(57)【要約】【課題】耐圧容器と一体化した強度のあるマイクやスピーカーの振動板の使用による音声伝達性能の低下、および潜水深度が増すにつれて生じる振動板への水圧による音声振動の減衰、さらに容器の耐圧性能による使用深度限界を解消し、安定した音声情報を水中へ伝達する。【解決手段】浸水防止容器３を取り付けたマウスマスク２に、マイク容器５及びスピーカー容器４を取り付ける。レギュレーターの二次減圧弁１から周囲の圧力と同じ圧力の空気が供給されるマスク内部空洞１２とマイク容器内部空洞１５及びスピーカー容器内部空洞１４を通気管で連結し、各空洞の圧力同化を図る。その結果容器内外の圧力差がなくなり、潜水深度による音声振動の減衰や使用限界という問題点が解消されると同時に容器の一部であるマイクやスピーカーの外部振動板１９、２０において、高い耐圧強度を必要としなくなるため音声振動が容易な薄く加工した振動板の使用が可能となる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気タンクの空気をダイバーが呼吸できるよう圧力調整する潜水用のレギュレーターの二次減圧弁１を備えたフルフェイスマスクあるいはマウスマスク２などに、浸水防止容器３、スピーカー容器4、マイク容器5を直接あるいは通気管を伸ばしてマスクから離して間接的に取り付けたもので下記の機能を有する通話装置。
マスク内部空洞１２と浸水防止容器内部空洞１３、スピーカー容器内部空洞１４、マイク容器内部空洞１5が通気管で連結され、各空洞間の通気が可能となっている構造を有している。レギュレーターの二次減圧弁１で周囲の圧力に調整されて供給されたマスク内部空洞１２の空気圧力が浸水防止容器内部空洞１３、スピーカー容器内部空洞１４、マイク容器内部空洞１５に順次伝達され、ダイバーが潜水中は周囲の圧力（水圧プラス大気圧）とスピーカー容器内部空洞１４、マイク容器内部空洞１５の圧力が同化され、容器内外の圧力差が生じないことを特徴とする。
容器の一部であるマイク外部振動板１９及びスピーカー外部振動板２０は、潜水深度が増すことによる周囲からの一方的な加圧による音の減衰や耐圧性能による使用深度限界を解消できるだけでなく、容器に強度の高い耐圧構造を必要としないため音声振動が容易になるよう振動板の厚みを薄くできる。上記の通り、ダイバーの音声等を効率よく水中へ伝達できる特性を備えた圧力調整通話装置
【請求項２】
。
請求項１においてマスクに付けた浸水防止容器３とマイク容器５及びスピーカー容器４以外のカメラなどの機器を内蔵した容器との組み合わせによる容器内空洞の圧力調整システム及び請求項１の機能を有する浸水防止容器３を、図９に示したようにレギュレーターの二次減圧弁１の内部空洞と通気管３８により接続し、通気管３９や中継容器３６により機器を内蔵させた単体あるいは複数のダイバーの携帯容器３７内部空洞と中継容器３６を必要に応じて着脱式通気管４０により接続して潜水中に二次減圧弁１の内部空洞３５と携帯容器３７の内部空洞圧力を周囲の圧力と同化させることができる特徴を有する圧力調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に潜水作業やレジャーダイビングなどの潜水活動において、ダイバーの言葉による音声情報伝達を目的とした水中通話に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中での通話に用いられるマイクやスピーカーを収容する容器のほとんどが水圧に曝されるため、音声の受信や伝達に必要な振動板も水密容器の一部であるため水密で耐圧強度の高い構造を必要とするものであった。
【０００３】
これに対し、耐圧強度の低い構造でも機能するピーカー付マスクも考案されている。スピーカーを収容する容器内の空間を、スピーカー振動板を境にして2つの空間に分け、その一側空間部へダイバーが使用する圧力調整装置（レギュレーター）から出される周囲の圧力と同じ圧力の空気を空気管により間接的に供給し、同容器内他側空間へマスク内空間から空気連通管によりマスク内の空気を供給するタイプのものである。
【特許文献１】特開平０７-０５２８７９（第２０項から第３１項、第１図、第2図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前者の強い耐圧構造をもったマイクの容器やスピーカーの容器では、音声を受信あるいは伝達するための振動板自体が水圧に耐えるよう厚みがあり丈夫なものでなければならなかった。しかし、振動板の厚みを増すほど振幅範囲が狭くなり、音声の伝達性能が低下するという問題点が存在した。また、使用する深度が深くなるにつれて増加する水圧による振動板圧迫も音声振動の妨げとなり、音声の伝達性能を低下させる。さらに、耐圧の強度限界があるため使用できる深度にも制限があった。
【０００５】
一方、後者のスピーカー付マスクでは、スピーカーが強度の高い耐圧構造である必要がなく、容器内の空気中で陸上使用時と同じように振動板を振動させることができるため音の伝達も効率が良いと思われる。しかし、本来の使用目的が、水中でも当該マスクを付けているダイバー自身が音源からの音声を空気伝播により聞き取るためのスピーカーであり、水中へ音を発し、他者へ音声による情報伝達が目的のものではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
課題を解決する手段は、ダイバーの呼吸する空気を直接利用して浸水防止容器内部空洞１３、スピーカー容器内部空洞１４、マイク容器内部空洞１５内の空気圧力をマスク内部空洞１２の空気圧力と同化させる点にある。具体的には、添付した図を参照しながら説明をする。
【０００７】
圧縮空気タンクの高圧空気を圧力調整して、周囲の圧力と同じ圧の空気をダイバーへ供給するレギュレーターの二次減圧弁１を備えた顔全体を覆うフルフェイスマスクや口の周りだけを覆うマウスマスク２の左右に、図１、図２に示したように直接マイク容器５及び浸水防止容器３、スピーカー容器４を取り付ける、あるいはマイク容器とスピーカー容器４を通気管８や通気管７を長くしてマスクから離しマスク以外の箇所に取り付ける。
【０００８】
スピーカー容器４は、マイク容器５と通気管８によりそれぞれの容器内部空洞１４、１５が繋がり、スピーカー容器４と浸水防止容器３は、通気管７によりそれぞれの容器内部空洞１４、１３が繋がるようにする。さらに、図２のように浸水防止容器３はダイバーがマスクを付けたときにできるマスク内部空洞１２と通気管６で通気できるものとする。つまり、ダイバーの呼吸する空気で満たされたマスク内部空洞１２と各容器の空洞部１３、１４、１５は通気管により連続的につながっている構造であり、ダイバーが呼吸している間は、各空洞１２、１３、１４、１５が同じ圧力に保たれることを特徴としている。
【０００９】
浸水防止容器３は、通気管６aがマスク内の通気孔９に挿入されている状態であればマスク以外の箇所に配置することや、マイク容器５を通気管８の延長によりマスクから離しダイバーの咽喉部に密着させての使用、また、スピーカー容器４もさらに通気管７を長くしてマスク以外の場所に取り付けて使用することもそれぞれ可能である。本文においては混乱を避けるためマスクに各容器を直接取り付けた場合について述べる。
【００１０】
上記の浸水防止容器３には、潜水中にマスク内に水が侵入した場合に、通気孔９から水が入り通気管を伝わりスピーカー容器内部空洞１４やマイク容器内部空洞１５が浸水してしまうという新たな課題が生じた場合の対処構造が備わっている。その構造について主に図８を参照し説明を行う。
【００１１】
浸水防止容器３にマスク内部空洞１２につながる通気管６を配置する。容器上側に通気管６bを取り付け、その通気管口部に容器内側に開く給気用逆止弁１６を設ける。通気管６aは、マスクに開けた通気孔９に取り付け、その端口がマスク内に開くものとする。次に容器下側に排気・排水孔１０を開け、そこに容器外側に開く排気・排水用逆止弁１１を設ける。
さらに、スピーカー容器４と連結される浸水防止容器３は、通気管７により両者の容器内部空洞が接続される。その通気管７の途中に通気開閉用の弁２４を配する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の前提となる条件として、レギュレーターの一次減圧弁で周囲の圧力より少し高く調整された圧縮空気タンクの空気が、マスクに備えられた二次減圧弁１の機能により、ダイバーの吸気動作に反応し、最終的に周囲の圧力（水圧プラス大気圧）と同じ圧力に調整された空気としてマスク内部空洞１２に供給するという周知の技術がある。
【００１３】
ダイバーは、この圧力調整された空気を一旦肺に取り込んだ後、気道、口を経由し呼気動作によりマスク内部空洞１２へ吐き出し、余分な空気は二次減圧弁１に備わる排気管２９あるいはマスク内下部の排水弁３０を通じて水中へ排出される。このように、ダイバーが呼吸を繰り返している限り、マスク内部空洞１２の空気の圧力は周囲の圧力と同じ状態となる。
【００１４】
ダイバーが潜降中に、このマスク内部空洞１２の水深とともに高くなる空気圧力は、二次減圧弁１からの空気の供給を最初に受け即座に周囲の圧力と同化するため、一時的に、浸水防止容器内部空洞１３やスピーカー容器内部空洞１４、マイク内部空洞１５の空気圧力より高い圧力の状態となる。しかし、直ぐにその圧力差により、マスク内部空洞１２の空気は、通気孔９から通気管６を経由し浸水容器内部空洞１３に入り、通気管７、スピーカー容器内部空洞１４を経て通気管８によりマイク内部空洞１５へ達する。つまりスピーカー容器内部空洞１４及びマイク容器内部空洞１５の空気の圧力は、周囲の圧力と同じ圧力になるように絶えず変化し続け外の圧力と平衡状態を保つことが可能となる。
【００１５】
図８を参照しながらダイバーが浮上中の容器内で変化する空気の状態をみる。ダイバーが浮上を始めると周囲の圧力が下がっていくため、浸水防止容器３、スピーカー容器４、マイク容器５の各容器内部空洞１３、１４、１５では空気が膨張し、一時的に空洞内圧が周囲の水中の圧よりも高くなる状態が継続される。このとき膨張した空気は各容器それぞれがつながっている通気管８及び通気管７を経由して排気・排水孔１０からマスク内部空洞１２に放出され、最終的にはダイバーの呼気とともに水中へ出されるため容器内圧力が周囲と同じ圧力の平衡状態に保たれる。
【００１６】
上記詳述したとおりダイバーが呼吸しているかぎり、いかなる水深でもマスク内部空洞１２、浸水防止容器内部空洞１３、スピーカー容器内部空洞１４、マイク容器内部空洞１５の空気の圧力は、周囲の圧力と同じに調整される。そこで次１）から４）のメリットが生じる。
【００１７】
１）マイク本体の振動板１７とスピーカー本体の振動板１８は、空洞内にあるため陸上と同じように振動することができる。そして水深が増した場合でも周囲の圧力による圧迫を受けることがないマイク外部振動板１９及びスピーカー外部振動板２０は、マスク内部空洞１２の空気圧力が各容器内部空洞１３、１４、１５の圧力と同化するまでの一時的な圧力差に耐えることができる程度の低い耐圧強度の構造で対応できる結果、外部振動板の厚みを薄くできる。それにより音声振動が容易となり、効率よくダイバーの音声をとらえて水中へ伝達することができる。
【００１８】
２）マイク容器内部空洞１５やスピーカー容器内部空洞１４を、マスク内部空洞１２と浸水防止容器３を経由する通気管６、７、８により共有させることで容器内外の圧力を平衡状態に維持できるため、ダイバーが潜水できる範囲内で、かつ音声信号増幅器の容器の耐圧許容範囲であればどの水深での使用も可能になる。また従来知られていた方法である、マイクやスピーカー容器内部と外圧を平衡に保つためにレギュレーターの二次減圧弁機能を備えた耐圧ホースをそれぞれの容器に接続し空気の供給をすることや浮上時に容器内の膨張した空気による内圧上昇を抑えるための排気弁取り付けなどの必要もなくなる。
【００１９】
３）通気管６及び７を含む浸水防止容器３は、マスク内に水が入ってしまったときにスピーカー容器内部空洞１４やマイク容器内部空洞１５に、水が通気管７を経由して侵入しないようにするための浸水防止機能を有するものである。浸水防止容器３の浸水防止機能については図８を参照しながら述べる。図８は浸水防止機能について分かりやすくするため通気管の配置や長さ、マスクの断面形状等は、図１や図２から推測されるものと異なる表示となっているが、基本的構造は変わらないものである。
【００２０】
マスク内部空洞１２に水が入ったとき、浸水防止容器３は逆止弁１１を有しているためマスク内の水が排気・排水孔１０から浸水することは防止することができる。また、マスク空洞内部１２の水は、マスク内上部にあいた通気孔９から通気管６aに侵入するが、細い管内の水は、水の表面張力により管を塞ぐ水塊３３aとなり、ダイバーが一定の水深に留まっている限り、マスク内部空洞１２の圧力と浸水防止容器内部空洞１３の圧力が同じであるため、水塊３３aは移動することなく新たな水の侵入を防ぐ機能をもつ。
【００２１】
ただし、ダイバーが強制的な呼気によりマスク内部空洞１２に侵入した水を二次減圧弁１に備わる排気管２９やマスク内下部の排水弁３０から出したあとにも、図８で表したように通気管６aには水塊３３aが管内に残り、管を塞ぐ状態が継続される。この水塊３３aは、ダイバーが潜降する場合に、各容器内部空洞１３、１４、１５の空気圧がマスク内と同じ圧力になるまでの間、一時的に各容器内部空洞の空気圧力よりも高いマスク内部空洞１２の圧力３４によって押され通気管６bに向かって管内を移動し、浸水防止容器内部空洞１３に押し出されて容器下部に溜まる。その水３３cは、浮上中の各容器内部空洞及び浸水防止容器内部空洞１３の空気膨張による内圧の上昇により容器内側に開く給気用逆止弁１６は閉じ、逆に排気・排水用逆止弁１１が開くことにより、排気孔１０からマスク内１２へ排出される。その機能により、容器内に溜まった水３３cは、通常は通気管７aには達することはなく、スピーカー容器内部空洞１４、マイク容器内部空洞１５への浸水を防止できる。
【００２２】
何らかのトラブルにより浸水防止容器内が水により充満する恐れがある場合は、通気管７の途中に配された通気開閉弁２４を閉じることで、スピーカー容器側への浸水を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
従来はフルフェイスマスクやマウスマスク２内にはマイク容器のみが取り付けられ、スピーカー容器は増幅器等と同じ容器に内蔵されてハンドキャリー用とされていた。このスピーカーを独立させスピーカー容器４に収容しマイク容器５を備えた同マスク内に取り付け、さらにマイク容器内部空洞１５及びスピーカー容器内部空洞１４とマスク内部空洞１２との間を通気できるよう通気管や通気孔を設けた。これにより、直接ダイバーの呼吸する空気を利用してスピーカー容器４とマイク容器５の内部空洞の空気圧力を周囲の圧と同化させることが可能となり、容器の耐圧強度を大幅に軽減することにつながった。この結果、容器の一部として機能するマイク外部振動板１９とスピーカー外部振動板２０の厚みを、音声振動が容易になり、かつ耐衝撃に対しての安全性が確保できる１ｍｍ前後まで薄くすることを可能とした。
【実施例１】
【００２４】
マイク容器５に音声信号を増幅器に出力するための２本の音声出力用接続端子２５を付け、スピーカー容器４に増幅器からの音声信号を接続するための２本の音声入力用接続端子２６を付ける。本発明は主たる目的がマイクおよびスピーカー部に関するものであるため、ここでは増幅器の詳細については触れないものとする。
【００２５】
マイク容器５およびスピーカーの容器４は硬質塩化ビニールなどの素材を加工し、マイク本体２２、スピーカー本体２３を内蔵させる。それぞれの容器の一部となる外部振動板１９、２０には硬質塩化ビニールあるいはアクリルの材料を使用し、マイクやスピーカーの直径と同等の大きさの円板を用い厚さ１ｍｍ前後に加工する。
【００２６】
次に従来の技術に従い、マイク本体やスピーカー本体の振動板１７、１８の音声振動が二次的に外部振動板に伝達されるように、マイク外部振動板１９及びスピーカー外部振動板２０を、それぞれマイク本体振動板１７の中心部とスピーカー本体の振動板１８の中心部にシリコン２１により接合させ、両容器に水密を保てるように固定する。この際に、マイク容器５およびスピーカー容器４内のマイク本体振動板１７とスピーカー本体振動板１８を境にした前後の空洞はそれぞれの振動板の間隙により通気ができる状態のものとする。
【００２７】
マイク容器５外周部に直径5ｍｍ程度の通気孔を開け、通気管8aが挿入できるよう加工する。同様にスピーカー容器４外周部の上下に直径5ｍｍ程度の通気孔をそれぞれ１つ開け、上側の孔に通気管８b、下側の孔に通気管７bが挿入できるよう加工する。スピーカー容器４とマイク容器５の間は、外径5ｍｍ、内径3ｍｍ程度のフレキシブルな通気管８で接続し、両者の内部空洞１４、１５を繋ぐ。
【００２８】
浸水防止容器３は、図８を参照して解説する。マスクに取り付けて使用する際に常時上側となる容器上部から順に下側に通気管６b、通気管７a、排気・排水孔１０が配置される。最上部に通気管６bを取り付け、その通気管口部を塞ぐ容器内側に開く給気用逆止弁１６を設ける。通気管６は、侵入した水が表面張力により水塊を生じるよう管の内径が３ｍｍ程度の細いものを使用する浸水防止容器３から伸びる通気管６は、ダイバーの呼吸の邪魔にならないよう一旦マスク外側に出し、その端口である通気管６aを、マスク内に侵入した水の影響を少なくするためマスク内部上側に開けた通気孔９に挿入する。通気管７も、一旦マスクの外側に出し、通気管途中に通気開閉用弁２４を配したのち、スピーカー容器４に接続する。次に水が溜まる容器最下部に排気・排水孔１０を開け、そこに容器外側に開く排気・排水用逆止弁１１を設ける。給気用逆止弁１６及び排気・排水用逆止弁１１には、シリコンゴムの柔軟で耐久性のある素材でできたものを使用するか、あるいは水槽などに利用される水の流れを一方向に制御する逆流防止弁を使用する。
【００２９】
上記のとおり加工した浸水防止容器３、スピーカー容器４、マイク容器５を、図１に示したようにフルフェイスマスクあるいはマウスマスク２の左右にセットする。マイク容器５はマイク外部振動板１９がマスク内側向きに、浸水防止容器３が連結されたスピーカー容器４は、スピーカー外部振動板２０が外向きになるよう取り付けバンド等で固定し、各通気管を配設する。
【実施例２】
【００３０】
図9は浸水防止容器３の応用実施例である。音声信号増幅器やカメラなど他の機器を内蔵させたマイクやスピーカー以外の携帯容器３６でも、ダイバーの呼吸する空気を利用することで耐圧強度が軽減されたことにより、薄く軽量化したものを選択できる。
【００３１】
ダイバーが二次減圧弁１のマウスピースを口にくわえたときにできる次減圧弁１の内部空洞に通気管３８の一端を取り付け、他端を浸水防止容器３に接続する。浸水防止容器３と携帯容器３６の間には、携帯容器３６に接続された着脱式通気管４０が、必要に応じて着脱できるようにコネクターを備えた中継容器３９を配する。ダイバーは、圧力変化のない同一水深での活動時には中継容器から着脱式通気管４０をはずしてカメラなどが内蔵された携帯容器を自由に操り、潜降や浮上のときに、着脱式通気管４０を中継容器に再接続することにより携帯容器の空洞圧力を周囲の圧力と同化させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明による水中通話システムは、潜水深度による音声振動の減衰が解消され、安定した明瞭な音質と十分な音量の音声を伝達できる。これにより海洋開発などの潜水作業現場、環境調査や水中取材での水中レポート作業、レジャーダイビングでのインストラクターから生徒への意思の伝達、エコロジーツアー時の生物生態の説明など言葉で相手に情報を伝えることができるため、作業効率、安全性やサービスの向上が図れる。  
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】マイク容器とスピーカー容器等をマウスマスクに直接取り付けた実施例である。
【図２】図１のマウスマスクの内部構造である
【図３】マイク容器の斜視図である。
【図４】浸水防止容器に取り付けられたスピーカー容器の斜視図である。
【図５】スピーカー容器を取り付けた浸水防止容器の斜視図である。
【図６】マイク容器断面（A―A'）である。
【図７】浸水防止容器と連結されたスピーカー容器断面（B―B'）である。
【図８】水中での浸水防止容器の給気及び排気・排水構造を表わした図である。
【図９】浸水防止容器を使用した応用実施例
【符号の説明】
【００３４】
１      レギュレーター（二次減圧弁）  
２      マウスマスク    
３      浸水防止容器
４      スピーカー容器  
５      マイク容器
６      通気管（浸水防止容器内部空洞―マスク内部空洞間の通気用）
６a     通気管６のマスク内部空洞側端口
６b     通気管６の浸水防止容器側取り付け部
７      通気管（浸水防止容器―スピーカー容器内部空洞間の通気用）
７a     通気管７の浸水防止容器側取り付け部
７b     通気管７のスピーカー容器側取り付け部
８      通気管（マイク容器内部空洞―スピーカー容器内部空洞間の通気用）
８a     通気管８のマイク容器側取り付け部
８b     通気管８のスピーカー容器側取り付け部
９      通気孔
１０    排気・排水孔
１１    逆止弁（排気・排水用）
１２    マスク内部空洞（マスクを顔に密着させたときにできる空間）
１３    浸水防止容器内部空洞
１４    スピーカー容器内部空洞
１５    マイク容器内部空洞
１６    逆止弁（給気用）
１７    マイク本体の振動板
１８    スピーカー本体の振動板
１９    マイク外部振動板
２０    スピーカー外部振動板
２１    シリコンによる接合部
２２    マイク本体
２３    スピーカー本体
２４    通気開閉弁
２５    音声出力用接続端子
２６    音声入力用接続端子
２７    音声出力コード
２８    音声入力コード
２９    排気管
３０    排水弁
３１    二次減圧弁の給気口
３２    周囲の水
３３a   通気管開口部６a内に侵入した水塊
３３b   通気孔６bに移動した水塊
３３c   浸水防止容器内に溜まった水
３４    マスク内部空洞の一時的に高い圧力
３５    二次減圧弁の空洞部（口にくわえた時にできる空間）
３６    中継容器
３７    携帯容器（カメラ等の機器が内蔵されたもの）
３８    通気管（二次減圧弁の空洞部―浸水防止容器内部空洞間）
３９    通気管（浸水防止容器内部空洞―中継容器内部空洞間）
４０    着脱式通気管（中継容器内部空洞―携帯容器内部空洞間）
４１    圧縮空気タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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