(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送気口と、該送気口から吹き込まれる空気が導入される共鳴部と、前記送気口と共鳴部との間に形成された歌口とを有するホイッスルにおいて、前記共鳴部はその容積が異なる複数の共鳴部よりなり、前記各共鳴部の容積を変更する共通の容積可変手段が設けられてなり、かつ前記共鳴部の共鳴周波数が、０．１ないし０．４ｋＨｚの範囲で異なることを特徴とするホイッスルであって、
前記容積可変手段は、前記各共鳴部内を摺動するピストン部材と、一端が該ピストンに連結され他端が前記各共鳴部外部に延在せしめられるとともに前記各共鳴部ごとにその長さが異なるピストンロッド部材と、前記複数のピストンロッドの他端が固定された１個の撮み部を有し、該撮み部を前後に移動させ、前記ピストン部材およびピストンロッド部材を前記各共鳴部から引き出しまたは前記各共鳴部内へ押し込むことにより、前記各共鳴部内の容積を変え音程を変更することを特徴とするホイッスル。
【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】
たとえば、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あるいは中断し、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部で増幅して大きな音にするのである。共鳴部の長さを短くまたはその容積を小さくすると共鳴周波数があがり、高音を発し、逆に共鳴部の長さを長くまたはその容積を大きくすると共鳴周波数が下がり、低音となる。
【０００３】
かかる原理を利用して音程が変更できるホイッスルは公知である。たとえば実公昭３９−３５２７１号公報には、一端側に笛口を有する笛筒の他端に進退自在の調節杆を嵌合し、これを前進または後退させることにより、笛の音を変える構造が開示されている。また実公昭５７−３４５５９号公報には、笛主体と笛口とからなる笛において、笛主体に深さの異なる３個の孔（共鳴部）が形成され、笛口の回動により、３個の孔を選択して送気することにより、異なる音程を得るものである。かかる構造の笛は実用化され市販されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前掲の公報（実公昭３９−３５２７１号）に開示の笛は、その周波数を変更できるものの、常に単一周波数であるために、音が単調であり快い音とは言えない。また叙上の公報（実公昭５７−３４５５９号）に開示の構造は、共鳴部となる深さの異なる３個の孔を有し、これら３個の孔をすべて鳴動させて３種混合の和音とし、また最も深い孔を塞いで、他の２個の孔のみ鳴動させ、高い音程を発生させるものである。
【０００５】
図９において、周波数ｃ１（２．７ｋＨｚ）、ｃ２（２．９ｋＨｚ）、ｃ３（３．１ｋＨｚ）は、かかる構造の笛（市販製品）の周波数を示し、全周波数ｃ１、ｃ２、ｃ３の合成音が和音として、周波数ｃ２、ｃ３の合成音が高音として発せられる。同図から分かるように、各孔の周波数は、不快な音としないために互いの周波数に大きな差を設けることができず、また周波数も各孔ごとに一定で可変できないために、これらを選択して鳴動させたとしても得られる音程は限られ、また近い周波数の音であるため音程に明白な差をつけることが難しい。これに対応すべく広い幅の周波数にわたる音を発生させようとすれば、異なる周波数の孔を多数設ける必要があり、前記公報には、４個以上の孔を設ける旨の記載があるが、これを大きく増やすことには構造上限界がある。
【０００６】
また２種以上の周波数の音の組み合わせは、周波数が大きく異なる音同士の組合せは、元の音とは音質の異なる不快音となることが多く、好ましくない。組合せ音の周波数の差には適切な範囲があるが、この範囲内で各共鳴部の音の周波数を選択した場合、これらを組み合わせただけでは、差のある組合せ音は得られないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、適切な周波数差を有する複数の音を組合せ、かつこの周波数の関係を保ちながら広い周波数の範囲で、連続的に音程を変えることができるホイッスルを提供することを目的とするものである。
【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、該送気口から吹き込まれる空気が導入される共鳴部と、前記送気口と共鳴部との間に形成された歌口とを有するホイッスルにおいて、前記共鳴部はその容積が異なる複数の共鳴部よりなり、前記各共鳴部の容積を変更する共通の容積可変手段が設けられてなり、かつ前記複数の共鳴部のそれぞれの共鳴周波数が、０．１ないし０．４ｋＨｚの範囲で異なるものである。かかる構成において、前記複数の共鳴部は共通の容積可変手段にてその容積が同時にかつ同一量変更され、各共鳴部の周波数差は一定に保たれたまま、その周波数が変わり、音程が変わり、またその組合せ音は、近い周波数同士の組合せ音となり、聴く者に不快感あるいは違和感を感じさせないビート（うねり、響き）音が得られる。
【０００９】
本発明（請求項２）は、送気口と、該送気口から吹き込まれる空気が導入される共鳴部と、前記送気口と共鳴部との間に形成された歌口とを有するホイッスルにおいて、前記共鳴部はその容積が異なる複数の共鳴部よりなり、前記各共鳴部の容積を変更する共通の容積可変手段が設けられてなり、かつ前記複数の共鳴部のそれぞれの共鳴周波数が、０．１ないし０．４ｋＨｚの範囲で異なるものである。かかる構成において、前記複数の共鳴部は共通の容積可変手段にてその容積が同時にかつ同一量変更され、各共鳴部の周波数差は一定に保たれたまま、その周波数が変わり、音程が変わり、またその組合せ音は、近い周波数同士の組合せ音となり、聴く者に不快感あるいは違和感を感じさせないビート（うねり、響き）音が得られる。また、前記容積可変手段は、前記各共鳴部内を摺動するピストン部材と、一端が該ピストンに連結され他端が前記各共鳴部外部に延在せしめられるとともに前記各共鳴部ごとにその長さが異なるピストンロッド部材と、前記複数のピストンロッド部材の他端が固定された１個の撮み部を有し、該撮み部を前後に移動させ、前記ピストン部材およびピストンロッド部材を前記各共鳴部から引き出しまたは前記各共鳴部内へ押し込むことにより、前記各共鳴部内の容積を変え音程を変更するものである。かかる構成において、各共鳴部においてそのピストンロッド部材の長さの差に応じて各共鳴部の共鳴周波数に差が生じる。撮み部の前後方向への移動により、各共鳴部のピストンロッド部材の移動幅は同一となり、周波数差は略一定に保たれた状態で、各周波数が増減する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜５において、１はマウスピース部、２は共鳴部、３は撮み部であり、ともに合成樹脂にて形成されている。マウスピース部１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口４が設けられている。共鳴部２は、全体として円柱形であり、内部に２個の円柱形空間よりなる第１、第２共鳴部５ａ、５ｂが、送気口４を左右方向としたとき上下となるよう配置されている。６ａ、６ｂは、送気口４から第１、第２共鳴部５ａ、５ｂに空気を送る第１、第２送気路、７ａ、７ｂは、第１、第２送気路６ａ、６ｂと第１、第２共鳴部５ａ、５ｂとの間に形成された開口よりなる第１、第２歌口である。
【００１２】
マウスピース部１および共鳴部２は、上部材８、下部材９および中間部材１０の３個の部材にて構成され、これらは接着されて一体化されている。上部材８に第１歌口７ａが形成され、下部材９に第２歌口７ｂが形成されている。また上部材８と中間部材１０とのあいだに、第１送気路６ａおよび第１共鳴部５ａが、下部材９と中間部材１０とのあいだに第２送気路６ｂおよび第２共鳴部５ｂが形成されている。
【００１３】
１１ａ、１１ｂは、第１、第２共鳴部ａ、５ｂ内を摺動する第１、第２ピストン部材、１２ａ、１２ｂはこれら第１、第２ピストン部材１１ａ、１１ｂに一端が連結され他端が共鳴部２の外へ延在せしめられる第１、第２ピストンロッド部材で、それぞれ異なる長さを有する。すなわち、第１ピストンロッド部材１２ａは、第２ピストンロッド部材１２ｂより長く、それゆえ第１共鳴部５ａの容積は第２共鳴部５ｂの容積より小さく設定されている。３は、第１、第２ピストンロッド部材１２ａ、１２ｂの他端に固定された前述の撮み部で、共鳴部２側は円形に、その他端側は偏平に形成され、偏平部分につり紐（図示せず）が通される孔１３が設けられている。これらの第１、第２ピストン部材１１ａ、１１ｂ、第１、第２ピストンロッド部材１２ａ、１２ｂおよび撮み部３にて容積可変手段が構成される。これら各部分も合成樹脂にて形成されている。
【００１４】
１４ａ、１４ｂは、第１、第２ピストンロッド部材１２ａ、１２ｂに一体形成された第１、第２ストッパーで、第１、第２ピストンロッド部材１２ａ、１２ｂの最大引き出し長さを規制する。第１、第２ストッパー１４ａ、１４ｂの最大引き出し時、これらが第１、第２共鳴部５ａ、５ｂの端部（図中左端）に当接する面ｓは、第１、第２ストッパー１４ａ、１４ｂとも同じ位置に形成されており、これらは同時に、第１、第２共鳴部５ａ、５ｂの端部に当接する。１５は、第１、第２ピストンロッド部材１２ａ、１２ｂの基部（図中左端）付近に形成された断面半円形の突起で、撮み部３の押し込み動作にクリック感を付与するものである。
【００１５】
１６は、第１、第２共鳴部５ａ、５ｂ内の気密状態を維持するためのＯリングで、第１、第２ピストン部材１１ａ、１１ｂ、第１、第２ストッパー１４ａ、１４ｂの間において、第１、第２ピストンロッド部材１２ａ、１２ｂに嵌装されている。第１、第２ピストン部材１１ａ、１１ｂ、第１、第２ピストンロッド部材１２ａ、１２ｂおよびＯリング１６部分には、グリスが塗布されており、その移動は円滑になされる。第１、第２共鳴部５ａ、５ｂは同一形状に形成されているが、第１、第２ピストンロッド部材１２ａ、１２ｂの長さが異なるために第１、第２共鳴部５ａ、５ｂの容積は異なっている。
【００１６】
図４は、撮み部３を共鳴部２に押し込み、第１、第２共鳴部５ａ、５ｂの容積を最小とした場合（高音）を、また図５は撮み部３を共鳴部２から引き出し、第１、第２共鳴部５ａ、５ｂの容積を最大とした場合（低音）を示す。容積の小さい第１共鳴部５ａの共鳴周波数は、撮み部３を押し込んだ最小容積時の周波数が３．８５ｋＨｚ、撮み部３を引き出した最大容積時の周波数が２．７５ｋＨｚに設定されており、撮み部３を前後の移動させることにより、この周波数の間でリニアに変化する。他方容積の大きい第２共鳴部５ｂの共鳴周波数は、撮み部３を押し込んだ最小容積時の周波数が３．６０ｋＨｚ、撮み部３を引き出した最大容積時の周波数が２．６０ｋＨｚに設定されており、撮み部３を前後に移動させることにより、この周波数の間でリニアに変化する。第１、第２共鳴部５ａ、５ｂの周波数は、両者の差が、０．１５〜０．２５ｋＨｚの範囲でずれており、両者が干渉しあってビート音を発生する。
【００１７】
図６は、第１、第２共鳴部５ａ、５ｂの各周波数ａ（２．７５ｋＨｚ）、ｂ（２．６０ｋＨｚ）および両者の合成周波数ａ＋ｂの拡大波形図を示す。図７は、図６に対応する波形図（時間間隔を圧縮）であり、最低音時（撮み部３引き出し時）における第１、第２共鳴部５ａ、５ｂの各周波数ａ（図７の（ａ）参照）、ｂ（図７の（ｂ）参照）および合成音ａ＋ｂ（図７の（ｃ）参照）の具体例を示す。合成音ａ＋ｂは、周波数ａ、ｂの周波数差０．１５ｋＨｚのビート音となる。
【００１８】
図８は、最高音時（撮み部３の押し込み時）における第１、第２共鳴部５ａ、５ｂおよび合成音ａ＋ｂの具体例を示す。第１共鳴部５ａにて生じる音の周波数ａは３．８５ｋＨｚ（図８の（ａ）参照）、第２共鳴部５ｂにて生じる音の周波数ｂは３．６０ｋＨｚ（図８の（ｂ）参照）で、その周波数差は０．２５ｋＨｚである。この合成音ａ＋ｂは、０．２５ｋＨｚのビート音となる（図８の（ｃ）参照）。
【００１９】
図７〜８に示すように、共鳴部５ａ、５ｂが、それぞれ単独で発する音の波形は、その振幅が一定であり、単調な音となり、人の注意を喚起する効果は小さい。これに対し、２個の異なる周波数を有する波形を合成すると、両者が干渉して、その周波数差に対応するビート音を発し、これが人の耳に快く響き、注意を喚起すべく作用する。また、異なる周波数の音の周波数差が、０．１〜０．４ｋＨｚの範囲内にある場合、音質の低い音の重なりとなって、違和感のない耳に心地よい音となるので好ましい。これに対し、周波数差が、前記範囲を越えて大きい場合、元の音とは異質な音となり、不快な音と感じることが多い。また両者の差が、０．１ｋＨｚに満たない場合、ビート音効果がほとんど生じないために単調音に近くなるという問題がある。
【００２０】
第１、第２共鳴部５ａ、５ｂから発せられる音は、周波数差０．１〜０．４ｋＨｚの範囲内、本実施の形態では、０．１５〜０．２５ｋＨｚを保ちながら、２．６０〜３．８５ｋＨｚの範囲でリニアに変更される。この範囲であれば、本実施の形態にかかる構造の２つのホイッスルを、両者があまり離れていない位置、たとえば隣り合うコートで使用しても、撮み部３の位置をずらすことにより、両者が異なる音程のビート音とすることができ、混同することはなく、ゲームに支障を及ぼすおそれはない。
【００２１】
図９において、周波数ａ１、ａ２は第１共鳴部５ａによる共鳴周波数の最小値（２．７５ｋＨｚ）および最大値（３．８５ｋＨｚ）を、周波数ｂ１、ｂ２は第２共鳴部５ｂによる共鳴周波数の最小値（２．６０ｋＨｚ）および最大値（３．６０ｋＨｚ）をそれぞれ示し、第１、第２共鳴部５ａ、５ｂの周波数ａ、ｂは、これら最小値と最大値の間で任意に設定される。図より従来構造の笛にかかる周波数ｃ１、ｃ２、ｃ３の周波数分布より広い範囲の周波数を設定できることが分かる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明（請求項１）によれば、複数の容積の異なる共鳴部が設けられるから、異なる共鳴周波数が干渉しあい、注意喚起力の高いビート音を発生させることができる。また共鳴部の容積を同時に同一量だけ変更する容積可能手段を有するから、共鳴周波数差を略一定に保ったまま、ビート音の周波数を広い範囲でリニアにかつ任意に変更調節をすることができ、１つのホイッスルで種々の異なる音程の音程を発生されることができる。さらに、本発明（請求項１）によれば、共鳴周波数を変更するに際し、複数の共鳴周波数の差が、０．１〜０．４ｋＨｚの範囲で略一定に保たれるから、近い周波数をもつ音同士の重なりとなり、耳に心地よくかつ注意喚起力を有するビート音を得ることができる。
【００２３】
本発明（請求項２）によれば、ピストン部材の位置にて共鳴部の容積が決まるから、複数の共鳴部において、ピストンロッド部材の長さを変えることにより、それぞれピストン部材の位置を異ならせ、各共鳴部の共鳴周波数を変えることができる。またピストンロッド部材の長さの差により周波数の差を任意の値に設定することができる。さらにピストンロッド部材の他端側すなわちピストン部材に連結された端と反対側の端部は、１個の撮み部に固定されて、これを前後に移動させることにより、各共鳴部の容積は同時に同一量を変更せしめられる。それゆえ、共鳴部間の周波数差を略一定に維持した状態で周波数が可変され、所定のビートをもつ音が広い周波数範囲で得られる。さらに、本発明（請求項２）によれば、共鳴周波数を変更するに際し、複数の共鳴周波数の差が、０．１〜０．４ｋＨｚの範囲で略一定に保たれるから、近い周波数をもつ音同士の重なりとなり、耳に心地よくかつ注意喚起力を有するビート音を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかわるホイッスルを示す斜視図である。
【図２】図１のホイッスルのマウスピース部および共鳴部を示す分解斜視図である。
【図３】図１のホイッスルのマウスピース部を示す斜視図である。
【図４】図１のホイッスルの断面図である。
【図５】図１のIV−IV線に対応する断面図である。
【図６】第１、第２共鳴部５ａ、５ｂで発生する周波数ａ、ｂおよびその合成周波数ａ＋ｂを示す波形図である。
【図７】低音発生時の波形図である。
【図８】高音発生時の波形図である。
【図９】周波数帯域を示す図である。
【符号の説明】
１    マウスピース部
２    共鳴部
３    撮み部
４    送気口
５ａ  第１共鳴部
５ｂ  第２共鳴部
６ａ  第１送気路
６ｂ  第２送気路
７ａ  第１歌口
７ｂ  第２歌口
８    上部材
９    下部材
１０    中間部材
１１ａ  第１ピストン部材
１１ｂ  第２ピストン部材
１２ａ  第１ピストンロッド部材
１２ｂ  第２ピストンロッド部材
１４ａ  第１ストッパー
１４ｂ  第２ストッパー
１５    突起
１６    Ｏリング
【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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