モノラルイヤホンのコードの構造

質問

息子が夏休みの自由工作・研究のために成美堂出版の「動く！使える！中学生の課題工作（滝川洋二監修）」という本のP16-19にある「メッセージツリー」という工作に取り組みました。

モノラルイヤホンのコードを切断し、ジャック側を使って被覆を剥いて出てくる導線にエナメル線で作ったコイルをつなげ、コイルの先には紙コップの底に磁石を貼り付けたものを置き、紙コップがスピーカーの代わりとなってジャックを接続した機器の音声を出力させられるという原理に基づいているようです。

本の通りに工作してもうまく音が鳴らないのですが、怪しいと感じているのは、モノラルイヤホンのコードを切断し、被覆を剥いた時に出てきた導線が、細い３本の導線を白い糸のようなものに巻きつけたような構造になっていたことです。なぜなら、本の見本では、被覆を剥いたときに太い一本の導線が現れており、そこにエナメル線のコイルを接続するように書かれているからです。

現在の細い３本の導線のままで本来は音が出るはずと考えてよろしいのでしょうか？それとも、本の見本にあるようなコードの中が一本の導線になっているモノラルイヤホンを探さなければならないのでしょうか？その場合、切断してみるまで中の構造は分からないと思うのですが、あらかじめ調べる方法はあるのでしょうか？

どなたかご教授いただければ幸いです。

回答No.9

DAV · ベストアンサー

＞現在の細い３本の導線のままで本来は音が出るはずと考えてよろしいのでしょうか？

イヤフォーンケーブルの線は柔らかく曲がり易くするため、銅箔を糸に巻き付けた構造の製品があります。現在の銅箔を縒り合わせてお使い頂いて結構です。（３本の銅箔が２組で、R、L、グランドということではありません。）

お礼

DAVさん、コードの中の線についての情報どうもありがとうございました。

銅線ではなく"銅箔"という言葉が耳慣れなかったので、検索してみるとこんなページが見つかりました。
http://www.meisei-ind.co.jp/Product-TinselWire-Review.html#
ここには確かに用途に「イヤホーンコード」と書かれています。

特に極性などは無く、「３本」にも意味がある訳ではないようですね。No.7の回答へのお礼に書きましたように、切断したコードの中の導線をより合わせる際に極性等何も神経を使わずより合せれば良いことが分かりましたので、安心して確認試験を行う事ができました。

回答No.13

noname#153159

モノラルイヤホンではなくてステレオイヤホンの片側を切断して加工するほうが確実です（線が2本）　多分音声機器はステレオ出力ではないかと思います。

お礼

raphaie7さん、p84902612さんと共にステレオイヤホンの使用を勧めていただきありがとうございました。本に載っていないので、ステレオイヤホンをどう利用すれば良いかわからなかったのですが、raphaie7さんのアドバイスのおかげで、どう利用すればよいか分かりました。

最終的にステレオイヤホンで音が出せたので、とても良かったです。ありがとうございました。

回答No.12

DAV

A.No7の追加です。
エナメル線のコイルの直径が判りませんが、磁性体の心棒を入れてみて下さい。釘でもいいのですが、できるだけ太めのものを使って頂くと感度が上がります。
釘１本のときと、釘１０本の時と比較してみると違いが判ります。
なんだか理科の授業みたいですね。こういう実験で身に付いた知識は忘れないものです。

お礼

DAVさん、大変遅くなりましたが、心棒についてのアドバイスありがとうございました。

実は、その後、コイルの巻き数を増やしてみても方位磁針の触れがあまり確認できず、一時どうしたらよいか分からない状態になってしまっていました。

その後やったことは
・ネオジム磁石の購入
　→　楽天で専門ショップがあることが分かり、安価で様々な径の丸型ネオジム磁石を購入できた。
　http://www.rakuten.ne.jp/gold/magnet/
・コイルの径の調整
　→　巻き数だけに気を取られていたが、コイルの径は大きく利く事が分かり、小さい径のコイルになるように工夫した
・最初に切断したステレオイヤホンのプラグを利用　→　raphaie7さん、p84902612さんのアドバイスに従う

最終的にコイルの径を小さくし、小さめのネオジム磁石を利用した時に、紙コップから音が聴こえてきました！息子は感動しておりました。
更に追試して分かったのは
・磁石が大きい方が強力なのに、音がしたのは一番径の小さい磁石。
（紙コップの底を振動版とすることから、大きすぎてもバランスが悪いのか・・・・？）
・コイルの径を大きくすると巻き数が多くても、音は聴こえない
・音が聴こえる組み合わせでも方位磁石はそれほど触れなかった
・コイルとネオジム磁石のギャップも関係ありそう

とにかく音を出せて良かったです。見かけは簡単そうでも奥が深く勉強になる実験工作であったことは確かです。この後は、音が聴こえた組み合わせで、更に音が大きくなる効率の追求だけです。その際には教えていただいた心棒の実験も加えてみようと思います。ありがとうございました。

回答No.11

jbppx980

紙コップの方に普通の家電用コードでもつけておいて3本を変えながらつけていき反応のあった2本を本格的につける。

お礼

jbppx980さん、ご回答ありがとうございます。
残念ながら、回答の意味が分かりませんでした。すいません。

とにかくDAVさんご教授の方位磁針がかすかに動いているようでしたので、この後は、コイルの巻き数を増やす、磁石を強力なものにする、コイルと磁石のギャップ調整を行う、といった路線で進めて行きたいと思います。あと、まだイヤホンプラグからコイルまでの通電状況が豆電球テストでは確認できていないのでそれが一つの課題です。

息子は簡単に出来て面白い工作と思って決めたようですが、思わぬ展開で親の方が勉強させていただいている次第です。息子には、最終的に鳴っても鳴らなくても、テストした過程をまとめる事こそが大事であると教えております。

回答No.10

にゃ ♪（@p84902612）

ANo.2, 4で回答した者です。

なるほど確かにモノラルですね。
ちなみに接続している機器はモノラル出力ですか？

スレテオ出力の機器にモノラルのジャックを刺すと、
L/R出力の片方がそのままGNDに落ちるため、機器を損傷する可能性があります。
ましてやボリュームをかなり上げる必要があると言う事なので、確認してみてください。
（出力側の機器によっては安全装置が働いて音が出なくなるものもあります）

周りにスレテオ出力の機器しかないのであれば、
前に書いたように、スレテオイヤホンを使うのが望ましいです。

お礼

p84902612さん、引き続きお付き合いいただき本当にありがとうございます。

接続する機器はテストに使っている物も、最終的に工作として提出する際の物もステレオ出力の機器を考えています。

機器そのものは安価なMP3プレーヤーを使うつもりなので、仮に損傷してもそれほど惜しくは無いのですが、そのために工作が意図通りに動かないのであれば問題です。残念ながらモノラル出力の機器は回りにほとんどありません。（探せば古いモノラルラジオがどこかにあるか・・・）

工作としてはモノラルイヤホンが指定されています。そして出力機器についてはイヤホンジャックさえあればいいと書かれています。

非常に簡単に出来そうに書かれているのですが、そもそもそんなに簡単でない物を検証もせずに簡単であるかのように書かれているとしたならば残念です。せっかく、皆様に御教授いただいておりますので、内容を確認していただくためにスキャンしました。以下のURLから御確認いただければと思います。
http://proxy.f3.ymdb.yahoofs.jp/bc/6bff15a6/bc/MessageTree.pdf?BCirYrIBmRudRQDT

回答No.8

nijjin

エナメルの被覆は通常、半田こてを熱し半田を溶かします
その中に入れて被覆を剥すと同時に半田メッキします。
この時、半田こてで溶けた半田を熱し続けてください。
なお、エナメル線は各系統ごとに行ってください。

メッキされると同時に１本にまとまるので半田付けもしやすくなります。

３本あるのは左右の出力とグランドです。
ＬＲを混合する事で両方の音が混ざった状態でモノラルに出来ます。
逆に分ければステレオに出来ます。

お礼

nijjinさん、半田メッキについて教えていただきありがとうございます。

実はテスターが無いだけでなく、半田ごても持っていない電子工作素人です。息子がこんな工作を選ばなければ、これまで通り何も知らないままで過ごしていたはずです。

どうも微妙な精度がものをいう工作のような気がしてきましたので、最終的な仕上げの段階で半田付けも必要かもしれないと思い始めました。週末にホームセンターで買わなければいけないかも・・・。その際は、貴重なアドバイスとして参考にさせていただきます。

回答No.7

DAV

イヤフォーンのプラグ、ジャックは同じように見えますが、直径、長さが微妙に異なります。またステレオ用とモノラル用では端子数も異なります。

試しに切断したイヤフォーンをつないでジャックに差し込んで音が聞こえるかどうか、ご確認ください。

また動作しているかどうかは、方位を見る磁石を近づけてみると磁針が揺れますので判ると思います。

お礼

DAVさん、適切なアドバイスありがとうございます。

>試しに切断したイヤフォーンをつないでジャックに差し込んで音が聞こえるかどうか、ご確認ください。
これがまず基本的な確認ですね。息子にやらせてみましたが、ちゃんと音が聴こえたそうです。また、その際に一度切断したコードを被覆を剥いて中の導線をつなぎ合わせるわけですが、中の細い導線については何の処置もせずにより合わせるだけで音が聴こえたそうです。これにより、中の細い導線は特に絶縁のコーティングはされていないことが確認できました。ありがとうございます。

>また動作しているかどうかは、方位を見る磁石を近づけてみると磁針が揺れますので判ると思います。
非常に分かりやすい判定方法を示していただきありがとうございます。これならば、子供の教材のみで試す事が出来ます。息子とやってみましたが、エナメルコイルの巻き数を倍くらいに増やした上でやってみましたが、非常に微妙にかすかに動いているらしい事を確認できました。しかし針の動きが非常に弱く、テーブルそのものの物理的な揺れと区別するのが難しい状況で、コイルによる磁界の変化によって磁石の針が動いたという確信は80%くらいです。（←変な表現ですが汲み取っていただけると助かります。）

回答No.6

myonmu

通電の確認は乾電池と豆電球でできると思います。

もしくはコードとコイルがつながっている状態でイヤホンジャックの部分の通電を確認してみてもいいかもしれません。

お礼

myonmuさん
早い時間（遅い時間？）の回答、本当にありがとうございます。

乾電池と豆電球での回路テストですが、以下の図のように行いました。

http://proxy.f3.ymdb.yahoofs.jp/bc/6bff15a6/bc/rooptest.pdf?BCyYYrIB.4NlA.FD

結果、豆電球はつきませんでした。エナメルコイルを外してイヤホンコードの２本の線をショートさせても豆電球はつきませんでした。

イヤホンプラグについて根本的な勘違いをしているような気もしています。お手数ですが、またご教授いただければと思います。

回答No.5

myonmu

ANo.1の者です
とりあえずできる限りのことを教えます。

コイルの巻き数を増やす、磁石をアルニコやネオジムに変えるとゆうのをやってみてください。音が小さすぎる場合はこれで聞こえるぐらいにはなるはずです。
コイルはしっかり固定されてないと全く意味がありませんので気をつけてください。

あと、コードですが、まずコードに通電しているかどうか確かめてください。
できるのなら普通の銅線を買ってきてスピーカー端子につなげてみましょう。
それができないのならホームセンターで単品のイヤホンジャックを買ってそこにコイルを直接接続してみましょう。

お礼

続けての回答ありがとうございます。

可能性のある部分についての様々な御指摘は非常に参考になります。
コイルの巻き数を変える事や磁石を強力なネオジムというタイプに変えてみる事は本に載っていて、その変化を考察する事が勧められていました。

ネオジム磁石を買っても他の部分でつまずいていたら無駄になると思い、他の可能性をまず考えておこうと思っていました。コイルの巻き数を増やす事はすぐに出来るのでやらせてみようと思います。

コードへの通電は確認しておりませんでしたが、別回答に書いた通り購入してすぐ切断したものなので大丈夫と思っていました。手元にテスターが無いのですが、切断したイヤホンコードのジャック側の２本の線と乾電池と豆電球のループで通電は確認できるのでしょうか？それともイヤホンジャックを機器に挿した状態でスピーカーへ導線で接続する以外に確認できないのでしょうか？基本的な事が分かっておらず申し訳ありませんがよろしくお願いします。

回答No.4

にゃ ♪（@p84902612）

ANo.2で回答した者です。
補足します。

イヤホンの線はエナメルでコーティングされていますので、
削るか、ライター等で炙ってコーティングを外す必要がありますが、
この作業は実施されていますか？

お礼

続けての回答ありがとうございます。

イヤホン側の線がコーティングされている事は考慮しておりませんでした。写真の通り、非常に細い線ですので紙やすりで削るのは無理そうですが火で炙ってコーティングが外せるならば、やってみる価値はありそうです。参考になる回答ありがとうございました。

回答No.3

ASIMOV

そのプラグはヘッドホンのジャックにつないだのでしょうか？
ヘッドホンの出力は非常に小さいです
手作りのスピーカーは、非常に効率が低いので音が出ない可能性が有ります
手作りスピーカーは、私も昔作ったことが有りますが、出力の大きなスピーカー端子につなぎました
それでも、微かな音しか出ませんでしたよ

お礼

早速の回答ありがとうございます。

おっしゃる通りヘッドホンジャックにつないでいます。確かに効率は相当悪いと思いますが、工作の本にはヘッドホンジャックなら何でも良いと書かれていました。本にも出る音は小さいと書いてありましたので、もともと効率は悪いものだと思うのですが、本に載っているぐらいだからある程度は手軽に音が出るものと想像していたのですが・・・

補足

お礼の補足なのですが、今日、他の方からあったアドバイスにより方位磁針をコイルに近づけて導通を確認するという方法を試してみたのですが、非常にごくごくわずかに揺れているような気がしました。

ASIMOVさんの言われる通り、効率の低さが大きな原因かもしれないと思い始めております。少なくとも磁石は強力なネオジムタイプを購入しなければならないと思っています。実はネオジム磁石がホームセンター等では売っておらず、ネットで検索したところ小中学生の実験機材を専門に扱うネットショップで2000円という価格で出ていたため、購入を躊躇しておりました。

皆様のアドバイスからだんだんと原因が絞られてきて、どうも効率の問題が大きそうだとはっきりしてきましたので購入の踏ん切りが付きそうです。