肺のモデル(Lung Models)

肺のモデルは、胸かくに対応する容器とゴム膜、そして風船から出来ています。胸かくを表す容器の下側にゴム膜が張られていて、それが横隔膜を模擬しています。一方、胸かくの中には2つの風船が入っていて、それが肺が模擬しています。2つの風船は、2又の管を通して容器の上部に開けられた穴から笛式人工喉頭へと接続されています。その先に、さらに声道模型を接続することで音声を出すことが可能となります。

ところで、肺の模型の横に取り付けられた色水の入ったU字管に着目すると、横隔膜の動きに合わせて水面差hが生じている様子がわかります。これは、肺の中の圧力を可視化したものです。声帯が振動するには、声門よりも下の圧力、すなわち声門下圧(subglottal puressure)は5~10 cm H2O程度必要であると言われていますが、ちょうどビデオでも水面差hが約5~10 cmのときに発声している様子がわかります。

Lung Model and Head-shaped Model
  1. Arai, T., “Lung model and head-shaped model with visible vocal tract as educational tools in acoustics,” Acoustical Science and Technology, 27(2), 111-113, 2006.
  2. Arai, T., “Education system in acoustics of speech production using physical models of the human vocal tract,” Acoustical Science and Technology, 28(3), 190-201, 2007.
  3. Stevens, K. N., Acoustic Phonetics, Cambridge, MA, MIT Press, 1998.