秘密はフレミングの左手の法則にあり!?Bluetoothスピーカーから音が出る理由

自宅で映画やアーティストのライブ映像を楽しむ際、気になるのが音質。近年のスピーカーは、複数のアンプを設置し、立体的な音を作り出すものも多い。また、キャンプやバーベキューなどのアウトドアに持ち出しやすい小型で防水機能が搭載されたものまで存在する。

しかし、実際にスピーカーから音がでる仕組みを理解している人はどれくらいいるだろうか。今回はスピーカーから音が出る原理を紹介していこう。

スピーカーはどういう仕組みで音が出るの？

早速だが、スピーカーから音が出る仕組みを解説していく。

音の性質とスピーカーの特徴

まず、音とは「空気の粗密波」である。そのため、手をたたけば音が鳴るように、空気を押すと音が鳴る。また、音には「音波」というように、波のような性質がある。この波の大きさが音量になり、波が一秒間にどれくらいの感覚で来るかで音の高低が変わる。ゆったりした波は低い音、小刻みの波は高い音になるのだ。

1つの振動版で高音と低音を表現

空気を振動させて音を出す仕組みは、ほとんどの楽器に採用されている。しかしスピーカーと楽器の大きな違いが、楽器は音階ごとに違う減を使ったり、複数の穴が用意されていたりするのに対し、スピーカーの場合はフルレンジであれば1つの振動版で低音から高音までを表現しなければならない。

電気信号を音にする！

楽器であれば、息を吹き込んだり、弦をこすって音を出すが、スピーカーは触れなくても音が出る。これは、音楽プレーヤーから届いた音の信号がAVアンプを通り、増幅されてスピーカーに届く際、音の信号がスピーカー内で振動に変換され、その振動が空気を伝って音となるためだ。

スピーカー内部の仕組みをタイプ別に紹介！

スピーカーには様々な種類がある。それぞれの構造を解説していこう。

ダイナミック型はフレミングの左手の法則を採用!?

スピーカーの種類の中で、最もポピュラーともいえるダイナミック型は、電磁誘導の法則である「フレミングの左手の法則」に非常に似た構造をしている。

フレミングの左手の法則とは、コイルの中に磁石を入れると電流系の針がふれる、その力の流れ方を指で表したもの。これと同じように、ダイナミック型スピーカーの内部は、空気を動かして音にするための振動版がボイスコイルに取り付けられている。そしてコイルの周りには磁石があり、コイルに電流を流すと振動版が上下する仕組みだ。フレミングの左手の法則でいう、親指の方向に振動版が動く。

ダイナミック型の振動版は一般的に円錐形をしている。これは、低音を出すための大きな面積と、高音を出すための小さくも素早く振幅する部分のどちらも備えているのが円錐形だからだ。1つの振動版ですべての周波数を再生しなければならないレンジ型でなければ、この形状である必要はない。

トランペットのような構造のホーン型

ダイナミック型の一種なのだが、ホーン型と呼ばれるスピーカーも存在。これは振動版の前にラッパ状のホーンを取り付けている。一昔前、真空管アンプ時代には、アンプ自体のパワーが小さかったため、それを補うためにホーンを装着していた。

リボン型、静電型には平面振動版が採用！

平面振動版とは、一般的なスピーカーの音源が点とみなされる「点音源」であるのに対し、面全体が同一方向に振動する「面音源」で、音は「平面波」となるもの。距離によって音の広がりが少なく、音圧の減衰も少ないのが特徴だ。

そんな平面スピーカーは、N極とS極が交互にストライプ状つけられている。この磁石のN極からS極へ飛ぶ横向き磁力線の存在する空間に、同じくストライプ状のプリントコイルを、フレミングの左手の法則に沿った位置に配置し、そのコイルに電気信号を供給する。

平面振動版の特徴

平面振動版を採用したスピーカーの特徴は、振動版の振動が単一モードであるため、余分な音が発生しない点。また、振動版を固定しないため、周辺部での共振によって発生する異音も抑制できる。

面全体が同一方向に振動するため、空気が均一に振動し、距離や音量によって全体のバランスが崩れる心配が少ないのも特徴だ。

Bluetoothスピーカーを選ぶ際のポイント

Bluetoothスピーカーを選ぶ際には、自身の利用シーンから最適なスピーカーを決めるといいだろう。

アウトドアでの使用はバッテリー性能と防水がポイント

キャンプなどにスピーカーを持ち出す頻度が高い人は、コンセントのない場所でも利用可能なバッテリー内蔵モデルがおすすめ。頻繁かつ長時間持ち出す場合が考えられるのであれば、バッテリーの駆動時間や本体のコンパクトさにも注目するといいだろう。

また、突然の雨などにも対応できるよう、防水や防塵性能が備わっているものもおすすめだ。防水性能は、IPXという規格で表され、雨や水しぶきから守れるレベルのものから、水没しても心配がないレベルのものまで様々なので、自身の用途を考えて購入しよう。

据え置きのスピーカーならステレオタイプがおすすめ

自宅でテレビやPCに接続して利用する、据え置き型のスピーカーであれば、スピーカーユニットの構成や音の広がりに注目しよう。左右の音の広がりが欲しければ、ステレオ再生のものがおすすめだ。

スピーカーの新しい形！ ウェアラブル型スピーカー

近年人気が高まってきているのが、ウェアラブル型のスピーカー。特に、首や肩にかけて使用する「ウェアラブルネックスピーカー」は、周囲の音を遮断せずに、テレビやスマホの音を耳の近くで再生してくれるので、家事をしながらでも音声が楽しめる優れものだ。

※データは2020年2月下旬時点での編集部調べ。
※情報は万全を期していますが、その内容の完全性・正確性を保証するものではありません。
※製品のご利用、操作はあくまで自己責任にてお願いします。

文／佐藤文彦