(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送気口と、該送気口から送気路を介して空気が吹き込まれる共鳴室と、上記送気路と共鳴室との間に形成された開口よりなる歌口とを有し、上記共鳴室内に球形の浮遊子が挿入されてなるホイッスルであって、上記送気口、送気路及び共鳴室がチタンにて形成されてなるホイッスル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種スポーツ競技における審判、人の多く集まる場所での警備、誘導、合図等のために使用されるホイッスルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、スポーツ競技においては、審判が、プレイヤーに種々の指示を行い、競技をルールに従って進行させるために、ホイッスルを吹いてゲームを開始或いは中断し、またその音によりプレイヤーに指示を与え、注意を喚起する等が行われる。ホイッスルの基本原理は、送気口から吹き込まれた呼気をエッジに当て、このとき発生するエッジトーンを共鳴室で増幅して大きな音にするのである。
【０００３】
この種ホイッスルとして、典型的な構造は例えば特公昭４２−２６９８７号公報に開示されている。この公報には、吹込口から吹き込まれた空気が開口部（歌口）より排出される空気と、気室（共鳴室）内を回動し浮遊子（通常コルク玉）を浮遊動させる空気に分割し、両気流の干渉作用と浮遊子の浮遊動により鳴音する旨記載がある。かかるホイッスルは、薄い黄銅板（真鍮板）をロウ着または絞り加工により形成され、仕上げ加工、鍍金処理が施された後、開口部（歌口）よりコルク等の浮遊子をその弾性に抗し気室内に圧入される。
【０００４】
またホイッスルをプラスチックで形成することも公知である（例えば特開平７−６４５６２号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前掲公報（特公昭４２−２６９８７号）に記載の構造のホイッスルでは、材料として真鍮板が使用される。真鍮板は錆び止め処理として、メッキが施されるが、共鳴室にコルク玉を入れた状態で、メッキ液に浸漬すると、コルク玉が溶解する。それ故、コルク玉は、メッキ処理後、歌口より押しつぶして挿入せざるを得ず、当初球形に形成されていても、圧縮により変形し、時間が経過しても元の完全な球形に戻ることはない。このコルク玉の変形は奏鳴音にノイズ゛として現れ、澄んだ音が得られないという問題を生ずる。
【０００６】
またプラスチック製ホイッスルは、金属製ホイッスルに比較して、高次倍音の発生が少なく、それ故残響が小さく音に厚みが出ないという問題がある。一般に高次倍音の多い音の方が豊かな厚みのある音となり、歓声の中でも音がよく通るという利点があるため、スポーツ競技等では金属製ホイッスルが使用されることが多い。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、浮遊子が形成当時の球形を維持し、澄んだ滑らかな奏鳴音が得られる金属製ホイッスルを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）は、送気口と、該送気口から送気路を介して空気が吹き込まれる共鳴室と、上記送気路と共鳴室との間に形成された開口よりなる歌口とを有し、上記共鳴室内に球形の浮遊子が挿入されてなるホイッスルであって、上記送気口、送気路及び共鳴室がチタンにて形成されてなるものである。
【０００９】
かかる構成において、チタンは錆びないためにメッキ処理は不要である。それ故チタンの薄板を加工してホイッスル構成部品を形成した後、溶接する前に、共鳴室内に浮遊子が入れられる。これにより浮遊子には何ら圧力は加えられず、球形は維持される。
【００１０】
またチタンは、真鍮等他の金属に比べてノイズが少ないという特性があり、より澄んだ奏鳴音が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜３において、ホイッスル１は、マウスピース部２と共鳴室３とからなり、それぞれチタン薄板よりなる上板４及び下板５を溶接して形成されている。溶接部分をa（図２）にて示す。溶接は、金属薄板の溶接が安定して行えるTIG溶接またはスポット溶接が利用できる。
【００１２】
マウスピース部２には、唇が当てられ、呼気が吹き込まれる細長い矩形状の送気路６が設けられている。送気路６の端（図３中右端）の開口が唇が当てられる送気口７である。円柱状空洞よりなる共鳴室３には、球形の浮遊子例えばコルク玉８が入れられている。９は、送気路６と共鳴室３との間に形成された開口よりなる歌口である。１０は共鳴室３の先端に形成されたつり下げ紐用の取手であり、共鳴室３の外側にスポット溶接により固定される。なおTIG溶接またはスポット溶接の際にコルク玉が加熱されることはない。
【００１３】
１１は、歌口９の前端（共鳴室３側端部）に形成されたエッジで、エッジトーンを発生する。エッジ１１の位置は、送気路６の空気吹き出し方向よりも外側に位置している。
【００１４】
かかる構成において、送気路６から吹き出された空気は、最初はそのまま直進しエッジ１１の下側を通って共鳴室３内に入り、滞留する。
【００１５】
共鳴室３への空気の流入によりその空気圧が上昇すると、その圧力により送気路６から吹き出た空気流は歌口９において上方へ押し上げられ、空気流は、エッジ１１内側から外側へ切り換わる。
【００１６】
このエッジ１１の外側への空気流により、共鳴室３内の空気がこれに巻き込まれて外部へ放出され、今度は逆に共鳴室３内の空気圧が低下する。この共鳴室３内が負圧になると、送気路６から吹き出された空気流は、再び共鳴室３内に吸引される。
【００１７】
このようにして、送気路６から吹き出された空気流が、エッジ１１を境として上下（共鳴室の内外）に振れ、共鳴室３内では空気の回転流が発生しコルク玉８は自ら回転しながらこの空気流とともに回動する。エッジ１１にて発生した原音は共鳴室３にて増幅されて、報音される。このときコルク玉８はその回動により、歌口９を周期的かつ部分的に塞ぎ発生音に周期的な強弱を付与するという作用をなす。単調な一定強度の音より、強弱を付与したリズムのある音の方が人の注意を喚起しやすいのである。
【００１８】
図４は、上記構造のホイッスル１の音圧-時間特性を示し、波形の包絡線がやや不規則なサインカーブを描くのは、コルク玉８の回転による。すなわち図示の例では、コルク玉８は111.6Hzの周波数（周期Pで示す）で共鳴室３内を回転し、歌口９を周期的に塞ぐことにより音圧に強弱が得られる。また基本波形は3.5kHz〜4.0kHzの範囲で周期（周期Qで示す）が振れていることが分かった
【００１９】
図５は、上記構造のホイッスル１の音圧-時間特性を周波数解析した音響特性を示し、１本の大きな基本周波数音と３〜４本のピークの低い周波数音よりなり、不規則なノイズ（ホワイトノイズ）が殆どないことが分かる。すなわち従来の変形コルク玉であれば共鳴室３内で飛び跳ね、同様にカシメ跡突起があればこれに当たって飛び跳ねることが多くなり、この不規則な動きがノイズを発生させるのである。数本の低いピークの音は、コルク玉８が共鳴室３内を公転する際、その位置により共鳴周波数が僅かながら変化することにより発生するものと推測される。これらのピークの小さい音は、実際の基本周波数音には殆ど影響なく、ホイッスルの音は澄んだ滑らかな音として聞こえる。なおコルク玉８の回転周波数111.6Hzは周波数解析では検出できなかった。これはこの周期が変動するため明確な周波数ピークとして現れないためと考えられる。
【００２０】
図６〜１２は、各種比較例における音の音響特性を示し、以下それぞれにつき説明する。
【００２１】
図６、７は、それぞれ真鍮製及びチタン製ホイッスルで、共鳴室３にコルク玉８を入れない場合の音響特性を示す。いずれも１本の基本周波数音が一定強度で発せられる単調音であり、注意喚起力は弱い。
【００２２】
図８は、従来の真鍮製ホイッスルであり、コルク玉８は歌口９からの押圧圧挿入のために変形している。また共鳴室３には吊り下げ紐用の取手１０の後端がカシメ跡として突起状に突き出ている。この音響特性には多くのホワイトノイズが含まれていることが分かる。このホワイトノイズは聞く者に不快感を与えるものである。
【００２３】
図９は、同様の真鍮製ホイッスルに球形のコルク玉８を挿入した場合を示す。カシメ跡の突起は前述同様存在している。コルク玉８の挿入は、これを変形させないために共鳴室３にコルク玉８の直径より大きな挿入孔（実際にはコルク玉の直径は８ｍｍであり、挿入孔の径は９ｍｍとした）から行い、挿入後閉鎖した。この音響特性より、球形精度の高いのコルク玉８の方が、ホワイトノイズが少ないことが分かる。
【００２４】
図10は、前述の真鍮製ホイッスルのカシメ跡突起をルータで削って滑らかな表面とした場合で、かつコルク玉８は変形したものを使用した。この音響特性においても、変形コルク玉８によるホワイトノイズがかなり多く存在することがわかる。
【００２５】
図11は、図10で使用した真鍮製ホイッスル（カシメ跡、突起なし）のコルク玉８を球形のものに代えた場合の特性を示す。この構造でもホワイトノイズは現れるが、このノイズは真鍮材料に起因するものと考えられる。
【００２６】
図12は、チタン製ホイッスルに変形コルク玉８を挿入した場合の音響特性を示す。変形コルク玉８に起因するホワイトノイズが発生していることが分かる。なおチタンは取手１０のスポット溶接が可能であるため、共鳴室３内にカシメ跡による突起が形成されることはなく、これによるノイズは存在しない。
【００２７】
このように各種構造のホイッスルを本発明ホイッスルと比較すると、本発明ホイッスル１は、ホワイトノイズが極めて小さく、澄んだ滑らかな音を発生することが分かる。材料に起因するノイズにおいても、チタン製ホイッスルは真鍮製ホイッスルよりも少ないが、これはチタンの金属結晶が密に規則的に並ぶ最密六方晶構造のため、ノイズの原因となる不規則な共振が起きにくいためと考えられる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明（請求項１）にかかるホイッスルによれば、送気口、送気路及び共鳴室がチタンにて形成されるために、浮遊子として球形のコルク玉を変形させることなく、共鳴室に挿入することができる。それ故コルク玉の変形に起因するホワイトノイズの発生を抑制することができる。
【００２９】
また本発明によれば、チタンは、TIG溶接またはスポット溶接が可能であるために、従来溶接が不可能であった真鍮製ホイッスルに見られるような取手のカシメ跡突起が共鳴室内に突出することによるホワイトノイズの発生を阻止することができる。
【００３０】
また本発明によれば、上記構造に加え、チタン特有の結晶構造に基づくノイズの少なさもあいまってホワイトノイズを最大限減少させ、澄明な奏鳴音を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態に係るホイッスルの平面図である。
【図２】本発明実施の形態に係るホイッスルの側面図である。
【図３】図１のA-A線断面図である。
【図４】本発明にかかるホイッスルの音の音圧-時間特性図である。
【図５】本発明にかかるホイッスルの音を周波数解析した音響特性図である。
【図６】比較例を説明するための音響特性図である。
【図７】比較例を説明するための音響特性図である。
【図８】比較例を説明するための音響特性図である。
【図９】比較例を説明するための音響特性図である。
【図１０】比較例を説明するための音響特性図である。
【図１１】比較例を説明するための音響特性図である。
【図１２】比較例を説明するための音響特性図である。
【符号の説明】
１  ホイッスル
２  マウスピース部
３  共鳴室
４  上板
５  下板
６  送気路
７  送気口
８  コルク玉
９  歌口
１０  取手
１１  エッジ
【図１】
0003983596.tif 000002
【図２】
0003983596.tif 000003
【図３】
0003983596.tif 000004
【図４】
0003983596.tif 000005
【図５】
0003983596.tif 000006
【図６】
0003983596.tif 000007
【図７】
0003983596.tif 000008
【図８】
0003983596.tif 000009
【図９】
0003983596.tif 000010
【図１０】
0003983596.tif 000011
【図１１】
0003983596.tif 000012
【図１２】
0003983596.tif 000013