前回の４３号機に使用したスピーカーユニットはStereo誌８月号に付属していたFOSTEXの２ウェイユニットであったが、このスピーカーユニット専用にFOSTEXがエンクロージャキットを発売した。エンクロージャキットP2080-Eはダブルバスレフ方式を採用している。ダブルバスレフ方式は低音域を充実させる方法として期待できるが、理論が完成しておらず、設計が大変困難であるため、興味はあったがこれまで遠慮してきた。しかし、考えて見れば、そんな方式だからこそLEGOスピーカーの柔軟性が活かせるのではないか？　いくらでも造り直せるので失敗も怖くない。無駄にハコを造り足す事もない。難しい２つのバスレフダクトの調整も自由に簡単に行える。これこそ挑戦のやりがいのあるテーマではないか！・・・ということで本機はダブルバスレフ方式の研究を目的とする。

　ダブルバスレフ方式とは図１に示すようにエンクロージャ内部を２つにしきってメインキャビティとサブキャビティに分割する。それぞれにバスレフダクトを設けダクト１、ダクト２とする。この２つのバスレフダクトが協調して働き、低音域を効果的に放射する低音増強技術である。２つの内容積が必要であることから、それなりのサイズとなるのでこの内容積をすべて使った通常のバスレフ方式に対してどのようなメリットがあるのだろうか？・・・バスレフダクトの共振周波数は設計寸法の組み合わせで、いかようにも設定できる。だが、これを駆動するスピーカーユニットの低音再生限界周波数が決まっているので、現実には十分な駆動ができなければ意味がない。そこで、一般的にはスピーカーユニットの最低共振周波数fo付近にバスレフダクトの共振周波数を設定している。おそらく、ダブルバスレフ方式は、このバスレフダクトの設定周波数をより下げて設計できるのではないだろうか。つまり小型のウーハーユニットでより低い周波数帯域を再生できる技術ではないかと考えている。

　先にも述べたがダブルバスレフ方式の理論は不十分で、設計公式や基準の寸法がない。長岡先生の書籍を調べて見た。先生の設計内容を簡単にまとめると・・・

＜長岡式設計仕様＞
・　fd1：メインキャビティとダクト１の共振
・　fd2：メイン＋サブキャビティとダクト２の共振
　　fd1：スピーカーユニットのfoより高く設定
　　fd2：再生周波数の1.4倍程度
　　fd1はfd2の２倍程度
・　サブキャビティVc2の容積はメインキャビティVc1の1.5倍程度
・　ダクト１の面積Sd1は振動板面積の30％程度

ということである。（再生周波数とは希望する低音限界である）
　参考として既製品であるFOSTEXのダブルバスレフ方式エンクロージャP2080-Eの仕様を示す。

　 ＜P2080-E　仕様＞
・　形式：ダブルバスレフ方式
・　クロスオーバー周波数：5.5kHz
・　外形寸法：128(Ｗ)×328(Ｈ)×188(Ｄ)mm
・　内容積：5.3L　(メインキャビ 3.2L / サブキャビ2.1L
・　バスレフ周波数：68Hz　ダクト径40φ
・　質量：1.85kg
・　標準価格：￥4,000

　 　メインキャビ(Vc1)の方が大きい設計。価格が安価なのはメーカー量産品の最大のメリットである。

　上記を参考に構造設計を行う。まず、使用するスピーカーユニットであるが、P2080-Eにならって、再度４３号機と同じStereo誌８月号の付属品を用いる。２ウェイセットの４本が3,810円で入手できるという極めて安価であり、作りが良いので気に入ったのである。後に製作者の話を聞いたが、普通はこのような価格で発売できるような安価なものではないそうだ。ただ、４３号機やP2080-Eと同様な構成では面白くないので、これを２セット使用してダブルウーハーとする。また、ウーハーのレイアウトは音像定位に優れるバーティカルツインタイプとする。２本のウーハーでトゥイーターをはさむことで、あたかも同軸スピーカーユニットのような一体感が生まれるのだ。以前から一度やってみたかったデザインなのである。このスピーカーユニット、ウーハー PW80、トゥイーター PT20　については前報に詳しいので参照いただきたい。
　さて、２セット購入するとトゥイーターが１個あまるのだ。これをどうしようか？
市販のスピーカーシステムには音場型と称して背面にトゥイーターを配したシステムも多い。ウーハーの再生する中低音域に対してトゥイーターの高音域は指向特性が強いのでプレゼンスに差が出やすく、リスニングポジョンで音質が変化してしまう。また、特に問題なのはリスニングルームの音響反射特性のアンバランスから定位がくるってしまうことが多いことだ。このような問題に対応するために、背面トゥイーターの搭載で高音域の指向特性を改善する手法である。今回はこの手法も採用しよう。
４４号機の構造図を図２に示す。ダブルバスレフ方式、ダブルウーハーのバーティカルツインレイアウト、リアトゥイーターによる音場向上・・・とよくばりなシステムである。

　４４号機の設計値は使用ウーハーユニットPW80の規格から以下のように検討した。

＜PW80　規格＞
・　最低共振周波数（fo）： 130Hz
・　実効振動板半径：3.0cm 　
・　振動板面積：28.3cm2（１本）×２

＜設計値＞
・　ダクト１の共振周波数（fd1）：160Hz
・　ダクト２の共振周波数（fd2）：80Hz
・　メインキャビティ容積（Vc1）：1.4L
・　サブキャビティ容積（Vc2）：1.8L
・　ダクト１面積（Sd1）：15.4cm2
・　ダクト２面積（Sd2）：10.2cm2
・　ダクト１長さ（Ld1）：8cm
・　ダクト２長さ（Ld2）：12cm

　４４号機の内部構造はエンクロージャを中央のインナーパネルで前後に分割して、上下にダクト構造を設けてダクト１、２とした。この２本のダクトは位置を離して設置しないと内部の空気が十分にバネとして作用しないので問題となる。下部のダクト２はスタンド状のデザインとしてみた。バーティカルツインレイアウトのバッフルパネルは４３号機と同じようにレトロなエッジ付きデザインとしたので、この意匠を崩さないためである。スタンドデザインはスリムなトールモデルなので転倒防止の意味もある。
バッフルパネルのスピーカーユニット搭載方法は４３号機で経験済みなので３箇所固定のトゥイーターでも問題はない。
　リアパネルには先述の背面トゥイーターと接続用ターミナルを付ける。トゥイーターの取り付け位置は前面と背面でそろえて双指向特性を狙う。トゥイーターのリアパネル設置は３１号機の改良編で紹介した逆タイルブロックを用いることになる。
　２つのキャビティ容積の変更はできないが、２本のダクト長の組み合わせは容易に変更できるようにリアパネルの上下にメンテナンスリッドを設け、これを外すことでダクトにアクセスできるようにした。ダブルバスレフ方式ではこの２本のダクト長の組み合わせが重要であり、最適な調整のためにダクト長変更を繰り返すことになるだろう。図２からわかるようにLEGOブロック１個の厚さはおよそ1cmなのでインナーパネル後部でダクト１は-3cm～+2cm、ダクト２は-1cm～+4cmの調整が可能である。なお、図にあるようにダクト１の幅は64mmであるが、さらに16mm増やすことも構造的には可能だ。ダクト１の断面積が少ないと動作抵抗になるので必要ならば増加したい。
この設計値ではサブキャビティVc2の容積が若干少ないが、概ね良い値だと思う。
fo130Hzのスピーカーユニットで駆動するので、ダクト２の共振周波数fd2は80Hzに設定したのである。
　２ウェイシステムなのでデバイディングネットワークが必要になる。これも４３号機と同様にシンプルなＬＣ１素子による6dB/octタイプとして、トゥイーターHPF用のコンデンザーはリアパネルに、体積のあるウーハーLPF用のコイルはインナーパネルに実装する。
　市販品のP2080-Eと４４号機は外形寸法がさほど変わらないのに5.3リットルに対して４４号機の総内容積が3.2リットルと少ないのはLEGOブロックの厚さ（16mm）のためである。おそらくP2080-Eの板厚はこのサイズでは5mm程度であろう。この内容積の減少はLEGOスピーカーの最大の問題点なのかもしれない。

　デバイディングネットワークは上述のように図３に示すシンプルな回路とする。 ウーハー、トゥイーターそれぞれが２ユニットあるので並列に接続して4Ωユニットとして設計した。クロスオーバー周波数は４３号機のような冒険はしないで普通に4kHzとした。 コンデンサーは10μFのフィルムBENNIC CBE-10.0、コイルはPARCAUDIOのコアコイル0.15mH、L001-015である。
　トゥイーターの能率が1dB大きい。実際は２本使用で能率は理論的に3dB向上するが、トゥイーターの１本が背面設置で能率が下がるので高音域のアッテネーターは不要と判断した。しかし、必要になるかもしれないのでアッテネーター挿入の配慮はしておく。
　今回は構造が複雑でシンプルな回路とはいえ接続部品も多いので配線図も描いた。 図４が実体配線図である。インナーパネルの貫通接続にはM4ボルトを４本用いる。そのうち２本はコイル素子の固定も兼ねている。コンデンサーはリアパネルに実装するが、配線ポストとしてM4ボルトを用意した。１本余っているのはアッテネーターの抵抗器接続用の準備である。
　５本のケーブルA～Eは配線長も検討した（ケーブルAは２分岐）。このように十分な検討を行い入念な設計をすることで製作ミスを防ぐことができる。トゥイーターの配線を間違えたら簡単に壊してしまうのだ。なお、リアパネルのトゥイーター固定が前面と上下逆になっているが、これは下部の配線スペースとスピーカーユニット接続端子との接触を避け、接続作業の余裕を得るためである。

　４４号機の全構成部品を写真２に示す。コンパクトなサイズなのに複雑な構造を有する本機は、まるで左右２台分のように見えるが１台でもこれだけの部品が必要である。
　写真３にバッフルパネルを示す。レトロなエッジ付きデザイン。スピーカーユニットと干渉する表面タイルブロックの一部が加工されている。スタンド部分の前面にはカーブスロープブロックでデザインし、エンブレムはダークブルーにした。

　ひときわ目立つフレームの部品を写真４に示す。これは前方のフレームAである。いつも述べるようにLEGOブロックは意外に高価である。フレームを作成する大量のLEGOブロックをできるだけ安価に入手できるように今回もセットパッケージを利用した。このため前機種と同様にカラフルなモザイク調となっている。今回の製作ではこのセットパッケージを８箱用意したが、これだけでも約２万円した。セットパッケージには小さな部品が多いので利用効率が低い。だが、それでもまだ安価な入手方法なのだ。この部品の内部がメインキャビティとなる。下部にはスタンド部分があるが、このスリットがダクト２である。スタンド部分は黒いブロックで構成してスタンドデザインを強調する。この黒いブロックやバッフルパネルなどのパネル用のプレートブロック、表面のタイルブロックは別途に高価なLEGOブロックを個別購入しなければならない。
　写真５はフレームBである。同様にカラフルだが、インナーパネルを装着するための落とし込みがある。インナーパネルは外部からは見えないデザインなので本機がダブルバスレフの複雑な構造を持つことは外部からはわからない。この部品の内部がサブキャビティとなる。背面のタブはメンテナンスパネルの固定用である。

　リアパネルを写真６に示す。逆タイルブロックによる背面トゥイーターの固定マドが特徴的なパネルだ。逆タイルブロックは＠100円と高価なので必要最小限の貼り付け。２個のみ角落とし加工が施されている。スピーカーユニット固定用ネジの引っかかる部分３箇所には内部にタイルブロックを付けてある。接続端子部分の落としこみなどにも注目して欲しい。接続ターミナルとコンデンサーを固定するためのM4ネジ穴が４箇所開いている。
　インナーパネルを写真７に示す。貫通接続用のネジ穴が４箇所に開いた板である。フレーム内部に落とし込まれるため一回り小さい。厚さは他のパネル部品と同様にプレートブロック３枚重ねの9.6mmである。

　上部に装着されるメンテナンスリッドＡを写真８に、下部のメンテナンスリッドＢを写真９に示す。このパネルの工夫としてはタイルブロックを一部に用いて固定部分のポッチを制限することで付け外しを容易にしている。さらに角部分には隙間を設けて外し易くしている。メンテナンスリッドＢはダクトから覗かれるのでタイルブロックが貼ってある。

　上部のダクト１を構成するダクトパーツＡを写真１０に、ダクトパーツＢを写真１１に示す。ダクト１は幅が96mmでエンクロージャ内部幅よりも小さく、ダクトの上面は天板なのでこの部品はコの字型である。インナーパネル後方に装着する写真１１のダクトパーツBは５段となっているが設計値では４段なので１段外して使用する。もちろんこの長さは試聴による調整で最終的に決定する。
　写真１２はダクト２用のダクトパーツCであるが、ダクト２の前方はフレームAと一体なのでこの部品は後方用で、設計値からまずは写真１２の３段ではなく１段を装着する。
　使用するスピーカーユニットは８個、トゥイーターのPT20が４個とウーハーPW80が４個である（写真１３）。雑誌付録とは思えない高品位なFOSTEX製のスピーカーユニットである。

　デバイディングネットワーク用のコンデンサーとコイル素子を写真１４に示す。この部品は試聴調整により、最適値に交換できるように端子もネジ止めにしてある。
　写真１５のその他の部品は吸音材のウレタンシート、接続用ターミナル、フェルト製のインシュレーター、ネジ類である。本機は固定部品が多いのでネジも大量に使用する。

　内部配線用のケーブルを写真１６に示す。図４に示したケーブルA～Eの５種類で２本のウーハーに接続されるケーブルAは２分岐になっている。また、ケーブルEは単線である。それぞれに必要な端子が圧着＆ハンダ付けしてある。
　バッフルパネルからリアパネルまでを固定順に並べて見ると写真１７のようになる。スタンド部分がバスレフダクトになっているのがデザインのポイントなのだ。

　組み立てを行う。まずはバッフルパネルにウーハーユニットをM4ボルト４本で固定する（写真１８）。次に２本目のウーハーも同様に取り付ける（写真１９）。

　固定は写真２０に示すようにM4ワッシャでマド穴の角に引っ掛けて固定している。同じようにトゥイーターも３本のM4ボルトで固定する（写真２１）。
　このトゥイーターは接続端子が飛び出しているのでバッフルパネルの内側が広げてある。 バーティカルツインレイアウトが見えてきた。

　リアパネルにターミナルと接続ポスト用のM4ボルトを取り付ける（写真２２、２３）。 このM4ボルトは電極なのでニッケルメッキ品を選んでいる。リアパネルにはシングルナットで固定したが、配線によりダブルナット相当の固定になる。
　リアトゥイーターを３本のM4ボルトでリアパネルに固定する（写真２４、２５）。

　リアパネルにコンデンサーを固定してリアトゥイーターとケーブルDで配線すればリアパネルの組み立て完了である（写真２６、２７）。

　インナーパネルの組み立てを行う（写真２８）。インナーパネルにはコイル素子と４本の貫通ボルトが固定されるが、この固定ボルトの裏面に内部ケーブルCとEをあらかじめ配線しておく必要がある（写真２９）。さらに、コイル素子のリード線はコイル素子固定ボルトに接続する。
　ダクトパーツAをインナーパネル前面上方部に付ける（写真３０）。同様にダクトパーツBを背面に取り付けてインナーパネルの組み立て完了（写真３１）。ダクトパーツBの初期長さはインナーパネル裏側に３段である。

　バッフルパネルをフレームAに固定する。同時に３個のスピーカーユニットに配線ケーブル（A、B）を接続する（写真３２）。
　吸音材はメインキャビティのみにかるく挿入（写真３３）。４３号機と同一幅のコンパクトサイズなのでバッフルパネルの内側は３個のマグネットでいっぱいである。

　インナーパネルをフレームBに取り付ける（写真３４）。写真ではわかりにくいが、設計値であるダクト２が長さ12cmとなるようにダクトパーツCの１段がスタンド部分に取り付けてある（写真３５）。
　このようにフレームAとフレームBを別に組み立てておいて、後に組み合わせる手順であるが、組み立て順序は配線のしやすさと確実な固定のためのフレームの押し付け作業ができるように配慮している。

　フレームAとフレームBを接合する（写真３６）。先に配線図（図４）にしたがって内部配線を行っておく（写真３７）。
　フレームBは背面が平らなのでフレームAを上から十分な力で接合できる（写真３８）。

　リアパネルはトゥイーターを破損しないように注意して固定する（写真３９）。
先に本体との配線を済ませておく。図４の配線図にあるようにウーハー用のプラスマイナス（ケーブルC）とマイナスを共通にしたトゥイーターのプラス単線（ケーブルE）の配線である（写真４０）。
　リアパネルはフレームBの背面のタブに写真４１のように取り付けられる。写真を見るとメンテナンスリッドの開口から容易にバスレフダクトを調整できることがわかるだろう。

　最後にメンテナンスリッドAとBを取り付けてインシュレーターシールを貼れば組み立て完了である（写真４２）。

　写真４３に示す、組み上がった４４号機はカラフルな外観とバーティカルツインレイアウトが特徴的なスマートなモデルに仕上がった。写真では大きさがわかりにくいが、ダブルウーハーといっても８cmサイズなのでとてもコンパクトである。
　このレトロな外観デザインからはわからないがダブルバスレフ方式とリアトゥイーターを搭載したハイテクモデルなのだ（写真４４）。
　それでは試聴を行おう。期待のダブルバスレフ方式の効果はどうだろうか？・・・

６－１　ダクト長の調整
　お手本のFOSTEXのダブルバスレフキットはダクトの共振周波数を68Hzに設定している。製品仕様からは内部のダクト１の共振周波数は不明であるが、この数値は外部のダクト２のものであろう。foが130Hzの8cmウーハーに本当に良いのか？　と信じられなかったので、とりあえず初期設計値のダクト２の長さは12cmで80Hzに設定してみた。
　ところが・・・あまり効果を感じない。そこで、さっそくメンテナンスリッドを開いてダクト長を変更して組み合わせをいくつか試してみた。この結果、ダクト２は最長の16cmに伸ばし、共振周波数を70Hzに下げたところ効果がでてきた。スタンド部分のダクトからは低音の風が吹き出してくる。まだまだ伸ばして共振周波数を下げて見たいところだが、このエンクロージャサイズでは16cmが限界だろう。内容積を変えずにバスレフ方式の共振周波数をさらに下げるにはダクトを細くするしかないが、これは放射効率を低下させるのでやりたくない。あまり欲張らずにしよう。
　内部のダクト１は長さ10cmとして初期の160Hzから150Hzに下げて見た。この組み合わせがベストであるかはさらに評価が必要であるが、ダブルバスレフ方式が効果的で優れた方式であることが理解できた。想像のとおりまるでウーハーユニットの再生限界周波数を下げたように機能していると感じる。　試聴後の調整値は図５に示した以下のようになった。

＜最終調整値＞
　・　ダクト１の共振周波数（fd1）：150Hz
　・　ダクト２の共振周波数（fd2）：70Hz
　・　ダクト１長さ（Ld1）：10cm
　・　ダクト２長さ（Ld2）：16cm

　４４号機はダブルウーハーなのだから既製品のP2080-Eと比較しても、もっとダクト２の共振周波数を下げても良さそうであるが、内寸的に限界である。だが、ダブルバスレフ方式の想像以上の効果に驚いている。
　私の理解としては、ダブルバスレフ方式とは駆動スピーカーユニットの最低共振周波数よりも高い共振周波数の内部ダクトが盛大に共振し、その裾野にかかった、より低い共振周波数の外部ダクトが効率的に駆動されることで、スピーカーユニットが直接駆動する通常のバスレフ方式よりも低い共振放射を実現する方式だと考える。したがって、外部ダクトの共振周波数が高いと意味がないが、あまり低く設定するとスピーカーユニットからの直接放射音とのギャップが問題になるだろう。本機もこの程度の設定が無難であると思う。
　・・・ただ、疑問点が１つ。バスレフ方式の位相反転が２回で外部ダクトからは低音が逆位相で放射されてしまうのではないか？　直接放射音との干渉が心配である。初期設計値での低音不足はこの性質かもしれない。ダブルバスレフ方式では外部ダクトの放射周波数を低めに設定する必要があるだろう。もっともそうでないと意味はないが。

６－２　デバイディングネットワーク調整
　高音域は少しトゥイーターが主張しすぎだ。２個並列接続の１個を背面に設置したので、それだけで能率は2dB程度下がると考え、ウーハーとのつながりは問題ないと想像したが、スピーカーユニットの規格は理想的な大きさのエンクロージャで測定するものなので、実際に使用した場合のウーハーの能率は背圧の影響を受けて低下すると考えるべきであろう。
やはり8cmウーハーユニットでは低音域のレスポンスが高能率のトゥイーターと比較して低下するようだ。デバイディングネットワークを改め、図６のように-3.8dBのアッテネーター抵抗器をトゥイーターに挿入した。この2.2Ωのシリーズ接続のためにハイパスフィルタのコンデンサーも変更する必要がある。8cmウーハーは中音域のレスポンスも良いことから、あえてカットオフ周波数を高めの5kHzに設定し、5.1μFとした。
　デバイディングネットワークを変更した４４号機は想定どおりにトゥイーターのレベルが下がり落ち着いた音になった。聴く音楽で好みは変わると思うが、私はこのバランスの音が好きである。小口径ウーハーのスピーディーで迫力のある低音域と繊細で柔らかな高音域のバランスした素適なモデルに仕上がった。
　リアトゥイーターの効果もあり、音場が大きく広がる。それでいてバーティカルツインの仮想点音源２ウェイは音像がシャープだ。優れた定位は特にボーカル曲に適していると感じる。

＜４４号機　基本仕様＞
・　形式：２ウェイバーティカルツインシステム（リアトゥイーター搭載）
・　方式：ダブルバスレフ方式
・　組み立て方法：ホリゾンタルタイプ（水平組み立て）
・　使用ユニット：
　　ウーハー　FOSTEX PW80　8cmペーパーコーン　×２
　　トゥイーター　FOSTEX PT20　2cmソフトドーム　×２
・　外形寸法：W128mm　H336mm　D202mm
・　実効内容積：メインキャビ 1.4L ／ サブキャビ 1.8L
・　バスレフダクト長：ダクト１ 10cm ／ ダクト２ 16cm
・　バスレフ共振周波数：ダクト１ 150Hz ／ ダクト２ 70Hz
・　デバイディングネットワーク：6dB/oct ネットワーク
　　ウーハーカットオフ周波数：4.0kHz
　　トゥイーターカットオフ周波数：5.0kHz
　　トゥイーターアッテネーター：-3.8dB
・　システムインピーダンス：4Ω

　４４号機はトールスタイルのバーティカルツインデザイン、モザイク調フレームも美しいモデルに出来上がった。本機は前回の４３号機に続くカラフルLEGOスピーカーシリーズ第２弾のスピーカーシステムである。
　本機の製作でダブルバスレフ方式の有用性を確認することができた。また新たな技術を獲得したのである。

（2015.1.12）