(57)【要約】      （修正有）【課題】鋭角円錐形の剛性回転体のみで構成される手回し式独楽であって周面を指で擦ることで回転させるものを提供する。【解決手段】指で外周面を擦ることで一定の慣性モーメントを有する略円錐形状の剛性回転体に回転力を付与して遊技に用いる独楽１であって、先端が鋭角の略円錐形状の剛性回転体２のみで形成されており、この剛性回転体２を、下側に向かって先細りとなるテーパ状の周壁で形成する中空円錐体とし、かつ周壁の下端側の閉塞端部を頂角部とし、剛性回転体２の大径部２ａの外周面を、指で擦るための擦り部４とし、剛性回転体の頂角部２ｂの錐角θを２０°以上４５°以下とし、頂角部２ｂ近くの外周面部分を外方へ凸形の弯曲面である摩擦部８とすることで、剛性回転体２を遊技面に倒伏姿勢で静置した状態から、剛性回転体２を回転させるように擦り部４を指で擦ることで回転可能に形成した。【選択図】図１
2014136118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指で外周面を擦ることで一定の慣性モーメントを有する略円錐形状の剛性回転体に回転力を付与して遊技に用いるタイプの独楽であって、
先端が鋭角の略円錐形状の剛性回転体(２)のみで形成されており、
この剛性回転体(２)を、下側に向かって先細りとなるテーパ状の周壁で形成する中空円錐体とし、かつ当該周壁の下端側の閉塞端部を頂角部としており、
当該剛性回転体(２)の大径部(２ａ)の外周面を、指で擦るための擦り部(４)とし、
剛性回転体の頂角部(２ｂ)の錐角θを２０°以上４５°以下とし、
上記頂角部(２ｂ)近くの外周面部分を外方へ凸形の弯曲面である摩擦部(８)とすることで、
上記剛性回転体(２)を遊技面に倒伏姿勢で静置した状態から、剛性回転体(２)を回転させるように上記擦り部(４)を指で擦ることで、剛性回転体が起立して回転することが可能に形成したことを特徴とする、手回し式独楽。
【請求項２】
上記剛性回転体(２)を、断面Ｖ字形の鋭角コーン状の剛性回転体(２)とし、
上記摩擦部(８)を含む頂角部(２ｂ)の全体を、縦断面円弧状に形成し、
剛性回転体(２)の外周面の一方を遊技面(Ｐ)に当接させて倒伏させた状態で剛性回転体(２)の大径端部の最上縁から仮想垂線をひいて、この仮想垂線と回転軸との交点を(Ｍ)とし、頂角部(２ｂ)の最先端から交点(Ｍ)までの距離をＬＭとし、
頂角部(２ｂ)から重心(Ｇ)までの距離をＬＧとし、
頂角部(２ｂ)の曲率半径をｒとするときに次の式が成立することを特徴とする、請求項１記載の手回し式独楽。
［数式１］Ｒ＜ＬＧ＜ＬＭ
【請求項３】
上記剛性回転体(２)の周壁が頂角部(２ｂ)側に近づくほど肉厚となるように構成したことを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の手回し式独楽。
【請求項４】
上記擦り部(４)は、剛性回転体(２)の外周面に周設した環状凸部(６)を有し、上記剛性回転体(２)を遊技面(Ｐ)に倒伏姿勢で静置した状態において、環状凸部(６)と摩擦部(８)との二点で遊技面(Ｐ)に接するように構成したことを特徴とする、請求項１から請求項３の何れかに記載の手回し式独楽。
【請求項５】
上記剛性回転体(２)を、頂角部(２ｂ)を含む第１半部(３Ａ)と、擦り部(４を含む第２半部(３Ｂ)とで構成し、これら第１半部(３Ａ)及び第２半部(３Ｂ)をそれぞれ別体として、相互に着脱自在に形成したことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の手回し式独楽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手回し式独楽に関する。
【背景技術】
【０００２】
手回し式独楽には、一般にひねり独楽とも呼ばれるタイプが存在する。これは円錐形の剛性回転体の中心を上下に貫通する回転軸用の軸棒を設け、この軸棒のうち剛性回転体より上方へ突出する部分を摘み部として、予め軸棒を垂直とした状態で、摘み部を指でひねることで回転力を付与し、自立回転させるものである（特許文献１）。
【０００３】
一般に、独楽は、同文献に示すように、長時間回転させることができるように、慣性モーメントの大きい鈍角円錐形の剛性回転体を採用することが多いが、ひねり独楽の場合には、鋭角（９０°未満の角度をいう）円錐形の剛性回転体を用いることもある（特許文献２の図１参照）。こうすると、長時間回転させることはできないが、比較的小さい力で独楽を回転させることができる。
【０００４】
またひねり独楽の一種として、図２６に示すような逆立ち独楽も知られている。この独楽は、球体よりも背が低く水平方向に大径の剛性回転体の上側から回転軸の方向へ摘み棒を突出するとともに、剛性回転体２の下半部の曲率中心を全体の重心より高くして、その摘み棒を上側にしてひねると、独楽が回転しながら逆転するものである（非特許特許文献１の第１１６頁）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３０９２８４３号
【特許文献２】特開２０１０−４６１２７号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「こまはなぜ倒れないか」共立出版株式会社  安井久一著  １９９８年４月２０日出版
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜２のひねり独楽は、軸棒を指でひねって回転させるために相当に指先の力が必要である。このため、指の力が弱い低年齢の子供には回すことが難しい。また子供同士で独楽が回る時間を競い合うような場合に、独楽を回す技能よりも単純に指の力の勝負になるので、独楽の扱いに習熟した子よりも、身体が大きく力の強い子の方が有利となり、遊技としての面白みに欠ける。しかもこの種のひねり独楽は、回す動作を繰り返すうちに指先が痛くなることがあり、結局、子供から飽きられてしまうことが多い。非特許文献１の独楽は、動きは面白いものの、やはり摘み棒を捻って回すので、回転させるために指の力を必要とする。
【０００８】
出願人は、この問題を鋭意検討し、軸棒をひねって回転する代わりに、軸棒を除去した剛性回転体の側面を擦り、回転させるというアイディアに想到した。一般に、既存の物の一部を除去することは単なる設計変更のようにも思われるが、この場合には、従来の独楽では必須と考えられてきた構成要件（摘み部を含む軸棒）を除去するのであるから、全く新たな種類の独楽の形態を提案するものである。そしてこの種類の独楽に適した形状に関してさまざまな実験・試作を行い、この出願を行うに至ったものである。
【０００９】
本発明の第１の目的は、軸棒を有しない鋭角円錐形の剛性回転体のみで構成される手回し式独楽であって、剛性回転体の周面を指で擦ることで回転させるものを提案することである。
本発明の第２の目的は、上述の手回し独楽であって、遊技面への倒伏状態から比較的僅かな力で回転させることができるようにしたものを提案することである。
本発明の第３の目的は、上述の手回し独楽であって、遊技面への倒伏状態からの起立性能が安定しているものを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の手段は、指で外周面を擦ることで一定の慣性モーメントを有する略円錐形状の剛性回転体に回転力を付与して遊技に用いるタイプの独楽であって、
先端が鋭角の略円錐形状の剛性回転体２のみで形成されており、
この剛性回転体２を、下側に向かって先細りとなるテーパ状の周壁で形成する中空円錐体とし、かつ当該周壁の下端側の閉塞端部を頂角部としており、
当該剛性回転体２の大径部２ａの外周面を、指で擦るための擦り部４とし、
剛性回転体の頂角部２ｂの錐角θを２０°以上４５°以下とし、
上記頂角部２ｂ近くの外周面部分を外方へ凸形の弯曲面である摩擦部８とすることで、
上記剛性回転体２を遊技面に倒伏姿勢で静置した状態から、剛性回転体２を回転させるように上記擦り部４を指で擦ることで、剛性回転体が起立して回転することが可能に形成している。
【００１１】
本手段は、例えば図２に示すように中空の鋭角コーン状の剛性回転体２のみからなる手回し式独楽であって、倒伏状態から図４の如く外周面を指で擦ることで回転力を付与すると、頂角部２ｂを接地箇所として自立するものを提案している。「剛性回転体２のみからなる」とは、同様の形状の剛性回転体に回転軸である軸棒を付設したものを権利範囲から除外するという意味である。本発明の構成では、軸棒を摘まんでひねるタイプの独楽に比べて小さな力で回転させることができる。
【００１２】
第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記剛性回転体２を、断面Ｖ字形の鋭角コーン状の剛性回転体２とし、
上記摩擦部８を含む頂角部２ｂの全体を、縦断面円弧状に形成し、
剛性回転体２の外周面の一方を遊技面Ｐに当接させて倒伏させた状態で剛性回転体２の大径端部の最上縁から仮想垂線をひいて、この仮想垂線と回転軸との交点をＭとし、頂角部２ｂの最先端から交点Ｍまでの距離をＬＭとし、
頂角部２ｂから重心Ｇまでの距離をＬＧとし、
頂角部２ｂの曲率半径をＲとするときに次の式が成立している。
［数式１］Ｒ＜ＬＧ＜ＬＭ
【００１３】
本手段は、図４に示すように、倒伏状態の剛性回転体２の最大径部の上縁からの仮想垂線と回転軸との交点Ｍと、曲率中心Ｏと、重心Ｇとに関して、上記数式１の関係とすることを提案している。Ｒ＜ＬＧとＬＧ＜ＬＭとは技術的に別個の意味合いを持つ式であり、何れか一方のみを第１の手段に組み込んでも発明として成立する。Ｒ＜ＬＧとしたのは、仮にＲ＞ＬＧであると上述の逆立ち独楽になってしまい、円錐形の頂角部で回転する独楽という本発明の趣旨に反するからである。ＬＧ＜ＬＭとしたのは、そうしないと、指で擦り部４を擦ったときに独楽が不意の方向に飛んでいき、適切に自転させることができない可能性が高いからである。
【００１４】
第３の手段は、第１の手段または第２の手段を有し、かつ
上記剛性回転体２の周壁が頂角部２ｂ側に近づくほど肉厚となるように構成した。
【００１５】
本手段は、図２に示すように剛性回転体２の周壁が頂角部２ｂ側に近づくほど肉厚としている。これにより図８（Ｃ）に示す如く、重心位置が低くなり、自立回転がスムーズに実現できる。なお図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は対比例であり、同図（Ａ）は中実な参考例、図８（Ｂ）は剛性回転体２の周壁の厚みが一定である他の実施例である。
【００１６】
第４の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記擦り部４は、剛性回転体２の外周面に周設した環状凸部６を有し、上記剛性回転体２を遊技面Ｐに倒伏姿勢で静置した状態において、環状凸部６と摩擦部８との二点で遊技面Ｐに接するように構成した。
【００１７】
本手段は、本願図１に示すように、剛性回転体２の擦り部４に環状凸部６を周設することを提案している。環状凸部６を設けることで摩擦部８の範囲が限定され、一定の回転性能が得られる。これについては後述する。
【００１８】
第５の手段は、第１の手段から第４の手段のいずれかを有し、かつ
上記剛性回転体２を、頂角部２ｂを含む第１半部３Ａと、擦り部４を含む第２半部３Ｂとで構成し、これら第１半部３Ａ及び第２半部３Ｂをそれぞれ別体として、相互に着脱自在に形成した。
【００１９】
本手段は、図９の如く剛性回転体２を、頂角部２ｂを含む第１半部３Ａと、擦り部４を含む第２半部３Ｂとで形成し、両半部を着脱自在に形成している。この構成によれば、一つの第２半部３Ｂに対して、頂角部２ｂの曲率半径や摩擦抵抗の異なるさまざまなタイプの第１半部３Ａをセット物として、第１半部３Ａを交換することで独楽の性能を変化させて遊ぶことができる。
【発明の効果】
【００２０】
第１の手段に係る発明によれば、鋭角円錐状の剛性回転体２の外周面を擦って回転させることで独創的な独楽遊びが可能となる。また剛性回転体２は中空円錐体であるから、中実のものに比べて軽量となり、低年齢の子供の力でも楽に回すことができる。
第２の手段に係る発明によれば、剛性回転体２の大径端部の最上縁からひいた仮想垂線と回転軸との交点をＭとして、頂角部２ｂの最先端から交点Ｍまでの距離をＬＭとし、頂角部２ｂから重心Ｇまでの距離をＬＧとし、頂角部２ｂの曲率半径をＲとするときにＲ＜ＬＧ＜ＬＭが成立するから、一定の回転性能が安定して得られる。
第３の手段に係る発明によれば、剛性回転体２の周壁を、頂角部２ｂ側に近づくほど肉厚としたから、相対的に重心が低くなり、剛性回転体２が立ち上がり易くなる。
第４の手段に係る発明によれば、擦り部４の環状凸部６と摩擦部８との２点で剛性回転体２を支えるから、遊技面に対する環状凸部６側の接点の位置が安定し、一定の回転性能を担保し易い。
第５の手段に係る発明によれば、剛性回転体２を、頂角部２ｂを含む第１半部３Ａと、擦り部４を含む第２半部３Ｂとで着脱自在に構成したから、第１半部３Ａを交換することで、剛性回転体２の回転特性を変化させ、遊技としてのバリエーションを増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る手回し式独楽の正面図である。
【図２】図１の手回し式独楽の縦断面図である。
【図３】図２の手回し式独楽の一部拡大断面図である。
【図４】図１の手回し式独楽の倒伏状態を示す断面図である。
【図５】図１の手回し式独楽を回す行程を上方から見た説明図であり、同図（Ａ）は独楽を擦る行程、同図（Ｂ）は独楽が遊技面を滑りながら進む行程、同図（Ｃ）は歳差運動を始める行程をそれぞれ示している。
【図６】図１の手回し式独楽を回す行程を側方から見た説明図であり、同図（Ａ）は独楽を擦る行程、同図（Ｂ）は独楽が遊技面を滑りながら進む行程、同図（Ｃ）は歳差運動を始める行程をそれぞれ示している。
【図７】図１の手回し式独楽が回転する原理を示す説明図である。
【図８】図２の実施例に係る手回し式独楽の重心位置を説明するための説明図であり、まず同図（Ｃ）は肉厚が変化する当該実施例の断面図、同図（Ｂ）は肉厚が一定である別の実施例の断面図、同図（Ａ）は本発明の参考例であって中実な独楽の断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る手回し式独楽の断面図である。
【図１０】本発明の手回し式独楽の実験の様子を示す説明図であり、同図（Ａ）は手回し式独楽の先端を操作者から見て右向きとして回転させる操作を、同図（Ｂ）は手回し式独楽の先端を操作者から見て左向きとして回転させる操作を、同図（Ｃ）は上記実験を行うための実験場所をそれぞれ示す斜視図である。
【図１１】上記手回し式独楽の錐角と回転成績との関係を調べる第１の実験に使用した試験体（本願発明の範囲に入るもの）の縦断面図であり、同図（Ａ）は、適切に自立回転したものの中で最も錐角が小さいもの、同図（Ｂ）は、適切に自立回転したもののなかで最も錐角が大きいものをそれぞれ示している。
【図１２】上記第１の実験に使用した試験体（本願発明の範囲に入らないもの）の断面図であり、同図（Ａ）は錐角が小さ過ぎて自立回転しなかったもの、同図（Ｂ）は錐角が大き過ぎて自立回転しなかったものをそれぞれ示している。
【図１３】同図（Ａ）は図１２（Ａ）の試験体を回転させようとしたときの当該試験体の動きを、同図（Ｂ）は図１２（Ｂ）の試験体を回転させようとしたときの当該試験体の様子をそれぞれ示している。
【図１４】手回し式独楽の倒伏状態で擦り部４の上端からの垂線が中心軸Ａに交わる点（交点）Ｍと、手回し式独楽の重心Ｇとの位置関係を、円錐角の大きさの異なる各態様毎に説明する図であり、同図（Ａ）は円錐角が３５°の場合を、同図（Ｂ）は円錐角が４５°の場合を、同図（Ｃ）は円錐角が６０°の場合をそれぞれ描いている。
【図１５】第１の実験の試験結果を表す表であり、同図（Ａ）は手回し式独楽の先端を操作者から見て右向きとして回転させた場合の試験結果を、同図（Ｂ）は手回し式独楽の先端を操作者から見て左向きとして回転させた場合の試験結果をそれぞれ示している。
【図１６】第１の実験を試験体の数を限定して再度行った結果を示す図である。
【図１７】上記手回し式独楽の頂角部の曲率半径と回転成績との関係を調べる第２の実験に使用した試験体（本願発明の範囲に入るもの）の縦断面図である。
【図１８】上記手回し式独楽の頂角部の曲率半径と回転成績との関係を調べる第２の実験に使用した試験体（本願発明の範囲に入らないもの）の縦断面図であり、Ｃａｓｅ９及びＣａｓe１０は曲率半径が小さ過ぎて自立回転しなかったもの、Ｃａｓｅ２１は曲率半径が大きすぎて独楽として機能しなかったものをそれぞれ示している。
【図１９】第２の実験（操作者から見て先端右向き・手回しの場合）の試験結果を表す表である。
【図２０】第２の実験（操作者から見て先端左向き・手回しの場合）の試験結果を表す表である。
【図２１】第２の実験を、冶具を使用して再度行った結果を示す図であり、同図（Ａ）は操作者からみて独楽の先端を右向きとした場合の結果を、また同図（Ｂ）は操作者からみて独楽の先端を左向きとした場合の結果を、それぞれ示している。
【図２２】上記冶具の説明図であり、同図（Ａ）は冶具の斜視図、同図（Ｂ）は冶具を用いて独楽を発射する直前の図、同図（Ｃ）は冶具を用いて独楽を発射した直後の図である。
【図２３】本発明の第３実施形態に係る手回し式独楽の断面図である。
【図２４】図２３の手回し式独楽の使用状態説明図である。
【図２５】図２３の手回し式独楽の変形例の使用状態説明図である。
【図２６】従来のひねり独楽の原理を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１から図８は、本発明の第１の実施形態に係る手回し式独楽１を示している。なお、この独楽を回転させて遊ぶための水平な面（地面、机の上面など）を遊技面Ｐというものとする。
【００２３】
この手回し式独楽１は、鋭角コーン形状の剛性回転体２のみで形成されている。この剛性回転体２は、一定の慣性モーメントを有し、仮想の回転軸Ａに対して回転対称に形成されている。剛性回転体２は、ＡＢＳ樹脂などのプラスチックで形成すると成形し易いが、或る程度の剛性を有する材料（例えば木材）であれば何でも形成できる。
【００２４】
この剛性回転体２は、大径部２ａと頂角部２ｂと中間部２ｃとで構成される。
【００２５】
上記大径部２ａの外周面は、指を擦って剛性回転体２を回転させるための擦り部４としている。擦り部４は大径部２ａに存するので剛性回転体２に対して効率良く回転トルクを付与することができる。擦り部４の適所（図示例では大径部の端部）には、環状凸部６を周設する。この環状凸部６の機能については後述する。
【００２６】
上記頂角部２ｂは、鋭角コーン状の剛性回転体２の先端側の部分であるが、完全な頂点ではなく、倒伏姿勢の剛性回転体２に回転力を付与したときに剛性回転体２が立ち上がる程度に丸みを持たせている。図１に示す剛性回転体２の起立姿態において、頂角部２ｂのうち剛性回転体２の回転軸Ａから僅かに離れた外周部分の外面は、下外方へ凸形の弯曲面として、当該弯曲面を遊技面と摩擦するための摩擦部８としている。遊技面と摩擦部８との間に摩擦力が作用することで剛性回転体２を起立させることができる。これについては後述する。
【００２７】
上記摩擦部８を含む頂角部２ｂ全体は、図示例では円弧（真円弧）状になっており、この形状は剛性回転体２の立ち上がりを円滑かつ容易に可能とする。しかしながら、必ずしもこの形状に限られる訳ではなく、遊技面Ｐとの摩擦部が回転軸Ａから離れるように適当な形状（例えば横長楕円形・円錐台形状など）に設計変更することができる。
【００２８】
上記中間部２ｃの外面の輪郭は、剛性回転体２の回転軸Ａを含む仮想縦断面でみたときに直線状になるように形成している（図２参照）。そうしなければ上記摩擦部８を遊技面Ｐに確実に摩擦させることが困難だからである。
【００２９】
また上記剛性回転体２は、図４に示すように剛性回転体２の外周面の一方を遊技面Ｐに当接させて倒伏させた状態で剛性回転体２の大径端部の最上縁から仮想垂線をひいて、この仮想垂線と回転軸との交点をＭとし、頂角部２ｂの最先端から交点Ｍまでの距離をＬＭとし、また頂角部２ｂから重心Ｇまでの距離をＬＧとするとき、ＬＧ＜ＬＭとなる。これにより倒伏状態の剛性回転体２に安定した回転力を付与することができるからである。さらに頂角部２ｂの曲率半径をＲとするとき、Ｒ＜ＬＧである。
【００３０】
図４に示す倒伏状態から剛性回転体２が立ち上がり、自立回転するためには、上記摩擦部８が剛性回転体２の回転軸Ａから離れた位置にある必要がある。剛性回転体２の頂角部２ｂの曲率半径が小さ過ぎると、剛性回転体２は自立回転運動せずに転がり続けるだけだからである。実験によると、通常の玩具用の独楽の直径サイズ（３２ｍｍ程度）であれば、頂角部２ｂの曲率半径は２ｍｍ以上が適当である。これについては後述する。
【００３１】
他方、剛性回転体２の頂角部２ｂの曲率半径の上限値は、曲率半径をＲとし、かつ回転軸方向の剛性回転体２の高さをＨとすると、２Ｒ＜Ｈであることが必要である（例えば図１７のＣａｓｅ２０参照）。そうでなければもはや剛性回転体２は静止した状態でも常に起立可能となり、独楽として機能しがたいからである。
【００３２】
また上記剛性回転体２の鋭角コーン状の筒壁は、図２に示す如く大径端部側から頂角部２ｂ側へ近づくにつれて肉厚となっている。これにより剛性回転体２の重心が低くなり、倒伏状態から自立回転させることが易しくなるからである。図示例では、｛筒壁の下端部付近の最大肉厚｝に対する｛筒壁の上端部付近の最少肉厚｝の比率が２：１程度であるが、その割合は適宜変更することができる。
【００３３】
図８は、同図（Ｃ）に示す本実施形態の剛性回転体２の重心位置を、対比例と比べて解説するための図面である。図８（Ａ）は中実円錐形の剛性回転体であり（対比例１）、図８（Ｂ）は中空円錐形であって筒壁の厚みが一様な剛性回転体である（対比例２）。簡単のために剛性回転体２の先端部が尖っているものと仮定し、公知の重心の公式を適用して各形態の大よその重心Ｇの高さを図８の各部分図に書き込む。ちなみに重心の公式とは、垂直な回転軸に沿ってｚ軸をとると、ｚＧ＝（１／ｍ）∫（ｚ・Ｓ）ｄｚ（但しｍ＝∫Ｓｄｚである。但しＳはｚ軸に直交する面で剛性回転体を切ったときの断面積であり、Ｓ＝πｒ２である。また剛性回転体の比重は一様とする。図８（Ｃ）の場合には、剛性回転体の筒壁の外面・内面の輪郭を現す式を、例えばｚ＝ａｘ、ｚ＝ｂｘ＋ｈのように立てて計算すればよい。この結果、図８（Ａ）のものに比べて図８（Ｂ）が、また図８（Ｂ）のものに比べて図８（Ｃ）がそれぞれ重心の低い形状になることが判る。
【００３４】
上記構成において、本願の手回し式独楽を使用するときには、まず上記剛性回転体２を、その回転軸Ａが利用者から見てほぼ左右方向に向くように倒伏させる。そして図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示す如く剛性回転体２の周面大径部である擦り部４の上面に指を添えて利用者に近い側（便宜的に「後側」という）へ下寄りに擦ると、剛性回転体２は、図６（Ｂ）に細い矢印で示す向きの回転（「スライス回転」という）しながら、同図の黒矢印の方へ前進する。この状態において、剛性回転体２には、その大径部側に比べて小径部側の方が遊技面Ｐに対して強く摩擦作用の影響を受ける。その理由は、次の幾つかの要因が関係しているものと推察される。
第１に、大径部側を指で下向きに擦ることの反動で大径部側が若干浮き上がること。
第２に、剛性回転体２がスライス回転することで、遊技面Ｐと剛性回転体２の下面との相対速度が剛性回転体全体の前進速度より大きくなっており、その相対速度は大径部側ほど大きいため、遊技面Ｐから大径部側がはじかれ易いこと。
【００３５】
その結果として、剛性回転体２の摩擦部８には図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）の白矢印で示す摩擦力Ｆが働き、剛性回転体２は或る程度前進した後に摩擦部８側を中心に回転する。この回転はやがて剛性回転体２の才差運動へと移行し、ついには自立回転する。
【００３６】
本願発明の剛性回転体２が倒伏状態→一方向への突進→才差運動（或いは振り回し運動）→自立回転の順序で回転する行程は、おおよそ、一般の独楽が自立回転→才差運動→地面に転がる→静止の順序で停止する行程の逆であると考えられる。一般の独楽の才差運動は、下記の角運動量保存法則で表される。
［数式２］（ｄＬ／ｄｔ）＝ｒ×Ｆ  ｛（ｄＬ／ｄｔ）は角運動量変化  Ｆは外力  ｒは独楽の基準点から外力の作用点までの位置ベクトル｝
【００３７】
もっとも一般の独楽の才差運動では外力として重力をとり、また基準点として独楽の運動の定点（通常は独楽の軸の先端）をとるのに対して、本願の手回し式独楽の場合には、指で擦った直後の剛性回転体が一方向へ突進していく状態では運動の定点が存在せず、こうした定点のない剛体の動きでは当該剛体の重心を基準点として数式２を適用しなければならない（例えば非特許文献１の第１５〜１６頁）。図５（Ｂ）に示すように遊技者からみて横向き状態で剛性回転体２が前進すると、摩擦部８には後方へ摩擦力Ｆが作用する。重心Ｇから見た摩擦力の作用点は、左右の一方向下寄りであるから、角運動量Ｌの変化は、上記数式２より、左右の一方向上寄りとなる（図７参照）。これにより剛性回転体２の回転軸Ａが起立状態へ変化する。これにより剛性回転体２が自立する方向へ回動する。
【００３８】
後述の第２実験によれば、次の２つの傾向が見られる。第１の傾向は、剛性回転体２の頂角部２ｂの曲率半径が３〜９ｍｍ程度では平均回転時間に大差ないことである。頂角部２ｂの曲率半径がある程度大きいと、頂角部２ｂのうち遊技面Ｐと接触する箇所は一定の広がりを有し、その接触面積は曲率半径が大きいほど大となる。しかしながらクーロンの摩擦の法則（この法則は限られた範囲で成立する経験則である）によれば、一般に２つの面の間に作用する摩擦力は見かけの接触面積によらない。何故ならば摩擦というのは相互に接する２面のうち実質的に接触する複数の非常に狭い箇所で摩擦力が作用する現象であり、見かけの接触面積が大きくても実質的な接触箇所が変わらなければ摩擦力の大きさに影響しないからである。そのため、頂角部２ｂの曲率半径が３〜９ｍｍ程度の範囲では、曲率半径が大きくなっても、上記数式２の（ｄＬ／ｄｔ）＝ｒ×Ｆのうち摩擦力Ｆには大差なく、従って独楽を起立させる力に対応する（ｄＬ／ｄｔ）にもあまり変化はないと推定される。
【００３９】
第２の傾向は、頂角部２ｂの曲率半径が２ｍｍ以下となると、平均回転時間が急に短くなり、１ｍｍ以下になるとほとんど自立回転させることができないことである。さらに詳しく観察すると、頂角部２ｂの曲率半径が３〜９ｍｍ程度の試験体では、剛性回転体２は擦ったあとの前進状態において摩擦により徐々に減速するとともに、自立方向に回動するのに対して、頂角部２ｂの曲率半径が２ｍｍ以下であると、剛性回転体２の減速の程度が小さく、そのままリングアウトする傾向が強い。このことから、図５（Ｂ）に示す摩擦力Ｆが十分作用していないため、同図（Ｃ）の振り回し運動をするに至らないものと理解される。その原因は必ずしも明確ではないが、曲率半径が２ｍｍ以下の範囲では、頂角部２ｂが尖鋭となり、頂角部という点と遊戯面Ｐとの間の摩擦となるため、曲率半径が小さくなるほど摩擦力が小さくなるものと考えられる。
【００４０】
なお、この実施形態の剛性回転体２の構成では、小径側の頂角部２ｂが丸く、大径側に環状凸部６を周設し、かつ中間部２ｃの輪郭を直線的にしたので、頂角部２ｂの外周部のうち常に同じ箇所で遊技面Ｐと接する。換言すれば摩擦部８となる箇所が一定であるため、独楽を回す操作を繰り返しても同程度の摩擦力が摩擦部８となる場所がほぼ一定であるために、安定的に自立回転をさせることができる。
【００４１】
なお、本実施形態のうち環状凸部６を設けることは本発明において必須要件ではない。しかしながら、環状凸部６を設けることで、倒伏状態の剛性回転体２を、当該環状凸部６と摩擦部８とで遊技面Ｐに対して２点接触させることができるので、より回転性能が安定する。
【００４２】
次に本発明の他の実施形態に関して説明する。これらの実施形態において第１実施形態と同じ構成については解説を省略する。
【００４３】
図９は、本発明の第２実施形態に係る手回し式独楽を示している。この独楽は、中空縦断面Ｖ字形の剛性回転体２であって、この剛性回転体２の周壁を上下２つに分割して、相互に着脱自在な下半部３Ａ及び上半部３Ｂに形成したものである。好適な図示例では、下半部（第１半部３２Ａ）及び上半部（第２半部３２Ｂ）の対応端部に相互に係合する係合段部１０Ａ、１０Ｂを形成して、回転中、特に自立回転へ移行する途中の才差運動の際に上半部が下半部から不意に離脱しないようにしている。
【００４４】
以下、第１実施形態及び第２実施形態に係る剛性回転体２の錐角・頂角部の曲率半径・大径部の径を変化させて回転性能を調べる試験を行う。試験は、図１０（Ａ）のように剛性回転体２の先端を利用者から見て右向きにして、或いは、図１０（Ｂ）のように剛性回転体２の先端を利用者から見て左向きにして、一定の遊技面Ｐの上で弾くことで行う。この遊技面Ｐは、図１０（Ｃ）に示すように奥行１２０ｃｍ、巾７５ｃｍの滑らかな平面（テーブル）とするものとする。そして次の３つの実験を行った。
【００４５】
［第１実験−錐角を変化させた場合の回転性能の試験］（図１１から図１６参照）
剛性回転体２の錐角を、１５°から５０°の範囲で５°ずつ変化させた８つの試験体（Ｃａｓｅ１〜Ｃａｓｅ８）を製作した。それらの試験体の形態情報を表１に示す。またそれらの一例を図１１及び図１２に表す。
【００４６】
【表１】
2014136118.tif 000003
【００４７】
各試験体毎に十回回転させることを試み、図１５に示す表において、試験用テーブルである遊技面Ｐの上で自立回転できたときには、その秒数を書き込み、自立回転に至らずにいわゆる振り回しで終わったときには“△”を、自立回転も振り回しもできなかったときには“×”を、遊技面から飛び出して（リングアウトして）自立回転したときには“×（※２）”を、遊技面から飛び出して回転しなかったときには“×（※３）”をそれぞれ該当箇所に表記した。
【００４８】
その結果として、剛性回転体２の向きが右向き・左向きどちらでも同じ傾向があること、２０°から４０°の範囲で良好に自立回転することが判った。回転性能の評価指数として平均回転時間を表の右端に表記した。これによると、２０°から４０°の範囲のうちさらに平均回転時間が長く玩具として良好であるのは、３０°から４０°の範囲である。
【００４９】
図１１に示す２つの試験体は、良好に自立回転する試験体のうち最も錐角が小さいもの（Ｃａｓｅ２）及び最も錐角が大きいもの（Ｃａｓｅ６）である。また図１２に示す２つの試験体は、Ｃａｓｅ２の次に錐角が小さいもの（Ｃａｓｅ１）及びＣａｓｅ６の次に錐角が大きいもの（Ｃａｓｅ７）である。
【００５０】
図１５に示す最初の実験で良好な結果が得られたＣａｓｅ２〜６に関して再度同じ内容の実験を繰り返した結果を図１６に示す。平均回転時間はおおよそ同じであり、ほぼ同一の結果が得られたものと理解される。
【００５１】
錐角が１５°であるＣａｓｅ１の場合には、図１５（Ａ）の実験（独楽の先端右向き）では１０回中、自立回転に成功したのが２回、リングアウトが１回あった。残りの７回は、回転軸の周りを自転するが、自立回転に至らなかった場合であり、具体的には、図１３（Ａ）に示すように単に剛性回転体２が遊技面Ｐの上を転がっただけであった。図１５（Ｂ）の実験（独楽の先端左向き）では、１０回中、自立回転に成功したのが３回、リングアウトが４回あった。残りの３回は自立回転に至らなかった。以上のことから、この錐角では、指で剛性回転体２を擦るという動作により、相対的に重心位置が高い剛性回転体２を自立回転させるのに必要な回転力を発生させることは難しいと判った。
【００５２】
錐角が４５°の場合には、図１５（Ａ）の実験（独楽の先端右向き）では１０回のうち７回は剛性回転体２を回転させることができず、また図１５（Ｂ）の実験（独楽の先端左向き）では１０回のうち５回は剛性回転体２を回転させることができなかった。具体的には、図１３（Ｂ）に示すように、剛性回転体２は回転軸（自転軸）をランダムに変化させながら遊技面Ｐを転動することが多い。これは、図１４（Ｂ）に示すように、剛性回転体２を真上から押圧したときの力Ｆ１の延長線と回転軸Ａとの交点Ｍが重心Ｇと接近しているために剛性回転体２の動きが不安定となるためと考えられる。図１４（Ａ）に示す錐角が３５°の場合と比較されたい。さらに錐角を大きくしていくと、図１４（Ｃ）の交点Ｍは図の左方へ移動して重心Ｇと一致し、動きの不安定さが一層増大する。これとともに擦って押下げる力のうち回転軸Ａに対して垂直方向の分力（剛性回転体の自転に寄与する分力）も低下していく。図面よりＣａｓｅ６〜７を境にして錐角が大きくなるほど回転性能は急速に悪化することが予想される。実験結果は理論上の予想と一致しており、錐角の上限値が４０°と４５°との間に存在することが判る。
【００５３】
［第２実験−頂角部の曲率半径を変化させた場合の回転性能の試験］（図１７から図２１参照）
剛性回転体２の頂角部２ｂの曲率半径を０ｍｍから１３ｍｍの範囲で１ｍｍずつ変化させた１４個の試験体（Ｃａｓｅ９〜Ｃａｓｅ２２）を製作した。それらの試験体の形態情報を表２に示す。なお、０°というのは金型で成形可能な限り、先端を細くしたという意味であり、少なくとも０．１ｍｍ以下のことである。それらの試験体の一例を図１７及び図１８に表す。
【００５４】
【表２】
2014136118.tif 000004
【００５５】
図１９に示す実験（先端右向き）の結果によれば、好適な回転性能を得られる曲率半径の範囲は２ｍｍから９ｍｍ、より好ましくは３ｍｍから９ｍｍの範囲である。０ｍｍ〜１ｍｍの範囲では全く自立回転させることができなかった。２ｍｍのものは、３ｍｍ〜９ｍｍのものに比べて明らかに回しにくい。今回の実験では大半の試行例で自立回転できたが、条件が少し変わるだけで逆の結果となり得る。これについては後述する。３ｍｍ〜９ｍｍでは最も自立回転の成功率が高く、平均回転時間も長くなった。幾度かリングアウトした事例があるが、床の上で自立回転を続けた。１０ｍｍ〜１１ｍｍでは全く回らない事例が相当数あり、平均回転時間も短いので、回しにくい形態である。１２ｍｍ〜１３ｍｍのものは回転させる前から遊技面で自立してしまうので、独楽として成立しない。図２０は先端左向きの場合である。先端右向きの場合とほぼ同様の結果が得られた。
【００５６】
図２２は、図１０（Ａ）の如く手で回す代わりに、治具を用いて曲率半径２ｍｍ〜８ｍｍの剛性回転体２を回す試験をしたものであり、その実験結果を図２１に示す。この冶具は図２２（Ａ）に示すようにＡＢＳ樹脂板の側面にスチロール樹脂などの可撓性材料で形成した腕部の上部を紐（ロックタイ）で固定したものである。この腕部の下端部の独楽との当接箇所には、ゴムスポンジ素材を張り合わせる。この腕部の下部を撓めて、腕部の下部と机の上面との間に本発明の独楽を挟み、同図（Ｃ）のように冶具全体を腕部の取り付け箇所と反対側へ動かすと、腕部がしなり腕部の下部と机の上面との間から独楽が発射される。こうした冶具を利用する理由は、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）の如く指で独楽を回すときに人間が無意識に使う技能やコツを排除することである。この冶具を用いて独楽を回す状態は、手先が器用でない小さい子供が独楽を回す状態に比較的近いものと思われる。
【００５７】
図２１に示す実験結果によれば、曲率半径が２ｍｍのものは、殆どの試行例で回転させることができなかった。従って子供でも確実に自立回転させることを可能とするためには、３〜９ｍｍの範囲とすることが望ましい。
【００５８】
図２３から図２５は、本発明の第３実施形態を示すものである。この実施形態では、剛性回転体２を紡錘形状にしたものである。この形態では、特に擦り部４に環状凸部６を周設することが重要である。これにより、図２４に示すように紡錘形の剛性回転体２の外周面の特定の一点と環状凸部６とで紡錘形剛性回転体２の姿勢を安定させることができる。そして安定した姿勢で剛性回転体２を押すので、一定の回転性能が得られやすい。仮に環状凸部６を設けない場合には、擦り部４を押し下げる場合にぐらついたり（図２５（Ａ）参照）、指が先端側へ滑ってしまう可能性がある（図２５（Ｂ）参照）。
【符号の説明】
【００５９】
１…手回し式独楽
２…剛性回転体  ２ａ…大径部  ２ｂ…頂角部  ２ｃ…中間部
３Ａ…剛性回転体下半部  ３Ｂ…剛性回転体上半部  
４…擦り部  ６…環状凸部  ８…摩擦部  
Ａ…回転軸  Ｇ…重心  Ｐｃ…接点
【図１】
2014136118.tif 000005
【図２】
2014136118.tif 000006
【図３】
2014136118.tif 000007
【図４】
2014136118.tif 000008
【図５】
2014136118.tif 000009
【図６】
2014136118.tif 000010
【図７】
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【図８】
2014136118.tif 000012
【図９】
2014136118.tif 000013
【図１０】
2014136118.tif 000014
【図１１】
2014136118.tif 000015
【図１２】
2014136118.tif 000016
【図１３】
2014136118.tif 000017
【図１４】
2014136118.tif 000018
【図１５】
2014136118.tif 000019
【図１６】
2014136118.tif 000020
【図１７】
2014136118.tif 000021
【図１８】
2014136118.tif 000022
【図１９】
2014136118.tif 000023
【図２０】
2014136118.tif 000024
【図２１】
2014136118.tif 000025
【図２２】
2014136118.tif 000026
【図２３】
2014136118.tif 000027
【図２４】
2014136118.tif 000028
【図２５】
2014136118.tif 000029
【図２６】
2014136118.tif 000030