JP3131647U - 天秤ばかり - Google Patents

Abstract

【課題】 完全に重量が一致していなくても天秤板が釣り合うようにして、知育に使用できるようにした天秤ばかりを提供する。
【解決手段】 支点台座（１５）と、該支点台座（１５）の上部に載置されて、長手方向の両端部（１６１ａ，１６１ａ）が上下動可能となるように、前記長手方向の中央部（１６１ｂ）を前記支点台座（１５）によって受止支持される細長形状の天秤板（１６）と、を備えてなる天秤ばかりであって、前記支点台座（１５）において、前記天秤板（１６）を受止支持する支持部（１５１ａ）は、載置される前記天秤板（１６）の長手方向に幅を有する平坦面である一方、前記天秤板（１６）において、前記支持部（１５１ａ）に受止支持される被支持部（１６３ａ）も、前記天秤板（１６）の長手方向に幅を有する平坦面であることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本考案は、子供の知育のために使用される天秤ばかりに関する。

従来、知育用積木として、相互に同形状で大きさが揃えられた複数の積木片の各々に「１」，「２」，「３」等の数字や、「＋」，「−」，「＝」等の算術記号を表示させたものが提案されており、それらを並べて、例えば「１＋２＝３」のような算式を表現できるようにすることで、積木遊びをしながら知育効果が得られるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３３４１７９号公報

しかしながら、上記従来の知育用積木において、積木片を並べて「１＋２＝３」のような算式を作るためには、その前提として数や算数に関する相応の知識が必要であり、子供が遊びながら、数に関する概念を習得できるというレベルのものではなかった。そのため、かかる知育用積木を使った知育は、大人がこと細かく指導する勉強的な色彩の濃いものとなって、子供が楽しみながら学べるようにすることが難しかった。また、積木片に数字が表示されていても、それに対応する量を視覚や手先で確認することはできず、したがって、それらの数・形・量の相互関係を理解することもできなかった。
そのため、本願発明者は、各積木片に表示される数字（整数値）と、その積木片の面積値・積値・重量値が比例関係となるようにした知育用積木を開発して、数・形・量の相互関係を理解できる知育用積木を開発した。ここで、面積値や体積値等については、視覚をもって容易に把握できるのに比べて、重量値については、感覚的に把握することが難しいため、天秤ばかりを採用して、同じ数字が表示された積木片どうし又は数字の合計値が同じになる積木片のかたまりどうしが釣り合うことで、数と重さの関係を認識させることとした。
しかし、同重量値となるように設定されている積木片であっても、製作時の寸法バラツキや湿気等の影響で重量誤差を生じることが避けられないため、従来の天秤ばかりのように、重量値が完全に一致した場合に限って天秤が釣り合うものを採用したのでは、天秤の釣り合いで数と重さの関係を認識させるという目的を達成することは難しい。

本考案は、斯かる実情に鑑み、完全に重量が一致していなくても天秤が釣り合うようにして、知育に使用できるようにした天秤ばかりを提供する。

本願の請求項１記載の考案は、支点台座（１５）と、該支点台座（１５）の上部に載置されて、長手方向の両端部（１６１ａ，１６１ａ）が上下動可能となるように、前記長手方向の中央部（１６１ｂ）を前記支点台座（１５）によって受止支持される細長形状の天秤板（１６）と、を備えてなる天秤ばかりであって、前記支点台座（１５）において、前記天秤板（１６）を受止支持する支持部（１５１ａ）は、載置される前記天秤板（１６）の長手方向に幅を有する平坦面である一方、前記天秤板（１６）において、前記支持部（１５１ａ）に受止支持される被支持部（１６３ａ）も、前記天秤板（１６）の長手方向に幅を有する平坦面であることを特徴とする天秤ばかりを提供する。

本願の請求項２記載の考案は、前記被支持部（１６３ａ）は、前記天秤板（１６）の下面側に形成される横断面形状コ字型の溝部（１６３）の底面であることを特徴とする請求項１に記載の天秤ばかりを提供する。

本願の請求項３記載の考案は、前記溝部（１６３）は、前記溝部（１６３）において前記支持部（１５１ａ）が係合し得る幅（ｗ_３）が、前記支持部（１５１ａ）の幅（ｗ_１）よりも広くなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の天秤ばかりを提供する。

上記請求項１記載の天秤ばかりによれば、以下の優れた効果を奏し得る。支持台座（１５）の支持部（１５１ａ）と、天秤板（１６）の被支持部（１６３ａ）は、共に平坦面であって、相互に面当りするため、その面当りの範囲内に天秤板（１６）の重心位置がある限り、天秤板（１６）は水平状態に維持される。その結果、天秤板（１６）の両側に載せられる物（例えば、積木片）が略同重量であれば、天秤板（１６）が水平状態に維持されて、通常の天秤ばかりにおいて重量値が完全に釣り合った場合と同様の状態になる。また、天秤板（１６）に対して載せられる物の位置が多少ずれていても、天秤板（１６）を水平状態に維持される。

上記請求項２記載の天秤ばかりによれば、請求項１記載の天秤ばかりが奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏し得る。被支持部（１６３ａ）を、天秤板（１６）の中央部の下面側に形成される横断面形状コ字型の溝部（１６３）の底面として形成したので、溝部（１６３）と支持部（１５１ａ）を係合させるだけで、支持台座（１５）に対して天秤板（１６）を正しく組み合わせることができる。

上記請求項３記載の天秤ばかりによれば、請求項２記載の天秤ばかりが奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏し得る。溝部（１６３）において支持部（１５１ａ）が係合し得る幅（ｗ_３）を支持部（１５１ａ）の幅（ｗ_１）よりも広くなるように、溝部（１６３）を形成したので、物の載置位置のズレによって釣り合いが取れない場合でも、天秤板（１６）を長手方向にずらすことで、天秤板（１６）の重心位置を面当りの範囲内に収まるようにして、物を載せ直すことなく、簡単に天秤板が釣り合うようにすることができる。

以下、本考案の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る天秤ばかりが含まれる知育用積木Ｓを箱Ｂに詰めた状態を示す斜視図であり、図２は、知育用積木Ｓに含まれる第一及び第二の積木片群Ｓ１，Ｓ２、及び天秤ばかりのパーツ群Ｓ３の内容を表した図である。図２において、第一の積木片群Ｓ１を構成する複数種類の積木片は、数字が表示される意匠面が表されており、当意匠面と直交する方向、すなわち図面（紙面）と直交する方向に同一の厚みＤに設定されてなる。また、第二の積木片群Ｓ２を構成する複数種類の積木片１１〜１４は、数字の表示はされていないが、積木片１１，１２は、第一の積木片群Ｓ１と同様に、図面（紙面）と直交する方向において相互に同一の厚みに設定されてなる。積木片１３，１４は、円柱形に形成されているが、平面図による表示では形状を把握し難いため、図２において、例外的に斜視図で表示している。

（知育用積木Ｓ）
知育用積木Ｓは、図１及び図２に示されるように、「１」〜「１０」の整数値が表示される、平面視で四角形又は三角形、すなわち厚みＤの直方体又は三角柱の積木片からなる第一の積木片群Ｓ１と、整数値の表示がない半円柱形、四半円柱形又は円柱形の積木片からなる第二の積木片群Ｓ２と、積木片どうしの重さを比べることができる天秤ばかりＧを形成する支点台座１５及び天秤板１６からなる天秤ばかりのパーツ群Ｓ３と、を備えてなる。第一及び第二の積木片群Ｓ１，Ｓ２及びパーツ群Ｓ３は、すべて比重一定の同材質であるブナ材で形成されている。なお、第一の積木片群Ｓ１の積木片は、図１に示される状態で、箱Ｂに上下二段に詰められており、一つの箱Ｂに詰められる積木片の個数は、図３に示される表のとおり、２〜１６個（複数個）とされている。

（第一の積木片群Ｓ１）
第一の積木片群Ｓ１は、図２に示されるように、意匠面が四角形の積木片１_１〜１０_１，４_２，６_２，８_２，９_２，１０_２，６_３，８_３（計１７種類）、及び意匠面が三角形の積木片２_４，３_４，４_４，５_４，３_５，４_５（計６種類）で構成される。これらは、意匠面の形状、面積値、あるいはその両方が相互に異なるように、かつ、意匠面と直交する厚みが相互に同一となるように形成されている。なお、ここで、意匠面の面積値のみが相互に異なる場合とは、積木片４_２，６_２，８_２，９_２，１０_２の相互間や、積木片２_４，３_４，４_４，５_４の相互間のような、いわゆる相似形の組合せをいう。

（積木片１_１）
積木片１_１は、図２に示されるように、意匠面が幅Ｌ、長さＬの正方形であって、この意匠面と直交する方向に一定の厚みＤが付与された直方体形状である。また、意匠面には、「１」と表示されている。

（積木片２_１〜１０_１）
積木片２_１〜１０_１は、図２に示されるように、意匠面が幅Ｌ、長さがＬの整数倍である２Ｌ〜１０Ｌの長方形であって、積木片１_１の意匠面の面積値Ｌ^２に２〜１０の整数値を乗じて得られる２Ｌ^２〜１０Ｌ^２の面積値に設定されており、意匠面に直交する方向に一定の厚みＤが付与された直方体形状である。また、各積木片の意匠面には、上記Ｌ^２に乗じられる整数値と同じ「２」〜「１０」の整数値が表示されている。積木片２_１〜１０_１は、積木片１_１と厚みが同一であるため、上記面積値と同様、積木片１_１の体積値ＤＬ^２に２〜１０の整数値を乗じて得られる体積値２ＤＬ^２〜１０ＤＬ^２に設定されており、さらに積木片１_１と同材質で形成されているため、上記面積比と同様に、積木片１_１の重量値に、２〜１０の整数値を乗じて得られる重量値に設定されることとなる。

（積木片４_２，６_２，８_２，９_２，１０_２）
積木片４_２，６_２，８_２，９_２，１０_２は、その意匠面が積木片１_１の意匠面の４、６、８、９、１０倍（整数倍）の面積値を有するように形成される正方形で、意匠面に直交する方向に一定の厚みＤが付与された直方体である。また、各積木片の意匠面には、上記面積比と同じ「４」、「６」、「８」、「９」、「１０」の整数値が表示されている。積木片４_２，６_２，８_２，９_２，１０_２は、積木片１_１と同厚、同材質で形成されているため、上記面積比と同様に、それぞれ積木片１_１の体積値及び重量値に、４、６、８、９、１０の整数値を乗じて得られる体積値及び重量値に設定されることとなる。なお、積木片４_２，６_２，８_２，９_２，１０_２については、当然ながら、それぞれ意匠面に同じ数字が表示される積木片４_１，６_１，８_１，９_１，１０_１に対して、意匠面の面積、積木片自体の体積値、重量値が同一に設定される。

（積木片６_３，８_３）
積木片６_３，８_３は、図２に示されるように、その意匠面が幅２Ｌ、長さ３Ｌ及び４Ｌの長方形であって、積木片１_１の意匠面の面積値Ｌ^２に６、８の整数値を乗じて得られる６Ｌ^２、８Ｌ^２の面積値を有するように設定され、意匠面に直交する方向に一定の厚みＤが付与された直方体形状である。また、各積木片の意匠面には、上記Ｌ^２に乗じられる整数値と同じ「６」、「８」の整数値が表示されている。積木片６_３，８_３は、積木片１_１と同厚、同材質で形成されているため、上記面積比と同様に、それぞれ積木片１_１の体積値及び重量値に、６、８の整数値を乗じて得られる体積値及び重量値に設定されることとなる。なお、積木片６_３，８_３については、当然ながら、それぞれ意匠面に同じ数字が表示される積木片６_１（６_２），８_１（８_２）に対して、意匠面の面積、積木片自体の体積値、重量値が同一に設定される。

（積木片２_４，３_４，４_４，５_４）
積木片２_４，３_４，４_４，５_４は、図２に示されるように、その意匠面が、積木片４_２，６_２，８_２，１０_２をそれらの対角線Ｃ_１〜Ｃ_４に沿って切断したものと同等の直角二等辺三角形であって、積木片１_１の意匠面の面積値Ｌ^２に２、３、４、５の整数値を乗じて得られる２Ｌ^２、３Ｌ^２、４Ｌ^２、５Ｌ^２の面積値を有するように設定され、意匠面に直交する方向に一定の厚みＤが付与された三角柱形状である。また、各積木片の意匠面には、上記Ｌ^２に乗じられる整数値と同じ「２」、「３」、「４」、「５」の整数値が表示されている。積木片２_４，３_４，４_４，５_４は、積木片１_１と同厚、同材質で形成されているため、上記面積比と同様に、それぞれ積木片１_１の体積値及び重量値に、２、３、４、５の整数値を乗じて得られる体積値及び重量値に設定されることとなる。なお、積木片２_４，３_４，４_４，５_４は、当然ながら、それぞれ意匠面に同じ数字が表示される積木片２_１，３_１，４_１（４_２），５_１に対して、意匠面の面積、積木片自体の体積値、重量値が同一に設定される。

（積木片３_５，４_５）
積木片３_５，４_５は、図２に示されるように、その意匠面が積木片６_３，８_３をそれらの対角線Ｃ_５，Ｃ_６に沿って切断したのと同様の直角三角形であって、積木片１_１の意匠面の面積値Ｌ^２に３、４の整数値を乗じて得られる３Ｌ^２，４Ｌ^２の面積値を有するように設定され、意匠面に直交する方向に一定の厚みＤが付与された三角柱形状である。また、各積木片の意匠面には、上記Ｌ^２に乗じられる整数値と同じ「３」、「４」の整数値が表示されている。積木片３_５，４_５は、積木片１_１と同厚、同材質で形成されているため、上記面積比と同様に、それぞれ積木片１_１の体積値及び重量値に、３、４の整数値を乗じて得られる体積値及び重量値に設定されることとなる。なお、積木片３_５，４_５は、当然ながら、それぞれ意匠面に同じ数字が表示される積木片３_１（３_４），４_１（４_２，４_４）に対して、意匠面の面積、積木片自体の体積値、重量値が同一に設定される。

（第二の積木片群Ｓ２）
第二の積木片群Ｓ２は、図２に示されるように、平面視半円形の積木片１１、積木片１１をさらに二分割した平面視四半円形の積木片１２、円柱形の積木片１３、及び積木片１３を高さ方向に二分割した大きさの円柱形の積木片１４で構成される。なお、積木片１１、１２は、図２の紙面と直交する方向に所定の厚みが同じに設定されており、積木片１１と１２は体積比が２対１に設定されている。また、積木片１１〜１４は、同じ木材（同材質）で形成されているため、積木片１１と１２、積木片１３と１４は、それぞれ重量比も２対１に設定されることになる。

（天秤ばかりのパーツ群Ｓ３）
天秤ばかりのパーツ群Ｓ３は、図４に示されるように組み立てられる天秤ばかりＧを構成するパーツ群であって、支点台座１５と、支点台座１５の上部に載置され、長手方向（矢印Ｘ方向）の両端部１６１ａ，１６１ａが上下動可能となるように、長手方向の中央部１６１ｂを支点台座１５によって受止支持される細長形状の天秤板１６と、からなる。天秤ばかりＧは、天秤板１６の両端部１６１ａ，１６１ａに設けられた円型の皿部１６２，１６２に、上述した積木片を載せて（具体的には、意匠面に表示される数字の合計値が同数となる積木片のかたまりを両皿部に載せて釣り合わせる等して）遊びながら、数・面積（体積）・形状と、重さの関係を学べるようにしたものである。

（支点台座１５）
支点台座１５は、図４に示されるように、天秤板１６が直接載置される略直方体形状の台座本体１５１と、台座本体１５１の両端において台座本体１５１より上方に突出し、台座本体１５１に載置される天秤板１６がその長手方向と直交する方向へ大きくずれないようにするストッパ１５２，１５２と、支点台座１５の底部をなす台板１５３と、を備えてなる。台座本体１５１の上部は、矢印Ｘ方向の両側に位置する角部分が下方斜めに向けてカットされた形状とされており、天秤板１６の中央部１６１ｂの下面を支持する支持部１５１ａと、支持部１５１ａの両側の斜めカット部１５１ｂ，１５１ｂと、が形成されている。支持部１５１ａは、矢印Ｘ方向に延びる所定幅ｗ_１を有し、それと直交する方向において天秤板１６の横幅ｗ_２よりも長い、矩形状の平坦面とされている。

（天秤板１６）
天秤板１６は、細長矩形状の板体である天秤板本体１６１と、天秤板本体１６１の長手方向の両端部１６１ａ，１６１ａの上面に設けられる皿部１６２，１６２と、天秤板１６の中央部１６１ｂの下面に形成される横断面形状コ字型の溝部１６３と、を備えてなる。溝部１６３は、天秤板本体１６１を横断するように設けられ、台座本体１５１の台座本体１５１と係合することにより、溝部１６３の底部である平坦面状の被支持部１６３ａが受止支持される。なお、図５（ａ）に示されるように、溝部１６３において、支持部１５１ａが係合し得る幅ｗ_３は、支持部１５１ａの幅ｗ_１よりも大きく設定されており、天秤板１６を、支点台座１５に支持された状態で矢印Ｘ方向にずらせるようになっている。

（天秤ばかりＧの作用）
通常、天秤ばかりにおいて、支点台座とそれに受止支持される天秤板の接点は、図５（ｂ）に示されるように、天秤板の揺動中心軸Ｐをなす軸線上に形成されるが、それでは、同重量値となるように設定されている積木片どうしでも、各積木片の製作時における僅かな重量誤差や各積木片を載せる位置（揺動中心軸からの距離）のバラツキ等の影響を受けて、天秤板を完全に釣り合わせることは不可能である。これでは、各積木片に表示される数字が同じなら、重量値も同じになる、という狙いどおりにはならない。

しかしながら、本実施形態に係る天秤ばかりＧは、支持台座１５の支持部１５１ａと天秤板１６の被支持部１６２ａは、ともに平坦面であって、支持台座１５と天秤板１６は、図５（ａ）に示されるように相互に面当りしており、その面当りの範囲内に天秤板１６の重心位置がある限り、天秤板１６が水平状態に維持される。したがって、天秤板１６の両側に載せられる積木片の数字の合計値が同一であれば、積木片の僅かな重量誤差や位置ズレによる影響を受けることなく、天秤板１６は水平状態に維持されて、重量値が完全に釣り合った場合と同様の状態になる。これによって、実際には積木片に重量誤差等がある場合でも、積木片に表示される数字、及び設定されている面積値・体積値が同じであれば、重量値も同じになるということを天秤ばかりＧを使って体験することができるものである。

なお、被支持部１６３ａを、天秤板１６の中央部の下面側に形成される横断面形状コ字型の溝部１６３の底面として形成したので、溝部１６３と支持部１５１ａを係合させるだけで、支持台座１５に対して天秤板１６を正しく組み合わせることができる。しかも、溝部１６３において支持部１５１ａが係合し得る幅ｗ_３が、支持部１５１ａの幅ｗ_１よりも広くなるように、溝部１６３を形成したので、積木片の載置位置のズレによって釣り合いが取れない場合でも、天秤板１６をその長手方向にずらすことにより、天秤板１６の重心位置を上記面当りの範囲内に収まるようにして、積木片を載せ直すことなく、簡単に重量が釣り合うようにできるものである。

（知育用積木Ｓの使用例）
知育用積木Ｓの使用例については、以下のとおりである。

積木片群Ｓ１に含まれる積木片は、各積木片の意匠面に表示される数字（整数値）と、積木片自体の大きさ（面積・体積）が比例関係にあるため、それらで遊ぶうちに、「２」は「１」より大きく、「３」は「２」より大きく、「４」は「３」より・・という数の大小や序列についての認識が容易になされる。特に、積木片１_１〜１０_１は、幅Ｌと厚みＤが相互に同一で、長さ（Ｌ〜１０Ｌ）のみが異なるため、それらを平行に並べて遊ぶことで、数の大小や序列が一層容易に認識され、あわせて長さの概念について認識することができる。

積木片群Ｓ１には、例えば、図６（ａ）に示されるように、積木片１_１と２_１を組み合わせて並べることにより、積木片３_１のような種類の異なる積木片の意匠面に相当する形状・面積値（体積値）とすることができる組合せも含まれている。このように面積値のみならず、形状も同一となる組合せが含まれていることによって、「１＋２＝３」のような足し算や、「３−１＝２」のような引き算等の算数的知識も視覚的に認識することができる。

積木片群Ｓ１には、上記した１_１と２_１のような組合せだけではなく、図６（ｂ）に示されるように、意匠面が「小さな正方形」である積木片１_１を４個、意匠面が「長方形」である積木片２_１を２個、あるいは意匠面が「直角二等辺三角形」である積木片２_４を２個、組み合わせて並べることにより、意匠面が「大きな正方形」である積木片４_２に相当する形状・面積値をつくることができる組合せも含まれている。

上記のように積木片で遊びながら、同じ形状及び面積値の組合せを発見することにより、形に関する認識・理解を深めることができるほか、「１×４＝２×２＝４」のような掛け算や、「１＝４÷２＝４÷４」のような割り算に関する算数的知識も視覚的に認識することができる。また、積木群Ｓ２に含まれる積木片１１〜１４によって、図７（ａ）〜（ｃ）に示されるような組合せをつくることで、円と半円あるいは四半円の関係や、高さの異なる円柱の関係等から、円形等に関する認識・理解も深めることができる。

さらに、パーツ群Ｓ３で構成される天秤ばかりＧで、図８（ａ）に示されるように、形状は異なるが、数字が同じ積木片を釣り合わせたり、図８（ｂ）に示されるように、形状・数字は異なるが、数字の合計値が同一の積木片を釣り合わせたりすることで、数と重量の関係等についても認識を深めることができる。

尚、本考案の天秤ばかりは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本実施形態に係る天秤ばかりが含まれる知育用積木を箱に詰めた状態を示す斜視図。 知育用積木に含まれる第一及び第二の積木片群及び天秤ばかりのパーツ群の内容を表した図。 知育用積木に含まれる第一及び第二の積木片群における各積木片の個数を示した表。 天秤ばかりの組立斜視図。 （ａ）は上記天秤ばかりの支点部周辺について説明するための拡大断面図、（ｂ）は従来の天秤ばかりについて説明した図。 本知育用積木の使用例を説明する図。 知育用積木の別の使用例を説明する図。 知育用積木のさらに別の使用例を説明する図。

符号の説明

Ｓ 知育用積木
１_１〜１０_１ 積木片
４_２，６_２，８_２〜１０_２ 積木片
６_３，８_３ 積木片
２_４〜５_４ 積木片
３_５，４_５ 積木片
１１〜１４ 積木片
Ｇ 天秤ばかり
１５ 支点台座
１６ 天秤板

Claims (3)

1. 支点台座（１５）と、
   該支点台座（１５）の上部に載置されて、長手方向の両端部（１６１ａ，１６１ａ）が上下動可能となるように、前記長手方向の中央部（１６１ｂ）を前記支点台座（１５）によって受止支持される細長形状の天秤板（１６）と、を備えてなる天秤ばかりであって、
   前記支点台座（１５）において、前記天秤板（１６）を受止支持する支持部（１５１ａ）は、載置される前記天秤板（１６）の長手方向に幅を有する平坦面である一方、
   前記天秤板（１６）において、前記支持部（１５１ａ）に受止支持される被支持部（１６３ａ）も、前記天秤板（１６）の長手方向に幅を有する平坦面であることを特徴とする天秤ばかり。
2. 前記被支持部（１６３ａ）は、前記天秤板（１６）の下面側に形成される横断面形状コ字型の溝部（１６３）の底面であることを特徴とする請求項１に記載の天秤ばかり。
3. 前記溝部（１６３）は、前記溝部（１６３において前記支持部（１５１ａ）が係合し得る幅（ｗ_３）が、前記支持部（１５１ａ）の幅（ｗ_１）よりも広くなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の天秤ばかり。

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