JP3366811B2 - 水中通話装置並びに水中マイクロホン並びに水中通話装置の密閉型音響変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スキューバダイ
ビング等に使用される水中通話装置に関し、また、その
水中通話装置等に使用される水中マイクロホンおよび水
中通話装置の密閉型音響変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、圧縮空気を詰めたボンベから
ホースを介して送られてくる空気を呼吸して、人間が水
中に長時間滞在する場合において、人間が呼吸動作をし
ながら発する音声を水中マイクロホンにより捕らえて電
気信号に変換し、その電気信号を線路で伝送したり、そ
の電気信号を超音波に変調して音声情報を伝えたり、水
中スピーカを駆動して直接音波で伝えたりする水中通話
装置がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記水中通
話装置では、アクアラング用マウスピースをくわえたま
ま喋ることができないため、水中で話すときは口にくわ
えているマウスピースと水中マスクを外して、別に用意
したマイクの付いている水中マスクに水中で付け替える
ので、水中でマスクを替えるとき危険を伴うという欠点
がある。また、上記水中通話装置では、水中マスクから
水中に排出される空気の排気音と泡の音が大きなノイズ
となるため、明瞭度が悪くなるという欠点がある。ま
た、上記音声信号を超音波に変調して音声情報を伝える
水中通話装置では、顔全体を覆う全面マスク型の水中マ
スク内にマイクを取り付けと共に、超音波による送受信
装置を必要とし、構造が複雑でコストが高くつくという
問題がある。さらにまた、上記防水スピーカーを用いた
水中通話装置では、水深が１０ｍより深くなると、水圧
の影響を受けて音声領域での音響伝達が非常に難しくな
るため、充分な音圧を得ることができず、音声が聞こえ
にくいという問題がある。

【０００４】そこで、この発明の目的は、アクアラング
用マウスピースをくわえたまま喋ることができ、安全に
通話ができると共に、明瞭な通話ができる水中通話装置
および水中マイクロホンを提供することにある。

【０００５】また、この発明のもう一つの目的は、水深
が１０ｍよりも深い場合でも充分な音圧を得ることがで
きる水中通話装置の密閉型音響変換装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の水中通話装置は、口の中に入れるアクア
ラング用マウスピースの下側から延びるレギュレータ排
気パイプと、上記マウスピースの吸排気口近傍に一端が
接続され、上記マウスピース内の空間と連通する音響空
間を形成する排気パイプと、上記排気パイプの内側に設
けられ、音声信号を電気信号に変換する音声信号−電気
信号変換素子とを有する水中マイクロホンと、上記水中
マイクロホンの上記音声信号−電気信号変換素子の出力
に基づいて、水中に音波を伝える密閉型音響変換装置と
を備えたことを特徴としている。

【０００７】上記請求項１の水中通話装置によれば、上
記マウスピースを口にくわえながら喋ると、上記マウス
ピース内の空間と連通する排気パイプ内の音響空間の空
気が音声を伝達する。そして、音声を発したときに吐き
出した空気は、レギュレータ排気口から排出される。し
たがって、水深が浅く息を吐き出しやすい場合は、上記
音声信号−電気信号変換素子をレギュレータ排気口から
離して配置することによって、吐き出した空気がレギュ
レータ排気口から排出されると共に、音声がマウスピー
ス内の空間から排気パイプ内の音響空間を伝わって、音
声信号−電気信号変換素子に明瞭に捕らえられる。一
方、水深が深く息が吐き出しにくい場合は、排気パイプ
に排気口とその排気口に排気弁を設けることによって、
吐き出した空気が排気パイプの排気口からも排出され
て、息が吐き出しやすくなるから、音声信号−電気信号
変換素子によりマウスピース側からの音声を明瞭に捕ら
える。そして、上記水中マイクロホンの音声信号−電気
信号変換素子の出力に基づいて、密閉型音響変換装置に
より水中に音波を伝える。したがって、上記マウスピー
スをくわえたまま喋ることができ、安全に通話ができる
と共に、明瞭な通話ができる。

【０００８】また、請求項２の水中通話装置は、請求項
１に記載の水中通話装置において、上記マウスピース側
から排気口側への空気の流れのみを許容する排気弁を上
記排気パイプに設けると共に、上記水中マイクロホンを
上記排気弁の上流側に設けたことを特徴としている。

【０００９】上記請求項２の水中通話装置によれば、水
圧が高いときに上記マウスピースを口にくわえながら喋
っても、上記マウスピース内の空間と連通する音響空間
が排気パイプの内側にあることによって息が吐き出しや
すくなり、その排気パイプ内の音響空間の空気が音声を
伝達する。そして、音声を発したときに吐き出した空気
は、排気パイプと排気弁を介して排出される。このと
き、例えばレギュレータ排気口の位置よりも排気パイプ
の排気口の位置を高くすることによって、水圧の僅かな
差によって水面に近い方の排気パイプの排気口から空気
が先に排出される。したがって、上記レギュレータ排気
口からの泡の排出と排気パイプの排気口からの泡の排出
が重ならないから雑音が小さくなり、音声が明瞭に捕ら
えられる。しかも、音声を発したときに吐き出した空気
が、排気パイプの内周側に設けられた上記音声信号−電
気信号変換素子の下流側の排気口から泡となって排出さ
れるので、音声信号−電気信号変換素子に下流側からの
泡の音が入りにくくなるから、音声信号−電気信号変換
素子により上流側すなわちマウスピース側からの音声を
明瞭に捕らえる。そして、上記水中マイクロホンの音声
信号−電気信号変換素子の出力に基づいて、密閉型音響
変換装置により水中に音波を伝える。したがって、水深
が深くなって息が吐き出しにくい場合でも、マウスピー
スをくわえたまま喋ることができ、安全に通話ができる
と共に、明瞭な通話ができる。

【００１０】また、請求項３の水中通話装置は、請求項
２の水中通話装置において、上記水中マイクロホンは、
上記排気弁から排出される空気の泡を小さくする細孔を
有する網を備えたことを特徴としている。

【００１１】上記請求項３の水中通話装置によれば、音
声を発したときに排気口から吐き出される空気の泡が網
によりできるだけ小さくされるので、泡の音を抑えて、
上記音声信号−電気信号変換素子が捕らえる音声の明瞭
度を向上できる。

【００１２】また、請求項４の水中通話装置は、請求項
２の水中通話装置において、上記水中マイクロホンは、
上記排気パイプの内周側に設けられ、上記音声信号−電
気信号変換素子が内側の底部に固定された有底の筒体
と、上記筒体の開口側に上記筒体の軸方向に振動可能に
支持された振動板と、上記振動板の内側に一端が弾性部
材を介して取り付けられ、他端が上記音声信号−電気信
号変換素子に固定されたバネ部材とを備えたことを特徴
としている。

【００１３】上記請求項４の水中通話装置によれば、上
記振動板の振動が筒体内の空気層を介して音声信号−電
気信号変換素子に伝達されるとき、音声よりも低い音域
の音を弾性部材とバネ部材により打ち消すので、低音域
の泡音を小さくできる。また、水深が深くなると、水圧
に応じて上記振動板にかかる気圧が大きくなり、振動板
がバネ部材の付勢力に抗して押し込まれ、上記気圧に応
じて振動板をバネ部材により保持する。したがって、上
記振動板を厚くすることなく、振動板と音声信号−電気
信号変換素子との間に音声信号を伝える空気層を確保で
きるので、水深４０ｍにおける水圧にも耐える水中マイ
クロホンを備えた水中通話装置を実現できる。また、上
記水中マイクロホンの振動板の厚みを薄くすることによ
って、集音能力と音質を向上することができる。

【００１４】また、請求項５の水中通話装置は、請求項
１の水中通話装置において、上記密閉型音響変換装置
は、弾性変形可能な音響振動板を有する密封容器と、上
記密封容器内に上記音響振動板と点結合するように設け
られ、電気信号を機械的振動信号に変換して、上記音響
振動板を点結合部を介して振動させる電気信号−機械的
振動信号変換素子と、上記密封容器内に設けられ、上記
音響振動板との間に密閉空間を形成すると共に上記電気
信号−機械的振動信号変換素子を支持する弾性変形可能
な支持板とを備えたことを特徴としている。

【００１５】上記請求項５の水中通話装置によれば、上
記電気信号−機械的振動信号変換素子に点結合された音
響振動板の厚みを調整して、音響振動板の固有振動周波
数を特に中音域の周波数(例えば３.４ｋHz)にすること
によって、音響振動板の共振により中音域を強調して、
中音域で充分な音圧を得ることができ、音声よりも低い
低音域の音圧を抑制するので、上記音響振動板の振動に
より水中に伝えられる音声情報の明瞭度を向上できる。
また、水深が深くなって水圧が大きくなると、上記音響
振動板が内側に押されて弾性変形し、その音響振動板と
支持板との間の密閉空間に充填された例えば空気が圧縮
され、その圧縮空気の圧力によって支持板も内側に弾性
変形して湾曲し、音響振動板を点結合部を介して振動さ
せる電気信号−機械的振動信号変換素子が水圧による影
響を受けることがないので、水深４０ｍの水圧に耐える
水中マイクロホンを備えた水中通話装置が実現できる。

【００１６】また、請求項６の水中マイクロホンは、口
の中に入れるアクアラング用マウスピースの下側から延
びるレギュレータ排気パイプと、上記マウスピースの吸
排気口近傍に一端が接続され、上記マウスピース内の空
間と連通する音響空間を形成する排気パイプと、上記排
気パイプに設けられ、上記マウスピース側から排気口側
への空気の流れのみを許容する排気弁と、上記排気パイ
プの内周側かつ上記排気弁の上流側に設けられ、音声信
号を電気信号に変換する音声信号−電気信号変換素子
と、上記排気弁から排出される空気の泡を小さくする細
孔を有する網とを備えたことを特徴としている。

【００１７】上記請求項６の水中マイクロホンによれ
ば、水圧が高いときに上記マウスピースを口にくわえな
がら喋っても、上記マウスピース内の空間と連通する排
気パイプの内周側の音響空間があることによって息が吐
き出しやすくなり、その排気パイプ内の音響空間の空気
が音声を伝達する。そして、音声を発したときに吐き出
した空気は、排気パイプと排気弁を介して排出される。
このとき、例えばレギュレータ排気口の位置よりも排気
パイプの排気口の位置を高くすることによって、水圧の
僅かな差によって水面に近い方の排気パイプの排気口か
ら空気を排出する。したがって、上記レギュレータ排気
口からの泡の排出と排気パイプの排気口からの排出が重
ならないから、雑音が小さくなり、音声が明瞭に捕らえ
られる。しかも、音声を発したときに吐き出した空気
が、排気パイプの内周側に設けられた上記音声信号−電
気信号変換素子の下流側の排気口から泡となって排出さ
れるので、音声信号−電気信号変換素子に泡の音が入り
にくくなるから、音声信号−電気信号変換素子により上
流側すなわちマウスピース側からの音声を明瞭に捕らえ
る。また、音声を発したときに排気パイプの排気口から
吐き出される空気の泡が上記網によりできるだけ小さく
される。そして、上記水中マイクロホンの音声信号−電
気信号変換素子の出力に基づいて、例えば、その電気信
号を線路で伝送したり、その電気信号を超音波に変調し
て音声情報を伝えたり、密閉型音響変換装置により水中
に音波を伝えたりする。したがって、上記マウスピース
をくわえたまま喋ることができ、安全に通話できると共
に、明瞭な通話ができる。

【００１８】また、請求項７の水中マイクロホンは、請
求項６の水中マイクロホンにおいて、上記排気パイプの
内周側に設けられ、上記音声信号−電気信号変換素子が
内側の底部に固定された有底の筒体と、上記筒体の開口
側に上記筒体の軸方向に振動可能に支持された振動板
と、上記振動板の内側に一端が弾性部材を介して取り付
けられ、他端が上記音声信号−電気信号変換素子に固定
されたバネ部材とを備えたことを特徴としている。

【００１９】上記請求項７の水中マイクロホンによれ
ば、上記振動板の振動が筒体内の空気層を介して音声信
号−電気信号変換素子に伝達されるとき、音声よりも低
い音域の音を弾性部材とバネ部材により打ち消すので、
低音域の泡音を小さくできる。また、水深が深くなる
と、水圧に応じて上記振動板にかかる気圧が大きくな
り、振動板がバネ部材の付勢力に抗して押し込まれ、上
記気圧に応じて振動板を筒体内にバネ部材により保持す
る。したがって、上記振動板を厚くすることなく、振動
板と音声信号−電気信号変換素子との間に音声信号を伝
える空気層を確保できるので、水深４０ｍにおける水圧
にも耐える水中マイクロホンを実現できると共に、振動
板の厚みを薄くすることによって、集音能力と音質を向
上することができる。

【００２０】また、請求項８の水中通話装置の密閉型音
響変換装置は、弾性変形可能な音響振動板を有する密封
容器と、上記密封容器内に上記音響振動板と点結合する
ように設けられ、電気信号を機械的振動信号に変換し
て、上記音響振動板を点結合部を介して振動させる電気
信号−機械的振動信号変換素子と、上記密封容器内に設
けられ、上記音響振動板との間に密閉空間を形成すると
共に上記電気信号−機械的振動信号変換素子を支持する
弾性変形可能な支持板とを備えたことを特徴としてい
る。

【００２１】上記請求項８の水中通話装置の密閉型音響
変換装置によれば、上記電気信号−機械的振動信号変換
素子に点結合された音響振動板の厚みを調整して、音響
振動板の固有振動周波数を特に中音域の周波数(例えば
３.４ｋHz)にすることによって、音響振動板の共振によ
り中音域を強調して、中音域で充分な音圧を得ることが
でき、音声よりも低い低音域の音圧を抑制するので、上
記音響振動板の振動により水中に伝えられる音声の明瞭
度を向上できる。また、水中において水深が深くなって
水圧が大きくなると、上記音響振動板が内側に押されて
弾性変形し、その音響振動板と支持板との間の密閉空間
に充填された例えば空気が圧縮され、その圧縮空気の圧
力によって支持板も内側に弾性変形して湾曲し、音響振
動板を点結合部を介して振動させる電気信号−機械的振
動信号変換素子が水圧による影響を受けることがないの
で、水深４０ｍにおける水圧にも耐える水中通話装置の
密閉型音響変換装置を実現できる。

【００２２】また、請求項９の水中通話装置の密閉型音
響変換装置は、請求項８の水中通話装置の密閉型音響変
換装置において、上記電気信号−機械的振動信号変換素
子は、上記音響振動板に点結合されたボイスコイルと、
上記ボイスコイルと交差する閉磁路を形成する磁石部と
を有することを特徴としている。

【００２３】上記請求項９の水中通話装置の密閉型音響
変換装置によれば、例えば音声を表す電気信号をボイス
コイルに入力して、音声を表す電流がボイスコイルに流
れると、上記磁石部により形成された閉磁路と交差する
ボイスコイルは軸方向に振動し、ボイスコイルに点結合
された音響振動板が機械的振動信号を出力する。したが
って、上記電気信号−機械的振動信号変換素子は、簡単
な構成で電気信号を機械的振動信号に容易に変換するこ
とができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の水中通話装置,
水中マイクロホンおよび水中通話装置の密閉型音響変換
装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。

【００２５】図１はこの発明の実施の一形態の水中通話
装置の水中マイクロホンを有するマウスピース付レギュ
レータの後面図であり、図２は上記マウスピース付レギ
ュレータの側面図である。

【００２６】図１において、１は中空の円板型の酸素吸
入排気用レギュレータ、２は上記レギュレータ１の後面
側に設けられたシリコンゴム製のアクアラング用マウス
ピース、３,３は上記レギュレータ１の後面側かつマウ
スピース２の下側から両側方斜め下側に向かって延びる
レギュレータ排気パイプ、４は上記レギュレータ排気パ
イプ３,３の中央に設けられたレギュレータ排気弁、５
は上記マウスピース２の吸排気口２a近傍から側方に延
びたシリコンゴム製の音響空間部材としての排気パイプ
である。上記排気パイプ５によりマウスピース２内の空
間と連通する音響空間を形成し、排気パイプ５の内壁に
受音部１０を取り付けている(図２参照)。上記排気パイ
プ５は、略中間で屈曲した略Ｌ字形状をしており、さら
に、先端が上方に向かって屈曲し、その排気パイプ５の
排気口５a側に排気弁５０とカバー４０に覆われた網８
とを設けている。また、上記レギュレータ１の外周に設
けられた酸素吸入パイプ６と圧縮空気を詰めたボンベ
(図示せず)とをエアパイプ７を介して接続して、ボンベ
からレギュレータ１内に空気を供給する。また、上記レ
ギュレータ１の前面の略中央にエアパージボタン９を設
けている(図２参照)。上記エアパージボタン９を押す
と、空気がレギュレータ１内にボンベから強制的に供給
される。なお、図２において、Ｌ１は、マウスピース２
の吸排気口２aから排気パイプ５の排気口５aまでの経路
長を示し、Ｌ２は、マウスピース２の吸排気口２aから
受音部１０までの経路長を示しており、経路長Ｌ１に対
する経路長Ｌ２を予めこの水中通話装置を使用する水圧
に応じて調整する。

【００２７】図３は図２に示す上記受音部１０の断面図
を示し、この受音部１０は、有底の円筒形状のケース１
１と、上記ケース１１の開口側にケース１１の軸方向に
振動可能に支持された振動板１２と、上記振動板１２の
内側に一端が弾性部材１８を介して固定されたバネ部材
１３と、上記バネ部材１３の他端が外嵌されて固定さ
れ、上記マイク１４の振動板１２に対して反対側を接着
剤１５によってケース１１の底部に固定された音声信号
−電気信号変換素子としてのコンデンサマイクロホン１
４とを備えている。なお、上記コンデンサマイクロホン
１４の代わりにダイナミックマイクロホン等を使用して
もよい。また、上記ケース１１の開口側に半径方向内向
にフランジ１１aに形成し、振動板１２のフランジ１１a
と反対の側の外周部に環状部材１９を固定して、バネ部
材１３により軸方向外向に振動板１２を付勢している。

【００２８】図４は上記水中通話装置の密閉型音響変換
装置としての防水スピーカーの断面図を示し、図５(a)
は上記防水スピーカーの正面図を示し、図５(b)は図４
のＶb−Ｖb線から見た図を示している。

【００２９】図４において、一端に弾性変形可能な音響
振動板２１を有する円筒形状の本体ケース２０と、上記
音響振動板２１の略中心(図５(a)参照)にボイスコイル
固定金具４１により一端が点結合されたボイスコイル２
２と、上記ボイスコイル２２の内周側にボイスコイル固
定金具４１に一端が固定され、他端が後述する第２の極
片２７の円柱部２７aの先端に固定されたバネ部材２３
と、上記本体ケース２０の内周側に固定され、上記ボイ
スコイル２２が貫通するように穴２４aが略中央に設け
られた弾性変形可能な円板状の支持板２４と、上記支持
板２４の音響振動板２１に対して反対側の一端に一端が
固定され、ボイスコイル２２が貫通するように穴２５a
が略中央に設けられたドーナツ板状の第１の極片２５
と、上記第１の極片２４の他端に一端が固定されたドー
ナツ板状の永久磁石２６と、上記永久磁石２６の他端に
一端が固定され、中心から音響振動板２１側に延びた円
柱部２７aを有する円板状の第２の極片２７と、上記第
２の極片２７の他端に取り付けられた音声信号増幅基板
２８とを備えている。上記第１の極片２５,永久磁石２
６,第２の極片２７および音声信号増幅基板２８で電気
信号−機械的振動信号変換素子を構成し、その電気信号
−機械的振動信号変換素子を支持板２４によって本体ケ
ース２０内に支持している。上記第２の極片２７の円柱
部２７aが支持板２４の穴２４aを貫通すると共にボイス
コイル２２内に挿入されている。上記本体ケース２０の
音響振動板２１に対して反対側の開口を裏蓋５１により
閉じて、本体ケース２０と裏蓋５１により密閉容器を構
成している。上記永久磁石２６から発生する磁束は、第
１の極片２４と第２の極片２７の円柱部２７aとを介し
てボイスコイル２２に交差するように閉磁路を形成して
いる。上記音声信号増幅基板２８は、図３に示すコンデ
ンサマイクロホン１４からマイクケーブル１７を介して
入力された音声を表す電気信号を増幅し、その増幅され
た電気信号をボイスコイル２２に出力する。なお、上記
ボイスコイル固定金具４１は、ボイスコイル２２の熱を
外部に放熱する役割を兼ねている。また、上記ボイスコ
イル２２の熱をボイスコイル固定金具４１とバネ部材２
３を介して第２の極片２７に放熱する(内部放熱)。ま
た、水圧が余りかからない場合、例えば水深１５ｍまで
の場合は、支持板２４と裏蓋５１との間の空間６２に
は、シリコンゴム等を充填してもよい。

【００３０】また、上記本体ケース２０の下側に電池ケ
ース３０を固定し、その電池ケース３０の開口を蓋する
裏蓋５２の外側に電源スイッチ３２設けている。上記電
源スイッチ３２により蓋５の内側に取り付けられたマグ
ネットスイッチ３１をオンして、電池ケース３０内に装
着された電池から本体ケース２０内の音声信号増幅基板
２８に電源を供給する。

【００３１】上記構成の水中通話装置において、水圧が
高いときに図１に示すマウスピース２を口にくわえなが
ら喋っても、排気パイプ５内の音響空間があることによ
って息が吐き出しやすくなる。そして、音声を発したと
きに吐き出した空気は、図１,図２に示す矢印Ａに示す
ように、排気パイプ５と排気弁５０および網８を介して
排出され、このとき、レギュレータ排気口３aの位置よ
りも排気パイプ５の排気口５aの位置を高さＨ(図２に示
す)だけ高くすることによって、水圧の僅かな差で水面
に近い方の排気パイプ５の排気口５aから空気が先に排
出される。なお、通常の呼吸により吐き出した空気は、
排気パイプ５の排気口５aから排出されると共に、図１
に示す矢印Ｂ,Ｃに示すように、レギュレータ１内から
レギュレータ排気弁４を介してレギュレータ排気口３a,
３aから排出される。したがって、上記レギュレータ排
気口３a,３aからの泡の排出と排気パイプ５の排気口５a
からの泡の排出が重ならないから、雑音が小さくなり、
音声が明瞭に捕らえられる。しかも、音声を発したとき
に吐き出した空気が受音部１０の下流側の排気口５aか
ら泡となって排出されるので、受音部１０のコンデンサ
マイクロホン１４に下流側からの泡の音が入りにくくな
るから、上流側すなわちマウスピース２側からの音声を
明瞭に捕らえる。そして、上記コンデンサマイクロホン
１４から出力された電気信号をマイクケーブル１７を介
して音声信号増幅基板２８に入力し、その電気信号を音
声信号増幅基板２８により増幅する。上記増幅された電
気信号を信号線４３を介してボイスコイル２２に入力し
て、音声を表す電流がボイスコイル２２に流れると、上
記磁石部により形成された閉磁路と交差するボイスコイ
ル２２は軸方向に振動し、そのボイスコイル２２に点結
合された音響振動板２１は機械的振動信号を出力して、
水中に音波を伝える。

【００３２】したがって、上記水中マイクロホンと防水
スピーカーとを備えた水中通話装置によって、マウスピ
ース２をくわえたまま喋ることができ、安全に通話がで
きると共に、明瞭な通話ができる。また、従来の超音波
により音声情報を伝える水中通話装置の全面マスク型の
水中マスクや超音波による送受信装置が必要ないので、
低コストな水中通話装置ができる。

【００３３】また、上記水中マイクロホンは、排気パイ
プ５の排気口５aに取り付けられた網８の細孔によっ
て、音声を発したときに吐き出される空気の泡ができる
だけ小さくされるので、泡の音を抑えて、コンデンサマ
イクロホン１４が捕らえる音声の明瞭度を向上すること
ができる。

【００３４】また、上記水中マイクロホンは、上記排気
パイプ５内に設けられた有底の円筒形状のケース１１内
の振動板１２の振動がケース１１内の空間１６の空気層
を介してコンデンサマイクロホン１４に伝達され、この
とき、音声よりも低い音域の音が弾性部材１８とバネ部
材１３により減衰するので、低音域の泡音を小さくする
ことができる。また、水深が深くなると、上記振動板１
２にかかる水圧が大きくなり、振動板１２がバネ部材１
３の付勢力に抗して押し込まれ、水圧に応じて振動板１
２をケース１１内にバネ部材１３により保持する。した
がって、上記振動板１２を厚くすることなく、振動板１
２とコンデンサマイクロホン１４との間に音声信号を伝
える空気層を確保できるので、この水中マイクロホン
は、水深４０ｍにおける水圧にも耐えることができると
共に、振動板１２の厚みを薄くすることによって、集音
能力と音質を向上することができる。

【００３５】また、上記防水スピーカーは、ボイスコイ
ル２２に点結合された音響振動板２１の厚みを調整し
て、音響振動板２１の固有振動周波数を中音域の周波数
(例えば３.４ｋHz)にすることによって、音響振動板２
１の共振により中音域を強調し、低音域の音圧を抑制し
つつ中音域で充分な音圧を得ることができるので、音響
振動板２１の振動により水中に伝えられる音声情報の明
瞭度を向上することができ、半径１０ｍ以上の広い範囲
で音声を伝達することができる。また、水深が深くなる
と、上記音響振動板２１が内側に押されて弾性変形し、
ボイスコイル固定金具４１と共にボイスコイル２２が内
側に向かってバネ部材２３の付勢力に抗して移動する。
そして、さらに水深が深くなると、上記音響振動板２１
と支持板２４との間の空間６１の空気層が圧縮されて、
その空気圧により支持板２４も後方に湾曲し、支持板２
４に取り付けられた第１の極片２５,永久磁石２６およ
び第２の極片２７からなる磁石部および音声信号増幅基
板２８が後方に移動する。こうして、水深が深くなって
水圧が大きくなっても、ボイスコイル２２に対する第１
の極片２５,永久磁石２６および第２の極片２７からな
る磁石部の相対位置がほとんど変わらない。したがっ
て、上記防水スピーカーは、音響振動板２１を点結合部
(ボイスコイル固定金具４１)を介して振動させるボイス
コイル２２が水圧による影響を受けることがなく、水深
４０ｍの水圧にも耐えることができる。

【００３６】また、上記防水スピーカーは、上記音響振
動板２１に点結合されたボイスコイル２２と、上記第１
の極片２５,永久磁石２６および第２の極片２７からな
り、ボイスコイル２２と交差する閉磁路を形成する磁石
部とを有するので、上記ボイスコイル２２と磁石部の簡
単な構成で、電気信号を機械的振動信号に容易に変換す
ることができる。

【００３７】上記実施の形態では、上記水中通話装置に
用いた水中マイクロホンは、水中での使用に限らず、陸
上で完全防水型のマイクロホンとして用いてもよい。

【００３８】また、上記実施の形態では、密閉型音響変
換装置として図４に示す防水スピーカーについて説明し
たが、密閉型音響変換装置は、これに限らない勿論であ
る。また、この発明の密閉型音響変換装置を空気中(特
に湿度の多い場所)で使用してもよい。また、この発明
の密閉型音響変換装置は、音響振動板の厚みを変えるこ
とによって、５０Ｈz〜１４ｋＨzの音域で利用すること
ができる。また、上記密閉型音響変換装置は、マイクロ
ホンにも適用することができる。

【００３９】また、上記実施の形態では、密閉型音響変
換装置としての防水スピーカーの音響振動板２１は、中
心になるほど薄くしているが、この音響振動板２１の厚
さは、使用する材料等に応じて０.５mm〜５mmの範囲で
適宜選択してよい。また、上記音響振動板は、外側に緩
やかに湾曲した曲面にしたが、音響振動板の外側を平面
にし、音響振動板の内側を前方に緩やかに湾曲した曲面
にしてもよい。さらに、上記音響振動板の共振周波数を
高くしたい場合は、ステンレス鋼製の音響振動板を用い
てもよい。上記密閉型音響変換装置の音響振動板をステ
ンレス鋼製にする場合は、全体の厚みを変えずに緩やか
に湾曲させてもよい。

【００４０】また、上記実施の形態では、密閉型音響変
換装置として図４に示す防水スピーカーにおいて、音響
振動板２１を密封容器としての円筒形状の本体ケース２
０と一体に形成したが、別々に製作した音響振動板と密
封容器を組み合わせてもよい。

【００４１】また、上記実施の形態では、アクアラング
用の水中通話装置について説明したが、アクアラングに
限らず、全ての潜水装置にこの発明の水中通話装置を適
用してよい。

【００４２】また、上記実施の形態では、水中マイクロ
ホンにおいて受音部１０を音響空間部材としての排気パ
イプ５の内壁に取り付けたが、受音部１０を糸等により
吊るして、音響空間部材の内壁から離して取り付けても
よい。

【００４３】また、上記実施の形態では、水中マイクロ
ホンに音響空間部材として排気パイプ５を用いたが、図
６に示すように、マウスピース２の吸排気口２a近傍か
ら側方に延び、排気口がなく端が密閉されたパイプ７０
を用いてもよい。上記パイプ７０の内側にマウスピース
２内の空間と連通する音響空間を有すると共に、パイプ
７０内に受音部１０を取り付けている。この場合、水深
が例えば１０ｍと浅く息が吐き出しやすい場合、吐き出
した空気がレギュレータ排気パイプ３のレギュレータ排
気口３aから排出され、音声がマウスピース２内の空間
からパイプ７０内の音響空間を伝わって、受音部１０の
コンデンサマイクロホン(図示せず)に明瞭に捕らえられ
る。なお、図６において、水中マイクロホン以外は、図
１,図２のマウスピース付レギュレータと同一の構成を
しており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省
略する。

【００４４】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の水中通話装置は、音声を発するときに吐き出す空気
が、口の中に入れたアクアラング用マウスピースの吸排
気口から排出され、上記マウスピース内の空間と連通す
る排気パイプの音響空間を音声信号が伝わり、排気パイ
プの内側に設けられた水中マイクロホンの音声信号−電
気信号変換素子によりその音声信号を電気信号に変換し
て、上記水中マイクロホンの音声信号−電気信号変換素
子の出力に基づいて、密閉型音響変換装置により水中に
音波を伝えるものである。

【００４５】したがって、請求項１の発明の水中通話装
置によれば、上記マウスピースを口にくわえながら喋る
と、上記マウスピース内の空間と連通する排気パイプ内
の音響空間の空気が音声を伝達すると共に、吐き出した
空気は、レギュレータ排気口から排出される。したがっ
て、水深が浅く息を吐き出しやすい場合は、上記音声信
号−電気信号変換素子をレギュレータ排気口から離して
配置することによって、吐き出した空気がレギュレータ
排気口から排出され、音声がマウスピース内の空間から
排気パイプ内の音響空間を伝わって、音声信号−電気信
号変換素子に明瞭に捕らえられる。一方、水深が深く息
が吐き出しにくい場合は、排気パイプに排気口とその排
気口に排気弁を設けることによって、吐き出した空気が
排気パイプの排気口からも排出されて、息が吐き出しや
すくなるから、音声信号−電気信号変換素子によりマウ
スピース側からの音声を明瞭に捕らえる。そして、上記
水中マイクロホンの音声信号−電気信号変換素子の出力
に基づいて、密閉型音響変換装置により水中に音波を伝
える。したがって、上記マウスピースをくわえたまま喋
ることができ、安全に通話ができると共に、明瞭な通話
ができる。

【００４６】また、請求項２の発明の水中通話装置は、
請求項１の水中通話装置において、音声を発するときに
吐き出す空気が、アクアラング用マウスピースの吸排気
口近傍に一端が接続された水中マイクロホンの排気パイ
プ内を通って、マウスピース側から排気口側への空気の
流れのみを許容する排気弁を介して排出され、上記マウ
スピース内の空間と連通する排気パイプの音響空間を音
声信号が伝わり、排気弁の上流側に設けられた水中マイ
クロホンの音声信号−電気信号変換素子によりその音声
信号を電気信号に変換するものである。

【００４７】したがって、請求項２の発明の水中通話装
置によれば、水圧が高いときに上記マウスピースを口に
くわえながら喋っても、上記マウスピース内の空間と連
通する音響空間が排気パイプの内側にあることによっ
て、音声を発したときに吐き出した空気が排気パイプと
排気弁を介して排出しやすく、例えばレギュレータ排気
口の位置よりも排気パイプの排気口の位置を高くするこ
とによって、水圧の僅かな差によって水面に近い方の排
気パイプの排気口から空気が先に排出される。したがっ
て、上記レギュレータ排気口からの泡の排出と排気パイ
プの排気口からの泡の排出が重ならないので、雑音が小
さくなり、しかも、音声を発したときに吐き出した空気
が音声信号−電気信号変換素子の下流側の排気口から泡
となって排出され、音声信号−電気信号変換素子に下流
側からの泡の音が入りにくくなるから、音声信号−電気
信号変換素子により上流側すなわちマウスピース側から
の音声を明瞭に捕らえる。そして、上記水中マイクロホ
ンの音声信号−電気信号変換素子の出力に基づいて、密
閉型音響変換装置により水中に音波を伝える。したがっ
て、水深が深くなって息が吐き出しにくい場合でも、マ
ウスピースをくわえたまま喋ることができ、安全に通話
ができると共に、明瞭な通話が行える水中通話装置を実
現することができる。

【００４８】また、請求項３の発明の水中通話装置は、
請求項２の水中通話装置において、上記水中マイクロホ
ンは、上記排気弁から排出される空気が通過する細孔を
有する網を備えたので、上記網により音声を発したとき
に吐き出される空気の泡をできるだけ小さくするから、
泡の音を抑えて、上記音声信号−電気信号変換素子が捕
らえる音声の明瞭度を向上することができる。

【００４９】また、請求項４の発明の水中通話装置は、
請求項２の水中通話装置において、上記水中マイクロホ
ンは、上記排気パイプの内周側に設けられ、上記音声信
号−電気信号変換素子が内側の底部に固定された有底の
筒体と、上記筒体の開口側に筒体の軸方向に振動可能に
支持された振動板と、上記振動板の内側に一端が弾性部
材を介して取り付けられ、他端が音声信号−電気信号変
換素子に固定されたバネ部材とを備えたことによって、
上記振動板の振動が筒体内の空気層を介して音声信号−
電気信号変換素子に伝達されるとき、音声よりも低い音
域の音が弾性部材とバネ部材により減衰するので、通話
の妨げとなる低音域の泡音を小さくすることができる。
また、水深が深くなると、上記振動板にかかる水圧が大
きくなって、振動板がバネ部材の付勢力に抗して押し込
まれ、水圧に応じて振動板を筒体内にバネ部材の付勢力
により保持するので、振動板を厚くすることなく、振動
板と音声信号−電気信号変換素子との間に音声信号を伝
える空気層を確保でき、水深４０ｍにおける水圧にも耐
えるようにできると共に、振動板の厚みを薄くすること
によって、集音能力と音質を向上することができる。

【００５０】また、請求項５の発明の水中通話装置は、
請求項１の水中通話装置において、上記密閉型音響変換
装置は、弾性変形可能な音響振動板を有する密封容器内
に音響振動板と点結合するように電気信号−機械的振動
信号変換素子を設け、その電気信号−機械的振動信号変
換素子によって、電気信号を機械的振動信号に変換し
て、上記音響振動板を点結合部を介して振動させるの
で、上記音響振動板の厚みを調整して、音響振動板の固
有振動周波数を中音域の周波数にすると、音響振動板の
共振により中音域が強調され、低音域の音圧を抑制しつ
つ中音域では充分な音圧が得られるので、上記音響振動
板の振動により水中に伝えられる音声情報の明瞭度を向
上することができる。また、上記電気信号−機械的振動
信号変換素子を支持する弾性変形可能な支持板を、上記
音響振動板との間に密閉空間を形成するように密封容器
内に設けているので、水深が深くなって水圧が大きくな
ると、音響振動板が内側に押されて弾性変形し、その音
響振動板と支持板との間の密閉空間に充填された例えば
空気が圧縮され、その圧縮された空気の圧力によって支
持板も内側に弾性変形して湾曲し、音響振動板を点結合
部を介して振動させる電気信号−機械的振動信号変換素
子が水圧による影響を受けることがないから、水深４０
ｍの水圧にも耐えるようにすることができる。

【００５１】また、請求項６の発明の水中マイクロホン
は、音声を発するときに吐き出す空気が、口の中に入れ
るアクアラング用マウスピースの吸排気口近傍に一端が
接続された排気パイプ内を通って、マウスピース側から
排気口側への空気の流れのみを許容する排気弁と網の細
孔を通過して、小さな空気の泡となって排出され、上記
マウスピース内の空間と連通する排気パイプの音響空間
を音声信号が伝わり、排気パイプの内周側かつ排気弁の
上流側に設けられた音声信号−電気信号変換素子により
その音声信号を電気信号に変換するものである。

【００５２】したがって、請求項６の発明の水中マイク
ロホンによれば、水圧が高いときに上記マウスピースを
口にくわえながら喋っても、上記排気パイプの音響空間
があることによって息が吐き出しやすく、例えばレギュ
レータ排気口の位置よりも排気パイプの排気口の位置を
高くすることによって、水圧の僅かな差によって水面に
近い方の排気パイプの排気口から空気を先に排出する。
したがって、上記レギュレータ排気口からの泡の排出と
排気パイプの排気口からの泡の排出が重ならないので、
雑音が小さくなり、しかも、音声を発したときに吐き出
した空気が上記音声信号−電気信号変換素子の下流側の
排気口から泡となって排出され、音声信号−電気信号変
換素子に下流側からの泡の音が入りにくくなるから、音
声信号−電気信号変換素子により上流側すなわちマウス
ピース側からの音声を明瞭に捕らえる。そして、上記音
声信号−電気信号変換素子の出力に基づいて、例えば、
その電気信号を線路で伝送したり、その電気信号を超音
波に変調して音声情報を伝えたり、密閉型音響変換装置
により水中に音波を伝えたりする。したがって、上記マ
ウスピースをくわえたまま喋ることができ、安全に通話
できると共に、明瞭な通話ができる水中マイクロホンを
実現することができる。

【００５３】また、請求項７の発明の水中マイクロホン
は、請求項６の水中マイクロホンにおいて、上記排気パ
イプ内に設けられ、上記音声信号−電気信号変換素子が
内側の底部に固定された有底の筒体と、上記筒体の開口
側に上記筒体の軸方向に振動可能に支持された振動板
と、上記振動板の内側に一端が弾性部材を介して取り付
けられ、他端が上記音声信号−電気信号変換素子に固定
されたバネ部材とを備えたので、上記振動板の振動が筒
体内の空気層を介して音声信号−電気信号変換素子に伝
達されるとき、音声よりも低い音域の音が弾性部材とバ
ネ部材により減衰するので、通話の妨げとなる低音域の
泡音を小さくできる。また、水深が深くなって上記振動
板にかかる水圧が大きくなると、振動板がバネ部材の付
勢力に抗して押し込まれ、水圧に応じて振動板を筒体内
にバネ部材の付勢力により保持するので、振動板を厚く
することなく、振動板と音声信号−電気信号変換素子と
の間に音声信号を伝える空気層を確保でき、水深４０ｍ
の水圧にも耐えることができると共に、振動板の厚みを
薄くすることによって、集音能力と音質を向上すること
ができる。

【００５４】また、請求項８の発明の水中通話装置の密
閉型音響変換装置は、弾性変形可能な音響振動板を有す
る密封容器内に音響振動板と点結合するように電気信号
−機械的振動信号変換素子を設け、その電気信号−機械
的振動信号変換素子により電気信号を機械的振動信号に
変換して、上記音響振動板を点結合部を介して振動させ
るので、電気信号−機械的振動信号変換素子に点結合さ
れた音響振動板の厚みを調整して、音響振動板の固有振
動周波数を中音域の周波数にすると、音響振動板の中音
域での共振により中音域を強調して、音声よりも低い低
音域の音圧を抑制しつつ中音域で充分な音圧を得ること
ができるので、上記音響振動板の振動により水中に伝え
られる音声の明瞭度を向上することができる。また、上
記電気信号−機械的振動信号変換素子を支持する弾性変
形可能な支持板を、上記音響振動板との間に密閉空間を
形成するように密封容器内に設けているので、水中にお
いて水深が深くなって水圧が大きくなると、上記音響振
動板が内側に押されて弾性変形し、その音響振動板と支
持板との間の密閉空間に充填された例えば空気が圧縮さ
れ、その圧縮された空気の圧力によって支持板も内側に
弾性変形して湾曲し、音響振動板を点結合部を介して振
動させる電気信号−機械的振動信号変換素子が水圧によ
る影響を受けることがないので、水深４０ｍにおける水
圧にも耐えるようにできる。

【００５５】また、請求項９の発明の水中通話装置の密
閉型音響変換装置は、請求項８の水 中通話装置の密閉型
音響変換装置において、上記電気信号−機械的振動信号
変換素子は、上記音響振動板に点結合されたボイスコイ
ルと、上記ボイスコイルと交差する閉磁路を形成する磁
石部とを有するので、例えば音声を表す電気信号をボイ
スコイルに入力して、音声を表す電流がボイスコイルに
流れると、上記磁石部により形成された閉磁路と交差す
るボイスコイルは軸方向に振動して、そのボイスコイル
に点結合部された音響振動板が機械的振動信号を出力す
る。したがって、上記電気信号−機械的振動信号変換素
子は、簡単な構成で電気信号を機械的振動信号に容易に
変換することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の実施の一形態の水中通話装
置の水中マイクロホンを有するマウスピース付レギュレ
ータの後面図である。

【図２】 図２は上記マウスピース付レギュレータの側
面図である。

【図３】 図３は図２に示す受音部の断面図である。

【図４】 図４は上記水中通話装置の防水スピーカーの
断面図である。

【図５】 図５(a)は図４に示す防水スピーカーの正面
図であり、図５(b)は図４のＶb−Ｖb線から見た図であ
る。

【図６】 図６は他の例の水中マイクロホンを有するマ
ウスピース付レギュレータの側面図である。

【符号の説明】

１…酸素吸入排気用レギュレータ、２…マウスピース、
２a…吸排気口、３…レギュレータ排気パイプ、３a…レ
ギュレータ排気口、４…レギュレータ排気弁、５…排気
パイプ、５a…排気口、６…酸素吸入ケーブル、７…エ
アパイプ、８…網、９…エアパージボタン、１０…受音
部、１２…振動板、１３…バネ部材、１４…マイクロホ
ン、２０…本体ケース、２１…音響振動板、２２…ボイ
スコイル、２３…バネ部材、２４…支持板、２５…第１
の極片、２６…第２の極片、２７…永久磁石、２８…音
声信号増幅基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植木 正春 新潟県上越市岩木83−８ ウエタックス 株式会社内 (56)参考文献 実開 平１−137696（ＪＰ，Ｕ)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 口の中に入れるアクアラング用マウスピ
   ースの下側から延びるレギュレータ排気パイプと、上記
   マウスピースの吸排気口近傍に一端が接続され、上記マ
   ウスピース内の空間と連通する音響空間を形成する排気
   パイプと、上記排気パイプの内側に設けられ、音声信号
   を電気信号に変換する音声信号−電気信号変換素子とを
   有する水中マイクロホンと、 上記水中マイクロホンの上記音声信号−電気信号変換素
   子の出力に基づいて、水中に音波を伝える密閉型音響変
   換装置とを備えたことを特徴とする水中通話装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の水中通話装置におい
   て、 上記マウスピース側から排気口側への空気の流れのみを
   許容する排気弁を上記排気パイプに設けると共に、上記
   水中マイクロホンを上記排気弁の上流側に設けたことを
   特徴とする水中通話装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の水中通話装置におい
   て、 上記水中マイクロホンは、上記排気弁から排出される空
   気の泡を小さくする細孔を有する網を備えたことを特徴
   とする水中通話装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の水中通話装置におい
   て、 上記水中マイクロホンは、上記排気パイプの内周側に設
   けられ、上記音声信号−電気信号変換素子が内側の底部
   に固定された有底の筒体と、上記筒体の開口側に上記筒
   体の軸方向に振動可能に支持された振動板と、上記振動
   板の内側に一端が弾性部材を介して取り付けられ、他端
   が上記音声信号−電気信号変換素子に固定されたバネ部
   材とを備えたことを特徴とする水中通話装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の水中通話装置におい
   て、 上記密閉型音響変換装置は、弾性変形可能な音響振動板
   を有する密封容器と、上記密封容器内に上記音響振動板
   と点結合するように設けられ、電気信号を機械的振動信
   号に変換して、上記音響振動板を点結合部を介して振動
   させる電気信号−機械的振動信号変換素子と、上記密封
   容器内に設けられ、上記音響振動板との間に密閉空間を
   形成すると共に上記電気信号−機械的振動信号変換素子
   を支持する弾性変形可能な支持板とを備えたことを特徴
   とする水中通話装置。
6. 【請求項６】 口の中に入れるアクアラング用マウスピ
   ースの下側から延びるレギュレータ排気パイプと、 上記マウスピースの 吸排気口近傍に一端が接続され、上
   記マウスピース内の空間と連通する音響空間を形成する
   排気パイプと、 上記排気パイプに設けられ、上記マウスピース側から排
   気口側への空気の流れのみを許容する排気弁と、 上記排気パイプの内周側かつ上記排気弁の上流側に設け
   られ、音声信号を電気信号に変換する音声信号−電気信
   号変換素子と、 上記排気弁から排出される空気の泡を小さくする細孔を
   有する網とを備えたことを特徴とする水中マイクロホ
   ン。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の水中マイクロホンにお
   いて、 上記排気パイプの内周側に設けられ、上記音声信号−電
   気信号変換素子が内側の底部に固定された有底の筒体
   と、上記筒体の開口側に上記筒体の軸方向に振動可能に
   支持された振動板と、上記振動板の内側に一端が弾性部
   材を介して取り付けられ、他端が上記音声信号−電気信
   号変換素子に固定されたバネ部材とを備えたことを特徴
   とする水中マイクロホン。
8. 【請求項８】 弾性変形可能な音響振動板を有する密封
   容器と、 上記密封容器内に上記音響振動板と点結合するように設
   けられ、電気信号を機械的振動信号に変換して、上記音
   響振動板を点結合部を介して振動させる電気信号−機械
   的振動信号変換素子と、上記密封容器内に設けられ、上
   記音響振動板との間に密閉空間を形成すると共に上記電
   気信号−機械的振動信号変換素子を支持する弾性変形可
   能な支持板とを備えたことを特徴とする水中通話装置の
   密閉型音響変換装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の水中通話装置の密閉型
   音響変換装置において、 上記電気信号−機械的振動信号変換素子は、上記音響振
   動板に点結合されたボイスコイルと、上記ボイスコイル
   と交差する閉磁路を形成する磁石部とを有することを特
   徴とする水中通話装置の密閉型音響変換装置。