JP2699379B2 - 人工音声発生器のリード取付構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声を人工的に発生させる音声発生器（voic
e prosthesis）の発音部の改良に関し、リード体を気
道の軸線方向に配設することにより、リード体近傍の流
路断面積（フェイシング部の開口面積）を大きくとるこ
とを可能として音量の大きな人工音声発生器を得ること
ができるようにしたものである。

［従来の技術］ この種の人工音声発生器としては、例えば本願出願人
による特願昭61−262423号明細書に開示したものがあ
る。

この先願に係る人工音声発生器は、黄川田徹氏の発案
に係る人工音声発生器（昭和61年５月27日出願）のリー
ド部の改良に関するものである。

一般に、リード付の管楽器では、そのリードと吹口の
フェイシング部との間の隙間（チップオープニング）を
通過する空気流によってリードは振動し、この振動によ
って空気流は周期的に絞られる。その結果、空気流は定
常流から、基本波及び全ての高調波を含む鋸波状の脈流
に変わる。

一方、このリードの運動は共鳴管の共振空気柱により
制限されている。従って、この共鳴管の側面の音孔を開
閉してこの共振空気柱の実効長を変えれば共振振動数が
変わり、放射音の振動数を所望のものとすることができ
る。このため、リード付きの管楽器のリードは自らの基
本振動を広範囲に連続して変化し得るものではなく、
又、そのような必要もなかった。

これに対して声帯リード楽器とみなし得る音声では、
声楽のように積極的に口腔や鼻腔等における共鳴を利用
したい場合は別として、通常の会話では共鳴効果は弱
く、共鳴による放射音の制御も難しい。又、自然な会話
のためには声帯（発声用音源）が自らの基本振動数を広
範囲に亙り連続的に変化させることが重要である。つま
り、発声用音源は自らの振動数を変化させて声の高さを
調整しなければならず、広範囲の振動を発生させられな
ければならない。

そこで、先願に係る人工音声発生器にあっては、この
ような要請に鑑み、咽頭部と気管との間に介装されてこ
れらの咽頭部及び気管に連通する気道を有する本体と、
この気道内に片持ち状態で支持されてその気道内の空気
流により振動するリード体と、気道内に配設されたフェ
イシング部とを備えた人工音声発生器において、このリ
ード体とフェイシング部との接触位置が、空気流の流量
の増加に従ってリード体の先端側に移動する構成のもの
を提案した。

従って、この人工音声発生器にあっては、気道に発生
した空気流によりリード体を振動させ、発音をなすこと
になる。この場合、リード体はフェイシング部との接触
位置を支点として振動する。このリード体の振動数はフ
ェイシング部との接触位置からリード体の先端部までの
距離に対応する。従って、空気流量の増減に応じて上記
距離を変化させることにより、リード体の振動数を変化
させることができる。この結果、発声者は空気流の流量
を調整することにより、所望の高さの発声をなすことが
でき、しかも、その発声も広範囲なものとすることがで
きる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような先願に係る人工音声発生器
にあっては、片持ち状態で本体フェイシング部に配設さ
れたリード体は気道の軸線方向に対して所定角度だけ傾
斜して取り付けられていたため、気道の断面積に対して
所定値以上の大きさのフェイシング部の開口面積を得る
ことはできず、該フェイシング部を流れる空気流量に制
限があり、発生する音量が必ずしも充分ではないという
問題点が生じていた。

そこで、本発明は、フェイシング部を気道軸線方向に
配設し、その開口部の面積を大きくすることを可能とし
て、音量の大きな人工音声発生器を提供することをその
目的としている。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は、咽頭部と気管との間に介装さ
れ、これらの咽頭部及び気管に連通する気道を有する本
体と、この気道内に設けられたフェイシング部と、この
フェイシング部に片持ち状態で支持されて気道内の空気
流により振動するとともに、この空気流量の増加に応じ
てフェイシング部との接触位置がその自由端方向に移動
するリード体とを備えた人工音声発生器において、上記
リード体を上記気道の軸線に対して略平行に配設した人
工音声発生器のリード取付構造を提供するものである。

［作用］ 本発明に係る人工音声発生器にあっては、気道を通過
する空気流によってリード体が振動して発音をなし、こ
の際、該空気流の流量によってリード体のフェイシング
部との接触位置が変化する結果、所望の高さの音の発声
をなすことができる。

そして、この場合において、本発明にあっては、リー
ド体を気道の軸線方向に対して略平行に配設したため、
リード体の長さを自由に設定出来て気道の横断面積に関
係なく、そのフェイシング部の開口面積を大きくするこ
とができるものである。

［実施例］ 以下、本発明に係る人工音声発生器のリード取付構造
の実施例を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示している。

第２図は本発明に係る人工音声発生器の一部を断面し
て示す分解側面図である。

同図にその全体構成を示すように、この人工音声発生
器11は、互いに嵌合する上部ウインド管13及び下部ウイ
ンド管15からなる円筒状の本体17を有している。本体17
の内部には断面円形の気道19が形成され、この気道19は
咽頭部、気管、及び、外気にそれぞれ連通、開口してい
る。

気道19の外気への開口部21には制御器23が装着されて
いる。この制御器23は、呼吸時はピストン25がコイルば
ね27の弾性力により付勢されて、第２図に示すように、
上方に位置して外気と気道19、さらには気管とを連通し
ている。発声者の呼吸を可能にしているのである。

そして、ピストン25が下方に押圧されると気道19は外
気から遮断され、気道19は気管側の開口31を咽頭側の開
口33にのみ連通する。

この咽頭側の開口33は弁35によって開閉可能になさ
れ、この弁35はレリーズ等（図外）を介して上記ピスト
ン25に連動して動作するものである。すなわち、ピスト
ン25が図中上方に位置して開口を開放している場合は、
弁35はその開口33を閉止し、ピストン25が下方に移動し
て開口21を閉止する場合は弁35は開口33を開いているも
のである。

従って、制御器23及び弁35は、気管に対して咽頭部ま
たは外気のいずれか一方を選択的に連通することとな
る。

発声者はこのピストン25を操作することにより、呼吸
時は気管を外気に連通して呼吸を可能とし、一方、発声
時は気管と咽頭部とを連通して発声を可能とするもので
ある。

なお、37は開口33の外周に設けられたバルーンであ
り、食道から気管に異物が侵入することを阻止してい
る。

次に、第１図を参照して発声音源としてのリード体41
及びその取付部の構造について説明する。

第１図において示すように、上部ウインド管13の下端
部（下部ウインド管15への挿入端部）はその軸線方向
（縦方向）に沿って半割状に切断された形状を呈し、そ
の結果長方形の開口（矩形の窓）43が軸線方向に延びる
平面（垂直面）上に形成されている。また、該挿入端部
には水平面上に半円形の開口45も同時に形成されてい
る。

そして、薄い板状のリード体41はその基端部が半円柱
状の挿入体46に固着されており、その自由端部に向かっ
て所定の曲率で湾曲して（反って）形成されている。挿
入体46は上記開口45に挿入されて固定され、結果として
リード体41は開口43を開閉可能なものとされている。

従って、この開口43の長辺の両縁部47は湾曲したリー
ド体41が当接することのできるフェイシング部を構成し
ていることとなる。

なお、このリード体41は所定の剛性を有する例えばポ
リメチルメタクリル樹脂（PMMA）で形成されている。

また、挿入端部の開口43の気道19に対して垂直な頂壁
48は半円形であり、その下部ウインド管15側の外面には
空気流の流れをスムーズにするように断面三角形のスペ
ーサを配設しても良い。

この挿入体46を開口45に挿入した状態を第２図に示し
ているものである。従って、リード体41は、その基端部
が固定されることにより、上部ウインド管13に形成され
たフェイシング部47に対してその先端部が所定の間隙を
有するように配設されている。その結果、図中矢印方向
に空気流が発生した場合リード体41は振動し、その空気
流量が増加するに従ってリード体41のフェイシング部47
との当接位置はその先端部である自由端方向に移動する
ものである。

以上の構成に係る人工音声発生器11にあっては、人体
への装着後、顎等により制御器23のピストン25を押し下
げると開口21は閉止されるとともに、弁35が咽頭側の開
口33を開く。この結果、気道19は咽頭部と気管とを連通
する。

ここで、気管より気道19内に呼気（第２図において矢
印で示している。）を送り込むと、その空気流はリード
体41に射突してこれを振動させる。

そして、この空気量を増加させると、気道19内でのそ
の流速も大きくなり、高速の空気流がリード体41へ射突
することにより高圧力が気道19内に発生する。

従って、リード体41はその先端がフェイシング部47に
向かって大きくたわむように振動し、そのフェイシング
部47との接触位置もそのリード体41の先端側に移動す
る。この結果、リード体41とフェイシング部47との接触
位置（支点）から、リード体41の先端までの距離は短く
なり、リード体41は高周波数で振動することとなる。

このようにリード体41の振動する周波数は気道19内の
空気流の流速、すなわち、気管から気道19内に送り込ま
れる呼気の流量に対応するため、発声者はその呼気を調
節することにより、声の高さを制御することができる。

また、以上の場合にあって、リード体41の開閉する開
口43の開口面積は、リード体41の長さを自由に設定でき
て気道19の断面積とは無関係に（これに制限されること
なく）任意の大きさとすることができ、リード体41の大
きさもこれに対応して大きくすることができる。なお、
リード体41は幅広とし得る位置に配置すると良く、たと
えば、円管の場合は管の中心にリードが位置した場合に
最大幅となし得るので、この位置が好ましい。

この結果、フェイシング部47の流路の開口面積を簡単
に大きく設計することができ、必要により充分な空気流
量によってこのリード体41を振動させることができる。
すなわち、発生する声量を豊かなものとすることができ
るのである。

第３図は本発明の第２実施例に係るリード体を示すそ
の分解斜視図である。

この実施例にあっては、上部ウインド管51においてそ
のフェイシング部53を湾曲形成するとともに、リード体
55は平坦な板材によって形成したものである。従って、
この実施例にあってもリード体55の基端部が固着された
挿入体57を、上部ウインド管51の水平開口52に挿入する
ことにより、リード体55をウインド管51に対して位置決
め固定するものである。そして、リード体55は湾曲した
フェイシング部53に対して接近離隔する方向で振動する
とともに、フェイシング部53の垂直開口54の開口面積が
流量に応じて可変となるものである。

その他の構成、作用は上記実施例と同じであり、省略
している。

第４図及び第５図は本発明の第３実施例を示してい
る。

この実施例は、リード体61の振動によって開口面積が
振動的に変化する垂直開口63が形成された部分を、上記
各実施例とは異なり、上部ウインド管65とは別部材67に
よって形成したものである。そして、さらに、この部材
67はウインド管65に対してその挿入長さを可変とするこ
とができる構成としてある。また、これに対応してリー
ド体61も挿入体69に対してその長さ方向に進退自在に構
成してあり、所望の長さ方向の位置で挿入体69と別部材
67との間に配置されて固定される。

すなわち、本実施例にあっては、部材67のウインド管
65への挿入量を適宜調整することができ、そのフェイシ
ング部71の開口面積を任意に可変とすることができる。
これは呼気流量の個人差等に対応して発声音量の異なる
ことを考慮したものである。

なお、リード体61の固定の際に、リード体61を挿入体
69に接着しておけば、固定強度が大きくなり信頼性が高
まる。

その他の構成及び作用は上記各実施例のそれと同様で
あり、省略している。

［効果］ 以上説明してきたように、本発明にあっては、フェイ
シング部の開口面積を可変とすることができ、特に大き
な開口面積を管の径とは関係なく得ることができ、音量
が豊かで調整も容易なものとなるという効果がある。

また、上記各実施例にあっては、リード体の着脱が容
易で、その交換も簡単に行うことができるという効果が
ある。例えばリード体を定期的に交換する場合などに便
利である。

さらに、第３実施例にあっては、人工音声発生器とし
て製造した後にあっても、フェイシング部の開口面積、
すなわち発声音量の調整が可能となっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る人工音声発生器のリ
ード取付構造を示すその分解斜視図、 第２図は本発明の第１実施例に係る人工音声発生器の一
部断面した分解側面図、 第３図は第２実施例に係るリード体取付部の構造を示す
その分解斜視図、 第４図は第３実施例に係るリード体取付部の構造を示す
その正面図、 第５図は第４図のＶ−Ｖ矢視断面図である。 11……人工音声発生器、 17……本体、 19……気道、 41……リード体、 47……フェイシング部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】咽頭部と気管との間に介装され、これらの
   咽頭部及び気管に連通する気道を有する本体と、 この気道内に設けられたフェイシング部と、 このフェイシング部に片持ち状態で支持されて気道内の
   空気流により振動するとともに、この空気流量の増加に
   応じてフェイシング部との接触位置がその自由端方向に
   移動するリード体とを備えた人工音声発生器において、 上記リード体を上記気道の軸線に対して略平行に配設し
   たことを特徴とする人工音声発生器のリード取付構造。