(57)【要約】【課題】従来の瞬発力発生装置では、装置を小型化させると大きな瞬発力を得ることができず、大きな瞬発力を得ようとすると装置全体が大型化されてしまう。【解決手段】帯状に細長く形成された弾性を有する撓み自在な板ばね２と、その板ばね２の長手方向の一端を固定して支持すると共に適宜な撓み量を持たせて板ばね２の長手方向の他端を回動可能に支持する支持台３と、板ばね２の回動側の端部を回動させるハンドル４と、を備えている。ハンドル４を回動させて板ばね２を一面側から他面側に反り返らせることによりその板ばね２に蓄積された弾性エネルギーによって瞬発力を発生させるようにした。【選択図】図１
2010116912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状に細長く形成された弾性を有する撓み自在な帯状弾性体と、
前記帯状弾性体の長手方向の一端を固定して支持すると共に適宜な撓み量を持たせて当該帯状弾性体の前記長手方向の他端を回動可能に支持する支持台と、
前記帯状弾性体の回動側の端部を回動させる回動手段と、を備え、
前記回動手段を回動させて前記帯状弾性体を一面側から他面側に反り返らせることにより当該帯状弾性体に蓄積された弾性エネルギーによって瞬発力を発生させるようにした
ことを特徴とする瞬発力発生装置。
【請求項２】
前記帯状弾性体に被投擲物が載置される載置部を設け、
前記載置部に載置された前記被投擲物を前記帯状弾性体の前記瞬発力によって投擲させるようにした
ことを特徴とする請求項１記載の瞬発力発生装置。
【請求項３】
前記支持台に、前記帯状弾性体の前記固定側の端部と前記回動側の端部とを結ぶ線に対して当該帯状弾性体の前記載置部が設けられた面と反対の面側に突出することにより当該帯状弾性体の初期の姿勢をＳ字形状に設定する姿勢設定手段を設けた
ことを特徴とする請求項２記載の瞬発力発生装置。
【請求項４】
前記姿勢設定手段は、前記帯状弾性体の前記固定側の端部と前記回動側の端部とを結ぶ線の、前記固定側の端部から当該姿勢設定手段までの長さと前記回動側の端部から当該姿勢設定手段までの長さとの比を調節可能とした
ことを特徴とする請求項３記載の瞬発力発生装置。
【請求項５】
前記姿勢設定手段は、前記帯状弾性体の前記固定側の端部と前記回動側の端部とを結ぶ線と交差する方向の長さを調節可能とした
ことを特徴とする請求項３記載の瞬発力発生装置。
【請求項６】
前記回動手段は、前記帯状弾性体の回動側の端部に設けたハンドルである
ことを特徴とする請求項１記載の瞬発力発生装置。
【請求項７】
前記支持台に、前記帯状弾性体の前記固定側の端部と前記回動側の端部とを結ぶ線よりも下に取り付けられた弾性体受け部によって前記帯状弾性体を下から支えることにより当該帯状弾性体の初期の姿勢をＳ字形状に設定する姿勢設定手段を設けた
ことを特徴とする請求項２記載の瞬発力発生装置。
【請求項８】
前記帯状弾性体よりも長さが短く且つ帯状に細長く形成された弾性を有する撓み自在な第２の帯状弾性体を設け、
前記第２の帯状弾性体を前記帯状弾性体と重ね合わせるように配置すると共に、前記第２の帯状弾性体の一端を前記帯状弾性体の一端と共通位置で固定し、前記第２の帯状弾性体の他端を前記帯状弾性体の他端と共通位置で回動可能に支持した
ことを特徴とする請求項１記載の瞬発力発生装置。
【請求項９】
帯状に細長く形成された弾性を有する撓み可能な帯状弾性体の一端を固定すると共に、前記帯状弾性体に適宜な撓み量を持たせて他端を回動可能に支持し、
前記帯状弾性体を一面側に撓ませた状態から回動側の端部を回動させることにより、前記帯状弾性体を一面側から他面側に反り返らせて当該帯状弾性体に蓄積された弾性エネルギーによって瞬発力を発生させる
ことを特徴とする瞬発力発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状弾性体の弾力を利用して瞬発力を発生させる瞬発力発生装置及び瞬発力発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、瞬発力発生装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、アミューズメント装置やレスキュー装置用ロボット等の大きな弾発力を必要とする箇所に用いて好適な弾発力発生装置に関するものが記載されている。この特許文献１に記載された弾発力発生装置は、作動部材を支点で枢支すると共にハウジングに固定される軸の回りに、その一端がハウジングに固定されると共に他端が作動部材のアクチュエータロッド部に固定され、作動部材の回動によって力を蓄積しカムフォロア部の拘束を解放することによって弾発力を発生させるべく機能する捻りばねを巻回すると共に、カムフォロアロッド端部に転がり摩擦によってカム外周面と接するカムフォロアを形成する。更に、力の作用点におけるカム外周面の法線と作動部材の支点とカムフォロアの回転軸心とを結ぶ線分とが垂直又はその近傍の角度となる外周面プロフィルを有すると共に、その段差部によって作動部材の拘束を解放するカム及び該カムの回転駆動装置とを有する、ことを特徴としている。
【０００３】
このような構成を有する弾発力発生装置（以下「第１の従来例」という。）によれば、大きな力を小さなモータ且つ小さなトルクで捻りばねに蓄積し、これを瞬時に解放することにより、強い弾発力をアクチュエータによって対象に適用することができる、等の効果が期待される（特許文献１の段落［００１２］を参照）。
【０００４】
また、従来の瞬発力発生装置の第２の例としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、跳躍力及び回転力により移動するロボットを構成する跳躍・回転移動体に関するものが記載されている。この特許文献２に係る跳躍・回転移動体は、外殻を構成する回転構造体からなるカプセルと、このカプセル内に装着された跳躍手段及び回転手段とを備えている。跳躍手段は、カプセルに対し回転可能に設けたシリンダからなり、回転手段は、シリンダをその軸に対し直角なＸ軸廻り及びＹ軸廻りにそれぞれ回転させるＸ軸モータ及びＹ軸モータからなる、ことを特徴としている。
【０００５】
このような構成を有する跳躍・回転移動体（以下「第２の従来例」という。）によれば、任意の方向に跳躍できる。また、外殻が回転構造体であるため、あらゆる方向に対し安定して着地できる、等の効果が期待される（特許文献２の段落［００６１］等を参照）。
【０００６】
更に、従来の瞬発力発生装置の第３の例としては、例えば、特許文献３に記載されているようなものもある。特許文献３には、遊戯者に向かって賞品が飛び出すようにすることで遊戯者を楽しませ、且つ，突飛性を持たせるようにした遊戯機に関するものが記載されている。この特許文献３に係る遊技機は、遊戯者による所定の遊戯操作を検知する検知手段と、その検知手段からの検知信号を処理する中央処理装置と、その中央処理装置からの処理信号により駆動する回動軸と、その回動軸に固定される受け皿とを備えている。更に、回動軸に連動して受け皿上の賞品を遊戯者に投げ渡す投げアームが設けられている。
【０００７】
このような構成を有する遊技機（以下「第３の従来例」という。）によれば、遊技機の後方から遊戯者に空中を飛んで賞品が飛び渡されるため、遊戯者を楽しませながら、賞品を渡すことができ、遊戯者を楽しませることができる、という効果が期待される（特許文献３の段落［００２１］を参照）。
【０００８】
しかしながら、第１の従来例の場合には、力を蓄積するためのモータを小さくできるため、小型化及び軽量化が可能であるが、大きな瞬発力を得ることが困難であるという問題があった。
【０００９】
また、第２の従来例の場合には、エアーシリンダを利用して瞬発力を発生させるものであるため、大きな瞬発力を得ることができるが、装置全体が大型化し、重量が大きなものになるという問題があった。
【００１０】
更に、第３の従来例の場合には、ソレノイドと制御器と投げアーム等を備えて構成されており、ターゲットのセンサの検知信号を中央処理装置で処理して投擲させるものであった。そのため、装置全体が複雑なものになるばかりでなく、投擲動作のために複雑な制御が必要になるという問題があった。
【特許文献１】特開２００７−１２０６９２号公報
【特許文献２】特開２００４−９１６７号公報
【特許文献３】実開平６−８３０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
解決しようとする問題点は、従来の瞬発力発生装置では、装置を小型化させると大きな瞬発力を得ることができず、大きな瞬発力を得ようとすると装置全体が大型化されてしまう、という点である。また、瞬発力を利用して投擲動作を行わせるために、装置全体の構造が複雑になり、その投擲動作を実現するために複雑な制御が行われている、という点である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本出願の瞬発力発生装置は、帯状に細長く形成された弾性を有する撓み自在な帯状弾性体と、その帯状弾性体の長手方向の一端を固定して支持すると共に適宜な撓み量を持たせて帯状弾性体の長手方向の他端を回動可能に支持する支持台と、帯状弾性体の回動側の端部を回動させる回動手段と、を備えている。回動手段を回動させて帯状弾性体を一面側から他面側に反り返らせることによりその帯状弾性体に蓄積された弾性エネルギーによって瞬発力を発生させるようにした、ことを特徴としている。
【００１３】
また、本出願の瞬発力発生方法は、帯状に細長く形成された弾性を有する撓み可能な帯状弾性体の一端を固定すると共に、その帯状弾性体に適宜な撓み量を持たせて他端を回動可能に支持し、帯状弾性体を一面側に撓ませた状態から回動側の端部を回動させることにより、その帯状弾性体を一面側から他面側に反り返らせて帯状弾性体に蓄積された弾性エネルギーによって瞬発力を発生させる、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本出願の瞬発力発生装置及び瞬発力発生方法によれば、極めて簡単な構成でありながら、大きな瞬発力を発生させることができる。そのため、重量物をある高さまで持ち上げたり、ある距離まで投擲したりして、重量物を容易に移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
支持台で帯状弾性体の一端を固定すると共に他端を回動可能に支持し、その帯状弾性体を撓ませた後、その他端を回動させて帯状弾性体を逆側へ反り返らせる（飛び移り座屈）。これにより、帯状弾性体に蓄えられた弾性エネルギーを利用して、大きな瞬発力を発生させることができる瞬発力発生装置及び瞬発力発生方法を、簡単な構成によって実現した。
【実施例１】
【００１６】
図１〜図９は、本発明の瞬発力発生装置の実施の形態の例を示すものである。即ち、図１〜図６は、本発明の瞬発力発生装置の第１の実施の例を示すもので、図１は概略構成を示す斜視図、図２〜図６は瞬発力による投擲動作を説明する説明図である。図７は、本発明の瞬発力発生装置の第２の実施の例の概略構成を示す斜視図、図８は、本発明の瞬発力発生装置の第３の実施の例の概略構成を示す斜視図、図９は、本発明の瞬発力発生装置の第４の実施の例の概略構成を示す斜視図である。更に、図１０は本発明の瞬発力発生装置を用いた重量物の投げ上げ高さの試験結果を説明するグラフ、図１１は本発明の瞬発力発生装置を用いた重量物を投げ上げる最大駆動トルクの試験結果を説明するグラフである。
【００１７】
図１に示すように、本発明の瞬発力発生装置の第１の実施の例として示す投擲装置１は、重量物である被投擲物を、帯状弾性体によってある高さまで投擲（投げ上げ）することを目的とする装置である。この投擲装置１は、帯状弾性体の一具体例を示す板ばね２と、その板ばね２を支持する支持台３と、回動手段の一具体例を示すハンドル４を備えて構成されている。
【００１８】
板ばね２は、板厚が比較的薄く且つ適当な幅によって帯状に細長く形成された板状のばね材からなっている。板ばね２の材質としては、例えば、熱処理ばね鋼ＳＵＰ（例えば、Ｓｉ−Ｍｎ鋼、Ｍｎ−Ｃｒ鋼、Ｓｉ−Ｍｎ−Ｃｒ鋼、高合金鋼等）、炭素工具鋼（ＳＫ）、合金工具鋼（ＳＫＳ，ＳＫＤ）、高速度工具鋼（ＳＫＨ）、みがき帯鋼、みがき特殊帯鋼等を用いることができる。
【００１９】
支持台３は、長方形の枠状に形成された枠部５と、この枠部５の四隅に設けられた４本の脚部６と、板ばね２の長手方向の一端を固定して支持する支持部７と、板ばね２の長手方向の他端を固定して支持する回動軸８とを備えている。枠部５は、板ばね２の長さよりも少し短い長さを有し、且つ、所定の間隔をあけて平行に配置された２本の縦桟５ａ，５ａと、これら縦桟５ａ，５ａの長手方向両端の近傍において幅方向に掛け渡された２本の平行に配置された横桟５ｂ，５ｂとからなっている。この枠部５の２本の縦桟５ａ，５ａの各端部に、４本の脚部６がそれぞれ個別に固定されている。
【００２０】
４本の脚部６は、枠部５の下面から下方に突出する角柱状の部材として形成されている。そして、それぞれの脚部６の下端に、各脚部６の高さを調整することができる高さ調整部９が設けられている。高さ調整部９は、ねじ軸部９ａと、このねじ軸部９ａが螺合される図示しないナット部と、ねじ軸部９ａの一端に取り付けられた定置板９ｂとを有している。高さ調整部９のナット部は脚部６の下端に固定されており、そのナット部に対するねじ軸部９ａの螺合位置を調整して定置板９ｂの高さを変えることにより、脚部６の高さを調整することができる。
【００２１】
このような構成を有する支持台３の枠部５の長手方向の一側に支持部７が設けられている。支持部７は、枠部５に固定される固定桟７ａと、この固定桟７ａとの間で板ばね２を挟持して固定する挟持桟７ｂとからなっている。固定桟７ａは、２本の縦桟５ａ，５ａ間に掛け渡すようにして枠部５に取り付けられた枕木状の部材からなっている。また、挟持桟７ｂは、固定桟７ａと同様の大きさを有する枕木状の部材からなり、固定桟７ａとの間で板ばね２を挟んだ状態で、複数本の固定ねじ１１によって締め付け固定されている。
【００２２】
回動軸８は、支持台３の支持部７と反対側において、枠部５を幅方向へ貫通するように設けられている。この回動軸８の軸方向の略中央部に、板ばね２の長手方向の他側の端部が固定されている。板ばね２の他側の端部は、回動軸８に対して回転方向へ一体となるように固定されており、回動軸８を回動させると、その回動量に応じて板ばね２が、その面方向へ撓み変形するようになっている。この回動軸８の、枠部５を幅方向に貫通する一方の端部に、回動軸８を回動させるためのハンドル４が固定されている。
【００２３】
ハンドル４は、回動軸８に一端が固定されたクランク部４ａと、このクランク部４ａの他端に固定された把持部４ｂとからなっている。ハンドル４の把持部４ｂは、回動軸８と反対側に平行をなすように突出されている。このハンドル４は手動操作のためのもので、作業者が手動操作でハンドル４を回すことにより、その回動量に応じて回動軸８が回動される。この回動手段は、手動操作に変えて自動操作による装置として構成することもできる。例えば、電動モータと、その電動モータの回転力を適当に減速させて回動軸８に伝達する減速機等によって構成することができる。
【００２４】
また、枠部５の長手方向の中途部には、板ばね２の初期の姿勢を設定する姿勢調整可能な姿勢設定手段１２が設けられている。この姿勢設定手段１２は、板ばね２を複雑に湾曲させることによりその板ばね２が反り返る（飛び移り座屈）ときに発生する弾性エネルギーを増大させるものである。即ち、姿勢設定手段１２は、板ばね２の初期の姿勢である円弧状の湾曲状態を、その一部を逆側に湾曲させてＳ字状に設定することにより、その湾曲状態を複雑なものとして大きな弾性エネルギーが蓄えられるように構成している。この姿勢設定手段１２によれば、板ばね２が反り返る領域を小さくしつつその変形量を大きくすることにより、板ばね２が発生する弾性エネルギーを増加させることができ、板ばね２が弾性変形する際に発生する瞬発力を増大させることができる。
【００２５】
この姿勢設定手段１２は、板ばね２の一面に接触してその姿勢（湾曲形状）を大きく変化させる支持アーム１２ａと、その支持アーム１２ａを枠部５に固定する一対の支持柱１２ｂ，１２ｂとからなっている。支持アーム１２ａは一対の支持柱１２ｂ，１２ｂによって両端支持されており、その一対の支持柱１２ｂ，１２ｂの下部が２本の縦桟５ａ，５ａに固定されている。この姿勢設定手段１２と回動軸８との間に位置する板ばね２の部分が、弾性変形時に最も大きく反り返って瞬発力を発生する部分である。この最大に弾性変形する板ばね２の部分が、被投擲物を載置するための載置部１４として用いられる。
【００２６】
支持台３と支持部７と姿勢設定手段１２を構成するための材質としては、例えば、木材を用いることができる。しかしながら、これらの材質としては、木材のみならず、例えば、構造用炭素鋼等の金属製の型材を用いることもできる。また、回動軸８とハンドル４と支持アーム１２ａの材質としては、例えば、構造用炭素鋼等の金属が好適である。
【００２７】
このような構成を有する投擲装置１は、例えば、次のようにして使用することができる。図２〜図６は、図１に示した投擲装置１で重量物１５を上方へ投げ上げる（投擲する）状態を説明する使用状態の一例を示す図である。
【００２８】
図２は、被投擲物を投擲する前の投擲装置１の初期状態を示す図である。図２に示すように、投擲装置１の初期状態では、板ばね２の中途部が姿勢設定手段１２によって上方へ押し上げられている。そのため、板ばね２は、全体として略Ｓ字形状に湾曲されており、回動軸８に近い部分が下向きの円弧状に湾曲されている一方、支持部７に近い部分では姿勢設定手段１２の存在により上向きの円弧状に湾曲されている。この板ばね２の、回動軸８に近い部分に設定される載置部１４に、投擲の対象である重量物としての被投擲物１５を載置する。
【００２９】
この状態から、作業者は、把持部４ｂを握ってハンドル４を回し、回動軸８を回動させて板ばね２を上方へ湾曲させる。これにより、板ばね２は、図３に示すように、二点鎖線で示す姿勢（湾曲状態）から実線で示す姿勢（湾曲状態）に変化する。そして、板ばね２は、図４に示すように、二点鎖線で示す姿勢（湾曲状態）から実線で示す姿勢（湾曲状態）に変化する。更に、板ばね２は、図５に示すように、二点鎖線で示す姿勢（湾曲状態）から上方へ反り返り（飛び移り座屈）、実線で示すように上方へ円弧状に湾曲した姿勢に変化する。
【００３０】
このように弾性変形する板ばね２に一時的に蓄積される弾性エネルギーにより、被投擲物１５が板ばね２によって持ち上げられる。そして、図５に示す状態から図６に示す状態に変化して、被投擲物１５が板ばね２から離れ、上方へ投擲（投げ上げ）される。この実施例によれば、図２〜図６に示すような板ばね２の姿勢変化に基づいて、重量物である被投擲物１５を大きく且つ確実に投げ上げることができる。なお、投擲装置１では、ある特定の方向にのみ投擲力（投げ上げ力）が発生するため、投げ上げ、押し出し等のように、ある特定の方向に瞬発力を発生させる作業を行わせる装置に適用して好適である。
【００３１】
図７は、本発明の瞬発力発生装置の第２の実施の例として示す投擲装置２０である。この投擲装置２０が、前述した投擲装置１と異なる点は、弾性体受け部２１を設けているところである。この投擲装置２０では、弾性体受け部２１によって、板ばね５の初期形状がS字型となる。これにより、前述した投擲装置１と同様の効果を得て、重量物を投擲することができる。
【００３２】
弾性体受け部２１は、板ばね２を下方から受け止める受け板２２と、この受け板２２を支持する受け枠２３とを有している。受け枠２３は、枠部５の２本の縦桟５ａの下面に固定される４本の支柱からなり、これら支柱の下部に受け板２２が固定されている。投擲装置２０の、その他の構成は投擲装置１と同様であるため、ここでは同一部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００３３】
図８は、本発明の瞬発力発生装置の第３の実施の例として示す投擲装置３０である。この投擲装置３０が、前述した投擲装置１と異なる点は、姿勢設定手段１２の位置及び高さを調節可能に構成したところである。この投擲装置３０に設けた姿勢設定手段３１は、枠体５の長手方向である左右方向に移動可能とされて水平方向に位置調整可能であって、その長手方向と直交する上下（垂直）方向には高さ調整可能に構成されている。
【００３４】
姿勢設定手段３１は、板ばね２の一面に接触してその姿勢（湾曲形状）を設定する支持アーム３２と、その支持アーム３２を枠部５に両端支持する一対の支持柱３３，３３と、両支持柱３３，３３間を連結して一体的に移動させる連結ロッド３４とからなっている。支持アーム３２は一対の支持柱３３，３３によって上下方向へ高さ調整可能に両端支持されている。そのため、一対の支持柱３３，３３には、上下方向に延在された第１の長溝３５がそれぞれ設けられており、一対の第１の長溝３５，３５に支持アーム３２の両端がそれぞれ挿通されている。支持アーム３２の両端部は、図示しない高さ保持手段により、任意の高さ位置において位置決めされて固定可能に構成されている。
【００３５】
姿勢設定手段３１の一対の支持柱３３，３３は、その下端部が連結ロッド３４によって連結されている。そのため、枠部５の２本の縦桟５ａ，５ａの対応する位置には、左右方向に延在された第２の長溝３６がそれぞれ設けられている。一対の第２の長溝３６，３６には、連結ロッド３４の両端がそれぞれ貫通されて側方へ突出されている。そして、連結ロッド３４の両端から突出した部分に、下部に設けた穴を嵌合することによって一対の支持柱３３，３３がそれぞれ嵌合されて固定されている。そして、姿勢設定手段３１は、図示しない位置保持手段により、第２の長溝３６内の任意の位置において位置決めされて固定可能に構成されている。投擲装置３０の、その他の構成は投擲装置１と同様であるため、ここでは同一部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００３６】
この姿勢設定手段３１を有する投擲装置３０によれば、姿勢設定手段３１の水平方向の位置を変えることにより、板ばね２の固定側の端部と回動側の端部とを結ぶ線の、固定側の端部から姿勢設定手段３１までの長さと、回動側の端部から姿勢設定手段３１までの長さとの比を変えて、板ばね２により発生する瞬発力の大きさを調節することができる。一般に、回動側の端部から姿勢設定手段３１までの長さを短くすると板ばね２の瞬発力は大きくなり、回動側の端部から姿勢設定手段３１までの長さを長くすると板ばね２の瞬発力は小さくなる。
【００３７】
また、姿勢設定手段３１の支持アーム３２の高さを変えることにより、板ばね２の固定側の端部と回動側の端部とを結ぶ線に対して交差する方向の長さを調節することができる。この高さ調節を行うことにより、水平方向における位置調節とは別の形で板ばね２の姿勢を調節し、発生する瞬発力の大きさを変えることができる。
【００３８】
図９は、本発明の瞬発力発生装置の第４の実施の例として示す投擲装置４０である。この投擲装置４０が、前述した投擲装置１と異なる点は、姿勢設定手段１２に替えて第２の板ばね４１を設けたところである。第２の板ばね４１は、板ばね２と同様に板厚が比較的薄く且つ適当な幅によって帯状に細長く形成された板状のばね材からなっているが、その長さは板ばね２よりも短く設定されている。このように第２の板ばね４１の長さを板ばね２よりも短くした理由は、第２の板ばね４１に対して姿勢設定手段と同様の機能を持たせ、第２の板ばね４１が反り返る力を利用して、その力で板ばね２を強く反り返らせて、板ばね２による瞬発力を増大させるようにしたものである。
【００３９】
第２の板ばね４１の一方の端部は、板ばね２の一方の端部と重ね合わされて、支持部７に固定されている。また、第２の板ばね４１の他方の端部は、板ばね２の他方の端部と重ね合わされて、回動軸８に固定されている。この場合、第２の板ばね４１の長さが板ばね２の長さよりも短いため、２つの板ばね２，４１は、図９に示すような姿勢となって支持台３にセットされる。投擲装置４０の、その他の構成は投擲装置１と同様であるため、ここでは同一部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。このような構成を有する投擲装置４０によっても、投擲装置１と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
図１０及び図１１は、前述した投擲装置１の有効性を検証するために、投擲装置１と、その投擲装置１において姿勢設定手段１２を取り除いた装置（以下、「標準型投擲装置」と呼ぶ。）との比較により、重量物の投げ上げ試験を行った結果を表したものである。即ち、図１０は、被投擲物１５の投げ上げ高さＨの試験結果を表したグラフであり、縦軸には被投擲物１５の投げ上げ高さＨの平均値［ｍ］をとり、横軸には板ばね２の長さ［ｍ］をとっている。なお、試験回数は、それぞれの条件において５回ずつ行った。また、図１１は、最大駆動トルクの計測結果を表したグラフであり、縦軸には被投擲物１５を積載したときの最大駆動トルクＴｍａｘ［Ｎ・ｍ］をとり、横軸には板ばね２の長さ［ｍ］をとっている。なお、板ばね２の長さ［ｍ］の変化は、位置調整可能な姿勢設定手段３１を用いて決定したものである。
【００４１】
また、投擲装置１及び標準型投擲装置に用いた板ばね２の寸法等は次の通りである。板ばね２の厚さは１．０［ｍｍ］、幅は１０２［ｍｍ］、長さは１．９［ｍ］であり、軸間距離（支持部７から回動軸８までの距離）を長さ１．２〜１．９［ｍ］の範囲で０．１［ｍ］刻みに変化させて試験を行った。この板ばね２の材質は、焼入れ帯鋼（ＪＩＳ  ＳＫ５−ＣＳＰＨ）を使用した。また、被投擲物（重量物）１５の質量は約２［ｋｇ］である。なお、ハンドル４は、人の手で回動させて回動軸８にトルクを印加させ、板ばね２に被投擲物１５を載せた状態で反り返らせ（飛び移り座屈）、板ばね２に蓄積された弾性エネルギーによって投げ上げられた被投擲物１５の高さＨ［ｍ］を比較した。
【００４２】
ここで、高さＨ［ｍ］は、被投擲物１５の初期高さＬＯと最高到達高さＨＩとの差である（図６の状態）。また、重量物の高さＨは、板ばね２と被投擲物１５との間の接触状態による影響を受けるため、この高さＨの計測の際には、飛び移り座屈時に被投擲物１５が安定して推移するよう、載置部１４に被投擲物１５を配置した。この配置により、同等の接触条件での高さ比較が可能である。
【００４３】
図１０において、符号１−Ａは、投擲装置１による試験結果を示すもので、例えば、板ばね２の長さが１．２［ｍ］のとき、被投擲物１５の投げ上げ高さＨの平均値は約０．９［ｍ］であった。板ばね２の長さが１．５［ｍ］のときでは、被投擲物１５の投げ上げ高さＨの平均値は約１．９［ｍ］であった。そして、板ばね２の長さが１．９［ｍ］になると、被投擲物１５の投げ上げ高さＨの平均値は約２．０［ｍ］であった。
【００４４】
これに対して、図１０において、符号Ｓ−Ａは、標準型投擲装置による試験結果を示すもので、例えば、板ばね２の長さが１．２［ｍ］のとき、被投擲物１５の投げ上げ高さＨの平均値は約０．８［ｍ］であって、投擲装置１の場合と同程度の値を示した。一方、板ばね２の長さが１．５［ｍ］になると、被投擲物１５の投げ上げ高さＨの平均値は約１．２［ｍ］であった。そして、板ばね２の長さが１．９［ｍ］になると、被投擲物１５の投げ上げ高さＨの平均値は、あまり変化せずに約１．３［ｍ］であった。
【００４５】
この結果から、標準型投擲装置では、約２ｋｇの被投擲物１５を０．８〜１．３［ｍ］投げ上げることができた。また、投擲装置１では、約２ｋｇの被投擲物１５を０．８〜２．１［ｍ］も投げ上げることができた。これにより、投擲装置１では、標準型投擲装置の場合と比較して、重量物の投げ上げ性能が１．６倍となっていることが明らかになった。
【００４６】
また、図１１において、符号１−Ｂは、投擲装置１による試験結果を示すもので、例えば、板ばね２の長さが１．２［ｍ］のとき、重量物積載時の最大駆動トルクＴｍａｘ［Ｎ・ｍ］は約８．７［Ｎ・ｍ］であった。また、板ばね２の長さが１．５［ｍ］のときでは、最大駆動トルクＴｍａｘ［Ｎ・ｍ］は約１５．７［Ｎ・ｍ］であった。そして、板ばね２の長さが１．９［ｍ］になると、最大駆動トルクＴｍａｘ［Ｎ・ｍ］は約１６．０［Ｎ・ｍ］であった。
【００４７】
これに対して、図１１において、符号Ｓ−Ｂは、標準型投擲装置による試験結果を示すもので、例えば、板ばね２の長さが１．２［ｍ］のとき、最大駆動トルクＴｍａｘ［Ｎ・ｍ］は約１０．２［Ｎ・ｍ］であって、投擲装置１の場合より大きな値を示した。一方、板ばね２の長さが１．５［ｍ］になると、最大駆動トルクＴｍａｘ［Ｎ・ｍ］は約１３．２［Ｎ・ｍ］であった。そして、板ばね２の長さが１．９［ｍ］になると、最大駆動トルクＴｍａｘ［Ｎ・ｍ］は、少し増えて約１４．０［ｍ］であった。
【００４８】
この計測では、駆動トルクが最大になる飛び移り座屈前の状態において、ハンドル４の先端に錘を下げ、力のつり合い状態を作ることによって最大駆動トルクを求めた。また、最大駆動トルクの計測条件は、高さ測定時のものと同様である。これらの結果から明らかなように、投擲装置１と標準型投擲装置を比較すると、投擲装置１では必要な駆動トルクが約１．２倍に増えているが、重量物の投げ上げ性能の点では約１．６倍に増加している。従って、姿勢設定手段を設けることにより、投擲装置の投げ上げ性能の向上を図ることができることを確認することができた。
【００４９】
以上説明したように、本発明によれば、持ち運びが可能なサイズ及び重量でありながら、２０［Ｎ・ｍ］程度の人間による駆動トルクによって２［ｋｇ］の重量物を２．０［ｍ］の高さまで投擲することができる。なお、この投げ上げ高さＨは、板ばね２の弾性を高めて蓄積可能な弾性エネルギーを高くすることにより、更に高くすることが可能である。
【００５０】
また、前記実施例では、本発明を投擲装置に適用した例について説明したが、本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、プレス装置の加圧機構、対象物に高加速度を加えて投擲するカタパルト装置、特に、重量物を高い位置まで持ち上げる作業アシスト装置、人間サイズの跳躍ロボットや走行ロボット、高加速度を加えて人間に仮想的な移動感覚を与えるアミューズメント装置等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の瞬発力発生装置の第１の実施の例に係る投擲装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す投擲装置の投擲動作を説明するもので、帯状弾性体の初期状態を表した説明図である。
【図３】図１に示す投擲装置の投擲動作を説明するもので、帯状弾性体の第１段階の変化を表した説明図である。
【図４】図１に示す投擲装置の投擲動作を説明するもので、帯状弾性体の第２段階の変化を表した説明図である。
【図５】図１に示す投擲装置の投擲動作を説明するもので、帯状弾性体の第３段階の変化を表した説明図である。
【図６】図１に示す投擲装置の投擲動作を説明するもので、帯状弾性体の最終段階の変化を表した説明図である。
【図７】本発明の瞬発力発生装置の第２の実施の例に係る投擲装置を示す斜視図である。
【図８】本発明の瞬発力発生装置の第３の実施の例に係る投擲装置を示す斜視図である。
【図９】本発明の瞬発力発生装置の第４の実施の例に係る投擲装置を示す斜視図である。
【図１０】本発明の瞬発力発生装置に係る投擲装置による重量物（被投擲物）の投げ上げ試験を行った結果を表したグラフである。
【図１１】本発明の瞬発力発生装置に係る投擲装置による最大駆動トルクを表したグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１，２０，３０，４０…投擲装置（瞬発力発生装置）、  ２…板ばね（帯状弾性体）、  ３…支持台、  ４…ハンドル（回動手段）、  ５…枠部、  ７…支持部、  ８…回動軸、  １２，３１…姿勢設定手段、  １４…載置部、  １５…被投擲物（重量物）、  ２１…弾性体受け部、  ３２…支持アーム、  ３４…連結ロッド、  ４１…第２の板ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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