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 トップページ電気と磁気の?(はてな)館 > No.31 モバイル・ミュージックとスピーカ技術
電気と磁気の?(はてな)館

モバイル・ミュージックとスピーカ技術

 コンパクトな本体に数百〜数千曲もの楽曲を収納する携帯デジタルオーディオ。その脇役ながら、なくてはならないのがイヤホン。以前とくらべて格段に高品質なサウンドを再生するのは、小さくてもハイパワーな磁石が利用されているからです。

電磁ブザーはバスレフ型スピーカと同じしくみ
 オーディオスピーカのキャビネットの前面に、トンネルのような穴(ダクト)をもつものがあります。これはバスレフ型と呼ばれるスピーカシステム。穴のない密閉型とくらべて低音域が充実し、迫力あるサウンドが再生されます。
 バスレフ型スピーカのしくみは、19世紀ドイツの科学者ヘルムホルツが考案した“ヘルムホルツ共鳴器”で説明されます。たとえば同じ高さの音でも楽器によって音色が違うのは、基本となる周波数のほかに、その整数倍のさまざまな倍音が含まれているからです。ヘルムホルツはそれを実証するために、ヘルムホルツ共鳴器と呼ばれる器具を考案しました。これは球形〜円筒形のガラス管の両側に穴を設けたもので、片側の穴から音を取り入れ、もう1つの小さな穴から出る音を耳で聞きとると、ガラス管の長さや形に応じて、ある高さの音だけが特に大きく響きます。これによって、それぞれの楽器特有の音色をつくる倍音を聞き分けたのです。
 ヘルムホルツ共鳴は物理的には広く空洞共鳴(空洞共振)と呼ばれる現象です。口をすぼめて頬を手で叩くと、鼓(つづみ)のような音を立てるのも、ヘルムホルツ共鳴によるもので、口のすぼめ方によって音の高さも変化します。バスレフ型では比較的小さなスピーカでも低音域が増強されるように、キャビネットの容積やダクトの面積・長さが設計されます。
 携帯電話などで着信音などを鳴らす小型電磁ブザーは、バスレフ型スピーカと似た内部構造をもっています。磁石とコイルを利用して振動板を振動させるのが基本のしくみですが、それだけでは大きな音(音圧)は得られません。そこで空洞部と放音孔を設け、空洞共鳴により大きな音を得るように工夫されています。

ヘルムホルツ共鳴器

バスレフ型スピーカシステムのしくみ

小型電磁ブザーとその内部構造

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