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TQWTスピーカーシステム
 
 2003/04/03

 製作構想

 私は以前オーディオメーカーに勤務していたためスピーカーシステムに付いて色々な実験、テスト、
 試聴をする機会がありました。

 私自身はその道でのエキスパートではありませんが、そういった経験の延長線で日曜大工でスピー
 カーの箱作りを20数台やっています。 その中で思い出深いというシステムのひとつに、TQWTとい
 う名前のスピーカーボックスがあります。
 非常に単純な原理・構造でありながら低音の再生能力が高く且つ作りやすい利点を有しています。

 ホームセンターを利用してしまえば1日で製作できます(塗装は除く)ので、今回ご紹介しようと考え
 た次第です。

 このタイプの市販品は日本では先ずお目に掛かれませんが1930年代に発表されたもので、欧米で
 は大型の高級スピーカとして見掛けます。  その構造・特徴や設計法について解説してまいります
 が、何しろ現在欲張って複数のテーマが同時進行状態ですので、実際の製作紹介はかなり遅れる
 と思います。

 しかし今回の解説だけで任意のスピーカーを使って自作することが充分に可能な内容をお伝えでき
 ますので、興味のある方はチャレンジされては如何でしょうか?
 無論疑問のある方は質問をお寄せください。 可能な限りお答えいたします。



 TQWTとは?
 TQWTは、Tapered Quarter Wave Tubeの頭文字を並べた物で、日本語に意訳すると
 「テーパー付1/4波長管」となります。 別な言い方でTubePipeに置き換えてTQWPというの
 がありますが、全く同じ物です。

 片方が閉じ片方が開いたパイプ(例えば試験管のような物)の開口部分を手のひらでたたくとポン
 ポンポンと音がしますが、これはその周波数でパイプ内の空気が振動して出ている音です。
 このパイプの長さが長くなると出てくる音は低くなってボンボンというような感じに変わりますが、内
 部の空気がある周波数で振動していることには変わりません。 パイプの長さが変わると音の高さ
 が変わるわけです。

この原理を応用して音の高さを変えらるようにした楽器が沢山あり、総ての管楽器はこれに属するといってよいでしょう。(私は楽器の専門家ではないので断定できないのですが、多分総てだと思います。)
低い音を出せる楽器は、パイプを折り曲げることにより実効的な長さを大きくしています。

 ということでこれらの楽器は皆左の図のような片方が閉じて片方が開いたパイプの
 共鳴を利用しているわけですが、その共振周波数はパイプの長さが1/4波長とな
 る周波数で、音速を344m/secとしますと、 = 344 / 4L という単純な式で表さ
 れます。fは共振する周波数でLはパイプの長さ(m)です。)

 例えば50Hzで共鳴させようとしたら、L = 344 / (4 x 50)1.72mのパイプを
 使えばよい訳です。

 このようなパイプにスピーカーを取り付ければ、パイプの開放端からは共鳴する周
 波数の音が強調されて出てスピーカー前面の音と合成され、より高い低音再生が
 可能となります。 これがTQWTの基本原理です。

 しかしながら実際の共振そのものはそれ程単純な物ではなく、上記で計算された
 以外の整数倍の周波数(専門用語では高調波といいます。)でも量は少ないです
 が共鳴が起き、これが大きく音色に影響します。

 中でも奇数倍の周波数(奇数次高調波)は音を汚くするといわれておりますのでこ
 れらを改善するために考えられた構造として、

   ・ パイプをテーパー状にする
   ・ スピーカーを奇数次高調波がキャンセルされる位置に取り付ける
   ・ 開口部の一部を塞ぐ
   ・ 内部に吸音材を入れて調節する

 などが考えられており、テーパー構造が名前の由来に繋がっています。

この辺りは楽器においても同様で、楽器それぞれは特有のテーパーでパイプを構成していますし(フルート等のような直管もあるが、)、楽器を作る材料も振動して音色に影響しますし、吹き口の位置、形状、大きさ等々様々なファクターが音色に影響しているわけで、これらは総て高調波を如何にコントロ-するかに拘わっている訳でそのコントロールの違いがそれぞれの楽器特有の音色に繋がっています。

 さて実用可能な高調波をコントロールする構成は3つあります。

 ● 第1は直管の場合で、ベストなスピーカーの取り付け位置は閉じた側からパイプの長さの1/3
   所になります。

 ● 第2はテーパーを付けて閉じた側は断面積を0とした場合で、この時ベストなスピーカーの
   取り付け位置はパイプの長さの1/2となります。

 ● 第3は閉じた側のパイプ断面積を0としないテーパーの付け方で、ベストなスピーカーの取り付
   け位置は上記2例の間となり、図中の計算式で得られます。

このとおりに設計した実例が欧米ではかなり見掛けますが(冒頭の写真もそのひとつです。)、パイプの長さが2mを超えるような大型の物となりますから、狭い日本の家屋では取り回しが難しくなりますので、楽器と同様パイプを折り曲げたほうが実用性が高くなります。 どのように曲げるかは無限にありますが、最も簡単で設計しやすいものとして次の図のような1回折り曲げた物があり、今回もこの構造で製作しようと考えています。


ボックス設計と組み合わせるスピーカーの選択

 TQWTでの低音共振はパイプの長さにのみ依存して
 おり、普通のスピーカーボックスの低音再生能力がス
 ピーカーユニットの性能にかなりリンクしているのとは
 根本的に異なります。

 無論スピーカーユニットが全く低音再生能力がないよ
 うなものでは無理ですがスピーカーユニットの複雑な
 定数によって箱を設計するわけではないので、この点
 でもアマチュアの自作対象としては有利です。

 その設計法は左の図のとおりで、希望共振周波数
 (この周波数前後が増強されます。)を決めれば、
 パイプの全長は決まってしまい箱の高さはこれでほぼ
 決定します。
 奥行きはスピーカーが仕切り板につかえないよう配慮
 して決め、箱の幅はスピーカーがまともに取り付けら
 れる幅以上にすればいいでしょう。

 何れの寸法もボックスの板厚は含んでいませんから、
 その点は注意してください。

 スピーカーの取り付け高さはSm(マウスの幅)とSt
 (スロートの幅)の比を変えることで調整できます。

 薄々お判りのとおりかと思いますが、物理的にスピー
 カーが取り付けられれば、スピーカーの口径が変わっ
 ても良いわけです。

 強いていうとスピーカーの規格のひとつであるfo(エフ
 ゼロと読み最低共振周波数のことです。)
と1オクター
 ブ下の周波数の間にTQWTの共振周波数を設定する
 のが良さそうです。 

 例えばフォステクスのFE87Eという8cmの小型スピーカーのfo140Hzとなっていますから70-140Hz、FE-107E(口径10cm)の場合には80HZとなっていますので40-80Hzという具合です。

 それらのレンジの低音が旨く増強できたらこれは大変なことで、ある報告では8cmの小さなスピー
 カーで度肝を抜くような低音が再生できたとの話もあるくらいです。

 最後に私が設計したTQWTの設計図をご紹介しておきましょう。 この例では8-13cmユニットを
 使用可能ですが、共振周波数は50Hzとしています。  板取り図はこちらです。

 使用材料は12mm厚のシナ合板かシナのランバーコアを考えています。 
 コストを下げるために例えばOSBとかコンパネの採用もありえますが、仕上げで余計な手間が掛
 かるのでシナ合板はその点で有利です。
 特徴のひとつは1ペアーの箱を作るのに3x6の合板1枚を殆ど使い切ったサイズを割り出してあるこ
 とで、この為に設計図にある台座は別なタモ集成材の端材を使うことにしています。

 板取り図は縦長の箱に対し総ての木目が横となるように検討してあり常識的な木目方向ではあり
 ませんが、何故かこの方を私は好んでいます。 縦方向木目も可能ですのでこの辺りは皆さんの
 好みで選んでください。

 吸音材については水色の辺りに入れると大変効果が出ると過去の経験で考えますが、実際には吸音材の入れる場所と量についてはカットアンドトライの要素が強いので、Eの部分はボルト締めとして外せるように出来れば最高です。

スピーカーユニットが2個ついているように描かれていますが、2ウェイとしてトゥイーターを追加することもあり得るので描いておきました。 但しフルレンジ或いはウーファーのユニットが取り付く位置は勝手に変えられないので、これまた常識とは反対でトゥイーターが下に付くようになっていますが、音質的な問題はないはずです。

問題はこの製作をいつお知らせできるからですが、そのうちにお目にかけますのでお待ちください。



2003/06/05
口径8cm-12cmスピーカーユニット用TQWTの製作

既にご紹介した設計の基本数値には変化ありません。 当面は偶然に入手できたFostexの限定モデル、6N-FE103を使用予定ですが、FE-87EFE-127E等も試してみたいと考えておりますので、違った口径のユニットに対応できるようスピーカー取り付け板(バッフルボード)が交換できる構造としました。

12cmスピーカーの場合はかなりギリギリ寸法となりバッフルボード固定の桟を少し削れば取り付けられます。  それとトウィーターが追加できるようなスペースをバッフルボードに確保しました。

またこのようにバッフルボードを取り外せることにより吸音材の挿入や量の調整もしやすくなるというメリットもあります。
無論ユニット交換やトウィーター追加の配慮が不必要であれば、原設計図と板取り図そのままで製作して頂いても一向に差し支えありません。

 以上の設計を元に板取りを再検討した結果が左の図です。
 小さな部材は板取り図の欄外に色分けで示して判りやすくなるようにしてあります。 木目方向は
 好みの問題ですが、前面、トップ、底面、背面は横方向に、側面は縦方向となるようにしました。

 都合の良いことに126mm幅7枚と220mm幅4枚はそれぞれ910mm x 910mmから切り出せます
 から、木目方向の自由度はかなり高いと思います。
 驚くべきは板取り効率が極めて良いことで斜線で示した端材の量が大変少なくなっています。

 これは最初からそのように意識して出来たのではなく偶然ラッキーにもそのように結果としてなった
 と言った方が正しく、皆さんが同じ結果を得られるという保証は残念ながらありませんが、3x6合板
 で短い方が912mm以上あれば次のカットの手順で可能となります。

  1.木目と直角方向に126mm幅で7枚切断。(ホームセンターの切り幅3mmのパネルソーで切断)

  2.残りを木目と平行に220mm幅で4枚切断(ホームセンターの切り幅3mmのパネルソーで切断)
    この結果18mm幅長さ910mmの棒が残る筈でこれを枠材に使います。

  3.126mm幅の板からゼットソー8寸目でC(長さ691mm)を切り出し220mm以上余りが出れば、その残りでG1枚を切り出す。

    計算上は、691+1(ゼットソー8寸目の切り幅)+220=912mm 以上あればよいのですが、ゆとりを考えると元の板幅が
    913mm以上欲しい所です。

 ここまでがOKであれば台座を除き板取り図のように、3x6 12mm合板からバッフルボード固定の桟やフロ
 ントグリル枠を含め全て切り出せます。

 もしこれが不可能でしたらC126mm幅の板から4枚切り出し、枠を作る棒は別な端材から切り出します。
 (設計図ではバッフルボード固定の桟は厚みが18mmと記載されていますが、これは当初別な端材を使う
 ことを念頭に入れておいたためです。)


私はシナ合板を使いましたが、にコンパネを使われる場合にはコンパネの公称寸法は1800 x 900mmと若干小さいため、3x6を基準にした(1820 x 910mm)この板取り図を適用できません。 3x6のラワン合板/シナ合板/シナランバーコア/OSBが適用可能な材料ということになります。 

またお気づきのように板取り図中青線で示した部分はホームセンターのパネルソーで切断してもらいました。
これはメルマガでお伝えしている楽する方法であるだけでなく相対誤差を小さくしたいためでもあります。

 私はゼットソーを使って0.3mm以内の誤差で切断できる自信があり、0.3mmの誤差は大半の工作におい
 ては充分な値ですが、スピーカーボックスの横幅を決定付ける部材126mm幅の物は全てそうです。)
 誤差は、スピーカーボックス組立では絶対タブーの隙間が最大0.6mm出来る可能性を意味しているので、
 カンナで調整して全部材の幅が0.2mm以内のブレに収めなければなりません。

 同じことはカット面の直角度にも言え、直角度が悪いとこれも隙間の発生に繋がりやすくなります。

これらの手修正はかなり手間がかかりますのでゲージを使って正確に一定幅で切断できるパネルソーのお世話になった方が、遥かに高精度な切断が容易にできます。(因みにパネルソーで切った場合の相対誤差は、0.1mm程度の値でした。)

ホームセンターで切断してもらう1次加工の後に2次加工として、板取り図に従い126mm幅と220mm幅の板を更に切断します。 加工の最後はスピーカーの取り付け穴(6N-FE-10392φ)と端子板の取り付け穴(40φ)で、何れも電動ジグソーであけますが、
半径が小さいので円切り用という幅の細い刃で切り抜きます。

バッフルボードは鬼目ナットを埋め込んだ本体の枠に六角ボルトで固定しますが、現物合わせ的になるので後ほど加工します。 スピーカーユニットは付属の木ネジで固定します。



2003/06/12
組み立ての勘所

寸法精度良く切断加工が終了しても組み立ての手順が適切でなかったり、組み立て上で押さえるべき所を守らないと、精度の良い加工が全く意味をなさなくなります。 従ってそれらの押さえるべきポイントと手順の考え方について特に解説してゆくことにしたいと思います。

                        適切な組み立て手順
       クリックで詳細説明へ
 1.一度に複数の面を接合するようなことを避けた順序を考える。
   これは接合方法にもより、例えば接合にネジを併用できるのであれば正確に隙間なく
   複数の面を一度に接合するのは難しいことではありませんが、ネジの頭を見せたくない
   ために、木ダボと木工ボンド或いは隠し釘で接合面の密着度を上げようとする場合、高
   い密着度はあまり期待できません。

   長いクランプやハタ金を使えれば良いのですが、それらの購入負担は決してバカになら
   ず使用頻度も低いので、次善の策として一度に違った面を接合しないようにします。
   そうすれば接合する一面にのみ集中できますので接合精度を上げられるわけです。

 2.早く作ろうとして木工ボンドの充分な乾燥時間無しで次の作業に進まない。
   木工ボンドは接着後2時間たてばほぼ次の作業に移っても問題ありませんが、最大接
   着強度に達するには12時間掛かると言われています。

従って接着後継続して接着した部分に無理な力が掛かるような次の作業をしまうと、目には見えないながら接着面が剥がれかかったり、接着強度が低下したりする可能性があるわけです。 但し木工ボンドを使いながらネジを併用するような場合には、ネジの締結力のお陰で次の作業に入っても問題ありません。 これらの事をよく覚えておいて接着順序を考えるべきです。

このような観点に立つと完成までにかなりの所要時間(組み立てに拘わる時間と接着剤硬化の為に寝かせる時間の合計)が必要になりますが、これは致し方ないと割り切った方が良いです。 

実際後ほど述べる私の実例では、一回目の作業に午後の3時間を使い接着剤硬化に一晩寝かし、二回目を翌日朝早くから開始5時間作業、その後午後遅くまで寝かして最後の接着作業に4時間掛けて一晩接着剤硬化。 といったやり方をし、実作業は12時間しか使っていないもののそれは1日で完成するという意味ではなく2日半を費やしています。

えらく小難しいことを言うようですが、スピーカーボックスは特に隙間が発生するのを嫌い、確実な接着が音質にも多大に影響するということを過去にいやというほど経験しておりますので敢えて申し上げておきます。


接合方法を旨く選択する。

アマチュア的ソリューションの中で接合の種類について詳しく解説していますが、スピーカーボックスの製作に必要な接合は重量級の接合を念頭に置いておいた方が良いと思います。

その理由は、隙間が出来ないように接合面の密着度を上げるには重量級の接合の方が有利であることと、接合されていても接着剤で隙間が埋まっているような場合には箱の振動の仕方が音が悪くなる方向に変わりやすいからです。

 メルマガでも触れたのですがスピーカーボックスの製作において最も大事な考え方は、所謂
 「箱鳴りを押さえよう!」ではなくて、「箱をうまく鳴らそう」という姿勢です。

 スピーカーボックスを日本語では「音響箱」(音が旨く綺麗に響く箱という意味)と言います
 が実に当を得た言い方で、バイオリンやギターの箱が音色を決定づける大事な部分である
 のと同じ意味を持っています。

 ですから「良い音がするボックスにはあの材料が最適だ!」等の材料の論議に繋がる
 わけですが、接着剤自信はその箱の響きの伝達を押さえ込んでしまうダンプ材のような役
 割をします。 従って隙間が接着剤でかろうじて埋まっているような状態は音質上良くありま
 せん。

 ということで接着剤にネジを併用する重量級の接合が理想ですが、ネジの頭が見えるのは
 みっともないのでパテで埋めるなどの処理が必要です。 そしてペイントで塗りつぶせば全く
 判らなくなりますから組み立てはかなり簡単ですが、ニスで仕上げる場合などにはそれらの
 ネジを隠す手立てがありませんので、接着剤に木ダボを併用し隠し釘で仮押さえのような方
 法を取らざるを得ません。
 これで密着度を上げるのが難しく接合面の強度も取れませんから、間を置かずに接合作業
 を続けると無理が生じます。

以下の製作解説ではニス仕上げを前提に進めますが、初心者の場合にはペイント仕上げを前提として全面的にネジ併用の接合をお勧めしたいと思います。

具体的な製作手順、使った接合方法などを一連の写真でご覧下さい。
(写真の中に赤味の強い物がありますが色の補正がし切れない状態で撮影していますのでご了解ください。)

最初にそれぞれの板の接合位置や木ダボを打つ中心線などを側板(計4枚)に書きこみます。

Cの角を軽く斜めにカンナで削り書き込んだ線の上に乗せFを当てて削り具合を調節・確認します。 

その上でCFを木工ボンドとネジ3本で固定します。
(註: このネジは見えなくなるため使用しています。)


EBを木ダボを3本併用して木工ボンドで接合。 隠し釘で押さえます。 (註: この後6時間以上寝かせます。)

接合されたCFに下部前板Aを木ダボを3本併用し木工ボンドで固定します。 隠し釘で仮止め。  側版の線に沿わせて接合角度を調整しずれが残らないようにします。
(註: 側版に載せて隙間が出る場合は捻じれが出ていますので修正します。)


バッフル固定枠(LKJ)を木工ボンドで組み立て隠し釘で仮止めします。 継ぎ目に段差が出ないよう特に注意が必要です。 (註: この後6時間以上寝かせます。)

同様にフロントグリル(H))を組み立てます。

以上4種類のブロックは6時間以上寝かせますが、私の場合この日の作業はここで止め一番寝かせました。

バッフル固定枠をバッフル2枚の間に挟み段差が全くなくなるまで削って調整します。 
(註: 加工が正確であれば接合部の隙間分だけバッフル固定枠は幅が大きくなるはずです。)

バッフル固定枠をL字型に組んだEBに木ダボを3本併用し木工ボンドで接合します。 
(註: この後4時間寝かせます。)


 木ダボ穴の位置決め手順について

 この後の作業として側板Dに出来上がったの字のブロック、
 の字のブロックそして底板を木ダボ併用で接合しますが、
 その手順を詳しく解説しておきます。 (左の図クリックで拡大
 図が見れます。 また位置決めジグの使い方はこちらをクリッ
 クしてください。)


 先ずの字のブロックCの固定位置を位置決めジグ8個を使
 って印をつけます。(手順1)

 続いてAの位置を決めますがこの時位置決めジグのうちF
 嵌め込んだ物は残して合計6個の位置決めジグで印をつけま
 す。(手順2)

 次にの字のブロックを背面板Bに固定する位置を位置決め
ジグ10個を使い印をつけます。(手順3)

次がEとバッフル固定枠の位置決めですが、Eの一番右端の位置決めジグを残し合計7個の位置決めジグで作業します。(手順4)

最後の底板の位置決めはの字ブロックとの字ブロックを固定してからやります。(手順5)

片側の側板Dに全てを固定する前に、反対側の側板に接合されるCの位置決めは上記手順2の方法であらかじめ済ませておいたほうが調節が楽に出来ます。

以上をご理解の上で引き続き写真をご覧下さい。


位置決めジグを使いの字状仕切りの接合位置を決めますが、の字の短い方(A)だけの位置を先に確定します。 (木ダボは10cm間隔で使用。)

続いての字の長い方(C)の位置を確定します。 (註: ピントがうまく合っていませんが、位置決めジグを嵌め込んだ場所が前の写真とは異なります。) 

木工ボンドを多めに塗りフの字のブロックを木ダボに押し込み接合します。 隙間が出ないようハンマーで叩き裏から更に隠し釘で仮止めします。  
(註: この後4時間寝かせます。)

木工ボンド硬化のため寝かしてる間に反対側の側板の接合位置の線引きと木ダボの穴あけを済ませておきます。 (木ダボ間隔は約10cmとします。)

コの字のブロックを側板に接合しますが、EB部分は裏から隠し釘で仮止め、バッフル固定枠はクランプで挟み締め付けます。

バッフル枠をクランプで締めつけた所。 Aとのオーバーラップ部分は木工ボンドのみでクランプで挟んで締め付けます。 
(註: この後横から見てバッフル固定枠とAの上面が段差無く一直線になっていることを確認。の字状は不可。)

再び一昼夜寝かしましたが底板が残るのみの状態になりました。

底板Gと側板D及び背板Bと接合しますが、背板との接合はネジ併用です。 (このネジは座板に隠れて見えなくなる)

片側の側板接合が終了しました。(2時間寝かせます。)

いよいよ反対側の側板Dを接合するため位置決めジグで穴位置を決定します。(これは手順2の状態でAの部分)

引き続き手順3(背板部分)の位置決めをしています。 そして上板とバッフル受け枠部分の位置決め。(手順4)

最後に底板部分(手順5)で位置決め終了。

位置決めでついた印に従い6φの穴をあけました。 全部で32個あります。

32個の穴にボンドを流し込み木ダボを叩き込みました。 
これで側板接合の準備完了です。

力技もからめ密着度を上げるためにハタ金、クランプ、隠し釘と総動員です。 これで組み立て終了、4時間以上放置します。

バッフル板をタッピングビスで仮固定。 恒久的には塗装終了後六角ボルトと鬼目ナットに替えます。 そしてユニット、端子版を取り付けます。

早速試聴ということで比較用の同じユニットを使ったダブルバスレフ型スピーカーと聴き比べを始めました。


試聴とチューニング開始

写真に見えるように同じユニット6N-FE103)を使ったダブルバスレフ スピーカーリファレンスとして聴き比べを始めました。 このスピーカーシステムは息子が某オーディオ雑誌に出ていたのをそのまま作ったもので、ご覧のように横幅は同じで、高さは3x6の短辺をそのまま使っているので10mm高く、奥行きだけが150mmTQWT220mmとかけ離れています。 リファレンスに使用したのは広帯域再生とは言えないまでも大変バランスの取れた癖の無い中音、低中音と豊かな低音感という点で魅力溢れる作品だからで、多分FE-103系用に設計されたものの中では傑作の一つであろうと思われます。

さて我がTQWTの吸音材無しははどうであったかというと一言で言えば、「目を覆いたくなるはちゃめちゃな音。」でした。 中低音、中音には汚い共振がくっついていてぐちゃぐちゃぎゃんぎゃんとうるさく長時間聴くなんて事はどなたにも耐えられないと思います。 ボーカルで言えば女声ボーカルなんて悲劇的、口割け女かそれとも狂女か?といった按配ですし、男声ボーカルでもやけにサシスセソが目立ちその上妙な反響めいた風呂場で歌っているような声に聞こえます。

 ところで低音ですがちょっと聴きではリファレンススピーカーにはあ
 る量感が不足していて少し痩せて聴こえます。 しかし直径3mの大
 太鼓のような音源ではより低いレンジまでTQWTの方が再生出来ま
 す。

 これは周波数特性を取ればはっきりとしますが、TQWTは多分
 100Hz以下がだらだらと低下するような特性で、リファレンススピーカ
 ーは90-100Hz辺りに少しふくらみがありそれ以下は急傾斜で落ち
 てしまう傾向をもっているはずです。

 これだけで単純に良し悪しを判断できませんが、量感は若干少ない
 ものの広帯域再生という点でTQWTの方が上という可能性大です。

 中低域から中域の汚さうるささが取れると相対的に低域の量感が増
 してきますから全体のバランスも良くなるはずです。

 TQWTの採用理由であるより下まで伸びた低音再生という点で、か
 なり良い結果を確認できこの面ではほっとした次第です。

もっとも作った直後に聴いて断定的な評価や判断を下してしまうのはあまり意味がありません。 その理由は木工ボンドが完全に硬化していないためで、この影響は低域には特に敏感に出てきます。 よって一晩寝かしてからチューニングを施すこととしました。



最終チューニングの結果

 チューニング開始前に一応聞いてみたところ、木工ボンドは完全に乾燥して心なしか低音の締まり具合は
 向上しているように聴こえました。

 ここで嫌な低中域-中域の音を抑制するために吸音材でチューニングを開始しました。 吸音材はホーム
 センターで購入した粗毛フェルトで1mX1m、厚み約10mm、価格は\800.-でした。 吸音材としてはグラス
 ウールの方が知られていますが、皮膚に刺さってちくちくすることと色が明るい黄色であるのが使う場所に
 よっては問題なので粗毛フェルトにしました。 後で判りますがこれが大正解でしかも格安です。

 最初に幅130mm、長さ1000mmを半分に折り前板Aと隔壁Cの間に落とし込みましたが、吸音材の
 効果が極めて高く低中音-中音の嫌な音が殆ど消え大変クリヤーになりました。 しかしその代りに
 低音の量感も大幅に減り何ともバランスの悪い音になってしまいます。
 そこで吸音材の量を加減してみたのですが、嫌な音がなくなると低音の量感も減るというあちらを立
 てればこちらが立たずという問題がありなかなか最適なポイントが見つかりません。

 どうやらACに挟まれた空間は低音再生にかなりの影響をもたらすようです。 暫し実験を繰り返し
 た後に、何気なくポートの底に吸音材を突っ込んでみた所かなり効果的に中低音が改善されます。
 低音の量感には殆ど影響しません。 どうもEGの間の共振音(定在波と言いますが計算では
 190Hz近辺になります。)
がポートから飛び出しているようです。 

 そこで上板と底板の内側にそれぞれ幅130mm長さ250mmのフェルトを敷いたところかなり中低域
 がすっきりしてきました。 更に低音の量感をコントロールするためACの間に入れるフェルトの量を
 調整した結果、長さ700mmを2つに折って挿入した状態が一番良さそうでした。(左の図参照)

 これで一応チューニングは終わったわけですが、リファレンススピーカーとの聴き比べの結果では、
 TQWTの方がより低域の伸びた広帯域再生となっていることを感じました。
 但しリファレンススピーカーに比べると帯域バランス上まだ中高域に偏って聴こえます。
 更にチューニングを施すかどうかは最終的に使用するアンプも含めもう少し検討と試聴が必要です。

 トータルとしてはFE-103シリーズ特有の華やかでメリハリのある中音にズーンというより本物?の
 低音再生が付加され分解能の高い実に馬力のある音がします。
 (リポビタンDの宣伝のようなパンチ力?!) この辺りは聴く人の好みにより随分評価が分かれそう
 な気がしますが、良くも悪くもFE-103の音そのものです。


 ところで聴く音楽がクラシックのような全体の響きや帯域バランスを大事にしたい音楽の場合には、
 Fostexで言うと、FEシリーズではFE-87EFE-127E、他シリーズでは高価ですがFX120Aとか
 F120A
、或いはそれらにトウィーターを追加したものを試した方が良いかもしれません。
 FE-103系に比べると中域の張り出しが少なくホールトーンのデリケートな再生に適していると思います。
 (海外製でもそのような候補は色々ありますが入手性の点で一般的ではないのと、とにかく昔に比べ選択
 肢が減ったのは残念なことです。)



 最後にひとつ大事なことを申し上げておかねばなりません。
 今回の製作例では箱の接合にニス塗りの外観重視の理由で木工ボンドと木ダボを使った方法を採用して
 いますが、この方法は製作時間が掛かりかなり難易度が高いことです。

木工ボンドにネジを併用すれば木工ボンドの乾燥のために寝かす時間も大幅に短縮できますし、密着度を上げるのも容易です。 冒頭で1日で製作できる!と申し上げていますが、これはネジを使った組上げ法の場合ですので誤解なきようお願いします。

この観点から、初めてスピーカーボックスを作られる場合であったら、木工ボンドとネジで組上げネジ穴をパテで埋めてペイント仕上げとするようお勧めします。 無論それが原因で音が悪くなるようなことはありません。 
その場合の組み立て方は、ミニタワースピーカーを参考にしていただけたらと思います。

まだ塗装が終わっておりませんし台座を取り付けフロントグリルも加工する必要があります。 そしてまだ完全に満足しているわけではないのでチューニングを更に施したりユニットを変えたりする可能性が大ですが、それらについては後日お伝えいたします。



お知らせ  2003/09/26

塗装作業については他の2作品と共にこちらで解説されています。



2003/10/17

フロントグリルの製作

FE103系の極めてパンチのある音質の魅力はなかなかのもので何度も言うとおり緩い左肩落ちとなっているバランスの悪さが気になるものの、決定的なユニットを変えてみようという気にはなかなかなれません。
とは言えこのままほったらかしにしておくわけには行きませんので、将来のユニット変更を考慮したフロントグリルを作ってしまい、このスピーカーとしては完成した形にしてしまおうと決めました。

ありうるそれらのユニット変更とは、口径12cmへの変更、トゥイーターの追加がそれらですが、口径12cmユニットの場合実効振動半径は92mm前後ですので既に作ったグリル枠内側を一部削っておくことで対処します。 またトゥイーターの取付けスペースをグリル内に考慮しておきます。 グリル自身を浮かして取付けるのもその配慮のひとつですが、結論としては次のようなデザインとし枠の製作に入りました。



既に組んであった枠に端材を接着し下部に曲線をアクセントとして追加しました。

フロントグリル周りのデザインはこのようにしました。


ボックスに当ててみた。 左半分のスペースはトゥイータ用。



2003/10/24

フロントグリルの製作その2

フロントグリルの取付け方には次のような幾つかの方法が考えられます。

  1.隠し釘でジャージーを貼ったグリルをBOXに固定してしまう。
    グリルを殆ど外さないというのであれば、隠し釘で固定してしまえば簡単です。 隠し釘を打ち込んで頭を落とせば釘は見え
    なくなりますし、万が一グリルを外したい時も簡単に外せます。

  2.マジックテープ(ベルクロ)で固定。
    フロントグリルが本体に隙間なく取付けられる場合に簡単に出来る手法で、グリルの着脱は容易です。 マジックテープは、
    ボンドG-17を使って貼り付けると良いでしょう。

  3.上板と下板の間にグリルを挟む。
    AVコーナーのスピーカーはこのタイプでグリルは上板と下板の出っ張りの間に若干きつい状態で挟まれているだけです。
    簡単さではピカ一ですがスピーカボックスーフロントの形状にデザイン上の制約が発生します。

  4.グリル固定金具を使う。
    金具といってもプラスチックの成型品ですが、スピーカーメーカーが採用する標準的な方法です。 グリルをボックスに隙間な
    く固定したり或いは浮かして固定することも出来ますが、スピーカーユニットを販売している専門店でないと入手不可能という
    のが問題です。  販売量が少ないせいか価格も結構高いのも面白くありません。

  5.木ダボを使う。
    グリルを浮かす場合のみならずボックスに密着させる場合でも採用できます。 木ダボその物の見え方が余り美しいとはい
    えませんので、私は艶消しの黒を塗り目立たなくして使っています。

  6.プスチックパイプとトラスネジを使って固定する。
    加工が面倒なのですがプラスチックパイプの表面は滑らかで白ですので、好きな色に塗ってしまうのも容易であり、私は最
    近この方法をよく採用します。 この方法はグリルを浮かす場合に適しています。

今回製作したTQWTはボックスの横幅を12cm用スピーカーがギリギリ納まる寸法にしていますので、グリルの枠を細くしてもグリルを浮かせないとスピーカーに当ってしまいます。 そこで上記5.の方法にて作業を進めました。 それらの様子は以下の写真でご覧下さい。

最初の作業はグリルの片側を艶消し黒で塗りつぶすこと。 裏面は塗らないのですが、刷毛が周ったりはねてご覧のとおりはみ出していますがこの程度は問題なし。

グリル固定の材料。 外径6mm、内径3.2mm、長さ10mmのプラスチックスリーブと3φ 20mmステンレストラスネジ。

プラスチックスリーブを固定する位置にのドリルで深さ15mmの穴をあけます。(グリル側は貫通穴でBOXには深さ5mm位の穴があく。)

4箇所全てにの穴をあけ終わりました。(スピーカーを傷つけないよう外してあります。)

次にBOXの穴位置にのドリルで深さ5mmの穴をあけそのまま円周上にこじって穴を広げます。

結構時間が掛かりますが、ネジの頭6.5φ)がきつめに差し込めるまでこじります。

グリルの裏側に空いた穴4箇所にプラスチックスリーブをトラスネジで固定します。

これで準備完了です。 穴とスリーブの位置を合わせて握りこぶしでトントンと叩けばうまく収まります。

グリルが取付けられた前面上部の様子です。 音の出を邪魔するものはありません。

真横から見るとこんな風になります。 隙間は約5mm、このためスピーカーはグリルに当っていません。


 註: 以下のクロス貼りの一連の写真はクロス部分の詳細が判るように大幅に明度やコントラストを変えてあります。



ジャージーは枠の外側より4cmはみ出るように切断。 長辺にボンドG17クリヤーで貼り付けますがジャージーが伸びる最長の半分位に伸ばして貼ります。

15分後反対側の長辺に巻き込み接着。この時もジャージーは最大伸びの半分位伸ばして真中、両端、そしてその間というように貼りこんでゆきます。

ジャージーの裏目を見て、引っ張り具合を確認しながら、短辺に巻き込んで貼ります。

曲線側のクローズアップ。 ご覧のとおり少しずつ曲線中心の方向に絞り込みながら貼ったので、皺が出来ています。

こちらは直線側の短辺貼り込み。 角は後で処理します。

15分後に枠の外側から10mm程度内側の所をカッターナイフでジャージーの余分な部分を切断します。 角の部分は多めに残します。

角の切断。 斜めにつまんで外側は5-6mm位、内側は短く斜めに切り落とします。

クロスを広げてグリル角面に接着剤を付け、クロスの端を内側に引っ張って貼り込みクリップで10分固定。

ご覧の飛び出ている部分を挟みでカットし平らになるよう指で押さえ込みます。

こんな風に仕上がれば良いでしょう。 この後グリル固定のスペーサーを取付けます。

完成したグリルの表と裏。 裏の下地が見えている部分は艶消しの黒を塗るともっと綺麗になります。

グリルを本体に固定しました。 グリル固定のプラスチックスペーサーが僅かに白く見えますが、目障りではありません。

製作全てが完了したTQWT。 なかなか重厚な感じになりました。

以上が合板を使ったニス仕上げのTQWTスピーカーシステムの製作解説です。 丁寧に作った物は愛着が特に湧いてきます。 
普通は無視してしまうスピーカーグリルまで作ることにより機能本位ではないインテリアの一部として使える物にしたいものです。



2003/12/19

スピーカーユニットを変更

長い間色々といじって右肩上がりとなっている帯域バランスを調整しようとしましたが、結局トーンコントロールで調整する以外にうまい方法が見つからずスピーカーユニットを変更してみました。

但しここで誤解を招かないよう一言申し上げますが、Fostex6N FE103というユニットが駄目だと決め付けたわけではありません。  6N FE103の能力を生かすには違った構造の箱にしたほうが良いということであり、実はリファレンススピーカーとしたダブルバスレフ型トールボーイは大変6N FE103に相性が良く遥かに帯域バランスが良く且つFE103系の中高音のパンチ力も生かせているボックスでした。 それについては後日お知らせすることにしたいと思います。

冒頭に述べているように今回設計した箱は12cmまでのユニットであれば使えます。 口径12cmのスピーカーはFostexだけでもかなりの種類があり、FE127EFX120F120AFF125KFW127と5種類もあります。 その中でFF125KはFE103以上の右肩上がりの周波数特性をもっており、TQWTには多分相応しくないと思われます。 残る候補から最も価格が安くてしかも防磁対策がされているFE127Eを最終的にピックアップしました。 

ユニット交換のみで吸音材の位置や量も変えないまま、平行して作っていたバスレフ型トールボーイ(FW127 + FT27Dの2Way)と比較試聴しましたが、FE127Eを使ったTQWTはこれまで取り付けていた6N FE103よりも安くてマグネットサイズも小さいものの、その音質は良好な帯域バランスが取れています。 

バスレフ型トールボーイに比べるとデリカシーこそいまいちですが、どんな音楽を聴いてもそれなりに破綻なく聴かせてくれますから、1本辺りの全材料費が\8,000程度で済むことを考えるとCP抜群のシステムと言うことが出来ます。(バスレフ型トールボーイは1本辺り\20,000近い材料費が掛かっている。)

TQWTのご利益とも言うべき低音再生ですがこれもOKです。 6N FE103よりも中低音の量感が増えているため判りやすい重低音感もぐっと増しています。

気軽に楽しめるTQWTとして今回の設計では、FE127Eとの組み合わせが大変バランスが良かったということで結びと致します。

最初に使った10cmの 6N FE103(左)と交換した12cm FE127E(右)

それぞれの背面。 6N FE103のマグネットの方が強力なことが判る。

スピーカーユニットを交換するのに前面の穴径を10mm大きくしただけで、吸音材その他は全くいじっていません。
適度なパンチ力があり、CP抜群で広範な音楽を楽しめるスピーカーになりました。

----- 完 -----

  
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