【Audio】Repair the Activ sub-woofer :SW-P100 , Part-1

【アクティブ・サブ・ウーファ：SW-P100の修理・その１ 】

INTRODUCTION
I believe my audio system lacks bass.　So I bought a used sub-woofer at a recycle store.　However, the sub-woofer was not in good condition.　The built-in speaker unit had a broken edge on the speaker cone, which was causing a strange noise and rendering it unusable.　The theme of this Blog is to try to replace the broken edge part. (2024.10.03 de JA9TTT/1 Takahiro Kato)

【TEAC SW-P100】
　写真はTEAC製のアクティブ・サブ・ウーファ：SW-P100です。1990年代の製品のようです。近所のリサイクルショップで￥1.1k-の値札が貼られていました。

　見たところはマズマズだったのですが、残念なことに「問題あり」の故障品でした。　流石に￥1.1k-で完動品を望む方が無理かもしれませんけれど・・・。
　今月のBlogはSW-P100の復活と3Dオーディオ・システムがテーマです。今回はそのパート・１です。

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【低音が足りないのだ！】
　BGM用と割り切って使っているAudio Systemですが、実はちょっと「低音」が物足りないのです。ええ、何故かはわかっています。

　メインのスピーカはYAMAHA NS-05という小型スピーカ・システムです。NS-05はよくできたスピーカ・システムで、強い個性は感じないものの、その再生音は自然ですしボーカルが前に出てくる感じがあって結構気に入っているのです。しかし小型なためどうしても低域が物足りないと感じてきました。
　やはりφ120mmのウーファ（低域側ユニット）とバスレフ構造では低域再生に限界があって然るべきでしょう。

　十分な低域再生には大きなスピーカ・ユニットを使った大型スピーカ・システムが必要なことはわかっています。しかし狭いシャック（無線室）に無理やり間借りしているようなBGM用オーディオ・システムでは望むべくもありません。少々低音が物足りないのは承知で我慢していたと言ってよいでしょう。

　その一つの解決策としてサブ・ウーファを追加した3Dシステムの導入があります。　前々から構想していたのですが、追加のサブ・ウーファ（極低域用スピーカ）は意外に大型で邪魔くさい存在に見えたのです。　何回かリサイクル・ショップで見かけたのですがそれを部屋に持ち込むことは考えにくい大きさと形状でした。　ただ、もう少しセッティングし易い合理的なサブ・ウーファもあったように思うので、よい出物でもあったら・・・と思っていたのです。

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　このBlogではリサイクル・ショップで見つけたジャンクな「アクティブ・サブ・ウーファ」を使えるように整備するのがテーマです。また今ではすっかり忘れ去られた感のある「3Dオーディオ・システム」についても触れたいと思っています。
　立派なお部屋と大型の音響再生シルテムをお持ちのお方にはまったく関係のないテーマです。　費用を掛けず手軽に遊ぶためリサイクル・ショップや中華通販を利用しています。　何かの役に立つほどの内容はありませんから、時間のないお方がご覧になるのはお薦めいたしません。貧乏人が暇つぶしにジャンク品で楽しんだと言った内容です。

【SW-P100とは】
　全体の外観は最初の写真のようなものです。

　幅165mm、高さ500mm、そして奥行き412.5mmです。見ての通り縦長・幅狭な形状で奥行きは結構あります。重量も見た感じよりもあって12kgです。元の定価は￥40k-のようでした。

　もちろん極低域再生のためのユニットですから、軽量・小型では製品として実現は困難でしょう。私が思うに「サブ・ウーファのくせに意外に小型だなぁ」という印象でした。

　「低域再生＝大型化」の図式がわかってない一般の人に買ってもらう為には「性能を犠牲にせずに小型化」も重要な開発テーマだったでしょう。　1990年代ともなるとずいぶん前にオーディオ・ブームは去っていました。　そのかわり大型TVをメインとしたAV機器が家庭に浸透しはじめた時期です。そんなAVシステムに付加する目的で開発された製品ではないでしょうか。

　どんな場所で使われていたのかはわかりませんが、上部に製品のPR用と思われるシールが貼ってありました。　それもあってリサイクル・ショップで目に止まったのでした。　縦長で幅狭な形状ゆえ私が考えている設置場所にマッチするように思えました。

　お値段は手頃ですが「音がビビる」という注意書きが貼ってありました。　要するに完動品ではなくて「ジャンク」の扱いでしょう。　陳列棚から引っ張り出して全体をざっと観察したら、見た様子では単純な構造であり万一使ってある内部のスピーカ・ユニットがNGでも代替品で補修も可能そうに思えました。作りがしっかりしているので最悪ハコ代でもと思ったのです。

　写真は正面下部にある操作部とサランネットに覆われた音道の出口です。　このSW-P100は低域フィルタ(LPF)とパワー・アンプを内臓しています。　そのためアンプの電源スイッチがあって、さらにメインのスピーカと音量を合わせるためのボリウムが付いています。　なお、音の出口は写真のサランネットの部分だけなので設置は容易そうです。もちろん極低音では「箱全体が鳴る」と言うのもあるでしょう。（ごく低音域では方向感が殆どなくなるため設置場所にはかなりの自由度があります）

　背面の写真は省きますが幾つかの切り替えスイッチがあります。一つはクロスオーバー周波数のスイッチで、このウーファの再生上限周波数：fc=140Hzあるいは70Hzに切り替えが可能です。
　ごく小型のスピーカ・システムあるいは一般的なTV受像機などでは低域再生の限界は高くて、140Hzくらいに選ばないと中抜けになるのでしょう。　私のシステムの公称低域カットオフは60Hzですから70Hzで旨く繋がるでしょう。　他に位相切り替えスイッチが付いていて、これは設置時に確認する必要があって重要な機能です。

　サブ・ウーファは現用のシステムに追加する形で導入するものです。接続方法として、プリ・アンプから左右の信号をもらうLow-Level入力と、パワー・アンプとスピーカの間に入れ、そこから低音域をピックアップする方法が選べます。　私の場合、AVアンプ：Pioneer VSA-55にローレベルのSub Woofer Outputがあるのでそこへ接続するつもりです。

　SW-P100は専用のパワー・アンプ(max60W)を内臓しています。　のちほど資料を示しますがSANYOのハイブリッド型パワー・アンプICを使った２電源式のOCL型アンプが使われています。従って必要十分な低音域まで周波数特性は伸びています。

【130mmウーファが二つ】
　SW-P100は直径φ130mmのコーン型スピーカユニット2個を内蔵します。スピーカは2個並列で十分大入力に耐えられるようになっています。　内蔵パワー・アンプも本当に50Wくらいなら出そうですから！

　また2個並列なのはφ130mmでは低域用スピーカとしてコーン紙の面積が不足するためで、並列で２倍の面積と等価になるよう考えてあるのでしょう。さらにロング・ストローク型スピーカになっており面積不足を振幅の方で補う設計のようです。要するに小径のユニットでも設計次第で低域は伸びます。

　箱の音響的な構造はバスレフ型でありスピーカのフロント側にあるダクト（音道）を強力にドライブします。公称の低域カットオフ周波数は35Hzであり、ダクトはそれに合わせてごく低い周波数で共振させ、周波数特性を低域へ伸ばしているはずです。

　あとで写真がありますが、この130mmウーファは専用設計でしょう。高音域カットの目的で硬質発泡ウレタンの音響的な高域フィルタが付いていました。　極低音域以外を再生する必要はないので箱内部の定在波もそれほど問題にはならないようです。吸音材（粗毛フェルト）は片面に少量貼ってあるだけでした。　写真下方に見えるバスレフのダクトはかなり長く丈夫な厚手の紙筒（紙管）でできています。

　パワー・アンプは電源トランスと一緒に背面の蓋に取り付けられています。　アンプ部で変な共振が起こらぬよう配線はよく固定してあるようです。　修理後の話になりますが、発振器で低域をスイープすると何かがすこし振動してビビる感じがあるので、さらに徹底した固定とデッドニングが必要かもしれません。（実用上は支障を感じませんが）

【動電型スピーカの構造図】
　このあと、スピーカ・ユニットを修理する話になります。

　動電型スピーカ（PM型ダイナミック・スピーカ）の構造と各部の名称がわからないと話が見えないでしょう。　断面図と各部の名称を示しておきました。　よくご存知の貴方のようなお方は見る必要はありません。

　昔のオーディオ・マニアは、こうしたスピーカ・ユニットを購入し、厚手のベニヤ板などを加工して箱（エンクロージャ、スピーカ・ボックス）を作り、スピーカ・システムを自作したものです。　なお「スピーカ・システム」とは、低音域用スピーカ・ユニットのウーファ、中音域用のスコーカ、高音域用のツゥイータと分波用フィルタ・ネットワークを「エンクロージャ：箱」に内蔵したものを言います。

　図のような「スピーカ・ユニット」も多数売られていました。　パイオニアやオンキョーと言ったオーディオ・メーカーはもともとスピーカ・ユニットのメーカーだったように記憶します。
　今でもフォステクスのようなスピーカ・ユニット専業もありますが、昔は様々なメーカーがユニットを供給していたのです。　三菱電機や松下電器のような大メーカーのスピーカ・ユニットにも銘品があったのを思い出します。

　ちかごろスピーカ・ユニットからオーディオ・システムを構築するような本格マニアはめっきり見かけなくなりましたね。

【エッジがボロボロだ！】
　念のため、箱を開ける前に音出しをしてみたのです。　お店の言うことはウソじゃなくってホントに音がビビりました。まったく使い物になりませんね。　大音量の雑音発生機。w

　スピーカ・ユニットを交換するにも、とりあえず元のユニットは外す必要があります。

　外して観察したのがこの写真です。　一つ上の説明図で言うところの「エッジ」がボロボロに崩壊していました。　試しに裸のユニットのまま別のパワー・アンプでドライブしてみたら、ボイスコイルの動きは正常なようです。

　異音（ビビリ音）の原因は中途半端に残ったエッジ部分のためコーンが不均等で異常な振動になるからのようです。要するにエッジの崩壊がビビリ音発生の原因であってエッジ貼替えさえしてやれば修理可能そうに思えました。

　いまは便利な時代です。さっそくネットで調べてみました。　結論を言うと、1990年代〜2000年代の始めころ製造されたスピーカ・システムには、スピーカ・ユニットのエッジ部分が劣化・崩壊しているものが多数・・・むしろ無事なものは少数・・・であり、ユニット交換またはエッジの貼替えがスピーカ修理の定番になっているようです。

　ユニット交換はけっこう費用がかかります。従ってジャンクの再生にはエッジの貼替えが経済的でマッチするでしょう。　しかし20年くらい前に調べた時にはそうそう都合の良い「修理用スピーカ・エッジ」など売られてはいませんでした。　鹿皮は高級な方法で、ほかにセーム革や布などを加工して代用品にする修理が殆どだった記憶があります。

　ところが、例のYoutubeを見ていたら、中華製のスピーカ・エッジが売られていて、それを使って修理するのだそうです。　そんなに都合の良い代替エッジがあるのか半信半疑でしたがAmazonを見て納得でした。各種サイズが安価に売っているんです。（！）　この件はあとでもう少し詳しい話があります。

【古いエッジの除去から】
　貼り替えるにしても、劣化した古いエッジを取り除かねばなりません。　まずは準備として古いエッジの除去と清掃から始めることにしました。

　スピーカによって劣化の仕方には違いがあると思います。このスピーカの場合、劣化した古いエッジは本当にボロボロで触ったら簡単に崩れるグズグズの状態です。コーン紙（振動板）に残る部分には、おそらくゴム系と思われる接着剤が残っており、写真のようにピンセットで摘むと容易に剥がすことができました。

　多少コーン紙も剥がれてきますが、その部分は貼り替えるエッジで補われるでしょう。おそらく支障はないはず。　丁寧に剥がして接着に備えます。この部分のお掃除は思ったよりも簡単にできました。

　写真でコーン紙の中央に貼ってあるグレーの発泡ウレタン（意外に硬い）は、機械的な音響フィルタだと思います。　コーン紙から高音域の輻射は必要ないのでカットするように作ってあるのでしょうね。　妙な中〜高音域のレスポンスがあると、分割振動や高調波による異音を発する可能性が生じます。　従ってスピーカ・ユニット側で対策しておく方が有利と思われます。スピーカ屋の常識なのかも知れませんが、このあたりに老舗の音響機器メーカ：TEACの製品らしさが感じられました。

【ガスケットを剥がす】
　コーン紙とは反対側のエッジ部分はガスケットとフレームに挟まれて接着されています。　貼り替えるためにはその部分に残っている古いエッジを取り除かねばなりません。

　ガスケットにはスピーカを取り付けたとき箱内側と外側とを隙間なく密閉する役割があります。結構重要な部分であり、隙間があると音響特性に影響が及びます。
　ガスケットは紙を円筒状に巻いたものを輪切りにして作っているようです。　厚紙をプレスで抜いて作っていると思ってました。　もしその方法だと真ん中の部分が無駄になり合理的ではありませんね。厚紙で作った円筒の輪切りが合理的ですよね。剥がしていて妙に納得しました。w

　ガスケットはフレームの取り付け穴の部分（写真参照）から剥がして行くと容易でした。再利用しますから、なるべく元の円形を変形させぬよう丁寧に剥がして行きます。

　ガスケット側あるいはフレーム側に古いエッジが残りますので、カッター・ナイフやスクレイパーのような道具で残ったエッジと古い接着剤をなるべく丁寧に除去しておきます。

【一つ30分くらい？】
　丁寧にと言いつつも少々雑な作業になってしまいました。　一つ目のお掃除には40分くらい掛かりました。

　要領がわかってきた二つ目はもっと早くて20〜25分くらいでしょうか。　フレーム側の接着剤除去が少々雑になりましたが、新しく接着するときの妨げにならなければ支障ありません。　それに見えなくなってしまう部分です。　気分の問題もありますがほどほどに済ませることにしました。

　残っていた古いエッジの風化度合いは相当のものでしたね。　殆ど粉状に崩れてしまいます。　確かに30年も前の製品ですから致し方ないとは思いますが、スピーカのエッジ部分がこれほど経年で劣化するとは思ってもいませんでした。　環境にもよるでしょうが、ネットの情報なども総合すると年数が経ったらどうやらダメになるのが普通らしいです。

　新しいエッジの貼付けは大変だろうと思っていたのですが、後から考えたら、むしろ大変だったのは古いエッジのお掃除の方でした。（笑）

【Amazonで交換用エッジを発注】
　Amazon.co.jp以外でも売られているようです。　どうせ中国から発送されるので、Aliexpressで探しても良いのかもしれません。　ここではAmazonで買いました。

　写真のように交換用のエッジの寸法が詳しく載っていました。これなら自分が必要としているパーツがどれなのか簡単にわかります。　おそらく80〜200mmくらいのスピーカ・ユニットは大変ポピュラーなので、こうしたスピーカ用の部材を専業で供給する会社があるのでしょう。日本でも昔はこういう工場がたくさんあったのだろうと思います。しかし一般人がエッジ部分を必要な少量だけ購入することなどできなかったでしょうね。

　いまは電子機器の製造が中国を含む海外へ移転し、彼らの商魂のたくましさか、売れるものならパーツでもなんでも供給すると言う姿勢のおかげで簡単に手に入るわけです。　これはなかなか有り難いですね。　スピーカの例で言えば、こうした部品のお陰で修理して蘇るスピーカ・システムもたくさんあることでしょう。

　古いエッジの撤去と接着剤の除去も行ない、清掃を済ませておきました。　あとは交換用のエッジが届くのを待つばかりです。

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【内蔵パワー・アンプの話】
　公称60Wのパワー・アンプは旧・三洋電機製のハイブリッドIC：STK4036Xが使われています。

　図はICの仕様書からコピーしたものです。　同社のハイブリッドICはシリコン単体で作られたモノリシックICとは異なったもので、ディスクリート構成の回路と同等のものです。　従って歪み特性など非常に優れた性能が得られており、音響的にも優れていることから多くのメーカー製オーディオ機器で使われています。

　ディスクリート回路と同じように各トランジスタは個々の回路部分に最適な特性のものが選べますから回路構成上とても有利です。　各抵抗器は厚膜印刷されたのちトリミングされており製品の均質性を保っています。　従って、ディスクリートなアンプ回路を礼賛されるようなお方にもお勧めできると思っています。　なんでそんなに詳しいのかって？　それは、・・・

　モノリシックIC全盛の現在ではありますが、こうしたハイブリッドICはそれを超えた価値があると思っています。

　SW-P100の回路をリバースエンジニアリングした訳ではありませんが、概ね推奨回路と同じような回路で使っているようです。　安全性を考えてDCアンプにはなっていませんが、OCL回路で十分低域まで周波数特性は伸びています。　サブ・ウーファの駆動用としては十分な性能のアンプでしょう。

【アンプ内蔵は有利だ】
　内蔵アンプと電源トランスです。　パワー・アンプ用のハイブリッドICは右側放熱用アルミ板に付いています。　スピーカ・ユニットまでの配線が非常に短いためパワーアンプ内蔵のスピーカはとても有利です。　アンプの低い内部抵抗と相まってボイス・コイルの制動がよく効くため締まった感じの音になります。

　アンプ基板にはクロスオーバー・フィルタも載っています。　趣旨から言えば、フィルタ出力をメインのアンプ系に戻すのが本来でしょう。　しかし実用上はその必要は感じませんでした。　これは私が使っているスピーカ・システムは低域まであまり周波数特性が伸びていないためです。
　また交叉周波数を70Hzと低い方に選んでいる為でしょう。　従って、AVアンプからのサブ・ウーファの駆動用出力信号をこのサブ・ウーファ・システムのローレベル入力に接続すれば済むことになります。

　もしも本格的な管球マニアで球のパワー・アンプをサブ・ウーファにも使いたいのでしたら、こうした内蔵アンプはパスしてしまい良質の・・・尚且つ十分なパワーを持った・・・管球式のモノラル・パワーアンプを使うのも良いでしょう。　やはり一味違うシステムになるように思います。　たぶん、それは叶わぬ望みであって、狭いシャックのBGMシステムには恐らく適用外です。（笑）

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　ところで、交換用スピーカ・エッジですが発注してから納期に驚きました。　まあ、海外からですから3週間くらいなら驚くほどでもないのかも知れませんが・・・。約20日との納期連絡がありました。　実際にもほぼその納期で到着しました。もっと早い配達の業者もあるようなので選ぶときには確認しておくと良いです。

・・・と言うことで、交換用エッジが届くまでしばし作業はペンディングになります。

　オーディオではあっても真空管の話はどこかへ行ってしまいました。　たまたま別件で訪れたリサイクル・ショップで最悪「箱代」と思って購入したサブ・ウーファをお題に致しました。　大して役に立つことは書いてありませんので暇つぶし程度の雑談だったと思います。　怪しいモノに手を出すと厄介なことになると言う教訓もありますが、様々な情報や物流の発達で昔では考えられなかったような遊び方もできる面白い時代になっていると感じた次第です。　次回は続きのスピーカ修理と音出し編です。　ではまた。　de JA9TTT/1　

（つづく）←リンクnm