音叉とは：仕組み・定義と用途（調律・聴力検査）

音叉とは何か、仕組みや定義、調律や聴力検査での用途を分かりやすく解説。原理から使い方まで図解と実例で理解できる入門ガイド。

著者: Leandro Alegsa

07-12-2025 16:55

音叉は、2本の突起を持つ金属のU字形共鳴器で、一般に鋼（スチール）で作られることが多い。中央にある柄（ステム）と両側の先端はタインと呼ばれ、タインを振動させることで音を出す。小さく単純な形ながら、特定の周波数で非常に安定した音（基準音）を発生するのが特徴で、主に楽器の調律や聴力検査などに使われる。

仕組みと音の性質

音叉を物にぶつけて振動させると、タインが互いに反対方向に振れる基本振動モードが励起される。この振動は周囲の空気を押し引きして音を発生させ、特定の一定の音程で共鳴する。音叉は高次の倍音成分が少なく、基本周波数に近い「純音」に近い音色を出すため、基準音として適している。

周波数（ピッチ）は主にタインの長さ、断面（太さ）、素材の弾性係数や密度によって決まる。おおまかに言えば、タインの長さが長いほど周波数は低くなり、短いほど高くなる（長さの2乗に反比例する関係が近似的に成り立つ）。設計上は形状や素材の違いで微調整され、非常に安定した周波数を保つ。

主な用途

楽器の調律 — 特にピアノや弦楽器、管楽器などのチューニングの基準音として古くから使われる。最も一般的な音叉はA4（440 Hz）を指定したもの（A＝440 Hz）で、オーケストラや個人演奏の基準として用いられることが多い。
聴力検査（耳科・聴覚検査） — Rinne（リンネ）テストや Weber（ウェーバー）テストなど、空気伝導と骨導の差を調べる簡便な診断に使われる。骨伝導の位置（乳様突起など）に音叉を当てることで、伝導性難聴と感音性難聴の鑑別に役立つ。
神経学的検査・リハビリ — 触覚・振動覚の検査（例えば糖尿病性ニューロパチーの検査）や理学療法での振動刺激に用いられることがある。
教育・音響実験 — 音の性質や共鳴の実験教材として、波の干渉や共鳴現象の説明に利用される。
代替療法・音療法 — 一部ではヒーリングや瞑想の補助として使われるが、医学的根拠は限定的であり注意が必要。

実際の使い方（基本）

打ち方：専用のゴムハンマーや革ハンマー、または手のひらの付け根部分などで柄の近くを軽く叩く。硬い物に強く打ち付けると損傷する可能性があるので避ける。
持ち方：柄（ステム）を持ち、タイン自体は持たない。タインを握ると振動が減衰して音が変わる。
音量を上げる：共鳴箱や共鳴体（木箱、ピアノの響板など）に柄を当てると音が増幅される。
聴力検査での使い方：Rinneテストでは、開始時に耳の外側の近くで音が聞こえるかを確認し、次に乳様突起（後ろ側の骨）に当てて骨導で聞こえるかを調べる。Weberテストでは頭頂に置いて音の左右差（側方化）を判定する。

種類と精度

音叉には標準音に合わせたもの（A=440Hzなど）、各音階ごとのもの、また周波数の異なる専用音叉セットがある。電子チューナーや校正機器に比べると周波数の測定・表示能力は劣るが、基準音としての安定性と単純さから今も広く使われている。精度が必要な用途では校正済みの音叉やラボ用の高精度器具を用いる。

注意点と手入れ

強く落としたり叩いたりすると変形して周波数が狂う。取り扱いは丁寧に。
錆びや汚れが付くと振動特性が変わるので、乾いた布で拭き、湿気の少ない場所で保管する。
医療用途では消毒方法に注意し、複数人で使う場合は清潔に保つ。

まとめ

音叉はシンプルな構造ながら、特定の周波数で安定した純音を出すため、楽器の調律や簡易的な聴力・振動検査など多用途に使える基本的な音響器具である。現代では電子機器に取って代わられる場面もあるが、物理的で直感的な基準音としての利点は依然として大きい。

共鳴箱の上の音叉ドイツ、ケムニッツ、マックス・コール作

説明

音叉は、1711年にイギリスの音楽家ジョン・ショアによって発明された。彼は宮廷のトランペット奏者として、作曲家ジョージ・フリデリック・ヘンデルやヘンリー・パーセルに楽曲のパート譜を書き下ろしてもらった。

フォークの形状は、非常に純粋な音色を生み出します。振動エネルギーのほとんどは基本周波数にあり、倍音（ハーモニクス）はほとんどありません。これは他のレゾネーターではありえないことです。というのも、最初の倍音の周波数は、基本音の約5² /2² = 25/4 = 6¼倍（約2½オクターブ上）なのです。これに対し、弦楽器の第一倍音は基本音より1オクターブ高いだけである。そのため、フォークを打っても、倍音にはほとんどエネルギーが流れず、倍音は早く消滅し、基音だけが残る。この純粋な音色は、他の楽器の音色と聴き比べるとき、チューニングがしやすい。

フォーク型にしたもう一つの理由は、主モードで振動させると、突起が離れたり離れたりすることでハンドルが上下に振動するためです。各突起の根元にはノード（振動のない点）がある。柄の動きは小さいので、振動を減衰させずに柄でフォークを持つことができるが、柄が振動を共鳴器（よく使われる中空の直方体の箱のようなもの）に伝え、フォークの音を増幅させることが可能になる。共鳴器（机の天板に柄を押し付けるだけの簡単なものでもよい）がないと、音は非常に微弱である。これは、フォークの突起から出る音波が180度位相がずれているためで、フォークから離れたところでは干渉し合い、ほとんど打ち消されてしまう。フォークの突起の間に吸音シートを挟み、片方の突起から耳に届く音を小さくすると、この打ち消しが少なくなるため、実際に聞こえる音量は大きくなる。

市販の音叉は通常、工場で正しいピッチに調整されていますが、突起の部分をヤスリで削ることで再チューニングすることができます。突起の両端をヤスリで削るとピッチが上がり、突起の根元の内側を削るとピッチが下がります。

最も一般的な音叉は、A＝440Hzの音を鳴らす。これは標準的なコンサートピッチで、一部のオーケストラではチューニングノートとして使われている。ヴァイオリンの2弦、ヴィオラの1弦、チェロの1弦の1オクターブ上を開放で弾いたときのピッチである。1750年から1820年の間にオーケストラで使われていた音叉は、ほとんどがA=423.5Hzの周波数でしたが、多くの音叉があり、微妙に異なるピッチも多くありました。標準的な音叉は、ピアノの中央オクターブ内のすべての音楽的音程、およびその他の音程に対応するものがある。音叉のメーカーとしては、イギリスのシェフィールドにあるラグ社やジョン・ウォーカー社などが有名である。

音符（E）と周波数（659ヘルツ）が刻印されたジョン・ウォーカー社の音叉

周波数の計算

音叉の周波数は、その寸法と材質によって異なります。^[]

f = 1 2 π l 2 A E ρ {displaystyle f={Cfrac {1}{2π l^{2}}}{sqrt {Cfrac {AE}{rho }}}} , もしプロングが円筒形の場合 $f={\frac {1}{2\pi l^{2}}}{\sqrt {\frac {AE}{\rho }}}$ また、プロングが円筒形の場合、^[] f = R 2 π l 2 π E ρ { {displaystyle f={Tháfrac {R}{2Cpi l^{2}}}{Tháfrac {Cpi E}{Thárho }}}となります。｝ $f={\frac {R}{2\pi l^{2}}}{\sqrt {\frac {\pi E}{\rho }}}$

どこで

fはフォークが振動する周波数（ヘルツ）です。
Aは突起（タイン）の断面積（平方メートル）です。
lはプロングの長さ（メートル）です。
Eはフォークの材質のヤング率（パスカル）である。
ρはフォークの素材の密度を1立方メートルあたりキログラムで表したものです。
Rは突起の半径（メートル）です。

用途

音叉は伝統的に楽器の調律に使われてきたが、多くの用途で電子チューナーに取って代わられている。音叉は、電子発振回路に接続された突起に電磁石を近づけることで、音が消えないように電気的に駆動することができる。

楽器において

音叉と同じような構造を持つ鍵盤楽器は数多く作られているが、最もポピュラーなのは、音叉と同じ原理でハンマーを打つ構造を持つローズピアノであろう。

時計において

アキュトロンは、マックス・ヘッツェルが開発し、1960年からブローバが製造した電気機械式時計で、電池を電源とする360ヘルツのスチール製音叉を計時素子として使用したものである。この音叉のおかげで、従来のバランスホイール式時計よりも高い精度を実現することができた。音叉の音は、時計を耳に当てると聞こえる。

医療用

音叉（通常C-512）は、医師が患者の聴力をチェックするために使用されます。また、低音用（通常C-128）は、末梢神経系の検査で振動感覚を確認するために使用されます。

音叉は、ソノパンクチャーやポラリティセラピーなどの代替医療にも使われている。

メディカル音叉 128Hz

レーダー銃の校正

車の速度やスポーツのボールの速度を測定するために使われるレーダー銃は、通常音叉で校正されます。音叉には周波数の代わりに校正速度と校正するレーダーバンド（Xバンド、Kバンドなど）が表示されています。

ジャイロスコープにおいて

音叉のダブルやHタイプは、QuapasonTMやさまざまなタイプのMEMSのような戦術的な振動構造ジャイロスコープに使用されています。