🔬 不器用パパの休日
🔧 ものづくり研究所

余った車のスピーカーを3Dプリンターで復活させた話

子どもが英検の勉強でCDを聴きたいと言い出した。古いコンポを引っ張り出したらスピーカーが壊れていた。ちょうど車で使っていた10cmスピーカーが余っていて、「捨てるのはもったいないな」と思った。それが今回の自作スピーカーのきっかけだった。

やってみた理由

きっかけは3つ重なったこと。

  1. 子どもの英検勉強にスピーカーが必要だった — CDを聴きたいのにコンポのスピーカーが壊れていた
  2. 車の10cmスピーカーが余っていた — carrozzeria TS-F1010。車載用だけど物自体は良い
  3. 3Dプリンターがあった — Bambu Lab A1を持っているので、箱を自分で作れるのでは？と思った

リサイクルショップも見に行ったが、3,000円程度のスピーカーでも状態が悪く、破れや損傷が目立つものばかり。「それなら自分で作った方がいいな」という判断になった。

最初は木材で箱を作ることも考えたが、準備や片付けの手間を考えると進まない。3Dプリンターなら設計→出力→調整の高速ループで試行錯誤ができる。これがAI時代のものづくりの本質だと思う。

やったこと

使った機材

部品型番・素材
スピーカーユニットcarrozzeria TS-F1010（10cm同軸2ウェイ、4Ω）
アンプFosi Audio BT10A（Bluetooth/AUX対応）
エンクロージャーPLA（Bambu Lab A1で出力）
フィラメントeSUN PLA+（コールドホワイト）

設計の考え方

TS-F1010は車載用の同軸スピーカー。中央にツイーター（高音用）が内蔵されていて、定位感が良いのが特徴。ただし車載用なので箱の設計データ（T/Sパラメータ）が公開されておらず、経験則と試作で詰めていく必要があった。

AIチャットで音響設計を相談しながら、以下の方針を決めた。

  • 方式：バスレフ型（ポートで低音を補強）
  • 目標内容積：約3.0L
  • チューニング周波数（fb）：約80Hz（机上で自然に聴こえるバランス）
  • デザイン：黄金比（1:1.618）をベースにした縦長プロポーション

Fusion 360で設計した最終3Dモデル

初代：スロットポート版

最初に作ったのは、前面下部にスロット型ポート（横長の開口部）を設けたデザイン。内部でL字に折り返して有効長を稼ぐ構造にした。

初代スピーカー正面。スロットポートが見える

裏側から見るとTS-F1010の背面が確認できる

スロットポートの設計値：

  • 開口サイズ：100mm × 20mm
  • 有効長：約220mm（L字折り返し）

鳴らしてみると音は出たが、低音のバランスに改善の余地があった。

二代目：曲線ダクト版

次に挑戦したのが、内部に大きな曲線ダクトを持つ構造。直角の折り返しではなく滑らかなカーブで空気を導くことで、風切り音を減らし効率を上げる狙い。

二代目の内部構造。大きな曲線ダクトが見える

3Dプリンターだからこそできる自由な形状。これは木工では難しい。

最終版：円筒ポート版

試行錯誤の結果、シンプルな円筒ポートに落ち着いた。構造をシンプルにすることで気密性の確保がしやすく、音の安定性も増した。

最終版のパーツ分解。背面板・バッフル・スピーカー・本体ボックスに分かれる

最終設計：

  • 外寸：約120mm × 194mm × 150mm（黄金比ベース）
  • ポート：φ30mm × 90mm（前面下部）
  • 壁厚：3〜4mm + 内部リブ補強
  • インフィル：20〜30%（ジロイド）
  • 背面：バナナ端子対応のスピーカーターミナル装備

完成品の背面。バナナ端子がきれいに収まっている

結果

PCデスクの左右にセットして完成。白いPLAの筐体がモニター周りに自然に馴染んだ。

完成品をPCデスクに設置した様子

Fosi Audio BT10AのBluetooth接続で、PCからもスマホからも手軽に音を飛ばせる。子どもの英検CDも、自分の作業BGMも、これ1台でカバーできるようになった。

音の印象は「モニタースピーカー的な自然さ」。低音を無理に盛らず、ボーカルやアコースティック楽器がくっきり前に出る。長時間聴いても疲れにくい。

うまくいった点

  • 3Dプリンターの高速試作が活きた — 初代→二代目→最終版と3回設計を変えられた。木工なら1回作って終わりだったと思う
  • AIチャットとの設計相談が有効だった — バスレフの理論（有効長・断面積・チューニング周波数）をゼロから学ぶのは大変だが、AIに聞きながら設計値を詰められた
  • 黄金比デザインの効果 — 見た目の「しっくりくる感」が段違い。既製品っぽい仕上がりになった
  • 余り物の有効活用 — 車のスピーカーもフィラメントの残りも、捨てずに価値に変わった

失敗・課題

  • 初代のスロットポートは設計が複雑すぎた — 有効長の確保に苦労し、気密性の確保も難しかった
  • PLAの共振 — 音量を上げると箱が微妙に震える。壁厚を増やすか、ABSやPETGへの変更を検討中
  • 車載用スピーカーの制約 — T/Sパラメータが非公開なので、箱の設計が手探りになる。ホームオーディオ用ユニットならシミュレーションで最適解を出せる
  • 吸音材の量の調整 — 入れすぎるとバスレフ効果が減衰し、足りないと中高音が濁る。ここは耳で追い込む必要がある

再挑戦するなら

  • 吸音材の最適化 — フェルトの量と配置を微調整して音質を追い込みたい
  • ポート長の微調整 — 現状の90mmから±5〜10mmで低音のバランスを詰める余地がある
  • PETG素材での出力 — PLAより耐熱性・耐振動性が高いので、音質改善が期待できる
  • 2号機の設計 — 今回の経験を活かして、ホームオーディオ用ユニット（8Ω）での本格版を作ってみたい

この実験で使った機材 【PR】