自作スピーカー設計と製作
コンクリート無共振
ハイブリッド式ダブルバスレフ・スピーカー

自作スピーカーには
自作真空管アンプですよね!

 12’21 更新 コンテスト会場のNO1は

各種10cmスピーカーの聴き比べもしました!

方   式 ハイブリッド構造ダブルバスレフ
ポート設定 第1φ51、12mm(216hz) ・ 第2φ53相当82mm(63hz)
空気室容量 第1:4リットル・第2:9リットル 合計13リットル
スピーカー フルレンジ10cm
周波数特性 40〜20khz(±10db)位
サ イ ズ 170mm(幅)x600mm(高さ)x300mm(奥行)
総 重 量 第1空気室≒10.5kg+第2空気室≒8.6kg = 19.1kg

2015年Stereo誌8月号が発売に成りました。 今回もフォステクス製で10cmフルレンジスピーカーが2個付録で付いてきました。 大きな特徴はバナナ繊維入りパルプで聴き疲れしない事とフレームが金属で有る事。 能率が88db/wとなり、過去のユニットに比べると倍以上の音圧差で鳴ります。 私の場合、小出力真空管アンプの事を考えるので能率アップは大歓迎です。 人気の10cmスピーカーはフォステクスだけで4種あります。 各社多くの製品が勢揃いしてる為、何を作っても無駄にはなりません。 8月号記事に小澤先生の発表したサインサウンドがあります。 可也良い設計、参考に成ります。 ネット検索すると他にも沢山の製作例がが見つかります。 良さそうな物を見つけて同じ物を作るのが安全線ですが、それじゃツマラナイ! これを切っ掛けに、何か作ってみようと思います。 自分で設計すると楽しさも倍増です。 ひと手間余分にかけオリジナル設計と行きましょう。 下記理由もあり、ダブル・バスレフで製作します。 今回は、誰でも製作が出来るコンクリートスピーカーを提案したいと思います。 写真は私の好きな形でダブルコーンの10cmフルレンジを見つけたので早速つけてみました。

付属ユニットを分析

FostexP1000ユニットの性能を見てみよう。 Stereo誌2014年の2wayのネットワークの説明で高域3khzは音楽の重要な成分が有ると書いて有ったが・・・、え〜丁度同じ周波数帯に大きなディップが! 8khzのピークは(昨年10khz位)時としてキャラクターを感じると書いてありました。 うそ! でもフルレンジはこういうのが普通で、それぞれ個性が有り、悪くも有り、良くも有りと言う事で音を聴くのが楽しみです。 能率が90db/wを越えてる所もあり理屈から考えても高能率なスピーカーほど極小信号も音に変換されるので生々しい再生音が期待できます。 ハイレゾのキャッチフレーズに負けてDigiFi19号8cmユニットも衝動買いしましたが82db/wなので可也のパワーを入れなければ同じ音圧に成りません。(知ってます? 昨年のStereo誌2wayの付録は既にハイレゾ対応です) 高音質と言えば、やはり45や2A3位の真空管アンプで鳴らしたい物。 パワーを考えると、高能率は重要なことだと思います。 3dbの差は音量で2倍の違いです。つまり、6dbの差は4倍の違いです。1w出るかどうかの小出力のアンプは比較的に安価に製作できるので、やはり最低でも88db/wはギリギリなんです。
 普段あまり意識してませんでしたがQ0=0.8という数字。 そもそもQ0とは何だかよくわかりませんが、減衰振動、臨界制動、非周期的減衰に関連する面倒な話のようで、結局は0.4位が一般的な数値のようです。 多少この辺りを意識して使わないといけませんね。 しかし、ネットで調べてみると一般的な話で平面バッフルは1.0迄、密閉箱で0.7迄が良いとの事。 なるほど。 しかしこの両方とも低音があまり出ません。 バックロードホーンは0.4以下、それを超えると当然ボン付きが起こります。 ホーンを短くしたり、空気室を大きくする方法も有効だそうです。 バスレフもダブル・バスレフでも普通0.6以下が推奨されてます。 箱に入れる事で更に増えるんですかね! いずれの方式にしても、設計に当たりボン付き対策を少しは考慮しておいた方が良さそうです。 吸音材での調整は最小限にしたいので、他に出来る対策を施します。 私が直感的に考え付いた事は、
Q0に合わせ、密閉箱に近い状態を作るべく、第1空気室を小さく更にダクト径も小さくすることでユニットの無駄な振幅を抑制させる構想です。 これが、今回考えたQ0対策なので、ダブルバスレフ方式にする理由ができました。 もちろん、様々な10cmスピーカーに使用可能です。 ユニットは1発のみとしてフルレンジの良さを味わいたいと思います。

ハイブリッド式コンクリート・スピーカー

昨年製作したコンクリート・スピーカーは音も良く癖に成ってしまいました。 此の1年で市販品やマニアによって色々なコンクリート製のスピーカーが登場してきているのは嬉しい事です。 ただ、 小型ボディーながら全空気室5.4リットルで17kgと重たかったです。 又コンクリート製で、・・・今回は全空気室が13リットルなので重すぎますよね! 第一、ワンパターンでは全然面白くない、うけません。 ならばハイブリッド構造ではどうだろう! コンクリートと木材を融合、混在させたダブルバスレフ・スピーカーを作ってみます。 腰が痛いので目標は20kg以下。 この際なので。空気室の交換も出来るように分割で作る事にしました。 製作上のメリットも出てきました。 2個の空気室を別々に製作しドッキング。 失敗した時は壊さず、一部交換も有りです。 製作方法や工程は違いますが、立派なコンクリート・スピーカーに仕上がります。

2個の空気室を分割して製作

第1空気室は1発流込みのオール・コンクリート製。 スピーカーユニットを強力に固定する為バッフル面を極力小さくし回析波(波動が側面等の影の部分に廻込む現象)を減らす努力です。 面倒なコンクリート造りですが、空気室は自由な形が製作できる大きなメリットが有ります。 究極のたまご型をイメージして発砲スチロールを削って成形しました。チョット苦労したのは精度を上げる為、水中に沈めながら容積が4リットルになる様にした事です。 銅線でのシールド加工とプチプチを使った凸凹面で定在波対策は昨年御墨付きを頂いたものです。 ユニット固定の4本ネジ付近がコンクリートの厚みが最大7cm位に成るのでスピーカーの振動抑制に威力を発揮します。 第2空気室は18mm赤松集成材で製作し、更に内面の周り4面に平均18mm位でコンクリートを流し込みハイブリッド構造にした9リットルの空気室があります。 コンクリート表面は指で凸凹にして定在波対策も忘れません。 コンクリートは1日1面づつしか作業できませんが数日でコンクリート・スピーカーに変身します。 正確な空気室にする為に、コンクリートはグラム単位で測って正確に入れてあります。 下側の足の部分を第2ポートに利用してスピーカー・スタンドをイメージさせました。 下記ポート径との関係が有り、ポートの空気流速が上がらないように空気室は合計13リットルと少し多めにして第2ダクトの面積は大きくして有ります。

空気室のドッキング

第1空気室の振動を極力抑え、更に下側の第2空気室と振動を遮断させる為に後方位置に防振ゴム材とMDFを使って第2空気室とドッキングさせネジで固定します。 底板もネジ止め構造にしました。 人に例えると頭、首、胴体、足の4ブロックとなり、首が細いのでスピーカー・バッフル面の振動は下側に伝わりません。 空気室は4+9=13リットルの計算で進めます。 図面中の青線部が18mmサブロク板1枚で今回のスピーカーが2個出来る板取りで無駄が出ない最大の大きさにしました。 ツイータ追加を考慮して、上面は平らにしてあります。 見かけより小さいので、ブロック等を重ねてリスニングポジションを合わせる必要が有ります。

ポートの設計と調整

多少変更をしましたが、最終的な計算値は、空気室容量13リットル。第1ポートを216hz。第2ポートは63hzとしてポートの長さを可変できる構造にしました。 第1ポートは51φコーン面積の0・4倍です。 170hz付近のディップが気に成ったので(初期のポート共振周波数)、30mmだったポート長さを、最終的には12mmにしましたが変わりませんでした。 コンクリート製なので変更は難しいでが125〜250hz位に入っていれば良さそうです。 第2ポートは角形ですが、53φの計算値コーン面積の0・44倍で第1ポートより少しだけ大きくしました。 今回ポートの長さは自由に変更が出来、しかも簡単に調整が出来たので、かなり広範囲に視聴確認できました。 但し、低域はfoの60%位が限度と言う噂は本当の様です。

インピーダンス調整

今回はSTEREO誌8月号を2冊購入。 4個スピーカーのインピーダンス特性を測り、特性の近い2個をペア取りしました。 さすが量産されているだけ有って大幅には違っていませんが、以前、測定中にマイクスタンドを蹴ってしまいマイクがスピーカーを直撃、スピーカーは笑窪で答えてくれました。 限定生産品は予備が必要です。 更に2個のスピーカーボックスの特性を合わせる為にダクトの長さで共振周波数を合わせました。 スピーカーは2個を同時に使うものなので極力同じに合わせる事が大事な調整だと思います。 下記2個を重ねたインピーダンス表が有ります。

塗装仕上げ

コンクリート部は銀色、木材はに水性クリア、中間の仕切りは黒、内部は習字の墨汁を塗りました。 最後の仕上げにウレタン・クリアを全体に使いました。 最近はスプレー缶でも2液性の本格的なウレタン塗料があり、混ぜた後は3時間以内に使い切る必要がありますが、厚塗りができて、艶々に仕上がります。 一応、私は塗装が大嫌いです。 だって、苦手なんです。 臭くて頭痛いし、上手くいかないし・・・自慢じゃないですが毎回なにか失敗します。

スピーカー・ユニットを少し改善

キャンセルマグネットを付けるとか、おもりを付けるのではありません。 ユニットはコストダウンの為薄い鉄板のプレス整形品です。 フレームにシリコン・コーキング材を塗って振動防止処理を施しました。 また、スピーカーの布エッジが上側に向いている為バッフル板に直接音が向かう可能性があります。 小さめのバッフルですが念の為反射対策で5.5mmのMDFをスペーサーにしてユニットを持ち上げ、更に前面に3Dプリンターで作ったフレームカバーを付けてユニットのエッジを囲いました。

やはり、自作スピーカーは楽しい

今回の様に木材で普通に作った箱を後からでも内部にコクリートを注入する事で立派なコンクリート・スピーカーに変身出来ます。 また、木の響きが必要と考えるならば必要に応じて木の部分を残せば良いだけです。 私は楽器じゃないのに箱が響いて良い訳が無いと思ってるのですが、仮に板を響かせた箱と、響きを止めダクトの共振だけで同じ音圧が出た物と比べる場合、歯切れの良さを考えると想像がつきます。 ダブルバスレフの低音に一番不満を抱く部分が此処にあると思います。 と言う事で、可能な限り箱の振動は抑制したいと思います。 昨年のコンクリート7角柱を追試された方から連絡を頂きましたが、 何かしら失敗が多いようです。 今回の製作方法は失敗しません。 いや、モット作り易い方法も有ると思います。 是非、皆さんもより良いスピーカーを創ってみて下さい。 木材とコンクリートのコラボ。 ハイブリッド構造スピーカーは想像以上の音質があると思います。 何時もよりチョット手間を掛け作り上げることで更に自作スピーカーの醍醐味が増すと思います。 作っていると色々とアイディアが浮かんできて、とにかく楽しいです。 

10cmハイブリッド・ダブルバスレフ設計図

赤線部分がコンクリートが入る部分、青線は板、緑は吸音材で、第1空気室は天然ウール、第2空気室は凸凹のスポンジを前面に入れてあります。 今回第1空気室はオール・コンクリートに変更しました。 下記板取り図18mm集成材1枚で出来る設計が基本。 コンクリートを入れなければ第1空気室5リットル、第2空気室11リットル合計で16リットルの容積が確保出来、もう少し大きなスピーカーにも対応出来ますね! 勿論、 コンクリートが面倒ならば、其のままても良く、計算値での特性は大きく変わりません。(大は小を兼ねる) 多くのスピーカーに合わせる事が出来ると思います。 下記コンクリート施工なし時の参考値です。 折角なので8cm〜12cm用も対応表を作りました。 私は13リットルで小澤先生のバスレフに+αで少し大きくしました。 PDF図面はこちら

スピーカ口径
(cm)
第1ポート(真四角)
第2ポート(横は98mm)
角孔(mm)
長さ(mm)
周波数(hz)
高さ(mm)
長さ(mm)
周波数(hz)
21
18
168
22
40
67
10
45
18
184
22
64
60
12
54
32
189
30
120
56
板取図

MDFの突板スタイルで考えてましたが、近くのホームセンターに行って探していると、集成材のサブロク板が1枚づつ綺麗に梱包されていました。 18mm赤松集成材@4800円で、安価で反りが無く気に入ったので、これに決めました。 板厚が18mmあると隙間なく接着が可能で、しかも作り易く表面が綺麗なので仕上がも簡単だと思います。 又、今回は内部からコンクリート加工する為、固定用に木ネジを数箇所入れ、固定兼高さの目安にします。 10mm位入れるので、板が薄いと表面に突き抜ける可能性があります。 このサブロク板を1枚で2個製作出来る最大サイズで設計をしました。 実際には木目があり、綺麗に見せる方向を考慮して設計するので、結構面倒な作業に成りました。 板は殆ど余らない設計です。 最終的には一部コンクリートに変えてますが・・・。 PDF図面はこちら

基本設計

フリーソフトSPEDと言うエンクロージャー設計支援プログラムを使いました。 Fostex103Enでのシュミレーションなのでパラメータが違いますがインピーダンス特性は下記、実際の物とよく似ています。 音響や物理等の専門知識が不要で便利です。 第1空気室を小さくしたのは上記説明の通りユニットのQ0対策です。 実際は計算値と多少ズレましたが、 第2ポート調整で2個のスピーカーを同一特性に合わせられたので問題ないでしょう。 他には自作スピーカープログラムがあり、スピーカー特性測定のプログラムは此処でも使っています。
 10cmスピーカー用ダブルバスレフの設計に当たり、下記4点を元に設計をしました。 たった此れだけですが、それも適当に決めた物なんです。 範囲は無限大に有るので、それこそ、自分の環境で必要なサイズ,形に設計出来ると思います。
○空気室容積は10リットル前後(13リットル)
○ダクトはスピーカーの口径の40%前後 (40%、44%)
○最低共振周波数はF0の80%±20%位(60%)
○第1ダクトの共振周波数は第2のダクトの3倍位(3倍)
注意: カッコ内の数字は今回の設定です)

インピーダンス表

典型的なダブルバスレフの3つ山です。 スピーカーは4個用意して特性の近い2個をペア取りしてあります。 ステレオは2台のスピーカーが必要、ならばと言うことで、スピーカーユニットを付けてからダクトの共振周波数等を確認しながら2台の特性を出来るだけ合わました。 共振周波数の計算値は第1ポート216hz、第2ポート63hzですが、実際はズレがあり170hz、57hzです。 上の表をみて下さい。 台のインピーダンス特性が、見事にピッタリと合っています。 直流抵抗は約7.2Ω。 信号を入れての測定結果は基準抵抗の誤差も有り正確さは分かりませんが、4.5Ω位イメージは解ると思います。

周波数特性

悩み所は第2ポートの共振周波数です。低めにすると下の山の頂点が40hzになるので30hz前半位迄延びますが音圧が10db程音圧が落ちてきます。高めの設定では高域が生き生きしますが、低音不足を感じます。 調整にあたり、一度聴こえた重低音は捨てがたく悩みます。このバランスをとるのは大変で、言うなれば重低音も綺麗な高音も諦めて中間位置にしなくては成りません。 そんな殺生な〜 色々聴き比べていると決められなくなってきます。極論、最初の設計のままでも45hz位まで同じレベルで延びていて此の辺りが一番良い様に思います。周波数特性を測りました。 アンプは勿論フラット、マイクは性能に合わせた高域補正済みです。 洋室の普通の部屋にブロック横積みの上にスピーカーを置いて軸上25cm(ダクトからは54cm離れる)にマイクを固定して測定しました。 全体的に見ると180hz付近のディップが残念です。

製作工程と性能
前から気に成ってました。 究極の形は此れかな! タマゴ型スピーカー? やはり無理だよね! なんて言ってられません。 此処では、外見は無理としても内部の空気室は工夫によって実現できそうです。 今回、これを意識して作りたいと思います。
ちょっと強引ですが「タマゴ型」で製作したいと思います。 空気室容量を確保する為純粋な楕円ではありませんが、発砲スチロールで型を作ってみようと思います。 カッターで荒削りの後、荒い平やすりで削る事が出来ます。
適当に削っていきますが、気球と言いますか・・・何というか、2個の形が整いません。 仕方ないので、バケツに水を入れて水中に沈めながら2個の容積を4リットルに合わせました。 (あッ! 今更遅いですが、今、良い方法を思いつきました秘密です)
梱包用のプチプチの突起側を外向けにして発砲スチロールに接着して、銅線をグルグル巻にて静電気防止処理をします。 銅線はスピーカーのマイナス側に接続しシールド効果(除電)を期待します。 箱が帯電すると音質に何らかの悪影響が有るのではないかと言う事です。
スピーカーの逆型です。 以前設計した物で、5mmのアクリルをレーザーカットした部品です。 今は3Dプリンターが有ればこの様な部品が作れます。 コンクリートが固まった後で壊すので、壊しやすくしてあります。
スピーカー取り付け部の加工を済ませコンクリートを流し込みます。 後で叩いたり振ったりするので、発砲スチロールが外れないようにします。 又、水が漏れると整形不良になるので、シリコン・コーキングで処理しておきます。 コンクリート打設前に水を入れて確認すると失敗しないと思います。
コンクリートをかき混ぜる工具。 上の電動ドライバーに付いているのは自作で、5φの真鍮棒に1mmの銅線を螺旋状に巻いてあります。 打設し後に中に差し込んでコンクリート内部の空気抜きに使います。 ゴムハンマーで叩いたり、ゆすったりを30分位繰り返しました。

コンクリートを注入しました。 後方面を上にしてあります。打設直後、叩いたりして内部の空気抜きますが、水分が上面に上がってきます。 そして1時間位すると落ち着いてくるので、ある程度平らにコテを使って均します。 大きなビニール袋で全体にかぶせます。 1週間の硬化時間を待つと1〜2mm位は下がってしまいますが、完成です。 まー見えない場所なので適当ですが・・・。

水を入れて混ぜるだけの「砂利入りのインスタント・コンクリート」を入れて1週間待つとこの様に成ります。 表面は艶々で綺麗なので此のままでも良いと思いますが、今回は塗装処理を行います。
内部の発砲スチロールを壊していきます。 孔径が大きくなったので手が入るので作業は直ぐに終わります。 前に掲示板で教わった事ですが、一度水で洗うのが裏ワザだそうです。 中性洗剤で洗い流します。 今は夏なので盛大に水浴びです。 入口に見える銅線はコンクリート内部に巻かれたシールド線です。
170hz付近のディップが気に成ったので第1ポートを51φを20mmから12mmに変更しました。 設計当初30mmにしてありましたが、コンクリートを削り、厚みを15mm位にしましたが、効果ありませんでした。(170hz付近のディップは変わりませんでした) 
板は車のトランクに入る位に大雑把に7カットして頂き、後は持ち帰り自分でカットしました。 やはり、慣れて来ると自分で切った方が早いし精度も良いです。 私は板切断作業は好きで、木の臭いも良く、意外と楽しいです。 35cm迄カットできるスライド式ノコが重宝します。 注意:2010年に指の関節まで切ってしまい肉と血管移植の7〜8時間大手術の失敗をしました。
写真では見難いですが、板に線を書いてから10φの穴をあけ、ジグソーでくり抜いていきます。 必要なパーツは先に全部作ってから、接着作業に入ります。 以前は大きめなバックロードホーンが多かったので製作も手間取りました。 このサイズになると軽いので作業もサクサクと進んでいきます。
材料が揃って組み立て作業に入ります。 ネジ類は使わず木工ボンドノミで作るので1日に進む範囲は少ないですが、クランプを使い慎重に組み立てていきます。 板厚が18mmあるので、空気漏れは無いと思いますが、見えない隙間は意外と多く、内部角部には木工ボンドを再度塗ると安心です。
正確にカットした板でも、結局接着の時に狂いが出てきます。 なんでだろう! 90度の精度が悪いんか? 指で段差が感じる位は駄目です。 カンナで合わせます。 とにかく、空気が漏れない事が大事です。 ボンドを多めに・・・駄目です! どうしても強引に行く場合、木工ボンドはパテの様にはならないので内部にシリコン・コーキングで処理すると安心です。
カンナで無理やり平らにする事が多々あるので、隙間が開かない様にキッチリ固定します。 後で気がつきましたが、18mm集成材の制度が悪くて18mmの所もあるんですが、18.69mm近くの所もありました。 これには参った! 厚みは正確でないことが有ります。 もう一度店に行って確認してみると「約18mm」と説明書きがありました。
後で調整が出来るように4分割で製作しました。 防振対策ですが、空気漏れが無いような加工も必要です。 後で調整ができるようにボルトで固定します。 後から内面に軽くシリコン・コーキングで隙間を塞ぎます。
この様に首の部分は細く作りアゴの部分を作る事で、スピーカーの振動が下の箱に伝わり難いと考えました。 厚手のパッキンは頭が下を向くので、ブチルゴムを使いました。 一応見える場所を黒く塗ってあります。
木ネジを数か所止めコンクリートを流し込みます。 必要に応じて銅線をネジに引っかけて張ると静電気防止処理。 ネジは頭の大きな石膏ボードを止めるのに使う物です。
上の写真の様に加工してコンクリートを流し込みます。 比重を2.4で計算して必要な量をグラム単位で量って正確に入れます。 後は指で凸凹を付けたり、多少丸みを付けたりして定在波対策ですね。 つまり、角は多めにして若干楕円形に成るようにします。 慌てずに1日1面のペース。 最後は繋ぎ目をペイントロックして終わりです。 これでハイブリッド構造のコンクリートスピーカーが出来上がります。
箱内部にコンクリートを入れる為、突起物は邪魔になるので平らにする必要があります。 スピーカーターミナルは突起が後方へ出ないようにする為、市販品のスピーカ・ターミナルを使いました。
私は塗装が大嫌いです。 失敗が多いのが原因ですが、シルバー、黒、クリアーで仕上げました。 ユニットは単品で1ケ月位エージングが終わっています。 周波数特性を見ながら視聴と調整を行います。
スピーカー内部に使うワイヤー線は単線で細めの銀線を使いました。 OFCに銀メッキ処理された物です。 折角なので銀入りの半田で固定します。 第1ダクトに線を通すので細くしました。 利点は過大入力時にユニットを多少ですが保護する対策です。 線外側にはブチルテープを巻き箱に接触した場合に雑音が出ない対策もしてあります。 実際には大差無しですが、気分の問題です。
秘密兵器登場! 可変ダクトです。 5.5mmのMDFがシャッターに成っていて長さを替えられる構造です。 ネジを替えればドンドン伸ばせます。 たった5mmでも音の違いが有るので最良値を探ります。 調整時は床に置くだけで良く、底板は一番最後にネジで固定し完成です。
第2ポート出口は空気の出入りが激しいのでシールドと静電気防止対策(除電)で0・3mm銅板を貼ってスピーカー端子のグランド側に接続します。 アヒルの羽で作ったバトミントンの羽は第1ポートの真下になる部分に取り付けました。 効果の程は良くわかりませんが、何故か夢の中で見たので・・・・。 吸音ダック?。
1曲1Gバイト位になるDSDハイレゾ音源の贅沢な録音で、クラシック音楽の音域分布の一例です。32〜32khz迄表示しています。 意外と32〜125hzの重低音信号が有り録音現場では壮大なスケールで演奏しているのが伺えます。 125〜250hzが少し抜けています。 また、16khz以上の信号は思っている以上に少ないです。 こういうのを見てしまうと重低音域は必要だと私は思います。
上向きエッジが随分飛び出ています。 バッフルに反射しない対策と思い、フレーム前面のカバーを3Dプリンターで製作しましたABS製を黒塗装してあります。  中高域の改善も有り、高域に延びが有ります。 見栄えも良くなりました。 ちなみに3Dプリンターも自作した物です。
最後の調整はヤフーオークションのスポンジ式吸音材を使いました。 厚み25mmで写真の様な凸凹が有ります。 最初、水槽のフィルターを使いましたが、低域レベルが下がり過ぎます。 スポンジに替えた所、定在波と思われる一部が減ったので此の方が良かったです。 第2空気室の前面に1面に張りました。 第1空気室は天然ウールを後方に少し入れて終了としました。
結構良い音です
近年は雑誌等ハイレゾ音源が入手できるようになりました。 やはり、音質を楽しむのはDSDやFLAC、DFF、DSFファイル等のハイレゾ音源が多くなりました。 生々しい音を聴くとジャンルは何でも良くなります。 とにかくアンプの入力には録音時のままの音質を再現して入れたいもの。 アナログに近い綺麗な信号を入れるのが一番なので、聞こえない域帯は深く考える必要は無いと思います・・・。 最初に感じた事は低音も高音も十分に鳴る事。 此のままで鮮度抜群に成っています。 公証高域16khzですが不足を感じさせません。 低域も豊で余裕さえ感じ、もう少し下げても良いようにも感じてしまいます。 ダブル・バスレフ方式と普通のバスレフ方式の特性表を比べてみると、同じ60hzの共振周波数でも、ダブルバスレフの方が、少し低く延びて、音圧も高い様に感じます。 欠点は1次ポートのディップですか! いずれにしても、付録ユニットは思っていた以上に調子良く快調です。 ちなみに、題名では無共振と語っていますが、中々どうして、此の厚さと構造を持っても振動は完璧には抑えられません。 しかし2個の空気室は別の周波数帯で共振していると思われ、空気室をセパレート型で作った効果は出ています。 低音の豊かさから察するにロスは最小限に成り、濁りも少なく成っているに違いありません。 いかにして綺麗な低音域を出すか・・・自作スピーカーの面白い所で、箱そのものにも周波数特性が有り上手くバランスが合った時に最高の音を奏でてくれます。  
自作スピーカーコンテストに応募しました

音楽之友社月刊Stereo主催の付録ユニットで競おう!2015年第6回自作スピーカーコンテストと言う催しが今年も開催されます! 面白いのは同じスピーカーを使い箱を工夫して誰よりも良い音のスピーカーに仕上げる楽しみです。 ミューズの方舟は作品が完成して無くても先に応募を済ませると先着10名が参加出来ます。 ステレオ誌の場合は厳しい書類審査が有り昨年は予選通過率10%以下の狭き門でした。 小さな箱、変わった形、スピーカーが上や下を向いた無指向性、塩ビ管、陶器、竹や木の皮、3Dプリンターで作った物、オブジェ的な芸術品等様々なアイディアの作品が毎年入選しています。設計の詳細は発表されませんが、(参考の為に記事にして公開して欲しいですが!)作り易い事も条件の様で、簡単過ぎず、難し過ぎず? 音質+オリジナリティー溢れる作品が求められています。 とにかく、審査員の先生方が「聴いてみたい」と印象付ける何かが必要の様で外見や仕上げの重要性は低く、アイディア評価です。 一度受賞すると匠部門での参加に成り強者が揃うので更なる難関と成ります。 いずれにしても一次予選の通過が一つの目標で、その後審査員が全数を聴いて評価される訳で、自分との好みが違う事ですから結果については仕方ない部分も有ります。書類選考は実際の作品を見る事も聴くことも無く選ばれてしまいます。 箱の種類が沢山有るスピーカーですが、偏らないようにバランス良く選び出されるので、その辺も考慮した種類を選ぶ事も考える必要がある気がします。 全体の6割の方がダブルバスレフとの事で条件的には不利なので避けてましたが昨年は受賞させて頂きました。この時期に合わせ何かを残せる様にアイディアを絞り出します。 自分の考えた物が形になり、それが実用になるのですから素晴らしい事なのでコンテスト開催は其の起爆剤です。

自作スピーカーコンテストの結果
5回目の参加、一次予選を突破しました。 そして音楽之友社ホールにて本選に臨みます。 多く参加してますと声をかけて下さる仲間も出来て以前ほど緊張しなくなりました。 今年はコンテスト応募作品が225件だったそうです。 市販の自作箱が多く発売されている影響もあり少なめの参加人数でした。 説明によると2万冊発行で箱のキットが6000個だとか。 かなり多く方が自作している計算に成ります。 1次予選通過率は10%でノミネート作22作品。 競争に勝ち残るとホールのメインステージで鳴らして頂ける事は名誉な事と思います。 匠部門の私は今回駄目で「RF211ドルビー」というバックロードホーンで広島から参加のアールefu様がテクニカルマスター賞です。 みなさん研究熱心で凄いですし、スタイルを見てもセンスが有ります。 しかし、昨年と同じワンパターンの課題曲はつまらんな〜! せめてフレーズ場所を変えるとか、若い人の好む音楽も取り入れるとか・・・何事にも進歩と新しい刺激が必要だと思います。
コンテスト会場ジャンク市

ジャンク放出。 この企画は凄かったです。 好きなスピーカー選んで無料プレゼントするという「持ってけ泥棒」状態です。 私は音楽が鳴っていた辺りで順番待ちをしていたので説明が聞こえませんでしたが、受付番号順で1名4個迄様です? 34番くらいでしたが、100名位は居たので遠慮して2個。 家内と2人でFE107Eを2組ゲットしてきました。 11時半位に着いてたので並んでいたら良かったな・・・失敗!。 ラーメン食べて行った時は既に入場開始してました。 往復9時間+会場に約6時間ですから、けっこう疲れました

来場者が決めるNo1

新しい目玉企画として、会場で22名全数の作品を視聴して「来場者が選ぶNo1スピーカー」を投票するというもの。 スピーカー設置条件が異なり過ぎて私は不満でしたが、そこは流石音楽好きなマニア達。 チャンと考慮された結果と成っているように思いました。 100名強の厳しい審査員です。 さて、NO1を投票しろと言われましても、自分が参加してるのに他の作品を選べず、自分で自分を褒めて投票して帰ってきました。

1月号のStereo誌(12月19日発売)に結果が発表されました。 1位は阿部さんの「呼んだ?」という作品。 バッフル面を無くした球形状の頭で随分澄んだ音が印象的でした。 そして、なんと2位に・・・。 投票して下さった皆様有難うございます。 ある意味こちらの方が嬉しいです! 全国から集まったオーディオ仲間の後押し有っての結果ですが、審査員4名とは違う目線から見る100名以上に及ぶ同じ趣味を持つ耳の肥えたマニアの投票ですからね! 1位になられた方は鼻が高いのではないでしょうか。 付録スピーカーの販売数2万冊の頂点です。 素晴らしい! 賞状も何もいらないので8位くらい迄発表してくれれば、皆さん嬉しいと思うんですが! シード権くれないかな? 無理か! 先生方の寸評を抜粋してみました。 詳しくは2016年1月号Stereo誌をお読みください。

炭山アキラ先生
「無共振ハイブリッドDBSP」がまたすごい。第1キャビネットは完全コンクリ製で、内部は涙滴型の空気室となっている。第2キャビは重量削減のためウッドとコンクリのハイブリッドで、それでもコンクリは18mm厚である。高品位な音で、静かだが情報量は極めて多いという稀音の再現だ。まさに無共振サウンドというほかない。

小澤隆久先生
(前文略・・・)各作品のレベルは高く、どれが受賞してもおかしくないほどでした。特に匠部門は甲乙つけ難く、鈴木さんと能勢さんの作品も音質、仕上げともに素晴らしくてテクニカルマスターに値すると感じられました。(後文略・・・

一般参加者投票
「低音の出方が良かった」「低音が締まっていてきれい。なめらか」

この様に「無共振コンクリート製スピーカー」を評価していただきました。 私の好みは塚田さんの「ショートコンクリートホーンスピーカー」が音とスタイル一押しで、ライバル視していた作品です。 


各種10cmスピーカーの聴き比べ!

上記紹介したスピーカーはSTEREO誌付録ユニットP1000で製作してきました。 1個当たりの単価は1000円位ですかね! 此れが此処までの音で鳴ってくれると、やはり市販品の音も聞いてみたく成ります。 そこで評判の良いユニットを10点程集めて違いを探ってみることにしました。 能率がよくてフラットで、歪が少なくて重低音が出て、綺麗な高音の出る・・・いわゆる此の箱に一番良合うユニットを探しハイエンドスピーカーに仕上げたいと思います。 周波数特性で全ては分かりませんが、かなり参考に成るのは間違い有りません。 此処では箱は同じものを使い、条件変えずに同じ状態でユニットのみを替えて特性を計測してみました。 下記表は高能率順です。 ネジ穴115mm、下穴95φで開けておくと殆んどのスピーカーがマウント出来ます。
メーカー 型番
Ω
db/W
F0
Q0
高域(hz)
孔寸
ネジ穴 特徴
Fostex FE108-E
8
90
77
0.3
23k
99
115
HP振動板
Fostex FE107-E
8
90
80
0.38
22k
92
115
ESコーン
Fostex FE103-SOL
8
90
85
0.54
40k
92
115
ESコーン
TangBand W4-1337SDF
8
89
70
0.37
20k
95
115
チタンコーン
Fostex FE103-En
8
89
83
0.33
22k
93
115
ESコーン
Fostex FF105-WK
8
88
75
0.41
25k
92
115
2層抄紙コーン
Sumtech SU0009
8
88
61
0.46
18.5k
94
110
ダブルコーン
TangBand W4-2142
8
88
60
0.33
20k
95
115
竹繊維パルプ
Fostex P1000
8
88
90
0.80
16k
94
116
バナナ繊維パルプ
MarkAudi Alpair7V3
6(8)
85.8
71
0.54
32k
103
115
マグネシウム
ScanSpeak 10F8422-03
8
84
100
0.58
20k
79
89
詳細不明
Fostex FE108-E
フォステクスのバックロードホーン用ですが、良いスピーカーは何処で使っても素晴らしい性能が出るんですね! 低音域から高音域まで直線的特性なので変な癖は無く、能率90dbと一番高いです。(バックロードホーンで使用中なので此処では測定のみ)
Fostex FE107-E
2015年STEREO誌コンテスト会場ジャンク市で頂いたものです。 古い感じに見えますが、実はほとんど使ってないかも・・・エージングを1週間済ませました。 結構バランスが良く成ってきました。
Fostex FE103-Sol
Fostex50周年記念の特別仕様で高能率90db/Wで高域が40khzまで延びた凝った造りです。(カタログ値) この箱では小さいみたいで合わない様です! 音は良いんですが
ハイ上り気味なので、曲によってキツイ場面が有ります。 2組持っているので別物を考えようと思います
TangBand W4-1337SDF
下のマークオーディオのAlpair7V3と似た特性ですが、こちらの方がマグネットが巨大で能率が良く、低音域の締りが良い印象を受けます。 金属コーンの癖があり、長時間聴いているのと一寸疲れる。 但し、スタイルと能率が高いのでポイントは高いです。
Fostex FE103-En
コーンには習字に使う墨汁を塗ってあるので、実際の物とは少し違う可能性が有ります。 重低音域は少し弱いので、ポート共振周波数を少し上げると良いですね! この様に重低音側が(200hz位から40hz位)なだらかに下がっているのは、ポート共振周波数設定が低すぎる証拠です。 調整すれば可也良い特性に成りそうです。
Fostex FF105WK
2層に抄かれたコーンとセンターのアルミ合金の構造で、結構リアルな音質。 8khzのピークは時として個性が出ますが、特性は35hzの重低音域迄良く延びている。
Sumtech-SU0009 お勧めのユニット
意外と良かったのがこちら。低音域から20khz迄フラットに近くて、やはり音質に現れます。 サムテックで見つけた10cmダブルコーンは分割振動が少なくてグラフを見ても綺麗な特性が確認できます。 全体的なバランスが良いので、優しい綺麗な音を奏でます。 探してみると意外と10cmのダブルコーンが無くて、やっと見つけました。
TangBand W4-2142 お勧めのユニット
フラットな特性と音質、驚くような締まった低域と、出過ぎない高域のバランスは長時間聴いていても疲れず、時を忘れて好きな音楽を聴くことができます。 コーンは竹繊維入りパルプ
Fostex P1000
2015年STREO誌付録のユニットです。 このスピーカー予想以上にバランス良く頑張ってます。 180hz付近のディップはマグネットが小さい影響なか? グラフを見なければ何も気に成りません。 コスパの大変優れたスピーカーです。
MarkAudio Alpair7V3 お勧めのユニット
樹脂フレームは気に入りませんが音が良いのでOKとしよう! 周波数特性は40hz〜9khz迄完璧に近い。 9khzを超えた辺りから10dbも高いのでシャリシャリ感がチョット強すぎる時がある。 このピークが無ければ、間違いなくNO1です。 少し安価なCHR-70v3も気に成るところですね!
ScanSpeak 10F8422-03
2012年STEREO誌付録で樹脂フレームのスピーカーです。 実際は少し小さめで言うなれば9cm。 重低音は少し弱くて能率も低いですが、凸凹が少なく高域の延びは有るので癖は少なく綺麗な音がします。

今回製作した箱を使い普通の洋間でじゅうたん敷きの部屋で測定しました。 スピーカーはブロックの上に山本音響工芸のマグネットフローティングバースMGB-1を4個使いスピーカーは空中にふわりと浮いた状態に成っていて床に直接振動が伝わる事が有りません。 マイクスタンドを使い軸上25cm、ユニットは単品で連続100時間以上のエージングを済ませてあります。 全般的に高域よりハイ上りな印象ですが、フルレンジスピーカー独特の生々しい感じがあり、10cmあれば低音の不足感が無く十分な音質で鳴るものだと改めて感心します。 メーカーの公表データーを見て全てのバランスが良さそうなのがW4−2142ダブルコーンの2機種かな! と思っていましたが、私の実測でも似た感じに成ります。 全体的にフラットな特性のスピーカーは聴きやすく柔らかい感じの音だと思います。 f0が約60hzと低くマグネットもそこそこなのでダクト面積を下げる事で共振周波数を3〜10hz位をレベルを落とすことなく延ばす事もできます。 その音にはビックリです。 本当にたまげました!  スピーカーは其々の良さが有り、その日の気分や精神状態で好みが変わる様で順位なんて無いとも言えます。 重低音域は第2ダクトの共振周波数は同じなので特性上は似たイメージに見えますが音質が異なり、残念ながらグラフからは読み取れない部分が多く有ります。 しばらくの間、入替えながら自分の好きな物を絞り込んで行こうと思います。 最終的に決めるユニットは上位NO1と2のどちらかです。 特性はフラットに成っているのがジャンルを選ばず全てそつなく熟しますし、聞きやすいのは間違いないです。 一つ言える事は、価格順では無い事かな! 3dbで2倍、6dbで4倍もの音圧の違いのを考えながら上のグラフを眺めると良いと思います。
注意:今回製作した箱に取付けた場合の特性でユニットに合わせた調整もしてません。音質も私の好みによる印象なので誤解の無い様にお願いします。

  サムテック スピーカー コイズミ無線NET MIXEL INTERNET SHOP

改善提案1
バッフル面の角をもう少し丸めた方が良かった。 バッフル面の角の
エッジ部分で干渉が起こります。 音波は共鳴や定在波の他に反射や屈折、干渉、回析の性質があり、回析現象を回避するには角度をつけても十分では無くて丸める事で軽減され、より正確な波形で再生ができます。 ち、なみに、ひそひそ話が聞こえてしまうのはこの為だとか、波長の関係で低い声は特に駄目です。 壁や柱を曲面にするか、ドアを閉めます・・・。  

改善提案2
第1空気室前面の縦横の比は少し変えた方が良かったかも! 定在波対策で、1対1.1とか少しバランスを変えた方が良いかもしれない。

改善提案3
4角の箱の場合は黄金比率と言う物が有るらしい。1対1.618で見かけ上最も綺麗なサイズと成り、更に音響的にも定在波が起こり難いそうです。 他には白銀比と言う1対√2と言うものが有ります。 定在波対策をしておく事で吸音材を極力減らせます。

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