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バックロード+バスレフポートのチューニング [トールボーイスワン]

2011/8/26

バックロード+バスレフポートのチューニング
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バックロード+塩ビ管(バスレフポート)の最終形

前回のテストでは、遊びで適当な長さの塩ビ管(内径φ7.5cm)を付けて聞いたが、結果が良好だったのでもう少し詰めた実験をした。
あるBlogにバックロードホーンは、 ホーン+共鳴管+バスレフが混じりあった動作をするシステムであると書かれたものもある。
今回は、2本出しとしたポートの組合せも含め聴感上一番感触の良い音を探してみた。


空気室容量の再々々々々調整
空気室の容量でも低域の出方は大きく変るので再検討してみた。
設計上では2.3ℓ の容量設計であるが、現実には補強・定在波防止用のハリが入っているので2.23ℓ 弱となっている。
もう少し小さく2.0 ℓ 弱とし低域を稼ぎたい。
具体的には、空気室(ペンタゴンヘッド)に三角柱の杉材を詰め込んで縮小してみた。
空気室内部を開けただけで音の傾向が変るので、接着して乾燥を待ちカット&トライを行うのは結構な時間が必要である。


ポンチ絵
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スワン系の空気室容量と、音の傾向
塩ビ管傾向.png



バスレフポートを差換えての実験
前回は、バスクロードホーンの開口部を改造し面積を1/4にし、開口部前の前室に吸音材を詰め高域の煩さを改善させた。
塩ビ管は、10cm・20cm・30cm・65cm・継手を用意してその組合せで実験した。

① 先ずは欲張って 70cm(65cm+5cm)の組合せでテストした、気持ち悪い程の低音も出るが、50hz付近のピークでエネルギーを取られてしまい、80hz付近のディップも大きくなる。
又、70cm のバックロードホーン+バスレフポートでは音の遅れが聴感上でも分かり、音楽観賞用としては論外と思われる。
ここで一つ解ったことは、ポートの容量(空気の量)が増えることで、ポートの共振周波数を出すまでの立ち上りが遅れるようである。
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② エルボーの塩ビ管に5cm(エルボーに沈み込み5cm)の直管を付けるとバックロードに近い音となるが、ムートンを刈り取られた羊のようなプアーな音、(もっと)^2 低域を欲張りたくなる。
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③ それではホルムヘルツ(バスレフ)の共鳴効果が比較的少なく、ある程度低域を稼げるバスレフダクト長の組合せを探してみたい。又、音楽を聴いたとき、取って付けたようなバスレフ音にならない味付けをしたい。
     何かメチャクチャなこと言てる????

④ 最後のトッピングとして・・・φ7.5cm×35cmぐらいの塩ビ管になると、管自体の振動が気になるので塩ビ管の上に鉛を置いた、開口部も縮小されるが、効果として確りした低音が出るようになった。


塩ビ管の長さを変えたときの音の傾向
塩ビ管長.png



測定&結果
当初、一方を10cm+エルボーの塩ビ管とし、他方を30cm+エルボーの塩ビ管の組合せがベストと考えたが、暫くすると低域の出方に満足出来なくなった。
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最終的に冒頭の写真の組合せで、塩ビ管(30cm+継手5cm)×2+鉛とした。
この時の音は、DVD & BD 等 の映画鑑賞では、部屋を満たすような低域がありBD・DVD映画の低域は相当に誇張されているように感じる。
高域は澄んでいて3D効果も以前よりある、部屋を満たすような存在感もあり映画鑑賞に持って来いである。


F.F.T.(Fast Fourier Transform)
今回の音響測定では、スマートフォンへF.F.T.*(500円)をダウンロードして使用した。
  コンピュータ上で表示できないのが残念であるが・・・
    信頼性の問題があるから、もし出来てもアップしないほうが正解かも
      勿論、最終のチューニングは、小生の愚耳と愚感性で決めた。

*F.F.T.(Fast Fourier Transform) は、スイープ・ピンクンノイズ等の測定結果は優等生である。 然しながら、どうしても立ち上りの時間差(計算時間+マイクのレスポンス+電気の立ち上がり等)がある。
又、原音の周波数とは違うと考えられるのは、F.F.T. の特性上 永遠に繰返すものは問題ないが、逐次変っていく音楽信号等は、原音と若干の周波数の狂いを生じるという弱点もある。
我々が聞く音楽・自然界の音 等は、その境界点の集まりで音叉の周波数ではない。
F.F.T.を否定する訳ではないが、小生は人間の感性が基本で測定器(F.F.T.)は当たりを付ける道具と考えている。


視 聴
音が緻密になった。
これはバックロードの開口部より出ていた中音域~高音域が減ったためと思われる。
純粋なバックロードと比べると、音の鮮度が上がり定位がよく存在感がある。
他方、繊細で表現力に優れるが、エネルギシュな表現力は僅かに後退した。
バックロードでは、ホーンから低域+高中域の混濁音が出ているので、このような結果となったのであろう。

現実にポートを付けてからは、緻密な音に感じられクラッシックを聴く時間が増えた。
SchubertのArpeggione Sonata (CD)を良く聴くが、三重奏の弦の響きが最高で筐体が共鳴して、弦楽器が浮き立ったように聞こえる。
又、BD & DVD等の映画・音楽鑑賞では、低域が伸びることで奏者・楽器・アクター等の存在感が増し、何を視ても以前とは違う映像&音のコラボレーショを楽しめた。

真空管アンプの球が加熱される課程で、以前は感じなかった時系列的変化も分かるようになった。
アンプの立上げ時は、ヴォーカル・TVの音声など高域の煩さを感じるが暫くすると感じなくなる。
人間がその音に感化されてしまうのか? 音が変化しているのか? ・・・

総じて、クラッシックを聞いている限りマトマリの良い優等生的な音である。
初めてバックロード+バスレフポートを聞いた人は、楽器等の定位の良さに一寸びっくりするかも・・・
頭の周りを飛び交い、楽器・ヴォーカル等の存在感を強く感じる様なCD・DVD・BD もある。
これはスーパースワン等の人形型スピーカの利点で、ピンポイントでの存在感は他のスピーカでは味わえないかも知れない。 因みに、8cmと10cmでも定位感は違う。

不満を書くとスーパースワンでも同じだが、頭の位置を少しでも変えると定位がずれる、部屋の問題かも知れないがガッンとくる低音が出ない。
パワーアンプ等の機器、CD・DVD・BD等 のソースにも超敏感である・・・

音質を追求すれば定位が劣化し、定位を追求すれば音質が劣化する。
    ナニカ不確定性原理みたいに・・・

ソース
Chris Botti in Boston(BD)、HITMAN UNRATED(BD)、SHOOTER(BD)、AVATAR(BD) 、iRobot(DVD&HD)、007Casino Royale(HD)、Hannibal(HD)、Arpeggione Sonata / Trios Arpeggione Sonata / Trios Schubert, Les Musiciens(CD)等


参考Blog
http://waveofsound.air-nifty.com/blog/2004/09/_0_.html

共鳴管・バックロードホーンを扱う上で、大変参考となるBlog(Wave of sound著者)があったので紹介します。
概略は、共鳴管が気柱共鳴した時の開口端の補正長の考察を行ない、波長と共鳴管の半径の関係式を導くが、実験誤差から細い管では粘性流の効果が大きくなるとの結論を見出している。又、周波数にもよるが、管の表面上数ミリ程度から振動が伝わる等の表面の音の伝達を扱った数少ないBlogである。このことから察するに板の表面処理でも音は変ると思われる。
以前からモヤモヤした、小生の疑問の解がそこにあった。


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バックロードホーン+バスレフポート [トールボーイスワン]

2011/7/5
バックロードホーン+バスレフポート
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前回は、乱気流を作り低域を狙ってみたが、今回は開口部を絞りポートを付けてみた。
ホーン+バスレフがどんな音がするのか興味本位で試してみた!
このホーン部が、ホーン動作をしているのか、バスレフ動作なのかは定かでない。
お恥ずかしい話だが、改造に次ぐ改造でTBSは訳の解らぬゲテ物となってしも~た。
   まぁ何でも音が出れば良い!!
       全くいい加減な親爺である!!


低音再生の為のプチ実験
今回は、苦肉の策でバックロードホーンの最終部を絞って低音再生を試みた。
ホーン最終部の開口部を狭めると、低音が増すことはネット上でも報告されている。
小生も早速試してみた。徐々に開口部を狭めて行き、元のホーン開口部(360c㎡)を1/4(90c㎡)まで絞ると相当に低音が改善されることが解った。

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D.I.Y.ショップで15mmラワンをカットし、そこに約φ10cmの穴(エルボー塩ビ管用)を加工して貰った。(全部やって貰って何がD.I.Y.なの??)


IMG_6268.png
この開口部にφ7.5cm用エルボー塩ビ管(水道管)を取り付ける。
φ10cmの穴にエルボー塩ビ管を付け、煙突(約20cm・内径φ7.5cm)を2本付け完成。
実験用なので、塩ビ管ダクトは外れる様にしておく。


もしダクトを付けた時もTBSがバックロードホーンで動作していたのなら、設計した時のエクスポネンシャル計算は何だったんでしょうね??
この実験から係数を絞りまくって殆んどホーンが開かない形状が良かったのではと、ふと考えてしまう??
この実験より開口面積は、スロート面積の2.5倍ぐらいが良いのではないか??


視 聴
今回の試聴も小生のシステムでの比較で、部屋、環境、好み、周辺機器、主観、全てが違うので聞き流す程度に読んで貰いたい。

全体として、高域が澄んで繊細になった、これは背後から高域漏れが在ったのでは・・・
空間表現力は以前より優れている。

変更して間もないので定かでないが、ボーカルのサ行のきつさを感じる。
ホーン最終部をホボ塞いでしまったので、その辺から戻る反射音・定在波のようなものが・・・
対策としてホーン最終部に吸音材(30cm×30cm)を入れた。

次に、映画(Blue ray)で効果音の重低音を再生してみる
音は、重低音?定かでないが、相当下まで伸びていて空気感がある。
又、室内を満たす文字で書けないような存在感があり、3D効果を味わうことが出来る。
低域が充分に伸びることで、帯域バランスが変化して音の位置関係・存在感・広がりにも影響がでる。
小生は、マンション住まいなので重低音再生には特に過敏になるが・・・
     調子にのってPM10時迄この音を出しまくったゴメン!

低音再生には成功したが、このユニットの低域下降点の200hzぐらいの繋がりがこれで良いのか自信が無い、今後も塩ビ管の長さを変える等の実験が必要であろう。
昨日改造したばかりなので、どの様に変化するか分らないが、楽しみに時間が経つのを待とう。
   このスピーカTBSをプロトタイプとして新作を作るのか?
      人間の欲にも愛にも際限はない・・・


ソース
Chris Botti in Boston(BD)、HITMAN UNRATED(BD)、SHOOTER(BD)、AVATAR(BD) 、iRobot(DVD&HD)、007Casino Royale(HD)、Hannibal(HD)等



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バックロードホーン内に乱気流を起こすと [トールボーイスワン]

2011/6/7

バックロードホーン内に乱気流を起こすと
このトールボーイスワン(TBS)も設計以来1年半が過ぎた。
スーパースワンに比べTBSは、低域の伸びが少ないのは判っていたので、今回の実験では、乱気流をつくり、FE103En-S&トールボーイスワンの低域の伸びを狙った。
理屈は判らないが、乱気流を発生させたことで満足できる低音域を得ることが出来た。

   グチャグチャポンで出てきた音で、結果OKとなった。 
      不思議・・・???


乱気流板3.png
背板を外したところ


計算と実験の違い
TBSの計算では、開口部付近を僅かに大きくしたカスケード型ホーンで設計したが、これが裏目に出たようである。
計算は、あくまで基本に過ぎず音の本質ではない。
計算上のエクスポネンシャル断面積と実物は程遠いものであり、形状も相当に違っている。
以前オーディオ雑誌で読んだことがあるが、綺麗なエクスポネンシャルに近づけると、良い音が出ないと、長岡先生も同じような事を書いておられたこともあった様な・・・


タービュランス(乱気流)の実験
音は気流ではないが低域では粘性流のような振る舞いと考えて次の実験を行なった。
前提としては、カスケードホーンとしたことで充分な動作ができず、ホーン内で空振り現象起きているのでは・・・
実験は、曲率を大きくし過ぎたカスケードホーン内にタビュランスを起こさせ低域を稼ごうと言うものである。
と言うことでタービュランスを作る板を入れて抵抗を増やす実験をした。
実際には、片chのホーン内に4箇所、幅5cmの板を取り付けた。これで実質的にカスケードホーン内を絞った形となり、音道距離が伸びると考えられる。
スタビライザーがどんどん付いて、何かF1の世界みたいな・・・

実験は、音の経時変化を考慮し一箇所づつ板を増やしてゆき、1週間毎に視聴を繰り返した。
最初は、低域は出ていないが1週間程度で急に変わるものである、原因は不明。
結果は、大雑把な評価であるが、板を増やしてゆくと低域の周波数が伸びていくのが判った。又、低域のボリュームは、開口部と壁の距離を変えて補った。
一番変化が大きかったのは、最後に付けた①のホーンの曲がった部分であった。下から板を付けていったのでそう感じたのかも知れないが・・・
このことで、自分好みの低音をある程度作れることが判った。

ポンチ絵乱気流板.png
板位置のポンチ絵

まあ結果OKならば何でも良い理屈は後から付けられるものである!
  小生は無責任男の代表??

このスピーカTBSもプロトタイプとしての役目を終え最終段階に入ったようである。


視 聴
今回の試聴も小生のシステムでの比較であり、環境、好み、ハード(周辺機器)、主観、全てが違うので聞き流す程度に読んで貰いたい。

最近は、Blue ray disk(BD) で視聴することが増えた。
BD で視聴すると同じ映画でも、今までなかった、音が入っておりその場の雰囲気まで出てくる、言うまでもないが画像も相当に良い。
変更後の音は、重心が下がり以前とは全く違う音がでている、言い換えれば中高域が少し凹みバランスの良い音像となった。
又、低域が伸びることで、可聴帯域内のバランスが変化して全体が大きく変わったように感じるのである。このことは、空気感・存在感をガラッと変え空間が広がって感じる。

  最近は、飲む時間をカットして帰宅時間を早め、音と映像を楽しむことが増えた。


ソース
Chris Botti in Boston(BD)、HITMAN UNRATED(BD)、iRobot(DVD&HD)、007Casino Royale(HD)、Hannibal(HD) 等


ブルーレイレコーダーの接続ケーブル
TVとブルーレイレコーダーの接続はハイスピードHMDIケーブルを必ず使うことをお勧めしたい。 汎用スピード品を使用すると音質・画質劣化が相当に大きい。



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TBS(FE103En-s)の再々調整 [トールボーイスワン]

2010-09-01
TBS(FE103En-s)の追加実験
ネット上で見つけた、四畳半工房タナカの田中氏のエッセイを読んだ。
目から鱗が落ちることが書いてあった!!

エッセイの概略は、 Feastrex ユニット使用の田中式バックロードホーンの開発話である。 新型の箱は、長岡先生のバックロードホーンの延長線上にあるが、新しい形態を見つけたオリジナル・バックロードの箱である。

小生が一番気になった内容は、
 ” ホーンの完成度が高くなれば板は薄くても良くなる " 
 ” 最終的に中仕切り板は、板厚を11mm厚となった ” との記述である。
これを基に追試をしてみた。

トールボーイスワンの板変更
トールボーイスワンで板厚変更の可能部分は、背板(256×634mm)と空気室の二箇所である。
手っ取り早く、材質は杉ではないがラワンの背板を18mm→9mm厚と極薄に変更して視聴してみた。
9mmとしたのは、振動する面積も幅も狭いので 11mmより薄い板で充分と考えたからである。ひょっとしたら、6mm厚の方が良いかも知れない。
結果は、今までに無かった箱の響きを感じ、中低域の張り出しも増している。又、細かいディーテールが聞こえるようになり、臨場感が大幅に増した。
高域もすっきりして素直に聞こえる。  大成功!! 

Thank you!!   Mr.Tanaka
田中氏はバックロードホーンを追求したプロであり、大変参考となる資料であった。

参考WEB
http://www.nexyzbb.ne.jp/~tanbashikki/
http://www.nexyzbb.ne.jp/~tanbashikki/essay.html


空気室の容量とグラスウールの挿入
背板を変え、音も変わったので空気室の変更も合わせて行なった
これは音の好みの問題であるが、 TBSの最終結果としては次のようになった。

① 空気室の容量(1.9 ℓ に戻した)

グラスウールなしの場合
 スロート面積36c㎡
 カットオフ周波数=189Hz
           である。
 *グラスウールを入れた場合は計算不可能・・・、グラスウールの重さから計算してみたが全く合わない周波数が出てくる。

② 空気室のグラスウール量
 少量使用と考えていたが、意外と大量投入であった。
 結果的には、ユニット(FE103En-S)と筐体との調和を取ることができた。
 10cm×10cm×1.5cm×4 = 600c㎥

③ 音は三次元的に広がり、ダイナミックレンジも相当なものである。
今まで悩んでいた低域の出方が一気に解消された。 スーパースワンと比較した場合、低域のボリュームは若干少ないが充分に出ている。
スワン系のスピーカはソースを選ぶと良く言われるが、ご他聞に漏れずTBSも同傾向を示した。


空気室と吸音材のまとめ
① 空気室を大きくする。 
a. 全帯域でダイナミックに音が出て三次元的に広がるが、吸音材なしでは高域が跳ねて聞きづらい。
b. 吸音材を適量入れた場合、全体の調和が取れスピーカ全体から音がでる感じ。音が三次元的に広がり低域も満足できる。
c. 空気室が大き過ぎた場合、fo 付近ではスピーカコーンがフラフラとなり揺らぐが fo での音は出ず低域が緩くなる。

② 空気室を小さくする。(木片等を入れ空気室を狭める)
a. 音が前に出てくるが、ダイナミックさを失う方向になる。
b. 音が高域寄りにシフトする。

③ 吸音材の選択
  小生の持っている吸音材は2種類でもう少して試したかったが・・・
a. グラスウール(メーカー不明)
 比較的密度が低く、量の調整が容易であるが容積をとる。
b. ニードルフェルト(アオキ産業)
 密度が高く空気室に大量に入れると音が死んでしまう、反面少量でも効く。



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FE103En-S&トールボーイスワンの視聴 [トールボーイスワン]

2010-08-14

IMG_2833.png


追加エンクロージャ対策
このトールボーイスワンも設計以来7ヶ月を経た。
FE103En-Sにフィッティングさせる為、二箇所に追加の加修を行い視聴してみた。

①. 空気室の容量変更
空気室に板を入れ容量を1.9ℓ から1.7ℓ に変更した。(クロスオーバー周波数はfx=212Hz)
この結果以前よりも中域の張り出しを感じるが、スピーカーからの反射音が残ったままである。

②. 吸音材の使用
良く考えてみると、まだ中域が落ち込んで聞こえるのは、落ち込んでいるのではなく高域が反射波の影響で助長されて聞こえるのでは・・・

対策として、反射波をグラスウールで減衰させてみた。
空気室のポンチ絵でシュミレーションの結果、どうも反射波はスピーカーマグネットのバックプレートに集中的に当たるようである。


下記ポンチ絵の①にφ10cmのグラスウールをバックプレートにに付けてみた。
結果は、広域の反射波の減衰は感じられるが、まだ充分ではない.

FE103En-S側面ポンチ絵.png
次にグラスウールを1cm幅に切りマグネットの内側②に巻いてみた、相当な一次反射の減衰が感じられた。
ニードルフェルトに比べ、グラスウールは全体の音圧減衰は最小限に抑えられる様である。

雑 考
空気1ℓ の質量は1.29g であるから、1.7ℓ の空気室の空気の質量は2.19gである。
この中に、重さ1g の吸音材を入れても、吸音材が空気のように自由に動いた場合。
空気室の空気は1.5倍となるので、相当に大きい仮想空気室となってしまう。
まあ、実際は空気のようにレスポンスは良くないので、殆んど動かず内部損失として吸収され、能率が落ちる。
グラスウールは無い方が良いが、必要悪であると考えている。
グラスウールを入れずに済む箱で反射波を押さえ低域のバランスが取れるエンクロージャを作れればベストであるが・・・
又、グラスウールの選択肢として、高域のみを吸収するには比較的質量の軽い(密度が低い)グラスウールが好ましく思われる!!


FE103En-S&トールボーイスワンの視聴
今回の試聴も、小生のシステムでの比較であり、環境、好み、ハード(周辺機器)、主観、全てが違うので聞き流す程度に読んで貰いたい。

視 聴
ここでは、低音の出方・空間表現・中音の張出し・空気感等を中心に視聴してみた。
映像を見ながらの評価は中々楽しい物がある。
映像中の録音は、勿論作られたものと実録されたものの合成であるが、その中に空気中の浮遊物のような雰囲気・温度感等を味わえれば最高である。
例えば、HD録画のハンニバルでの1シーンで朝靄の空間に響く5ℓ のエンジン音、フィレンッエの背景の中で始まるオペラ等の中の映像と音のコラボレーションは、雰囲気は満点である。

FE103En-S&トールボーイスワンの特徴は、立ち上がりが非常に早いのである。
突然ドカンと来るので年寄りの心臓には良くないが・・・、アイロボットの1シーンでは、静寂の中から犬も飛び上がるほどの大音量が出た。
又、車のクラッシュ シーンでは、車体が宙を飛び 頭の上を飛んで行く様を感じた。
当初、スーパースワンに付けての視聴ではFE103En-Sの立ち上がりはそんなに良いと感じなかったが、エージングと箱を変更したこともあって相当に変わった感じがある。

元々FE88ES-R用の設計で、FE103En-Sにはフィットしない感じである。
ユニットをFE88ES-Rに戻すと今まで無かった存在感・臨場感を得ることができる。
どちらかと言うと、トールボーイスワンは乾燥した音調であり、小口径のユニットの方がマッチする感じである。
設計当初、板を厚くする方が良いと考えていたが、板厚が18mmでは厚すぎる感じである。
15mm厚のスパースワンと比較すると、小音量時の音のディーテルが少ない感じがする。
小生の部屋では、箱が強すぎて充分な板の共振(箱鳴り)が得られないようである。
大音量にすると臨場感が増すのもその為か・・・

結果としてFE103En-Sにはスーパースワンの方が合うようである。
ただ、スーパースワン&FE103En-Sの組み合わせの音は、少々お尻が重いというか低域を引きずった所があるが・・・
これはスーパースワンの特徴なのかも知れないが、セッティング等で解決を諮るべきである??

やはり新エンクロージャが必要か・・・
   → アポンタン駅行きのチケットをもう一枚買ってしまいそうである。



雑 感
FE103En-Sの標準箱はもう少し小形の箱を想定して考えられているらしい。
FE103En-S&スーパースワンを視聴された方々の多くが感じられたと思うが、低域が出すぎる傾向がある。
多分、カタログ上の標準バックロードは室も小さく、ロード長も短い物と思われる。
社会情勢に従い、小さくて低域の出るユニットを追求した為の帰結と思われる。
然しながら、このユニットの実力は、そこに収まらず本来型破りの物である。
相当に長いホーン長&ホーン容積でもドライブ可能と思われ、低域も今までにない領域まで引っ張れると思われる。
誰かそんな特徴を生かした箱を作ってケロ!! [犬][犬]!!


使用した、ソース&装置
CD・DVD・HDソース
マイノリティーレポート(DVD)・アイロボット(DVD&HD)・007カジノロワイヤル(HD)・逃亡者(HD)・ハンニバル(HD)・カーペンターズ(CD リメーク版)等 を使用。

装 置
スピーカーユニット  ・FE103En-S
スピーカボックス   ・トールボーイスワン   ・スーパースワン
パワーアンプ     ・自作真空管アンプ 、超三結接続(6BQ5+12AT7+6BX6)
ブルーレイプレーヤー ・SONY BDZ-RX105
T V        ・Aquos
                   上記のラインナップで視聴した。

ブルーレイプレーヤーの寸評
最近のブルーレイプレーヤーの進化にはビックリした。
音質改善が著しいく小生のCDプレーヤー(某メーカー15万円クラス)よりも音が良いのである。
元々BDZ-RX105は音が良いとの評判であったので購入したのだが・・・、まあ15年以上の歳月が成し得た技術の進歩なのであろう。

だがBDZ-RX105の筐体は、音響用としては決して良いとは思えない。
筐体の肉厚が薄く振動に弱く感じる。 試しに鉛インゴットを少し乗せてみた、欲張って沢山乗せると壊れそうな筐体である。
結果は、余計な音がとれて締まった音が得られた。


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トールボーイスワンの改造 [トールボーイスワン]

2010-07-14
FE103En-Sを付けてのトールボーイスワン 初回視聴
トールボーイスワンの塗りも終わり、FE103En-Sでの視聴ができるようになった。
音の予測として、スワン以上に広がりを持ち合わせた音を期待しているが・・・

トールボーイスワンは、元々FE88ES-R用として設計・製作した箱なので、ホーン長・スロート面積・空気室容量・その他、マッチングの点で心配なのとこ多いが、まずはチューニングなし・FE103En-Sのマグネットなしで聴いてみた。

期待は大きく裏切られ、全く聴くに耐えない音である。
スーパースワンに比べて低域が非常に弱く、その結果高域がキンキンである。
スワン特有の空気感・音楽性が全く感じられない。
 ショック  ショック!!

改 造
図面を検討した結果、No.9×2の板が抵抗と考えられる。(Fig 参照)
設計当初、空気室→スロートからの音波は、No.9間を左右に分かれて通過できると考えていたが、どうもココがボトルネックで大きな抵抗となっているようである。


トールボーイスワン改造.png
Fig.


ト・・言うことで、外科手術となった。
トールボーイスワンは、満身創痍である。 塗装では既に皮膚の手術を受けたが、今回は気管の切開となった。
裏板No.11を外し、外部より9.6×8cmの穴を開ける破目になった。
加工は、電動ドリル・ノミ・バールで行なった。
先ずは、三角コーナー材を3ヶを取り外し、次に9.6×8cmを罫書き、線の内側をドリルで穴あけ、淵をノミで削り取った。
36mm厚の切り取り加工は結構ハードであった。
蛇足であるが、接着剤は完全に硬化しており充分な強度があることも解った。


一枚目の9.6×8cmを切り取り、蓋(12×12cm)をネジ止めして試聴した。
結果は、低域のボリュームアップは認められるが、イマイチ物足りない。

IMG_2775.png
もう一歩である。

IMG_2780.png
次に、奥の板NO.9を切除した。

穴の中からノミで切削して、やっとできた。
平らな蓋をすると、この部分は小形の中間室のような形状である。
音を聴いた感じは、ホーンが充分動作して自然な低域が得られるようになった。

IMG_2779.png
この穴はチューニングには大変便利なものである。

ここでマタマタ問題が発生した、中域の押し出しが足りないのである。
再度検討した結果、空気室内のハリ(Fig 参照)が障害物のようなので撤去した。

結果として、全般的に推し出しが強くなり、能率が上がった感じである。
又、野太い低域も出るようになったが、ホーンから高域も通過して諸に出るようになる???

再チューニング!!
今回は、少量のニードルフェルトを空気室内に入れ、スロート底の部分のニードルフェルトの増量した。

こうなれば、穴だらけ・分解可能なトールボーイスワンに恐い者はない、何でもOK!!
    プロトタイプの場合、何処でも手の届くように設計するのが一番である・・
         ナーンチャッテ 訳の分らぬ言い訳 ??

トホホ~、FE88ES-R用&トールボーイスワンの内部は設計当初とは別物である。
     今や完全にFE103En-S用にチューニングされてしも~た。
            小生も相当にシツコ~イ性格のようである。

やっとのことで、FE103En-S&トールボーイスワンのアウトラインが出来たので、次回は、FE103En-Sを付けてのトールボーイスワンの視聴を予定!

                        [曇り] [次項有] [晴れ]


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トールボーイスワンの再塗装 [トールボーイスワン]

2010-06-30
トールボーイスワンの再塗装
IMG_2761.png
塗装に関しては、苦戦を強いられているが、トールボーイスワンの再塗装を試みた。

構 想
前回の水性二スを全て剥がす。
赤系の水性ステインで塗り、元のレッドよりも僅かに濃い色とする。(現在の水性二スはレッドであるが、下地の関係で殆んどマホガニー色に見える)
仕上げは、車用のコンパウンドで行ない光沢仕上げとしたい。


ペイントの除去
アサヒペンの環境対応型のペンキ落としを使用した。(それでもある程度の臭いは覚悟しなければならない)

a. 水色のジェルを万遍なく厚めに塗り15分程度待つ。
IMG_2494.png


b. ジェルと塗料が化学反応を起して軟化して気泡が出てくるので、このジェルと水性ニスの化合物を金ヘラで除去した。
IMG_2492.png


c. 一度で取れない部分は、再度ジェルを塗り除去作業が必要となる。

d. 最後に水で綺麗に拭き取り、乾燥させれば終了である。

除去の結果と対策
IMG_2491.png
*水性二ス除去後も、素材に浸透してしまった水性二スの顔料?が残った。

a. ラワンの特性として、浸透し易い部分と浸透し難い部分があるので、その部分が斑(マダラ)になる原因のようである。 半透明のニスの場合、表面を何回塗っても斑の部分の修復は出来なかったのはこの為である。
IMG_2496.png


b. 今回は二度目の塗装なので、200番の紙やすりでサンダーを軽く掛けた。表面はスズメバチの巣のような感じ。
IMG_2500.png


表面の修復作業
修復は、パテとトノ粉で行なった。
a. 先ずパテにトノ粉を混ぜ色合わせを行なう。
b. パテを欠落部分、或いは穴に塗りこむ。
c. 200番の紙やすりで、その部分のサンダーを掛け表面を平らにする。

② 水性ステイン塗り
塗りTEST
プチ結果を見る為に板の切れ端で実験してみた。水性ステインの浸透性は良かったが、水性二スが残った部分だけは、色が異なることが解った。又板の固い部分もムラになり易い。
この結果より、水性ステインは水性二スが残った色と同色、又はそれ以上に濃い色が良いようである。ある程度ごまかせる色と言う意味。
IMG_2501.png
*水性ステイン&水性二スの上塗りで行くこととして、色見本を作ってみた。

調 合
先ずは水で表面を濡らして、調合した水性ステインを刷毛で薄めに塗りこんでみた。
二度目の塗りは、完全に乾いてから行なうのが良い。
因みに水性ステインの調合比率は、レッド90%とマホガニー10%とした。
この段階では、まっかっか空の雲?? ピンク色ぽい赤である。

IMG_2506.png

自己満ドス Très très bien!!
やっと水性ステイン塗りが終わり、下地が出来た ウッシシ・・・

③ 水性二ス塗り
ここで憎き? 水性二スの再登場である。

a. 光沢が出るまで数回塗り込む。
刷毛(はけ)目は出るが万遍なく均一に塗る。

IMG_2736.png
左側水性ステインのみ、右側水性ニスの厚塗り。

b. 平面部は400番の紙ヤスリでサンダー掛けを行なった。又細部は手作業で刷毛目・溜まり等を取り除いた。
表面を平にする作業であり必要以上にヤスリを架けない、下地までヤスッテしまっては元も子も無くなる。
最終工程のヤスリ掛けは凹凸をなくす作業は、市販の硬質スポンジに紙やすりを巻きつけ行なった。
表面は、右下のように全面が粉を噴いた曇りガラス状態になる。
IMG_2742.png
粉は雑巾等で拭い取る。

c. 塗りの仕上げも、同じ水性二スで行なった。
ここでは、刷毛は使わずに布(ウエス)を使った。
まず布を濡らしておき、水性ニスを付け丁寧に極薄に塗る。
水を表面に塗る要領である。


*側に水を用意しておいて失敗した場合は、すぐ落として乾かし再チャレンジする。

d. 結果は、僅かに曇っているが 表面はツルツル光沢を発する。
これで、ホボ完成状態となるが、1日置き表面を硬化させる。


④コンパウンド仕上げ
表面状態を確認の上、車用コンパウンド掛けを行なえば終了である。
小生の目は老眼なので、少々の傷・塗りムラは見えないのダ!! 
                      ラッキー・・・?

なんともジジイには疲れる仕事だ!!

  オラも そろそろ コテッと →              寝るか・・・

Bye-bye  [手(パー)] [手(パー)]


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FE88ES-R トールボーイ スワンの調整&試聴 [トールボーイスワン]

2010-04-05
トールボーイスワン&FE88ES-R
TBS&FE88ES-R.png

トールボーイスワン&FE108EΣの試聴
先ずは、トールボーイスワンにFE108EΣを付け試聴した。
1年近く寝かしたユニットであるので、FE88ES-R&スーパースワンのような臨場感が味わえない。 又、FE88ES-Rの音を聴きなれてしまったせいか、高域の切れがなく、音が何処か素っ気なく全体に艶と張りがない。
約1週間聴き込むとユニットの熟成も進み、大味であるがダイナミックに鳴る様になってきた。 
この組合せの音は、カルフォルニアサウンドと言うかカラッとした感じである。
この箱は、FE108EΣ用に設計した訳ではないが結構イケてる。
トールボーイスワン&FE108EΣのコンビは、未チューニングであるが相当なハイポテンシャルであることが分った。


トールボーイスワン&FE88ES-Rのチューニングと試聴
箱が完成して約2週間である。
ここでFE88ES-Rを取り付け、チューニングを開始した。
小生としては、スーパースワンのように音楽性豊かに鳴り、空間表現ができ、ボンツキを抑えた音を目指したい・・・。 
こんな欲張りな音は無理??

チューニングの要点
現状の音と対策
A. 中域の張出しが僅かに足りない。
 空気室の容量の変更?
B. 中高域の開口部からの音漏れがある。
 吸音材で対処予定。
C. 銭湯の空気感であり、少し反響音が大すぎる。
 定在波が出ているのでは?


チューニング
A. 空気室の容量変更
やはりFE88ES-Rでは、10cmユニットに比べ実効振動面積が約70%であるので、空気室が大きすぎ空振り状態となっているのでは? 現段階では、全体としてFE108EΣの方がバランス良く聞こえる。
実験として、空気室内に紙粘度を入れて容量を変化させ音の変化を聴いてみた。
買ってきた粘度1個が約0.4ℓ だったので1/4に切ってサランラップに包んで2ヶ入れてみた。 一気に0.2ℓ で空気室は1.7ℓ になる。
音は前に出てくるが広がりが無くなり、何処か詰まった音でデッドである。
チェンバー粘土.png
スロート付近に紙粘土を2ヶ入れた為、詰まった音になってしまった?

今度は、空気室の後ろ側に0.1ℓ の粘土を入れ、1.8ℓ にしてみた。
結果良好、推し出しと広がりのバランスが良く、妥当な落としどころと見た。
実験に用いた紙粘度を長期間空気室に入れたくないので、別のものを考えているが、粘度は内部損失が大きいので一概に体積が同じなら良いとは言えない。
元々、トールボーイスワンは小生の思いつきのプロトタイプ機なので、空気室と背面版が取れるようにしておいた、箱の中身をいじりたい人には正解である。
ヘッドを変えることで他のユニットも実験できるし、調整も簡単である。但し、最後は接着材で固定すべきである。

B. 吸音材の挿入
トールボーイスワンの吸音材は無い方がダイレクトな音を聴けるが、低音の制御・ホーンからの中高域漏れ等を考えると必要となるであろう。

フェルト.png
アオキ産業のニードルフェルトを使用


吸音材.png


a. 空気室に13×13× 1 cmのフェルトを貼り付ける
閉塞感と言うか詰まった音で、全体の箱鳴りが無く全くつまらない音となった。
考えられる原因として、内部損失の大きい材料を必要以上に空気室に入れたため、容量が仮想的に増え、異常に低いクロスオーバー値になったか・・・
だからと言って、低域がボリュームアップした訳ではなく、全帯域のエネルギーが減衰した感じである。
 *空気室に減衰材を多量?に入れるのは、不正解?

b. スロート付近に6×10×1cmのフェルトを貼り付ける
6×10× 1 cmのフェルトをスロート面に釘止めした。
空気室のような変化はなく、僅かに響きが減衰するが、この程度では不充分である。
スロート内に吸音材を入れるのは、Soの計算が出来なくなり不確定要素が多くなるので取付けを中止した。

c. スロート下に6 × 20 × 1cmのフェルトを落とし込む
ここに吸音材を押込むのは大変である、最初から予定はしていたが、不覚にも入れるのを忘れて組上げてしも〜た。 反省!!
スワン系の箱では、多くの方々がここにフェルトを入れ良い結果を得ている。
180°に曲がる部分には反射波がでるのか、高域を減衰させるポイントと思われる。
ここで反射した音は空気室に逆戻りしてスピーカーのコーンを鳴らしているのかも知れない。
結果は、高域の相当な減衰があり、ここのフェルトは有効である。

d. 裏蓋を開けホーン天板に8×11.2+9.5×13.8×1cmフェルトを張る
c.+d.のフェルトの組合せで、より音が明瞭になった。 ここも残した。

e. 開口部付近に26 × 20 × 1cmのフェルトを張る
26 × 20 × 1cmのフェルトを開口部付近に付け試聴した。

最終調整として c.とd.は付けたままとして、 e.の吸音材の面積で調整をしてみた。
e.の目安として、べき乗で広がるホーンであるから、c.=120c㎡、d.=220c㎡、であるので480c㎡前後? 実際には520c㎡として貼ってみた。

吸音材3.png
現段階ではc. + d. + e.の組合せとした。

吸音材の挿入は必要最小限に留めるべきである。
吸音材を使いすぎると、よく言えば抑制の効いた音、悪く言えばつまらない音となってしまうからである。
然しながら、箱の表面の硬度・密度等は千差万別なので、一概に原則を守れば良い訳ではなく、部材・形状等で決めるべきである。
今回、吸音材を使用することで、開口部からの高域漏れを確実に減らすことができた。
又、空気室の容量変更が効いたようで、ボンツキも治まった。
鳴きとボンツキも取れたことで、今まで埋もれていた繊細な音が浮かび上がり分離もよく、低域も明確に聞こえてきた。
思ったより大量の吸音材が必要となったが、カット&トライで詰めた結果である!

C. 定在波対策
このトールボーイスワンは、エクスポネンシャルホーンと言っても、直線のホーンを180°に2回曲げた3本の共鳴管が繋がって鳴っているので、もともと定在波が出やすい構造である。
現実に空気室上面は手で触ってもある周波数では振動しているのが分る。
これはスーパースワンでも同じことが起こっており、根本的な対策ではないが、天板に鉛を敷き詰めて音をすっきりさせたことがある。
既にホーン内の上下対面に吸音材を入れてあるので、その他の対策が必要となった。
空気室内の粘度を半分の0.05ℓ として残し、0.08ℓ のゴム版を天板に貼った2重構造とした。
やはり、最後まで内部損失の大きい粘土が必要となった。
ビンビンと言う響きは無くなくなり、やっと小生好みの音となった。

いろいろやったが、箱のエージングも必要であり、1ヶ月後には再チューニングも必要であろう・・・

       のんびり行こう!![晴れ] 


試 聴
チューニングを終えての試聴
ここでの試聴は、小生のシステムでの比較であり、 スピーカの素材・設計、アンプ、ケーブル、CDプレーヤー、DVDプレーヤー、部屋、床、環境、好み、全てが違うので聞き流す程度に読んで貰いたい。

高域は、FE88ES-R(高域が40KHz)の利点を生かして伸びきっている、又低域もスーパースワンと同等に出ている。
空間表現は特に素晴らしく、音像は引き締まり・存在感・切れ込み・解像度・過渡特性・響き・定位・艶 等、ほぼ満足できる。
このユニット(8cm)で聴くボーカルは、また素晴らしく粘りというか濡れというか、歌手の口の湿気までも感じ艶かしく聞こえる。
小生は映像鑑賞がメインであるので、そこにある存在感・空気感を感じればよい。
例えば、ホールの中での反響音で判断できる空間の広がり・階段を上る足音、車の騒音、遠くに聞こえる落雷の音、銃声の乾いた音、弦楽器が奏でる弦の響き等である。
最近ではDVD・CDを片っ端から視聴し・機器を繋ぎ変えては、一人悦に入っている毎日であるが、このスピーカで聴きなれたソースの中にも、埋もれた音を発見することがあり、新しい映像と音のコンビネーションを楽しむことができる。
又、アンプ・CDプレーヤー・DVDプレーヤー等の周辺機器の音の違いも明確にでる。
スーパースワンと比較して一番の違いは、音の押し出しである。
空気室を1.8ℓ に狭めた効果が出ているのであろうか、存在感が一枚上手である。 
それでは、FE88ES-R&スーパースワンとFE88ES-R&トールボーイスワンでは、トータルでどちらが良いかと言われると・・・

         それは内緒!!!!

トールボーイスワンはFE88ES-Rに合わせて設計・チューニングを施したから、最初からアドバンテージはあるとだけ言っておこう。

残された仕事として、塗装手法をマスターして実行、時間が経つのを待つ!! [眠い(睡眠)]


追 記
実は最近発売された、FE-103En-Sを買ってしも〜たのだ!
スーパースワン&トールボーイスワンに付けての試聴は後日報告予定。
それでは、またね!!!


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トールボーイ スワン設計上の問題点 [トールボーイスワン]

2010-03-22
トールボーイ スワン設計上の問題点
TBSグラフEXPO.png
グラフ1.(TBSホーン断面積グラフ” の縦軸をエクスポネンシャル表示)

製作途中で、2箇所の設計上の問題点を見つけた。

問題点1
グラフ1(縦軸をエクスポネンシャル)を見て戴けると分ると思うが、計算上からも、スロート付近①・②付近の誤差が一番大きくなっている。
自然界から見た場合、開口付近よりも①・②(スロート近傍)は誤差が多いことが解る。
①部については板の長さを変えもう少しエクスポネンシャルに近づけられたのではないか・・・
②の部分も板を斜めに置けば理想に近かずけられたかも・・・
  理想は理想である。  
     では如何すればいいの??   
        設計変更 → 作り直し・・・ は無い!!

 単に次の設計の参考とする。

問題点2
スロート部を6cm×6cmの真四角に作ったことによる、定在波の影響である??
製作途中で、僅かな調整(片方だけに三角材を入れてみた)をしたが充分とは言えない。
スロート付近の形状を一工夫してエクスポネンシャルに近づけた方がベターであった。
しかし深く考えると、理想のホーンは、断面が円でエクスポネンシャルに広がるのが理想(金管楽器のラッパ)であるので満更悪いわけでもないかも・・・ 
問題は四角柱としたことでどれ程の定在波がでるか?
音を聴きながら確認してみる。
スロート部の内面の一面に、軽い吸音材を付けることで解決出来ないか・・・
まあヤッテ見る価値はある。

  スピーカがどんな構造であろうと良い音が得られればよい!
      小生にとってスピーカは自己満足の産物なのだから。
           愚痴々々書いてゴメン!!!    
                    (^_^)/〝〝


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FE88ES-R トールボーイ スワンの製作 [トールボーイスワン]

2010-03-09
FE88ES-R トールボーイ スワンの製作
スワン&TBS2.png
この段階ではユニットは、FE108EΣを付けてみた。最終的にはFE88ES-Rにする。

組み立て開始
板材が2010/2/9にMAIKZOUクラフトさんより届いた、精度の方は非常に良く仮組みをしてみてもピッタリと会う。又切断時に仮組みを行ない精度の調整を行なっている様である。
さすがMAIKZOUクラフトさん はプロである。
これで位置が合わない場合は小生の腕の問題である。
総重量は目の子勘定で、トールボーイスワン1本の重量 ≒20Kg であろう。
(ス-パ-・シナアピトン18mm厚で一枚 ≒20kgである)
まあジジイでも手に負える大きさか?

接着剤・塗料の選択
Bond.png


接着剤
数あるボンド類・木工用接着剤を選択には少々気を使う。
小生の場合、数度のスピーカ工作を行なった経験から、コニシの木工用ボンドを選んだ。
理由は簡単で、コニシの木工用ボンド(CH18)は遅効性で付けた後も修正は効く、又ハミ出た箇所を濡れ雑巾で綺麗にふき取れ、塗装の下地として良好な面を作る事が出来る。
木工工作は、面と面をボンドで接着するので、そんなに強固な接着剤は必要と考えられない、又遅効性のボンドの方が木に対する浸透性もよいのでないか・・・ と勝手な理屈を付けて決めた。

塗 料
水性ニスとした。水で薄めることができ、ハケ等を後で洗浄するのが簡単である。
乾燥すれば硬質となりスピーカに向いている?
以前の経験から、仕上げは水性ニスの光沢が好きである。
何処か水性と言うことだけで安全・エコの雰囲気がある。
ホボ無臭である。
メーカーは和信ペイント製でローズ色を使用した。
今回は、少し赤に近づけたかったが、ローズと書かれていたので買ってみたが、ローズには程遠い色となった。まいいか・・・

トールボーイスワン(TBS)の組上げ フロー
最初に構造物毎にユニットを作成し、その後全体の接着を行う。
それでは、組み上げをフローと写真で見て戴きたい。

A.16番にスピーカターミナル穴加工
ターミナル・穴.png


B.15番にスピーカ取付け穴加工(鬼目ナットの取付け)
空気室前面板.png
スピーカリングの取り付を前提としているので、背面からのザクリはナシ。
スピーカ仕様より、位置決めを正確にして木工用ドリルで穴あけ後(鬼目ナットの胴体部と同径)、金槌で打ち込む。

C.空気室(14番(補強材)・15番・16番・17番・18番・19番)の接着
空域室中間.png
接着はハタガネを使い、僅かな補正を行いながら接着した。
位置決めについては補足説明1を参照

Head.png
空気室に補強材を容量が 1.9ℓ になるまで入れた。

左の写真を見て戴けると解ると思うが、下記の理由で空気室の内部に1本だけ左右の板にハリを付けた。
理由として、楽器ではないがバイオリンの魂柱のようなものである、バイオリンと同様にシンメトリーの位置は避けオフセットを持たした。バイオリンのように魂柱が動くのでは敵わないので勿論接着した。
そんなに板が盛大に振動して共鳴するわけではないので、これはお遊びである。
もう一つの理由は空気室内部に起きる定在波防止になると考えたからである。


後日、このハリが諸悪の根源であることが解り取り外した。
理由として、音道への障害物であり、情報量の減少、能率の低下、中域の押し出しも減少、を招くからである。
小生の勝手な思いつきでハリを付けたのは軽卒であった。


D.スロートユニット(5番・6番)の接着と鬼目ナット加工
スロート.png
一番上に見える4番の開口部と合わせこみながら行なう。
中段に見える板の四箇所に位置決め用の頭を切った銅釘(2mm)がある。

スロート鬼目ナット.png
空気室の最終調整とスロート内のチューニングの為、スロート上部に鬼目ナットを打ち、空気室にもバカ穴を開けた。

E.スロート一部と筐体一部(4番、1番の木口面)予備塗装
4番とスロート部(5番・6番)の塗装部分は事前に塗装をおこなっておく、後でスロート周りの塗装をしても綺麗にいかない。
TBS_throte.png
まず、スロートの外部に突出する部分に砥の粉をぬった。
右が砥の粉を塗ったもの、左が砥の粉をサンダーがけしたもの。

TBS_throte_paint.png
まずは恐る々々塗りに入った、左が1回塗り右が2回塗り。

F.筐体(2番・4番・7番・スロート部)の接着
throte_frontbord.png
先ず、2番に7番を正確に接着し、スロート部のガイドとする。(境界にハミデタ接着剤は綺麗に拭き取る、残った場合接合面に凹凸ができてしまう)

接着剤を万遍なく塗りこみスロート部(E)を差込む、4番の板を上から押し込み直角を確認後、ハタガネで押さえ込んだ。
このような場合、非常に助かるのはボンドが遅効性であること、接着直後なら修正が利くからである。
事後修正であるが、再度位置合わせをしてハタガネで圧着した、更にハタガネをもう1本使い側面を面一に合わせ込んだ。

後日談であるが、外部より9番の板を取除いた。
9番の板は位地合わせに使う程度として、接着してはいけない。

G.筐体(2番+スロート部・3番)の接着
直角出し.png
直角を出す為に、押したり・引いたり大変な苦労をする。
2番板に対して、3番・4番の直角と共に接合精度(木口と木口の面合わせ)も重要なポイントとなる。
それでも、直角と面一を出すのは中々素人には難しいものである。

H.8番・10番の接着
IMG_1097.png
スロートユニットと合わせ込みを行ないながら行なう。
8番・10番の木口面が面一になるように接着(10番板が信頼できる精度がある場合)。
接着直後の木口の処理は、綺麗に雑巾で拭き取り接着材がはみ出ないようにする。
木口の接着剤が、はみ出て固まった場合は木工やすりで削りとる。

F.同様に、外部より9番の板を取除いた。
9番の板は位地合わせに使う程度として、接着してはいけない。

I.筐体と側板の1番×2を接着
筐体1番.png
ここで箱の状態となるが、仮組みをして10番・11番の板がすんなり入り、且つガタがないかを確認したうえで接着する。(ここで失敗すると10番・11番がガタガタになるか、鉋掛けを強いられる)
今回は、一気に両脇の1番板を取り付けてしまった、これは板精度が非常に良かったので出来たがキワモノであった。

J.コーナー処理
コーナー処理1.png
コーナー処理.png
コーナー処理は音の流れと言うより筐体の補強がメインである。
三角材の隙間が出来る部分にはパテでコーキングした。パテは凝固時にちぢむので、2~3回塗り込む必要がある。
この処理は後悔しない為の心理的要素が大きく、オマジナイである。
無くても良いかも・・・

K.センターパネルユニット(H)の取付け
センターパネル.png
下穴を開けておいて、ネジ止め・ボンドで接合した。接着後は木ネジを取り外した。

L.空気室・スロート部・筐体の塗装
砥の粉.png
これ以上、重くなるのは敵わないのでここで塗装を始めてしまった。
塗装2.png
こんなになりました、相当な厚化粧・・・
失敗作??
水性ニスで使用方法の注意点:
下地処理はもとよりニスは、初回の塗った色が残るということである。一回目の塗がマダラなら、最後までその色が残ってしまう。
先ずは、薄く一面に均一に塗りこむことが必要である。小生の場合、一回目が濃すぎた為マダラ模様になってしも~た。 反省!!!
塗装の詳細に関しては、補足説明2を参照

不満は残るが、早く音を聴きたい欲望に駆られ、中途半端ではあるがここで塗装は終了してしも~た。
再塗装したいが、塗装に関しては限りない欲求があり再度失敗しそうな気がする。
塗装は、小生にとってのゴールは見えず、連戦連敗を重ねている!!  [雨] [雨] [雨]

M.13番・20番・21番(音道調整ガイド)の接着
音道調節ガイド.png
基本的には変わらないが、このユニット内に鉛インゴットが入るように少々の設計変更をした。具体的には中間にある20番の板を取った。
この中に、5kg(1本2.5kg×2本)のインゴットを入れた。一気に20%のウエイトアップである。

N.音道調整ガイド(M)+12番を筐体に接着
三角コーナー.png
筐体に鉛筆でマーキング後ボンドで接着した、左奥の三角材をここで入れた。

O.11番の蓋をビス止めで閉じた
裏板.png
蓋をする前に音道ユニット内に鉛インゴットを2本を入れて封じ込んだ。
今後の調整を考え、ネジ止めで終わり暫くは接着しない。

P.空気室とスロートの結合
スロート面には空気の漏れないように予めスロート面をヤスリで平らにした。
空気室を六角穴付きナットをLレンチで止めて終了。
締めすぎないように!!!
空気室は脱着可能としたのは、スロート内にもグラスウールの挿入が考えられ、音出し後に調整できる。

今回は、設計段階より簡単に組み上げ可能とした為、比較的短時間で終了できた。
特筆すべきことは、MAKIZOUクラフトさん の木工精度であろう。
素材の板は歪みも少なく高精度であったことで、苦労なく組み上げることが出来た。
重ねて御礼をしたい!

" 調整と試聴 " に関しては、次号で予定。


板取部位図最終.png


補足説明1:位置決めと直角の出し方

位置決め
側板と前面・上面・下面の位置合せは釘(真鍮釘又は銅釘使用)を活用する。 目的は、位置精度を高め、位置ずれからくるヤスリ掛け・鉋掛けを最小限に留めるためである。
以下、小生の先輩より教わったテクニックを列記する。

A.接合面に捨て釘の頭を10mmぐらい残して打ち込む。(釘は素材の硬い面に打つ)
B.2mmぐらいのところで頭を斜めにニッパでカットする。
C.仮の位置決めを行ない、面を合わせて押し込む。
D.ずれている場合は、やり直すか木槌で修正する。
E.ボンドを接着面の両面に塗る。C・D で決まった釘穴の位置に合わせ、軽く押し込む。
F.当て木をしてハタガネで押さえる、接着剤がはみ出るが濡れ雑巾で拭き取りながら行なう。
*接着剤のはみ出方は、ある意味で板と板との密着度のバロメータであり、殆んど接着剤が出なくなるまでハタガネのネジを 適度 に回す。(板面に傷を付けないように)
*接着剤のはみ出し除去は、接着時に完全な拭き取りをした方が良い。接着面の凹凸の元となるだけでなく、その部分の塗装落ちの原因となる。

直角出し
G.板の位置決めが決まったら、正確に90度が出ているのを確認のうえ、添木(薄い捨てベニヤ等)をして釘で軽く打ち込んでおく。
H.直角の確認をする。
接着直後、直交方向の2枚の板位置が合っていない場合、ハタガネで修正も可能。
I.最初の一枚目は、基準と成る直角であるので最心の注意が必要である。


補足説明2:下地処理と塗装

下地処理
A. 接着時に入念に濡れ雑巾でボンドを拭取り、水分が乾燥したとき板面を手で触っても凹凸が分らない程度に綺麗にする。ここで、サンダーを一度掛けるのも良い。
注意)ボンドの下処理は重要である。はみ出ると、その部分の塗装だけ変色する事がある。又、塗装が剥がれる場合もある。
B.木口の 合せ目の段差を、鉋・木工用ヤスリ等で平らにする、ここで傷を付けると後で残るので細心の注意が必要である。
C. 砥の粉で表面の凹凸を埋め、サンダーで平らにする。 砥の粉掛けは乾燥した後は収縮するので2度掛けをし、表面の凹凸が無くなるまで続ける。表面を鏡面とするのはプロの加工でないと難しい、サンダーの掛け方は面に均一に力が掛かるように行う、角部は要注意である。又、合板の硬さが違う所は削れ方が違うので注意が必要となる。

塗 装
D.塗装色と水の配合 一回目の塗装は塗料を水と少量混ぜ、先ずは板面を少し濡らしてその上に塗った。
水を少しなどと不適切な表現で大変申し訳ないが、カット&トライなのである。その時の気温・湿度等に依っても変わるからである。
E.2回以後の塗装
ハケ塗りを行ない乾燥を待つ。
塗装は、粉塵等を嫌うので室内で行なったが無臭であるので作業は楽であった。
二度目の塗装以降は徐々に光沢が得られ、光沢が出るまでこの作業を繰り返す。
F.最終塗装の前に軽くサンダー掛け
最終塗装を行なう。
G.最終工程として、表面の水研ぎ(紙やすり2000番程度)を行い完成である。
更なる工程として、コンパウンド賭けをするのも良い
文章で書くのは簡単だが、相当に難しい作業である。

注意)ハケの毛は抜け易いので塗装前に入念にしごき余計な毛を取除く、又今回は水性ニス用のハケを選んだ。

”言うは易し行なうは難し” であるが・・・

          それでも、日曜大工は楽し!!

加 工
MAKIZOクラフト
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FE88ES-R トールボーイ スワンの板取 [トールボーイスワン]

2010-01-17
トールボーイスワン(TBS)完成予想図

TBS完成予想図.png

FE88ES-R トールボーイスワンの板取
3次元CADがあれば良かったのであるが、エクセルで完成予想図を作成したため、立体感のない絵になってしも〜た。
構造設計を終了して以来、2週間で板取図を書いた、小生にしては相当のスピードである。
頭の中はスピーカ 一色である。ジジーになっても楽しいことはあるのダ!!
板取の図面を書きながら、色塗りも含めたフロー(組上げ手順)も考えた。色は、赤系の水性塗料での塗装を予定している。
砥の粉で下地処理を行い、サンダーで表面加工を施し少なくとも3〜5回は塗る予定しているが、場所の確保が問題である。
組上げフローの詳細については、次回紹介する。

板加工・板材の購入は、MAKIZOUクラフトさん でお願いした。
リーズナブルな価格であり、見積りも早い。
相当数のスピーカを作成・試聴したらしく、ちょっとした話の中にもキャリアが伺われる。 又、経験的・技術的な背景が相当あり、質問のポイントを押さえた回答が即座にえられる。
ヘッド側面と筐体側面はアールを付けた加工とし、この加工もMAKIZOUさんにお願いした。

T B S の 仕 様
TBS仕様.png


内部構造・素材の詳細検討
断面構造が分かり易い様に、筐体前面板を取り除いた図・筐体側板を取り除いた図・筐体背板を取り除いた図・センターよりカットした図を書いた。
板取を検討している間に22〜25のコーナーに三角コーナーを付ける事で音道を比較的滑らかにしようとしたが、あるホームページを見ていたとき、三角材の効果はあまりなく取った方が良好の結果を得たとの記事を見つけたので、補強程度で止める事とした。
今思えば、長岡先生もコーナーに丸みを付けなくとも同じ効果があるとの記事があったことを思い出した。
細部の加工で板先端のアール等、残された加工がでると考えていたが・・・  
MAKIZOU さんの比較試聴では大きな差は感じられなかったとのこと、板先端は切りっぱなしで行く予定。
9の低部には最初からグラスウールを少量挟む予定。
先人の情報では、管の最初の曲がり角の表面処理で雑味を消せるということ。スロート近傍の処理は需要であるので作成時は要注意箇所である。
板取はサブロク2枚で取りたかったが、最終的に3枚となった。
2枚シナ合板、1枚MDF合板で作成予定であったが、MAKIZOU さんと話した結果、音的にはスーパーシナアピトン合板(Super Tilia Apiton Plywood ?)が良いとのこと、全板こちらに変更した。
板取3で相当な空き空間が出来てしまったが、この部分でプレーヤのボードを作成予定。

シナ材:Tilia japonica Simk.


板取と部品表
板取に関しては、板目の方向素材の選択等色々要素があり、小生のできる限り細部に渡って検討した。
ス-パ-・シナアピトン合板×3(18mm厚)を使用。


トールボーイスワン(TBS)板番号図
板取部位図最終.png


板 取 1
板取1.png

板 取 2
板取3.png

板 取 3
板取2.png



穴開・切り掛けの詳細図
部品詳細図.png



部品詳細図2.png



板 取 部 品 表
TBS部品表.png


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FE88ES-R トールボーイ スワンの設計 [トールボーイスワン]

2010-01-01
FE88ES-Rトール・ボーイ・スワンのポンチ絵

ポンチ絵TBS4.png


FE88ES-R トール・ボーイ・スワン(TBS)の設計
スーパースワンと付き合って20年が過ぎた。その間ユニットはFE106Σに始まりFE108S→FE108EΣ→FE88ES-Rと渡り歩いてきた。
生涯一途にスーパースワンと考えていたが、ここに来て浮気心が浮上してしも~た。
この年になってバックロードホーンの設計でもないだろうと思いつつ設計に入った。
ということで先ずはポンチ絵を描いてみた、名前はトール・ボーイ・スワン(TBS)と命名した、何処かの放送局??
今回、小生の使った中では最高と思えるユニット FE88ES-Rに出会えた、この素性の良いユニットを充分生かしきる設計を試みたい。
行動力のない小生ではあるが、数ヶ月でトール・ボーイ・スワンを完成させたい。

構 想
1. 変形スワンのバックロードホーンとする。
2. FE88ES-R専用箱をオリジナルで作る。
3. スワンのような首長族ではなく、殆んど首の無い形とする。
以前より思ってはいたが、長い首の上にある頭(空気室)は大きく振られているのでは?
箱を作れば後日検証できる。
*WEB上で首の短いスワン亜種を作成した方々から音像が鮮明で効果ありと書かれているものが多い。
4. スワン系のロード部分の折り返し5回を2回として、トールボーイ型とする。
*小生の思い込みであるが、折り返しを減らすことでホーン内の抵抗を減らせるのでは・・・
5. フラミンゴ&スワンの中間的設計とする。
6. 板厚は18mmとする。
7. 作るのはスーパースワンの亜種である、長岡先生の著書の調査より始めるのが妥当であろう。
8. その他、WEB上の沢山ある記事を参考とさせて戴く。
スピーカ工作には何よりも経験値が重要である、情報量の多さが決めてか・・・



バックロードホーンの設計
バックロードホーンの設計には、クロスオーバー周波数・スロート断面積・空気室容量のパラメータの決定がまず必要になる。
当たりを付けるための基本乗数と関係式の調査をした。

A. クロスオーバー周波数・スロート断面積・空気室容量の関係式
長岡先生の関係式は

   fx = 10 × So / Va ・・・・・・ 1式

       fx(Hz) : クロスオーバー周波数
       So(c㎡) : スロート断面積
       Va(ℓ)  : 空気室容量
                       である。 


B. クロスオーバー周波数の決定
FE88ES-Rの周波数特性から見ると140Hzが良いようである。 オリジナル・スピーカー工作45を読むと、長岡先生曰くホーンのロード部・グラスウール等の抵抗で実際よりfxは下がると記してある。又、スワン系では220hz前後のクロスオーバーを取っている。
小生には経験値がないので50Hz前後クロスオーバーを高くとり、fx=190Hzに仮決めした。

FE88ES-R周波数グラフ2.png



C. スロート断面積(So)&絞り率(Sr) の検討

(1) スロート断面積(So)の検討
長岡先生のスロート断面積の計算式は

  So = a × a × Pi / (5 × Qo) ・・・・・・ 2式
  So : スロート断面積
  a :  実効振動半径
  Pi : ≒ 3.14
  Qo : 最低共振周波数foにおける共振の抑制度合(スピーカ規格を調査)

                                である。


FE88ES-R の必要なパラメータは
実効振動半径=3.425cm
Qo=0.46
スローと断面積とQoからSoを2式から求めると 16c㎡とでたが近代ユニットでは、この式は必ずしも当てはまらないかも・・・

長岡先生の設計では、実効振動半径が同じでも強力ユニットが開発される度にSoを大きく取る傾向にあった。
スーパーフラミンゴではFE88ES使用でSo=22c㎡となっており、更に強力なFE88ES-R(実効振動半径も大きい)を付けた場合、相当大きなSoでもいけるはずである。
表1.をご覧戴きたい、Soを見るとSo=22〜39c㎡が妥当か?
先人の実装テスト(FE88ES-R)では、スーパースワンとスワンaを比較して、スワンa の方が中域の張出しが良くマッチングしているという記事もある。
適当な落とし処を探るのは大変である。

表1.スワン系(ユニット・エンクロージャ)の比較対照
比較表1.png


(2) 絞り率(Sr)の検討
今度はスロート断面積を絞り率(Sr)から当たりをつけて見た。
絞り率の式は

   Sr = So /( a × a × Pi )・・・・・・ 3式

    Sr : 絞り率
    So : スロートの断面積
    a  : 実効振動半径
    Pi  : ≒ 3.14

                    である。

長岡先生の説明では、Sr = 0.3~0.9 に取ればよいと書かれている。
表2.よりスーパースワンにFE88ES-Rを取り付けた時、Sr = 1.14 となり 長岡先生の基本的なパラメータ値から相当に外れてしまう。
それでも小生のスーパースワン&FE88ES-Rの現用機の試聴では全く問題は生じておらず、あるBlogでは最良の組み合わせとも書かれている。ということは、FE88ES-Rは相当にタフな心臓を持っており、相当なヘビーデューティ&広範囲(言い換えればいい加減)なSoにも耐えられると判断した。
これらの結果より、Sr(絞り率)= 1 以上でも良いのではないのか? 
又、今回のTBSの設計ではホーンの折り曲げ回数が2回と少なくロードを掛けたときの曲がり抵抗も減り、もっとロードを稼げると思う。
諸々のデータよりスロート断面積は、少なくとも30c㎡以上がベターと考えた。
スロート面積で全体像が決まり、後で調整が効かない場所なので慎重にSoを決める必要がある。

諸々の考察より、スワンaより僅かに絞ったスロート断面積とし、
So = 36c㎡(6×6cm)で計算を進めた。

表2.FE88ES-Rをスワン系につけてのシュミレーション
表2.png
注)空気室の容量は計算上では、大体この値であり、スピーカの内部に入る部分(マグネット等)・コーン紙の凹みは計算されていない。然るにもう少し実容量は小さくなる。

D. 空気室の容量計算
fx(カットオフ周波数)& So(スロート断面積)が決まれば後は1式にあてはめ計算をするだけである。
Va = 10 × So / fx であるから
   Va = 1.9ℓとなる。
スーパーフラミンゴの設計では、Va = 1.6ℓ・ So = 22c㎡となっているので、FE88ES と FE88ES-Rを比較してみても、1.9ℓで妥当と判断した(逃げとして2.0ℓとしておくのも良い)。
  Va(空気室容量)≒ 1.9ℓ
                 とした。
最終的にfx・So・Vaは
    fx = 190Hz
    So = 36c㎡
    Va =1.9ℓ
                 となった。


E. ホーン計算
エクスポネンシャル曲線をそのまま利用することはできない、できるかもしれないが飛んでもない開口面積のホーンができてしまう。
そこで近似式の4式が考えられた(?) 、スロート面積と開口面積からmを決められるが、これはあくまでエクスポネンシャル曲線に近似させるテクニックである。

S = So × e ^ ( m × L ) ・・・・・・ 4式
   S  : スロートからの距離(L)のホーン断面積 (c㎡)
   So  : スロート断面積 (c㎡)
   e   ≒ 2.718 (自然対数の底)
   m  : 定数
   L  : スロートからの距離(cm)

長岡先生の近似式は
S = So × K ^ ( 0.1 × L ) である。
この式では、 K の値を 1.05〜1.105 としている。

ここで4式のホーン計算式で m=0.01とすると、長岡先生のK=1.105の近似式結果とほぼ同じ結果となる。

4式を用いて、SoからLcm離れたエクスポネンシャル断面積?を先ず計算した。

表3.開口断面積計算
ホーン計算6×6.png


F. ホーン設計
スロート断面積が決定したので、これに従いホーン設計を進める。
ここからは、実測と理想値を見比べながら、強度・ホーン長・板厚等を加味して作成者が好きな様に料理する。
組上げ時に容易く制作出来るよう極力曲線部は避け、板厚と板の長さで近似できるように設計してみた。EXCELのグラフ上でシュミレーションし、板の長さと、板厚から思考錯誤してホーン計算した。(表3.参照)
ユニットには相当の余裕があると判断して、少々無理な曲線で設計した。
グラフの赤線で書かれている部分の近似を見ていただけると解るが、途中(グラフ1.⑧⑨⑩)から曲率を僅かに変えたカスケードホーンに近い物にした。
この為、スーパースワン(ホーン長240cm)のホーン長より僅かに短いが、開口面積はほぼ同等とした。
ボン付きを無くすためには、音道を滑らかにする等のコーナー処理・表面処理が必要であろう、板取時に検討する。

グラフ1.TBSホーン断面積グラフ
ホーングラフ6×6.png
*縦軸開口断面積(c㎡)、横軸はSoからの距離(cm)で見てください。
*グラフ1 上の①〜⑩は、ポンチ絵と表3.の開口部に対応しています。 


G. ホーン設計を終えて感じたこと
ホーン設計で、ホーン内の計算は比較的簡単に出来るが・・・
問題となるのは最終局面のホーンの出口である。
限りなく面積を大きく、且つ長く取れればよいが、それでは部屋全体がホーンの一部となり、風洞実験室に居るようなものである。あまりにも非現実的である。
ホーンでロードされた音は室内に放出されるが、そこには開口面積に対して何十倍もの大面積の空間がある。 又、ホーンの開口、床、壁、室内の容量等も重要なファクターであり、その全体が低音域に影響すると考えられる。
計算上では、ホーンと部屋の境界面は一番の不連続面であり、如何にその部屋の空気を連続的にドライブ出来るかである。
小生のいい加減な実験 "スーパースワン+FE88ES-R 再セッティング" で、壁を利用した方が良い結果を得ることが出来たのは、ここに起因するものと考えられる。
製作後のバックロードホーンの不連続面を如何に連続的に結びつけるか、最終セッティングは頭の痛い課題である。

スピーカは、所詮妥協の産物である・・・ である???

参考図書
長岡鉄男 著
オリジナルスピーカー工作45
週刊FM別冊 音楽の友社


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