JP2022123338A - 教育用の音叉実験器 - Google Patents

Abstract

【課題】理科実験などで用いられる音叉実験器は、共鳴により大きな音を発生させるための木製共鳴箱を備える。この材質を変更してコストダウンを図る。【解決手段】特定の周波数の音を発生するＵ字状の金属の音叉と、音叉の柄の部分に取り付けられる共鳴部とを備える音叉実験器において、音叉の柄の部分にはねじ部が形成され、前記共鳴部を金属で構成するとともに、その上面に音叉の柄を差し込むための開口が設けられ、柄の前記ねじ部を前記開口に貫入させることにより音叉を共鳴部に固定する。【選択図】図２

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り 令和２年２月１５日開催 奈良県スプリング研修会支部会（主催：株式会社内田洋行、開催場所：大阪府大阪市中央区和泉町２丁目２番２号 株式会社内田洋行大阪支店） 令和２年４月１日発行 株式会社内田洋行 ウチダ理科実験機器セレクト品カタログ

本発明は、理科の学習において音の性質を実験を通じて学ぶための教育用の音叉実験器に関する。

理科の学習において実験を通じて音の性質を学ぶことがある。その実験では音叉が用いられ、音の伝わり方や他の物体との共鳴などについて学ぶ。音叉は、一本の細長い鋼をＵ字状に曲げたものと、その中央に同じく棒状の鋼からなる柄を一体に接合したものである。学習用途の他にも、音叉は楽器の調律等に於いて標準音源として使用される。音叉はＵ字状部を叩くことにより特定の周波数で振動するが、この状態では音が小さく耳で聞き取ることは困難であるため、音叉の棒状部の部分を楽器の共鳴胴や共鳴板に接触させ音を大きくさせて標準音源とするのが一般的である。理科実験などでは共鳴箱付音叉が用いられる。共鳴箱は、共鳴により大きな音を発生するために音叉の下（柄）に取り付ける箱で、この箱は1つの面が空いており、そこから音が出るようになっている。

共鳴箱の上面には音叉取付部が取り付けられており、そこに設けられる比較的深い取付穴に音叉の柄を差し込むことで、音叉が共鳴箱に取り付けられる。取付状態において音叉の下端が共鳴箱の上面に接している。これにより音叉の振動が共鳴箱に伝達され、聴者に共鳴音が届く。

実用新案登録３０９３６３４号公報「音叉構造体」

従来の音叉の共鳴箱は木製であった。しかし、木製の共鳴箱にはコストが大きいという問題があった。加えて、その製造業者が減少しつつあり入手が困難であるという問題もあった。

共鳴箱の材質を金属等に変更しようとする場合、音叉の取り付け方法を新規に開発しなければならない。従来は共鳴箱と音叉取付部いずれも木製であり両者を接合し、音叉取付部を取り付けた後にそれに音叉の柄を差し込むことにより共鳴箱付き音叉が完成した。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、金属製の共鳴部を備え、入手性が容易になり、かつコストが低く、しかも、組み立てが容易な教育用の音叉実験器を提供することを目的とする。

この発明は、Ｕ字状部を含む振動部と、前記振動部の振動に共鳴する共鳴部とを備える音叉実験器において、
前記Ｕ字状部の下方を棒状に形成し、
前記共鳴部を金属で構成するとともに上面に開口を設け、
前記棒状の部分を前記共鳴部の前記開口に挿入して固定したことを特徴とするものである。

前記棒状の部分に雄ねじ部を形成するとともに、前記開口に雌ねじ部を形成し、
前記棒状の部分を受け入れる貫通孔を有する固定部と、前記雄ねじ部に係合する雌ねじ部を有する緊締部材とを備え、
前記緊締部材を前記雄ねじ部に係合させつつ前記Ｕ字状部まで移動させ、
前記棒状の部分を前記固定部の前記貫通孔に通し、
前記雄ねじ部を前記開口の前記雌ねじ部に係合させ、
前記Ｕ字状部を前記共鳴部に対して所定の方向に向け、
前記緊締部材を前記固定部に向けて移動させることにより前記Ｕ字状部を固定するようにしてもよい。（前記開口に雌ねじ部を形成することは、前記共鳴部の内側にナットなどを固定することも含む）。

発明の実施の形態に係る教育用の音叉実験器の斜視図である。 図２（ａ）は発明の実施の形態に係る音叉実験器の断面図（共鳴部を長辺方向に切断した状態を示す。図２（ｂ）のＡ－Ａ矢視断面図）、図２（ｂ）は左側面図である。 図３（ａ）は発明の実施の形態に係る音叉実験器の背面図、図３（ｂ）は断面図（共鳴部を短辺方向に切断した状態を示す。図３（ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図）である。 発明の実施の形態に係る音叉実験器の正面図である。 発明の実施の形態に係る音叉実験器の右側面図である。 発明の実施の形態に係る音叉実験器の平面図である。 発明の実施の形態に係る音叉実験器の底面図である。

発明の実施の形態について、図面を参照して説明を加える。

図１は、発明の実施の形態に係る教育用の音叉実験器の斜視図である。
図２（ａ）は、図１の音叉実験器を共鳴部２の長手方向に沿い振動部１の中心を通る線で切断した状態を示す断面図である。
図３（ｂ）は、図２の切断線に直角に切断した状態を示す断面図である。
図２（ｂ）及び図３（ａ）と図４乃至図７は、音叉実験器の六面図である。なお、図４乃至図７においては符号の表示を省略している。

この教育用の音叉実験器は、Ｕ字状部１１を備える振動部１と、振動部１の下部に設けられその振動を共鳴させ音を大きくさせる共鳴部２と、振動部１と共鳴部２の間に設けられる円筒状の固定部３と、Ｕ字状部１１と固定部３の間に設けられ、振動部１を任意の方向（例えば図示するようなＵ字が正面（背面）を向く方向）に固定するナット（緊締部材）４とを備える。共鳴部２は概ね角パイプ状をしており、その一端アは開放されているが、他端イは閉じられている。

音を発する振動部１は、Ｕ字状部１１と、Ｕ字状部１１と雄ねじ部１３の接合部１２と、雄ねじ部（棒状の部分、柄の部分に相当する）１３とからなる。これらは一体に生成されるか、または別個の部品を互いに接合して組み立てられる。Ｕ字状部１１は一本の細長い鋼をＵ字状に曲げて作成される。接合部１２には雄ねじ部１３の上端が嵌入されている。雄ねじ部１３はＵ字状部１１の下部中央に下方に向けて取り付けられる。雄ねじ部１３は接合部１２の下部からＵ字状部１１とは反対側に延びる棒状の部材であって、その表面には雄ねじが設けてある。振動部１を共鳴部２に取り付けるためのナット（緊締部材）４を雄ねじ部１３の下端から入れて回しＵ字状部１１の近くまで移動させる。図の例では、ナット（緊締部材）４を雄ねじ部１３の上端付近、Ｕ字状部１１の直近に位置させている。この状態で、雄ねじ部１３は固定部３の中央に設けられた貫通孔３１を通る。その先端は固定部３から出ている。雄ねじ部１３は、固定部３の貫通孔３１を通り抜けた状態で共鳴部２の上面開口（雌ねじ部）２３に係合する。図の例では、雄ねじ部１３の先端は共鳴部２の内面に突出している。ナット（緊締部材）４により固定部３を締め付ける。固定部３は、ナット４の下端と共鳴部２の上面で挟持される。これにより振動部１が固定される。この構成により、振動部１の取り付けを容易に行うことができる。

共鳴部２は、角パイプ状の部分である金属製本体２１と、閉鎖端イに取り付けられる金属製端面２２とからなる。上面の中央には、雄ねじ部１３を受け入れる上面開口２３が設けられる。下面には４つのゴム足２４が設けられる。金属製本体２１は例えばアルミ角パイプから作成される。金属製端面２２は金属製本体２１と同種の金属板であり、例えばアルミ板である。固定部３は例えば木製の部材であり円筒などの回転体形状をしている。その中心には、雄ねじ部１３の直径よりも大きい貫通孔３１が設けられている。

発明の実施の形態に係る教育用の音叉実験器は、共鳴部が金属製（アルミ製）であるため、木製より薄く硬い。共鳴部は固い素材のほうがより共鳴する時間が長い。また金属製で精度も出せることから、より共鳴する音叉実験器を実現できた。振動部１と共鳴部２の取り付けにナット（緊締部材）４を用い、振動部１を共鳴部２に固定したので金属同士の振動部１と共鳴部２が連結され、共鳴部を木製とした場合と比べ、より音叉の振動を共鳴部に伝えることができるようになった。

さらに、木製の時と比べコストが低くなり、入手性が改善した。しかも、組み立てが容易になった。

ナット（緊締部材）４により固定部３を締め付けるようにしたので、振動部１を任意の向きで固定することができようになった。

振動部１を共鳴部２に固定する際、多くの場合、共鳴部２の長辺に対して振動部１が正面になるように（Ｕ字側が向くように）取り付ける必要がある。ナット（緊締部材）４を備えない場合、振動部１が所望の向きで固定されるとは限らない（後述）。これに対し、発明の実施の形態によれば、振動部１を上面開口２３に差し込み所望の位置（Ｕ字が正面を向く位置）まで回し入れ、その後、ナット（緊締部材）４を回して固定することにより、所望の向きで固定することができる。

振動部１の固定方法として、振動部１に固定されたひっかけを作っておき、ナットで共鳴部２の内側から固定する方法がある。この方法では、共鳴部２の内部が小さく、ナットを手で取り付けることができない。専用の工具が必要となるといった問題がある。発明の実施の形態によればそのような問題は生じない。

また、共鳴部２の内側にナットを固定しておく、もしくは開口２３に雌ねじをきっておくこともできるが、この場合、雄ねじ部１３を、振動部１が強固に固定されるまで締め付けることになるが、これでは振動部１を任意の向きで固定することができない（締まった状態で振動部１が正面を向くとは限らない）。発明の実施の形態によればそのような問題は生じない。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

１ 振動部（音叉）
１１ Ｕ字状部（腕）
１２ Ｕ字状部と雄ねじ部の接合部
１３ 雄ねじ部（棒状の部分）
２ 共鳴部
２１ 金属製本体
２２ 金属製端面
２３ 上面開口（雌ねじ部）
２４ ゴム足
３ 固定部
３１ 貫通孔
４ ナット（緊締部材）
ア 開放端
イ 閉鎖端

Claims (2)

1. Ｕ字状部を含む振動部と、前記振動部の振動に共鳴する共鳴部とを備える音叉実験器において、
   前記Ｕ字状部の下方を棒状に形成し、
   前記共鳴部を金属で構成するとともに上面に開口を設け、
   前記棒状の部分を前記共鳴部の前記開口に挿入して固定したことを特徴とする教育用の音叉実験器。
2. 前記棒状の部分に雄ねじ部を形成するとともに、前記開口に雌ねじ部を形成し、
   前記棒状の部分を受け入れる貫通孔を有する固定部と、前記雄ねじ部に係合する雌ねじ部を有する緊締部材とを備え、
   前記緊締部材を前記雄ねじ部に係合させつつ前記Ｕ字状部まで移動させ、
   前記棒状の部分を前記固定部の前記貫通孔に通し、
   前記雄ねじ部を前記開口の前記雌ねじ部に係合させ、
   前記Ｕ字状部を前記共鳴部に対して所定の方向に向け、
   前記緊締部材を前記固定部に向けて移動させることにより前記Ｕ字状部を固定することを特徴とする請求項１記載の教育用の音叉実験器。

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