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自作スピーカーと測定  * 冬うさぎの晴耕雨読な日々 *

自作スピーカーと測定に関するブログです。

Category :  PARC Audio Project
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エンクロージャの構想を考える際、板厚をいくらにするか?

厚い方が良いに決まっているのですが、費用対効果はいかがなものか?ということで、少し考えてみました。

左のグラフはMDFの板厚と1m2あたりの価格の関係です。価格はストーリオさんのサイトから転載しました。価格はおおよそ板厚に比例しています。

右のグラフはMDFの価格を板厚で割ったもので、体積当たりの価格に相当します。9mm以上の板厚ではほぼ一定になっているのは原料費が効いているからでしょうか。

グラフ1.jpg

さて、次は板のたわみ剛性ですが、周辺が拘束された円板に一様な圧力が加えられたときの最大たわみ量は次式で与えられます。最大のたわみは円の中心で生じ、その大きさは板厚の3乗に反比例します。つまりたわみ強度は板厚の3乗に比例することになります。

evenstephen_2.gif

出典:http://ebw.eng-book.com/heishin/DiskMaximumStressAndDeflection_evenstephen_2_calculation.do?category=evenstephen_2

この様子を示したのが左のグラフです。15mm厚さの強度を1としていますが、板厚が厚くなるとともに強度は飛躍的に向上し、24mm厚のたわみ強度は15mm厚の4倍以上になります。では費用対効果はどうかということで、強度あたりの価格を示したのが右のグラフです。板の価格が板厚に比例する一方で、強度は板厚の3乗に比例するわけですから、費用対効果でいえば板厚が厚い方がお得ということになります。

グラフ2.jpg

というわけで、板厚は24mmを採用することにしました。

ところで、上の式によれば最大たわみ量は円板の半径の4乗に比例します。つまりたわみ強度は半径の4乗に反比例することになります。このことは、エンクロージャのどこに補強を入れるべきかを考える上で参考になりそうですが、これはまた後ほど。



(つづく)

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テーマ:オーディオ - ジャンル:趣味・実用

コメント

板の強度
Iridium17 様

Iridium17 様、先日スピーカーボックスの材料で、お勧めされたのがMDFでした。それは、板の歪だけでなく強度の面でも考慮されたからなのでしょうか。私は、見栄えだけで考えていたのですが。

確かに曲げ、せん断強度の面で、MDFは強そうですね。先日、大工ベンチ台を入手しました。それに使われているMDFを持った時に感じました。正確に調べてはいませんがきっとそうでしょう。柔軟性は、無いようですがスピーカーには必要ないことでしょう。

とりあえず、Tangbandの方は、メルクシパインで製作してみます。
2013/11/06 01:23  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集

Re: 板の強度
神戸の弥太っぺ様、こんばんは。

MDFの特徴は経時的な反りとか割れの心配が少ないことではないでしょうか。
曲げ強度は合板の方が強いのではないかと思います。

MDFはなにか仕上げをしないと美しくないのが最大の難点ですね。

2013/11/06 22:14  Iridium17  URL  #-  編集

材料の 経時的変形
Iridium17 様

なるほど、経時的反り、割れですか。
もう一つ、MDFのメリットは、比重でしょうか。可也重そうですね。
とりあえず、メルクシパインで30年ぶりの私の木工製作の進歩を試してみます。

お返事有難う御座いました。
2013/11/07 00:40  神戸の弥太っぺ  URL  #tHX44QXM  編集


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