Stereo2015年8月号付録 口径10cmフルレンジ FOSTEX P1000 使用 共鳴管型スピーカー製作 ~測定・試聴編~

前回、エンクロージャーが完成しましたので、今回はスピーカーユニット FOSTEX P1000 の取り付け、周波数特性・インピーダンス特性の測定、試聴を行います。





ステレオ2015年8月号(表紙)
Stereo(ステレオ) 2015年8月号
FOSTEX(フォステクス) P1000 (表)
FOSTEX(フォステクス) P1000 (裏)
FOSTEX(フォステクス) P1000




Stereo
2015年8月号




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Stereo2015年8月号付録 口径10cmフルレンジ FOSTEX P1000 使用 共鳴管型スピーカー製作

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ユニットの取付け


組み立て済みのエンクロージャー
組み立て済みのエンクロージャー

前回の記事で作成した共鳴管型エンクロージャーです。3日間ほど接着剤の乾燥のために放置してありました。内部構造の詳細については前回の記事を参照ください。




ユニットの半田付け
ユニットの半田付け

スピーカーユニット FOSTEX P1000 を半田付けします。スピーカーケーブルと端子との接続にはファストン端子を使用する等、色々と方法がありますが、私は一番お手軽で確実な半田付け派です。




布テープで絶縁対策
布テープで絶縁対策

半田付けした端子がむき出しの状態の場合、磁気回路のヨークやフレームに接触してショートする恐れがあるため、布テープでコーティングします。

エンクロージャーにユニットを取り付けて音出ししたときに、アンプのボリュームつまみを回しても音量が上がらない場合、この部分がショートしていることが多いです。ユニット取り付け穴径がギリギリのユニットほどショートしやすいため、絶縁対策をしておくのが無難です。




ユニットの取り付け
ユニットの取り付け

付録していた木ネジで、エンクロージャーにユニットを取り付けます。こだわる人は鬼目ナットを使ったりしますが、私はメンドクサイので、ほとんど木ネジでエンクロージャーに直止めです(笑)。




完成!
完成!

完成後の様子。織物布の裁断部分のほつれをボンドで固めているため、とても汚らしいです・・・(汗)。こっ、このスピーカーは実質本位なので見た目は関係ないですから・・・(汗々)。


ユニットを取り付けたので、エンクロージャーの総重量を量ってみました。ヘルスメーターを使って測定したのであまり正確ではないですが、約26kgもありました(笑)。やっぱり、1kg入りエアコンパテを方チャンネルあたり14個も使うのはやりすぎだったかな(汗)。

FOSTEX P1000 のm0は3.3g。エンクロージャーの総重量は約26kgですから、m0の約7879倍。m0 対 総重量 比がここまで大きいと、低音の押し出しや力強さにつながるはずですが・・・、さてさて(笑)。音を聴いてみないことにはなんともいえませんが、あまり期待していると大したことがなくてガッカリするかも(笑)。




測定

周波数特性、インピーダンス特性を測定しましたので、掲載します。


使用ソフトウェア・測定環境
多機能 高精度 テスト信号発生ソフト WaveGene V1.50 efu氏
高速リアルタイム スペクトラムアナライザー WaveSpectra V1.51 efu氏
入力信号:サインスイープ 20Hz~20kHz
マイク位置:ユニット軸上1m(周波数特性の場合)



  • 周波数特性

[参考]周波数特性 FOSTEX P1000(5リットル密閉箱)
[参考]周波数特性 FOSTEX P1000(5リットル密閉箱)

先ずは周波数特性から。参考資料として5リットルの密閉型エンクロージャーに取り付けた FOSTEX P1000 の周波数特性を掲載します。あわせてご覧ください。

200Hz~16kHzがおおむねフラット、200Hz以下はダラ下がりといった感じの特性です。80Hz~90Hz付近の山は、f0によるものと思われます。




周波数特性 FOSTEX P1000 共鳴管型スピーカー(左チャンネル)
周波数特性 FOSTEX P1000 共鳴管型スピーカー(左チャンネル)
周波数特性 FOSTEX P1000 共鳴管型スピーカー(右チャンネル)
周波数特性 FOSTEX P1000 共鳴管型スピーカー(右チャンネル)

上段のグラフが左チャンネルスピーカー、下段が右チャンネルスピーカーです。

左・右チャンネルの違いについてですが、このスピーカーはパイプ開口部の位置が左右対称となっているため、ステレオ配置したときにリスニングポイントから見て、パイプ開口部が外側(部屋の壁側)に向くのが正しい置き方とすることにしました。

そのため、パイプ開口部が左側にある方が左スピーカー、右側にある方が右スピーカーとなります。下で掲載している試聴もこのスピーカー配置で行っています。


上で掲載している密閉箱の周波数特性と比較して、1kHz以上の帯域では変化はありませんが、1kHz以下ではレベルが上昇しています。高域(7kHz)以上のグラフの形からするに、密閉箱で測定したユニットは、左チャンネル用エンクロージャーに取り付けたものと同一のようですね。

70Hz~16kHzがおおむねフラットですが、全体として見るとかまぼこ型です。中低域の山谷が目立ちますね。密閉箱ではもっと平坦なのでパイプ共振の影響と思われます。パイプ長が約2メートルなので40Hz付近にピークができると想像していたのですが、それと思わしきピークはもっと下の33Hzくらいにありますね(それとも40Hzにある小さいピーク?)。

低域は80Hz以下がダラ下がりという感じで、もう少し下まで伸びてくれるかな?と想像していたのですが、そうでもありませんでした。パイプの開口をエンクロージャー正面ではなく、側面にしたため低音がマイクに届きにくいのかもしれません。当初、パイプ開口部を正面に取り付ける案もあったのですが、パイプ共振の癖が強く出る恐れがあったため採用を見送りました。




  • インピーダンス特性

[参考]インピーダンス特性 FOSTEX P1000(ユニット単体)
[参考]インピーダンス特性 FOSTEX P1000(ユニット単体)

続いてインピーダンス特性です。こちらも参考資料としてユニット単体のインピーダンス特性を掲載します。f0は私の測定では85Hzくらいでした(公式発表値は90Hz)。




インピーダンス特性 FOSTEX P1000 共鳴管型スピーカー(左チャンネル)
インピーダンス特性 FOSTEX P1000 共鳴管型スピーカー(左チャンネル)
インピーダンス特性 FOSTEX P1000 共鳴管型スピーカー(右チャンネル)
インピーダンス特性 FOSTEX P1000 共鳴管型スピーカー(右チャンネル)

周波数特性同様、上段が左チャンネルスピーカー、下段が右チャンネルスピーカーです。

インピーダンス特性は、これぞまさに共鳴管という感じのグラフになりました。周波数特性では分かりにくかったですが、インピーダンス特性を見る限り共鳴管として動作していることは間違いなさそうです。

パイプの折り曲げ回数が多いですが、流石は円断面の塩ビパイプです。折り曲げによるペナルティを感じませんね。


左・右スピーカーでグラフ曲線に違いはあまり見られないので、左チャンネルの方を中心に見て行くと・・・、

  • ピーク
    32Hz, 86Hz, 160Hz, 235Hz, 315Hz, 390Hz, 480Hz ・・・

  • ディップ(共鳴管の共振周波数)
    43Hz, 130Hz, 210Hz, 290Hz, 375Hz, 440Hz ・・・


・・・となっていました。


このスピーカーの共鳴管(塩ビパイプ)は約2メートルなので、計算上の共振周波数は・・・、
基本振動:42.5Hz, 3倍振動:127.5Hz, 5倍振動:212.5Hz, 7倍振動:297.5Hz, 9倍振動:382.5Hz, 11倍振動:467.5Hz ・・・

となるので、倍率が高くなると共振周波数が下方にずれる傾向がありますが、おおむね計算どおりのようです。




試聴

  • 所感

    自作スピーカーの場合、エンクロージャー方式としてバックロードホーン型や共鳴管型を採用した場合では特にいえることですが、ユニットを取り付けて初めての音出しをした直後は、低域の解像度が非常に低く、音圧レベルとしては出ていたとしても視聴上では「ボワボワ」としていて、あまり出ているようには感じません。しかし、ほとんどの場合は鳴らし込むこと(いわゆるエージング)で解決しますので、あまり心配していません。

    周波数特性の測定結果では中低域が荒れ気味だったので、「どんな酷い音がするのかな?」とちょっとワクワクしていたのですが(笑)、意外と普通でした。ちょっと残念(笑)。

    ただし、インストゥルメンタルの曲ではあまり目立ちませんが、ボーカル曲やテレビのナレーションなどを聴くと、パイプ共振独特の癖(洞窟で会話しているときに聴こえるエコーのような音)がまとわり付きますね。鳴らし込むことによりある程度は解決するとは思いますが、完全に取れない可能性もあるため、ちょっと心配です。解決するとしても、エージングに長い時間がかかる場合もあります。

    という訳で、2日間ほど1日中鳴らし込みを行いました。流石に夜中に大音量は無理なので、昼間は大きめの音、夜中は小音量で鳴らしていました。その甲斐あって、低域の解像度も出てきましたし、パイプ共振の癖もだいぶ落ち着きました。



    音質は雑誌の付録といえどもフォステクスの音ですね。ちょっと細身ですがニュートラルというか個性が薄く、いわゆるハイファイサウンドです。優秀録音は高音質に、悪い録音は低音質にそのままの姿をさらけ出してしまいます。

    フォステクスの音が苦手という方は大抵の場合、これが原因なのではないでしょうか?。収録されている演奏は好きなんだけど、録音はそんなに良くないCDを再生すると、粗が見え見えの酷い音で再生されてしまうためゲンナリしてしまうのだと思います。その点、エレクトロボイス 209-8A は、アルテック源流サウンドという強い個性のおかげで粗を適度にコーティング、無難に再生してくれるため、人気があるかもしれませんね。





  • ミュージックソース別インプレッション
    • クラシック(オルガン)

      ヘルムート・リリング: バッハ 教会暦によるオルガン・コラール集, バッハ オルガン名曲集



      共鳴管型スピーカーはパイプ開口部からの中高域の漏れが多い上に、漏れてくる音にはパイプの長さによるディレイがかかるため、一種の音場型スピーカーとも考えられます。そのため、オルガン楽曲の演奏は得意です。

      長岡鉄男氏 設計の共鳴管スピーカー カノンシリーズ は、パイプ開口が上面にあるため、ディレイのかかった中高域が天井から降り注いでくるため、更にオルガン曲向きですが、今回作ったスピーカーは開口部が側面にあるためどうなるかな?と思いましたが、音場型スピーカーの独特な音の広がり感はありますね。

      周波数特性では80Hz付近から下の帯域がダラ下がりですが、視聴上では80Hzより下の方まで出ているように感じられます。そのため、ペダルの音も一応聴こえます。中域に対して20dB以上音圧レベルが低いですが、30Hz付近までレスポンスがあることはあるので、それが効いているのかも知れません。



      バッハ 教会暦によるオルガン・コラール集
      ヘルムート・リリング
      バッハ オルガン名曲集
      ヘルムート・リリング




    • クラシック(クラシックギター)

      Jose Miguel Moreno: Pieces Pour Theorbes Francaise



      クラシックギターのソロ演奏は、これぞシングルパルプコーンフルレンジの真骨頂という感じですね。軽いコーン、やわらかいエッジのおかげで微小信号に強いです。

      弦を弾く音や、余韻が消えて行くのがよく再現されています。パイプ開口から漏れてくるディレイされた中高域のおかげで音場感も良いです。胴鳴りも再現されます。



      Jose Miguel Moreno
      Pieces Pour Theorbes Francaise




    • ジャズ

      ソニー・ロリンズ: Volume 1, Volume 2


      クラシックギターソロでも書きましたが、アコースティック楽器のソロ演奏や小編成演奏には、シングルパルプコーンフルレンジが向いていますね。

      エレクトロボイス 209-8A ほど灰汁が強くないためサキソフォンはマイルドになってしまいますが、BGM的に聴くのだったらこの方が聴き疲れしないので良いかもしれません。リアルというか暑苦しい(笑)サックスを求めるなら 209-8A の方が上ですが。

      ウッドベースの胴鳴りも聴こえます。鳴らし込みが効いてきたのか、低域の解像度も上がってきました。高域はフルレンジユニットにしてはきれいなので、上限は16kHzまでの再生ですが不足感はないです。そのため、ハイハットもきれいです。スネアドラムは軽量コーンフルレンジらしい小気味よい音がします。



      Volume 1
      ソニー・ロリンズ
      Volume 2
      ソニー・ロリンズ




    • 和太鼓

      鬼太鼓座: 富嶽百景


      ユニットを壊さないように音量に注意しながら試聴(笑)。

      小太鼓、バチの音、三味線は小気味よいですが、角が丸まった音になります。これは純粋にユニットの駆動力が弱いことが原因なので仕方がないですね。

      大太鼓の雰囲気はある程度再現出来ていますが、なにぶん口径10cmのユニットなので、風圧とか圧倒感みたいな表現は不可能ですね。でも、口径10cmのわりには頑張っていると思います。



      富嶽百景
      鬼太鼓座




    • ボーカル

      平沢進: Sim City, BLUE LIMBO


      今回もボーカル曲は平沢師匠の曲を聴きました。好きなんですよ、師匠の曲(笑)。

      ボーカルでも、男声の場合は癖が少ないですね。共鳴管の独特の癖は特定の周波数に大きなピークが出来ることが原因です。なので、男声の場合は単にその周波数から外れているから癖が少ないだけなのかを確かめるために、以前聴いて癖が強く出た女声ボーカルも再び聴いてみました。

      結果としては、癖が気にならないレベルまで取れていました!。ここのところずっと鳴らし続けていたので、エージングが進んできたみたいです。しかし、まだ完全に癖がなくなった訳ではないようで、特定の楽器の音が強調されて聴こえることがあります。

      ボーカルの場合、リバーブ等のエフェクトがかけられているため、もともと癖が目立ちにくいはずです。しかし、エフェクトのかかっていないナレーションではまだ癖が気になるかもしれないと思い、こちらも再び聴いてみましたが、以前よりは改善しているものの、癖が結構残っていました・・・(汗)。これは今後のエージング効果に期待するしかないですね。

      トランス系の曲には、パイプ開口から放射されるディレイのかかった中高域が効果的ですね。ボーカルは流石にフルレンジだけあって前に出てきます。バスドラムやベースギターはちょっと奥に引っ込みますね。



      Sim City
      平沢進
      BLUE LIMBO
      平沢進






まとめ

ここまで、Stereo 2015年8月号付録 フルレンジユニット FOSTEX P1000 を使用した共鳴管型スピーカーを製作、測定、試聴まで行ってきましたが、まとめると・・・、


  • フルレンジユニット FOSTEX P1000 について

    やはり、バスレフ型か密閉型に適したユニットですね。共鳴管型で使うには駆動力不足感が否めません。

    自室のメインスピーカーである共鳴管型スピーカーは1回折り返しの約3メートルのパイプを持ちますが、今回作成したスピーカーよりもパイプの折り返しが少ないく、共振が強く出やすい単純な構造であるにも関わらず、癖がほとんどありません。

    円断面の塩ビパイプではなく長方形断面の木製パイプであることを差し引いても、共振しやすさはこちらの方が上だと思うので、癖の有無は純粋にユニット駆動力の違いによるものだと思います。自室のメインスピーカーのユニットはFOSTEX FE208EΣであり、このユニットのQ0は0.18と極端に低い(=駆動力がとても強い)ため、パイプ共振の制御能力に大きな差が出たのでしょう。

    FOSTEX P1000 のQ0は0.8ですからね。ちょっと無理をさせてしまったかもしれません。まあ、雑誌の付録ですからねぇ。でも、付録だからといって音質が悪いわけではないですし、相性の良いエンクロージャーと組み合わせればバランスのよい音を聴かせてくれると思います。

    裏側にリングマグネットを貼り付けて、磁気回路の強化をやってみようかな?(笑)。



  • 塩ビパイプ使用について

    今回、エンクロージャーに塩ビパイプを初めて使ってみましたが、使い方によっては面白いことが出来そうだと感じました。特に、折り返し回数が結構あっても共鳴管として動作してくれるということを確認できたのは収穫でした。ただし、何かしらの方法でパイプ素材自体が振動するのを抑える必要はありそうです。

    今回は制振対策としてエアコンパテを使いましたが、事前の見積もりを誤ったため、後から大量に購入するはめになり、結果として高くついてしまったので、他の方法も検討する必要がありそうです。

    エンクロージャー製作記事では触れていませんが、ダイトーボイス DS-100F という口径10cmフルレンジユニットをクランプで挟み込むようにエンクロージャーに取り付けて、塩ビパイプにエアコンパテがまったく充填されていない状態から、作業の進捗度合いにより充填量が徐々に増えて、完全に充填された状態になるまでの数ケースについて、音がどのように変化するか観察していたりしました。その結果、充填量が多いほど共鳴管独特の癖が弱くなっていくことを確認できたので、制振対策は必須と思います。

    今回は肉厚の薄いVU管という塩ビパイプを使いましたが、肉厚の厚いVP管というのもあり、どちらも大きめのホームセンターで入手できるので、そちらを使うのも手かもしれません。



  • エンクロージャー構造について

    これも、塩ビパイプの制振対策に関係する話なのですが、塩ビパイプをそのままエンクロージャーとして使用すると塩ビパイプ全体が振動、一種の大きな振動板として働いてしまい、音像が大きくなったり、音質が悪くなったりする恐れがあると設計時に考えていました。

    そのため、MDF材の外箱に折り曲げた塩ビパイプの収めて、箱の中に振動を吸収する制振材(エアコンパテ)を充填する構造としたのですが、結局のところエンクロージャーを2つ(外箱、パイプ組み立て)作ったような作業量となってしまい、思いのほか大変でした(汗)。

    設計時では、MDF材の外箱の構造が単純なので組み立ては楽だと思っていたのですが・・・、塩ビパイプの加工が意外と大変で、とんだ誤算でした(汗々)。塩ビパイプの切断にはカナノコを使ったのですが、思いのほか硬く、切断に時間がかかりましたし、疲れました・・・(汗)。

    まあ、作業が大変になった他の要因として、エアコンパテの詰め込み量が多過ぎたということもあるんですけどね(笑)。




・・・こんなところですが、高さが70~80cm程度のフロアタイプエンクロージャーに比較的長めのパイプを収めて、使いやすいサイズの共鳴管型スピーカーを作るという発想自体は個人的に良いと思っているのですよ。自画自賛かもしれませんが(笑)。

しかし、ユニットのチョイス、塩ビパイプの制振対策は詰めが甘かったですね(汗)。まあ、ユニットについてはStereo 2015年8月号の付録を使うことが前提なので、選択の余地はないのですが。

今後、同じタイプのエンクロージャーを作るとしたら、ここであげた課題に対する対策を考えないとダメそうです。

次回に続く・・・ -> 番外編


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