「サブウーファー」は「ボックス」で音が変わる! そのメカニズムを解説![低音を制する者はカーオーディオを制す]

「単体サブウーファー」が搭載されたオーディオカーの一例(製作ショップ:ジパング<鳥取県>)。
「単体サブウーファー」が搭載されたオーディオカーの一例(製作ショップ:ジパング<鳥取県>)。全 3 枚

車内ではどうしても低音が不足しがちだ。なぜなら、ドアに付けられるスピーカーでは口径的な問題で最低音までをスムーズに鳴らしきれないからだ。なので「低音強化」が必要となる。当連載では、その実践法を説明している。今回は、「ボックス」について解説していく。

【画像全3枚】

◆どんな「ボックス」を用意するかで鳴り方を変えられる。そこも楽しみどころに♪

さて、「単体サブウーファー」は導入のハードルが高い。ボックスと「外部パワーアンプ」とを別途用意しなくてはならないからだ。しかし、どんなボックスを用意するか、どんな「パワーアンプ」を組み合わせるかで低音の鳴り方を変えられる。そこが重んじられて愛好家の多くから敢えて選ばれている。

では、どんなボックスを用意するとどんなサウンドが得られるのかというと……。

それを説明する前に、そもそもボックスがなぜに必要なのかを解説しておきたい。それを把握しておくと理解が一層深まるはずだ。

結論から入ろう。ボックスが必要となるのは、「振動板の裏側から放たれる音を閉じ込めたいから」だ。「スピーカー」は振動板を前後に動かして空気を震わせて音を伝えるが、その営みは振動板の裏側でも成されている。そしてその音が表側へと回り込むと、良くない現象が引き起こされる。

「単体サブウーファー」が搭載されたオーディオカーの一例(製作ショップ:ジパング<鳥取県>)。「単体サブウーファー」が搭載されたオーディオカーの一例(製作ショップ:ジパング<鳥取県>)。

◆ボックス内に裏側の音を閉じ込められれば、「キャンセリング」が起こらない!

良くない現象とは、「キャンセリング」だ。表側の音と裏側の音が同一空間で交わると、お互いを打ち消し合ってしまうのだ。

それが起こるメカニズムは以下のとおりだ。表側から放たれる音と裏側から放たれる音は耳で聴く分には同じ音だが、音波的には真逆の関係にある。表側と裏側とでは振動板の動き方が真逆だからだ。表側で見て振動板が前に出ているとき、それを裏側から見ると引っ込んだ状態となっている。

で、耳で聴く分には同じ音でありながら音波の状態的にはひっくり返っている音が同一空間で交わると、お互いを打ち消し合う。しかし裏側の音をボックス内に閉じ込められれば、それが起きない。

これがボックスが必要である理由だが、ゆえにもっともシンプルな構造のボックスは、「シールドボックス(密閉型)」となる。これはつまり、密閉箱となっているもののことを指す。そうなっていれば、ボックスの役割を愚直に果たせる。

そしてシールドボックスでは、箱の中の空気が振動板にとってサスペンションの働きもする。なので振動板がキビキビ動けるのでタイトでレスポンスの良い低音を鳴らしやすくなる。

「単体サブウーファー」が搭載されたオーディオカーの一例(製作ショップ:ジパング<鳥取県>)。「単体サブウーファー」が搭載されたオーディオカーの一例(製作ショップ:ジパング<鳥取県>)。

◆容量によっても鳴り方が変わる。つまり設計でサウンドをプロデュース可能!

なお同じシールドボックスでも、容量を大きく作るとサスペンションの働きが緩くなるので、ゆったりした低音を鳴らしやすくなり、低域側の再生範囲も広くなる。逆に小さめに作るとサスペンションの効き目が高まりタイトな低音を鳴らしやすくなる。でも低域側の再生レンジは狭まり、小さすぎると振動板にストレスがかかりすぎることとなる。

で、カーオーディオではもう1つ、「バスレフボックス(位相反転型)」も使われる。こちらは「ポート(ダクト)」と呼ばれる穴が開けられていて、そこから内部の音エネルギーが放出される仕組みを持つ。なお音波のタイミング(位相)を反転させてから放出するので、キャンセリングは起こらない。

そしてポートの設計を工夫することで放出する音エネルギーの音程を変えられる。つまり狙った帯域の音を増強できる。そこもこれを選択する場合に得られるメリットとなる。

今回は以上だ。次回は「サブウーファーボックス」の様式違いについて説明する。お楽しみに。

《太田祥三》

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