第２回
発声のしくみ
言語聴覚士のための音声学
第２回
発声のしくみ
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呼吸のしくみ |
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音声はどうやって出るの？ |
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声帯がなくても声は出る |
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復習テスト |
1．呼吸のしくみ
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まずは呼吸から |
私たちが声を出そうとする時、ほとんどの場合、 肺からの空気が関係していることは想像できるよね。 というわけで、呼吸の方法についてもちょっと見てみよう！ まずは下の図を見てね。 呼吸には２通りある。胸式呼吸と腹式呼吸。 両方とも胸郭（つまり肺の入っている肋骨のあたり）の容積を広げて空気を取り込み、 それをもとに戻すことによって息を出す。 ところで胸式呼吸と腹式呼吸の違いってなあに？ 腹式呼吸は横隔膜を下に下げることによって胸郭の容積を広げて、空気を吸う。 胸式呼吸は胸郭を横に広げるんだ。 肋骨は硬いのにどうやって！！！と思うでしょ。 実は、肋骨と肋骨の間の筋肉を使って肋骨の角度を変えて容積を増やしているんだ。 すごい! |
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実験2-1 呼吸のしくみ！ |
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風船に空気を入れて口を軽く閉じてみよう。 |
| 【ここがポイント！】 | ||||||
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| 息をはいている時 | 息を吸っている時 | |||||
| 胸式呼吸 |  |
→ |  |
ピンクの線のように 肋骨を上げることによって 胸郭の容積を増やす ↓ 息が入ってくる |
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| 息をはいている時 | 息を吸っている時 |
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| 腹式呼吸 | |
→ |  |
ピンクの線のように 横隔膜を下げることによって 胸郭の容積を増やす ↓ 息が入ってくる |
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| 今回はこんな肺の模型を管に つないで使います。 肋骨は上がらないので、 「腹式呼吸モデル」です。 |
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２．音声はどのように出るの？ 音源フィルター理論
上智大学の荒井隆行先生の「声道模型のWabpage」http://www.splab.ee.sophia.ac.jp/Vocal_Tract_Model/も参考にしよう！
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実験2-2 音源フィルター理論ってなあに？ |
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声を作り出すモデル |
私たちが出す声はどのように出るのかな？ 単純にモデル化して考えてみよう。 では、下の図を見てね。 ①肺からの空気は声帯のところまで上がってくる。 声帯はそれによって振動して喉頭原音というブザーみたいな音が出るよ。 その音によって声の高さが決まるんだ。 （音源特性っていうよ） ②声道（つまりそれから上の口の中とあとは鼻の中の空洞）で、喉頭原音が変化する。 つまり、声帯でつくられる音は同じでも、「あ」とか「い」とか口の形を変えると それぞれの音が出るんだ！ （これを声道特性という） これは、人工喉頭を使ってみるとよくわかる。のどに人工喉頭をあてて息を止めて、口の形だけ変えてみ よう。 ③あとは唇から出る時にちょっとだけ変化がある。 （放射特性というよ） こんなモデルが考えられていて音声の分析や合成音作成などに役立っているんだ。 |
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【ここがポイント！】 |
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唇のところで変化 ↑ 口腔の形で共鳴 ↑ 声帯で音源が作られる ↑ 肺からの空気 |
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| 音源フィルター理論とは？（ここは一番下の「音源特性」から順番に見てね！ | |||||
| これが 外に出てくる 音声だ！ |
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| ↑ | 場所 | 決まるもの | |||
| 放射特性 （さらにちょっと だけ変わる） |
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口唇 | |||
| 放射特性は影響小 | |||||
| ↑ | |||||
| 声道特性 （これによって 音色が 大体決まる） |
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口腔 鼻腔 |
フォルマント周波数 声道の共鳴 [a]になるか[i]になるか |
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| ↑ | |||||
| 音源特性 （これが大もと！） |
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声帯 | 基本周波数 声帯振動数 声の高さ |
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| ↑ | |||||
| 肺 | |||||
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実験2-1 喉頭の解剖を覚えよう！（とっても大切） |
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調音器官の解剖 |
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| 図のどこにあるか番号を書いてみよう！ | |||||||||
【調音器官の名前】 |
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1.上唇（じょうしん） 2.上歯（じょうし） 3.上歯茎（じょうしけい） 4.硬口蓋（こうこうがい） 5.軟口蓋（なんこうがい） 6.口蓋垂（こうがいすい） 7.咽頭壁（いんとうへき） 8.下唇（かしん） 9.舌尖（ぜっせん） 10.舌端（ぜったん） 11.舌先（したさき） 12.前舌（ぜんぜつ） 13.後舌（こうぜつ） 14.舌根（ぜっこん） 15.喉頭蓋（こうとうがい） 16.声帯（せいたい） 17.喉頭（こうとう） 18.気管（きかん） 19.肺（はい） 鼻腔 口腔 上咽頭 中咽頭 下咽頭 |
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【調音の位置の名前】 |
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1.両唇音（りょうしんおん） 2.唇歯音（しんしおん） 3.歯音（しおん） 4.歯茎音（しけいおん） 5.そり舌音（そりじたおん） 6.後部歯茎音（こうぶしけいおん） 7.硬口蓋音（こうこうがいおん） 8.軟口蓋音（なんこうがいおん） 9.口蓋垂音（こうがいすいおん） 10.咽頭音（いんとうおん） 11.声門音（せいもんおん） |
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【喉頭の解剖】 |
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サムネイルをクリックすると大きくなります |
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| 口腔・鼻腔 |
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| 横から見たところ | |||||||||
| 喉頭 |
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| 正面から見たところ | 内側 | 後ろから見たところ | |||||||
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喉頭って声を出すだけじゃない！ |
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| 喉頭って声出すだけだと思ってない？ ちがうの？ もちろん声を出すのにも使うけど、それだけじゃないよ。 他にもとっても大切な役割があるんだ。 これらができないと命にかかわるようなことだから、ちゃんと知っておこうね。 |
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| 喉頭の３つの役割 | |||
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下気道の保護 |
誤嚥しないように！ 肺に食べ物が入らないように守る。 |
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上肢の固定 |
重い物を持ったり，りきむ時は息を止めるよね。 |
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発声 |
もちろん声も出すよ（笑） |
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「喉頭原音」ってどうやって作られるの？ | 声帯振動のしくみ | |||
| 声帯って中は固いけど、外側は粘膜でぷにゅぷにゅしてるんだ。だからこそ起こる現象！ |  声帯の断面図 |
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| ところで、ベルヌーイ効果って知ってる？ |
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コピー用紙を２枚1cmくらい離して縦に持って、その間に息を吹き込んでみて。 紙はどうなる？（写真参照） |
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| ２枚の紙が息が通ったあとにくっつくのが分かる。声帯振動もこのしくみで起こっているんだ！ | |||||
| まず、肺からの空気が上がってきて、 声門下の空気圧が高まる。 |
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| ↓ | |||||
| 声帯を肺からの空気が押し開けて通過する。 |  |
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| ↓ | |||||
| 空気が通ったあとはベルヌーイ効果で声帯はまた閉じるんんだ。 |  |
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| 声帯振動はこの繰り返しだよ。 空気のドーナツ（ソーセージ）をポンポンと切っていく感じだよ。 |
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「声帯」の開きぐあいを見てみよう！ | ||||
| 上から見た図 | |||||
| 声帯が開いた状態（つまり声帯外転！） 呼吸してる時や無声音を出す時。 |
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緑が甲状軟骨 ○が輪状軟骨 青が被裂軟骨 |
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| 声帯が閉じた状態（つまり声帯内転！） 有声音を出す時。 |
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被裂軟骨が 輪状軟骨の上 で内側に回転 |
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| 一部だけ開いた場合（ちょっと絵が変ですが） ささやき声などを出す時。 |
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気道と食道の関係 |
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犬やねこなどの４足の動物は気道と食道が並行。 だから、息を吸いながら食べられるんだ。 |
 便利！ |
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人間は直立歩行ができるようになったけど、 気道と食道が交差してしまったんだ。 だから、呼吸か食べるか一度にはどちらか片方しかできない。 ものを食べる時は気道を閉じる。 閉めそこなうと。。。むせてしまうか。。。 ひどい場合には、肺炎です。 |
 不便！ |
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| 喉頭の進化の過程を調べてみるとおもしろいよ！ | ||
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| 声道特性 |  |
こちらが声道模型の「パイプ型」です。 下が喉頭側です。こちらから音を入れます。 以下がそれぞれから出た音です。 [a][i][u][e][o] |
| こちらが声道模型の「プレート型」です。真ん中 に空いた穴の大きさが違うプレートを並べて「パイ プ型」とほぼ同じ型の筒をつくります。 喉頭側に人工喉頭を当てて音を出します。 以下がそれぞれから出た音です。 [a][i][u][e][o] |
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| 音源特性 |  |
人工喉頭です。しくみは電動かみそりとほぼ同じとい うことです。「喉頭原音」に近いブザー音を出してくれ ます。これを直接喉に当てて、息をちょっと止めて、 口だけ動かしてみると、その口の形の音が出せます。 |
| 人工の声帯の代わりの笛です。息を吹き込むと、 リードが震えて音源になります。 |
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「フォルマント」ってなあに？（その２） | ||
| 簡単にいうと、 まず、声帯振動によって音源が作られます。 （こんな感じ→） |
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| 次に、声道の形を変えることによって音源のうちで、共鳴する（強められる）周波数が変わってきます。 （緑の部分、これがフォルマントです） |
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| サウンドスペクトログラム（よく言う「声紋」）というもので見ると「強められた高さの音」が帯に見える 以下は本物の人間（ちなみに私が録音）の「あいうえお」の例 音声ファイルはここです |
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| 「人はフォルマントの違いによって母音を聞き分けている」と言われてます。 主に第１フォルマントと第２フォルマントを使っている！ |
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| 人間のフォルマント周波数はだいたいこのくらい 各母音で違っているのが分かるよね | |||
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３．声帯がなくても声は出る！
ところで、「電気式人工喉頭」って何のためのあるか知ってる？
この実験のため？
ちがう、ちがう。
これって、実は、喉頭癌などで声帯を取ってしまった方のために作られたものなんだ。
えぅ！本当の声帯の代わりをしてるんだ！
うん。
これがあるとちゃんと話せるよね。
ありがたいよね。
で、僕たちも使える？
うん。ちょっとこつがあるけど。。。
声を出さずに口の形だけ変えて「あいうえお」と言ってみよう。
息を止めるとうまく出るよ。
他にも、声帯の代りとして「食道発声」というのがある。
食道発声！！！なにそれ！
声帯の代わりに食道の壁をふるわせて声を出すんだ。
人工喉頭より訓練が必要だけど。。。
大変そう。
ちょっとはね。
講習会とかもやってるから気になった人は一度試してみて。
（銀鈴会などの情報）
４．復習テスト
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それでは、まとめのテストです！ |
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ちょっと、国試に挑戦！ | |
第１回午前78 ホルマントを形成するのはどれか。 1.声帯の振動 2.鼻腔の反共鳴 3.口唇からの音放射 4.声道の共鳴 5.胸腔の共鳴 第4回午前71 開口時に直接見えないのはどこか。 a．舌根 b．下咽頭 c．舌背 d．口蓋垂 e．歯茎 第4回午前72 非肺気流を用いるのはどれか。 a．放出音 b．そり舌音 c．流音 d．ふるえ音 e．入破音 １．a、b ２．a、e ３．ｂ、ｃ ４．ｃ、ｄ ５．ｄ、e 第4回午前82 母音のホルマントを決めるのはどれか。 １．声門音源波形の周期性。 ２．声道内音波の反射と干渉。 ３．口唇からの音響放射。 ４．声帯と声道壁の共振。 ５．鼻・副鼻腔内の共鳴。 第7回午前71 言語音の有声・無声の調節に直接関係するのはどれか。 1．輪状軟骨 2．甲状軟骨 3．披裂軟骨 4．舌骨 5．胸骨 第12回午前20 オトガイ舌筋の筋活動が最も大きいのはどれか。 １．/a/ ２．/i/ ３．/u/ ４．/e/ ５．/o/ 第12回午前37 口音か鼻音かを決定する器官はどれか。 １．硬口蓋 ２．口蓋垂 ３．口蓋帆 ４．咽頭 ５．喉頭 第12回午後81 構音に関与しないのはどれか。 １．鼻腔 ２．副鼻腔 ３．舌 ４．歯 ５．喉頭 |
（図をつける）
