ローコスト・ハイエンド音質をリードする
松島千治オーディオ道場
当オーディオ道場では、自分の耳で音を聞いて生演奏と明らかに区別のつく音は良しとしません。それは、弦でもブラスでも打楽器でもボーカルでも、あらゆる楽器についてです。本当に良い装置は、音源を選びません。
ふんだんにお金を掛ければ、比較的良い音を実現しやすくなります。でも、それではコストもかかるし、達成感も限定的です。当道場では、トータルコスト10万円程度で、場合によっては100万円以上の装置と同等かそれ以上の音を出すことを目安としています。
私が高いものをあまり好きでないもう一つの理由は、高いものは総じて大きいからです。「そこまでやらなくても良い音を出せるのでは？」というのが当道場の考えです。
多大なコストをかけずにコンパクトに良い音を出す。これこそが、オーディオの醍醐味だと考えているからです。但し、自作したりメーカー製品の内部を改造したりすることもあります。
なお、松島千治のオーディオ道場では、読者のオーディオマニアの皆さんになるべく早く原音に近い満足のできる音に到達して頂けることを願って、次のリンク先のブログ記事を用意しておりますので、ご興味のある方には是非御一読頂けることをお薦めしています。
また、当道場では読者の方のいかなる損害についても責任を負いませんので、実施する場合は自己責任でお願いします。
松島千治のプロフィール
千葉大学工学部電気工学科を1981年に卒業し、2012年に開発スペシャリストを務めていた電子機器や電子部品の某メーカーを退社。その間、プリンタ，スキャナ，液晶パネル，画像処理，静電タッチパネル，３次元座標入力，ＧＰＳベースバンド，ワイヤレス給電などの開発に携わる。高校生のころからスピーカー自作やメーカー製のアンプの改造などを行ないはじめて、オーディオ暦40年。
超高音質！ 密閉ホーン型スピーカーの製作 2020.7.29
今回のブログでは、松島千治オーディオ道場オリジナルの密閉ホーン型スピーカーの製作について紹介します。密閉ホーン型と言うと、密閉型の前にホーンを付加したスピーカーがイメージされるかもしれません。しかし、今回紹介する密閉ホーン型は、ホーン自体が密閉されています。その理由は、ドライバーの背面から出た音をホーンによりドライバーから離れた位置に誘導して戻りにくくすることと、誘導先にのみ吸音材を設ける構造とすることにより、吸音材で発生する余分な音がドライバーの表側から出にくい構造にして高音質化を図るものです。同時に、内部に定在波が発生しないように、対向する平行面を持たない構造にして高音質化を図りました。但し、密閉型の小型スピーカーのため、サブウーハーの併用を想定しています。
なお、密閉ホーン型は、何かを参考にした方式ではないので、松島千治オーディオ道場オリジナルと表現させて頂きました。もし、前例をご存知の方がいらっしゃいましたら、お知らせ下さい。先行例として追記したいと思います。また、当ブログを参考にして実施した内容を公表する際には、当ブログを引例として明記して頂けますようお願い申し上げます。
写真１
密閉ホーン型の原理
私は、バスレフ型やバックロードホーン型のスピーカーは、共振や遅延合成のために本来出すべきでない音が出るため、密閉型のスピーカーにこだわりがあります。そこで、サブウーハーの併用を前提として密閉型で現時点で考えうる理想的な構成として、密閉ホーン型を考えました。密閉ホーン型の原理的な構成を、図１を基に説明します。
図１ 
図１に示すように、密閉ホーン型では、ドライバーはホーンの細い側の断面に配置し、反対側のホーンの太い側の断面の内側に吸音材を設けます。スピーカーでは、ドライバーの裏側から出た音が、ドライバーの表側から出る音に影響を与えないのが理想です。密閉ホーン型では、ドライバーの裏側から出た音は、ホーンにより吸音材側に誘導されてそこで吸収されます。その際、吸音材で発生する余分な音の一部はドライバー背面に戻ってしまいます。それでも、図１の矢印の線で示すように、ホーンの内側で何度か反射して再び吸音材に到達する音もあります。ホーンは、ドライバーの背面から出た音がドライバーに戻りにくくします。さらに戻りにくくするためには、ホーンを曲げた方が良いかもしれません。
余談ですが、「密閉ホーン型」のネーミングについて、漢字とカタカナが混ざっていて統一感がありません。その理由について、簡単に説明しておきます。漢字に統一すると、密閉角型となり、角はつのの意味なのですが、コーナーの意味に解釈されがちでまぎらわしいです。横文字に統一すると、シールドホーンタイプなのですが、シールドは、sealedが正しいのですが、カタカナでは盾の意味のshieldと勘違いされ易いようで、角とシールドを避けて、密閉ホーン型と呼んでいます。
実際の構造
図１に示すようなホーン型のエンクロージャーを、そのまま作るのは容易ではありません。そこで、実際には、オーソドックスな直方体の密閉型の木製のエンクロージャーの内側に内面が斜めになるように木材を付加します。例えば、前面下側にドライバーを配置する場合には、ドライバーから離れたエンクロージャーの背面か上面に吸音材を設けて、そこに向けて音を誘導するようにします。このため、背面には上側が広がるように木材を付加し、側面には奥側か上側が広がるように付加し、底面には奥側が広がるように付加します。
この際、厚みのある直角三角形（くさび形）の木材を貼り付けるようにすると、重量を重くして、強度も高くすることができます。直角三角形（くさび形）の木材は、左右対称になるように両側面に設けてもかまわないことは、言うまでもありません。但し、製作の手間は余分にかかります。
このように構成することにより、単にホーンを構成するばかりでなく、エンクロージャー内に対向する平行な面を無くすことができます。エンクロージャー内の定在波対策は、音質改善する上でとても重要なことです。
実施例
密閉ホーン型のスピーカーは、直方体部と直角三角形（くさび形）と吸音材により構成されるエンクロージャーと電気回路と外部接続端子により構成しました。
[直方体部]
直方体部は、オーソドックスな密閉型のスピーカーのエンクロージャーと同様です。
今回は、厚み18mmのパイン集積材を、図２に示すようにカットして、以下の大きさに木工ボンドを用いて組立ました。
外寸：286mm(H)×190mm(W)×238mm(D)
内寸：250mm(H)×154mm(W)×202mm(D)
図２ 
但し、前側の板は、メンテナンス性やエンクロージャーの汎用性を考慮して、接着剤は使わずに、木ネジのみで固定するようにしました。この際、前側の板には少し大きめに穴を開けておき、ナベ小ネジと平座を使います。板に横方向の余分な力を加えないためです。
さらに、前側の板には、ドライバーを取付けるための穴が必要です。加工精度を高めるため、ドライバーの取り付け穴とネジ穴については、レーザー加工機で予め浅く加工しておいて、なぞるように電動糸鋸でカットしました。
[直角三角形（くさび形）の付加]
直角三角形（くさび形）は、写真２に示すように配置しました。
写真２ 
コーンの広がった部分に配置する吸音材は、直方体部の奥行より高さの方が高いこと、吸音材はドライバーの裏側と対向する背面より直角の向きになる上面の方が有利であることを考慮して、上側の面に配置しました。つまり、ホーンの細い側の横にドライバーを設けて、ホーンを略直角に曲げたイメージです。
したがって、背面と側面の直角三角形（くさび形）は、理屈通りに、上に広がるように配置しました。ただし、音をドライバーから遠ざける観点からは、底面は後ろ側が広がるようにするのが望ましそうですが、そうすると前面にドライバーとしてのウーハーとツイーターをバランス良く配置することができなくなるため、妥協して上面の内側に左側が広くなるように配置しました。ホーンは、背面と側面の直角三角形（くさび形）で構成し、上面の直角三角形（くさび形）は、単に対抗する平行面をなくすだけの目的で設けた形です。
背面と側面と上面に貼り付ける直角三角形（くさび形）は、各々一体である方が良いかも知れませんが、斜めのカットを電動糸鋸で行ったため、厚みが４cm程度までの木材しかカットできなかったため、複数に分割しました。この方が、ソリなどの影響を受けにくくて良いかも知れません。
なお、直方体の幅の内寸が154mmなのは、厚みが38mmの直角三角形４枚分と木工ボンドの厚みの合計の2mmとを加算したものです。同様に、直方体の奥行の内寸が202mmなのは、厚みが40mm直角三角形５枚分と木工ボンドの厚みの合計の2mmとを加算したものです。ボンドの2mmは少し大きすぎるかもしれませんが、収まらない場合は後加工が面倒です。隙間が空いても、音は細い隙間には入りにくいのであまり気にする必要はありませんが、加工精度の関係などで気になる場合には、フェルトなどの詰め物でも対応できます。このように、直方体の内寸は、直角三角形（くさび形）の材料の厚みで定まります。入手する材料の白木の棒の大きさによって、計算しなおす必要があります。
直角三角形（くさび形）は、図３に示すように、白木の棒を斜めにカットして作ります。
図３ 
さらに、各々が重ならないようにするために、背面に貼る直角三角形（くさび形）は、図４に示す２箇所の斜め線の位置で、更にカットします。ここで、２本１セットを左右対称に作る場合は、もう１本分は左右対称にカットします。
図４ 
カットは、今回は電動糸鋸で行いましたが、ソーガイドや他の鋸でより簡単にできる方法もあると思います。また、実は今回のスピーカー製作は密閉ホーン型の２号機で、１号機では手鋸でカットしました。くさびの高さのＢ寸法も適当に決めたものなので、さほど精度は気にする必要はなさそうです。
カットした直角三角形（くさび形）は、直方体部と隣通しに木工ボンドで貼り付けます。乾くまでしっかり押し付けて置くのが面倒で待ちきれない私は、木工ネジで押し付けて、作業を進めることにしました。
[吸音材]
吸音材については、あまり詳しくないので、手元にあつたアオキ産業（株）製の10mm厚のニードルフェルトを適当な大きさにハサミでカットして、写真３に示すように、ボンドで貼り付けました。これで、密閉ホーン型のエンクロージャーは完成です。
写真３ 
吸音材は、低域はほとんど吸収しないことと、中高域でも完全に吸収するものではないし、余分な音を発生するものなので、ドライバーから遠い位置にのみ配置しました。それでも、吸音材を全く入れない場合と比較すると、違いは小さくないと推察しています。
[電気回路]
今回のブログで特徴的なのは、密閉ホーン型のエンクロージャーなので、どのようなドライバーを付けるかはあまり重要ではありません。ブログの読者の方が簡単に同じ物を作れると言う観点からは、市販のドライバーを用いた方が良いのかもしれませんが、今回は手元にあったオンキョー（株）製のD-112EXTのウーハーとツイーターを組み込みました。使用した部品は次の通りで、配線図を図５に示します。
図５ 
C11 ASC X335 400V
C12 Mundorf MCap Classic 630V
C13 ERP MKP1845 630V
C2 Wima FKP 2 63V PPフィルム
R1 JantzenAudio Superes 10W 無誘導巻線
R2 Dale NS-2B(3W) 無誘導巻線
この回路で特徴的なのは、コンデンサC11～13を制震して音質を改善するために設けた抵抗R2とコンデンサC2です。これについての詳細は、次のリンクを参照して下さい。
また、配線は全てハイブリッドパラレル接続にしました。ハイブリッドパラレル接続についての詳細は、次のリンクを参照して下さい。
さらに、配線は、撚り線をフル活用するようにしました。撚り線のフル活用についての詳細は、次のリンクを参照して下さい。
［外部接続端子］
密閉ホーン型とは直接関係のない細かい話ですが、写真４に示すように、エンクロージャー背面に細い穴を開けてスピーカーケーブルを通し、スピーカー端子はエンクロージャーの外側に設けるようにしました。
写真４ 
これは、スピーカーのエンクロージャーをいくらしっかり丈夫に作っても、スピーカー端子のために四角い穴を開けて、そこに端子の薄い板を固定するのはバランスが悪いと考えているからです。
まとめ 今回は、オリジナルの密閉ホーン型のスピーカーで、自分ではこれ以上改善したいと感じる異常な音が一切聴き取れない、満足のいく音を鳴らすことができました。それでも、今後の更なる改善の可能性として、ホーンに曲面を使ったインピーダンスマッチングやホーンを曲げてウーハーから吸音材が見えないようにするなどが考えられます。
今回のブログを、最後まで読んで下さりありがとうございます。プログの分類タイトル「松島千治オーディオ道場」では、他にも様々な音質改善方法を紹介しておりますので、ご覧いただけると幸いです。
また、当ブログ「未知を既知に 自由研究家 松島千治」では、この他にも様々な研究成果などを紹介しておりますので、ご覧いただけると嬉しいです。
以上 2020.7.29