JP2005034603A

JP2005034603A - 独楽

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Publication number: JP2005034603A
Application number: JP2003363844A
Authority: JP
Inventors: Kumiko Enomoto; 久美子榎本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2023-09-18
Also published as: JP4450310B2

Abstract

【課題】回しやすく、大きな独楽が回っているように見え、回転体上の模様が静止時と同じように見え、独楽の持つ概念を広げる意外性に富んだ独楽を提供すること。
【解決手段】心棒を有する長胴形独楽において、独楽が歳差運動により傾倒状態を維持するように、下部形状を球形体にし、重心を軸方向ほぼ中心に位置して、さらに独楽が静止状態のとき、下部にある床面に接する外周と上部にある床面に接する外周との間隔や、該上部の外周の直径の大きさや、そして心棒を除く長胴形本体の全長などを、該下部にある床面に接する外周の直径を１として、それぞれ１．９〜２．７倍、０．８〜１．２倍、そして２〜３倍とするよう構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は歳差運動により傾倒状態を長く維持する独楽に関する。

従来の独楽は一般に、円板型に質量が広がり回転軸を床に対し垂直に維持するよう、いわゆる良く回るために構造上の工夫がなされているが、近年、独楽に回転寿命や力強さのみを求めるのではなく、単純な回転玩具として、わざと支点を不安定にし回転軸を動かすように工夫した独楽も実施されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。またその他には、独楽本体を胴長に形成し、歳差運動による回転軸の動きを利用した形態の変化を見せる独楽も実施されている（例えば、非特許文献１参照。）。

以下、図６（ａ）（ｂ）により従来の胴長に形成された独楽について説明する。図６（ａ）はお化けのイメージをヒントに作られ、重心を上げ軸足先端を尖らせることにより、不安定な動きをする。そして（ｂ）は団子の形状をヒントに作られ、回転軸が重心を中心として回転軸上方と下方が対称に回り、上下の球の輪郭が不鮮明になることにより、その結果重心のある中央の球が宙に浮いて静止して見える。

しかしながらいずれの場合も、独楽の形状と動きの関係には意外性に乏しく、また小型の独楽であっても大きな回転起動力が要り、子供にとって回すのが難しかった。さらに上記独楽は表面に描かれた模様が同心円形もしくは螺旋形に変形してしまい、静止時に見る模様を回転中に見ることはできなかった。
特許発明第１７９４７７号登録実用新案第３０７９６１９号平凡社カラー新書１２１、「独楽あそび」１９７９年１２月、ｐ．９９

そこで、本発明は、回すのが容易で、回転中独楽が大きく見え、表面に描かれた模様が回転中にも静止時と同じ模様にはっきりと見え、独楽の形状と模様を変えることにより多様なデザインを可能にし、従来の典型的な独楽の持つ概念を広げる意外性に富んだ独楽を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の独楽の発明は、長胴形本体と該長胴形本体の軸方向で支点側と反対方向に設けられる心棒とから成る独楽において、前記長胴形本体は重心から支点側である下部と重心から前記心棒側である上部とから成り、前記長胴形本体は静止状態で、前記下部にある外周と、前記上部にある外周との２箇所で床面に接し、前記下部にある外周の直径と前記上部にある外周の直径の比は、１対０．８〜１．２であり、前記下部にある外周と前記上部にある外周の間隔は、前記下部にある外周の直径の１．９〜２．７倍であり、前記下部にある外周から下部先端までの形状は半球形もしくは楕円体又は先端を有するかぶら形状であり、前記上部にある外周から他端までは、前記上部にある外周の直径の０．８〜１倍の直径で形成され、前記長胴形本体の全長は前記下部にある外周の直径の２〜３倍であり、独楽の重心は前記長胴形本体の全長の軸方向中心から両方向約１０％の範囲に位置するよう構成されることを特徴とし、請求項２に記載の長胴形本体の発明は、軸方向で支点側と反対方向に設けられる支え棒用穴を備えた長胴形本体において、前記長胴形本体は重心から支点側である頭部と重心から前記穴側である脚部とから成り、前記長胴形本体は静止状態で、前記頭部にある外周と、前記脚部にある外周との２箇所で床面に接し、前記頭部にある外周の直径と前記脚部にある外周の直径の比は、１対０．８〜１．２であり、前記頭部にある外周と前記脚部にある外周の間隔は、前記頭部にある外周の直径の１．９〜２．７倍であり、前記頭部にある外周から頭部先端までの形状は半球形もしくは楕円体又は先端を有するかぶら形状であり、前記脚部にある外周から他端までは、前記脚部にある外周の直径の０．８〜１倍の直径で形成され、前記長胴形本体の全長は前記頭部にある外周の直径の２〜３倍であり、前記長胴形本体の重心は該長胴形本体の全長の軸方向中心から両方向約１０％の範囲に位置するよう構成されることを特徴とし、そして、請求項３に記載の独楽の発明は、請求項２記載の長胴形本体と前記支え棒用穴に着脱可能に挿入される支え棒とから成ることを特徴とする。

本発明の独楽は、軽く回すだけで、あたかも大きな独楽を回しているかのような満足感を与える効果や、独楽の表面に描かれた模様が回転中もはっきりと立体的に見え、静止時の独楽には想像できない意外性をもって独楽の回転への興味を隆起させる効果がある。また、心棒を有しない形態では、机上に立てて置くことができ、観賞用陳列が可能な上、さらにそれが独楽に見えない意外性がある。

このように、本発明の独楽は、意外性に富むばかりでなく形状と模様には自由度が有り、目的に応じた多様なデザインも可能であるので独楽の新たな市場を創造する効果がある。

本発明の各実施例を図面を参照して説明する。

図１は本発明の第一の実施例を示す図であり、（ａ）は直立状態の独楽１の斜視図、（ｂ）は静止状態の独楽１を（ａ）のＡ−Ａ線断面図で示している。図１（ａ）において、独楽１は少ない力で回転数が得られるよう細く形成された心棒２と長胴形本体３とから成り、長胴形本体３は図１（ａ）の下から、先端３１１を有するかぶら形状の下部３１と、上部３２とから成り、また、独楽１の重心Ｇを中心にハッチングで示す上下１５％の範囲を重心部３３としている。そして、下部３１の表面には模様として複数の同心円Ｒが、同じく上部３２の表面には一つの絵図Ｅ_１（図ではウサギの絵としている）が描かれていて、重心部３３は後述するように単色で彩色されている。また図１（ｂ）に示すように、静止状態の独楽１において、下部３１にある床面Ｆに接する外周の直径Ｌ_１を１とすると、上部３２にある床面Ｆに接する外周の直径Ｌ_２はここでは１．１８倍としてあり、該下部３１にある外周と該上部３２にある外周との間隔Ｌ_３は２．３倍で、そして長胴形本体３の全長Ｌ_４は２．９倍となっている。

図２は本発明に係る独楽１の回転を説明する図であり、（ａ）は回転開始直後独楽１が立ち上がった時の正面図で、（ｂ）はその後歳差運動に入った独楽１の動作を説明する正面図である。図２（ａ）に示すように独楽１は下部３１が床面Ｆに対し接触面が大きい球形体（かぶら形状）をしており、かつ定まった支点Ｐ_１となる尖った先端３１１を有するので、心棒２に回転Ｋが与えられると、独楽１は回転Ｋが与えられた位置で回転Ｋを始め簡単にその位置で立ちあがる。また、下部３１の先端３１１が尖っていなくても良い。その場合は、定まった支点Ｐ_１がないので床面Ｆをあちこちとしばらく迷走するが早く歳差運動Ｓに入る。

その後、独楽１は回転速度が低下してくると、図２（ｂ）に示すように歳差運動Ｓに入り急激に傾く。しかし傾いても回転Ｋしているので、独楽１には回転軸Ｘと重心の鉛直軸Ｙとのずれから生じる歳差運動Ｓにより重力に抗する力ｆが作用しているので完全には倒れない。このとき独楽１の下部３１における支点Ｐは、下部３１にある外周のより大きい外周へ（Ｐ_１→Ｐ_２→Ｐ_３→Ｐ_４）と移動する。そして下部３１に回転軸Ｘにほぼ水平な力Ｎが、支点Ｐをてこの作用点として回転軸Ｘの下がった方向へ作用すると、支点Ｐのさらなる移動は極めてゆっくりとなる。それは、歳差運動Ｓによる重力に抗する力ｆと回転軸Ｘにほぼ水平な力Ｎとが同時に作用し、重心Ｇにかかる重力ｇと釣り合ったからである。

そして実験では、回転による力の作用と重力の釣り合いを保つために、静止状態の独楽１において、下部３１にある床面に接する外周の直径Ｌ_１を１とすると、上部３２にある床面に接する外周の直径Ｌ_２は０．８〜１．２倍とし、該下部３１にある外周と該上部３２にある外周との間隔Ｌ_３は１．９〜２．７倍とし、そして長胴形本体３の全長Ｌ_４は２〜３倍とするのが好ましかった。

また、独楽１の重心Ｇは、長胴形本体３の全長の軸方向ほぼ中心に位置するか、又は両方向１０％の範囲内に位置するのが好ましかった。従って、独楽１においては上部３２は円錐体をしているので、図１（ｂ）に示すように、上部３２の内側を刳りその部分を軽量化し、重心Ｇを中心に来るように移動させてある。

図３は独楽１の回転中の傾倒状態を説明する図であり、（ａ）は回転開始直後の直立状態平面図、（ｂ）は傾倒状態平面図、そして（ｃ）は（ｂ）において視覚される模様を示す図である。回転開始直後、独楽１は図３（ａ）に示すように直立しているので、上部３２の最大面しか見えない。ところが、回転速度が低下するに従って重心Ｇが降下してゆき図３（ｂ）に示すように、下部３１と上部３２とが重心Ｇを中心として対称に外へ広がって描く残像円が円周となるので、その結果独楽１はだんだん大きくなるように見える。

次に、回転中の独楽１において視覚される模様及び形状を図３（ｂ）と（ｃ）そして図２（ｂ）とを参照して説明する。図３（ｂ）に示すように回転軸に対する回転Ｋは、下部３１と上部３２が重心Ｇを中心に回る歳差運動Ｓより速い。この回転Ｋのため上部３２の絵図Ｅ_１が一回の歳差運動Ｓ中に何度か上を向いたり床面Ｆを向いたりする。そして上を向いたときのみ視覚される。その結果図３（ｃ）のように、重心Ｇを中心に同円周上に同一の絵図Ｅ_１が複数、かつ同心円形に変形することなく見ることができる。視覚される絵図Ｅ_１の個数は、力学的に質量が均一な円柱において直径１に対し高さが２倍の場合２個であり、高さが３倍の場合３個であるので、独楽１においては、下部３１が床面Ｆに接する外周の直径Ｌ_１と長胴形本体３の全長Ｌ_４とで決まり、２〜３個である。また下部３１は図２（ｂ）で示すように、常に上部３２の下に位置するので同心円Ｒは絵図Ｅ_１の背景として視覚される。そして、重心部３３は彩色された色の球が宙に浮いて静止した状態として見られる。また、重心部３３に螺旋模様を施すと鉛直軸中心に向かう螺旋の立体的な動きが見られる。このように回転中の独楽１の形状は静止時の形状と異なり、重心Ｇを通る鉛直軸を仮想の回転軸とする下部３１と上部３２との表面に描かれたり彩色されたりした模様と色の残像による円板型形状となる。

図４は独楽１の変形例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は回転中視覚される模様を示す図である。前記上部３２に描かれた模様が図１では絵図Ｅ_１が一つであったのに対し、図４（ａ）では基部を重心部３３に向けた花弁の絵図Ｅ_２を複数描いているのが図１と異なる。そして、回転中の独楽１を上から見ると、図４（ｂ）のように重心部３３を心花とする多数の花弁を持つ花として見える。

図５は第二の実施例を示す図であり、（ａ）は独楽１１の斜視図、（ｂ）は独楽１１の回転中視覚される模様を示す図である。前述した第一の実施例では指のひねりを回転の起動手段とする場合について説明したが、第二の実施例では糸の引きを回転の起動手段としている。図５（ａ）に示すように、独楽１１の全体の形状をチューリップの形にし、上部１３２の表面の対局面に蝶の絵図Ｅ_３と蜜蜂の絵図Ｅ_４とをそれぞれ一つずつ描いている。そして回転中の独楽１１を上から見ると、図５（ｂ）に示すように、二組の蝶と蜜蜂が飛びあう姿として見える。このように糸の引きを回転の起動手段とすると、大きな回転が得られるので、独楽１１の長胴形本体１３を大型にすることができ、それを独楽の歳差運動の動きを観察したり説明したりする場合に用いるとわかりやすく興味を引かせることができる。

図７は第三の実施例を示す図であり、（ａ）は独楽本体７１の斜視図、（ｂ）は長胴形本体７３のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は独楽本体７１の回し方を示す図、そして（ｄ）は独楽本体７１の回転中視覚される模様を示す図である。図７（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示すように独楽本体７１は第一の実施例のような心棒を有せず、これに代えて支え棒７６と糸の引きを回転の起動手段としている。

図７（ａ）において、長胴形本体７３は、重心Ｇより上方の頭部７３１には回転時、床面に接する先端７３１１近くに回転起動手段として糸を巻くくびれ部分７４が形成され、重心Ｇより下方の脚部７３２の下端は平らに形成され、かつ、心棒を有しないので安定して床に置かれている。そして脚部７３２には絵図Ｅ_７（図ではおにぎりの絵としている）が一つ描かれている。

また、図７（ｂ）に示すように、長胴形本体７３の軸方向には支え棒７６を差し込む穴７５が脚部７３２の下端から刳られている。該穴７５の深さは図７（ｂ）の場合脚部７３２下端の直径の３分の２である。支え棒７６の直径と穴７５の直径は着脱がスムーズである様に、かつ、支え棒７６を穴７５に差し込み、支え棒７６のみで先端７３１１を床に接面させた長胴形本体７３を床面に対し垂直に保持できるように形成されることが好ましい。

独楽本体７１の回し方は、図７（ｃ）に示すように、支え棒７６を長胴形本体７３の軸方向に刳られた穴７５へ差し込み、頭部７３１のくびれ部分７４に糸を巻きつける。次に一方の手で支え棒７６を持ち、頭部７３１の先端７３１１を床に接面させた状態で長胴形本体７３を床面Ｆに対し垂直に保持し、他方の手で糸を引く。そして糸を引き切ったとき、支え棒７６を穴７５から抜き去る。

そして、回転が与えられた独楽本体７１は実施例１及び２と同じように、最初直立に回転するが、回転速度が低下してくると急激に傾き、その後傾倒状態で回転を続ける。傾倒状態で回転する独楽本体７１を上から見ると、図７（ｄ）のように、脚部７３２に描かれたおにぎりの絵図Ｅ_７が複数、同円周上にころがるように視覚される。

本発明第一の実施例に係る独楽を示す図である。図１の独楽の回転を説明する図である。図１の独楽の回転中の傾倒状態を説明する図である。図１の独楽の変形例を示す図である。本発明第二の実施例を示す図である。従来の独楽の斜視図である。本発明第三の実施例を示す図である。

符号の説明

１、１１独楽
２、１２心棒
３、１３、７３長胴形本体
３１下部
３２、１３２上部
３３重心部
Ｇ重心
Ｐ、Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４支点
Ｆ床面
Ｌ_１下部３１にある床面に接する外周の直径
Ｌ_２上部３２にある床面に接する外周の直径

Claims

長胴形本体と該長胴形本体の軸方向で支点側と反対方向に設けられる心棒とから成る独楽において、前記長胴形本体は重心から支点側である下部と重心から前記心棒側である上部とから成り、前記長胴形本体は静止状態で、前記下部にある外周と、前記上部にある外周との２箇所で床面に接し、前記下部にある外周の直径と前記上部にある外周の直径の比は、１対０．８〜１．２であり、前記下部にある外周と前記上部にある外周の間隔は、前記下部にある外周の直径の１．９〜２．７倍であり、前記下部にある外周から下部先端までの形状は半球形もしくは楕円体又は先端を有するかぶら形状であり、前記上部にある外周から他端までは、前記上部にある外周の直径の０．８〜１倍の直径で形成され、前記長胴形本体の全長は前記下部にある外周の直径の２〜３倍であり、独楽の重心は前記長胴形本体の全長の軸方向中心から両方向約１０％の範囲に位置するよう構成されることを特徴とする独楽。
軸方向で支点側と反対方向に設けられる支え棒用穴を備えた長胴形本体において、前記長胴形本体は重心から支点側である頭部と重心から前記穴側である脚部とから成り、前記長胴形本体は静止状態で、前記頭部にある外周と、前記脚部にある外周との２箇所で床面に接し、前記頭部にある外周の直径と前記脚部にある外周の直径の比は、１対０．８〜１．２であり、前記頭部にある外周と前記脚部にある外周の間隔は、前記頭部にある外周の直径の１．９〜２．７倍であり、前記頭部にある外周から頭部先端までの形状は半球形もしくは楕円体又は先端を有するかぶら形状であり、前記脚部にある外周から他端までは、前記脚部にある外周の直径の０．８〜１倍の直径で形成され、前記長胴形本体の全長は前記頭部にある外周の直径の２〜３倍であり、前記長胴形本体の重心は該長胴形本体の全長の軸方向中心から両方向約１０％の範囲に位置するよう構成されることを特徴とする長胴形本体。
請求項２記載の長胴形本体と前記支え棒用穴に着脱可能に挿入される支え棒とから成ることを特徴とする独楽。