スピーカーから音が出る原理は?音響好きなら知っておきたい豆知識

2019.08.16

私たちは普段から、さまざまなスピーカーに囲まれて生活しています。音楽を聴くときや映画を見るときなど、多くのシーンで活躍しているスピーカーですが、どのような原理で音が出ているのでしょうか?知っておきたいスピーカーの原理を紹介します。

音が出る仕組みを理解しよう

普段私たちが音楽を聴く時は、スピーカーから音が発せられた状態で音を聴いています。テレビなどにもスピーカーは搭載されていますが、どのようにして音が出るのか不思議に思う人もいるのではないでしょうか。

まずは、スピーカーから音が出る仕組みに関して、基本的な知識をまとめていきます。

音が出る仕組みとは?

スピーカーから音が出る仕組みは、どのようになっているのでしょうか?

スピーカーは、音源を電気信号として受信して、振動することによって信号を音へと変換しています。

例えば音楽プレーヤーの場合、プレーヤーから発信された信号は、AVアンプを通りスピーカーへと伝達していきます。スピーカーには、ユニットと呼ばれる振動板が搭載されていて、それが振動することによって音が外に出ていく仕組みとなっています。

スピーカーは電気信号を振動に変換

スピーカーが電気信号を振動に変換していることについてまとめてきましたが、振動に変換する際のユニットという部品について見ていきましょう。

スピーカーのユニットには四つの種類があります。

  • コーン型
  • ドーム型
  • ホーン型
  • リボン型

『コーン型』と呼ばれるユニットには、その名の通りコーン型の振動板が付けられていて、コーンの高さによって再現できる音域が変わります。

半円形の振動板でできているのが『ドーム型』です。広がりがある音質で再生が可能なユニットです。『ホーン型』は、名前の通りホーンがユニットに採用されていて、音の増幅に優れています。

『リボン型』のユニットは、リボンと呼ばれる金属が使われていることから名前が付けられており、高音域の再生に強いという特徴があります。

スピーカーが音になるまでを解説

スピーカーから音が出る基本的な知識やユニットの種類について紹介してきましたが、さらに具体的に音源が音として再生されるまでの流れについて見ていきましょう。

原理はフレミングの法則

スピーカーから音が出る原理は『フレミングの法則(フレミング左手の法則)』にあります。フレミングの法則とは、ジョン・フレミングによって考察された、磁場内において電流が流れる導体に力が発生する現象の『それぞれの向きの関係』を示す法則です。

左手の親指・人差し指・中指で表されるこの法則は、親指が導体にかかる力・人差し指が磁界の方向・中指が電流の流れる方向を表しています。

コーン紙・コイル・磁石による動き

フレミングの法則を踏まえ、スピーカーから音が出る原因には『コーン紙・コイル・磁石』の三つの部品が関係しています。

ボイスコイルと呼ばれる部品にコーン紙(振動板)が取り付けられています。コイルの周りには磁石が設置されているため、コイルに電流を流すと振動板が上下に動くという仕組みです。

簡単に説明すると、電流(音の信号)が流れて、磁石と反応し振動が生まれます。そして、振動がコーン紙と空気を揺らすことで音になるという流れになります。

マイクは逆の動きで電流に変換

マイクは、スピーカーとは逆の原理で音を増幅しています。マイクに向かって声を発することで振動板を揺らします。

揺れた振動板により音は振動へと変わり、アンプを通して増幅され出力されるという仕組みです。

他にもある特殊なスピーカーの原理とは

ここまで紹介してきたスピーカーの原理は、一般的に販売されているスピーカーに適応されているものです。

スピーカーの中には、紹介してきたような原理とは異なる方法で音を再生しているものがあります。それぞれに特徴が異なるので、どのような原理のスピーカーがあるのかチェックしていきましょう。

磁性流体スピーカー

磁性流体とは、磁力に反応する微粒子が含まれた液体のことを指しています。この液体が使用されているスピーカーが『磁性流体スピーカー』です。

従来の一般的なスピーカーには、ボイスコイルを支えるための部品としてダンパーと呼ばれるものが使用されていました。

より高音質で滑らかな音質を求めるために、研究者たちはさらにスピーカーを改良していきました。

そして、スピーカー内のアンプから受け取った電気信号を、音に変換する時の返還ロスを少なくし、磁性流体を使用することでダンパーを取り外した構造を作ることに成功しました。

結果的に磁性流体スピーカーは、省電力、省スペースなどのメリットを持ちつつ、歪みの少ないクリアな音質を再現することに成功しました。

超指向性スピーカー

一般的なスピーカーは水に広がる波紋のように音が広がっていくのに対し、音の広がりを特定の範囲に絞ったスピーカーが『超指向性スピーカー』です。

超指向性スピーカーには、超音波を利用するタイプや平面波を利用するタイプなどに分けられています。実際に使われている場所としては、映画館のロビーや美術館、レストランなどの商業施設が多く挙げられます。

スマホを置くだけの不思議スピーカー

この他にも、スマホを置くだけで音が流れる不思議なスピーカーも誕生しています。

このタイプのスピーカーは、スマホから発生する磁力をスピーカー側が検知することで、音を増幅して再生する仕組みになっています。

スピーカーの原理を知ろう

スピーカーから音が出る仕組みは、本体の種類によって異なることもありますが、基本的な部分は一緒です。

スピーカーそれぞれに特徴が異なりますので、自分の求めている機能に特化しているものを選ぶと、より高音質で満足の得られる音を楽しむことができるでしょう。

その他のテーマ

ART

CULTURE

CRAFT

FOOD

TIME