監修:株式会社シーユーアイ・ジャパン
スピーカーユニットとは
スピーカーユニットとは、音響信号を電気的なエネルギーから音波に変換する装置です。
スピーカーは、音響信号を電気的なエネルギーから音波に変換する装置です。一般的に音声や音楽を再生するために使用されるデバイスであり、エンクロージャーのない発音素子そのものを、スピーカーユニットと呼びます。
スピーカーユニットは、電気信号を音波に変換することによって音を再生します。これにより、音楽や映画、ラジオ、ポッドキャストなどのメディアを楽しむことが可能です。また、異なるサイズやタイプのスピーカーユニットを組み合わせることで、広い範囲の周波数を再生できます。これにより、低音から高音までの幅広い音域をカバーすることが可能です。
ただし、安価なスピーカーユニットや低品質な設計のスピーカーシステムは、音質が劣化する可能性があります。不適切なスピーカーユニットを使用すると、音が歪んだり、クリアさが失われたりすることがあるため注意が必要です。
スピーカーユニットの使用用途
スピーカーユニット使用用途は主に下記の通りです。
1. ホームオーディオ
ホームオーディオでは、高品質な音楽再生を実現するためにスピーカーユニットが重要な役割を果たします。さまざまなサイズのスピーカーユニットが低音や高音の再生を担当し、全体としてバランスの取れた音響体験を提供します。
ステレオスピーカーシステムでは2つのスピーカーを配置して立体的な音場を再現する仕組みです。ホームシアターシステムではサラウンドスピーカーも使用され、映画鑑賞時の臨場感を高めることが可能です。
2. 自動車
自動車内での音楽鑑賞を向上させるために、自動車オーディオにスピーカーユニットが使用されます。車内の形状や音響特性に合わせて設計されたスピーカーシステムが、高音質な音楽再生を提供することが可能です。ドアパネルやリアシートにスピーカーが組み込まれることが一般的で、低音再生を強化するためにサブウーファーが追加される場合もあります。
3. ポータブルスピーカー
ポータブルスピーカーは小型で持ち運び可能な音響デバイスです。Bluetoothや無線接続を使用してスマートフォンやタブレットと連携し、屋外で音楽を楽しむのに便利です。音質や音量には限界がありますが、移動中やアウトドアでの使用に適しています。
4. コンピュータ・ノートパソコン
デスクトップコンピュータやノートパソコンには、内蔵スピーカーユニットが装備されていることが多いです。ビデオ視聴やゲームプレイ時に音声を楽しむために使用されます。高音質な音楽再生を求める場合は外部スピーカーを追加する場合もあります。
スピーカーユニットの原理
スピーカーユニットの動作原理は、電気エネルギーを音波に変換するプロセスに基づいています。スピーカーユニットは一般的に、以下の主要な部品で構成されています。
図1. スピーカーユニット
1. コイル
スピーカーユニット内にあるコイルは、電流が流れることによって磁場を生成します。この磁場と永久磁石との相互作用によって、コイルが振動して音を生成する仕組みです。
2. 振動板
コイルに取り付けられた振動板は、電流が流れることで生じる磁場の影響を受けて振動します。振動板の振動が周囲の空気を圧縮し、音波を生成するための補助をすることが多いです。
3. 永久磁石
スピーカーユニット内に配置された永久磁石は、コイルの振動によって生成される磁場と相互作用し、振動板を振動させる力を提供します。
4. サラウンド
振動板を囲むサラウンドは振動板の動きを適切に制御するための柔軟な材料でできています。これにより、音波の正確な再生が可能です。
スピーカーユニットの選び方
スピーカーユニットを選ぶ際には、いくつかの重要な要素を考慮する必要があります。
1. SPレベル
スピーカーユニットのSPレベルは、発せられる音の大きさを表す指標です。一般的にはデシベル (dB) 単位で示され、感度が高いほど同じ入力信号でより大きな音を出力できます。選ぶ際には、使用する環境やアプリケーションに合った適切な感度を選ぶことが重要です。大きな部屋やアウトドアなど、広い空間で使用する場合には高感度のスピーカーユニットが適しています。
2. インピーダンス
スピーカーユニットのインピーダンスは抵抗のような特性を表し、オーディオ機器との適合性を考慮することが必要です。一般的なインピーダンスは4Ωまたは8Ωですが、他のインピーダンスも存在します。使用するアンプやオーディオ機器のインピーダンスとスピーカーユニットのインピーダンスを合わせることで、最適な性能を得ることが可能です。
3. 寸法
スピーカーユニットの寸法は取り付け場所やデバイスの設計に合わせて選ぶ必要があります。特に車内やホームオーディオの場合は、スピーカーユニットの寸法がフィットするかどうかを確認することが重要です。
また小型のスピーカーは、コストとスペースの面でメリットがあります。加えて、高音域で音圧が高く出力可能範囲が広いなど、優位性があります。一方、サイズが大きくなるにつれ、入力可能な電力と、それに伴い音圧が大きくなる他、低音域で優位性を持つ傾向にあります。
4. フレーム形状
スピーカーユニットのフレーム形状は取り付け方法やデザインに影響を与えます。一般的な形状には円形、楕円形、四角形などがあります。取り付け場所や装飾性を考慮して、適切なフレーム形状を選ぶことが重要です。
図2. フレーム形状
本記事はスピーカーユニットを製造・販売する株式会社シーユーアイ・ジャパン様に監修を頂きました。
株式会社シーユーアイ・ジャパンの会社概要はこちら