スピーカー
スピーカー(またはラウドスピーカー)は、音楽・音響等の低周波電気信号を、機械(物理)振動に変えて音(可聴音)として聞かせるように設計された変換器である。略称「SP」。エレクトロニクス系の業界用語では「ラッパ」と呼ばれることがある。
基本的な構造
広く使われている代表的なダイナミックスピーカーと呼ばれるタイプの構造は、ボイスコイルと呼ばれる細い金属線を、筒状の紙、または、その他の軽量の不導体に、規則正しく巻かれたものを、その内径よりわずかに小さい円筒状の永久磁石にかぶせ、お互いが接触しないように作られる。この状態で、ボイスコイルに電流を流すと、フレミングの左手の法則により、ボイスコイルにモーメントが働くことを原理として、空気を振動させて、人間の耳に聞こえるように、コーン紙と呼ぶ振動版を付け、部品としてのスピーカーユニットができる。
コーン紙とは、円錐状(皿型)に加工され、軽量かつ機械的な強度がある材質が求められる。材質は和紙のような構造のパルプや、表面にプラスチックや金属などをコーティングしたもの、炭素繊維でできたものなどがある。
他に、平面型スピーカーと呼ばれる、振動面が平らなものもある。これには強度を確保する目的で、ハニカム構造という蜂の巣に似た六角形の集まった構造体を両面からはさみ込んだ(サンドイッチ)したものがある。
変わった形のものとしては、昔の蓄音機のような形態である、振動板前面にラッパ状の末広がりの筒(ホーン)を置くホーン型スピーカーもあり、主として中高域の再生に用いられる。長大なホーンを用いて低域を再生することも可能であるが、日本の住宅事情では実現に制約が多い。
実際に音を出すために
コーン(皿)型のスピーカーユニット単独では、放射された空気振動のうち低域はコーン紙の前後で逆位相になるため打ち消しあい、低域が十分に再生できない。このため、コーン紙の片方だけが直接外気と接するような箱(エンクロージャー)に収容して使用する。スピーカーには、人間の可聴域(おおよそ20~20000Hz)を一つのスピーカーユニットで可能な限りカバーできるように設計された「フルレンジスピーカー」(中音域を中心に低音域と高音域の特性を確保)と、可聴域をいくつかに分けて、その周波数域を専用に振動させる目的で設計された、「スーパーウーファー」(超低音用)、「ウーファー」(低音用)、「スコーカー」(中音用)、「ツイーター」(高音用)、「スーパーツイーター」(超高音用)などがある。
それぞれに独自の形状と、材質があり、また、それらをより効率よく動作させるための、ネットワークという、コンデンサーとコイルからなる部品も必要になる。2個で鳴らすものを2ウエイ、3個を3ウエイ、4個を4ウエイと呼ぶ。
1種類のユニットでは再生可能周波数に制約があるため、高級なスピーカーでは帯域を2から4に分割して再生することが珍しくない。しかしフルレンジスピーカーも、ローコストな製品だけでなく、中音域主体の素直な再生特性を生かした中級クラスにも用いられることがある。
分類
変換方式による分類
ダイナミック型 マグネティック型 コンデンサ型 圧電型 リボン型 放電型
振動板の形状による分類
コーン型 ドーム型 平面型
振動の放射方式による分類
密閉式 バスレフ型 ホーン型 フロントロードホーン型 バックロードホーン型 アクースティックマス型
再生帯域による分類
フルレンジスピーカー - 中音域主体で低音、高音の特性も極力確保 帯域分割するもの スーパートウィーター(スーパーツイーター) - 超高音域。100000Hz(100kHz)程度の人間が聞こえない周波数まで再生できるものもある。 トウィーター(ツイーター) - 高音域 スコーカー(ミッドレンジ) - 中音域 ウーファー - 低音域 スーパーウーファー - 超低音専門(約100Hz以下)。センタースピーカーとして使用。 1ウエイ - フルレンジ 2ウエイ - ウーファー(中音域までカバー) + ツイーター 3ウエイ - ウーファー + スコーカー + ツイーター 4ウエイ - ウーファー + スコーカー + ツイーター + スーパーツイーター
- ※以上の構成に、超低音再生のため、センタースピーカーとしてスーパーウーファーを追加することもある。
形状・サイズによる分類
ブックシェルフ型 フロア型 トールボーイ型 埋め込み型
その他
アクティブスピーカー 無指向性スピーカー