JP2009053487A - 水滴音発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生活空間で使用する水滴音発生装置において、心地よい癒し効果のある音色を発生すると共に、小型で場所を取らない構成にする。特に、大量の水が溜められた風呂浴槽内、水洗トイレの水槽内などに設置できるようにする。
【解決手段】
一方を密閉した筒を密閉側を上にして開放側を水面に接触するように保持し、密閉側に水滴発生機構を設け、水滴を筒内の水面に衝突させて水滴音を発生させる。密閉筒を用いることにより水滴落下距離を長くできる。水滴音発生機構は、筒の上部に設けた細い管と液体吸蔵機構とにより構成され、１回に連続して２個以上の水滴を発生する。筒を２重にし、内側の筒を反響体として用いることで反響音特性を改善する。筒の中の音をマイクロホンで収集し、当該音から水滴音を抽出し増幅してスピーカから放出する。音響フィルタを用いる、又は、水滴音を学習して水滴音以外の雑音を除去する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生活空間において、場所を取らずに設置でき、心地よい音色によって人に癒しを与える水滴音発生装置に関する。

ストレスが多い現代、人に癒しを与える商品が望まれている。お寺や名園にある水琴窟は、美しい音を奏で日本人に好まれている。水琴窟は、底に小さな穴の空いた瓶が、逆さの状態で土中に埋まっている。地上に設置された手水鉢から流れ落ちた水が、瓶の穴を通して滴り落ち水面に衝突する際に、瓶内で音が反響し琴のような音を奏でる仕組みである。瓶は素焼きの陶器のものが水滴音を作るのに最も適していると言われる。深さは３０ｃｍから１ｍ、直径は３０ｃｍから５０ｃｍ程度、水が落ちる上部の穴（水門）は２ｃｍ程度とされる。

このように、実際の水琴窟は設置場所や水周りの環境を選ぶため、生活空間の場には導入しにくいが、その音の魅力を手軽に実現したいと言う要求は強く、電気仕掛けの水琴窟も開発されている。本発明も同様な動機によるもので、風呂浴槽に浸かりながら水琴窟のような澄んだ音色の音を楽しむことができたら、癒しが得られるだろうと考えた。

水滴音を発生させる従来技術と問題点について述べる。
特開平１０−６３２７３には、瓶の底に溜まった水をポンプで水受け皿に持ち上げ、水門から水滴を落下させる循環式水琴窟が開示されている。瓶上部に穴を開け音取出管を設け、音放出口付近にマイクロホンを設け水滴音を収集し、スピーカで増幅して放出する。室内でも設置できるとあるが、場所を取る問題は避けられない。

また、水滴は上部の水門から落下するが、水滴量、水滴のタイミングなどを制御する手段が設けられていないため、変化のある水滴音を得たいと言う要求には対応できない。

また、水滴音は小さいためスピーカで増幅するが、生活環境には、水滴音以外にも多くの音があるため、これらを増幅してしまうことがある。例えば、近くを通る車の音、水を循環するポンプの音、水が流れる音などである。水滴音だけを抽出して増幅する構成にはなっていない。

特許第３４６０６７０号には、上部が開放状態の共鳴管（筒）を多数並べて、各筒の上部に水滴発生機構を設け、水滴が筒内の水面に衝突した際の共鳴音を楽しむ楽器が開示されている。装置は大型であって、設置場所の問題がある。

図５は、従来の水琴窟の構造と問題点をより詳細に説明したものである。図５（Ａ）において、１は水滴音発生装置、２は水槽、Ｗは水、１３は空気通過型の筒、４０は水受け皿、４１は筒に設けた空気穴である。４０には、水供給管４５から水が供給されている。４０内の水Ｗは４１から落ちる。４０の下面に大きな水の塊が形成されると、Ｗ２のように大きな水滴となる。Ｗ３のように連なった水滴が発生すると大きな音が発生する。同図のように、水滴落下距離Ｄ１が長い場合、音は発生しやすい。

しかし、図５（Ｂ）に示すように、当該水滴音発生装置１を水が多く入った水槽に入れた場合、筒の上部の空気穴４１から空気が逃げるため、筒内の水位は、筒外の水位と同じになる。この状態では、水滴落下距離Ｄ２は短く、水滴音は発生しない。

また、図５（Ａ）には、水滴音をマイクロホン３１で収集し、スピーカ３３から放出する構成を示しているが、音増幅率の高いスピーカを用いた場合、生活環境の雑音も一緒に増幅してしまう問題がある。同図では、近くを通過する車の音、水の流れる音も増幅され、水滴音に混じる場合を示している。

従来の家庭用水琴窟の問題点を整理すると、以下のようになる。
（ア）従来の水琴窟は、単独装置の概念であって、既存設備の付加装置と言う発想ではない。例えば、風呂浴槽、水洗トイレの水槽などの中に設置すると言う発想はない。従って、装置は場所を取り、使い難い。
また、水槽の中に設置できれば、設置スペースの問題が解決する場合であっても、図５で説明したように、水滴落下距離を長くすることができない。
（イ）大きな水滴音を発生させるには、大きな水の固まりを作り、１回に複数個の水滴を落下させることができ、かつ、水滴音発生タイミングを制御できることが望ましいが、小型の機構で実現した例は少ない。
（ウ）小型の筒を使用した場合、反響特性が良くない。
（エ）水滴音を増幅してスピーカから放出する場合、雑音も増幅してしまい、癒し効果を阻害することがある。

特開平１０−６３２７３ 特許第３４６０６７０号

本発明は、生活空間で使用する水滴音発生装置において、心地よい癒し効果のある音色を発生すると共に、小型で場所を取らない構成にすることである。特に、大量の水が溜められた風呂浴槽内、水洗トイレの水槽内などに設置できるようにすることである。

上記目的のため、主に以下に示す４つの技術課題の解決を図る。
（１）水槽に沈めて使う場合において、水滴の落下距離を長くする。
（２）できるだけ大きな水滴を１回に複数個発生させる。
（３）水滴音を増幅させる筒の反響特性を良くする。
（４）水滴音を電気的に増幅して提示する際に、雑音を除去し、水滴音を際立たせる。

＜手段１＞
本発明に係わる請求項１に記載の水滴音発生装置は、図１、図２、図３に対応付けて説明すると、
一方を密閉した筒（１０）を密閉側を上にして開放側を水面（Ｗ）に接触するように保持し、当該密閉側に水滴発生機構（２０）を設け、水滴（Ｗ３）を筒内の水面に衝突させることによって、水滴音を発生させることを特徴とする。

前記手段１において、筒内の水位を筒外の水位よりも低く設定し、前記水滴発生機構（２０）は、筒内の空気を逃がさないようにして水滴を発生させる構造とすることができる。

前記手段１において、水滴発生機構（２０）は、筒（１０）上部の穴に設けた密閉栓（２３）と、当該密閉栓を貫くように設けた管（２４）と、当該管内に水圧を発生させる機構（２１、２２、２６）によって構成できる。

前記手段１において、図２に示すように、水道の水圧（３７）とバネ機構（２８）を用いて、ピストン機構（２７、２２）を動作させ、前記管内（２４）に水圧を発生させることができる。

＜手段２＞
本発明に係わる請求項２に記載の水滴音発生装置は、図１、図２、図３に対応付けて説明すると、
筒（１０）の開放側を水面（Ｗ）に接触するように保持し、筒の上部に水滴発生機構（２０）を設け、当該水滴（Ｗ３）を筒内の水面に衝突させることによって、水滴音を発生させる水滴音発生装置において、
当該水滴発生機構は、筒（１０）の上部に設けた管（２４）と、当該管内に水圧を発生させる機構（２１、２２、２６）と、管の先端付近に設けられた液体吸蔵機構（２５）とによって構成され、１回に連続して２個以上の水滴（Ｗ３）を発生させることを特徴とする。

前記手段２において、液体吸蔵機構（２５）は、下面が緩やかな凸球面をなし、当該曲率半径は５ｍｍ以上、３０ｃｍ以下が望ましい。当該凸球は、長軸と短軸が異なる楕円球面でもよい。また、図１（Ｃ）の２５Ａに示すように、凸球面部は複数あっても良い。

液体吸蔵機構（２５）の素材は、毛管現象で保水する布、メッシュ状のファイバ、海綿体、多孔質素材などが使用できる。前記下面において、表面張力によって大きな水の塊となる素材、構造が望ましい。

前記管内に水圧を発生させる機構として、ピストン機構（２１、２２）などが利用できる。管（２４）は注射針のように細いものが使用できる。管（２４）の径と長さ、液体吸蔵機構（２５）の素材密度を選択することによって、水が当該部分を通過する際の抵抗値を大きくすることができる。２５から出る水は、１回に数滴である。ピストン可動部（２２）に加える圧力（２６）を調整することで、水滴発生タイミングを制御できる。つまり、間欠駆動できる。

＜手段３＞
本発明に係わる請求項３に記載の水滴音発生装置は、図３に対応付けて説明すると、
筒（１０）の開放側を水面（Ｗ）に接触するように保持し、筒の上部に水滴発生機構（２０）を設け、当該水滴（Ｗ３）を筒内の水面に衝突させることによって、水滴音を発生させる水滴音発生装置において、
前記筒（１０）の内側に、反響音生成機能を有する筒（１２）を設けたことを特徴とする。

前記手段１から手段３において、筒（１０）の中の音をマイクロホン（３１）で収集し、増幅して（３２）、水滴音をスピーカ（３３）から放出できる。

本発明において、筒の素材としては、反響特性の良いものが望ましい。焼き物、金属、ガラスなどが使用できる。図２に示すように、筒にくびれを設けてもよい。

＜手段４＞
本発明に係わる請求項４に記載の水滴音発生装置は、図３に対応付けて説明すると、
筒（１０）の開放側を水面（Ｗ）に接触するように保持し、筒の上部に水滴発生機構（２０）を設け、当該水滴（Ｗ３）を筒内の水面に衝突させることによって、水滴音を発生させる水滴音発生装置において、
筒（１０）の中の音をマイクロホン（３１）で収集し、当該音から水滴音を抽出し（４９、ＦＩＬ、４８、４７、３４、３５）、増幅して（３２）、スピーカ（３３）から放出することを特徴とする。

前記手段４において、図３の水滴音増幅装置３０Ａに示すように、マイクロホン（３１）で収集した音から、周波数スペクトルを抽出し、増幅の際に、水滴が発生する周波数以外の音を減少させるように音響処理を行うことができる。バンドバスフィルタ（ＦＩＬ）が使用できる。また、必要に応じて、スイッチ（４９）を設けることができる。

前記手段４において、図３の水滴音増幅装置３０Ｂに示すように、水滴音認識手段（４７、３４、３５）を設け、人が心地よいと感じる水滴音を認識し、当該水滴音のみを増幅して（４８、ＦＩＬ、３２）、スピーカ（３３）から放出するように制御できる。

当該人が心地よいと感じる水滴音の認識のためには、予め、マイクロホン（３１）で収集した水滴音から特徴量である周波数スペクトルを抽出し（４７）、当該周波数スペクトルを入力データとして音響信号識別装置（３４）に学習させ、当該学習結果を記憶しておくことによって（３５）、実際の環境でマイクロホンに入った音が水滴音か否かを識別できる。

水滴音として識別された場合には、一時記憶している音（４８）から雑音成分を除去し（ＦＩＬ）、増幅して（３２）、スピーカ（３３）から放出できる。

以上のように、水滴音が間欠的であることを利用すると、マイクロホンで収集されたあるレベル以上の音を一時的に記憶しておき、当該音が所望の水滴音かどうかを認識し、適した音である場合に当該記憶した音を放出する処理が可能である。

本発明において、前記筒とは、図１から図３に示す釣鐘型の他、図４に示す、つる首型、球形、ベル型でもよい。

本発明は水滴音によって、人に癒しを与える装置であるため、癒し効果のある他の感覚提示装置を併用することによって、更に効果を上げることができる。例えば、照明装置を用い、照明の色、強度、切り替えのタイミングなどを制御すると、視覚的な癒し効果を重畳できる。霧発生装置を併用して、幻想的な雰囲気を演出できる。更に、自然環境の映像を提示することも可能である。

＜手段１に係る効果＞
図１から図３に示すように、一方を密閉した筒（１０）を逆さにして、開放側を水面に接触するように保持するため、筒の外側の水位に関係なく所定の水滴落下距離（Ｄ１）を確保できる。筒の密閉側、つまり、上部に水滴発生機構を設けるが、密閉栓と、水滴用水を供給する細い管と、管内に水圧を発生させる機構を用いるため、筒内の水位が上昇することはない。

心地よい水滴音を発生させる第１の条件は、水滴の落下距離である。落下距離が小さいと大きな音は発生せず心地よくもない。本発明では、水滴落下距離を大きくして大きな音を安定に発生させることができる。また、筒の長さを変えることにより、任意の水滴落下距離（Ｄ１）を設定できる。共振周波数や反響特性を変えることができる。

風呂の浴槽、水洗トイレの水槽の中などに設定できるため、スペースを有効利用できる、つまり、小型化できる利点がある。
また、筒の外側の水位が変化することによって、水滴音の反響特性が変わるため、音色の変化を楽しむことができる。

図２に示すように、水洗トイレの水槽に設置した場合、用を足す度に、つまり、水槽に水が溜まる度に、ピストン筒（２７）にも水（Ｗ１）が供給されるため、水滴音を長い時間、楽しむことができる。

＜手段２に係る効果＞
心地よい水滴音を発生させる第２の条件は、できるだけ大きな水滴を１回に複数発生させることである。つまり、大きな水滴音は、単独の水滴では発生し難い。１個目の水滴が水面に衝突し窪みを作ったところに、次の水滴が当該窪みの中に落ちるときに発生する。

１個目の水滴による窪みの出来方も様々であり、２個目の水滴の大きさ、衝突のタイミングも様々なので、水滴音は変化に富んでおり、人に癒しを与える。

図１から図３に示すように、水滴発生機構（２０）は、筒（１０）の上部に設けた管（２４）と、当該管内に水圧を発生させる機構（２１、２２、２６）と、管の先端付近に設けられた液体吸蔵機構（２５）とによって構成されるため、１回に連続して２個以上の水滴（Ｗ３）を発生させることができ、大きな水滴音が発生する。

特に、液体吸蔵機構（２５）として、下面が緩やかな凸球面をなし、当該曲率半径が５ｍｍ以上、３０ｃｍ以下のものを使用した場合、表面張力による下面全体の水保持力は大きく、同図に示すように、大きな水の塊が生成される。この水が重力によって２５から切り離され落下する際には、大きな水滴の後にやや小さい水滴が数個発生することが多い。従って、大きな水滴音が発生する。

大きな水滴ができるということは、水滴落下距離が比較的小さくても大きな水滴音を発生しやすい。装置の小型化に効果がある。

また、管（２４）を適度な細さ、液体吸蔵機構（２５）の多孔質密度を適度に設定すると、水通過の抵抗値を制御できる。水滴音を発生させたい時間間隔、音の大きさを考慮して、当該抵抗値を選択できる。なお、ピストン機構（２１、２２）によって、２４の上部に圧力を加えても、２５の下面から水が流れ出てしまうことはない。つまり、２４、２５は、図１（Ｄ）に示すように、筒内（ＡｉｒＰ）と筒外（２６）から力が加わる状況にあって、水滴調整機構として作用する。
更に、２６の水圧を調整することで、水滴落下タイミングを制御できる。水滴発生頻度を上げるには、２６を大きくすればよく、頻度を小さくするには２６を弱くすればよい。

＜手段３に係る効果＞
心地よい水滴音を発生させる第３の条件は、水滴音を反射させる筒の反響特性である。図３に示すように、第１の筒（１０）の内側に第２の音共鳴筒（１２）を設けているため、１０と１２との間は空気となり、１２は反響しやすい。つまり、１０の外側の水の量によらず、１２の筒は音のエネルギーによって振動しやすい。外側の水位が変わる場合でも安定した音色の水滴音を得たい場合に最適である。

また、内側の筒（１２）は、くびれ部（１２Ａ）を設ける、筒の肉厚を場所によって変化させるなどの調整が可能である。変化に富んだ心地よい水滴音を作ることができる。

小さな水滴音源であっても筒内の音の反響によって増幅される。従って、小さな装置でも所望の水滴音が得られる。

筒（１０）の中にマイクロホン（３１）を設け、当該出力を増幅して（３２）、水滴音をスピーカ（３３）から放出すると、澄んだ音色を楽しむこことができる。装置は大幅に小型化できる。

＜手段４に係る効果＞
心地よい水滴音を発生させる第４の条件は、雑音を除去し、水滴音を際立たせることである。本発明では、図３に示すように、マイクロホン（３１）で収集した音から水滴音を抽出し（４９、ＦＩＬ、４８、４７、３４、３５）、増幅して（３２）、スピーカ（３３）から放出するため、澄んだ響きが得られる。

マイクロホンの音を単純に増幅した場合、マイクロホンのノイズ等も増幅され、利用者に電気的に加工していることが分かってしまうが、当該ノイズを音響フィルタ（ＦＩＬ）で除去し、水滴音のみを抽出することにより自然な感じが得られる。電気的に増幅している感じではなく、水琴窟そのものの音に感じられる効果がある。

更に、水滴音認識手段を用いると、周辺ノイズを除去できる。例えば、水洗トイレの水槽で使用する場合などでは、水が水槽に溜まる際の大きな音がするが、このような音まで増幅するのは本末転倒である。本発明では、心地よい水滴音の特徴を予め記憶しておき、この範囲に入る音のみを水滴音として認識して抽出し、増幅してスピーカより提示するため、周辺ノイズは聞こえない。質の良い水滴音が提示できる。

マイクロホンで収集した音をフィルタ処理する、又は、周波数変換することにより、利用者の好みの音にして提示できる。
また、美しい水滴音を抽出し増幅できるので、装置の小型化に大きな効果がある。

以上のように、前記手段１から手段４は、空気密閉型筒（１０）に適用した場合、心地よい水滴音を発生と、装置の小型化に効果があり、前記手段２から手段４は、空気通過型筒（１３）に適用した場合であっても、心地よい水滴音を発生と、装置の小型化に効果がある。

図１は、本発明の第１の実施例で、風呂浴槽に設置するタイプの水滴音発生装置（水琴窟）である。図１（Ａ）において、２は水槽（風呂浴槽）、Ｗは水、１は水の中に設置した本発明である。構成を説明する。

１０は、空気密閉型の筒、又は、瓶で、下部は開放状態になっており、ゴムなどの弾性素材のスペーサ１１の上に置かれている。１１は筒が音によって振動した際に当該振動を阻止しないような材質が望ましい。３点支持などで、できるだけ筒との接触面が少なくなるように構成する。

また、１０に浮力が働き浮き上がる場合には、１１を用いず、１０の上部を支持してもよい。１０はできるだけ反響させたいため、反響を阻害しないように支持すればよい。

１０の上部には穴が設けられ、当該穴には、空気密閉栓２３が設けられ、栓の中心部には、注射針のような細い管２４が栓を貫くように設けられている。当該栓は、粘土、樹脂、コルク、ゴムなどで構成できる。２４の先端には、液体吸蔵機構２５が設けられている。

２５は、楕円球を成し、下面は緩やかな曲率の凸球面になっている。当該曲率半径は５ｍｍ以上、３０ｃｍ以下が望ましい。当該凸球は、長軸と短軸が異なる楕円球面でもよい。また、図１（Ｃ）の２５Ａに示すように、凸球面部は複数あっても良い。

液体吸蔵機構２５の素材は、毛管現象によって保水する布、メッシュ状のファイバ、海綿体、多孔質素材などが使用できる。前記下面において、表面張力によって大きな水の塊を作る素材、及び、構造が望ましい。

２４の上部は、水を２４内に供給するピストン機構に接続されている。当該ピストン機構は、ピストン筒２１と、水を押し出すピストン可動部２２から構成され、２２は加圧機構２６に接続されている。Ｗ１はピストン筒内に供給された水である。同図には示していない機構によって供給することができる。

２０は水滴発生機構で、前記の管２４と、液体吸蔵機構２５と、２４に水圧を発生させる機構（２１、２２、２６）とから構成される。

次に、水滴音が発生する仕組みを説明する。１０は空気密閉型筒なので、図１のように逆さにして水内に入れると、筒内の水位は空気圧によって筒外よりも下がる。従って、長い水滴落下距離Ｄ１が確保できる。

筒１０の内部の気圧は、筒外に比べて高いため、細い管２４、及び、ピストン筒２１の内部の水Ｗ１は押し上げられようとするが、加圧機構２６による押え付ける力があるため、空気は漏れない。

この力関係を図１（Ｄ）に示す。気圧による下から上への力ＡｉｒＰよりも、２６の方が高いため、水Ｗ１は下方に通過しようとする。

ここで、２４は細い管であり、水通過抵抗が高い。２５も水通過抵抗体である。これらをＲＥＳで示す。２６とＡｉｒＰとの釣り合い関係において、両者の間に抵抗体ＲＥＳが入っているため、水Ｗ１は上から下へ流れるのではなく、浸み込んで行く。つまり、水が通過する速度は極めて遅い。

このようにして、２５には水が少しずつ供給される。水の供給速度は、２４の径、長さ、２５の密度、２６の加圧力によって調整できる。水通過抵抗値を大きくすると、水滴の時間間隔は大きくなる。

液体吸蔵機構２５の下面は、曲率の大きな凸球面を成しているため、表面張力による水保持力は大きく、かつ、上記のように、水が少しずつ供給された場合、Ｗ２で示すように大きな水の塊が生成する。この水が重力によって２５から切り離され落下する際は、大きな水滴の後にやや小さい水滴が数個発生する。この様子をＷ３に示す。以上のように、１回に数滴の水が、間欠的に落下する。

Ｗ３の中で最も大きな水滴が最初に水面に衝突すると、水面に大きな窪みを作る。この窪みの中に２番目、３番目の水滴が衝突し、気泡を作る際に大きな水滴音が発生する。

実験では、Ｄ１が数ｃｍでは音は発生し難いが、１０ｃｍ程度では安定して音が発生し、２０ｃｍ以上では大きな音になる。この水滴音は筒の壁に反射して壁を振動させる。共振状態が作られると長い反響音になる。

水滴落下距離Ｄ１が比較的小さくても大きな水滴音が発生するため、装置の小型化に効果がある。

図１（Ｃ）のように、液体吸蔵機構２５Ａの下面に複数の凸部を設けると、当該複数の凸部から水滴が落ちる。水滴が落ちる場所は一定でなく異なる。例えば、筒１０の中心部に落ちる水滴、中心から少し外れた場所に落ちる水滴があり、筒内の反響音は多様に変化し、趣きがある。

図１（Ａ）において、３０は、水滴音増幅装置である。前記水滴音をマイクロホン３１で収集し、増幅器３２で増幅し、スピーカ３３から放出できる。同図では、マイクロホン３１が筒の中に設けられているが、筒壁に音を取り出す管を設け、当該菅にマイクロホンを差し込んでもよい。このようにすると、マイクロホンに水が掛かるのを防止できる。

図１（Ｂ）は、本発明１を風呂浴槽に設置した様子である。人Ｐの動きによって、浴槽の水面は大きく変化するが、筒１０内の水面は安定しており、美しい音色を発生し続ける。

また、同図には示していないが、前記水滴音増幅装置に水滴音を発生させるための音声スイッチを設けることが可能である。例えば、人が「水琴窟」と声を発すると、音声認識し、後述する好みの音色の水滴音を発生させることができる。

また、風呂場の照明を切り替え、雰囲気を楽しむことができる。風呂にゆったりと入ることで、リフレッシュできる。

図２は、本発明の第２の実施例で、水洗トイレの水槽に設置するタイプの水滴音発生装置（水琴窟）である。図２（Ａ）において、３は水洗トイレの水槽、１は水の中に設置した本発明である。
図１と比較して、水滴発生機構２０の加圧機構に特徴がある。構成を説明する。なお、図１と重複する部分は説明を簡単にする。

図２（Ａ）において、２７はピストン筒である。当該筒の中程には水を外部に放出するための水通過穴２７Ａが設けらている。２８は、水を押し出すピストン可動部２２を下方に押え付けるバネである。２７Ｂはストッパーで、２２の可動限界点である。

ピストン筒２７の下部には水供給管３６が接続され、その先が水道管２９に接続されている。３７は水道の水圧を示す。３８は３６の中に設けられた水流開閉栓機構、３９は浮きである。３８は３９と連動して上下に移動する。

水槽３への水の供給と、水滴発生機構２０の動作を説明する。容器３の水位が低い状態では、３９は下方にあるため、３８は開いており、水道管２９の水は、３８、３６を通過し、ピストン筒２７に供給される。２７内の水圧はバネ２８の付勢力より高いので、２２は同図のように、上方に押し上げられる。水は２７Ａよりピストン筒外に放出される。この水をＷ４で示す。Ｗ４は水槽３に供給される。

Ｗ４によって、水槽３の水位が上昇し、浮き３９に連動した水流開閉栓機構３８が水道管２９を閉じると、２７内の水圧は下がるため、２２はバネ２８によって下方に移動を始め、図２（Ｂ）の状態になる。２２はストッパー２７Ｂに衝突するまで、水Ｗ１を少し筒２４に供給し続ける。

液体吸蔵機構２５に蓄えられた水はＷ２のように落下し、複数の水滴Ｗ３になって筒下部の水面に衝突し、水滴音を発生する。当該水滴音は、マイクロホン３１で収集され、３２で増幅され、容器３の壁に設けたスピーカから放出される。水洗トイレで用を足した後、しばらく水滴音が室内に響く。

図３は、本発明の第３の実施例で、第１の実施例を改良した水滴音発生装置である。図１と比較して、異なる部分を中心に説明する。

１２は、空気密閉型筒１０の内側に設けた音共鳴筒、１２Ａは、１２の筒壁の一部で、くびれた状態を示す。１２は、反響特性の良い素材で構成される。金属、ガラス、陶器、磁器などが利用できる。また、同図には示していないが、筒壁の肉厚を場所によって変化させ、反響特性に変化を付けてもよい。

１２の動作を説明する。水滴Ｗ３が筒下部の水面に衝突して音が発生すると、当該音波は筒１２の内部を伝播し、筒壁で反射を繰り返す。筒内に共鳴する部分があると、当該共振周波数の波は長時間残る。従って、音が響いて感じられる。

本発明では、１０の中に１２を設けて筒を２重にしている、つまり、１０と１２の間は空気層になっているため、１０の外側の水位に影響を受けずに、１２は振動できる。単独の筒よりも共鳴特性が良い。人の耳が感じやすい周波数が１０００〜３０００Ｈｚ程度であるので、この範囲で共鳴する筒が望ましい。

なお、１２がない場合は、１０が水滴音の共鳴体になるが、図３のように、筒外側の水位が高い場合、１０は水の抵抗で振動し難い。

図３において、水滴音増幅装置３０Ａには、スイッチ４９と、雑音除去手段（ＦＩＬ）を設けることができる。水滴音は筒内で反響するため、共振する周波数の音は、強度が大きく長く継続する。当該共振周波数は、水量や筒の形状、素材によって概ね決まるため、予め測定できる。

そこで、当該周波数以外の音成分を雑音と見なすと、主に共振周波数成分を通過させるバンドパスフィルタ（ＦＩＬ）を用いて、共鳴音を強調することができる。つまり、水滴音を抽出し、増幅して（３２）、スピーカ３３から放出できる。雑音が少ないため、自然で、美しい音色が得られる。

利用者の好みによって、水滴音を増幅することができる。また、聞きたくない場合には、スイッチ４９によって回路を遮断することができる。４９は音声スイッチでもよい。利用者は遠隔から声で制御できる。例えば、「水琴窟」と発するとスイッチが入り水滴音が提示されるようにしてもよい。

図３において、水滴音増幅装置３０Ｂには、水滴音一時記憶装置４８、水滴音特徴量抽出装置４７、高速音響信号認識装置３４、水滴音学習結果記憶装置３５を設けることで、水滴音を認識し、水滴音以外の雑音を除去できる。

具体的には、予め以下の学習を行う。マイクロホン３１で収集した水滴音から４７によって周波数スペクトルを抽出し、当該周波数スペクトルを入力データとして自己組織化モデルを用いた音響信号識別装置３４に学習させ、学習結果を記憶装置３５に蓄積しておく。

次に、実際の環境でマイクロホン３１に音が入ると、当該音は４８に記憶されると共に、４７によって周波数スペクトルが抽出され、音響信号識別装置３４で水滴音か否かが識別される。

水滴音として識別された場合には、矢印で示す経路により、３４は４８に対して記憶している前記音をフィルタＦＩＬに送るように指令する。当該音から雑音が除去され、水滴音が３２で増幅され、スピーカ３３から放出される。

このように、水滴音は間欠的な響きであるため、マイクロホンで収集されたあるレベル以上の音を一時的に記憶しておき、当該音が所望の水滴音かどうかを認識し、適した音である場合に記憶した音を放出する処理が可能である。識別装置を用いると、水滴音のみを抽出し美しい音を効率よく提示できる。

例えば、水洗トイレで水を流す音、近くを通る電車や車の音などを雑音と認識して除去し、水滴音のみを抽出し、又は、強調して提示できる。
なお、前記３０Ａ、３０Ｂは適宜選択して、又は、組み合わせて使用できる。

図４は、本発明の第４の実施例で、水滴音を反響させる各種筒を説明している。図４（Ａ）の１０Ａは、瓶型、又は、つる首型の空気密閉型筒である。図４（Ｂ）の１０Ｂは、球形の空気密閉型筒である。

本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階において、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することが可能である。また、上記実施形態は、種々の段階の発明が含まれており、適宜な組み合わせにより実施してもよい。更に、上記各実施例の構成要素は、その目的を踏まえて適宜省略する、または、周知慣用技術で補うことができる。

（１）風呂浴槽用水琴窟；本発明は、図１に示すように、風呂浴槽内に場所を取らずに設置できる。６０ｃｍから１００ｃｍの落差で水滴を落すことができる。風呂を設計する段階から設置することもできるが、既存の風呂に後付けすることもできる。風呂の中で水琴窟の音を聞きながら瞑想に耽ると、入浴時間が長くなり、心身ともにリラックスできる効果がある。家庭用の風呂のほか、温泉地の業務用風呂にも設置できる。

（２）水洗トイレ水槽用水琴窟；図２に示すように、水洗トイレ水槽内に設置できる。２０ｃｍから３０ｃｍの落差で水滴を落すことができる。
家庭用トイレの他、旅館のトイレに設置すると趣きがある。女性が用を足す際に水滴音を大きくすれば、用足しの音をマスクする効果もある。

（３）プール用水琴窟；前記風呂浴槽用と同様の構成で実施できる。プールの各コーナーから様々な水琴窟の音を発生させることによってお客の関心を引くことができる。

（４）寝室用雰囲気演出装置；本発明の課題解決手段２から手段４は、従来の空気通過型筒を用いた水琴窟に適用した場合でも、心地よい音色と装置の小型化に効果がある。寝室のコーナーに細い縦型の空気通過型筒を設置し、水を循環させ、水滴音を発生できる。静かな寝室において、ノイズが少なく、変化のある美しい水滴音が響くと、心が休まり眠りに付きやすい。水滴音と共に、ラベンダーなど精神沈静作用のある香りを発生させるとより効果的である。

（５）その他；遊園地、空港やホテルの待合などで、水琴窟の音はお客に癒しを与えることができる。

本発明の第１の実施例で、風呂浴槽の中に設置するタイプの水琴窟である。 本発明の第２の実施例で、水洗トイレの水溜め容器内に設置するタイプの水琴窟である。 本発明の第３の実施例で、第１の実施例の変形である。 本発明の第４の実施例で、水滴音を反響させる各種筒を説明している。 従来の水琴窟と、その問題点を説明する図である。

符号の説明

１・・・・水滴音発生装置
２・・・・水槽（風呂浴槽）
３・・・・水洗トイレの水溜め容器（水槽）
１０・・・空気密閉型筒（瓶）
１０Ａ、１０Ｂ・・・空気密閉型筒（１０の変形型）
１１・・・弾性素材のスペーサ（ゴムなど）
１２・・・音共鳴筒
１２Ａ・・筒のくびれ
１３・・・空気通過型筒（瓶）
２０・・・水滴発生機構
２１・・・ピストン筒
２２・・・ピストン可動部（水押出機構）
２３・・・空気密閉栓
２４・・・細い管
２５・・・液体吸蔵機構
２５Ａ・・液体吸蔵機構の他の実施例
２６・・・加圧機構
２７・・・ピストン筒
２７Ａ・・水通過穴
２７Ｂ・・ストッパー
２８・・・バネ
２９・・・水道管
３０・・・水滴音増幅装置
３１・・・マイクロホン
３２・・・増幅器
３３・・・スピーカ
３４・・・音響信号認識装置
３５・・・水滴音学習結果記憶装置
３６・・・水供給管
３７・・・水道の水圧
３８・・・水流開閉栓機構
３９・・・浮
４０・・・水受け皿
４１・・・空気穴
４５・・・水供給管
４７・・・水滴音特徴量抽出装置（周波数スペクトル抽出装置）
４８・・・水滴音一時記憶装置
４９・・・スイッチ、又は、音声スイッチ
Ｄ１・・・長い水滴落下距離
Ｄ２・・・短い水滴落下距離
ＦＩＬ・・雑音除去手段（音響バンドパスフィルタ）
Ｐ・・・・人
Ｗ・・・・水槽の水
Ｗ１・・・ピストン内の水
Ｗ２・・・大きな水の塊から水滴が発生する状態
Ｗ３・・・３連の水滴
Ｗ４・・・２７Ａから放水される水

Claims (4)

1. 一方を密閉した筒を密閉側を上にして開放側を水面に接触するように保持し、当該密閉側に水滴発生機構を設け、水滴を筒内の水面に衝突させることによって、水滴音を発生させることを特徴とする水滴音発生装置。
2. 筒の開放側を水面に接触するように保持し、筒の上部に水滴発生機構を設け、当該水滴を筒内の水面に衝突させることによって、水滴音を発生させる水滴音発生装置において、
   当該水滴発生機構は、筒の上部に設けた管と、当該管内に水圧を発生させる機構と、管の先端付近に設けられた液体吸蔵機構とによって構成され、１回に連続して２個以上の水滴を発生させることを特徴とする水滴音発生装置。
3. 筒の開放側を水面に接触するように保持し、筒の上部に水滴発生機構を設け、当該水滴を筒内の水面に衝突させることによって、水滴音を発生させる水滴音発生装置において、
   前記筒の内側に、反響音生成機能を有する筒を設けたことを特徴とする水滴音発生装置。
4. 筒の開放側を水面に接触するように保持し、筒の上部に水滴発生機構を設け、当該水滴を筒内の水面に衝突させることによって、水滴音を発生させる水滴音発生装置において、
   筒の中の音をマイクロホンで収集し、当該音から水滴音を抽出し、増幅して、スピーカから放出することを特徴とする水滴音発生装置。
   
   

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