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イヤホンコードはなぜ絡む
効果的な対策は?

イヤホンコードはなぜ絡む 効果的な対策は?

 通勤途上や休憩時間にイヤホンで音楽を楽しむ読者は多いと思うが、使う際に面倒なのがコードの扱い。カバンやポケットに無造作に突っ込んだままだとコードが絡んでしまい、イライラする場面が少なくない。無理にほどこうとすれば、断線など故障の原因にもなりかねない。

 なぜカバンの中のイヤホンコードは絡みやすいのか? 絡みをうまく防ぐ効果的な対処法はあるのか? イヤホンコードにまつわる数学的理論や商品の最新事情について調べてみた。

長いひもほど絡みやすい、「結び目の理論」で証明

 「実はイヤホンのコードが絡むことは極めて自然であることが数学的に証明されているんですよ」――。埼玉大学大学院理工学研究科教授の下川航也さんが解説してくれた。

模型を使って「結び目の理論」を説明する埼玉大学大学院教授の下川航也さん

 「ひもの結び方がどれくらいあるか」などの問題は数学の分野だと「結び目理論」と呼ばれており、100年以上の歴史があるという。日本は世界でも知られた研究者を輩出しているそうだ。

 ここで注目したいのは「容器の中に十分に長いひもが入っていると結び目ができている確率は高く、さらにひもの長さが長くなるほどその確率は100%に近づく」ということ。サムナーズとウィッティントンの定理などといわれ、すでに数学的に証明されている。

原因は自由度、逆にひもが短いと結び目は作れない

 逆にひもが短い場合は、結び目ができにくくなるらしい。

 「たとえば太さが1センチのひもだと、15.66センチ以上の長さがないと結び目を作ることはできない」という定理もある(デンヌとサリバンとディアオの定理)。つまり、太さが数ミリで長さが1メートル程度もあるイヤホンは、数学的にも結び目がとてもできやすいというわけ。

 「両端が固定されておらず、振動や揺れでコードが動きやすい状況になっているほど絡む確率はさらに高い」と下川さんは指摘する。コードが自由に動き回ることで自然に結び目ができてしまうからだ。そう考えると「カバンの中にイヤホンを無造作に入れて持ち歩くのはコードに結び目が極めてできやすい状況だ」ということができる。

交点増→結び目急増? 数学的対応法は「両端固定・コード巻き取り」

 「結び目理論」によると、結び目の分類はこれまで多くの研究者によって整理されており、交点数と結び目の個数に上の表のような関係があることも分かっている。

 交点が14までの場合を見る限り、交点が増えるほど結び目が飛躍的に増えてゆく様子が読み取れる。「ひもが長いほど絡みやすい」という体験上の感覚が、数学的にもなんとなく実感できそうだ。

 ひもの絡み方には具体的にどんなものがあるのだろうか?

 実は、これも研究者によってかなり解明されている。

結び目の分類(交点数が0から9まで一部抜粋)http://knotplot.com/zoo/より引用

 左の画像は交点の数と結び目の分類を視覚的に分かりやすいようにまとめたものである。画像中の大きな数字が交点数、小さな数字が各交点数内での結び目の種類を示している。たとえば交点数が0、3、4の結び目はそれぞれ1つしかなく、順番に「自明な結び目」「三葉結び目」「8の字結び目」と呼ばれている(交点数が1、2の結び目はない)。

 交点数が5、6、7ならば結び目のパターンはそれぞれ2つ、3つ、7つとなっている。以降、不思議なことに交点数が8なら結び目は21個、交点数が9なら結び目は49個と急速に増えてゆく(画像は交点数9の途中まで抜粋)。

 一見、糸くずのように複雑にこんがらがってしまったコードの絡み方が、実は「数学的にはすっきりと分類されている」というのはちょっとした驚きだ。

 ところで、どうしたらコードが絡みにくくなるのだろうか?

 下川さんに尋ねると、「コードが動く自由度をできるだけ減らすことが、数学的には絡みを軽減する有効な処方箋のひとつになる」と教えてくれた。

両端を固定してコードを巻き付けると自由度が減り、結び目はできにくくなる

 たとえば(1)両端を固定し(2)コード全体を何かに巻き付けておく――だけで動きの自由度を大幅に減らすことができる。すでに実践している人もいると思うが、まずはこれが数学理論から導き出せる解決法ということになる。

 実際に店頭で売られているイヤホンにはどんな対策が取られているのだろうか?

いかに摩擦を減らすか 溝・きしめん型・布製など...

ビックカメラ有楽町店のイヤホン売り場を訪れてみた。「数年前からコードが絡まない様々な対策商品がよく売れるようになっています」と担当者は話す。

 売れ筋はコードの形状や素材を絡みにくく工夫したイヤホン。

 絡みの原因は「コード同士の摩擦も大きく影響する」(ビックカメラ)。このため各メーカーが様々な工夫を施した商品を発売している。たとえば表面に何本もの細い溝を入れた「セレーションケーブル」や表面を布で覆った「ファブリックケーブル」。これだと摩擦が小さく抑えられ、コード自体は絡みにくくなる。たとえコードが絡んでしまってもほどきやすい。

ビックカメラ有楽町店のイヤホン売り場

 ほかには、曲げなどの癖が付きにくい平らな形状の「フラットケーブル」やコードの長さを調整できる「スライダー」「アジャスター」が付いたイヤホンなどの人気も高い。コードが絡まないように巻き取りホルダーを購入する客も少なくないようだ。

 最近、特に人気が高まってきたのがワイヤレス型イヤホン。

 2016年秋発売の米アップルのスマートフォン(スマホ)「iPhone7」からイヤホンジャックが無くなったことを受け、近距離無線通信「ブルートゥース」で接続するワイヤレス型のイヤホンが急速に売れるようになったという。課題の音質も向上している。

 ワイヤレス型ならコードが絡まるなどの煩わしい問題を一気に解消できる。

 技術の進歩に伴い、音楽を楽しむスタイルもこれから大きく変化してゆきそうだ。
(編集委員 小林明)[日経電子版2017年5月12日付]

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