JP2006207108A - スピーカ付きヘルメット及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカ付きヘルメットの軽量化及び低コスト化を実現すること。
【解決手段】音の波動特性を利用したスピーカ付きヘルメット２０であって、外部機器からの音声信号を受信する受信機（１１，１２）と、受信された音声信号に基づいて振動する圧電素子１とを備え、圧電素子１の振動面と密着したヘルメット２の振動を波動として外部に放射する。また、ヘルメット２に圧電素子１を直接密着させるのではなく、圧電素子６４〜６６を可撓性シート６２，６３で挟んで密着させたシート状スピーカ５０をヘルメット内部に収納し、シート状スピーカ５０に音声信号を印加する。
【選択図】図３

Description

本発明は、音の波動特性を利用したスピーカ付きヘルメット、及び、当該ヘルメットを用いた通信システムに関する。

工事現場の作業者は、その肉声を相手に伝えられない程の大きな騒音下で作業を行う必要がある。この為、例えばトランシーバやスピーカを備えたヘルメットを用いて指示を伝え、意思の疎通を図っている(例えば特許文献１)。
特開平５−６３６２６号公報

しかしながら、トランシーバを用いた場合、少なくとも一方の手が塞がる為、作業の妨げとなり得る。また、特許文献１に示されたようなヘルメットでは、その構造上、重量化し且つ製造コストが掛かってしまう。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、軽量化及び低コスト化を実現し得るスピーカ付きヘルメット及びそれを用いた通信システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の一態様に係るスピーカ付きヘルメットは、音の波動特性を利用したものであり、外部機器からの音声信号を受信する受信機と、受信された信号に基づいて振動する圧電素子と、その一部が前記圧電素子の振動面と密着し、その振動を波動として外部に放射するヘルメットとを備える。

なお、上記スピーカ付きヘルメットは、圧電素子をヘルメットの内側に取り付けたものであっても良い。

また、上記スピーカ付きヘルメットにおいて、圧電素子をフィルムで形成しても良い。

また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る通信システムは、少なくとも１つの上記スピーカ付きヘルメットと、少なくとも１つのスピーカ付きヘルメットに向けて音声信号を送信する送信機とを備える。

また本発明の一態様に係るスピーカ付きヘルメットは、ヘルメット本体と、前記ヘルメット本体内部に着脱自在に収容された可撓性を有するシート状スピーカと、前記シート状スピーカへ入力する音声情報を受信する少なくとも無線受信機能を備えた無線通信機と、を備えたスピーカ付きヘルメットであって、前記シート状スピーカは、少なくとも一つの薄板状をなす圧電素子と、前記圧電素子を両面から挟み込んで当該圧電素子の振動面と密着すると共に互いに接触する領域では接合された一対の可撓性シートと、一端に前記圧電素子が接続され他端に前記無線通信機から供給される音声信号が印加される導線と、を備えたことを特徴とする。

このように、一対の可撓性シートで圧電素子を両面から挟み込んでなるシート状スピーカは圧電素子をヘルメット本体に直接密着させなくても、それ自体がスピーカとして音を発するので、シート状スピーカを簡単な構成でヘルメット本体内部に着脱自在に収容でき、ヘルメットの各種耐性試験を行う場合に、簡単にシート状スピーカを取り外すことができ、また簡単に取り付けることができる。

また上記スピーカ付きヘルメットにおいて、ヘルメット本体は、ヘルメット本体内面との間に隙間が形成されるように当該ヘルメット本体内部に着脱自在に取り付けられたハンモック部材を備え、前記シート状スピーカは、前記ヘルメット本体内面と前記ハンモック部材との間に収納されたことを特徴とする。

これにより、ヘルメット本体内面と衝撃吸収用のハンモック部材との間には必ず空間が空いており、この空間を有効に利用してシート状スピーカを取り付けるので、既存のハンモック部材と干渉することなくヘルメット本体内部にシート状スピーカを設けることができる。

また上記スピーカ付きヘルメットにおいて、前記ヘルメット本体内面に前記シート状スピーカの端部を着脱自在に支持する複数のクリップを設けた構成とすることができる。これにより、シート状スピーカをヘルメット本体内面に対して極めて容易に着脱することができる。

なお、シート状スピーカは、前記ハンモック部材の一部に保持されるようにすることもできる。

また上記スピーカ付きヘルメットにおいて、前記シート状スピーカは、薄板状をなす複数の圧電素子の各導線が並列に接続される第１及び第２の共通導体を備え、当該第１及び第２の共通導体に対して前記無線通信機から供給される音声信号が印加されることを特徴とする。

これにより、音声信号が印加される第１及び第２の共通導体に対して複数の圧電素子が並列接続されることから、音声信号の増幅率を上げることにより大きな音量を、ひずみを生じることなく、出力することができる。

なお、無線通信機とシート状スピーカとがケーブルを介して有線接続されるようにしても良いし、無線通信機とシート状スピーカとが無線通信を介してワイヤレス接続されるようにしても良い。

本発明のスピーカ付きヘルメット及び通信システムでは、圧電素子をヘルメットに直接密着させて当該ヘルメットそのものをスピーカとし、又は圧電素子をシート材で挟んで密着したシート状スピーカをヘルメットに装着した為、小型化や、薄型化、軽量化、及び、低コスト化が実現し得る。また、音声を空気振動でなくヘルメットから波動として放射して伝搬させている為、エネルギ損失及び減衰率が低く、音質及び伝搬特性が優れており、大きな騒音下でも正確に音声を伝えることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態のスピーカ付きヘルメット及びそれを用いた通信システムについて説明する。

図１は、本発明の実施の形態のスピーカ付きヘルメット２０の構成を示した図である。スピーカ付きヘルメット２０は、音の波動特性を利用して音声を出力するものであり、圧電素子１、ヘルメット２、及び、アンテナ１１を備えた受信装置１２を有している。ここで、受信装置１２は、例えば乾電池や小型な専用バッテリ等を備えており、これにより動作する。また、圧電素子１は、受信装置１２と図示しない信号線で電気的に接続されており、当該受信装置１２から供給される信号に基づいて所謂逆圧電効果により振動し得る。

圧電素子１は、例えば、単板型、積層型、ムーニ型、シンバル型、モノモルフ型、ユニモルフ型、バイモルフ型、マルチモルフ型等のいずれのタイプであっても良い。また、その素材が、セラミックであっても良く、或いは、圧電性高分子材料PVDF(Polyvinylidene fluoride)フィルムであっても良い。圧電素子１を後者のフイルムで形成した場合、前者の圧電セラミックと比較して、スピーカ付きヘルメット２０を小型化や薄型化できるため望ましい。

本実施形態のヘルメット２は、例えばＡＢＳやポリカーボネイト等の樹脂で成型された例えば工事現場用の頑丈なヘルメットである。その内側の上面には、先の圧電素子１が密着した状態で固定されている。なお、圧電素子１は、接着剤によって固定されていても良く、或いは、支持体等によってヘルメット２内部上面に押し付けられた状態で固定されていても良い。

また、ヘルメット２の内側後方には、アンテナ１１及び受信装置１２が取り付けられている。受信装置１２は、アンテナ１１によって受信される所定の周波数の電波を捕捉し、それを復調処理して音声信号として圧電素子１に出力する。なお、受信装置１２には、この音声信号の出力を増幅し且つ調整することができるアンプ(不図示)が備えられている。作業者は、このアンプにより、スピーカ付きヘルメット２０の音量を、自身の聞き取り易い音量に調整することができる。また、アンテナ１１及び受信装置１２は、外部衝撃から保護される観点から、本実施形態の如くヘルメット２の内側に取り付けられることが望ましい。

次に、スピーカ付きヘルメット２０による音声出力、及び、これを用いた通信システム１００について説明する。

図２は、本発明の実施の形態の通信システム１００を示した図である。本実施形態の通信システム１００は、例えば、スピーカ付きヘルメット２０を装着し、工事現場で作業する複数の作業者、及び、これらの作業者に指示を送る指示者(図２では発信元３０)等によって利用され得る。

発信元３０がトランスミッタを備えた周知の音声入力装置に指示を入力すると、その指示が、音声信号に変換され、さらに電波に変調されて各スピーカ付きヘルメット２０に向けて送信される。

スピーカ付きヘルメット２０は、無線で送信された信号をアンテナ１１によって受信し、受信装置１２によって再生可能な音声信号に復調処理する。処理された信号は圧電素子１に出力され、当該圧電素子１がその音声信号に基づいて振動しようと作用する。しかしながら圧電素子１は上述したようにヘルメット２に密着した状態で固定されている為、その振動エネルギの大部分はヘルメット２内部に伝達される。

ヘルメット２内部に伝達された振動エネルギは、その内部において、波動として振る舞って分子間衝突を起こし、圧電素子１を振動させ得た音声信号に基づいた音声に変換されて外部に放射される。ここで放射される音声は、空気振動で伝搬されるものでなく、波動として空気中を伝搬されるものである。従って、エネルギ損失が低く(すなわちノイズ(空気振動による騒音や発熱等)が少なく音質が良い)、且つ、減衰率が低い(すなわち伝搬特性が優れている)。

ここで、作業者がスピーカ付きヘルメット２０を装着した場合、ヘルメット２の内側は、作業者の頭部によって密閉された空間となる。この為、ヘルメット２から発せられる音の波動は、当該空間内で反響する。従って、作業者は、周囲の騒音に妨げられることなく発信元３０からの指示を聞き取ることができる。また、イヤホンやヘッドホンと異なり機器によって耳を塞がれていない。この為、周囲の音も聞き取ることができ、安全性が高まる。

なお、スピーカ付きヘルメット２０からの音は、別の観点では粒子として空気中を伝搬すると考えることもできる。本明細書中において「波動」と表現されている箇所は、別の観点から見た場合、全て「粒子」と置き換えることもできる。

圧電素子１とヘルメット２との密着度が低い場合、振動エネルギの一部がヘルメット２内部に伝達され、残りの振動エネルギは圧電素子１本体を振動させる。この振動は、エネルギ損失となり、ノイズ成分の増加やスピーカ付きヘルメット２０の音量低下を引き起し得る。従って、その密着度は高ければ高いほど望ましい。また、振動エネルギが部材間を移動すると少なくともその一部が空気振動等による騒音や熱に変換される。この為、圧電素子１とヘルメット２との問に何らかの部材が介在する場合、互いを密着させた状態と比較して、振動エネルギの伝達効率が低い(すなわちエネルギ損失が大きい)。例えば支持体等によって圧電素子１をヘルメット２に固定した場合、その接触面全域をヘルメット２に密着させることができる為、エネルギ損失が極めて少ない。また、例えば接着剤によって圧電素子１とヘルメット２とを固定した場合、それらの間の一部に接着剤が介在する為、上述した理由によりエネルギ損失が出てしまう。従って、後者の固定方法よりも前者の固定方法の方が望ましい。

また、上述したように圧電素子１の振動は上記接触面を介してヘルメット２に伝達されることから、その電極の位置(別の言い方をすると分極方向)に拘わらず、上記接触面が圧電素子１の振動面として振る舞うといえる。ここで、圧電素子１とヘルメット２との問に介在物をなくす観点から、圧電素子１の正負両方の電極を、上記接触面と対向する面に設けると良い。

本実施形態のスピーカ付きヘルメット２０では、振動源としてボイスコイル及び永久磁石でなく圧電素子を用いている。従って、従来のスピーカ付きヘルメットよりも小型化や、薄型化、軽量化、及び、低コスト化が実現し得る。また、音声を、空気振動でなくヘルメット２から波動として放射して伝搬させている。この為、エネルギ損失及び減衰率が低く、音質及び伝搬特性が優れている。このような優れた音の特性を有するスピーカ付きヘルメット２０を用いると、作業者は、工事現場の如き大きな騒音下でも指示者からの指示を正確に聞き取ることができる。また、手を用いることなく指示を聞くことができる為、支障なく作業を行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。

別の実施例として、例えば、圧電素子１を、ヘルメット２の外側に取り付けたり、その内部に埋設したりすることも考えられる。また、上述の通信システムは、工事現場用のヘルメットを利用した形態に限らず、他の様々なものを利用しても構築され得る。

また、別の実施の形態として、例えば本実施形態の如きスピーカ付きヘルメット２０に、マイク及びトランスミッタを追加的に設けたものが考えられる。この場合、スピーカ付きヘルメット２０を装着した作業者が言葉を発すると、その音声がマイクに入力される。そしてその音声が、トランスミッタによって変調され、発信元３０や他のスピーカ付きヘルメット２０に向けて送信される。作業者間でコミュニケーションする場合、変調された音声は、他のスピーカ付きヘルメット２０に直接送信されても良いし、発信元３０を経由して他のスピーカ付きヘルメット２０に送信されても良い。このようにスピーカ付きヘルメット２０個々に音声入力装置を設けると、作業者と指示者或いは作業者間で相互にコミュニケーションすることができるようになる。

また、さらに別の実施の形態として、送受信される音声のチャンネル設定を可能にしたものも考えられる。発信元３０やスピーカ付きヘルメット２０にチャンネル設定する為のチューナを設けることにより、ある音声を、通信システム１００内の特定の人物にだけ伝えることができる(なお、ここでいうチャンネルは、発信元３０、各スピーカ付きヘルメット２０毎に割り当てられる)。これにより、音声送信側の人物(指示者も作業者も含む)は、その情報を、必要とする人物だけに適切に伝えることができる。この結果、作業者は、不必要な情報を聞くことがなくなり、作業に集中することができる。

次に、本発明に係るスピーカ付きヘルメットを高／低圧活線作業、電気工事作業又は土木作業に適した工事用ヘルメットに適用した実施例を説明する。

図３は本実施例に係る有線接続型スピーカ付きヘルメットの全体図である。同図に示す有線接続型スピーカ付きヘルメット４０は、帽体４１が好ましくは高／低圧活線作業又は電気工事作業に適したポリカーボネート樹脂で成形される。帽体４１の正面開口部に所定の角度で外方へ出たつば４２が一体形成されている。例えば、ポリカーボネート樹脂で成形される帽体４１は、厚生労働省規格による耐貫通性能、耐衝撃吸収性能及び耐電圧性能を実現できる。但し、帽体４１の材料はポリカーボネート樹脂に限定されるものではなく所要の性能を実現できる材料であれば、他の材料を用いることが可能である。

帽体４１の内面には衝撃吸収用のハンモック部材４３が取り付けられている。ハンモック部材４３は、帽体開口部内周に沿って配設される帯状のリング部４４と、リング部４４の複数個所で帽体４１の内面形状に沿って半円状に掛け渡される複数のリブ部材４５と、を備えている。帽体４１はハンモック部材４３のリング部４４が対向する領域に取り付け穴（図示していない）が複数形成されており、取り付けボタン（図示していない）にてリング部４４とリブ部材４５の端部とを同時に帽体４１に取り付け可能に構成されている。また、あご紐４６，４７が帽体４１の左右に取り付けられている。このあご紐４６，４７もハンモック部材４３と同様の構造にて取り付け穴及びボタン（図示していない）を介して帽体４１に取り付けられている。すなわち、工事用ヘルメットは、ハンモック部材４３及びあご紐４６，４７からなる着装体を、帽体４１に対して取り付けられるが、容易に着脱することができるように構成されている。特に耐電圧性能試験を行う場合など、着装体を帽体から取り外す必要性がある。また着装体だけを交換したいといった要請も有る。このため、一般的な工事用ヘルメットは着装体を帽体から取り外すことができる構造となっており、上述した帽体に形成した取り付け穴と取り付けボタンによる着脱構造もその一例であり、その他の構成を採ることも可能である。

本実施例の有線接続型スピーカ付きヘルメット４０は、帽体４１内面にシート状スピーカ５０を備えている。帽体４１の内面とハンモック部材４３との間は衝撃吸収用に例えば数十ｍｍ程度の隙間が形成されている。その隙間よりも十分に薄いシート状スピーカ５０を帽体４１の内面とハンモック部材４３との間に形成された空間に配置している。

図４は着装体（４３，４６，４７）を帽体４１から取り外した状態で真下から眺めた帽体４１の平面図である。帽体４１の内面４８に長方形の４頂点を構成するように４つのクリップ５１〜５４が挿入口をヘルメット頂上方向に向けて固定されている。帽体４１の強度（耐貫通性能）に影響を与えないため、クリップ５１〜５４は帽体４１の内面４８に接着剤又は両面テープ等により固定されることが望ましい。これら４つのクリップ５１〜５４に対してシート状スピーカ５０の外形を形成する長方形状のシート材６１の４角を挿入することによりシート状スピーカ５０を帽体４１の内面４８に固定している。

図５はシート状スピーカ５０の平面図である。シート状スピーカ５０は、２枚の可撓性シート６２，６３で、それぞれ薄板状をなす第１の圧電素子６４、第２の圧電素子６５及び第３の圧電素子６６を挟んで密着固定した構造を有する。

第１〜第３の圧電素子６４〜６６は基本的に同一構成を有している。第１の圧電素子６４は、円形の板状をなす電極層７１−１と該電極層７１−１の上面に同心円状に形成された薄板状の圧電層７２−１の２層構造のものを図示している。なお、本発明は２層構造に限定されるものではない。電極層７１−１及び圧電層７２−１には音声信号を印加するために導線７３−１，７４−１が接続されている。第２及び第３の圧電素子６５、６６も同様に構成されており、電極層７１−２、７１−３及び圧電層７２−２、７２−３の２層構造からなり、それぞれ導線７３−２、７３−３、７４−２、７４−３が接続されている。かかる薄板状の第１〜第３の圧電素子６４〜６６を２枚の可撓性シート６２、６３で両面から挟み込んで密着し固定している。

上記第１〜第３の圧電素子６４〜６６は長方形状をなすシート材６１の長方向に配列されており、当該第１〜第３の圧電素子６４〜６６の下側に沿って第１共通導体７５が設けられ、上側に沿って第２共通導体７６が設けられている。第１共通導体７５に対して電極層側の導線７３−１〜７３−３が並列に接続され、第２共通導体７６に対して圧電層側の導線７４−１〜７４−３が並列に接続されている。第１共通導体７５及び第２共通導体７６の各一端部には導線７７，７８を介して後述するアンプが接続されている。すなわち、アンプから増幅出力された音声信号が第１共通導体７５及び第２共通導体７６を介して第１〜第３の圧電素子６４〜６６へ印加可能に構成されている。

ここで、可撓性シート６２、６３は、図３に示すように容易に湾曲可能な硬さを持つ材料で製造される。このような材料として、たとえば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのポリエステル樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）などが挙げられる。

本実施例では、熱可塑性樹脂の一つで熱圧着可能なポリエステル樹脂を用いることにより、接着剤を使用せずに第１〜第３の圧電素子６４〜６６と可撓性シート材とを密着させている。例えば、図６に示すように、熱可塑性樹脂からなる２枚の可撓性シート６２，６３の間に第１〜第３の圧電素子６４〜６６及び導線接続した第１及び第２の共通導体７５、７６を配置し、これらを可撓性シート６２，６３で挟んだ状態で第１〜第３の圧電素子６４〜６６等と可撓性シート材とを所定の押圧力で押圧し、その状態で可撓性シート６２，６３の両側から熱を加える。熱によりある程度まで軟化した可撓性シート６２，６３は第１〜第３の圧電素子６４〜６６を挟んだ領域では第１〜第３の圧電素子６４〜６６に密着する一方、第１〜第３の圧電素子６４〜６６以外の領域ではシート材同士が直接面接触して熱圧着して接合した状態となる。したがって、可撓性シート６２，６３はシート材同士が熱圧着して接合する一方、に第１〜第３の圧電素子６４〜６６が可撓性シート６２，６３に挟まれて密着固定される。

可撓性シート６２，６３を構成するシート材は有る程度の硬さを持つことはスピーカ音量を増大する観点から望ましい。一方、図３に示すようにシート状スピーカ５０を帽体４１の内面形状に沿って撓ませ得る弾性（可撓性）を持つことが望まれる。すなわち、スピーカとして十分な音量を確保でき、かつシートとして扱いが容易となる可撓性を得られるような材料が望ましい。

このようなシート状スピーカ５０によれば、圧電素子を他の部材に密着させなくても可撓性シート６２，６３が素子外周全体（両面）に密着しているため単体で十分な音量の音声出力が可能である。その結果、スピーカとして機能させたい帽体４１に圧電素子を接着剤等で取り付ける必要がなく、また圧電素子を他の物体に接着剤等で取り付ける必要がないので取り付け／取り外しが極めて容易なものとなる。

ヘルメット周囲の音（雑音）が大きい場合、アンプの出力パワーを上げてスピーカ音量を大きくすることとなるが、アンプのパワーを上げすぎてスピーカの許容範囲を超えると音が歪む現象が起きる。

本例のように、アンプの出力端子に対して、複数の圧電素子である第１〜第３の圧電素子６４〜６６を並列に接続する構成を採ることにより、１つの圧電素子でアンプ出力を受ける場合に比べて、より大きなアンプ出力を受けることができ、歪むことなくより大音量の音声出力が可能になる。

次に、以上のように構成された有線接続型スピーカ付きヘルメットに音声信号を供給するシステムについて説明する。

図３に示すように、ヘルメット装着者がトランシーバ８０又は携帯電話機（ＰＨＳを含む）８１を携帯するものとする。トランシーバ８０の場合、ケーブル８４の一方のケーブル端子８２ａをトランシーバ８０の有するイヤホンマイク端子８２に接続する一方、あご紐４６に取り付けられたアンプ８５の入出力端子８６にケーブル８４の他方の端子８６ａを接続する。

ケーブル８４の途中にマイク８７が設けられている。マイク８７に入力された音声は音声信号に変換されケーブル８４を経由してトランシーバ８０へ送られ、当該トランシーバ８０から相手トランシーバへ無線送信される構成となっている。

アンプ８５は、電源を内蔵していて入力音声信号を調整された所定の増幅率で増幅して出力する増幅機能を備える。アンプ８５の出力端子は伸縮自在のばね状ケーブル８８を介してシート状スピーカ５０の第１及び第２共通導体７５，７６に接続されている。ばね状ケーブル８８に上記導線７７，７８が収納されている。すなわち、アンプ８５から出力される音声信号がシート状スピーカ５０に印加される。

なお、携帯電話機８１の場合もトランシーバと同様にケーブル８４の一方のケーブル端子８３ａを携帯電話機８１の有するイヤホンマイク端子８３に接続し、アンプ８５の入出力端子８６にケーブル８４の他方の端子８６ａを接続する。マイク８７から入力された音声は音声信号に変換されケーブル８４を経由して携帯電話機８１へ送られ、当該携帯電話機８１から基地局へ無線送信される構成となっている。

トランシーバ８０が相手トランシーバから受信した音声信号はケーブル８４を経由してアンプ８５に送られて増幅され、アンプ８５で増幅された音声信号がばね状ケーブル８８（導線７７，７８）を介してシート状スピーカ５０の第１及び第２共通導体７５，７６に印加される。第１及び第２共通導体７５，７６に対して並列に接続された第１〜第３の圧電素子６４〜６６は印加された音声信号に応じて振動し、第１〜第３の圧電素子６４〜６６の上下面に密着した可撓性シート６２，６３からその振動を波動として外部に放射することにより音声が出力される。当該ヘルメットを装着している作業員はヘルメット内部から発せられた音声を頭頂部より受けて聴くことができるものとなる。

携帯電話機８１の場合は、基地局経由で通話中の相手から受信した音声信号がケーブル８４を経由してアンプ８５に送られて増幅され、アンプ８５で増幅された音声信号がシート状スピーカ５０の第１及び第２共通導体７５，７６に印加される。その結果、当該ヘルメットを装着している作業員は携帯電話機８１で受信した通話音声をヘルメット内部の頭頂部より受けて聴くことができるものとなる。

ところで、高／低圧活線作業、電気工事作業用のヘルメットは、定期的に耐電圧性能試験を行う必要がある。耐電圧性能試験を行う場合、有線接続型スピーカ付きヘルメット４０から着装体（４３，４６，４７）を帽体４１から取り外す。図４に示すように着装体（４３，４６，４７）を取り外した状態では、シート状スピーカ５０がヘルメット内面４８に現れる。着装体（４３，４６，４７）が取り外されることにより、シート状スピーカ５０にアクセスする際の障害物が無くなり、シート状スピーカ５０に容易にアクセスできるようになる。このような状態でシート材６１の４角を各クリップ５１〜５４の開口方向へ引っ張ることにより、シート材６１が各クリップ５１〜５４から簡単に取り外される。クリップ５１〜５４は取り外しても良いが、ヘルメットの耐電圧性能に影響を与えないのであれば付けたままでも良い。またはヘルメットの耐電圧性能に影響を与えない範囲で、帽体４１の内面４８にクリップ５１〜５４に相当する係合部位を一体形成し、当該係合部位に対してシート材６１を着脱する構成としても良い。

このように、複数の圧電素子（６４〜６６）を可撓性シート６２，６３で挟んで密着してシート状スピーカ５０を実現し、しかも帽体４１に着脱自在に取り付けるようにしたので、帽体４１に特別の加工を加える必要がなく、圧電素子を接着剤又は支持体にて帽体４１に直接固定する場合に比べて、スピーカの取り付け及び取り外しが容易で、優れた作業性を実現できる。

なお、以上の説明ではシート状スピーカ５０を帽体４１の内面４８に左右方向に掛け渡しているが、シート状スピーカ５０の設置場所はこのような場所に限定されるものではなく、前後方向に配置しても良いし後方に配置しても良い。また、帽体４１の内面４８とハンモック部材４３との間以外の場所に設けることもできる。

図７は変形例に係る有線接続型スピーカ付きヘルメットの下面図である。本変形例はシート状スピーカを帽体内面とハンモック部材との間以外の場所に設けた例である。ハンモック部材９０は、頭頂部から放射状に開口部方向へ延びるリブ部９１と、放射状に延びたリブ部９１の各先端部を連結し帽体開口部外周に沿って設けられるリング部９２と、ヘルメット前方に相当するリング部９２の所定領域に設けられた帯状の額当パット９３とを備える。額当パット９３は、リング部９２の下端部に縫い付け又は接着剤にて固定されている。この額当パット９３を上側に折り返してリング部９２の内面（ヘルメット前方に相当）を覆うものとなっている。シート状スピーカ５０は前述したものと同じ構成を有しており、額当パット９３とリング部９２内面との間に収納されている。額当パット９３は上側に折り返することでポケット状の収納部を構成しており、その収納部にシート状スピーカ５０に入れて挟んでいる。このように、額当パット９３とリング部９２内面との間にシート状スピーカ５０を収納することにより、シート状スピーカ５０を帽体４１に取り付けるための特別の部材が不要になると共にハンモック部材９０と一体となって取り付け及び取り外しが可能になり、作業性がさらに改善されるものとなる。

以上の説明ではトランシーバ８０又は携帯電話機８１とシート状スピーカ５０（アンプ８５）とをケーブル８４で接続する有線接続型スピーカ付きヘルメットについて説明したが、ケーブル８４ではなく無線通信で接続する無線接続型を採用することもできる。

例えば、トランシーバ８０又は携帯電話機８１のイヤホンマイク端子８２，８３に対して音声信号を無線にて送受信する無線アダプタを接続する一方、前記無線アダプタと無線通信可能なワイヤレスヘッドセットをアンプ８５の入出力端子８６に接続する。これにより、トランシーバ８０又は携帯電話機８１とシート状スピーカ５０（アンプ８５）との間は無線通信でリンクさせることができ、ヘルメットとトランシーバ８０又は携帯電話機８１とを結ぶケーブル８４が無くなり、作業性がさらに改善される。無線アダプタ及びワイヤレスヘッドセットからなるワイヤレス接続機器として通信プロトコルにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を採用したものが知られている。無線アダプタが携帯電話機８１のイヤホンマイク端子８３に対応したジャックを有し、ワイヤレスヘッドセットがアンプ８５の入出力端子８６に対応したジャックを有すると共にマイクロホンを搭載する。そして、携帯電話機８１のイヤホンマイク端子８３に接続された無線アダプタと、アンプ８５の入出力端子８６に接続されたワイヤレスヘッドセットとの間では通信プロトコルに従って音声データが無線通信される。

なお、以上の説明では音声信号をアンプ８５で増幅してからシート状スピーカ５０へ印加しているが、十分な音量が得られるのであれば、アンプ８５を通さないでシート状スピーカ５０へ直接印加するようにしても良い。

また、シート状スピーカ５０に備えられる圧電素子数は３つのタイプに限定されるものではなく、少なくとも１つ設ければ良い。スピーカとして必要な音量とアンプ出力と所要の音質との関係で適宜選択するものとする。

また、無線通信機として送受信機能を有するトランシーバ８０又は携帯電話機８１を用いているが、ヘルメットにスピーカ機能を持たせるだけであれば、少なくとも受信機能を備えた無線通信機を用いることができる。

また、図３〜図７に示した有線接続型スピーカ付きヘルメット４０又は無線接続型スピーカ付きヘルメットを、図２に示す通信システムに適用することもできる。

本発明は上述した実施の形態及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の実施の形態に係るスピーカ付きヘルメットの構成図 本発明の実施の形態に係る通信システムの概念図 本発明のスピーカ付きヘルメットの実施例である有線接続型スピーカ付きヘルメットの構成図 図３に示す有線接続型スピーカ付きヘルメットにおいて装着体を外した状態で下方から見た平面図 図３に示す有線接続型スピーカ付きヘルメットに備えたシート状スピーカの平面図 図５に示すシート状スピーカの構成説明図 変形例に係る有線接続型スピーカ付きヘルメットの平面図

符号の説明

１ 圧電素子
２ ヘルメット
１１ アンテナ
１２ 受信回路
２０ スピーカ付きヘルメット
３０ 発信元
４０ 有線接続型スピーカ付きヘルメット
４１ 帽体
４２ つば
４３ ハンモック部材
４４ リング部
４５ リブ部材
４６，４７ あご紐
４８ 帽体内面
５０ シート状スピーカ
５１〜５４ クリップ
６１ シート材
６２，６３ 可撓性シート
６４ 第１の圧電素子
６５ 第２の圧電素子
６６ 第３の圧電素子
７１−１，７１−２，７１−３ 電極層
７２−１，７２−２，７２−３ 圧電層
７１ 第１の共通導体
７２ 第２の共通導体
８０ トランシーバ
８１ 携帯電話機
８４ ケーブル
８５ アンプ
８７ マイク
１００ 通信システム

Claims (11)

1. 音の波動特性を利用したスピーカ付きヘルメットであって、
   外部機器からの音声信号を受信する受信機と、
   受信された音声信号に基づいて振動する圧電素子と、
   その一部が前記圧電素子の振動面と密着し、その振動を波動として外部に放射するヘルメットと、を備えたこと、を特徴とするスピーカ付きヘルメット。
2. 前記圧電素子を前記ヘルメットの内側に取り付けたこと、を特徴とする請求項１に記載のスピーカ付きヘルメット。
3. 前記圧電素子をフィルムで形成したこと、を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のスピーカ付きヘルメット。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の少なくとも１つのスピーカ付きヘルメットと前記少なくとも１つのスピーカ付きヘルメットに向けて音声信号を送信する送信機と、を備えたこと、を特徴とする通信システム。
5. ヘルメット本体と、
   前記ヘルメット本体内部に着脱自在に収容された可撓性を有するシート状スピーカと、
   前記シート状スピーカへ入力する音声情報を受信する少なくとも無線受信機能を備えた無線通信機と、を備えたスピーカ付きヘルメットであって、
   前記シート状スピーカは、少なくとも一つの薄板状をなす圧電素子と、前記圧電素子を両面から挟み込んで当該圧電素子の振動面と密着すると共に互いに接触する領域では接合された一対の可撓性シートと、一端に前記圧電素子が接続され他端に前記無線通信機から供給される音声信号が印加される導線と、を備えたことを特徴とするスピーカ付きヘルメット。
6. 前記ヘルメット本体は、ヘルメット本体内面との間に隙間が形成されるように当該ヘルメット本体内部に着脱自在に取り付けられたハンモック部材を備え、
   前記シート状スピーカは、前記ヘルメット本体内面と前記ハンモック部材との間に収納されたことを特徴とする請求項５記載のスピーカ付きヘルメット。
7. 前記ヘルメット本体内面に前記シート状スピーカの端部を着脱自在に支持する複数のクリップを設けたことを特徴とする請求項６記載のスピーカ付きヘルメット。
8. 前記シート状スピーカは、前記ハンモック部材の一部に保持されることを特徴とする請求項５記載のスピーカ付きヘルメット。
9. 前記シート状スピーカは、薄板状をなす複数の圧電素子の各導線が並列に接続される第１及び第２の共通導体を備え、当該第１及び第２の共通導体に対して前記無線通信機から供給される音声信号が印加されることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記載のスピーカ付きヘルメット。
10. 前記無線通信機と前記シート状スピーカとがケーブルを介して有線接続されることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれかに記載のスピーカ付きヘルメット。
11. 前記無線通信機と前記シート状スピーカとが無線通信を介してワイヤレス接続されることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれかに記載のスピーカ付きヘルメット。
    

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