ペットボトルスピーカー 茶織(さおり) (FOSTER FF70EG使用)

ペットボトルをエンクロージャーとして利用したスピーカーは、以前、こちらの記事で5リットルの焼酎ペットボトルとダイトーボイス DS-100Fというフルレンジユニットを使ったものを紹介していますが、これが初めて作ったものという訳ではなく、今回紹介する方が先です。

記事タイトルのとおり、日本コカ・コーラの茶織(さおり)という緑茶の2リットルペットボトルを使用しています。大きさも比較的コンパクトで、パソコンディスプレイの脇に置いてもそれほど邪魔にならず、使いやすいものを作ることができました。

ペットボトルスピーカーのポテンシャルの高さに気づかされたきっかけの作品であり、その後の製作モチベーションにもなっています。そのため、大変気に入っています。

スピーカーユニットは FOSTER FF70EG というフルレンジを使用しています。これはOEM向け製品のためあまり知られていませんが穏やかな音調であり、長い時間作業をするときのBGM用途としては、聴き疲れがなく適していると感じました。このユニットはコイズミ無線のオンラインショップで現在も購入可能です。(2013年8月26日現在)



ペットボトルスピーカー茶織(さおり)
ペットボトルスピーカー茶織(さおり)




詳細写真


使用ユニット FOSTER FF70EG
使用ユニット FOSTER FF70EG


仕様
口径:7cm
形式:フルレンジ
インピーダンス:8Ω
再生周波数帯域:135Hz~20kHz
出力音圧レベル:83.5dB
入力:5/11w
総重量:320g
バッフル穴径:φ61mm+ザグリ

※詳細が不明なユニットのため、コイズミ無線の商品ページより引用させていただきました。



ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 正面
ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 正面


ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 上面
ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 上面


ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 下面
ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 下面


ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 裏面
ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 裏面



材料


名称数量(個)備考
FOSTER FF70EG2 
日本コカ・コーラ 茶織(さおり)2他製品2リットルペットボトルでも可
スピーカーターミナル2バネ式 小型のもの
熱帯魚用フィルタ1吸音材として使用
スピーカーコード150cm程度
ブチルゴムテープ1 
ゴム系接着剤1セメダイン スーパーX
ゴムブロック11cmx1cmx90cm程度
エポキシ接着剤 or パテ1 
別珍(綿ビロード)190cmx90cm程度
ネジ・ナット8組ユニット固定用
セロファンテープ少量組立補助用
瞬間接着剤少量組立補助用


作り方


ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 作り方 図1

蓋をはずします。使用しないので捨てていただいて結構です。

底から3cmくらいの位置の側面1周にカッターで切り込みを入れて、2つに分解します。

底面の中心にφ61mmのユニット取り付け穴をサークルカッターなどで開けます。




ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 作り方 図2

ユニット取り付け穴の四隅に、ユニットを固定するネジが貫通する穴を開けます。図中でおおよその穴の位置を示していますが、ユニット現物に合わせて正確に開けてください。

ネジを固定するナットをペットボトル底の内側に貼り付けます。あらかじめ瞬間接着剤で仮止めしておき、その後にエポキシ接着剤、または、エポキシパテで本止めします。エポキシ接着剤でナットの穴をふさがないように注意が必要です。




ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 作り方 図3

補強用のゴムブロックを図のようにユニット取り付け穴を囲むように、四隅に貼り付けます。ゴムブロックは貼り付ける箇所に合わせて、ちょうど良いサイズに切って使います。

あくまで補強なので、取り付けなくても良いです。また、ブチルゴムテープや木材で代用しても良いです。




ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 作り方 図4

ここからは注ぎ口側の作業に移ります。

スピーカーターミナルを取り付けます。スピーカーターミナルを使わず、注ぎ口から直接スピーカーコードを引き出しても良いです。

スピーカーターミナルの固定にはゴム系接着剤を使います。コードを通した穴の気密性が気になる場合はエポキシパテでコーキングしても良いです。

スピーカーターミナルを取り付けた反対側には、ブチルゴムテープを使って吸音材を貼り付けます。吸音材は熱帯魚用のフィルタ(ポリエステルウール)を使いました。貼り付ける面と同じくらいのサイズにカットして使います。

吸音材はフェルトかポリエステルウールを使ってください。このスピーカーはバスレフポート(注ぎ口)がエンクロージャー内部につながっているので、グラスウールを使うとホコリが飛び出してくる恐れがあり、人体に有害です。




ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 作り方 図5

2つに分解してあったペットボトルを貼り付けて、元に戻します。

2つのパーツの切断面にゴム系接着剤を塗布してパーツをくっつけたら、外側にセロファンテープを巻き付けて仮止めします。その後、内側もユニット取り付け穴からゴム系接着剤をへらで塗ります。

気密性、強度が気になる場合はゴム系接着剤が乾燥した後に、エポキシパテやエポキシ接着剤を内側から塗って補強しても良いです。

接着剤が完全硬化したらセロファンテープをはがします。




ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 作り方 図6

ペットボトルの側面全体にブチルゴムテープを貼り付けて、その上から別珍(綿ビロード)を貼り付けます。




ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 作り方 図7

ユニットのハンダ付け、固定を行います。

これで完成です。




周波数特性


ペットボトルがバスレフ型エンクロージャーとして動作しているかを確認したかったので、周波数特性を測定してみました。

使用ソフトウェア:
多機能 高精度 テスト信号発生ソフト WaveGene V1.40 efu氏
高速リアルタイム スペクトラムアナライザー WaveSpectra V1.40 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


ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 周波数特性 1本目
ペットボトルスピーカー茶織(さおり)
周波数特性 ステレオペア1本目(サインスイープ 20~20kHz)


ペットボトルスピーカー茶織(さおり) 周波数特性 2本目
ペットボトルスピーカー茶織(さおり)
周波数特性 ステレオペア2本目(サインスイープ 20~20kHz)

2.5kHz付近で高域にかけて、10dB~15dB位シャープにレベルダウンする独特の特性をしています。ウーハーとツィーターのレベル合わせに失敗した2wayスピーカーみたいな特性です。

このレベルの違いを除けは、中高域は3kHz~13kHzはフラットで13kHz以上ではレベル低下をしていますが20kHも全く出ていない訳ではないので、高域不足は意外と感じません。

中低域は250Hz~3kHzがおおむねフラットですが、60Hz~250Hzの範囲はレベルが高く、これが低音感につながっているようで、7cmのフルレンジを使った小型スピーカーのわりには低音出ているように感じます。90Hz付近のピークがバスレフ共振のようです。

このエンクロージャー(ペットボトル)は内容量2リットル、バスレフポート(注ぎ口)φ20x30mmなので、計算での共振周波数は100Hz付近になります。

しかし、2リットルのペットボトルでも実容量は2リットルよりも少し大きいですし、バスレフポートとして動作している注ぎ口はペットボトルの胴の部分と注ぎ口の付け根の部分にかけて徐々に断面積が狭くなる漏斗のような形になっているので、ポート実効長が少し伸びたのと等価の動作をしているようです。そのため、共振周波数が少し低めの90Hzとなっているようでした。



まとめ


能率が低く、耐入力も小さいユニットなのであまり大きな音は出せませんが、おおむねフラットな帯域が60Hz~13kHzとなっていて低域もそこそこ出るので、ニアフィールドでの小音量視聴にはもってこいという感じです。

使っているユニットがOEM製品のため、安価だけどルックスがいまいちという欠点はありますが、トータルでもそれほどお金をかけず、身近なもので作れるわりにはそこそこの音質が確保できていると思います。

そのため、スピーカー工作に興味があって何か作ってみたいけど、大掛かりなのはちょっと…、という方にもお勧めできるかもしれません。

ペットボトルは飲料水の容器として大量に流通しているため安価で手に入るものですが、木材で作ったバスレフエンクロージャーよりも遥かに共振しやすい構造になっています。本格的なエンクロージャーとして使うのも良いですし、複数を連結して多段バスレフの動作実験をやってみるのも面白そうです。

スピーカーユニットはFOSTER FF70EG以外でも使えますが、振動板が重めで能率が低く、Q0が0.5前後のユニットが向いています。2リットルのペットボトルでは、口径7cm~8cm位のユニットが使えます。

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