次世代スピーカーへの挑戦 予備実験
2004年9月3日：
中島平太郎さんという音響技術者がいます。
ＮＨＫ音響技術研究部長、放送科学基礎研究所所長、ソニー技術研究所所長、音響事業部長、ソニーディジタルオーディオ部長を歴任の後アイワ社長を経てスタート・ラボを設立し社長になられました。また日本オーディオ協会会長でもあると言う、バリバリの音響技術者さんです。
ＮＨＫ音響技術研究部長の時の著書「ハイファイスピーカー」（1976年 日本放送出版）はもうボロボロになるまで読みました。私はオーディオの基本をこの本で学びました。
その中島さんが1998年に「次世代オーディオに挑む」（風雲舎）という本を著しました。
結構なお歳のはずなのに、現在でもオーディオに掛けるファイトと実行力の物凄さに圧倒されます。
現在は日本オーディオ協会のフォーラム等に顔を出す以外は、日がな自宅で機械いじりをしておいでとのことですが、その自宅で開発中という家庭用スピーカーの発想に目を剥きました。
著書「次世代オーディオに挑む」の226ページです。
口径10cm のフルレンジスピーカーユニットのマグネット部分を直径6cm、高さ20cm、重さ5kg の真鍮棒に固定し、その真鍮棒を厚さ1.5cm 、幅24.5cm 、奥行き20cm 、重さ6.6kg の真鍮板の中央に立て、その全体を木製エンクロジャーで覆ったというものです。
その外箱はスピーカーユニットにも真鍮棒にも触れていないところがかなめです。
スピーカーユニットのエンクロジャーへの固定法は従来はユニットのマグネット部分から伸びたフレームの先の円周部をフロントバッフルへネジ止めするのですが、これではボイスコイルの振動を支える基点があいまいになってしまいます。金属片にヤスリを掛ける際に、金属片を空中で片手に持ってもう片手でヤスリを掛けるようなものです。
金属片を重い机に固定した万力に銜えさせ、それにヤスリ掛けすれば掛けた力はロスなく加工作業に活かせます。
中島さんの発想はそれを狙ったものでした。ユニットフレームとエンクロジャーのフロントバッフルの穴との間には0.5mm 程の間隙を設けて、機械的には絶縁しています。
私もこの方式のスピーカーユニット固定法を試してみたいとずっと思っていました。それに使える小型で高性能のスピーカーユニットを探していました。
もっとも、スピーカーユニットをマグネット部でエンクロジャーに固定すること自体は真新しいものとは言えません。戦前の米国マグナヴォックス、ジェンセン、ウェスタン・エレクトリック等のフィールド式磁気回路の大口径スピーカーや、現行機種では英国のとても寿命の長いローサーPM2 などと言ったユニットにはマグネットから脚部が生えていて、これを底板なりエンクロジャー内に左右に張った梁などに据え付け、更に正面のバッフルに通常のフレームの穴で取り付けるようになっていました。
ただ、これらは巨大な磁気回路を背負ったユニットを前面フレームのみでエンクロジャーに固定したのでは強度不足になることへの対策と思われます。どちらもマグネット部を背後から固定するのではなく、マグネット部の横から固定用脚部が生えていますので。
秋葉原のラジオデパート４階（海洋堂のあるフロア）の若松通商の前を通りかかった時に異様な外観のバカに音の澄んだ超小型スピーカーが鳴っていました。
若松通商のサイトの秋葉原駅前店のページのオーディオ関連機器のスピーカーのページにも紹介されていますが、これが粘着テープでプラスチックのザルに貼り付けられて店頭で鳴っていたのです。
お店の人に聞いてみるとテレビ・モニターに内蔵する用途だったものの流出品とのことですが、２つで¥980 という冗談価格なら実験にも惜しくありません。
コーンはアルミ製の逆ドームです。Apple 製（harman/kardon 社製）Apple Pro Speakers を思わせます。
前面フロントバッフルにはユニットを保護するように周囲に４つの発泡スポンジが、またケースの側面と裏面にも長方形の発泡スポンジが貼付けてあり、ケース下部からは長い突出部が出ていてパイプを構成しています。このパイプはバスレフポートとして機能し、低音域を増強させていると考えられます。
まず買ってきたノーマルのケースのまま試聴してみました。
余っていた15mm 厚さのアクリル板に結束ケーブルで固定して机の上に置き２週間程聴いてみました。
このサイズですから当然ニアフィールド・リスニングになりますが、高域は素直に伸びていますし、低域もよほどバスレフがうまく機能しているのか、迫力があります。
サイズ比較の為にApple Pro Speakers と27cm 人形を並べて、このスピーカーも表裏の両面を見せています。脚部はシャコ万力でアクリル板下部を挟んで斜めに立つようにしました。
ユニットの入ったケースのアクリル板への固定は結束ケーブルで一旦上下を締めつけた後で、ユニット直下に出来た隙間に3mm 厚の真鍮片を強引に押し込んでいます。
ユニットの側面や背面の発泡スポンジは剥し、なるべく硬質な接触となるように勤めました。
２週間の試聴でユニットの素性の良さを確認しましたので、もう１組このスピーカーを買ってきてユニットを取り出します。
ケース側面は高周波で溶着されていましたので、ナタで合わせ目に沿って注意深く割り進めます。
ケースを割ってみて、やはり下部のパイプがバスレフポートであることを確認しました。
ユニット背面に当たるケース内側には丸い発泡スポンジが貼ってあり、ユニットをケース前面裏側に押し付けていました。
ユニットへのケーブルの接続は端子を押し込むようになっています。
取り出したユニットの上面と下面です。
振動板より磁気回路外周の方が大きいです。
横の隙間からボイスコイルを見ました。
画像では分かりにくいですが、丈夫なアルミコーンの外周がそのままボビンとなってボイスコイルが巻かれています。
茶色の縞がボイスコイルです。
コーンの面積に対する駆動力はかなりのものと予想されます。またアルミコーンの口径と強度により余計な分割振動は発生しにくいと考えられます。
ユニットのフレームは樹脂ですので、通常のユニットのように前面バッフルへの取付けでは強度的には弱いと考えます。
マグネット部分を中島方式の硬度の高い大質量でがっちりと保持したいです。
近所のビッグサムの金属素材売場で1Kg の鉛ブロックを見つけました。
価格も１個¥690 と手頃ですし、サイズ的にもそう大げさではありません。
真鍮ブロックが硬度的にはより適切かもしれません。この鉛ブロックは予備実験としてマグネット部分保持の効果確認として使います。良ければそのまま本番使用しますし、失敗しても鉛ブロックはプレイヤーやアンプの付加質量として使えます。
サイズ比較用にほたるちゃんのガチャポン人形を隣に並べておきました。
各鉛ブロックの前面に紙テープを貼りブロックの縦横の中心線をペンで入れて、前面の中心のアタリを出します。
その線を基準に30分硬化型エポキシ接着剤をスピーカー・ユニットの裏に薄く塗って鉛ブロックの中心に押し付けます。
本当はボルト等での金属同士の強固な結合にしたかったところです。
元のスピーカーケース前面パネルの裏がユニットが嵌り込むよう成形されています。また表側はユニットの振動板とエッジがパネルの前面から落ち込んで固定されるようにゆるいホーンとなっています。
この前面パネルを鉛ブロックとスピーカー・ユニットの接着固定を保持する際の治具（じぐ）として使います。
パネル前面のスピーカー用開口部周りに貼ってあった小さな４つのスポンジは剥がしておきます。
平らな板の上にスピーカーケース前面パネルを裏返して置いておきます。
鉛ブロックの上のスピーカー・ユニットがちょっと押してもズレない程度の柔らかさにエポキシ接着剤が硬化してきたら、スピーカーケース前面パネルのユニット穴の窪みに裏返して嵌め込みます。
鉛ブロックの自重でスピーカー・ユニットの裏に押し付けられますので、そのまま１日置いておきます。
ケース前面パネルを使わずに、直接板の上に押し付けたらせっかくのユニットの振動板とエッジが潰れてしまいます。
接着完了です。
フレームから横に飛び出ていたツバをカンナで削り落として周囲を滑らかな円周に成形します。
まるでクラシック・カメラのような形です。
1.5mm アルミ板をＬ字型に曲げユニットフレームがちょうどはまる位置と大きさの穴を開けます。
アルミ板背面には共鳴防止用に余っていた鉛シートを貼りました。（下面には貼りません）
ケーブルは屋内配線用電話線、通称ベルケーブルを接続しました。これはもともと音声信号を伝える為に作られた直径0.8mm の銅単線ケーブルです。念の為にツイステッド・ペアに捻じっておきました。
アルミブロックに固定したスピーカー・ユニットをＬ字型アルミ板の上に乗せます。固定せず単に乗せただけです。
横から見た様子です。
スピーカー・ユニット外周フレームとアルミ板に開いた円の間には葉書１枚の厚さ分の隙間が空いていて、接触していません。。
左右スピーカーが完成しました。
置いてあるドロップ缶は誰でも（戦前の人でも）知っているもので、サイズ比較用です。
試聴しますと、さすがに低域は絶望的に不足しています。
普通に聴くのでしたら若松通商で売っている変形バスレフ・エンクロジャーに入ったまま聴いた方がよいでしょう。
ただ、この次世代志向スピーカーはフルパワーを入れても前面バッフルのアルミ板は全く振動しません。それにも増して音の定位がかっちりと決り、楽器の音質もそこにあるかのように凄まじく生々しいです。
ミクロ・コスモスな音場を味わうニア・フィールド・リスニングにはもってこいです。ウーファーを付加し調整する実験の続行予定です。
振動板から見れば平面バッフル型になり、元のエンクロジャーの時のような箱内の空気のバネ効果による制動がありませんので大振幅で振れます。低域をカットしてウーファーに任せることはその意味からも必要と考えられます。
数ヶ月にわたって試聴を続けたところ、エンクロジャーの「鳴り」がないだけに、ユニットの素性が丸出しになり、高域の特定周波数にピーク感を覚え、やや耳につきます。元のプラスチック製エンクロジャーがその鋭いピークを分散させているのだと考えます。
この方式で成功させるにはモニター・スピーカーのようなユニット本来にピークやディップのない、素性のよいものが必要と考えます。
次の機会にはより大型のユニットで、ユニットを保持するウェイトも真鍮を使ってみる予定です。
全くの蛇足です。
上の「スプッロド式マクサ」が物語の鍵となるアニメ「火垂るの墓」ですが、上映当時、私の妹が勤めていた会社の常務さんが観に行きました。そして、涙が止まらなかったと会社の女子社員達に話したのだそうです。女子社員達は給湯室で、あんなアニメで泣くなんてバカみたいと皆でゲラゲラその常務さんのことを嗤いものにしたのだそうです。
いい歳してアニメを観てマジ泣きするようなオタクな男は、訳知り顔の自立した成人女性からはバカにされるということなのでしょう。
2015年7月23日：追記
今回の実験の元になった金属逆ドーム・ユニットはすっかりエッジが腐食して使用不可能になってしまいました。
どんな家電用音響機器への内蔵用だったのかは分かりませんが、安い造りなのにそこそこまとまった音がしていたのに残念です。
同人サークル「瀬」
檸檬児
'2004-9-3