はじめに:
20cmサブウーファーの背面にある電源LEDの光を、装置の前面から見えるようにするためのちょっとした工夫を紹介します。厚紙とキッチン用のアルミフォイルでミニ反射鏡を作ってサブウーファーの背面に貼り付けます。LED光が反射鏡の内部で反射して前面側でぼんやりと光って見えます。サブウーファーの電源はアンプの電源とは連動してなくて切り忘れがちだったため、LED光が点いているのが見えれば電源切り忘れを減らせると思い試作しました。
ミニ反射鏡を取り付けたようす
サブウーファーの背面に取り付けたミニ反射鏡の内部の鏡にLED光が反射して見えるようすです。
写真の中央下の四角い箱が20cmサブウーファーでその上に小さく飛び出している物体がミニ反射鏡です。緑色に光って見えるのが、LEDの光がミニ反射鏡の内部を通って出てきた反射光です。
このサブウーファーはYAMAHA NS-SW050です。20cmスピーカー内臓で外形寸法が291mm（幅）x292mm（高さ）x341mm（奥行き）で、重量が8.5kgあり、ウーファーの中では小型の部類ですが、それなりに大きくて重量があります。この場所に設置するのに苦心したようすを”20cmサブウーファーを高いところに置いてみました”で紹介しています。このサブウーファーの背面にある電源LEDの光を前の方から見えるようにするために、ミニ反射鏡を取り付け作業したようすが今回の記事の内容です。
ミニ反射鏡に近づいてみます。
もう少し近づいたようすです。まだら模様で緑色に光っているのがLEDから届いた光です。
サブウーファーの電源を切ってLED光が消えると緑の反射光も消えます。ミニ反射鏡上部の内部のようすが見て取れます。アルミホイル製のミラーに、下側の円筒の穴が写っています。わかりにくいかな。
見る角度を変えてミニ反射鏡を左斜め上から眺めます。丸い筒の下からLEDの光が届き、45度に傾けたアルミホイル製のミラーで前面に反射します。
ミニ反射鏡の外観を紹介します。ミニ反射鏡を側面から眺めます。
本体の下のようすです。手前のボリュームつまみに一部隠れて見えにくいですが、下端も上端と同じく45度の傾斜して内側にミラーが貼り付けられています。このミラーでLEDから出た光を上方向に反射します。奥に見える赤いプラグ付きコードはアンプからの信号線です。信号線とボリュームつまみの間の2cmほどのスペースにミニ反射鏡を貼り付けてます。
使用した厚紙がたまたまアニメキャラクターのアイスキャンディーの空き箱でした。意図したものではありませんけど奇抜な模様に見えますね。
真後ろからも撮りたかったのですが、サブウーファーが重いので、コードを外しての上げ下ろしが面倒です。撮影は省略しました。
制作のようす
ミニ反射鏡の制作について紹介します。最初に基本構造を製作。次に反射光が見える角度を調整できるように回転式に改造します。
基本構造の制作
反射鏡の理論はシンプルです。潜望鏡の仕組みです。その仕組とは、45度傾けた2枚の鏡を離して向かい合わせにします。一方の鏡に入ってきた光が90度で反射して反射鏡内部を進み、もう一方の鏡に届きます。合わせ鏡に届いた光はさらに90度の角度で反射して反射鏡から出ていきます。
向かい合わせする方向で光が出ていく方向が変えられます。今回はLEDから背面に向けて出る光を180度反転させて前面に向けて出ていくように設計します。
ミニ反射鏡の制作に必要な寸法を決めていきます。反射鏡の長さはLEDの取り付け位置からサブウーファーの上端の上2cmまでとして、サブウーファーの前面からは2cm四方の反射鏡の窓が開くようにします。
下の写真はサブウーファーの背面のようすです。右上にLEDがあります。周りにアルミフォイルが貼り付けてあるのは、ミニ反射鏡を作る前に別の試行をした名残です。見事に失敗したので説明は省略。光を反射させるのに多少でも貢献しそうなアルミフォイルは残しました。
まずサブウーファー背面LEDの位置を測定。サブウーファーの上端からLEDの中心までが7cmです。LEDを中心にして2cm四方に45度傾けた鏡を当てることを設計の基本にします。
手書きで書いた設計図がこちら。
設計図中には2.83という細かい数字があります。これは1辺が2cmの正方形の対角線の長さです。45度に傾けて取り付ける鏡の部分に必要な長さです。
1辺がdの正方形の対角線長は√2dでしたね。数学の基本中の基本なのにすっかり忘れてしまうものです。ネットで計算式を検索して思い出しました。普段使わない数式は忘れてしまうものだと実感。老いのせいだけじゃありません。
1と記入した部分はのりしろです。今回の制作はセロハンテープで貼り付けます。接着剤は一切使ってません。
リサイクル用にまとめてあった廃紙の中から適当な厚紙を選びます。選んだのはキャラクターがデザインされたアイスキャンディーが入っていた箱でした。設計図を写してハサミで切り出します。
鏡にする台所用のアルミフォイルを貼り付けます。45度に傾ける部分だけ貼り付ければよいのですが、2枚に分けると細かい作業となってかえって面倒です。フォイルを1枚切り出して両面テープで貼り付けておしまい。本体内部でサブウーファーに残したアルミフォイルと一体化して光をなるべく反射してくれることもかすかに期待します。
なるべくシワを無くして貼り付けたつもりですが、肝心な1箇所に大きなシワができてしまいました。残念。一度貼り付けたものはもう元へは戻せません。作業を続行。
結果を早く見たい気持ちが手伝って、反射鏡の組み立てはすべてセロハンテープをベタベタ貼っておしまい。ミニ反射鏡をサブウーファーの背面に貼り付けます。この貼り付けはビニールテープを使います。
期待半分でサブウーファーの電源オンしてLEDを光らせます。その結果。
期待以上の明るさで緑の光が見えます！
ようやく課題解決。この日は気持ちよく眠りにつけました。
もう少し良くしたい
翌日、前日作ったミニ反射鏡を眺めます。緑の光が見える角度が決まってますが、構造上当たり前。サブウーファーの設置方向と私が座っている場所が正対していません。光をしっかりと見るためにはちょっと首を伸ばしたり傾ける必要があります。
ちょっと不便、もう少し良くしたい。反射鏡の向きを少し変えられないかな？ミニ反射鏡の上の部分をひねってみます。無理です、壊れそう。
さて、ここからが私の本領発揮。
「上の部分を回転できればよい」アイデアはすぐに浮かびます。
ネットで「回転式反射鏡」を検索。数千円のものがあります。自作記事も1つありました。伸縮式です。伸縮構造の考え方を活かして工夫すればなんとかなりそう。目処が立ちます。
回転式へ改造
さらにアイデアを深めます。ふたつの円筒をかぶせて、一つを回せば向きが自由に変えられます。即採用。あとは実現するのみ。
円筒の制作
制作するふたつの円筒は微妙に円周長を変える必要があります。円筒にする厚紙の厚さは薄い。半径が1mm違うふたつの円筒を作ることにします。
ミニ反射鏡の本体と上部の間を切断してそれぞれに円筒をくっつけて、半径が1mｍ大きい円筒に半径が1mm小さい円筒をはめ込むことにします。半径がr1＝１cmとr2＝0.9cmの2種類です。
円筒の円周長は2πｒ（２パイアール）で導けます。さすがにこの式はいつまで経っても忘れませんね。ときどき使うからかも。
計算の結果、円周長はそれぞれ6.28cmと5.65cm。6.2cmと5.6cmが目安です。これは大体。２種類の円周長で幅１cmの長方形の紙を切り出します。それを丸い細棒でくるくると丸めて円筒状にして両端をテープで留めます。細かい手作業です。
２つの円筒が重ねてかぶせられて、引っかからずに回転させられることを確認。自分も意外と器用かも。これでアイデア実現の目処が立ちました。
この円筒を反射鏡本体に固定する必要があります。ちょっと考えて、台紙に円筒の円周より少し小さい穴をくり抜いて、穴の周りに円筒を固定することを思いつきます。通過できる光量が減りますが、致し方ありません。
テープで円筒を台紙に貼り付けて固定できました。
再び２つの円筒を重ねて被せられることを確認。引っからずに回転します。
円筒を反射鏡に取り付け
次はこのふたつの円筒をミニ反射鏡に取り付けます。
ミニ反射鏡の上部の反射鏡部分を本体から切り離します。下の写真の奥が本体部分で、手前が切り離した反射鏡部分です。
反射鏡部分に円筒をテープで固定します。この作業は上手にできませんでした。テープで固定するためののりしろが反射鏡部分に取れなかったからです。ちょっと右に偏ってしまいました。でも一度貼り付けると元には戻せません。テープを剥がすと紙が破けてしまいそうだから。最初からやり直しにしたくはありませんから。このままで先に進みます。
もう一つのミニ反射鏡本体への固定は台紙ののりしろと本体がピッタリとハマりました。
それぞれを重ねて被せて回転式ミニ反射鏡の完成です。
以上で制作内容の紹介は終わりです。
感想
まるで小学生の夏休みの工作の宿題をやっているようで、作業はとても楽しくできました。
出来栄えは決して美しくありません。ほんの試作品レベル。でも一度方向を固定さえしてしまえば、実用には耐えられそうです。思いつきをかんたんに実現できる紙工作は手軽に行えて楽しめます。
LEDの光はとても強いというのを今回改めて感じました。こんな適当な工作で光を２度も反射させたのに光がしっかり届きます。話が飛躍しますが、光通信の威力を改めて確認した気分です。的外れな感想かもしれませんけどね。
