仙人のガレージセール


Page 33

フロントローデッドホーン・バスレフ・エンクロージャ
(Pioneer PE−101A)

2009/4

Pioneerの10cmフルレンジ・ユニットPE−101Aにはメーカー推奨のエンクロージャが何種類か公開されていますが、そのなかのフロントローデッドホーンを作ってみました。

図面はこちら→http://pioneer.jp/components/pe_101a/enclosure.html

内寸では幅20cm、高さ27cm、奥行き19cmと少し大きめです。
図面の指定では板厚は12mmとなってますが、15mmで作ってみました。
材料はあり合わせのもので、左右の側板と天地版はムクののラワン棚板。
複雑な加工をしなくてはならないフロント部はMDF、裏板は廃材の12mm厚のラワン合板を使いました。

ユニットはとりあえずPE−101A内付け用の指定の開口穴を開けたのですが、手持ちのFostex FE103Eも付けられそうなので作ってみる気になりました。
ユニットを取り付ける段になって、外付けでもギリギリ入りそうなので外付けにしました。

オーソドックスなバスレフですとバッフルの板は一枚ですけど、この場合はなんと5枚も使用し、そのすべてに角度切りが必要になります。
1個目の製作
1個目はできるだけ図面に忠実に作りました。
煩雑な角度切りは初めてです。機械で切れない角度はカンナで削りました。
ホーンの部分は実寸図を書いて、それに合わせて角度切りしてから現物に合わせて調整します。

側板と天板を接着してから細かいパーツを、寸法合わせをしながら組み立てます。
左の写真は側板をクランプで仮止めしています。
細長いスリットのような角型ダクトの開口部はジグソーと電動トリマ−を使いました。
左の写真
今回は裏板は内側にはめ込むようにしたので、枠組みを接着しています。
ここもあえて45°カットでやってみましたが、なかなか難しいです。

右写真
組み立て終わった状態です。
写真が小さいので目立ちませんが、ホーン部の合わせ目には少し隙間があります。
とりあえず一個だけでLサイズのバスレフ箱に入れたものと組み合せて聴いてみたのですが、音の面では特に大きな違いは感じられませんでした。
推奨箱に入れたFE103Eはスピーカー工作を始めたばかりの頃に作って、あまり聴かなかったのですが、8cmフルレンジに比べればさすがに径が大きいだけのことはあります。レンジが拡がるのと能率の高さで華やかでビビッドな音です。10cmも悪くないな・・・と思い始めています。
2個目の製作

2個目は1個目の経験から少しだけアレンジしました。

といってもダクトの部分はオリジナル図面ではダクトがバッフルを貫通していたので、この部分はオリジナルそのままに作ってみることにしたのですが、これがかなり難しい。

留(とめ)と呼ばれる接合の仕方ですが、板材を45°にカットして接着します。
接着面が斜めなのでクランプでは固定できないので、自作のクランプを二組組み合せて固定しましたが、正確な寸法に作るのは難しいです。

本体は最初に天板と側板を接着します。

ここにユニットを取り付けるバッフル板を接着します。
オリジナルはホーン左右の裏側は空気室の一部なのですが、この2個目では左右に伸ばしてみました。

この方が組み立てやすいです。
内容積のロスはわずかですし、今回作ったものは奥行きが2cmほど長い板材を使ったので、影響はほとんど無いものと思います。

ダクトは長めに作って接着してから輪切りにしたのですが、これもちょっと大変でした。
木口の積層部分がデザイン的なアクセントになるようなので、切り口をきれいにするためです。

まだダクトを取り付けていませんが、仮組みしてみました。
木口を角度切りするため寸法精度を出すのにも気を使います。
細長い角型ダクトを貫通して取り付けました。
正直なところ、これはやるもんじゃないな・・・というところです。
確かに見た目は良いのですけどね。
これを設計し試作したひとの遊び心かもしれません。
ルックスの点を除けばスリットダクトの方が工作が容易で材料も少なく済みます。
↓の写真) 片側だけグラスウールを入れてから最後の側板を接着しながら裏板をとめる枠も接着しているところです。
100円ショップのオモチャのようなミニクランプもあれば必ず役に立ちます。

右の写真) 一番加工が厄介なホーンの左右の部分を接着して、わずかな隙間は木工パテを埋め込んでほぼ完成。
あとは裏板を取り付けるだけです。 

左の写真のように裏板ネジ止め用の枠を取り付けると、ユニットネジ止めの時にドライバーが入りにくくなります。
やっとペアになりました。
外観上はダクトが貫通しているかいないかだけですが、内部の構造はほんの少し違います。
後から作ったものの方がホーン左右の板にシール性が求められないので少しだけ気楽です。
この部分だけ薄い板材を使えば加工は楽かもしれません。

(左の写真にカーソルを載せると塗装済みの写真が表示されます)
FE103Eの推奨箱と同一条件で聴き比べができるようになりました。
これは明らかにフロントロードホーン・バスレフの方が良いです。
箱の容積が大きいためか低域が良く出ますし、高音の聞こえ方もかなり違ってきます。

推奨バスレフのfdは104Hzで、FRホーンの方はアバウトですが83Hzくらいです。
ユニット自体にはこのくらいの低域を出す能力はありそうですから、推奨箱もダクトを長くしても良いのかもしれません。

PioneerのFRホーン・バスレフの箱にFostexのユニットを入れてみるのは予想外に良い結果になりました。
Pioneer PE-101A
結局Pioneerのユニットを購入することになってしまいました。
輸入品などではそっけなくユニットだけが箱に入っていたりするのですけど、これは見開き一枚の取説と、パッキン、取り付けネジ、さらに端子付の接続コードまで付属しているのでした。

一個の重さが1kgもある立派なユニットです。

箱に組み込む前に側面からの写真を撮ってみました。
巨大なマグネットです。
各部の仕上げもとてもきれいです。
フロントのエッジの外側にでっぱりがありますが、105φの開口穴を開けるとこれがスッポリ納まります。
2セット目はホーン部の左右を曲面にしました。
これがほぼオリジナル設計です。

曲面でも平面でも音に変わりは無いと思うのですが、見た目はずいぶんと変わるものですね。
いかにもホーンらしい。

今回は左側のユニットを取り付けるバッフル板だけはMDFを使いましたが、それ以外はすべてラワンの棚板材を使用しました。
ダクトは12mmのラワン合板です。
で・・・、このユニットPE−101Aの音ですが、さすがに高価なだけのことはあります。別世界という感じ。絶賛ものです。
いままで飽きずに繰り返し聴いてきたCDが、また違った音で音楽を聴かせてくれます。

かなり能率の良いユニットなので音量を絞っても音の良さは失われませんし、音量を上げればそれなりの迫力になります。
今まではちょっと耳障りか・・・と思っていたヴォーカルが澄んだ音で鳴ってくれるから不思議。
FostexのFE103Eも良いユニットですが、長時間聴くとすこし耳がつらいところがあります。でも、このPioneerは耳障りな音は出てきません。
楽器の音色、ピアノやチェンバロ、リュートなどの響きがすばらしいです。

FE103Eの二倍以上のお値段のユニットですが、それだけの価値はあります。
二つのユニットを単純に比較しますと、高音が得意なFE103E、厚みのある低域が特徴のPE−101Aと言えます。

それからもうひとつ。10cmフルレンジの世界に入って優れたユニットに出会っても、8cmフルレンジの魅力は色褪せません。

ラワン板を使ったので素材感を出すために今回は木彫オイルで塗りました。
少し地味だったかも・・・・。
カラーステインで着色したあとに色押さえでウッドオイルを塗った方が良かったかな?
自作チャレンジへのアドバイス
(1)板厚 Pioneerの推奨図では板厚12mmとなってます。角度切りのことを考えると15mmよりは12mmの方が楽かも。
      構造的には補強が入るみたいなものなので板厚は薄くても大丈夫かもしれません。

(2)素材 今回は柔らかいラワンのムク板をメインに使いました。板厚12mmなら強度があるラワン合板かシナ合板、加工性の良さで
      選ぶなら15mm厚のMDFが良さそうです。

(3)板取 左右の側板に挟まれた部分はすべて200mm幅ですので、この幅の板から切り出さないと、組み立て最後の側板を接着
      するとき大変になります。
      側板は300mm、それ以外は200mm幅にカットした板から切り出しますが、側板のみは他の素材を使ったり厚みを変えたり
      することは可能です。

(4)構造アレンジ 一番最初の一個だけはオリジナルの図面にしたがって作りましたが、二個目のようにユニットを取り付けるバッフルと
           その手前のホーン下部の板は左右の側板まで伸ばした方が良いです。ホーン部左右の板が一番複雑な加工になる
           ので、この板に密閉性まで求めなくても良くなりますから。
           ホーン部左右の板は平板でも良いのですが、ルックスにこだわって曲面にするのなら、柔らかく加工しやすい工作材の
           バルサ材などを使っても良いと思います。

(5)ダクト  1セット目の最初の一個だけは例外ですが、残りの3個はすべてオリジナル設計に従って貫通ダクトにしました。
       これはとても難しいので、スリットダクトにした方が良いですね。部材が少なくて済みますし、内容積への食い込みも
       少なくなります。
       特にデザインにこだわらない限りはスリットダクトの方がベターだと思います。

(6)ユニット取り付け PE−101Aを内付けする場合、開口穴の105φはできる限り正確に開けないとユニットがぴたりと納まりません。
             ユニット取り付けには注意しないとネジがバッフル表面を貫通してしまう恐れがあります。
             開口位置(ユニット取り付け位置)は天板に対してギリギリの位置に設計されています。
             理論的には天板とのギャップは1mmしか無いはずですので、設計位置より数mm下にした方が安全です。
             ユニットをネジ止めするときに苦労することになります。
スリットダクトに変更した改良モデルの側面図と上面図を載せておきます。
寸法はほぼオリジナルのままです。

スリットの高さは15mm、奥行きは120mmです。

左図Bの板の両端とCの片側が斜めカットですが、角度は全部同じです。
最初にBの板をカットして、これを基準にしてAの接着位置を決めて、Cの板の長さも現物に合わせてカットします。

側板の内側に図面を描いて、それに合わせてカット&接着をします。

写真では順序が逆になってますが、側板に天板と地板を接着してからCの板をフロントに合わせて接着します。
この板の角度や奥行きはさほど厳密でなくても大丈夫です。
図面寸法と多少の狂いがあっても、ここから先は現物に合わせてカット&接着をしてゆきます。

(下左写真) スリットダクトは15mm厚の端材を入れてクランプで挟み接着しました。
バッフル下部の丸い穴は将来ツィーターを入れるときのために開けて、裏側から端材をネジ止めして塞いであります。

(下右写真) 側面から見るとこんな具合です。
このあと側板を接着するとき、すべての角、面がぴったり合うことは、あまりありません。
左の写真にはリンク画像があります。
かなり手の込んだクランプワークです。
(左)
写真では微妙な狂いは分かりませんが、ズレはあります。

(右)
左右のホーン部分の加工をしているところです。
L型に接着した木材は合わせ加工のために廃材で作った簡単な治具です。

まだ接着はしていない状態ですが、出来上がりのイメージはこんな状態です。

カンナで曲面加工した左右のホーン部はラワン材を使いました。加工しやすいからです。
ラワン合板やMDFは加工しにくいと思います。
工作用材のバルサとか朴材のほうがもっと簡単かもしれません。

写真では左側の板の下の部分に隙間ができてしまいました。
少し大きめにカットして、削りながら合わせ加工をした方がきれいにできます。
カンナを使って削る作業なので手間はかかります。
今までに作った2セットが手元を離れていったので、改めて作った3セット目です。
スリットダクトの板を表面に出す/出さないの違いはありますが基本的に同じです。

左側は補助バッフルを介してFE103Eを入れてありますが、基本的にはPioneer用です。

補助バッフルを作ればほかの10cmフルレンジを組み込めます。
(ロールオーバー画像あり)
A4サイズ推奨バスレフ
FRホーン・バスレフの箱を塗装するために、A4サイズの推奨箱を作りユニットを引っ越しています。
とりあえず一個だけはできたのですが、良くできたユニットはどのような箱に入れても良い音を出してくれますね。
この音を言葉で表見するのは難しいですけど、「凄まじい」とでもいうのでしょうか・・・・。

高さは30cmとFRホーン・バスレフと同じ。内容積も大差ないと思います。
したがって、カタチの面白さを別にすれば、このオーソドックスなバスレフの箱で充分な音が出ます。
ユニット内付けのFRホーンに比べるとこちらは外付けのためユニットの外寸の大きさが目立ちます。
右に並べてみたFE103Eと同じ口径10cmのユニットなのですが、これだけ大きいのです。
今回のA4サイズのバスレフは、さほど意味もなくダクトの形状をオリジナルの角型ダクトと、ほぼ同スペックになる丸型ダクトに作り分けてみました。

工作としては角型の方がちょっと難しいのですが、視覚的な面白さはあります。
今回は外枠はラワンのムク板を使いバッフルは加工性の良さでMDFを使ったので、今までとは違った構造になってます。
バッフル板を5ミリ程度奥に入れたのはさほど大きな意味はありません。
ラワンの素材感を出したかったのと、ユニット保護の意味でも良いのでは・・・と考えたからです。
組み立ての面ではこちらの方が少し難しくなります。
今回塗装に使ったのは屋外木部保護用のウッディガードのブルーです。
防腐防虫の着色透明ツヤなし塗料ですが、臭いが強いのが難点。
右はサラサラした原液のままで、左側は薄めたものを塗って拭き取りました。
仕上がりはちょっと汚いようにも見えるのですが、見慣れてくると素材が見える状態での着色なので良い雰囲気です。

バッフルの部分はMDFのため仕上がりが少し汚いのでトールペイント用の絵の具、セラムコートのチャコールグレーで塗り重ねました。
これはこれで立体感が出て良い結果になりました。
推奨バックロードホーン
Pioneerのホームページで公開されているエンクロージャのなかで、一番サイズの大きなバックロードホーンを作り始めました。
素材は12mm厚のMDFで、箱のサイズが大きいので1セット作るのに原板2枚が必要です。
板厚12mmが心配だったので15mmで設計し直したのですが、箱の奥行きが長くなって板取りの点で不利になるので図面通りの12mmでつくることにしました。
フロントロード・バスレフに続いて、わずかですが板材の斜めカットが必要になります。
下の写真で分かりますように、左右の側板だけで自立する構造ですので、板材の正確なカットと組み立てが必要です。
狂いが出るとがたつきが出る可能性もあります。

いつものように片側の側板にホーンロードの仕切り板を接着してゆくのですが、左の写真のように図面を描いてから材料をカットして接着してゆきました。

接着して行く板が比較的幅広で板厚も薄いため神経を使います。
いままで同じように、周辺の板を接着してから内部の板を接着します。
空気漏れのないように接着剤は少し多めに塗布します。
右の写真は製作途中の2個目です。
こちらは吸音材にクラスウールではなくニードルフェルトを使ってみました。
それからホーンロードの仕切り板の角の部分に断面が三角の棒を接着してみました。
工作材として売られているものです。
もうひとつの変更点として、一番面積の広い裏板の内側に端材で補強を入れたことです。

これらは実際にどれほどの効果があるか分かりませんが、少なくとも悪い方向には働かないと思われます。
この写真を撮った後に側板を載せて箱全体の重量を計ってみたら7kgありました。これにユニットを組み付けると一個あたりの重量は8kgになります。

最後の側板を接着するのは大業になります。接着剤をたっぷり塗ってから側板を載せますが、大変でも一度は外して接着剤の付き具合をチェックして、不足していると思われるところには追加しておいた方が安全です。
側板は長いクランプ類でしっかり締め付けて1日放置して置きます。
ペアになりました。
2個目はあらかじめ作っておいたバッフル板を付けてみました。
これは、将来他の10cmユニットを入れてみるのに便利ではないかと考えたからです。
補助バッフルを作り替えれば寸法の違うユニットに入れ替えられます。

もうひとつの効果は、板厚12mmのバッフルがすこし心配だったので、補助バッフルを付けることによって補強効果が得られるのではないか?と考えたからです。
実際の効果は微妙なところですが・・・・。

今現在は4本のネジでバッフルに固定してありますが、8ヶ所で固定するように下穴は開けてあります。

このバックロードホーンは40Hzまで出る設計なので、さすがにそれなりの低音は出てきます。もともと低域の良く出るユニットなので、BRホーンに組み込んでも面白いと感じるのですが、ホーン特有の音であることは間違いないところなので、好みは別れるのではないかとも思います。
私自身はあいかわらずですが、コンパクトなバスレフで充分な音は出ていると思います。
一段落
Pioneerのホームページで公開されている推奨エンクロージャ5種のうち、B5サイズバスレフとA4サイズ密閉型を除く3種類を作ってみました。
このユニットの能力を楽しむという意味では、一番シンプルなA4バスレフで充分だと思います。
バックロードホーンに関して言えば、上にも書きましたように、私の好みではないというか、サイズの大きさと構造の煩雑さを考えると、ここまでの必要は無いのではないか?と思います。
でも、今まで作ったFostexのBRホーンに比べるとホーン臭さはそれほど鼻につく(耳につく)ものではないですけどね。

FRホーンは外観の面白さと工作の面白さという点で価値はあります。
フロントホーンの効果がどれだけあるのかは分かりませんが、内容積が大きめのバスレフと言う点では、響きの良い音を出してくれるのは確かです。

8cmフルレンジからのステップアップでいきなりPE−101Aのような優れたユニットに出会ってしまうと後がないのではと心配になってしまいますが、音のスケールの点でこじんまりとしている8cmユニットには別の魅力があるものだと再認識しました。

出力音圧が90db近辺と能率の良い10cmユニットと80db台の8cmユニットの能率の差はかなり大きいので、アンプの出力を同じまま切り替えて比較することはできません。10cmの音量に合わせてから8cmに切り替えると音がしぼんでしまいますし、8cmに合わせてから10cmに切り替えると大音量になります。
このあたりから、意外と10cmユニットは非力な真空管アンプと組み合せると面白いのではないかと思います。
8cmフルレンジ用にスケールダウン

12ミリ厚ラワン合板の廃材で作ってみました。
左はパイプダクトとホーン部はフラット。
塩ビパイプはとりあえず差込にして長さをいろいろ試しています。

右側は高さを10mm高くしてスリットダクトにしてみました。
ホーン部左右は加工しやすい桐材を100円ショップで見つけたので曲面加工しました。

今回は材料が汚いので水性ペイントで刷毛塗りしました。手軽に塗れます。

左側はFE103Eが入ってますがPioneerのオリジナルで、右側が8cm用にスケールダウンしたものです。
高さは   300mm→250mm
幅は    224mm→204mm
奥行きは 220mm→200mm

内容積はアバウトな計算ですが8リットルから5リットルくらいに小さくなってます。

しかし、この箱がなぜ良い音を出してくれるのか?は不思議です。
フロントホーンの影響というよりは、内容積の大きさとか、少し複雑な内部構造、ユニット背後の容積が小さくて、ダクトのある下部の容積が大きいからではないか?などと想像しています。

AURA SOUNDの3インチ・ユニットは小型のSサイズに入れた状態がベストではないかと思っていたのですが、内容積が5リットルくらいの大きめな箱に入れても良いのでした。出力音圧が80dbと低く耐入力の大きなユニットで、本国のHPではフルレンジではなくウーファーと表記されていますが高音部にも不満はありません。

このスケールダウンしたFRホーンの箱は、内付けはAURA SOUNDのみで、TangBandの3インチの各種ユニット、DIY AudioのSA/F80AMG、そしてFostexの3種類の8cmユニットは外付けできるように作りました。

久しぶりにダイトーボイスのAR−7を入れてみました。
内付けにできると思っていたのですが、隙間が空いてしまうので外付けにしてみたらうまく納まりました。

チープな外観なので内付けにした方が見た目は良いのですが。

片側だけこれを付けてAURA SOUNDと組み合せて聴いているのですが、このユニットは廉価品の中では出色のできです。

AURAとの価格差は1/4なのですが、音の差はこれほどありません。

12mm厚の安価な桐の工作材でホーンロードの曲面を作ってみました。
このようにホーン左右の板を2ピースにすると加工が少しだけ楽になります。
写真では片側だけ仮付けした状態です。
接着してしまっても良いし、両面テープで固定すれば取り外すこともできそうです。
ついでなので長いこと聴いていなかったAR−7DXに入れ替えてみました。
AR−7に比べて格別のメリットが感じられなかったユニットで、今まで購入したユニットの中では唯一、外したかな?と思ったものですが、この箱に入れてみると悪くない。Not so bad・・・と見直しました。
改めて、箱によって微妙に音が変わるものだと感じました。ジャズなどのパーカッシブな音は得意ではないようですが、クラシックなどを再生すると充分聴くに耐えます。

このダイトーボイスの7cmユニットやfosterのFF70EGのような安価なユニットを複数セット購入して、いろいろな箱に入れて聴き比べるという楽しみ方もアリだと思います。
趣味の対象だけにどうしても高価で定評のあるユニットにばかり目が行ってしまいがちですが、チープなユニットから良い音を引き出すという楽しみ方もありますね。

その後、パイプダクトの塩ビ管を適当に入れておいた50mm長さのものから120mmのに入れ替えてみたところ、劇的に音が良くなりました。それまでの高音寄りの薄っぺらい音から深みのある音に変わりました。
ダメ・ユニットと思っていたものも、しかるべき環境で鳴らせば良い音を出してくれるものです。
さらに6cm用にスケールダウン
AirWaveの6cmのユニット用にさらに小さなサイズも作ってみました。
内容積はおおよそ4リットルくらいでしょうか。
fosterのFF70EGも入ります。

5cmくらいのダクトを付けて聴いてみたのですが、ダクトなしで穴だけ方がバランスがいいです。
大きめの箱にダクトを付けて無理に低域まで狙うと苦しいようです。

spedでシミュレーションしてみると、ダクトを付けた状態でfdは100Hzを切りますが、ダクトなしだと150Hzくらいです。
40Hzまで出るPioneer10cmのバックロードホーンを聴いた後でも、この小さなフルレンジユニットを楽しめるというのも面白いものです。
音量の豊かさ、レンジの広さ、低域再生能力ばかりがオーディオではないということです。
左写真のロールオーバー画像はペアになった状態ですが、大きさやダクトなどが違います。
オリジナルの10cmFRホーンはそっちのけでAURA SOUNDの入った8cmFRホーンMサイズとAirWaveの入った6cmFRホーン・Sサイズを同一条件で聴き比べています。
どのような箱に入れてもユニットの持っている個性は変わることはありません。
AirWaveはあいかわらず鋭い高音が中心で、AURA SOUNDは本国ではウーファーと呼ばれているように低域が良く出るユニットです。

出力音圧がAirWaveの84dbに対してAURA SOUNDは80dbですから、ボリュームを同じにして比較はできません。

何度も書いていますがAirWaveはクラシックの再生に適したユニットです。高音中心の小さくまとまった音ですが、ちゃんとオーケストラが聴けますしピアノの低い音は無理にしても高い音は魅力的に再生してくれます。
これからAURA SOUNDに切り替えると、高音部が消えてしまいますが、低域寄りなので長時間聴いても疲れないです。
ボリュームを上げてパワーを入れてやると力強く鳴ります。
どちらも個性のあるユニットなので同時に鳴らせば弱点を補えあいます。

AirWaveが入った一番小さなSサイズにfosterのFF70EGを入れてみました。
ネジ穴は共用できないので開け直しました。
これも入るように作ったのですが、ちょっとギリギリでした。

このユニットらしく低域に寄った音です。
このユニットは容積が大きめの箱に入れると持ち味を生かせるようです。
My one and only love  Jhon Coltrane & Johnny Hartman