【Audio】Repair the FE-103Σ Speaker System.

【FE-103Σスピーカ・システムの修理】

Introduction:
I use speakers from a Japanese manufacturer called FOSTEX.　Its loudspeakers were quite old and the adhesion between the cone and the edge had deteriorated.
I like these loudspeakers because they have a good sound.　I decided to repair it and use it.
I use a rubber-based adhesive for repairs.　The loudspeaker was repaired well and I can enjoy the same good sound as before.(2024.12.15 de JA9TTT/1 Takahiro Kato)

【FE-103Σスピーカ・システム】
　もういちどスピーカを修理する話です。　何か目新しいことがあるかも知れません。

　グレーの箱・・・エンクロージャと言うのは一時期流行ったように思います。　たしかJBLのスタジオ・モニタ・シリーズがそんな色でした。でもコレはそう言った高級なもんじゃあ、ありません。w

　このスピーカ・システムはフォスター電機・・・いまのFOSTEXのスピーカ・ユニットをつかったものです。但し、エンクロージャは近所のホムセンで売られていた「いい加減なサイズ」のものを使っています。　内容積はだいたい3L弱と言う小さな箱です。

　友人のお薦めで手に入れたスピーカ・ユニット：FE-103Σをとりあえず鳴らしてみるための箱でした。　やや小さくて最適とは言えないサイズでしたが案外悪くなかったんですよね、これが。

　ずいぶん古いものです。　一時はベッドサイド・オーディオとして使っていた時期もありましたが、その後は仕舞い込んだまま年月だけが過ぎてしまいました。　いまどきお勧めするようなものではありませんが、実験用のスピーカとして復活させるつもりです。　そうです、シンプルな手作りオーディオ・アンプのお相手に使うつもりなんですが・・・。

　残念ながら経年劣化が見られました。ずいぶん長い年数が過ぎちゃいましたからねえ・・・やはり簡単な修理が必要でした。

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　単なる備忘用の修理記録です。　見て何か役立つとも思えませんが・・・。　師走の貴重なお時間を費やすに値するほどの中身はありませんから、忙しかったら眺めるのはやめといた方が良いです。

【FE-103Σはどんなスピーカか？】
　FE-103Σというユニットはどんなものだったのでしょう。

　付いてきたデータシートが行方不明になっていてオリジナルのデータは探せませんでした。
　ネットのサーチで得られた情報など編集してとりあえず説明用のデータを作っています。

　口径わずか100mmのフルレンジ・スピーカです。　私が使ったものは8Ωのユニットです。　測定法によっても変わりますが規格上の最低共振周波数：f0は85Hzくらいです。　フルレンジなので高域までf特は伸びています。　おおよそ可聴域をカバーします。

　FE-103には2つあって、オリジナルの無印とΣタイプがありました。　たしかΣタイプは発売から10周年（？）だったかの記念モデルとして限定販売されたのが始まりです。　友人の薦めでその限定品をゲットした思い出があります。　お値段はちょっと高くなるものの、意外に人気があったのか、いつしか標準品に出世したようでした。　限定品だったころは化粧箱がなかったらしく白箱に入っていて品番がゴム印で押してありました。

　Σ（シグマ）タイプはノーマル品と何が違うのかと言えば、ダブル・マグネットになった部分です。　フェライト・マグネットを2枚がさねに使って磁気回路を強化したのがΣタイプでした。　フォスターのこのシリーズはフェライト・マグネットを使った近代的なユニットで、ハイ・コンプライアンスが特徴でした。
　もともと音響効率は悪くないユニットですが、ボイスコイル部・ギャップの磁束密度が高くなるため1〜2dBくらい効率アップします。　小出力アンプにとって高効率は有難いことです。　ダンピングも良くなるはずで締まった感じが強くなるでしょう。　まあ、この辺はドライブ側アンプのDF値にも左右されますが・・・。

　周波数特性ですが、類似後継品のデータを参考に示しています。　同じ10cmのスピーカなので傾向を見るには役立つでしょう。　左側はJIS標準箱（B）に付けた場合の音圧・周波数特性です。　JIS標準箱（B）というのは小型版のスピーカ用でそれでも約450Lもある大きな箱です。　したがって無限大バッフル板に近い素ののままのユニットの特徴が得られやすいでしょう。　特性を見ると150Hzあたりから下の周波数はダラ下がりになっています。　実際に明るくて軽快な音で鳴りますが低域が伸びた感じがしないのは小径ユニットゆえ仕方ありません。

　右のグラフはバスレフ型のエンクロージャ（箱）に入れた特性です。　バスレフのポートは50Hzあたりに設計してあるようです。　音圧周波数特性もそれだけ低い方へ伸びているのがわかります。　指定のバスレフ箱は容積6Lでバスレフのポートはφ50mmでL=60mmくらいのものです。

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　私が使った「いい加減なハコ」は容積が3L弱しかありません。　またバスレフ・ポートも単なる角穴があるだけで効果はあまりなさそうなものです。（笑）

　実際に鳴らしてみますと120Hzくらいから下があまり出ないような特性でした。　箱に入った状態における最低共振周波数：f0を実測すると180Hzくらいでしたので、まあ妥当と言える音圧特性でした。バスレフ・ポートの共振も観測されませんでした。　したがって低域は期待できませんからサブ・ウーファに任せて中音域以上を受け持つのが適当ですね。

【やはりフリーエッジが・・】
　年月が経過したスピーカ・ユニットのフリーエッジが劣化したり剥がれてくるのはもはや常識なのかも知れません。

　ご多聞に洩れず、このユニットのエッジも剥がれ始めていました。　写真のようにエッジとコーン紙の間に隙間ができていました。　ただし完全に剥がれるまでは至っておらず、かろうじて繋がっている状態です。　しかし時間の問題で脱落するでしょうね。

　エッジは布地を成形して樹脂を含浸した構造のようです。　前回のSW-P100（←リンク）のユニットのようにグズグズに崩壊する状態ではありません。　意外にしっかりしていて交換の必要はないように感じました。

　ただし塗ってあった制振剤はコーン紙の方へ拡散したようです。　コーン紙の周辺部分に滲みが見られました。　完全に接着できたら後ほど再塗布が必要になるかも知れません。　エッジの柔軟性も損なわれてきたように感じますし・・・

【接着用・当てモノを作る】
　エッジとコーン紙を押さえて上手に接着できるよう、「当てモノ」を作ってみました。

　単に薄手の段ボールを切り抜いて２枚重ねに貼っただけの円盤です。（笑）

　ちょうど良いサイズのビンの蓋のように円形の板があれば良かったのですが見つかりません。
　たった一回限りのお役目ですが作って使うことにしました。　コーン紙部分の接着用なので、あまり重さは加えませんから段ボール製で十分でしょう。

【程々の重石を掛けておく】
　前回のスピーカ修理では5kgもあるような重石をのせて接着しました。

　あれはガスケット部の接着でしたが、今回はコーン紙側です。　それほどの力は掛けられません。せいぜい数100gでしょう。

　上で作った「当てモノ」をラップに包んで載せました。　そのままでは溢れた接着剤がついて取れなくなる可能性があります。　ラップを巻いておけば大丈夫でしょう。

　数100gではなんとなく心もとない気もしましたが接着はうまくできました。

【FE-103Σ：エッジ修理完了】
　すこし接着剤がはみ出ていますが支障はないでしょう。まあまあだと思います。

　接着剤は前回同様にボンドGクリヤーを使っています。　紙と布の接着ですので接着剤に含まれる溶剤の影響もないようでした。

　エッジそのものの強度は問題ないようです。　交換する必要は感じられません。

　問題があるとすれば、経年変化で柔軟性が損なわれている可能性です。　カチカチのエッジではコーンの動きが制限されます。　その結果、最低共振周波数：f0が上昇してしまい低域が伸びなくなっている可能性はあるでしょう。

　ネット上でエッジの柔軟化を試みる例を見ますが、リスクは高いように思います。　まあ、廃棄寸前のような古いスピーカですから試してみるというのもアリでしょうね。　そのうち気が向いたらやってみたいと思っています。

【バスレフだが・・・】
　見たところはバスレフ形式の箱です。　ポートはこんな感じです。

　単に穴を開けてあるだけですから、共振周波数は相当高いはずです。　低域を伸ばすという効果はほとんどないでしょうね。（笑）

　箱の容積が小さすぎるのでポートをチューンしてもあまり意味はないかも知れません。　この10cmスピーカを本当に活かしたいと思うのなら、やはりメーカ指定のバスレフ箱に入れるのが間違いないでしょう。

　「バスレフはどうも・・・」というのでしたら、十分な容積を持った密閉箱が良いはずです。　そう思ったならスピーカ・ユニットも新しいものに交代した方が良いですね。　ここでは修理は問題ないようなのでそのまま様子を見ることにしました。

【スピーカ・ケーブル】
　使ってみたスピーカ・ケーブルの話です。　この話を始めると厄介なことになるかも知れません。　まったくの電気の素人でも交換して手軽に遊べますから。　それを当て込んで高額な「高級品」が売られています。（笑）

　それほどこだわっている訳ではないので程々のものにしました。　写真は通販で購入したスピーカ・ケーブルです。　銅線の径はφ1.3mmでAWG16相当のケーブルです。　以前使っていた時のケーブルも残っていましたが長さが不足するので交換しました。

　このところ銅製品が値上がりしていて、ケーブル類も高くなっています。　このケーブルは約1300円でした。長さは15m少々あります。　極上品とは思えませんがごく普通に使える実用的で無難なスピーカ・ケーブルだと思います。　ACコードと同じようなものなので、あえてお薦めは致しません。

　なお、スピーカ・ケーブルが大いに気になるのでしたら「太く短く」が基本です。　いくら良さそうなケーブルでも延々と長く引いたらダメです。後ろでとぐろを巻いているなんてもってのほか。　太い銅線にも電気抵抗はありますし配線間の静電容量（キャパシタンス）や配線長に起因するインダクタンス分も存在します。　アンプの出力端子からスピーカ・ユニットへ最短・直結するくらいの気持ちでできるだけ短かく配線するのが秘訣でしょうね。

　例えば、ダンピング・ファクター：DFが「100」（但し8Ωのスピーカに対して）と言うアンプがあったとします。　これはごく普通に市販されているようなパワー・アンプです。　このアンプの出力インピーダンス：Zo=8/100（Ω）です。　要するにZo=0.08Ωと言う訳です。

　いま、電線メーカーの資料によればAWG16サイズ、φ1.3mmの電線の電気抵抗は13Ω/km(20℃）くらいです。　スピーカ用として5mに切って使うと、往復で10mになります。従って、電気抵抗：R=13・（10/1000）=0.13(Ω）になる訳です。
　どうでしょうか？　せっかくDF=100と言うスピーカのドライブ能力に優れたアンプを使っていても、実質的なDFは約38に低下してしまいます。　DFはスピーカから見た信号源抵抗：Zoと負荷インピーダンスの比ですから。　Zo=0.08+0.13=0.21（Ω）なのでDF'=8/0.21=38.17・・・となるのですね。

　φ1.3mmというのは結構太いスピーカ・ケーブルでしょう。　実際もっと細いケーブルを延々と伸ばしている例も多くて、実質的なDFが10だったと言ったようなケースもありえます。 これでは高性能なアンプの性能が十分に発揮できませんね。　音も変わってきます。 従って良いケーブル（低抵抗でロスの少ないもの）に交換したら「音が違った」という話もあながち嘘とも言えないわけです。

　かつてK社がモノラル・パワーアンプを2台セットにして販売していたのを思い出します。　コンセプトはアンプとスピーカの最短接続にありました。　スピーカ・システムの近傍にそれぞれパワーアンプを置き、入力信号の方は600Ω系に統一してプリアンプ側からの配線を長く延ばすという発想だったと思います。　ある意味で理想的な構成でしょう。

　要するにそのれくらいしないとアンプやスピーカシステムの性能がメーカーの意図どおりに発揮できないという意味でしょうね。　ケーブル云々の話をするくらいなら、まずはアンプをスピーカに寄せると言った方向の努力をするだけでもかなり効果的なのではありませんか。　もちろんこれは一私見に過ぎませんけれど。

（パワー・アンプを分散する方法は電源のON/OFFと言った基本的な機能の実現に課題がありましたが今ならワイヤレス・リモートで簡単に解決可能でしょう・・・ :-）

（参考：ごく稀にアンプのダンピング・ファクターを指定しているスピーカ・システムが存在します。それらは低いDF値を要求していて、その場合はオーバー・ダンピングにならぬよう低抵抗を直列に付加して調整すべきです。0.5〜1Ω付加で「快活な音」になることがあるのです。スピーカ・コーンは振動系なのでダンピング過剰は必ずしも好ましからず）

【サブ・ウーファの足】
　はなしの脱線ついでなのですが、例のサブ・ウーファ（←リンク）に緩衝材の足を付けました。

　床に直置きすると振動が伝わって旨くないため、ウレタン製の緩衝材を間に合わせに敷いていました。　ところが、サブ・ウーファの重量（約12kg）に負けて完全に潰れてしまいました。w
　やはり何らかのクッション材は必要なのでホムセンで使えそうなモノを調達してきました。

　断面が半円形のクッション材で焦げ茶色の発泡ゴム製(NBR)の部材です。幅50mm、厚み26mm、長さ400mmのもので、税別￥528ーでした。　それを切って長さ155mmのものを2つ作りました。　写真・右側にあるのは余った端材です。

　強力型と称する両面粘着シートでサブ・ウーファ：SW-P100の底部・前後に貼り付けておきました。　今度は十分な圧縮強度があって潰れてしまうようなことはなさそうです。
　ゴム色が移行することがあるそうなので淡色の床面に置く場合は何らかの敷物を挟んだ方が良いかもしれません。

　ごく一般的な発泡ゴム製ですからそれほどの寿命はないかもしれません。　たぶん5年やそこらなら十分使えるでしょう。

　緩衝材としての機能・性能は十分だと感じました。

【実験用スピーカ・システム配置】
　整備が済んだFE-103Σのスピーカシステムを配置しました。

　完全な実験用スピーカなのでケーブルは長めの4m長にしてあります。　実験卓にアンプを置いて試行的に鳴らすのに不自由のない程度に配線を延ばしておきました。

　アンプの自作は計画途上なのでこれからですが、既存のシステムに入れて試験的に鳴らしてみました。　低域がやや欠ける周波数特性ではありますが、軽快で明るい音色は維持されていると感じます。　ちょっとしたアンプの実験が目的でしたらもう暫くは使えるでしょう。

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　こんな古いスピーカ・システムを引っ張りだして修理なんかする意味はないと言われそうです。　良さそうな物をリサイクル・ショップで調達すれば安上がりで、場合によって性能の方も向上します。
　捨てずに直すのは「できるだけ手持ちを活かして遊ぶ」というのが最近のコンセプトだからです。　費用の倹約はそれほど意図しませんがゴミ減の意味から方向性は間違っていないと思ってます。　もっとも、いずれ不燃ゴミになる運命なんですけれどね・・・。

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　つまらないものの修理をお見せしてしまいました。捨てればゴミも直せば役立ちます。　とりあえずうまく行って、自作アンプのテスト環境もだんだん準備が進んできました。　今日のところはこれで一旦終わりにしましょう。　ではまた。　de JA9TTT/1

（おわり）fm