JP7313088B1 - 弓 - Google Patents

Abstract

【課題】 リムの弾性力を利用せずにケーブルの弾性力を使用して矢を発射する弓において、不使用時に小型となり収納や持ち運びがしやすく、弓全体の形状の設計の自由度や調整の自由度が大きい構造を有する弓を提供する。【解決手段】フレームと、フレームの第１の位置に配置される第１プーリーと、フレームの第２の位置に配置される第２プーリーと、第１プーリーと連動して回動する第１径小カムおよび第１径大カムと、第２プーリーと連動して回動する第２径小カムおよび第２径大カムと、第１プーリーと第２プーリーとに固定されるストリングと、第１径小カムと第２径大カムとの間に直線状に配置されストリングが引かれたときに第２径大カムに巻き取られることで弾性変形する第１ケーブルと、第２径小カムと第１径大カムとの間に直線状に配置されストリングが引かれたときに第１径大カムに巻き取られることで弾性変形する第２ケーブルとを備える弓。【選択図】 図１

Description

本発明は、リムの弾性力を利用せずに矢を発射する弓に関する。

従来のコンパウンドボウやリカーブボウでは、リムをたわませることでリムに弾性力を蓄積し、リムの弾性力を利用して矢を発射させている。リムをたわませるにはある程度大きな力を必要とするとともに、リムに蓄積する弾性力を常に一定にすることは容易でない。

上記のような課題を解決するため、例えば特許文献１には、リムを弾性変形させる代わりに、ボウ本体の両端に固定されたケーブルを弾性変形させることでケーブルに弾性力を蓄積し、ケーブルに蓄積された弾性力により矢を発射させる弓の技術が開示されている。

特許第６６６６５３６号公報

特許文献１に記載の弓は、ボウ本体を中央から上下端に向けて斜め後方に傾斜させ、弾性力を蓄積させるためのケーブルと矢をつがえるためのストリングをボウ本体の上下端に固定する構造を有する。つまりボウ本体が弓型の形状を有している。上記のように構成した弓では、ボウ本体の全長がほぼ弓の全長となる構造であるため、ボウ本体を小型化することが困難であった。そのため、不使用時の収納や持ち運びが不便であるという問題があった。また、弓の全体形状を変更するためにはボウ本体の形状を変更する必要があり、射手の好みに合わせて弓の形状を細かに調整することが容易ではなかった。

本発明は、リムの弾性力を利用せずにケーブルの弾性力を使用して矢を発射する弓において、不使用時に小型となり収納や持ち運びがしやすく、射手の好みに合わせて弓全体の形状の設計の自由度や調整の自由度が大きい構造を有する弓を提供する。

本発明の弓は、所定の長さを有するフレームと、前記フレームの第１の位置に配置される第１プーリーと、前記フレームの第２の位置に配置される第２プーリーと、前記第１プーリーと連動して回動する第１径小カムと、前記第１プーリーと連動して回動する第１径大カムと、前記第２プーリーと連動して回動する第２径小カムと、前記第２プーリーと連動して回動する第２径大カムと、前記第１プーリーと前記第２プーリーとに固定されるストリングであり、当該ストリングが引かれることで前記第１プーリーと前記第２プーリーとが回動するように構成されたストリングと、前記第１径小カムと前記第２径大カムとの間に直線状に配置され前記ストリングが引かれたときに前記第２径大カムに巻き取られることで弾性変形する第１ケーブルと、前記第２径小カムと前記第１径大カムとの間に直線状に配置され前記ストリングが引かれたときに前記第１径大カムに巻き取られることで弾性変形する第２ケーブルとを有する。
上記のように構成された弓では、ストリングが引かれることでプーリーが回動する。プーリーと連動して径小カムと径大カムが回動する。このとき、径小カムと径大カムとの間に配置されたケーブルは、径大カムに巻き取られる。径小カムと径大カムとの外径が異なることにより、径大カムに巻き取られるときにケーブルは引張方向に弾性変形し、弾性力がケーブルに蓄積される。ケーブルが径小カムと径大カムとの間に直線状に配置されることにより、弓型のボウ本体を使用する場合と比較して、小型の構造で弾性力を蓄積することができる。また、弾性力を蓄積する部分が直線状の形状であるため、様々な形状の部材と組み合わせることが容易となる。つまり、弓全体の形状の設計の自由度を向上させることができる。

前記構成において、前記第１の位置と前記第２の位置とを結ぶ方向に沿って前記第１プーリーおよび前記第２プーリーが移動することで前記第１の位置と前記第２の位置との距離を伸縮可能に構成してもよい。また、前記第１プーリーおよび前記第２プーリーが前記フレームに対する移動領域の任意の位置で前記フレームに固定可能に構成してもよい。
上記のように構成された弓では、プーリー間の距離を伸縮できる構造とすることで、ストリングやケーブルの張りの調整をすることが可能となる。また、不使用時にストリングやケーブルの張りを緩めることで、ストリングやケーブルの劣化を防止することが可能である。

前記構成において、前記フレームに固定される第１アームと、前記フレームに固定される第２アームと、前記第１アームに配置される第３プーリーと、前記第２アームに配置される第４プーリーとをさらに有し、前記ストリングは、前記第３プーリーと前記第４プーリーに掛け回される構成としてもよい。
上記のように構成された弓では、フレームと第１アームと第２アームの組み合わせにより、弓全体の形状を最適に設定することが容易となる。また、ストリングを第３プーリーと第４プーリーに掛け回す構造とすることで、弓の全体形状を射手が弓を引きやすい形にすることが容易となる。

前記構成において、前記第１アームは前記フレームに対して着脱可能であり、前記第２アームは前記フレームに対して着脱可能である構成としてもよい。
上記のように構成された弓では、第１アームと第２アームを取り換えるだけで簡単に弓全体の形状を変化させることが可能となる。また、収納時や持ち運び時に第１アームと第２アームをフレームから取り外して、小型化することが可能となる。

前記構成において、前記フレームに対して着脱可能なグリップをさらに有する構成としてもよい。
上記のように構成された弓では、フレームと第１アームと第２アームの組み合わせに加えて、さらにグリップの組み合わせにより弓全体の形状を様々に変化させることが可能となる。

前記構成において、前記フレームの前記第１の位置と前記第２の位置を結ぶ線に対して前記第１アームの傾斜角度を変更可能であり、前記フレームの前記第１の位置と前記第２の位置を結ぶ線に対して前記第２アームの傾斜角度を変更可能である構成としてもよい。
上記のように構成された弓では、フレームに対して第１アームおよび第２アームの傾斜角度を変化させることで、フレームに対する第３プーリーおよび第４プーリーの前後方向の位置を変化させることができる。これにより、第１アームおよび第２アームの傾斜角度を変化させるだけで容易にドローレングス（弦の引き長さ）の調整が可能である。

前記構成において、前記第１アームを前記フレームから取り外した状態で、前記第１アームは前記第３プーリーの回動軸の位置を中心として折り畳み可能に構成し、前記第２アームを前記フレームから取り外した状態で、前記第２アームは前記第４プーリーの回動軸の位置を中心として折り畳み可能に構成してもよい。
上記のように構成された弓では、第１アームおよび第２アームをフレームから取り外した際に小さく折り畳んだ状態で収納や持ち運びをすることができる。

本発明によれば、リムの弾性力を利用せずにケーブルの弾性力を使用して矢を発射する弓において、不使用時に小型となり収納や持ち運びがしやすく、射手の好みに合わせて弓全体の形状の設計の自由度や調整の自由度が大きい構造を有する弓を提供することができる。なお、エネルギー蓄積部分の質量が小さいため、効率的なエネルギー変換が可能である。

本発明の一実施形態に係る弓の斜視図である。 弓の左側面図である。 弓の背面図である。 径小カムおよび径大カムへのケーブルの配置を模式的に示した図である グリップ、レスト、第１プーリー、第２プーリー等を取り付けた状態のフレームの斜視図である。 フレームの上方の拡大斜視図である。 第２アームの斜視図である。 第２アームの上下方向の移動を示す左側面図である。 フレームの別の実施形態を示す背面図である。 本発明の弓をクロスボウに応用した例を示す平面図である。 フレームの別の実施形態とそれをクロスボウに応用した例を示す平面図である。 図１１のクロスボウのストリングの配置を示す斜視図である。

以下、一例として示す図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る弓１の斜視図である。弓１は、フレーム１０、第１アーム２０、第２アーム３０、グリップ４０、レスト５０、ストリング６０、ケーブル７０等により構成されている。ストリング６０の上端は、フレーム１０に設けられた第１プーリー８０に固定されるとともに第１プーリー８０に掛け回されている。ストリング６０の下端はフレーム１０に設けられた第２プーリー９０に固定されるとともに第２プーリー９０に掛け回されている。さらに、ストリング６０は、第１アーム２０に設けられた第３プーリー２５と第２アーム３０に設けられた第４プーリー３５とに掛け回されている。なお、第１プーリー８０、第２プーリー９０、第３プーリー２５、第４プーリー３５は同一平面上に配置される。射手が第３プーリー２５と第４プーリー３５の中間位置においてストリング６０に矢をつがえて（ノッキングし）、矢を後方に引く（ドローイングする）ことにより、第１プーリー８０、第２プーリー９０、第３プーリー２５、第４プーリー３５が連動して回動（回転）する。このとき、第１プーリー８０および第２プーリー９０に掛け回されたストリング６０が後方へ送り出されるため、射手は大きな力を必要とせずにストリング６０を後方に引いて第１プーリー８０および第２プーリー９０を回動させることができる。この第１プーリー８０および第２プーリー９０の回動により、後述するようにケーブル７０に弾性力を蓄積させる。なお、本明細書において、矢の射出方向を前方、矢を引く方向を後方として説明を進める。また、本発明においてストリングを固定するもしくは掛け回す滑車のことをプーリーと呼ぶ。

図２は弓１の左側面図、図３は弓１の背面図である。図２、図３に示すように、フレーム１０の上方側の端部（第１の位置）に第１プーリー８０が配置され、フレーム１０の下方側の端部（第２の位置）に第２プーリー９０が配置される。第１の位置において、第１プーリー８０を挟んで背面から見て左側に第１径小カム８１、右側に第１径大カム８２が配置される。第１プーリー８０、第１径小カム８１、第１径大カム８２は、互いに固定された状態で第１回転軸８３に挿通され、第１回転軸８３を中心として互いに連動して回動する。第２の位置において、第２プーリー９０を挟んで背面から見て左側に第２径大カム９２、右側に第２径小カム９１が配置される。第２プーリー９０、第２径小カム９１、第２径大カム９２は、互いに固定された状態で第２回転軸９３に挿通され、第２回転軸９３を中心として互いに連動して回動する。第１径小カム８１と同一直線上の下方に第２径大カム９２が配置され、第１径大カム８２と同一直線上の下方に第２径小カム９１が配置される。第１径大カム８２の外径は第１径小カム８１の外径より大きく、第２径大カム９２の外径は第２径小カム９１の外径より大きい。また、第１径小カム８１の外径は第２径小カム９１の外径と等しく、第１径大カム８２の外径は第２径大カム９２の外径と等しい。第３プーリー２５は、第３回転軸２３に挿通され、第３回転軸２３を中心として回転する。第４プーリー３５は、第４回転軸３３に挿通され、第４回転軸３３を中心として回転する。

図４は第１径小カム８１、第１径大カム８２、第２径小カム９１、第２径大カム９２へのケーブル７０の配置を模式的に示した図である。ケーブル７０は、ともに弾性変形（伸縮）可能な弾性材料により形成された第１ケーブル７１と第２ケーブル７２により構成される。図４はケーブル７１、７２をともに弓１の左側から見た図である。ケーブル７１の上端部はボビン８１Ａに固定され、下端部はボビン９２Ａに固定される。ボビン８１Ａは第１径小カム８１の内側に配置され、第１回転軸８３に固定される。ボビン９２Ａは第２径大カム９２の内側に配置され、第２回転軸９３に固定される。ケーブル７２の上端部はボビン８２Ａに固定され、下端部はボビン９１Ａに固定される。ボビン８２Ａは第１径大カム８２の内側に配置され、第１回転軸８３に固定される。ボビン９１Ａは第２径小カム９１の内側に配置され、第２回転軸９３に固定される。以上により、第１ケーブル７１は、第１径小カム８１と第２径大カム９２との間に直線状に配置され、第２ケーブル７２は、第１径大カム８２と第２径小カム９１との間に直線状に配置される。左側面から見たとき、第１ケーブル７１と第２ケーブル７２とが、上下方向の中央で交差するように配置される。

射手がストリング６０を後方に引くと、第１プーリー８０は第１回転軸８３を中心に第１方向Ｄ１（図２、図４）に回動し、第２プーリー９０は第２回転軸９３を中心に第２方向Ｄ２（図２、図４）に回動する。このとき、第１プーリー８０と連動して第１方向Ｄ１に回動する第１径小カム８１は、第１ケーブル７１を下方に送り出す。つまり、第１プーリー８０は第１ケーブル７１の張力を緩める方向に回動する。また、第２プーリー９０と連動して第２方向Ｄ２に回動する第２径大カム９２は、第１ケーブル７１を外周に巻き取る。つまり、第２プーリー９０は第１ケーブル７１の張力を強める方向に回動する。第２径大カム９２の外径が第１径小カム８１の外径よりも大きいため、第１径小カム８１が第１ケーブル７１を送り出す長さよりも第２径大カム９２が第１ケーブル７１を巻き取る長さの方が長い。よって、第１ケーブル７１は、引張方向に弾性変形する。弾性力は射手が矢を射出するまで第１ケーブル７１に蓄積された状態となる。また、第１プーリー８０と連動して第１方向Ｄ１に回動する第１径大カム８２は、第２ケーブル７２を外周に巻き取る。つまり、第１プーリー８０は第２ケーブル７２の張力を強める方向に回動する。また、第２プーリー９０と連動して第２方向Ｄ２に回動する第２径小カム９１は、第２ケーブル７２を上方に送り出す。つまり、第２プーリー９０は第２ケーブル７２の張力を緩める方向に回動する。第１径大カム８２の外径が第２径小カム９１の外径よりも大きいため、第２径小カム９１が第２ケーブル７２を送り出す長さよりも第１径大カム８２が第２ケーブル７２を巻き取る長さの方が長い。よって、第２ケーブル７２は、引張方向に弾性変形する。弾性力は射手が矢を射出するまで第２ケーブル７２に蓄積された状態となる。なお、各カムは、側面視において偏平状の円形に形成されている。つまり、カムの外周上の位置によって中心からの距離（半径）が異なるように形成されている。これにより、カムの回動角度によって、ケーブルを送り出したり、巻き取ったりする量が変動する。本発明においてプーリーと連動して回動してケーブルを送り出したり巻き取ったりする略円筒形状の部材をカムと呼ぶ。ケーブルを巻き取るという意味ではリールと呼んでもよい。

上記のような構造を採用することで、射手が弓を引いたとき、第１ケーブル７１と第２ケーブル７２には引張方向の弾性力が蓄積される。射手が矢を離す（リリースする）と、弾性変形した第１ケーブル７１と第２ケーブル７２が元に戻る復元力により、フレーム１０の上方側の第１径小カム８１と第１径大カム８２は第１方向Ｄ１と逆方向に回動し、フレーム１０の下方側の第２径小カム９１と第２径大カム９２は第２方向Ｄ２と逆方向に回動する。第１径小カム８１および第１径大カム８２と連動して回動する第１プーリー８０はストリング６０を上方に引っ張る方向に回動する。第２径小カム９１および第２径大カム９２と連動して回動する第２プーリー９０はストリング６０を下方に引っ張る方向に回動する。これにより後方に引かれたストリング６０が前方に引き戻され、ストリング６０にノッキングされた矢が前方へ射出される。

第１ケーブル７１および第２ケーブル７２は、ポリアリレート繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、カーボン繊維等で形成される。具体的には、東洋紡株式会社のザイロン（登録商標）、株式会社クラレのベクトラン（登録商標）等を使用することが可能である。繊維の端部をボビン８１Ａ（８２Ａ）もしくはボビン９２Ａ（９１Ａ）に固定し、ボビン８１Ａ（８２Ａ）とボビン９２Ａ（９１Ａ）の間を複数回掛け回した上で他端部をボビン８１Ａ（８２Ａ）もしくはボビン９２Ａ（９１Ａ）に固定することで、第１ケーブル７１および第２ケーブル７２を形成している。これらの繊維を束ねて帯状の形状とすることで必要な弾性力と強度を確保することもできる。なお、繊維を編むことで強度を向上させることも可能である。束ねたり編んだりすることで必要な強度を確保できる場合は、必ずしもボビン８１Ａ（８２Ａ）とボビン９２Ａ（９１Ａ）の間に繊維を複数回掛け回す必要はなく、繊維の端部をボビンに固定するだけでもよい。上述した繊維をテフロン（登録商標）製の円筒の内側に配設し、円筒の両端部において繊維がリング状に円筒の外側に露出する構造とすることもできる。直線状の繊維の端部にリング状の形成する方法は、船舶のアンカーロープの結び方を応用することが可能である。繊維の端部にリング状の形成することで、リング状の端部をボビンの外周に通すだけで、第１ケーブル７１および第２ケーブル７２をボビン（カム）に固定することができる。つまり、ケーブルの着脱を容易にすることができる。

図５は、グリップ４０、レスト５０、第１プーリー８０、第２プーリー９０等を取り付けた状態のフレーム１０の斜視図である。図５を用いてフレーム１０の構造について説明する。図５に示すように、フレーム１０は、左プレート１１、右プレート１２、連結軸１３、移動軸１４、左移動プレート１５、右移動プレート１６等により構成される。左プレート１１および右プレート１２は、それぞれ第１の位置と第２の位置を接続する所定の長さを有する直線状に形成される板部材である。左プレート１１と右プレート１２とは同一形状を有する。左プレート１１および右プレート１２には、中央部を板厚方向にくり抜いた切り欠き１１Ａ、１２Ａが複数形成される。切り欠き１１Ａ、１２Ａは、各プレートの長手方向に一定の長さを有し、端部は半円形に形成されている。切り欠き１１Ａ、１２Ａは、移動軸１４が上下方向に移動する際のガイド溝として使用したり、アクセサリ類をフレーム１０に固定したりする際にボルトを挿入する穴として使用することが可能である。連結軸１３は円筒状の部材である。左プレート１１および右プレート１２の両端（上下端）が２つの連結軸１３に固定されることにより、左プレート１１と右プレート１２とが左右方向に所定の距離を隔てて配置される。

左プレート１１および右プレート１２には、グリップ４０を固定するために後方へ延出させた延出部１１Ｂ、１２Ｂが２か所ずつ形成される。グリップ４０は、矢を発射するときに射手が掴む部分である。グリップ４０の上端と下端には、グリップ４０をフレーム１０に接続するための接続板４１、４２が固定されている。左プレート１１の２か所の延出部１１Ｂと右プレート１２の２か所の延出部１２Ｂには、接続板４１、４２を固定するボルトを挿入するためのボルト穴が形成されている。接続板４１、４２には、ナットを配置する凹部が設けられている。延出部１１Ｂ、１２Ｂに挿通したボルトを接続板４１、４２の凹部に配置したナットに固定することで、グリップ４０はフレーム１０に着脱可能に固定される。レスト５０は、矢を発射するときに矢を載せて支持する部分である。レスト５０の前方側には、レスト５０をフレーム１０に接続するため接続板５１が固定され、接続板５１にはボルト穴が形成されている。左プレート１１および右プレート１２には、レスト５０を固定するためのナットを配置する凹部が設けられている。接続板５１に挿通したボルトを左プレート１１および右プレート１２の凹部に配置したナットに固定することで、レスト５０はフレーム１０に着脱可能に固定される。

図６は、フレーム１０の上方の拡大斜視図である。図６を用いて、第１回転軸８３を上下方向（第１の位置と第２の位置を結ぶ方向）に移動させる構造について説明する。なお、フレーム１０の下方の第２回転軸９３を上下方向に移動させる構造は、上下対称に配置される以外は図６と同一形状であるため、説明は省略する。左移動プレート１５および右移動プレート１６は、所定の長さを有する直線状に形成される板部材である。左移動プレート１５および右移動プレート１６の一端（上端）が第１回転軸８３に固定され、他端（下端）が円筒状の移動軸１４に固定される。これにより、左移動プレート１５と右移動プレート１６とが左右方向に所定の距離を隔てて配置される。なお、第１回転軸８３の外周には、第１プーリー８０、第１径小カム８１、第１径大カム８２が挿通され、これらが一体的に第１回転軸８３を中心として回動する。左移動プレート１５および右移動プレート１６は、左プレート１１および右プレート１２の内側に配置される。左移動プレート１５と右移動プレート１６には、中央部を板厚方向にくり抜いた切り欠き１５Ａ、１６Ａが形成される。切り欠き１５Ａ、１６Ａは、各プレートの長手方向に一定の長さを有し、端部は半円形に形成されている。フレーム１０の上端に固定された連結軸１３が左移動プレート１５、右移動プレート１６の切り欠き１５Ａ、１６Ａに挿通される。移動軸１４が左プレート１１、右プレート１２の切り欠き１１Ａ、１２Ａに挿通される。移動軸１４を切り欠き１１Ａ、１２Ａに沿って上下方向にスライドさせることで、移動軸１４に固定された左移動プレート１５、右移動プレート１６が上下方向に移動する。これにより、左移動プレート１５、右移動プレート１６の先端に固定された第１回転軸８３を上下方向に移動させることができる。つまり、第１回転軸８３に挿通された第１プーリー８０と第２回転軸９３に挿通された第２プーリー９０をフレーム１０の長手方向に移動可能に構成している。ボルト１７は、移動軸１４に挿通されるとともに、連結軸１３に挿通される。ボルト１７に形成された螺子溝は、連結軸１３に螺合されている。これにより、ボルト１７を回転させることで、連結軸１３に対する移動軸１４の位置を上下方向に変化させるとともに固定することができる。

上記のように、第１回転軸８３および第２回転軸９３を上下方向に移動させることで、第１プーリー８０（第１の位置）と第２プーリー９０（第２の位置）との間の距離を伸縮可能に構成している。第１プーリー８０と第２プーリー９０の位置を最適な位置でフレーム１０に固定することで、ストリングやケーブルの張りの調整をすることが可能となる。また、不使用時にストリングやケーブルの張力を緩めることができ、ストリングやケーブルの劣化を抑制することが可能である。さらに、ストリングやケーブルの交換時等にストリングやケーブルの着脱を容易にすることが可能である。

図７は、第２アーム３０の斜視図である。なお、第１アーム２０も第２アーム３０と同一形状であり、第２アーム３０と上下対称に配置される構成であるため、第１アーム２０の説明は省略する。図７に示すように、第２アーム３０は、左プレート３１、右プレート３２、第４回転軸３３、第４プーリー３５により構成されている。左プレート３１（右プレート３２）は、ともに直線状の板部材である下プレート３１Ｌ（３２Ｌ）と上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）とにより構成される。左プレート３１、右プレート３２は、それぞれ中央部を板厚方向にくり抜いた切り欠き３１Ａ、３２Ａを有する。下プレート３１Ｌ（３２Ｌ）と上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）とは、一端側において第４回転軸３３に固定され、第４回転軸３３を中心として互いに回動可能に構成される。つまり、下プレート３１Ｌ（３２Ｌ）と上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）との相対角度を変更することが可能に構成される。図２等に示すように、下プレート３１Ｌ（３２Ｌ）の他端は、フレーム１０の下端において第２回転軸９３に挿通され固定されている。また、上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）の他端は、移動軸１４に挿通され固定されている。移動軸１４は、第２回転軸９３の上方でフレーム１０の切り欠き１１Ａ、１２Ａに挿入されて上下方向に移動可能に構成されている。

図８は、第２アーム３０の上下方向の移動を示す左側面図である。移動軸１４を左移動プレート１５、右移動プレート１６に固定せずに、移動軸１４がフレーム１０の切り欠き１１Ａ、１２Ａに沿って移動可能な構造を採用することで、第２アーム３０を上下方向に移動可能に構成することができる。図８に示すように、第２回転軸９３をフレーム１０に固定した状態で、移動軸１４を上下方向（第１の位置と第２の位置を結ぶ方向）に沿って移動させることで、上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）が上方へスライドするとともに、下プレート３１Ｌ（３２Ｌ）が第２回転軸９３を中心に回動する。これにより、第２回転軸９３を中心に第４回転軸３３の位置が上方へ円弧上に移動する。つまり、第１の位置と前記第２の位置を結ぶ線に対して第２アーム３０の傾斜角度を変更することが可能となる。上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）の他端を移動軸１４に固定することで、第２回転軸９３の上下方向の移動と連動して第２アーム３０の傾斜角度を変更させることができる。なお、移動軸１４とは別の位置で上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）をフレーム１０の切り欠き１１Ａ、１２Ａに固定することも可能である。その場合、第２回転軸９３の上下方向の移動とは独立して第２アーム３０の傾斜角度を変更させることができる。

上記のように第２アーム３０の傾斜角度を変更することで、フレーム１０に対する第３プーリー２５および第４プーリー３５の上下方向および前後方向の位置を変化させることができる。フレーム１０に対する第４回転軸３３の前後方向の位置が変動することは、ドローレングスＤＬを変化させることになる。つまり、移動軸１４を上下方向に移動させるだけで容易にドローレングスの調整が可能である。また、第２アーム３０において、下プレート３１Ｌ（３２Ｌ）と上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）は、第４回転軸３３を回動軸として互いに回動可能である。つまり、下プレート３１Ｌ（３２Ｌ）と上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）との相対角度を変更することができる。これにより、第２アーム３０をフレーム１０から取り外した状態で、第２アーム３０は第４回転軸３３（第４プーリー３５の回動軸）を中心として折り畳み可能に構成されている。よって、第２アーム３０は、小さく折り畳んで持ち運びや収納をすることができる。なお、第１アーム２０も第２アーム３０と同様に上下方向に移動可能に構成することができる。

図９は、フレームの別の実施形態として、フレーム１１０を示す背面図である。フレーム１０では第１径小カム８１、第１径大カム８２、第２径小カム９１、第２径大カム９２の左右方向の外側にフレーム１０を配置していたが、フレーム１１０ではこれらのカムの内側であって左右方向の中央の位置にフレーム１１０を配置している。なお、フレーム１０のように左右の２つのプレートに分割したフレームを図９のように左右方向の中央の位置に配置することも可能であるが、本実施例のフレーム１１０はフレームを左右に分割せず１つの板状（棒状）部材を中央に配置している。ただし、フレーム１１０の上下方向の端部においては、第１プーリー８０および第２プーリー９０との干渉を避けるためにフレーム１１０は左右方向に二分割され第１プーリー８０および第２プーリー９０の左右両側で第１回転軸８３および第２回転軸９３に固定されている。グリップ１４０とレスト１５０をフレーム１１０に対して着脱可能に固定している。フレーム１１０の上下方向の中央（レスト１５０の位置）には、矢を通すための穴が前後方向に貫通している。

フレーム１１０を使用することで、フレームを左右に二分割する場合と比較してフレームの構造を簡素化することができるとともに、弓全体を小型化することが可能となる。また、中央部にフレームが存在しているので、グリップやレストの配置が容易となる。なお、グリップやレストをフレームと一体的に成形することも可能である。

図１０は、本発明の弓をクロスボウに応用した例を示す平面図である。クロスボウ２００は、上述したフレーム１０、ストリング６０、ケーブル７０、第１プーリー８０（第１径小カム８１、第１径大カム８２を含む）、第２プーリー９０（第２径小カム９１、第２径大カム９２を含む）に、弓を載置する台座２１０を追加することで構成することが可能である。台座２１０は、フレーム１０に対して長手方向が直交する向きで配置され、フレーム１０に固定される。台座２１０は、ストリング６０を引いた状態で固定する弦受け２１１、矢の方向をガイドするガイド溝２１２を有する。なお、図示していないが、弦受け２１１からストリング６０をリリースするためのトリガー等、通常のクロスボウが有する構成をクロスボウ２００は有している。図１０に示すように、ストリング６０を弦受け２１１に装着する。この状態でガイド溝２１２に矢を配置し、トリガーを引くことでストリング６０がリリースされ矢が前方に発射される。

クロスボウ２００として例示したように、本発明では、少なくともフレーム１０、ストリング６０、ケーブル７０、第１プーリー８０、第２プーリー９０を有することで、矢を発射するための弾性力を蓄積することができる。本発明では、上記の構造をエネルギー蓄積体と呼称する。本発明のエネルギー蓄積体は、コンパウンドボウやリカーブボウのような形だけではなく、クロスボウのような形にも応用できる。本発明ではストリング６０を引くのに大きな力を必要としないため、従来のクロスボウと比較して容易に発射の準備をすることができる。

図１１は、フレームの別の実施形態であるフレーム３１０をクロスボウに応用した例を示す平面図である。クロスボウ３００は、フレーム３１０、台座３２０、ストリング６０、ケーブル７０、第１プーリー８０（第１径小カム８１、第１径大カム８２を含む）、第２プーリー９０（第２径小カム９１、第２径大カム９２を含む）、補助アーム３３１、３３２、補助プーリー３４１、３４２により構成される。クロスボウ３００では、フレーム３１０の長手方向が台座３２０の長手方向と平行に配置されている。つまり、クロスボウ２００と異なり、フレーム３１０、ケーブル７０等が矢の発射方向と平行に配置されている。フレーム３１０は、フレーム１０と同様に、左右に配置された板部材により形成されている。フレーム３１０においては、フレーム１１０と同様に、第１径小カム８１、第１径大カム８２、第２径小カム９１、第２径大カム９２の内側にフレーム３１０を配置している。また、これまでの実施形態では、ストリング６０を掛け回す全てのプーリーを同一平面上に配置していたが、本実施形態では第１プーリー８０と補助プーリー３４１が第２プーリー９０と補助プーリー３４２に対して、左右方向に所定距離ずれた位置に配置されている。

台座３２０は、フレーム３１０の左右の板部材の間に配置されフレーム３１０に固定される。台座３２０は、ストリング６０を引いた状態で固定する弦受け３２１、矢の方向をガイドするガイド溝３２２、ガイド溝３２２に沿って矢とともに前後方向に移動するスライダ３２３、スライダ３２３の前方方向への移動を所定の位置で規制するストッパ３２４を有する。なお、図示していないが、弦受け３２１からストリング６０をリリースするためのトリガー等、通常のクロスボウが有する構成をクロスボウ３００は有している。補助アーム３３１、３３２は、一端が第１プーリー８０と同軸上に固定され、他端が第１プーリー８０よりも前方上方へ延出している。補助アーム３３１、３３２の他端にそれぞれ補助プーリー３４１、３４２が回動可能に配置される。補助プーリー３４１と補助プーリー３４２とは、前後方向および上下方向において互いに同じ位置に配置される。第１プーリー８０、第２プーリー９０、補助プーリー３４１、補助プーリー３４２に掛け回されたストリング６０にスライダ３２３が固定される。スライダ３２３をガイド溝３２２に沿って後方に移動させることで、ストリング６０が後方に引かれる。この状態でスライダ３２３を弦受け３２１に装着する。さらにガイド溝３２２に沿って矢を配置しトリガーを引くことで、スライダ３２３が弦受け３２１からリリースされストリング６０により前方に移動する。これにより、矢が前方に発射される。ガイド溝３２２の前方側の端部に配置されたストッパ３２４にスライダ３２３が衝突することで、スライダ３２３の前方への移動はストッパ３２４の位置で止められる。これによりストリング６０が前方へ飛び出すことを抑制する。

図１２は、クロスボウ３００のストリング６０の配置を示す斜視図である。ストリング６０の配置を分かりやすく示すため、図１２ではフレーム３１０や台座３２０を省略する。また、破線は他部材の奥に隠れた部分であることを示す。第２プーリー９０の上部に一端を固定されたストリング６０は、前方に延出されて下方から前方を介して上方に向けて補助プーリー３４１に掛け回され、スライダ３２３に向けて後方に延出する。スライダ３２３の位置で前方に折り返されたストリング６０は、再度前方に延出されて上方から前方を介して下方に向けて補助プーリー３４２に掛け回され、第１プーリー８０の下部に固定される。これにより、スライダ３２３を後方に引いたときに、第１プーリー８０（第１径小カム８１、第１径大カム８２）が第１方向Ｄ１に回動し、第２プーリー９０（第２径小カム９１、第２径大カム９２）が第２方向Ｄ２に回動する。よって、クロスボウ３００は、弓１やクロスボウ２００と同様に機能する。

クロスボウ３００として例示したように、本発明では、補助プーリー３４１、３４２等を設けるとともに、第１プーリー８０と第２プーリー９０とを左右方向にずらして配置することで、フレームの長手方向に沿ってストリング６０を引いて弾性力を蓄積することができる。これにより、フレームに直交する方向に沿ってストリング６０を引く構造と比較して、弓全体の形状を小型化することができる。

以上説明したように、本発明では、少なくともフレーム１０、ストリング６０、ケーブル７０、第１プーリー８０、第２プーリー９０で構成されたエネルギー蓄積体を用いて、ストリング６０に弾性力を蓄積することによって矢を発射する構造を有する。ストリング６０を後方に引くために大きな力を必要とせず、常に一定の弾性力を蓄積することができる。また、ケーブル７０を直線状に配置することで、フレーム１０を小型にすることができる。また、上記のエネルギー構造体に第１アーム２０、第２アーム３０、グリップ４０、レスト５０等を着脱可能に組み合わせることができ、射手の好みに合わせて弓の形状を容易にカスタマイズすることができる。ストリング６０やケーブル７０を強く張る必要がないため、各部品を着脱して持ち運び、特別な工具等を使用することなく現地で組み立てを行うことが可能となる。また、台座２１０、３２０等を組み合わせてクロスボウを構成するなど様々な応用可能性がある。

前記実施例において、主にフレームの上下にアームを配置する構造を説明したが、弓の構造はこれに限定されない。アームを１つだけ追加した構造や３つ以上追加した構造、またクロスボウの実施例で示したようなアームを設けない構造も本発明に含まれる。

前記実施例において、ストリング６０は、第１プーリー８０に上端部を固定され、第２プーリー９０に下端部を固定されているが、ストリング６０を各プーリーに固定する位置は厳密にストリングの端部でなくてもよい。ストリング６０が第１プーリー８０と第２プーリー９０との間に張られる限り、ストリング６０を各プーリーに固定する位置は特に限定されない。ケーブル７０についても同様である。

前記実施例において、径小カムと径大カムの間にプーリーを配置する構成を説明したが、径小カム、径大カムとプーリーとの位置関係はこれに限られない。径小カム、径大カムとプーリーとが連動して回動する限り、例えば径小カム、径大カム、プーリーという順序で配置することも可能である。

前記実施例において、下プレート３１Ｌ（３２Ｌ）をフレーム１０に固定して上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）を上下方向に移動させる構成を説明したが、上プレート３１Ｕ（３２Ｕ）をフレームに固定して下プレート３１Ｌ（３２Ｌ）を上下方向に移動させる構成とすることも可能である。

前記実施例においては本発明の構成を説明するために最低限必要なものについての説明をしたが、通常の弓に装着されるような構成を本発明の弓に追加することも可能である。例えば、反動を吸収するためのスタビライザーや、照準を合わせるためのサイト等を追加することは可能である。

前記実施例において、本発明のエネルギー蓄積体を弓に利用することを説明した。しかしながら、弾性力をエネルギーとしてケーブルに蓄積しておいて、そのエネルギーを弓以外の機械の動作等に使用することも可能である。

なお、本発明は前記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・前記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・前記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって前記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・前記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が前記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

１…弓、１０、１１０、３１０…フレーム、１１…左プレート、１１Ｂ…延出部、１２…右プレート、１１Ａ、１２Ａ…切り欠き、１２Ｂ…延出部、１３…連結軸、１４…移動軸、１５…左移動プレート、１６…右移動プレート、１５Ａ、１６Ａ…切り欠き、１７…ボルト、２０…第１アーム、２３…第３回転軸、２５…第３プーリー、３０…第２アーム、３１…左プレート、３２…右プレート、３１Ａ、３２Ａ…切り欠き、３１Ｌ、３２Ｌ…下プレート、３１Ｕ、３２Ｕ…上プレート、３３…第４回転軸、３５…第４プーリー、４０、１４０…グリップ、４１、４２…接続板、５０、１５０…レスト、５１…接続板、０…ストリング、７０…ケーブル、７１…第１ケーブル、７２…第２ケーブル、８０…第１プーリー、８１…第１径小カム、８２…第１径大カム、８１Ａ、８２Ａ…ボビン、８３…第１回転軸、９０…第２プーリー、９１…第２径小カム、９２…第２径大カム、９１Ａ、９２Ａ…ボビン、９３…第２回転軸、２００、３００…クロスボウ、２１０…台座、２１１…弦受け、２１２…ガイド溝、３２０…台座、３２１…弦受け、３２２…ガイド溝、３２３…スライダ、３２４…ストッパ、３３１、３３２…補助アーム、３４１、３４２…補助プーリー。

Claims (10)

1. 所定の長さを有する直線状に形成されたフレームと、
   前記フレームの第１の位置に配置される第１プーリーと、
   前記フレームの第２の位置に配置される第２プーリーと、
   前記第１の位置に配置され、前記第１プーリーと連動して回動する第１径小カムと、
   前記第１の位置に配置され、前記第１プーリーと連動して回動する第１径大カムと、
   前記第２の位置に配置され、前記第２プーリーと連動して回動する第２径小カムと、
   前記第２の位置に配置され、前記第２プーリーと連動して回動する第２径大カムと、
   前記第１プーリーと前記第２プーリーとに固定されるストリングであり、当該ストリングが引かれることで前記第１プーリーと前記第２プーリーとが回動するように構成されたストリングと、
   前記第１径小カムと前記第２径大カムとの間に直線状に配置され、前記ストリングが引かれたときに前記第２径大カムに巻き取られることで弾性変形する第１ケーブルと、
   前記第２径小カムと前記第１径大カムとの間に直線状に配置され、前記ストリングが引かれたときに前記第１径大カムに巻き取られることで弾性変形する第２ケーブルと、を備え、
   前記第１ケーブルは、前記第１径小カムと前記第２径大カムとを結ぶ線上に一直線状に配置され、
   前記第２ケーブルは、前記第２径小カムと前記第１径大カムとを結ぶ線上に一直線状に配置され、
   前記フレームは前記第１の位置と前記第２の位置とを接続する直線に沿って直線状に形成されたことを特徴とする弓。
2. 前記第１の位置と前記第２の位置とを結ぶ方向に沿って前記第１プーリーおよび前記第２プーリーが移動することで前記第１プーリーが配置された前記第１の位置と前記第２プーリーが配置された前記第２の位置との距離を伸縮可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の弓。
3. 前記第１プーリーおよび前記第２プーリーは、前記フレームの長手方向に沿って形成された切り欠きに挿通されて前記長手方向に沿って移動可能に構成され、
   前記第１プーリーおよび前記第２プーリーが前記フレームに対する移動領域の任意の位置で前記フレームに固定可能に構成されることを特徴とする請求項２に記載の弓。
4. 前記フレームに固定される第１アームと、
   前記フレームに固定される第２アームと、
   前記第１アームに配置される第３プーリーと、
   前記第２アームに配置される第４プーリーと、をさらに有し、
   前記ストリングは、前記第１プーリーと前記第２プーリーに掛け回されるとともに前記第３プーリーと前記第４プーリーに掛け回されることを特徴とする請求項１に記載の弓。
5. 前記第１アームは、前記フレームに対して着脱可能であり、
   前記第２アームは、前記フレームに対して着脱可能であることを特徴とする請求項４に記載の弓。
6. 前記フレームに対して着脱可能なグリップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の弓。
7. 前記フレームの前記第１の位置と前記第２の位置を結ぶ線に対して前記第１アームの傾斜角度を変更することで前記第１プーリーに対する前記第３プーリーの位置を変更可能であり、
   前記フレームの前記第１の位置と前記第２の位置を結ぶ線に対して前記第２アームの傾斜角度を変更することで前記第２プーリーに対する前記第４プーリーの位置を変更可能であることを特徴とする請求項４に記載の弓。
8. 前記第１アームを前記フレームから取り外した状態で、前記第１アームは前記第３プーリーの回動軸の位置を中心として折り畳み可能に構成されており、
   前記第２アームを前記フレームから取り外した状態で、前記第２アームは前記第４プーリーの回動軸の位置を中心として折り畳み可能に構成されていること特徴とする請求項５に記載の弓。
9. 前記フレームに対して長手方向が直交する向きで配置された台座と、
   前記台座に設けられ、前記ストリングを引いた状態で固定する弦受けと、
   前記弦受けの固定を解除するトリガーをさらに備えること特徴とする請求項１に記載の弓。
10. 前記フレームに対して長手方向が平行に配置された台座と、
    前記台座に設けられ、前記ストリングを引いた状態で固定する弦受けと、
    前記弦受けの固定を解除するトリガーをさらに備えること特徴とする請求項１に記載の弓。

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