オギトーン平面振動板ユニットによる次世代スピーカー製作 バッフル製作
設置台となるデュポンコーリアン板(50cm X 40cm X1.3cm)上に２基のユニットを並べて仮置きしました。
１チャンネルの２ユニット間の中心同士の距離は136mm と指定されておりますので、両バッフル間は1mm の空隙を維持する必要があります。
３Ｍ製のゲルテープを使いました。両バッフルの隙間の半透明な層がゲルテープです。
良い隙間塞ぎ材を探していた時に見つけたゲルテープは「限りなく水に近い固体」と売場のPOP に書かれていました。
極めて柔らかで、防音、防水、制振効果があって接触した相手を腐食することもないそうです。
ゲルテープを２つのデュポンコーリアン・バッフルの間に挟み、はみ出した部分をカミソリでカットしました。
本番のフロント・バッフル用の厚手のアクリル板は既に入手済みですが、雛形として二まわり程小さな段ボール板でフロント・バッフルに窓を開けてユニットを覗かせました。
きちんと寸法を調整し込んでから、本番の工作の際の型紙に使用する予定です。
背面の結線の様子です。
片チャンネル分の２つのユニットからの信号線、電力線をそれぞれターミナル台で受けます。ターミナル台までがいわゆるスピーカーシステムの範囲と考えます。
フィールド・コイル用電源部からの電力線を接続してあります。
クロスオーバー周波数の考察
オギトーン・ユニットを組み込む予定のメインのスピーカー・システムです。
現在のシステムはJBL 376 ドライバー＋木製ホーン2397 を中心にし、超高音の伸びの補正にパイオニアのリボン・ツィーターPT-R7 （廃番）、低音はJBL 124A をChriskit のエンクロジャー・キットSE-120 に納め日本オーディオ製MFB アダプターMFB-2000Bを使い20Hz までフラットに伸ばしています。
なおメインアンプは低音をマランツSM-17SA 、中音をフィリップスLHH A-700、高音をマランツSM6100SAで駆動しています。
チャンネル・デバイダーはＣＲによるパッシブ型でクロスオーバー周波数は低音ー中音が800Hz 、中音ー高音が7.5kHz で、クロスオーバー・ポイントからの減衰特性は6db/oct です。
このJBL 376 ＋2397 の中域部をオギトーン・ユニットで置き換える計画です。
３台のメインアンプを駆動するプリアンプとチャンネル・デバイダーは「無線と実験」誌に発表された金田明彦さんのDC アンプ・シリーズの中のものです。
パネル・デザインと加工は自分で行いました。
操作ツマミは左から入力切替、テープモニター、ミューティング、音量ボリューム、出力切替、その右隣はチャンネル・デバイダーの中音と高音のレベル調整の左右の分４つです。
下半分の同じタカチのケースはこのプリアンプの電源部です。
右に少し映って見えるのはSTAX のイヤ・スピーカー用の6BX7 真空管によるSRPP OTL アンプです。マルチ・チャンネルのバランスはこれを使ってイヤ・スピーカーを鳴らし、プリアンプの出力切替で聴き比べながら調整しました。
プリアンプ背面の入出力端子群です。
中央の別電源部からのＤＣ電源を受けるキャノン・コネクターの右は入力ソース端子群です。
キャノン・コネクターの左側は、右からテープモニターの入出力の２セット、出力１、出力２、続くケーブル直出しの３セットは出力３であるチャンネル・デバイダーを通った低・中・高音出力です。
プリアンプ内部です。
左側の基板２枚がライン・アンプです。
「無線と実験」誌に発表された金田明彦さんのＤＣアンプ・シリーズのＣＤ用ライン・アンプ回路を製作したものです。
右側の基板２枚はやはり金田明彦さんの発表したチャンネル・デバイダー回路を製作した基板です。
チャンネル・デバイダーからの直に出ている出力ケーブルは別として、筐体内のシールド・ケーブルは全てモガミの２４９７です。
チャンネル・デバイダー基板のアップです。
配線のし易さ重視で部品面は裏側になっています。
素子はハンダ付けで固定されていて、クロスオーバーを変更するには素子をハンダ付けし直す必要があります。
チャンネル・デバイダー回路です。
前に述べたように、クロスオーバー・ポイントからの減衰特性は6db/oct のパッシブ型で、クロスオーバー周波数は低音ー中音が800Hz 、中音ー高音が7.5kHz です。
現在使っているJBL 376 ＋2397 の中音は800Hz〜7.5kHz ですが、これは木製ホーン2397 の低域限界によるものです。
出来ればもっと低域までJBL 376 に鳴らしてあげたかったところですが、6db/oct クロスということもあり物理的限界なのでしょうがありません。
平面バッフルで使用するオギトーン・ユニットの低域クロスオーバー周波数は開発した尾木氏によればウーファーを付加するのなら80Hz でクロスさせて欲しいとのことです。
そこまで全音域に近く担当させれば軽量振動板による反応の早い低音も楽しめそうなのですが、私の環境下では問題が考えられます。
１つは前面の平面バッフルが本来あるべきバッフルの面積に対して比較的小さいので、80Hz まで充分に効果があるかということです。
6db/oct クロスというなだらかな減衰特性ですので80Hz の１オクターブ下の40Hz でもまだ半分の音響出力が掛かりますので、振動板が空振りすることでのダメージが怖いです。
もう１つは予算面です。
上の考えで、推奨である80Hz のせめて１オクターブ上の160Hz にクロスオーバー周波数を設定してデバイダー素子の値を計算してみました。
中音部のコンデンサーＣ２が現在20000p(0.02μ) なのを100000p(0.1μ)にし、低音部のコンデンサーＣ４も同じく20000p(0.02μ) を100000p(0.1μ)にすれば求めるクロスオーバー特性が得られます。
チャンネル・デバイダー基板裏側の配線面のＣ２、Ｃ４に0.08μのコンデンサーをパラってやればよいのです。
0.08μなどという半端な数値のコンデンサーなどないので、0.1μのものでもクロスオーバー周波数は133Hz でそう影響はありません。
問題はコストです。
ライン・アンプ回路とチャンネル・デバイダー回路を設計した金田明彦さんの設計意図を尊重してデバイダー素子には双信電機のマイカ型のSE コンデンサーを使ってきました。
秋葉原でSE コンデンサーを扱っている若松通商さんの価格表を見てみますと・・・100000p(0.1μ)が¥19,110 でした。
片チャンネル２個でステレオならコンデンサー４粒で総額¥76,440 です。
少し頭を冷やすことにします。
とりあえずは現状の800Hzクロスで始め、様子をみて片チャンネルに0.1μを付加して133Hz クロスにして左右を聴き比べ、顕著な違いがあれば両チャンネルを133Hz クロスにするというのが妥当かと思います。
SE コンデンサー以外の安価なフィルムコンデンサーの使用についてはやや考慮を尽くした方がいいと思います。
さらに133Hz クロスから80Hz クロスへの以降は次の段階の課題にします。
2006年11月11日の追記：
他所で紹介された明仙堂さんのHomePage の音のページ中のスピーカー設計ノートのところに密閉箱、バスレフ型と共に平面バッフルの設計ページがあり、バッフルの縦横のサイズを入力することで低域カットオフ周波数を自動計算してくれます。
それによると今回の設計の幅50cm 、高さ32cm のフロントバッフルの場合のカットオフ周波数は188.3Hz とのことです。
やはりシステムトして200Hz でのクロスが無難なようです。
バッフル製作
バッフルの材料です。
下から底板用デュポンコーリアン500 X 450 X 13mm、フロント・バッフル用アクリル板（まだ茶色の保護紙が貼り付いています） 320 X 550 X10mm、その上の透明ブロックは補強用アクリル・サイコロ 40 X 40 X 40mm。
デュポンコーリアンは丸一木工場から通販で２枚で¥6,410（送料¥1,370 込み）で求めましたが、ここは人工大理石の建築現場の端材として扱っているもので必ずしもそれがデュポンコーリアンである場合とは限らないこと、さらに希望の柄とサイズの在庫があるとは限らず、要見積の問合せとのことでした。
デュポンコーリアンの在庫があるかどうか分からないと言うことで人工大理石として注文しましたら、実際に届いたものは、裏面にDuPont CORIAN としっかりプリントがされていました。
このサイズのものが秋葉原では佐藤無線でもコイズミ無線でも在庫切れだったので、インターネットで検索して見つけたところです。メールでの丁寧な対応がありがたかったです。
アクリル板は１枚¥5,790 、アクリル・ブロックは１個¥651 で、どちらも東急ハンズで入手しました。
その隣にわずかに写っているのは、ユニット２台１セットの前面から現物合わせで試行錯誤して調整して作ったフロント・バッフル用の穴開け型紙です。
デッドマスの鉛円柱の寸法精度の不安定さと私の工作精度の狂いでユニット２台の前面の位置調整には時間を要しました。むろん右と左チャンネル両方の穴の位置・サイズは共通になるよう合わせ込んであります。
規定のサイズにカットしたデュポンコーリアンとアクリル板の小口を研磨します。
買ってきたままのアクリル板やデュポンコーリアンの小口や卓上丸ノコ盤でカットした小口はどれも鋸の刃の通った跡が付いています。
接着の際の強度を維持する為にも、またアクリル板はバッフルの視覚的な存在感をその透明さで軽減する為にも垂直度と平面度を維持して丁寧に研磨します。
机の上に敷いた新聞紙の上に底板用のデュポンコーリアンの裏面（やや平滑度が粗い面）に濡らした水研ぎペーパーを（水だけで）貼り付け、その上にワークの小口を当てて研いでゆきました。
最初は#180の水研ぎペーパーで、次いで#240で研ぎ上げ、アラの目立たないデュポンコーリアンはここで加工を止め、アクリル板は更に#1000で磨き、最後にタミヤ・コンパウンドで布磨きしました。
磨き上げたアクリル板の50cm の長辺の小口を通して反対側に当てた新聞の文字が読めましたので、ここで小口の加工を終了しました。
出張の合間を縫って自由時間で少しずつ作業を進めたのでこの工程で１ケ月程かかりました。
フロント・バッフル用アクリル板にスピーカーユニットの前面フランジを覗かせる穴を開けます。
微調整を繰り返して決定した穴開け型紙を所定位置にセロテープで仮止めして、型紙の穴に沿って鉛筆でアクリル板の保護紙に穴の線を写します。
各辺に沿ってルーターのガイドを滑らせるのですが、せっかく研磨した小口をガイドの摩擦で傷つけない為に大判のマスキングシートで作業する小口をカバーしておきます。
アクリル板は作業台にバイスでしっかり固定して両手を自由にしておきます。
切り抜く角穴の頂点に内接する3.2mm の穴をドリルで貫通させ、3.2mm のトリマービットを付けたルーターをアクリル板の小口の辺をガイドにして貫通させた穴と穴との間を一直線に繋いでゆきます。
トラブル発生。
１枚が終って、２枚目の加工途中でルーターのトリマービット(PROXXON No.29024)が折れてしまいました。
デュポンコーリアン板の円形切り抜きでもビクともしなかったのですが、ルーターの送りを急ぎ過ぎたためと思われます。
トリマービットの新しいものを入手するまで作業中断です。
このトリマービットは需要が少ないせいか、どこのDIY 店でも店頭に在庫がなく、取り寄せになるのが難点です。
2006年11月11日更新分。
東急ハンズに注文したトリマービットが到着したので作業再開しました。
アクリル板の窓部分が刳り貫かれましたが、その切り口がザラザラしていて透明度を損ないます。
余った幅広のデュポンコーリアン板に水研ぎペーパの#180 を巻き付けてザラザラが無くなるまで水を付けて研ぎ上げます。
平滑になったら更に#240 ペーパで水研ぎし、最後にタミヤ・コンパウンドで布磨きしました。余り目立ちにくい箇所なので#1000 ペーパでの水研ぎは省略しました。
デュポンコーリアンの底板にアクリルのフロントバッフル、アクリルの横桟、デュポンコーリアンの背後の桟を接着します。
接着はアクリル専用のアクリサンデー接着剤を注射器で合わせ目に流し込んで行いました。
デュポンコーリアンもアクリル（メタクリル）樹脂なのでアクリサンデーで接着できます。（カートリッジ・ガードを製作した時に実験して確かめました
片チャンネル分だけで我家のハタというハタを総動員しています。
エンクロジャーが完成しました。
（上が開けっぱなしですが、本場英国のエンクロジャーも農場の頭上は開けっぱなしだったので、この呼び名でもいいと思います）
平面バッフルの鉄則通りユニットの上下左右の距離は全てバラバラです。
フロントバッフルとスピーカー・ユニット前面フランジとの隙間を塞ぐパッキング材です。
大場機工（株）の「ゲル・ＯＫ・パッキング」という極めて柔らかい素材です。
春先の田んぼの隅によく見かけるヒキガエルの卵の紐に近い質感です。
触手にも使えそうですが、１巻きで￥１０５０もしました。
入手先は東急ハンズ横浜店でした。
「ゲル・ＯＫ・パッキング」をフロントバッフルとユニット・フランジとの隙間に充填中です。
ヘラと指先を使って伸ばしたり戻したりしながら押し込んでゆきます。
予定の場所に設置しました。
フィールド電源との接続も済ませました。
見通しがよく、とても前面バッフルが50cm X32cm の板であるという圧迫感はありません。
金田式プリアンプの全帯域出力をメインアンプCROWN D-75A に接続し、ケーブルWE16GA でこのスピーカーと接続しました。
まずフルレンジ・スピーカーとして聴き込み、バッフルの振動の確認や調整など、やることはこれからが本番です。
フロントバッフルのサイズから低域カットオフ周波数は188.3Hz なので、あまり無茶はできません。
試聴で気付いたこと：
2006年11月20日の時点で。
ユニット・フランジと前面バッフルを非接触にしたメリットはやはりありました。大音量再生中でも、こんな軽量の1cm 厚のアクリル板は寄生振動をしていないようです。
モノラル、ステレオ、ＬＰ盤、ＣＤ、ＳＡＣＤでジャズ、弦楽合奏、ピアノソロ、声楽、オルガン、管弦楽といった音楽を聴いて気付いたことは無演奏時の静けさです。立ち上がりと共に立ち下がりの特性が優れているためだと考えます。フィールド磁気回路による駆動力と制動力、軽量振動板と糸吊りダンパーによる信号への追随性の良さが効いているのだと思います。
また平面バッフルであり振動板後部に背圧が掛かりにくいことも寄与していると思います。
ギターの弦のきしみ音などの立ち上りはホーン型と変わらない早さです。
意外だったことは、この小さなフロントバッフルにより計算上は低域カットオフ周波数が188Hz でそこから下はダラ下がりの特性になる筈だったので、低域にはそれ程期待はしていなかったのですが、ORFEO盤の「ENCORES」（ダイレクト・メタル・マスタリングのドイツ・プレス）でのルードヴィッヒ・シュトライヒャーのコントラバスのソロ演奏での胴鳴りが量感豊かに聞こえたことです。
このディスクを選んだのは楽器の数が少ないので自室内で実際の演奏の音量近くまで上げられることと、鮮明な録音であること、および演奏それ自体が聴いて楽しい作品であることです。
ルードヴィッヒ・シュトライヒャーはウィーン音楽大学の教授で、彼に師事した日本のコントラバス奏者も多いとのことです。
気が付いたことですが、実音大の音量で再生していたのに、これまでの経験よりこの平面振動板の振幅が同口径のコーン型に比べて小さかったことです。
ロスが少ないのかもしれません。
また意地悪く愛聴盤のデュルフレの「レクイエム」も聴きましたが、第三章「オッフェルトリウム」の出だしのオルガン部の基音のみの深い低音が音量こそ低いものの、しっかりとその音の進行が聞き取れたことです。ありがちな第二高調波による「安物の低音っぽさ」はありませんでした。
たださすがに振動板の振幅が甚大なので無茶はしませんでした。
やはりこれまで聴き慣れた超低域の伸びを得る為には素直にMFB ウーファーに任せるべきと考えます。
既存のスピーカーシステムと聴きくらべました。
JBL 124A ウーファー（MFB ドライブ）、JBL 376 中音ドライバー＋中音木製ホーン2397 、パイオニア製リボンツィーターPT-R7 を各マルチアンプ駆動した3way スピーカーシステムとこのオギトーン・スピーカーシステムとを聴き比べました。
さらにSTAX のイヤスピーカーを基準原器として使い公平な判断の参考にしました。
定位についてはフルレンジであることと中島平太郎氏考案のユニット支持方式（それも非常識なまでにデッドマスを積んだ）のためか、オギトーンの方が優っていました。
アタック音の立ち上りはどちらも優劣付けがたく思いますが、ブルガリア合唱団の超高域の伸びは、リボンツィーターによる再生力が寄与して既存システムが優りました。
ワーグナーのオペラでは、こってりとドスの効いた総合的な中低域の厚みで既存システムが聴き応えがありましたが、これはオギトーン・システム側が小面積平面バッフルであることによる低域不足から来るものも多いと考え、公平な比較とは言えません。
オギトーン・ユニットはその華奢な見映えから細身の音かと予想していましたら力感があります。きちんと正規の低域補正をするとどんな印象になるか、実際に体験するまでは予想だけでは何も言えません。
聴き慣れた音楽ジャンルとしては邦楽がありました。
これはオギトーンの立ち上りの良さが顕著に効きました。
琴はふんわりした柔らかい音の印象がありますが、爪で弾いた瞬間はパルス状の極めて立ち上りの早い音です。
三味線、太鼓も立ち上りが早いです。
単に立ち上りが早いだけだとオーバースイングになり刺激的になりますが、きちんと制動されると鋭いながら全体では滑らかな音になります。
邦楽は洋楽より比較的楽器の近くで聴く機会が多いので、直接音のこの印象がキチンと再現されるオギトーンは、生々しいのに刺激的ではないと感じました。
以前、ホーン型システムで努力していた人が、同じ振動板でも磁力が強まれば強まるほど「音が濡れてくる」と語っていましたが、こういうことを言っていたのではないかと思いました。
別の問題は指向特性です。
既存のスピーカーシステムでは頭を左右に動かすと音圧に強弱が出ることが悩みでした。
オギトーン・システムではそれがありませんでした。
また難物ＣＤとして知られる「土と水 DuoLive In 萩」(ASC 200101)でもウッドベースとサックスの演奏の背後に蝉時雨や鳥の鳴声がくっきりと浮かび上がります。
JBLシステムではこの再生が苦手です。これは高域ではなく中域の問題なのですが、JBL ホーンの私が行った設置に問題があるということです。
ライブでのJBL 376(2441) を中心としたPA システムによる楽器のその場での生再生で、民生用の限界を超えた強靭さと音質の精度の高さは体験上から肌身に染みています。
ただ「私の家の部屋の中で」という状況についてどうかというと、いきなり話が微妙になります。
私が376 に接続している中音木製ホーン2397 の使い方は、JBL のエンジニアが見たら、「誰がこんな使い方をしろと言ったぁっ！」と言い出しかねないものです。
JBL プロ・コンポーネントのパンフレットの2397 のページにも、「JBL プロ用製品は家庭用を意図してはいない」と明記していますが、私が音色に惹かれて手に入れた2397 は本来その幅広い指向性を活かして数メートル、十数メートル以上離れた広い場所で聴くべきものを、私は開口部から２ｍ以内に接近しての六畳間で聴いています。
376 ドライバーとも合わせて、本来想定された使用状況から離れ過ぎています。至近距離では頭を左右に動かすと音圧が下ったり上がったりする欠点があります。おそらく至近距離では手袋状の音圧特性になっているのではないでしょうか。
実はJBL システムでは床に印を貼ってあって、その上に椅子が来るようにセットして聴いていました。
家庭内使用を前提としたオギトーンのさらに平面波の再生では頭を左右に動かしても音圧の不均一さは起こりません。
視聴中に歩き回る訳ではありませんが、座る場所がピンポイントで固定されず無造作に椅子を移動して座ることが出来ます。
しかし、これをもって「ジムランはダメだ」などと口走ったら、嗤い者にされてしまいます。
ただ、聴き込む程に現時点でのオギトーン・システムに不満がつのってきました。
小サイズのバッフルと言う物理的限界から、超低域の絶対量が足りないということです。
むろん、バッフルを大型化することが正攻法ですが生活の場を考えるとそうも言えません。
スーパーウーファーを正規に繋いで、超低域を補正することをそろそろ本気で考えねばなりません。その際に現在のJBLシステムでの設定の800Hz クロスは高すぎると考えます。２オクターブ下の200Hz まで受け持たせることがバッフル・サイズとオギトーン・ユニットの早い低音再生能力を活かすための妥結点ではないかと思います。
こうなるとチャンネル・フィルターを設計し直すことが必要です。
各システムの音色自体の魅力も含めて、もっと時間をかけて聴き込んでゆかねばなりません。
同人サークル「瀬」
檸檬児
'2006-11-26