(57)【要約】円筒上で非対称な内部構造を有する中間移動体（３１１）を備えた揺動移動体玩具（１００）に関する。質量中心は中空部の軸（３３５）中間近くにあり、赤道面（３３７）内の軸周りの慣性モーメントにおけるモーメント変化百分率Ｖは、Ｖ＝１００×［Ｉ（Φｍａｘ）−（Φｍｉｎ）］／Ｉ（Φｍａｘ）によって与えられ、例えば、ｎ回対称（n ≧ 3）を有する重量分布を生じるように内部部品を配置することによって最小化される。１つの好適な実施態様においては、移動体（３１０，３１１）は基板上に設置された電池（３７５）によって給電される光源（３７７）を備える。平板円筒型電池が中空部の軸に直角な対称軸を有するように赤道回路基板上に設置されている。電池の交換を可能にするために、各移動体の上半分と下半分（３１１ａ、３１１ｂ）が、中空部の軸から離間して平行に設けられたネジ止め柱（３７１ａ，３７１ｂ）によって着脱自在に付着されている。オン／オフスイッチ（３８０）には、透明な外殻（３５１）を貫通する小さな開口から到達可能である。１つの好適な実施態様においては、光源は、移動体が静止しているときは視認されず、移動体が動いているときは視認されるような周期で閃光する。
2005503200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する長尺の係留手段と、
前記係留手段の第１の端部に付着された第１の端部移動体と、
赤道面への法線をなす極軸に沿って貫通する中空部を有した第２の移動体とを備え、前記係留手段は前記中空部を貫通可能であり、前記第２の移動体の質量分布は前記極軸周りの円筒での対称性を有さず、前記第２の移動体は前記赤道面内での回転軸の方位角φの関数として慣性モーメントを有し、前記質量分布は、第１方位角φｍａｘにて前記赤道面内の第１軸周りの最大慣性モーメントI(φｍａｘ) を有すると共に、第２方位角φｍｉｎにて前記赤道面内の第２軸周りの最小慣性モーメントI(φｍｉｎ) を有し、
Ｖ＝１００×［Ｉ（φｍａｘ）−Ｉ（φｍｉｎ）］／Ｉ（φｍａｘ）
で与えられる前記モーメント変動百分率Ｖは６６％未満であり、前記質量分布が前記中空部の中間点近くにある質量中心を有する、揺動移動体玩具。
【請求項２】
前記モーメント変動百分率Ｖは５０％未満である請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項３】
前記モーメント変動百分率Ｖは４０％未満である請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項４】
前記モーメント変動百分率Ｖは３０％未満である請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項５】
前記モーメント変動百分率Ｖは２０％未満である請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項６】
前記モーメント変動百分率Ｖは１０％未満である請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項７】
前記モーメント変動百分率Ｖは５％未満である請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項８】
前記モーメント変動百分率Ｖは２．５％未満である請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項９】
前記モーメント変動百分率Ｖは１％未満である請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項１０】
前記第２の移動体は機能性部品を有し、該機能性部品が前記円筒対称性の欠落に寄与する請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項１１】
前記機能性部品のそれぞれの質量中心は、ほぼ第２の移動体の赤道面上にある請求項１０に記載の揺動移動体玩具。
【請求項１２】
前記極軸周りの前記機能性部品の質量分布は、ほぼｎ回対称（ｎは３以上の整数）を有する請求項１０に記載の揺動移動体玩具。
【請求項１３】
前記機能性部品は、電池と、該電池によって給電される光源とを有する請求項１０に記載の揺動移動体玩具。
【請求項１４】
前記機能性部品が更に前記電池から前記光源への電力を制御するスイッチを有する請求項１３に記載の揺動移動体玩具。
【請求項１５】
中央に置かれた高密度の重りを更に備える請求項１０に記載の揺動移動体玩具。
【請求項１６】
中央に置かれた高密度の重りを更に備える請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項１７】
前記係留手段の前記第１の端部の反対側にある前記係留手段の第２端に付着された第３の移動体を更に備える請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項１８】
前記第２の移動体は、固有半径Ｒ、質量ｍ、質量分布ρ、および、
【数１】
2005503200.tif 000013
に従う体積要素ｄτについての積分によって与えられる、前記極軸の中間点からの距離ベクトルｒの第１ベクトルモーメントＪを有し、前記第１ベクトルモーメントＪの大きさの、前記固有半径R と前記質量ｍとの積に対する比が０．５０未満の値を有する請求項１に記載の揺動移動体玩具。
【請求項１９】
前記比が０．４０未満である請求項１８に記載の揺動移動体玩具。
【請求項２０】
前記比が０．３０未満である請求項１８に記載の揺動移動体玩具。
【請求項２１】
前記比が０．２０未満である請求項１８に記載の揺動移動体玩具。
【請求項２２】
前記比が０．１０未満である請求項１８に記載の揺動移動体玩具。
【請求項２３】
前記比が０．０５未満である請求項１８に記載の揺動移動体玩具。
【請求項２４】
前記比が０．０２５未満である請求項１８に記載の揺動移動体玩具。
【請求項２５】
前記比が０．０１未満である請求項１８に記載の揺動移動体玩具。
【請求項２６】
有効長ｌを有する可撓性を備えた長尺の係留手段と、
前記係留手段の第１の端部に付着された第１の端部移動体と、
赤道面に垂直な極軸に沿って貫通する中空部を有した第２の移動体とを備え、
前記係留手段は前記中空部を貫通可能であり、
前記揺動移動体玩具は、前記第１の端部移動体および第２の移動体のうちから選択された移動体に設けられた光源と、前記揺動移動体玩具から距離Ｄだけ離れた位置にいる人に対して閃光速度Ｎで前記光源を閃光させるための前記光源に接続された回路とを更に備え、
前記光源は前記光源の閃光周期のうちの期間αだけ消灯し、前記閃光速度Ｎは下記式
【数２】
2005503200.tif 000014
（ｇは重力加速度）を満足することによって、前記光源の前記閃光は前記選択された移動体が静止しているときは視認されないが、前記揺動移動体玩具の操作中には視認される、揺動移動体玩具。
【請求項２７】
１０Ｈｚ＜Ｎ＜３１３Ｈｚである請求項２６に記載の揺動移動体玩具。
【請求項２８】
【数３】
2005503200.tif 000015
である請求項２６に記載の揺動移動体玩具。
【請求項２９】
２０Ｈｚ＜Ｎ＜１５６Ｈｚである請求項２８に記載の揺動移動体玩具。
【請求項３０】
【数４】
2005503200.tif 000016
であることを特徴とする請求項２６に記載の揺動移動体玩具。
【請求項３１】
３０Ｈｚ＜Ｎ＜７８Ｈｚである請求項３０に記載の揺動移動体玩具。
【請求項３２】
【数５】
2005503200.tif 000017
である請求項２６に記載の揺動移動体玩具。
【請求項３３】
Ｎが約４０  Ｈｚである請求項３２の揺動移動体玩具。
【請求項３４】
前記第２の移動体が外殻部と、赤道に沿って設けられた機能性部品設置用部材とを備え、前記外殻と一体でない前記機能性部品が前記機能性部品設置用部材上に設置されている請求項１０に記載の揺動移動体玩具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動移動体玩具に関する。より詳細には、中間移動体が円筒上で対称な重量分布を有しない揺動移動体玩具に関し、更に、中間移動体が殆どあるいは全く重量分布の対称性を有しない揺動移動体玩具に関する。中間移動体の重量分布が円筒上で対称性を有しない揺動移動体玩具の実施態様のうち重要なものは、中間移動体が１つ以上の電池によって給電される１つ以上の発光素子などの機能性内部部品を有する揺動移動体玩具である。
【背景技術】
【０００２】
図１Ａに示すように、揺動移動体玩具１００は、紐１２０に付着された端部移動体１１０と円筒上対称穴あき移動体１１１で構成される。端部移動体１１０は紐１２０の一端に固定されている。穴あき移動体１１１は紐１２０を通す穴１３０を有することにより、穴あき移動体１１１を紐１２０に沿って自由に摺動可能とする。図１B に示すように、この玩具１００は、端部移動体１１０が付着された端１２１とは反対側の紐の端１２２を手で把持し、手を振動させて移動体１１０，１１１を分離させると共に、端部移動体１１０を穴あき移動体１１１の周りで軌道を描いて旋回させることによって操作される。移動体１１０，１１１は、図１B に示すような垂直軌道１９０か、あるいは、水平軌道、８の字軌道、または不規則軌道を描くことが可能である。
【０００３】
上記揺動移動体玩具１００は１９３４年２月に発行されたドイツ特許第５７２７２３号に記載されており、この玩具の一種が商標「オイオイ（ＯＹ−ＯＹ）」としてマサチューセッツ州リンカーン市のプレイコ・プラスチックス（Ｐｌａｙｃｏ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）社によって市場に出された。上記ドイツ特許およびプレイコ・プラスチックス社のものは、穴あき移動体１１１の密度が中空部の軸１３６の周りの円筒上で対称、かつ均一であることに注目しなければならない。穴あき移動体１１１が均一密度であることの欠点は、移動体１１０，１１１が軌道を描くときに紐１２０が穴あき移動体１１１の回りに絡まる傾向があり、玩具１１０の操作の楽しみを妨げることにある。
【０００４】
改善された揺動移動体玩具２００の一種は１９９３年３月３０日に発行された米国特許No.Re.34,208に記載されている。図２に示すように、改善された揺動移動体玩具２００は紐２２０に付着された３つの移動体２１０，２１１，２１２で構成され、端部移動体２１０，２１２は紐２２０の端２２１，２２２に固定され、中間移動体２１１は中空部２３０を有し、その中空部２３０に紐２２０が通されているため、中間移動体２１１を紐２２０に沿って滑らすことができる。紐２２０の各端２２１／２２２に移動体２１０／２１２が固定されているので、操作者は操作中、どちらかの端部移動体２１０／２１２を把持し、空中で端部移動体２１０／２１２を持ち替えるなどの空中芸を行うことができる。（「発明の背景」の部分のこの段落と残りの段落では、揺動移動体玩具の記載において、図１Ａ，１Ｂの１００番台の参照番号ではなく、図２，３Ａ，３Ｂの２００番台の参照番号が使用されている。また、中間移動体２１１以外の揺動移動体玩具の部品には、図１Ａ，１Ｂの１００番台の参照番号に対応する２００番台の参照番号が割り当てられる。）
図３Ａの中間移動体２１１の破断図と図３Ｂの断面図に示すように、米国特許第Ｒｅ．３４２０８号の揺動移動体玩具２００の改良の１つは、高密度の重り２４０を中心にしてその周りを低密度材料２５０で包囲したことにある。アストロジャックス（ＡｓｔｒｏＪａｘ）の商標で流通し、米国カリフォルニア州サンフランシスコ市のニュートイクラシック社とスイス国ベンニンゲン市のアクティブピープル社によって販売されている揺動移動体玩具においては、上記の重りは真鍮製であり、移動体２１１の円筒の対称軸２３５（すわち「極軸」）に沿った中心中空部２３２を有する完全な円筒形である。重り２４０を包囲する材料２５０は密度が約０．４  ｇ／ｃｃの柔らかい発泡体である。発泡体移動体２１１の外面２５１は、重りの中空部２３２へ続く、上部と下部の二つの円錐曲線形陥没部２３１のほかは、球面である。移動体２１１の中空部２３０は、陥没部２３１と、重り２４０の中空部２３２とを組み合わせて構成される。各円錐曲線形陥没部２３１の口２３４は丸くなっていて球形外表面２５１と交わる。
【０００５】
高密度重り２４０の役割は、質量を移動体２１１の中心近くに集中させて極軸２３５に垂直な軸の回りに低慣性モーメントＩを生じさせることによって、揺動している外側の移動体２１２がその軌道１９０の頂点１９１に達したときに、中間移動体２１１を速く回転させることにある。これは、飛び込みをする人が飛び込む間に身体を丸めることによって回転を増やしたり、アイススケートをする人が回転中に手を内側に持ってくると回転速度が増すのと同一の原理である。
【０００６】
揺動移動体玩具２００のうち特に普及しているものは、中央の重り２４０の回りの発泡体２５０に発光顔料を含浸させた、暗い中で光る種類のものである。発光顔料が光にさらされると、エネルギーが顔料によって吸収され蓄えられて、１０〜１５分間に亙って光として再放出される。従ってユーザは、明るい光のもとで移動体２１０，２１１，２１２を「充電」した後、発光移動体２１０，２１１，２１２が暗所で光を再放出する１０〜１５分間の間、その発光移動体２１０，２１１，２１２で遊ぶことができる。これにより、周囲の環境、更には移動体２１０，２１１，２１２を繋ぐ紐も視認されないために、揺動移動体玩具２００はその最も純粋な視覚状態に置かれる。
【０００７】
揺動移動体玩具２００のうち、暗所で光る種類のものは、子供だけでなく、ナイトクラブやダンスパーティで遊ぶ大人も楽しむことができる。しかしながら、その楽しみと人気は、移動体２１０，２１１，２１２の中の顔料をしばしば再充電する必要があるという不便性によって制限される。そのため、電池式発光型揺動移動体玩具が何年も要望されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
米国特許第Ｒｅ．３４，２０８号に述べられているように、揺動移動体玩具２００の「操作性の良さ」の極めて重大な尺度は、以下の式によって与えられる、次元を有しない比Ｘである。
【０００９】
Ｘ＝（ｍｈ２  ／  Ｉ）１／２              （１．１）
ここで、I は極軸２３５に垂直な軸の回りの慣性モーメント、ｍは各移動体の質量、h は中空部の高さである。この表記は円筒上の対称性を有する中間移動体２１１に対してのみ適用可能であるので、慣性モーメントI は、それが計算される回転軸の方位角φの関数ではないということに注目しなければならない。Ｘが１よりもはるかに大きければ、紐２２０によって生成されるトルクに応じて中間移動体２１１を速く回転させることができるので、紐２２０が中間移動体２１１の回りに絡まることがなく、動きが滑らかとなる。しかし、Ｘが１よりはるかに小さいならば、紐２２０によって生成されるトルクに応じて速く回転することができないので、紐２２０が中間移動体２１１の周囲に絡まり、更に縺れる傾向にあるため、移動体２１０の軌道運動を乱し、玩具２００の楽しみを妨げる。
【００１０】
発光型揺動移動体玩具２００の設計は、中間移動体２１１内の機能性内部部品が円筒上で殆どあるいは全く対称性を有さない質量分布を生じる場合も一般にあるために、更に複雑となる。また、機能性内部部品は一般に質量が極めて大きく、機能性内部部品を移動体の中心近くに配置することは、その大きさの故に困難であるか、或いは不可能である。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、円筒上で対称な重量分布を有しない中間移動体であって、中間移動体の周囲における紐の絡まりや縺れを防ぎ、方位角の関数としての慣性モーメントを有する中間移動体を備えた揺動移動体玩具を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、１つ以上の低慣性モーメントを生じる、円筒上の対称な重量分布を有しない中間移動体を備えた揺動移動体玩具を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、低い慣性モーメントを生じる１つ以上の重量分布対称性を有する中間移動体を備えた揺動移動体玩具を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、１つ以上の低慣性モーメントを有する重量分布対称性を殆どあるいは全く持たない中間移動体を備えた揺動移動体玩具を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、回転軸の関数としての慣性モーメントの変化が最も少ない円筒対称重量分布を有しない中間移動体を備えた揺動移動体玩具を提供することにある。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、回転軸の関数としての慣性モーメントの変化が最も少ない重量分布対称性を有する中間移動体を備えた揺動移動体玩具を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、回転軸の関数としての慣性モーメントの変化が最も少ない重量分布対称性を殆どまたは全く有しない中間移動体を備えた揺動移動体玩具を提供することにある。
【００１５】
更に、本発明のさらなる目的は、機能性内部部品を有する中間移動体のための上述の目的のいくつかまたは全てを備えることにある。
本発明のさらなる目的は、中間移動体の上半分と下半分を固定する手段を有すると共に、１つ以上の低慣性モーメントを有する機能性内部部品を有する中間移動体を備えた揺動移動体玩具を提供することにある。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、劇的外観を有する発光玩具を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、電池式発光揺動移動体玩具を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、光源が、その閃光が、移動体が静止しているときは人間の目によって検知できないが、移動体が通常の遊戯の速度で移動しているときは検知できるようになるほど十分速い周波数で閃光する発光揺動移動体玩具を提供することにある。
【００１７】
更に、本発明のさらなる目的は、移動体が静止しているときは光源が閃光していないように見えるが、移動体が通常の遊戯の速度で移動しているときは光源が閃光しているように見え、この外見上の変化は運動検出機構を用いずに達成される、発光揺動移動体玩具を提供することにある。
【００１８】
また、本発明のさらなる目的は、移動体が静止しているときは光源が閃光していないように見えるが、移動体が通常の遊戯の速度で移動しているときは光源が閃光しているように見え、この外見上の変化は人間の視覚の生理学的性質と精神生理学的性質またはそのいずれかを利用して達成される、発光揺動移動体玩具を提供することにある。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、上述の目的の１つ以上を有する電池式発光揺動移動体玩具を提供することにある。
本発明の更なる目的と利点は以下の記述の中で述べられており、その記述から明らかであるか、本発明の実施から学ぶことができる。本発明の目的と利点は、特許請求の範囲の中で詳しく指摘された手段と組み合わせによって理解され達成することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、紐の端部に付着された第１の移動体と、紐を通す中空部を有した第２の移動体とを備え、第２の移動体をその紐に沿って摺動可能な揺動移動体玩具に関する。第２の移動体は、中空部に沿った軸、すなわち極軸の周囲の円筒上で対称性のない質量分布を有している。モーメント変動百分率Ｖは以下の式で定義される。
【００２１】
Ｖ＝１００×［Ｉ（φｍａｘ）−Ｉ（φｍｉｎ）］／Ｉ（φｍａｘ）
ここで、φは極軸に垂直な赤道面内の回転軸の方位角、φｍａｘは慣性モーメントI がその最大値をとる回転軸の方位角、φｍｉｎは慣性モーメントI がその最小値をとる回転軸の方位角である。モーメントの変動百分率V は６６％未満であり、質量分布は中空部の軸の中間点近くに質量中心を有する。
【００２２】
本発明は、長さｌの紐の端部に付着された第１の移動体と、紐を通す中空部を有した第２の移動体とを備え、第２の移動体をその紐に沿って摺動可能な揺動移動体玩具に関する。これらの移動体のうちの１つの中にある光源は、速度Ｎで光源を閃光させるための回路に接続されていて、閃光周期のうちの期間αだけ消灯する。看者が揺動移動体玩具から距離Ｄだけ離れている場合、閃光は以下の範囲内の速度Ｎで生じる。
【００２３】
【数１】
2005503200.tif 000003
ここで、ｇは重力加速度であるので、上記閃光は、光源が静止しているときは見えないが、玩具の操作中は見ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本明細書に含まれその一部を形成する添付図面は、本発明の実施態様を表し、上記記述と以下の好ましい実施態様の詳細な記述と共に、本発明の原理を説明する。
機能性内部部品を有する中間移動体
電池式発光中間移動体３１１の破断図を図３Ｃに示す。移動体３１１は、それを貫通する中空部３３１のほかは球面状をなす外面を有する、透明または半透明の外殻３５１を備える。中空部３３１は外面と交わる口３３４の方が中心部より広くなっている。中空部の軸３３５は赤道面３３７に垂直である。外殻３５１は、下部に赤道端縁３８５ａを有する略半球形の上側部分３１１ａと、上部に赤道端縁３８５ｂを有する略半球形の下側部分３１１ｂとで構成される。下側部分３１１ｂは、中空かつネジ切りされた２つの下部ネジ柱３７１ａを備え、上側部分３１１ｂは２つの上部ネジ柱３７１ｂを有し、それらは中空、かつネジ（図示せず）を上部ネジ柱３７１ｂに入れて下部ネジ柱３７１ａにネジ止めするために十分広い直径を有するので、移動体３１１の上側部分３１１ａと下側部分３１１ｂとを係留可能とする。
【００２５】
一般に、ネジ柱３７１ａ，３７１ｂとネジとは、設けるとすれば赤道端縁３８５ａ，３８５ｂに設けられて、２つの半球３１１ａ，３１１ｂを留めるための機構よりも質量が大きいということに注目しなければならない。例えば、赤道端縁３８５ａ，３８５ｂは一体成形された互いに補足し合うネジ機構またはスナップロック機構を有してもよい。しかし、赤道端３８５ａ／３８５ｂにおけるそのような一体成形機構からの慣性モーメントI  に対する寄与分は一般に、慣性モーメントI の半径の２乗の重み付けの故に、より質量の大きいネジ柱３７１ａ，３７１ｂとネジとからの寄与分よりも大きくなる。
【００２６】
移動体３１１の内部は中空であり、移動体３１１の内側には赤道面３３７上に回路基板３７９があり、その上に、２つの電池３７５、４つの光源３７７、および１つのオンオフスイッチ３８０が設置されている。その大部分が中空部３３１の一部の背後にある電池３７５は点線で示されている。回路基板３７９は透光性でないため、２つの光源３７７は回路基板３７９の上に設置されており、２つの光源（図３Ｃではみえない）は回路基板３７９の下面に設置されている。オンオフスイッチ３８０は印刷された配線３８１によって電池３７５と光源３７７の間に電気接続されている。オンオフスイッチ３８０の直上の外殻内に小さな穴が設けられていて、その穴から挿入された細長い針（図示せず）でスイッチ３８０の上面を押すことによって、スイッチ３８０の状態を変更可能とされている。
【００２７】
好適な実施態様においては、電池３７５は小型、かつ薄型のディスク型のカメラ用電池または補聴器用電池である。電池３７５は、移動体３１１の極軸３３５に直角な円筒対称の軸をもって非標準的な方法で回路基板上に設置される。これにより、各電池３７５の質量中心は、極軸３３５に平行な円筒対称軸を有して設置された場合よりも移動体の中心に近くなる。中空部３３１がその中心の両側で外に向かってフレア状に張り出しているので、移動体３１１のどれだけ中心近くに電池３７５を置くことができるかは電池の直径で決まってくることにも留意されたい。従って、一般に、複数の効力の少ない部品からの慣性モーメントI に対する寄与分は、少数の効力の大きい部品からの寄与分よりも小さくなる。
【００２８】
本明細書の残りの部分において、図３Ｃの３００番台の参照番号が、中間移動体３１１が円筒上の非対称重量分布を有する揺動移動体玩具の説明に用いられる。また、中間移動体３１１以外の揺動移動体玩具の部品には、図２，３Ａ，３Ｂの２００番台の参照番号と、図１Ａ，１Ｂの１００番台の参照番号とに対応する３００番台の参照番号が割り当てられる。例えば、中間移動体３１１が円筒上の非対称重量分布を有する揺動移動体玩具３００の紐には参照番号「３２０」が割り当てられ、端部移動体には参照番号「３１０」と「３１２」が割り当てられている。
【００２９】
慣性モーメント
基準方向からの方位角φにおける赤道面３３７内の回転軸３９０周りの中間移動体３１１の慣性モーメントI は以下の式で与えられる。
【００３０】
【数２】
2005503200.tif 000004
ここで、ρは密度、ｒ（φ）は回転軸３９０からの距離、ｄτは無限小体積要素であり、積分は体積全体に亙って行われる。あるいは、回転軸３９０からの距離ｒｉ（φ）における多数の質点ｍｉについて、慣性モーメントＩ( φ) が以下の式で与えられる。
【００３１】
【数３】
2005503200.tif 000005
各部品からの慣性モーメントＩ( φ) に対する寄与分は回転軸３９０からの距離ｒ（φ）の自乗の関数であるので、慣性モーメントＩ( φ) は部品の位置に非常に影響される。慣性モーメントＩ( φ) の、回転軸３９０からの距離ｒ（φ）の２乗に対する依存性はいくぶん直感され難い。回転以外の力学が同様な半径の２乗の重み付けに関係する物理量を有しないためである。例えば、小さく重たい部品が回転軸３９０から２mmの位置から４mmの位置へ移動する場合、慣性モーメントＩに対するその寄与分はより直感され易い２のファクターではなく、４のファクターだけ増加する。あるいは、小さく重たい部品が回転軸３９０から１ｍｍの位置から３mmの位置へ移動場合、慣性モーメントI に対するその寄与分は、直感される３とのファクターではなく、９のファクターで増加する。
【００３２】
中間移動体３１１の中に機能性内部部品を備えた揺動移動体玩具３００の設計は、機能性内部部品が一般に相当の質量を有すること、及びその寸法の故に移動体の中心近傍に載置することが困難であることによって、困難となる。また、機能性内部部品を有する揺動移動体玩具３００は一般に、赤道面３３７内の回転軸３９０の方位角φに応じて変化する慣性モーメントI を有する中間移動体３１１を有する。
【００３３】
平面内にn 回対称をもって原点からの距離ｒに置かれたn 個の質量m の質点について、慣性モーメントI の回転軸３９０の方位角φに対する依存性を考えることは有益である。一平面内において、原点の周囲に１回対称、２回対称、３回対称、および４回対称で配置された１質点、２質点、３質点、および４質点がそれぞれ図６．１，６．２，６．３，６．４に示されている。図６．１，６．２，６．３，６．４の幾何学的配置に対する方位角φの関数としての慣性モーメントI の極座標プロットが、それぞれ図７．１，７．２，７．３，７．４に示されている。
【００３４】
ｙ軸上に原点からの距離ｒの位置に配置された単一質量m に対して、図６．１に示すように、回転軸３９０の方位角φの関数としての慣性モーメントI は、x 軸上に二つのローブを有し、各ローブ７１０／７１１は、図７．１に示すように、ｙ方向よりもｘ方向により広がっている。回転軸３９０が原点と質量m の間の線に沿う場合、すなわち、φ＝０°またはφ＝１８０°の場合、慣性モーメントI の値はゼロである。回転軸３９０が正のｘ軸または負のx 軸に沿う場合、すなわち、φ= ±９０°の場合、慣性モーメントI の値は（ｍ  ｒ２）である。
【００３５】
同様に、図６．２に示すように、正のｙ軸上に原点から距離ｒの位置に置かれた質量m および、負のｙ軸上に原点から距離ｒの位置に置かれた質量ｍ（すなわち、原点の周囲に２回対称をもって距離ｒの位置に配置された質量ｍの２つの質量）についての、回転軸３９０の方位角φの関数である慣性モーメントI は、図７．２に示すように、x 軸上に２つのローブ７２０，７２１を有する関数であり、この２つのローブ７２０，７２１は図７．１に示されたローブ７１０，７１１と同一の形状をなす。回転軸３９０が質量m 間の線に沿う場合、すなわち、φ＝０°またはφ＝１８０°の場合、慣性モーメントＩの値はゼロである。回転軸２９０が負のx 軸に沿う場合、すなわち、φ＝±９０°の場合、慣性モーメントI の値は（２ｍｒ２）である。
【００３６】
図６．３に示すように、ｙ軸上正の位置に原点からの距離ｒに置かれた質量ｍと、原点からの距離ｒにｙ軸正の位置から＋１２０°に置かれた質量ｍと、原点からの距離r にｙ軸正の位置から−１２０°に置かれた質量m と（すなわち、原点の周囲に３回対称に距離r の位置に配置された質量m の３つの質量）についての、回転軸３９０の方位角φの関数としての慣性モーメントI は、（３ｍｒ２  ／２）の大きさをもつ定数であり、図７．３に半径（３ｍｒ２  ／２）の円７３０として図示されている。同様に、図６．４に示すように、原点から距離ｒをもって、ｙ軸上の正値および負値と、ｘ軸上の正値および負値とに配置された質量ｍの質量（すなわち、原点の周囲距離ｒに４回対称に配置された質量ｍの４つの質量）についての、回転軸３９０の方位角φの関数としての慣性モーメントI は、大きさ（２ｍｒ２）の一定数であり、図７．４に円７４０としてプロットされている。より一般的には、３以上の全ての整数値n に対して、原点の周りにn 回対称に分布された同一質量ｍのｎ個の質量は、回転軸３９０の方位角φと共に変化せず、（ｎｍｒ２  ／２）の大きさを持つ慣性モーメントI を有することを示すことができる。
【００３７】
モーメントの変動百分率
本発明によれば、慣性モーメントI(φ) のモーメントの変動百分率Ｖは以下の式で定義される。
【００３８】
Ｖ＝１００×［Ｉ（φｍａｘ）−Ｉ（φｍｉｎ）］／Ｉ（φｍａｘ）    （３．１）
ここで、φｍａｘは慣性モーメントI が最大となる回転軸３９０の方位角であり、φｍｉｎは慣性モーメントI が最小となる回転軸３９０の方位角である。図７．１〜７．４から、モーメントの変動百分率Ｖは、１回対称と２回対称では１００％であり、n が３以上のn 回対称では０％であることがわかる。機能性内部部品を有する移動体に対する慣性モーメントI(φ) の極座標プロットは一般に、図８に示すように、必然的に原点を通って対称、すなわち、Ｉ（φ）＝Ｉ（φ＋１８０°）である不規則な形状となり、一般に、モーメントの変動百分率V は０〜１００％の間のいずれかの値をとる。
【００３９】
紐通過の間の中間移動体の運動
米国特許第Ｒｅ．３４，２０８号（第3 欄、３２〜５７行目）に記載されているように、円筒対称密度と低慣性モーメントとを有する中間移動体２１１を備えた揺動移動体玩具では、中間移動体２１１の回転は、端部移動体２１０が紐２２０の近傍を通過するその軌道の頂点を描くとき、すなわち、端部移動体２１０がその「紐通過」を行うときに、２つの異なる運動モードを有することを高速写真が示している。
【００４０】
第１の運動モードでは、揺動している端部移動体２１０がその下半分の軌道２９０を描くとき、中間移動体２１１の中空部の軸２３５は、図４Ａ中、中間移動体２１１に隣接した時計回りの矢印に示されるように、その端部移動体２１０の軌道に概ね沿って回転する。しかし、揺動している端部移動体２１０がその上半分２９１の軌道を開始するとき、中間移動体の回転２１１は、図４Ｂに中間移動体２１１に隣接した矢印がないことによって示されるように、減速し、さらに停止する。それから、揺動している端部移動体２１０の上半分２９１の軌道２９０の間、中間移動体２１１は、図４Ｃ中、中間移動体２１１に隣接した反時計回りの矢印に示されるように、その回転方向が逆になる。揺動している端部移動体２１０がその下半分２９２の軌道２９０を開始するときまでに、中間移動体２１１は１８０°の回転を完了しており、再び中空部の軸２３５は、図４Ｄに示されるように、概ね揺動する端部移動体２１０の方向を指向している。
【００４１】
第２の運動モードでは、揺動する端部移動体２１０がその下半分の軌道２９０を描くとき、中間移動体２１１の中空部の軸２３５は、図５Ａに中間移動体２１１に隣接した時計回りの矢印に示されているように、端部移動体２１０の軌道に概ね沿って回転する。しかし、揺動している端部移動体２１０がその上半分２９１の軌道を開始するとき、中間移動体の回転２１１は、図５Ｂでは中間移動体２１１に隣接した矢印がないことによって示されるように、減速し、さらに停止する。その後、揺動している端部移動体２１０の軌道２９０の上半分２９１の間では、中間移動体２１１は、図５Ｃに中間移動体２１１に隣接した紙面から出る矢印によって示されるように、外側の移動体が通過する紐の側へ水平面内で回転する。揺動する端部移動体２１０がその下半分２９２の軌道２９０を開始するときまでに、中間移動体２１１は１８０°の回転を完了しており、再び中空部の軸２３５は、図５Ｄに示されるように、概ね揺動する端部移動体２１０の方向を指向している。
【００４２】
第１の運動モードと第２の運動モードとを組み合わせ、または交互に行う中間移動体２１１の複合運動も可能である。例えば、中間移動体２１１は、その１８０°回転の中で、垂直面内で半時計方向に回転し始め、それから水平面内で回転し、それから垂直面内で再び半時計方向に回転可能である。あるいは、中間移動体２１１は垂直面と水平面の間の円弧内で回転可能である。
【００４３】
しかしながら、中間移動体３１１の回転は、中間移動体３１１が大きいモーメント変動百分率V を有するときは、中間移動体３１１が小さいモーメント変動百分率V を有するときよりも、紐通過の間はいくぶん不規則かつ予見不可能であることが公知である。このことは明らかに、ゼロでないモーメント変動百分率を持った中間移動体３１１の回転が紐通過の間のその方位の向きによって複雑になっているということに起因している。
【００４４】
紐通過の間、中間移動体３１１は、慣性モーメントI の最も小さい方位角φｍｉｎにある軸の周りを回転するであろうということが想像できるであろう。これは、最小化原理、すなわち、なぜ水は最も低い経路に沿って流れる傾向にあるかを説明する位置エネルギー最小化原理と同様の原理が適用され得るとの仮定に基づいて想像され得る。このことは何回かの紐通過の間に生じるけれども、スローモーションビデオは、このことが必ずしもその場合でないことを示している。最小慣性モーメントＩ（φｍｉｎ）が最大慣性モーメントＩ（φｍａｘ）よりも十分小さいときでさえも、中間移動体３１１は紐通過の間大きな慣性モーメントI を有する軸の周りで回転することがあり、紐３２０が中間移動体３１１の周りで絡まり、あるいは縺れることがあるため、最大慣性モーメントＩ（φｍａｘ）を小さくする設計の動機付けとなる。言うまでもなく、中間移動体３１１が紐通過の間小さな慣性モーメントI を持つ軸の周りを回転する場合には、紐３２０は中間移動体３１１の周りに縺れることはないので、最小慣性モーメントＩ（φｍｉｎ）を小さくする設計の動機付けとなる。
【００４５】
また、中空部の軸３３５から離れた質量中心は、紐通過のすぐ前に中間移動体３１１を着実に一定方向に向ける利点を生じるであろうことは合理的なように思われる。例えば、図６．１の典型的な質量分布に対して、質量m は常に、紐通過の直前に、中間移動体３１１の下部内になければならない。従って、中間移動体３１１が図５Ｃに示されるように平面内で回転するならば、慣性モーメントI は非常に小さくなり、軌道を回る移動体３１０，３１１の動きが滑らかとなる。しかしながら、中空部の軸３３５から離れた質量中心は、揺動移動体玩具３００の軌道に中間移動体３１１の望ましくないぐらつきを生じることが経験的に知られている。
【００４６】
質量中心の位置の有用な基準は以下の式で与えられる距離ベクトルｒの第１ベクトルモーメントＪである。
【００４７】
【数４】
2005503200.tif 000006
ここで、ρは密度、ベクトルｒは中空部の軸３３５の中心点から始まる距離ベクトル、ｄτは無限小体積要素であり、積分は体積全体に亙って行われる。あるいは、中空部の軸３３５上の中心点からの距離ベクトルｒｉにある多数の質点ｍｉについて、第１ベクトルモーメントＪが以下の式で与えられる。
【００４８】
【数５】
2005503200.tif 000007
本発明によれば、第１ベクトルモーメントＪの大きの固有半径Ｒに対する比、すなわち、（│モーメントＪ│／Ｒ）は小さくなる。本発明の好適な実施態様では、固有半径Ｒは赤道面２３７上の半径の算術和である。しかしながら、代替の好適な基準によれば、固有半径Ｒは、赤道面２３７、極軸２３５、または中間方向に沿った最大半径、最小半径、または平均半径であってもよく、使用される平均は、算術平均、幾何平均、または重み付き平均であってもよい。より詳細には、本発明によれば、第１ベクトルモーメントＪの大きさの固有半径Ｒに対する比は０．５０未満であり、好適には０．４０未満であり、更に好適には０．３０未満であり、更に好適には０．２０未満であり、更に好適には０．１０未満であり、更に好適には０．０５未満であり、更に好適には０．０２５未満であり、更に好適には０．０１未満である。
【００４９】
小さいモーメント変動百分率V を有する非円筒対称重量分布を持った中間移動体３１１を備えた揺動移動体玩具３００は、大きいモーメント変動百分率Ｖを有する中間移動体３１１を備えた揺動移動体玩具３００よりも予想可能な一貫した運動の滑らかさを有することに注目されたい。従って、本発明によれば、揺動移動体玩具３００の中間移動体３１１は小さなモーメント変動百分率V を有する。好適には、モーメント変動百分率V は６６％未満であり、更に好適には５０％未満であり、更に好適には４０％未満であり、更に好適には３０％未満であり、更に好適には２０％未満であり、更に好適には１０％未満であり、更に好適には５％未満であり、更に好適には２．５％未満であり、より好適には１％未満である。
【００５０】
機能性内部部品の配置
上記したように、本発明によれば、機能性内部部品は、小さなモーメント変動百分率Ｖを生じると共に、中空部の軸３３５の中間点近くにその集合的な質量中心を有するように配置される。図３Ｃに示された中間移動体３１１内の機能性内部部品の典型的な配置は、これらの与えられた規準を略満たしており、電池３７５はネジ柱３７１ａ，３７１ｂやネジ（図示せず）よりも重く、ネジ柱３７１ａ，３７１ｂは光源３７７よりも重い。図３Ｃに示すように、電池３７５は中空部の軸３３５から等距離にある基準軸３９９からφ＝０°およびφ＝１８０°の方位角に置かれており、ネジ柱３７１ａ，３７１ｂは中空部の軸３３５から等距離にある基準軸３９９からφ＝＋９０°およびφ＝−９０°の方位角に置かれている。また、スイッチ３８０を除く機能性部品３７５，３７７，３７１ａ，３７１ｂのそれぞれの質量中心は赤道面３３７上にある（一対の光源（図示せず）が図３Ｃの中に見える２つの光源３７７の直下の回路基板３７９の底側に設置されていることが思い出される）。また、回路基板３７９の質量中心と外殻３５１の質量中心は、移動体３１１の中心近傍にある。
【００５１】
図３Ｃの部品配置のための動機付けは、図９．１，９．２に示されている６質点（質量２ｍを持つ２個の質点と質量ｍを持つ４個の質点）の単純例を考えることによって明確とされ得る。単純化と説明のために、全質点は原点から距離ｒの位置に配置される。図９．１に示された第１配置において、各質量は六角形の頂点に置かれている。すなわち、質量２ｍの２つの質量はφ＝０°，１８０°に置かれており、質量m の４つの質量はφ＝６０°，１２０°，２４０°，３００°に置かれている。図９．２に示された第２配置において、各質量は正方形の頂点に置かれている。すなわち、質量２ｍの１つの質量はφ＝０°に、質量２ｍの１つの質量はφ＝１８０°に、質量ｍの２つの質量は略φ＝９０°に、質量ｍの２つの質量は略φ＝２７０°にそれぞれ置かれている。図１０．１，１０．２の慣性モーメントＩ（φ）の対応する極座標プロットによって示されるように、図９．１に示された質量配置はＩ（φｍａｘ＝９０°）＝４ｍｒ２およびＩ（φｍｉｎ＝０°）＝３ｍｒ２を有しているので、モーメント変動百分率V は２５％である。しかしながら、図９．２に示された質量配置に対しては、慣性モーメントI は一定値のＩ＝４ｍｒ２であるので、モーメント変動百分率Ｖは０％である。両方の場合において、「均衡のとれた」重量分布、すなわち、原点の近くにその質量中心を有する重量分布があるということに注目することは重要である。均衡のとれた重量分布は、モーメント変動百分率V が０％となることを、あるいは、モーメント変動百分率Ｖが小さくなることさえも、決して保証するものではない。
【００５２】
図３Ｃに示された、光る種類の中間移動体３１１では、ネジ柱３７１ａ，３７１ｂと光源３７７とは電池３７５よりも軽いので、ネジ柱３７１ａ，３７１ｂ、光源３７７、および電池３７５を極軸３３５の回りに６回対称、すなわち、ネジ柱３７１ａ，３７１ｂ、光源３７７、および電池３７５を六角の頂点に配置すれば、方位角φと共に変化しない慣性モーメントＩ（φ）を生じないであろう。すなわち、電池３７５をφ＝０°，１８０°に置き、ネジ柱３７１ａ，３７１ｂをφ＝６０°，２４０°に置き、光源３７７をφ＝１２０°，３００°に置けば、慣性モーメントＩ（φ）はφ＝０°，１８０°におけるよりもφ＝＋９０°，−９０°における方が十分大きくなる。従って、図３Ｃに示すように、好適には、移動体３１１の中心から距離ｒの所でφ＝０°，１８０°に電池３７５を置き、移動体３１１の中心からほぼ同じ距離ｒの所でφ＝９０°，２７０°にネジ柱３７１ａ，３７１ｂと光源３７７を置くことにより、重量分布を４回対称に近づける。光源３７７よりも重く極軸３３５に沿って遠くへ延びるネジ柱３７１ａ，３７１ｂは、光源３７７よりも移動体３１１の中心近くに置かれる。というのは、逆に配置すると慣性モーメントＩ（φ）に対する寄与分が大きくなるからである。
【００５３】
本発明の好適な実施態様において、光源３７７は、移動体３１０，３１１が静止しているときは人間の目で検知できないが、移動体３１０，３１１が通常のプレイの速度νを有するときは人間の目で検知できるほど十分速い毎秒Ｎ回の速度で閃光するように作製し得る。このことは、遊戯が始まって移動体３１０，３１１が移動するときに閃光が現れ、遊戯を止めて移動体３１０，３１１が移動を停止したときに閃光が止むという劇的効果を生じる。移動に基づいて光源３７７を閃光させる効果は一般に、加速度計を用いて移動を検知し光源３７７への信号を制御することによって達成される必要があるということに留意しなければならない。逆に、本発明によれば、移動体３１０，３１１の移動に基づいた閃光を作るために加速度計は必要ではない。というのは、閃光速度N が人間の目の時空分解能を利用しているためである。詳しくは、光源３７７が静止しているときに閃光が見えないようにする場合、閃光速度N は約10閃光／秒よりも大きくなければならない。また、約１ｍ離れて立っているときに距離ｄだけ下にある光源３７７の空間的明るさ変動を人間の目が分析でき、αが閃光サイクルのうちの光源３７７が消えている期間であり、移動体の光源３７７が通常の遊戯の間νｃｍ／秒の速度を有しているとすると、光源３７７が動いているときに閃光が検知できるようにする場合、閃光速度N はαν／ｄよりも小さくなければならない。従って、閃光が光源３７７が静止しているときに検知できないが光源３７７が動いているときに見えるようにする場合、閃光速度N は以下の範囲を満足する必要がある。
【００５４】
１０Ｈｚ＜Ｎ＜αν／ｄ      （５．１）
揺動移動体玩具３００の光源３７７が約５ｘ１０−３ｒａｄより小さい角度だけ離れている場合、人間の目がその閃光を検知できないと仮定すると、それを見ている人が揺動移動体玩具３００から距離D だけ離れているならば、閃光速度N に対する式（５．１）の範囲は以下の式のようになる。
【００５５】
１０Ｈｚ＜Ｎ＜２００αν／ｄ    （５．２）
長さｌの紐３２０を備えた揺動移動体玩具３００に対して、移動体３１０，３１１の速度νは一般にほぼ
【００５６】
【数６】
2005503200.tif 000008
となる。ここで、ｇは９．８  ｍ／ｓｅｃ２の重力加速度である。（ここでの紐３２０の長さｌは有効長であること、すなわち、紐３２０がプレーヤによって保持されているところから端部移動体３１０までの長さであることに留意しなければならない。）従って、閃光速度N に対する式（５．２）の範囲は以下のようになる。
【００５７】
【数７】
2005503200.tif 000009
更に好適には、閃光速度N の範囲は以下のようになる。
【００５８】
【数８】
2005503200.tif 000010
更に好適には、以下のようになる。
【００５９】
【数９】
2005503200.tif 000011
更に好適には、以下のようになる。
【００６０】
【数１０】
2005503200.tif 000012
例えば、閃光光源３７７のオンとオフの時間が等しく（すなわち、α＝０．５）、紐３２０の長さが約１ｍである揺動移動体玩具３００を持ってプレーヤがプレイしている場合、プレーヤが通常のプレイの間、移動体３１０，３１１から約１ｍ離れていると、式（５．３）〜（５．５）はそれぞれ以下のようになる。
【００６１】
１０Ｈｚ＜Ｎ＜３１３Ｈｚ    （５．３．１）
２０Ｈｚ＜Ｎ＜１５６Ｈｚ      （５．４．１）
３０Ｈｚ＜Ｎ＜７８  Ｈｚ      （５．５．１）
閃光速度N が約40閃光／秒であることが最適である。しかしながら、芸人が約１０ｍ離れた観衆のために（例えば、竹馬に乗って歩きながら、またはクレーンから芸をしながら）３ｍのロープまたは紐３２０のついた揺動移動体玩具３００でプレイする場合、閃光光源３７７のオンとオフの時間が等しいならば、式（５．３），（５．４）はそれぞれ以下のようになる。
【００６２】
１０Ｈｚ＜Ｎ＜５４Ｈｚ    （５．３．１）、
２０Ｈｚ＜Ｎ＜２７Ｈｚ    （５．４．１）
本発明の好適な実施態様によれば、スイッチ３８０を押すと光源３７７を制御する回路が少なくとも以下の三つの状態を繰り返す。
（１）光源（３７７）オフ
（２）光源（３７７）オン、但し閃光せず。
（３）光源（３７７）オン、上述の方法で閃光
ユーザが状態を切り替えるためのスイッチ３８０を使っているとき目で区別することができない第２の状態と第３の状態を有することはある意味で欠点であることに留意しなければならない。しかしながら、回路が第３の状態にあって移動体３１９，３１１が動き始めるときに外見上の劇的な違いを与える上述の利点は、本発明に従い上述の欠点を補って余りある相当な利点である。
【００６３】
従って、ここに示された改善は、上述の揺動移動体玩具のための本発明の目的と一致していることがわかる。上記記述は多くの特徴を含んでいるが、これらは本発明の範囲上の制限と解釈されるべきではなく、むしろ好適な実施態様の例示と解釈されるべきである。多くの他の変形例が本発明の範囲内にある。例えば、揺動移動体玩具は１つまたは２つの端部移動体を有し得る。揺動移動体玩具は非円筒対称重量分布を持つことができるが、支柱、リブ、半球体付着手段、中央重り固定手段などの構造部品以外の機能性部品をもたなくてもよい。移動体の外面はほぼ球面でなくてもよい。移動体の外面は円筒対称性を持たなくてもよい。移動体を貫通する穴は円筒対称性を持たなくてもよい。移動体は更に多いまたは少ない電池、光源、スイッチ、およびネジ柱を有し得る。スイッチを押すことによって光源が三つより多いまたは少ない状態を繰り返すことができる。移動体は別の構成で配置された電池、光源、スイッチ、ネジ柱を有し得る。閃光光源がオンである時間量が閃光光源がオフである時間量と異なってもよい。移動体は互いに電気的に通信することができる。移動体は１つ以上の光源の色の時間変動を生じる回路を備えていてもよい。機能性部品は音生成部品を備えてもよい。機能性部品は音生成部品と、音生成部品を制御するための運動検知部品を備えてもよい。機能性部品は移動体の運動によって生成されたドップラー効果を利用するようになっている音生成部品を備えてもよい。機能性部品を備えた揺動移動体玩具は慣性モーメント削減高密度中心重りを備えても、備えなくてもよい。電池、ネジ柱、光源、スイッチ、およびその他の部品の相対重量は記載されたものと違ってもよい。機能性部品は内部に置かれなくてもよい。
【００６４】
また、本発明の動作および性能の基礎になっている物理的原理の記述は現在理解されるように記載されているが、それに限定されるものではない。これらの物理的記述は、近似、簡略化、および仮定を含むことができることも明らかである。例えば、大きなモーメント変動百分率または小さなモーメント変動百分率を有する中間移動体に対して、紐通過の間の中間移動体の回転は記載されたものよりも簡単であってもよく複雑であってもよく、記載されたものと違ってもよく、あるいは、その運動は記載されたもの以外の物理的な意味を持ってもよい。
【００６５】
従って、本発明の範囲は、説明された実施態様、または説明された実施態様を動機付ける物理的解析によって決定されるものではなく、添付の特許請求の範囲とその法的同等物とによって決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１Ａ】二つの移動体を有した揺動移動体玩具を示す斜視図。
【図１Ｂ】移動体が垂直軌道を描いている図１Ａの揺動移動体玩具の動作を示す斜視図。
【図２】三つの移動体を有した揺動移動体玩具を示す斜視図。
【図３Ａ】従来技術に記載されている質量分布、すなわち、円筒対称、かつ均一な低密度材料の内側に高密度の中心重りを備えた円筒対称性を有する中間移動体を示す破断図。
【図３Ｂ】図３Ａの中間移動体の断面図。
【図３Ｃ】機能性内部部品ことに起因して円筒対称性を欠く質量分布を有する中間移動体を示す破断図。
【図４Ａ】揺動する移動体がその軌道の頂点を通過するときの中間移動体のその中心の回りの回転の第１モードを示す斜視図。
【図４Ｂ】揺動する移動体がその軌道の頂点を通過するときの中間移動体のその中心の回りの回転の第１モードを示す斜視図。
【図４Ｃ】揺動する移動体がその軌道の頂点を通過するときの中間移動体のその中心の回りの回転の第１モードを示す斜視図。
【図４Ｄ】揺動する移動体がその軌道の頂点を通過するときの中間移動体のその中心の回りの回転の第１モードを示す斜視図。
【図５Ａ】揺動する移動体がその軌道の頂点を通過するときの中間移動体のその中心の回りの回転の第２モードを示す斜視図。
【図５Ｂ】揺動する移動体がその軌道の頂点を通過するときの中間移動体のその中心の回りの回転の第２モードを示す斜視図。
【図５Ｃ】揺動する移動体がその軌道の頂点を通過するときの中間移動体のその中心の回りの回転の第２モードを示す斜視図。
【図５Ｄ】揺動する移動体がその軌道の頂点を通過するときの中間移動体のその中心の回りの回転の第２モードを示す斜視図。
【図６．１】原点の周囲に１回対称に配置された質点を示すグラフ。
【図６．２】原点の周囲に２回対称に配置された質点を示すグラフ。
【図６．３】原点の周囲に３回対称に配置された質点を示すグラフ。
【図６．４】原点の周囲に４回対称に配置された質点を示すグラフ。
【図７．１】回転軸の方位角φの関数として図６．１の質点の慣性モーメントＩを示す極座標プロット。
【図７．２】回転軸の方位角φの関数として図６．２の質点の慣性モーメントＩを示す極座標プロット。
【図７．３】回転軸の方位角φの関数として図６．３の質点の慣性モーメントＩを示す極座標プロット。
【図７．４】回転軸の方位角φの関数として図６．４の質点の慣性モーメントＩを示す極座標プロット。
【図８】機能性内部部品を有する移動体の慣性モーメントＩの典型的な極座標プロット。
【図９．１】２個の質点が質量２ｍを有し、４個の質点が質量４ｍを有する、６個の質点の均衡配置を示すプロット。
【図９．２】２個の質点が質量２ｍを有し、４個の質点が質量４ｍを有する、６個の質点の均衡配置を示すプロット。
【図１０．１】図９．１の質点の慣性モーメントＩを回転軸の方位角φの関数として示す極座標プロット。
【図１０．２】図９．２の質点の慣性モーメントＩを回転軸の方位角φの関数として示す極座標プロット。
【図６．１】
2005503200.tif 000018
【図６．２】
2005503200.tif 000019
【図６．３】
2005503200.tif 000020
【図６．４】
2005503200.tif 000021
【図７．１】
2005503200.tif 000022
【図７．２】
2005503200.tif 000023
【図７．３】
2005503200.tif 000024
【図７．４】
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【図９．１】
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【図９．２】
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【図１０．１】
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【図１０．２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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