【ワレコのDIY】塩ビ管スピーカーを自作 – 配線完了し完成!【PCBWay製光造形3D印刷部品使用】

この記事は約21分で読めます。
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ワレコ

塩ビ管スピーカー製作プロジェクトの第三回目記事だ。

一体全体どんな音が出るのか?

塩ビ管スピーカーが無事に完成した。

前回記事ではPCBWayさんに発注していた光造形法による3Dプリントパーツの紹介と、塩ビ管の穴開け加工作業の過程を紹介した(下記事)。

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今回の記事ではその塩ビ管に化粧を施したあと、スピーカーユニットや配線ターミナルの取り付けの作業過程を紹介したい。

結論としては、ワテの人生初の塩ビ管スピーカー自作品であるが、なかなかいい音で鳴っているぞ。

では、本題に入ろう。

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塩ビ管に木目調のクッションフロアシートを貼る

塩ビ管に化粧を施す事にした。

スプレー塗装は中止

当初は白色系のスプレーで塗装しようかなと思っていたのだが、塗装を綺麗に仕上げるのは難しい。

もし塗装するなら一回塗りでは無くて、二重、三重と重ね塗りする必要がある。

さらに、塗り重ねる前に紙ヤスリで塗装面をならす必要もある。そう言う地道な作業をすれば素人でもある程度は綺麗な塗装が出来るだろう。

でも、ワテの場合、塗装は苦手だ。それにワテの作業部屋は狭いので塗装作業に適した広々とした空間が無いのだ。

と言う事で別の方法を採用した。

粘着式の壁紙を貼る案も不採用

スプレー塗装はやめて壁紙を貼る事にしたのだ。

それでホームセンターに壁紙を買いに行った。

例えば上写真のような壁紙なら裏紙を剥がせば粘着シートになっているので使い易いと思ったのだが、いや待てよ。

以前、ボイド管に粘着シートを貼った事がある(下写真)。

写真 排煙装置を自作した時にボイド管Φ100に白色化粧シートを貼った例

上写真では白色シートは綺麗に貼れているように見えるが、実際はかなりシワシワになっているのだ。

その記事はこちら↴

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上記事で説明しているように、円筒形のボイド管に粘着シートを皺なく綺麗に貼るのは非常に難しかったのを思い出した。

そこで粘着シートを貼る案も不採用。

クッションフロアシートを貼る

で、よく考えたら木目調のクッションフロアーが2メートルくらい手持ちに有る事を思い出した。

よし、このクッションフロアシートを塩ビ管に貼り付けよう。

VU150塩ビ管の外径は165mmなので、円周率3.141592653589793238…を掛けると518.36mmだ。

塩ビ管の高さは500mm。

一方、クッションフロアーは幅910mm x 2000mm くらいある。

それを大型カッティングマットの上に載せて 519×500にカットした。

写真 大型カッティングマットの上でクッションシートを切る

ワテはホームセンターで買ったのだが、アマゾンにも似たような製品は売っている。

このクッションシートをカッターで切断する。

このオルファのカッターマットはA1サイズの大型なので620x900x2mmの広さだ。

以前に工作用に買っていたのだが、滅多に使う機会が無いが、今回みたいな作業には非常に役立つ。

下写真のように塩ビパイプに両面テープを巻き付けてみた。

写真 塩ビパイプに両面テープを巻き付けて貼る

そして、下写真のように塩ビパイプを転がしながらクッションフロアーシートを貼り付けてみた。

写真 塩ビパイプを転がしながらクッションフロアーシートを貼り付けている様子

ところが、塩ビパイプたクッションフロアシートに対して正確に直角にはなっていないので、巻き始めは上写真のようにピッタリと合っていても、巻き終わりではクッションフロアシートが塩ビパイプから数ミリくらいズレてしまった。

あかんがな。

そこでやり直し。

今回は両面テープの貼り方も変えてみた(下写真)。

写真 両面テープの貼り方を変えて二回目の貼り付け作業前

両面テープの貼り方がクッションフロアシートの捻じれとは関係はないが、単に気分を変える為に貼り付けパターンを変えてみたのだ。

そしてもう一度、塩ビパイプにクッションフロアシートを海苔巻きを巻くように貼り付けて行ったら、今度も1ミリほどずれたがまあまあいい感じに巻けた。

その1ミリのズレは下写真のようにカッターで切り取って修正した。

なので、クッションフロアシートは塩ビパイプの長さに対して5ミリくらい長めにしておけば良かった。

ワテの場合はクッションフロアは塩ビパイプと同じ長さに切ったのだが、実際にはクッションフロアのほうが1ミリほど長めになっていたので、上写真のように切り取る余裕が有ったので結果的には上手く行った。

スピーカー取り付け穴もカッターで切る

下写真のように、前回記事でジグソーで開けたスピーカー取り付け穴Φ94に沿ってクッションフロアシートをくり抜いた。

写真 スピーカー取り付け穴Φ94と同じ大きさにクッションフロアをくり抜く

このあと、四つのネジ穴の部分も⊕精密ドライバーで突いて穴を開けておいた。

スピーカーターミナルを配線し取り付ける

このスピーカーは以下の三通りの接続方法に対応させるのだ。

  • 四極スピコン(NEUTRIK ノイトリック NL4MP)
  • リング型やY型の圧着端子
  • バナナプラグ

その為に使うプリント基板は以前にPCBWayさんで製作済だ。

その基板を使って、一年ほど前にキュービックスピーカーを自作した。

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今回は、その時に作成した基板がまだ数枚余っているのでそれらを使う。

下写真はリング型などの圧着端子をM3ネジで固定する電極に電線を半田付けした様子を示す。

写真 圧着端子をM3ネジで固定する電極に電線を半田付けした

この赤白ケーブルは2.0mm2(ニスケ)のごく普通のスピーカーケーブルだ。

下写真はノイトリックの四極スピコンNL4MPを取り付けている様子を示す。

写真 ノイトリックの四極スピコンNL4MPを取り付けてこのあとで電線を半田付けする

表から見ると下写真のようになる。

写真 ノイトリックの四極スピコンNL4MPやマックエイトの圧着端子取付用端子 PB-2-G

ちなみに上写真のノイトリックの四極スピコンNL4MPレセプタクルコネクターには下写真のコネクタを挿し込める。

アマゾンを検索してみたがNL4MPレセプタクルコネクターはアマゾンに見付からなかった。

そう言う場合には、ワテはこの手のオーディオ用パーツはサウンドハウスさんで買う事が多い。

サウンドハウス

サウンドハウスさんのサイトには多数のオーディオ機器、パーツ、ケーブル、真空管、楽器などが販売されているのだ。

ノイトリックやクラッシックプロなどのPA用パーツも安いのだ。

 

バナナプラグ式の接続に使うスピーカーターミナルは下写真のごく普通のやつを使う。

写真 バナナプラグ対応スピーカーターミナルやスピコンなど

 

これらのコネクタに下写真のように電線を半田付けした。

写真 沢山の電線を半田付けしたので今一つ見た目が良くない

配線はプリント基板上ではやっていない

上写真の三本の赤色電線、三本の白色電線はこのあとでまとめて半田付けしてスピーカーに配線する。

よく考えたら、プリント基板上で配線しておけば上写真の電線の本数を減らす事が可能だ。

なぜそうしなかったのかと言うと、元々この基板は下写真のキュービック型スピーカーを自作した時に設計したものだ。

この時には事前に電線を半田付けしたスピーカーターミナル一式をスピーカーボックスに角穴を開けて取り付けるだけなので、作業は簡単だった。

なので、わざわざ基板上で配線する必要を感じなかったので基板では配線していないのだ。

ところが今回の塩ビパイプの場合、角穴では無くて下写真のように個々の配線やスピコンを通す穴を開けたので、配線作業が非常に手間が掛かった。

なので、もし下写真のような状況を基板設計時に想定していれば、基板上に配線パターンを引いて電極を接続しておいたのだが。

写真 塩ビパイプに多数の穴を開けてスピーカーターミナル接続用の配線を通す

実際の配線作業の様子を下写真に示す。

写真 スピーカーターミナルに配線した六本の電線やスピコンを塩ビパイプの穴に通す

下写真のようにいい感じにスピーカーターミナルを塩ビパイプに嵌め込む事が出来た。

スピーカー接続用ケーブルとスピーカーターミナルを配線する

スピーカーターミナルからスピーカーユニット(FOSTEX フルレンジ スピーカーユニット P1000K)までの配線は下写真のベルデン9497を使う。

写真 BELDEN スピーカーケーブル 9497で内部配線を行う

ワテの場合、こんな高級ケーブルは滅多に使わない。以前に2メートルだけ買ったのだ。

BELDEN スピーカーケーブル 9497はサウンドハウスさんのサイトでも人気商品だ。

サウンドハウス

BELDEN スピーカーケーブル 9497は非常に硬いケーブルで、被覆を剥くと銀色の素線が現れる。

写真 BELDEN スピーカーケーブル 9497の銀色の素線

この素線はスズメッキ線なのかな。兎に角硬い。

ちなみに上写真のケイバのラジオペンチは先端部分にセラミックコーティングされていて、ケーブルの被覆を剥く時にこのラジオペンチで挟んで引っ張ると剥き易い。

四本の電線をまとめて半田付けする

さて、BELDEN スピーカーケーブル 9497や紅白ケーブルを下写真のようにまとめて半田付けした。

写真 四本の電線をまとめて半田付けすると言う荒業

VU150の塩ビ管は外径165、内径150くらい。その塩ビ管の内部で四本の太い電線を半田付けするのはなかなか難しい。

下写真のハッコーのFM-206に、

下写真のD型コテ先を取り付けて半田付けした。

この半田ゴテを購入した時の顛末は下記事で紹介している。

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やっぱり温調式の半田ステーションは使い易いわ。

熱収縮チューブを被せる

下写真のように太目の熱収縮チューブが手持ちに有ったので被せた。

写真 太めの熱収縮チューブを被せる

白光FM-206ハンダステーションには別売りのリワーク用シングルホットエアーノズルを付けている。

そのホットエアーを使うと簡単に熱収縮チューブを収縮させられる。

写真 塩ビパイプの中と言う狭い空間でもホットエアーノズルなら作業し易い

念のために下写真のように熱収縮チューブを二重に被せた。

写真 熱収縮チューブを二重に被せて万全の絶縁対策完了

まあ、少々見た目が不細工になったが、半田付けでしっかりと接続したので電気的な信頼性と言う観点ではベストだろう。

当初は例えば下写真のような圧着端子を使って脱着式にする事も考えたのだ。

そうすれば事前に半田付けや圧着しておけば、塩ビパイプに装着して端子同士を挿し込めば配線出来るので作業が簡単だ。

しかし、結局、圧着端子などは使わずに電線を直接半田付けした。その方が最も確実な接続方法なので。

と言う事で、下写真のようにスピーカーターミナルの取り付けや配線が完了した。

写真 スピーカーターミナルの配線作業が完了

なお、当初は塩ビパイプとスピーカーターミナル台座(PCBWay製3Dプリントパーツ)との隙間を何かで埋める必要があるかなあと考えていたのだが、その必要はなかった。

つまり、クッションフロアシートが1.8mmくらいの厚みがあり、クッション性もあるので、白いターミナル台座を四本のM4ボルトとナットで塩ビパイプに締め付けて固定すると、そのクッションフロアシートがいい感じで気密を保ってくれるのだ。

まあ例えて言えばクッションフロア材がガスケットの役割を果たしてくれている。

写真 塩ビパイプにクッションフロアシートを巻いてスピーカーターミナル台座の固定完了

スピーカーユニットに配線し取り付ける

いよいよスピーカーユニットの取り付け作業だ。

写真 あとはスピーカーユニットの取り付け作業を残すのみ

下写真のようにBELDEN スピーカーケーブル 9497をΦ94穴から外に出す。

写真 スピーカーユニットの半田付け作業準備

注意事項としては上写真においてベルデンケーブルは白い二個の台座(外側、内側)やスピーカーガスケットなどの中を通しておく必要がある。

二番目の注意事項としては、上写真のようにスピーカーユニットに半田付けなどする作業の時には、付属の透明樹脂製の保護キャップをスピーカーに被せたままにしておくのが良い。

でもスピーカーDIY初心者の人はここまで来ると嬉しくなってついスピーカーの保護カバーなども外してしまう人が多い。

その結果、ドライバーでスピーカーのコーン紙を突いて破ってしまったり、半田ゴテでスピーカーエッジを焼いてしまったりするのだ。

なぜならスピーカーには強力な磁石が使われている。フェライト磁石もあればネオジム磁石もある。スピーカーを固定するために鉄製のドライバーをスピーカー周辺のネジ穴に付けたネジの位置に持って行こうとしても、ドライバーが磁石に吸い寄せられてしまうのだ。

その結果、ドライバーでコーン紙やエッジを突き破ってしまうのだ。

あああ…

残念。

まるで過去のワテやがなw

 

そしてFOSTEX フルレンジ スピーカーユニット P1000Kの電極端子に半田付けするのだ。

写真 BELDEN スピーカーケーブル 9497をFOSTEXスピーカーユニット P1000Kに半田付け

FOSTEXスピーカーユニット P1000Kの仕様

インピーダンス

最低共振周波数

82Hz

再生周波数帯域

fo~16kHz

出力音圧レベル

88dB/W(1m)

入力

36W(Mus.)

mo

3.1g

Qo

0.53

実効振動半径(a)

4.0cm

マグネット質量

120g

総質量

405g

バッフル開口寸法

Φ94mm

標準エンクロージャー方式

バスレフ型

標準エンクロージャー内容積

3.6ℓ

推奨スピーカーボックス

P1000-E

付属品

木ネジ×4個、ワッシャー×4個

表 FOSTEXスピーカーユニット P1000Kの仕様

引用元 https://www.fostex.jp/products/p1000k/

半田にこだわる

ワテが普段使っている半田は、千住金属工業のスパークルハンダ(有鉛)だ。

Φ0.6mmとΦ1.2mmを使っている。

マニアな人は下写真のケスター44のような有名なやつを使うのかな。

ちなみにケスター44もサウンドハウスさんでも売っている。

サウンドハウス

はんだ付けしたあと、スピーカーユニットは四つのM4x50mm半ネジボルトで塩ビ管に固定した。

この場合もクッションフロアシート材がいい感じにパッキンになり、気密を保つと同時に塩ビ管と白いレジン製台座との緩衝材として働いた。

導通テストを行う

スピーカーユニットの取り付けが完了したので下写真のようにデジタルテスターを使って導通チェックしておいた。

写真 右スピーカーユニットの抵抗値をFlukeデジタルテスターで計測中

その結果、右スピーカーユニットの抵抗値は7.06Ωだった。

写真 右スピーカーユニットの抵抗値は7.06Ωだった

FOSTEXスピーカーユニット P1000Kの仕様では、インピーダンスは8Ωだが、これは直流抵抗値とは異なるのかな?

まあ「インピーダンス」と書いてあるので「直流抵抗値」では無いのだろう。たぶん。

写真 左スピーカーユニットの抵抗値は7.04Ωだった

と言う訳で、無事にスピーカーユニットの取り付け作業や配線作業が完了した。

と思ったらミスを発見!

無事に作業完了したと思ったら、下写真の左側スピーカーでミスを発見。

写真 バナナプラグ用スピーカー端子の赤黒を逆の位置に取り付けてしまった

上写真において、赤色スピーカー端子は正極用なので本来は左側の大きく「+」と書いてある場所に取り付けなくてはならない。でもそこには黒色スピーカ端子を取り付けている。あかんがなw

スピーカーターミナルの配線をやり直すには四つのボルトを外して、電線の半田付けも外して、ほぼ最初からやり直す必要がある。

それはめんどくさい。

と言う事で、下写真のようにバナナプラグ用スピーカー端子の捻じ込みツマミ部分は外せるので、赤と黒を入れ替えた。

写真 バナナプラグ用スピーカー端子の捻じ込みツマミ部分を外して赤黒を入れ替えた

ただし、台座の部分にある赤黒のリングは簡単には外せないのでそのままにしている。

その結果、赤色台座に黒色ツマミ、黒色台座に赤色ツマミと言う、ややこしい組み合わせになってしまった。

残念!

まあいいわw

気にしない、気にしない。

でも、三日くらい気になるワテである。

完成した塩ビ管スピーカーをPCオーディオ環境に組み込んで試聴

さて、些細なミスはあったけれど、無事に完成した塩ビ管スピーカーを早速ワテのPCオーディオ環境に組み込んだ(下写真)。

写真 完成した塩ビ管スピーカーをワテのPCオーディオ環境に組み込んで試聴

どう!?

安っすいクッションフロアシート材を巻いただけで塩ビ管が木目調の高級スピーカーに見えるぞ!

そして、白いレジン素材製の3Dプリントパーツは塗装などはせずにレジン材そのままの色で使っている。これは安藤忠雄氏がコンクリート打ちっ放しの建築をするのと同じ心境だ。なんのこっちゃ。

その白色台座の上に漆黒のFOSTEXフルレンジスピーカーP1000K。白と黒のコントラストで台座もスピーカーも引き立って見える。

さらに円筒形の塩ビ管をエンクロージャーに採用した事によって、塩ビ管を少し回転させるだけでリスニングポジションに対して最適なスピーカー配置に出来るのだ。

これは円筒形スピーカーの長所であり、なかなか良いデザインだと思う。

と言う事で素晴らしい塩ビ管スピーカーが完成した。

自画自賛だ。

 

先ずは下動画を再生してスピーカーの配線間違いが無い事を確認する。

 

動画 speaker polarity check – test tone

上動画は前半部分では左右のスピーカーの配線間違いの有無を検出できる。もし左右スピーカーの配線を間違えていると、左の音源が右スピーカーから、右音源は左スピーカーから聞こえるので直ぐに間違いが分かる。

後半部分では、スピーカーの極性間違いを検出できる。もし極性を間違えていると左右のスピーカーで逆位相となるのでステレオ音源を再生しても中央に定位しないので直ぐに分かるのだ。

上動画を使ってチェックした結果、正常だったので一安心。と言うか、自称DIY達人のワテの場合、このレベルで間違いを犯す事はまずあり得ない。と言うのは嘘で、よく間違える。

 

さて、元ちとせさんの「ワダツミの木」を聴いてみる。

動画 元ちとせ「ワダツミの木」 / HAJIME CHITOSE「WADATSUMI NO KI」 MUSIC VIDEO(FULL)

元ちとせさんの歌を聴くと、沖縄の景色が目に浮かぶ。

(注:元ちとせさんは奄美大島出身。ワテは行った事無いが行ってみたい。)

ワテの場合、沖縄には数回行った事がある。旅行や出張で。

また行ってみたいなあ。カーフェリーに車ごと乗って行くかな。そして沖縄の海沿いの道をドライブ。気分爽快だろうなあ。

 

次は、ユーミンさんだ。

動画 松任谷由実 – 中央フリーウェイ (Yumi Arai The Concert with old Friends)

塩ビ管スピーカーで聴く「中央フリーウェイ」も違和感なく聴きやすい。なかなかいい音で鳴っているぞ。

スピーカーの両端は塞ぐべきか?

なお現状では下写真のように塩ビ管スピーカーの両端は塞いでいない。

写真 右側スピーカー(転落防止の白い紐を付けた)の上側開口部は開いたまま

FOSTEX P1000Kの取扱説明書(※)によるとP1000Kの標準エンクロージャーはバスレフ型が推奨されている。

※ https://www.fostex.jp/wp/wp-content/uploads/2014/08/p800k_p1000k.pdf

なので、上写真のように塩ビ管上部を開放した状態だと大口径のバスレフポートを持つバスレフ型スピーカーと見なす事も出来なくはないだろう。ほんまかいな。

なので、このままでも良いかも知れない。

試しにこの左右スピーカーの上側開口部に板状の物を載せて塞いだ状態でも試聴してみた。

その結果、ワテの耳では蓋が有っても無くても大して音の違いが分からない。

でもまあこのまま開けたまま放置すると埃が入り込むので、12ミリ針葉樹合板の端材を円盤状にカットして蓋にするかな。

まあ、それは今後考えよう。

ついでに底板も付ける予定だ。

ワテのPCオーディオシステムの紹介

無事に塩ビ管スピーカーが完成して、PCオーディオシステムに組み込む事が出来た。

そこで2022年4月19日(火)現在のワテのPCオーディオシステムを紹介しよう。

写真 黒色:トランジスタミニワッターPart5(19V)、オレンジ色:ぺるけ式FET差動バランス型ヘッドホンアンプ15V(2017年)

上写真の二台の機器はワテ自作のぺるけ式ミニワッターと差動バランス型ヘッドホンアンプだ。

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KiCadやVisual Studioなどの作業性を改善する為に少々高かったが思い切って購入したのだ。

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まとめ

ワレコ

塩ビ管スピーカーは初めて作ったが、構造が簡単で材料もホームセンターで手軽に入手出来るので、スピーカー自作に挑戦したい人にはお勧めかも知れない。

当記事ではワテがPCオーディオ環境で使う為の塩ビ管スピーカーを自作した過程を紹介した。

この記事は全三回の記事の最終回だ。第一回目記事では塩ビ管スピーカーにスピーカーを固定する為の台座の3Dモデルの設計とPCBWayさんへの発注作業を紹介した。

第二回目記事では、PCBWayさんから送られて来た3Dプリント部品の紹介と塩ビ管に穴開け加工をした過程を紹介した。

そして、第三回目の当記事では塩ビ管に化粧シートを貼る作業と、スピーカーターミナルの配線、スピーカーユニットの配線作業、そして無事に完成したスピーカーシステムをPCオーディオ環境に組み込んで試聴した過程を詳細に解説した。

ぺるけ式オーディオ機器と組み合わせて聴く塩ビ管スピーカーシステムは、フルレンジスピーカーユニット単発なので、非常に素直で自然な音場を構築する事が出来ている。

低音は少なめだが、これはワテとしては敢えてそうしているのだ。つまりPCオーディオ環境では音楽だけでなく、ラジコの音声、特にニュース放送なども聴く。そう言う人の声を聞く場合には、低音が多いと、ボソボソした声に聞こえるので聴き取りにくいのだ。

もし将来的に低音も出したい場合には、低音再生専用のウーハーシステムなど追加しても良いし。

今回初めて光造形法による3DプリントをPCBWayさんに発注してみた。その結果、熱溶融積層法の3Dプリントとは比べ物にならないくらい微細な形状も正確に印刷されていた。

と言う事で、塩ビ管スピーカー製作プロジェクトは無事に完了したのだ。

(完)

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