次世代スピーカーへの挑戦 改良型制作
Tang Band Speaker 社のチタン・コーン・ユニットW31231SH によって追及し込んだと思った次世代スピーカーでしたが、実はまだ追及が甘かったことが分かりました。
このシステムで音楽を再生中にコーン外周のロールエッジのさらに外周の金属製前面フランジに触れてみましと、このフランジが振動しています。
コーン本体がボイスコイルによって制御された振動であることに対して、このフランジの振動は制御されていない全くの寄生振動です。
半径からの単純計算で、チタン・コーンの面積が28.3平方cm、リング状のフランジ前面の面積は26.7平方cmもあり、フランジの面積比はコーンの94% にも達していました。
ピストン運動するコーンの振幅の音量に対して、フランジの寄生振動の音量は小さいとは言え、正規の再生音を濁らせます。
このフランジから出る音は振動板から出る音より先に放射されることが、1980年代にダイヤトーンが測定で捉えていますので、さらに話が面倒になります。先に届いた音の方が人間の聴覚にとっては支配的になるからです。
通常のバッフルに取り付けた場合、フランジが大質量、大面積のバッフルに固定され寄生振動がダンプされるとも考えられますが（逆にフランジからの振動がバッフルに伝わり更なる寄生振動を発生させるとも考えられます）、この次世代方式ではフランジの振動はダンプされていません。
さらにもう一点、現状の私のシステムではスピーカーユニット背部マグネットにデッドマスを固定する際に、デッドマスと前面フランジとをボルトで連結しています。これではフランジの余計な振動をデッドマスに伝えてしまっていると考えます。
より中島氏の発想による次世代方式を徹底させてみたいと考えました。
このシステムの次世代方式での改良のヒントは一旦別室での別用途へと身を引いたポリプロピレン・コーンのW3-582SB のシステムの改善についての発想から関連して思い付きました。
W3-582SB は小型木製エンクロジャーに納めて、5.1 チャンネル・ビデオ再生システムのセンター用スピーカーに使っています。
（前面保護グリルは下水の流しの大口径メッシュ付きゴム蓋です）
上の画像にあるようにCRT モニターの上にこのセンター・スピーカーを配置し、フロントの左右には厚手のアクリル・バッフルを持つ平面スピーカーFPS-1000 を、リアの左右にはマホガニー材バッフルに同じ発音ユニットを納めたFPS-200 を配し、サブウーファーにはONKYO 製SL-407 を導入しました。
なお上の画像に写っている白い中音ラジアルホーン（自作コンクリート製、ドライバーはJBL 376）を中心にした大型スピーカー・システムはビデオ再生には全く使用せず、このピュア・ステレオ再生システムはビデオ系とは電源ラインから別系統です。
問題なのは細やかな音の再生に特徴のある前後のFPS 平面スピーカーに対して、小型エンクロジャー入りのセンター・スピーカーの音の傾向が余りに異質だったことです。
やはり「箱入りの音」でした。
このW3-582SB を箱から出し、次世代方式の無接触平面バッフルでの、背部マグネット支持で振動系支点の明確化をすれば音質の傾向がマッチすると考えました。
その時に、W3-582SB 前面フランジの非円形さをカバーするアイデアが生まれました。
改造版のメイン素材です。
ポリプロピレン・コーン・ユニットW3-582SB の非円形フランジを補正する為のアダプターはデュポンコーリアン製のリングです。コイズミ無線にて入手しました。
元々がシステムキッチンの天板用途のものなので丈夫さは折り紙付きです。
デッドマスは同じくコイズミ無線で手に入れた8Kg の鉛円柱FC-10 です。前回使用したデッドマスと違って12mm 口径のボルトが埋込まれています。
ナットやワッシャ、スプリングワッシャは付いていないので、別に用意しました。
ユニットW3-582SB をマグネット部で鉛デッドマスに固定するアタッチメント、および鉛デッドマスを机に平行に維持する支持台を設計します。
現物から採寸して方眼紙上に実寸で設計してゆきます。サイズ的にゆとりのない部品でかつ強度を上げなければならないので、何枚も試行錯誤しました。
簡単に平行と直角を出せる、このロットリング製設計台は安価で手軽に試行錯誤が出来るので重宝しました。
Mac 用のDraw ソフトもありますが、リアル紙の上の実寸図だと現物に当てがうことも出来、よりイメージが膨らみます。ただ、一つのアイデアで図をきれいに仕上げようとしたあたりで、もっとスマートで簡単な工作で済むアイデアが浮かんで、元の作図がおじゃんになることが繰り返されたのは苦笑です。
支持台の方も、最初は発泡スチロール原形でコンクリート造形やプラキャスト注型など大げさで金と時間のかかる設計をしていたのですが、ふともっと簡単なアイデアが浮かんだので書いた設計図全部が無駄になりました。
一人で考えるのでなくグループ討論ならもっと無駄の無い発想が出来たかもしれません。
左側に少し写っていますが、ユニットW3-582SB は既にデュポンコーリアン製リングに3mm キャップボルトで固定してあります。フランジを叩いてもユニット単品の状態より確実に残響音が減りました。
デュポンコーリアンは鉱物質の微粉末をメタクリル樹脂で固めたもので、人工大理石と呼ばれることからボルト用の穴が家庭用工具で開くか心配だったのですが、やってみると金属用ドリルチップで容易に穴が開きました。
このデュポンコーリアン製リングの裏、およびユニットのフレームとマグネット外部にはGOLD SOUNDさんのフリーユニット支持のページで紹介してあった振動減衰素材「fo.Q」の水性ペイント・タイプを塗布しました。
表側に塗らなかったのは、高級システムキッチンの天板にも使われているデュポンコーリアンの美しい外観を汚したなかったからです。
「fo.Q」の原理や効能はメーカーである木曽興業株式会社のHomePage に載っていますが、以下に若干の注意点を。
メーカーのHomePage には「通常の絵の具筆で塗布することができます」とありますが、実際は砂入りモルタルという感じです。柔らかい獣毛の絵筆ではその粘度に負けてしまいましたので、ペンキ用の腰の強いナイロン平筆で塗りました。
また、その性状から塗布前の充分な撹拌が不可欠です。タミヤ製ステンレス撹拌棒でしっかり混ぜます。
塗装後の筆は通常の浴用石鹸できれいに水洗いできます。
「fo.Q」の効果確認のために、片チャンネル分のみ塗布しました。
未対策品と聴き比べて結果がよければ両チャンネル共、同じ処理をする予定です。
試聴を繰り返し、やはり両チャンネル共に同一の「fo.Q」対策を施しました。
ユニットとデッドマスの支持台を作りました。
近所のホームセンター「ビッグサム」の端材コーナーで厚さ3cm,幅15cm,長さ30cm の集積材の板を見つけました。材質はよく分かりませんが丈夫で重みがあります。
同じ店で鉄製の丈夫なホワイト塗装Ｌ字金具を見つけましたので、サイズを見繕って買ってきました。始めは鉄板プレスの棚受金具を使ってみたのですが、若干長すぎたのと丈夫さの差でこちらに交換しました。
集積材板は丸ノコで長さを半分にカットし、ペーパーを掛けて表面を整え、二液性ポリウレタン塗料で塗装するとたいへんに見映えがよくなりました。
この板にデッドマスのボルトを通す12mm の穴を開け、前面にＬ字金具をネジ止めし、背面には一辺2cm のＬ型鋼板をネジ止めしました。
前面Ｌ字金具の先端部と背面Ｌ型鋼板には、高さ調整用にキャップボルト、ナットを組み合わせた接地部を付けました。下端は袋ナットで金属半円球で設置面と接触します。
構成は下から、袋ナット、六角ナット、ワッシャ、棚受金具、ワッシャ、スプリングワッシャ、六角ナット、キャップボルトの順で重なっていて、六角ナット２個で高さを調整します。
今回はネジ廻しやスパナと格闘での工作で、気が付くと右手の平に豆が出来ていました。
無負荷の状態で水平になるよう４つの足のナットを廻して高さを調整し、次いでデッドマスを支持板に取り付け、床面接触部をサトー無線で売っていたコーリアン製小円盤（４つセットで600円ほどでした）で受けてみますと、ガッチリと固定してくれて、揺らしてもビクともしません。
このコーリアン円盤は中央にスパイクピン式の足を受けることを想定してか、小さな凹みが設けてありますので、袋ナット製の足がズレることもありません。
デッドマスにユニットを固定する支持具を作ります。
最初は板金素材から叩き出して作ろうかと考えていたのですが、ホームセンター「ビッグサム」の建材コーナーでちょうど良いものを見つけました。
2mm 厚鉄板のＬ字金具ということで強度的にも充分です。これを12個分手に入れました。
デッドマスに取り付ける側のＬ字金具の短辺の穴が3mm だったのでルーターで4mm に拡張します。単純に同心円として拡げるのでなく、金具の折れ目に近づけて開けておきました。
ベンチバイスに挟んで長辺を所定の長さでＬ字型に曲げます。
更に鉄床にグリッププライヤーで固定し、今Ｌ字型に曲げた長辺をハンマーでＵ字型に叩き曲げます。
叩き潰すと台無しになりますので、注意しながら少しずつ曲げ加工します。
原寸設計図に加工物を当てがって見比べながら、所定の形状になるように加工します。
これと同形のものを12個作りました。
デッドマスの鉛ブロック上面に3.3mm ドリルでリード穴を深さ20mm 開けてから、4mm タップを立ててネジを切りました。
20mm の深さの穴は、締め付けに用いる4mm キャップボルトの長さが15mm ですので余裕をみてです。
が・・・あせっていたのか、１チャンネル分を仕上げてからもう１チャンネル分を加工中にタップを中で２本も折ってしまいました。
この分のデッドマスは位置を変えて、穴開けからやり直しです。
上の方の工程で作ったユニット固定支持具を片チャンネル６個使って、ユニットのフチの窪みに引っかけて、キャップボルトで締めてデッドマスに取り付けます。
こういう取付け方をしますので、ボルトはＬ字型レンチで側方から締付けるキャップボルトを使わなければなりません。
ユニット固定支持具の上のＵ字から先をもう少し削って、キャップボルトがデッドマスに深く捻じ込まれるように調整した方がいいでしょう。
１チャンネル分が仕上がりました。
なんとなく忠犬ポチというイメージです。
後は、前ページのシステムと同じく、ユニットとは非接触の前面バッフルを作れば完成です。
やはり透明アクリルを使いたいところです。
２チャンネル分が仕上がりましたので仕事用デスク上にセッティングして試聴しました。
プリ・アンプは20年以上前に組み上げた金田式DC アンプ、メイン・アンプはクリスキット P-35 II です。
まだ透明アクリル板が確保できてないので、前面バッフルは付けておりません。
コーリアンボードのサブバッフルの面積がほんの気休め程度はありますが、低域はやはり出ませんのでDENON のDSW-1 サブ・ウーファーで200Hz 以下を分担させました。
前面バッフルが出来るまでこの状態でしばらく聴き込むつもりです。
定位はピンポイントに決ります。また小型エンクロジャー入りの時の音の出方とは明らかに異る、物足りない程のあっさりした音の出方です。（小型エンクロジャーの効果による中低域の押し出しがなくなったせいかもしれません）とは言え、迫力のある音楽を鳴らせば芯のある音がカッチリと再生されます。
今回の目的であった寄生振動の低減効果についてはもっと聴き込んで確認します。
前面バッフル固定用金具の製作です。
直径25mm 高さ20mm の真鍮円柱に3mm 厚アクリルバッフルを入れる幅4mm 深さ25mm の溝を掘ります。
4mm 幅の金ノコなど持っていないので、Black&Decker の作業台に真鍮円柱を挟んでジグソーで２本の切れ目を縦に入れ、次いでその２本の切れ目の間に残った舌状の真鍮のバリを細身の棒ヤスリ一挺で削り取ります。
右から反時計廻りに中央真鍮バリ切削加工中、切削加工済み、残り２つは２本の切れ目が入った状態で、中央に真鍮のバリが残っています。
その上に斜めに見えるのが棒ヤスリです。
文にすると簡単ですが根気が要りました。これが木工なら中央のバリはノミで簡単に削除できるのですが。
なお、このBlack&Decker の作業台は今年の９月９日の私の誕生日に自分へのプレゼントとして買ったものです。以前からずっと欲しかったものですが、使ってみると恐ろしく頼りになります。
前面バッフル固定用金具にバッフル溝と直交して押えネジ用に3mm ビスのタップを立てます。
４つのうち１つの作業中でタップをうっかり折り、詰まったタップ先端部を引っ張り出すのに３時間もかかってしまいました。
作業が終ったら全部の金具をタミヤ・コンパウンドで磨いておきます。押えネジには見映えの良い頭部を持つ15mm 長さのビスを使います。頭部の形状は見映えが良いだけでなく指で廻して締付けるための大きさも考慮しておきます。
前面バッフルは20cm X 30cm の3mm アクリル板にコーリアンボードのサブバッフルより2mm 大きな直径の穴をルーターで開けます。
この前面バッフルを固定用金具に差し込んで、バッフルの穴とサブバッフルの外周とが接しないよう押えネジで固定します。
前面バッフルの穴は中央ではなく、5mm 偏心して開けてあります。平面バッフルの基本でもありますが、定在波の発生防止用です。
透明アクリルのおかげで20cm X 30cm のサイズのバッフルが２枚も机の上にありながら圧迫感がありません。
さっそく試聴しました。
200Hz 以下はDENON のDSW-1 サブ・ウーファーで分担させたマルチ・アンプ・システム構成です。
期待通り、定位は空間にピタリと定まります。
また附帯音が確実に減っていて、ギターの独奏など極めてリアルで澄んだ響きです。左手が弦を押える為に弦の上を滑る音までリアルに再現されます。
200Hz 以下の低域信号が加わらないので混変調歪が減っていることも良い方に影響していると考えます。
音質が痩せたり、つまらなくなるのではないかということを一番心配していたのですが、杞憂でした。このユニットの素性の良さにも助けられました。
これにて、改良型次世代スピーカーが完成したことにします。
2007年1月30日現在の状況です。
すっかりこの白い忠犬ポチが気に入ってしまい、書斎でのメイン・スピーカーとなって使い続けています。
メイン・アンプとして使ってきたクリスキット P-35 II に動作が不安定なところが出てきたので、替わりに三栄無線製MOS-FET 無帰還15W アンプを使っていました。
書斎での使用で毎回使うにはA級アンプの発熱はやはり気になります。電気代よりむしろ狭いラックの上の段の機器類への影響の点でです。
それと非常に気になる小出力アンプがありましたので、思い切って導入してみました。
なお、金属ラックの隣に見えるのは、別のページ（ＬＰ盤再生カートリッジの工夫）でも紹介したKEF の古典スピーカーのModel 104aB です。
マイルドで端正な音質で、「物理特性はいいのに音質も良い」と一世を風靡した名スピーカーです。（このスピーカーの発表当時は音質は魅力的ながら物理特性はメチャクチャという名機が多かった時代です）
我家で唯一のドーム型中高音ユニットが使われているスピーカーでもあります。
デスクでのニア・フィールドではない、部屋の中一杯に使っての音楽再生には切り替えてこちらで英国サウンドを楽しんでいます。
えーわいでんし製EPW-1V ディスクリートアンプです。
出力3W でパネルのリアパネルもツマミも人工大理石です。
書斎のデスクでのニア・フィールド・リスニングですので、特に微小音を丁寧に再生する高品位アンプを探していたのですが、さすがにトランジスター・アンプでのこの表示出力には目を剥き、しばらくの期間はためらっておりました。
期待以上の緻密な音の再現と、残響すら丁寧に再生してくれます。
ベースのピチカートもデティールを再現することによる音の迫力があります。繊細な音の再現をすることがそのままリアルな迫力に直結しているのです。
これは楽しいアンプです。
もっと聴き込むことにします。
なお丸く光っているのは人工大理石の押しボタン式電源スイッチで、人工大理石を通して内側から行灯のように電源ランプが光っているのです。エルブライトという発光装身具も手がけているメーカーさんらしい、小粋なおしゃれだと思いました。
同人サークル「瀬」
檸檬児
'2007-1-30