(57)【要約】      （修正有）【課題】支点をテコの原理による支点として働かせ総重心点の上方への移動量を高めシーソー板の適度の動きに必要な位置のエネルギーを得られる様にしたシーソーの提供。【解決手段】重力の働く総重心点の前後に１０センチメートル前後を目安として支点２及び下側で受ける支点受け３を設けテコの原理による支点として働かせ上下する子供の持つ慣性力で総重心位置を上方に押し上げ重力の働く総重心点の上方への移動量を高めシーソー板に連続した動きをさせるだけの位置のエネルギーを得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーソーの動きは重力の働く総重心点に持つ位置のエネルギーが運動のエネルギーに変わる事で起こるが、支点がシーソー板の上になる懸垂形のシーソーでは重力の働く総重心点の上方への移動量が少なく適度の動きをさせるのに必要な位置のエネルギーを得難いが、重力の働く総重心点の前後に支点及び下側から受ける支点受けを設けテコの原理による支点として働かせ上下する子供の持つ慣性力で重力の働く総重心点の位置を上方に押し上げ位置のエネルギーを高める様にしたものでシーソー板に連続した動きをさせるのに必要な位置のエネルギーを得られる様にした懸垂形のシーソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
幼児用遊具のシーソーやブランコの動きは支点を基軸にシーソー板やブランコと乗った子供を合わせた総重心点に働く重力による位置のエネルギーが運動のエネルギーに変わる事により起こる動きである。シーソーでは総重心点の位置が支点の上になるシーソーと支点の下になる懸垂形のシーソーがあるが動き方は全く異なり別種のシーソーであると思われる。総重心点の位置が支点の上になるシーソーでは着地し着地の衝撃があり毎回足で地面を蹴らなければ反転せず動きに連続性はない。一方 、総重心点の位置が支点の下になる懸垂形のシーソーが考えられるが着地する事はなく上下に揺動させて遊ぶシーソーであるが懸垂形のシーソーはあまり見掛けない。本件発明は総重心点の位置が支点の下になる懸垂形のシーソーに関するもので上下の動きに連続性を持たせる為の発明である。ブランコの様に動きに連続性を持たせるには動きの中心となるシーソー板が水平の時に総重心点の位置が最も低くなりシーソー板の傾きにより総重心点の位置が高くならなければならない。
【０００２】
前後に揺れるブランコは支点の真下で位置のエネルギーは最も低くなり前後に傾くに連れて位置のエネルギーは大きくなる。位置のエネルギーと運動のエネルギーを加えたものエネルギー保存の法則により一定である。ブランコの動きは位置のエネルギーが高位置から低位置に移行しようとする力が働き運動のエネルギーに変わり起こるものと思われる、常に支点の真下の動きの中心位置に向かう力が働く。ブランコは振り子の原理で動くのであろうが、シーソーの動きは振り子とは異なるようだ、シーソーは支点と総重心点までの距離が短く振り子としては周期が短くなり過ぎる。総重心点に働く重力による位置のエネルギーはシーソー板を回転させる回転力として働くのだろう。
【０００３】
ブランコもシーソーも適度の動きをさせるにはそれに見合った位置のエネルギーをモーメントとして働かせる必要があるが、働くトルクは支点から総重心点までの水平方向の距離の乗数として働くため、支点から総重心点迄の距離を短くしたシーソーでは支点から総重心点までの水平方向の距離は短く必要とするトルクを得難い。安全の為にシーソー板の高さや傾きの角度にも制限があり、その制限の範囲内で必要な位置のエネルギーを確保しなければならない。懸垂形シーソーでは遙か上方に支点を設けなければ必要な位置のエネルギーが得られないが、支点と総重心点迄の距離を長くすれば前後に揺動する箱形ブランコの様な動きとなり振り子の原理で動くものとなる。
【０００４】
総重心点の位置は子供の乗るシーソー板の中央部上方１０cm位の所になるものと思われる
。懸垂形のシーソーでは板は支点の下になり総重心点の位置は板の中央部で支点の下になるが板の中央に設けた支点では限られた板の傾きによる総重心点の位置の上下方向への移動量は極僅かで総重心点の水平方向への移動は位置のエネルギーとはならない為に動きに必要とする位置のエネルギーは得難い。適度の動きをさせるだけの位置のエネルギーを得るには遙か上方に支点を設ける必要が有るが、動きは前後方向に振り子の原理で揺れ動く箱形ブランコの様な動きになってしまう。適度の動きをさせる位置のエネルギーを得難い、これが懸垂形シーソーを余り見かけない理由であろう。
【０００５】
上下方向に動く懸垂形のシーソーとするには支点と総重心点迄の距離を短くする必要があり、なおかつ、適度の動きをさせる位置のエネルギーを得る為にシーソー板の限られた傾きによって総重心点の位置の上下方向への移動量を大きくする必要が有る。総重心点の前後方向への動きを少なくして上下方向への動きが多くなるようにして適度の動きをさせる為に十分な位置のエネルギーが得られるようにする必要が有る
【背景技術】
【０００６】
ブランコは足で地面を後ろに蹴って位置のエネルギーを高めれば総重心点の動きの軌跡は下に向かって凸となる円弧状を描き支点真下で位置のエネルギーは最も低くなり常に支点真下の位置に戻ろうとする力が働く。支点真下ではがは無くなるが、慣性力により元の高さになるまで振れる。動きの向きを変えて同じ動きを繰り返す。総重心点の軌跡は下に凸となる円弧に沿って動く、すなわち、連続した動きをさせるには動きの中心位置に向かって位置のエネルギーは低くなっている必要が有る。子供が前後に分かれて乗る箱形ブランコでも同じ動きをするが総重心点の位置は中央部でありどちらも同じ振り子の原理で動くのであろう。シーソーは箱形ブランコの支点から総重心点までの距離を短くして前後に長い板に前後に分かれて乗る子供に上下方向への動きをさせるようにしたもの考える事が出来る。前後に分かれてのるものであって総重心点の位置は座板の中央部となり位置は同じである。
【０００７】
支点から総重心点までの距離を短くすれば総重心点の位置の上下方向への移動量は少なくなり適度の動きをさせるだけの位置のエネルギーを得られなくなる。総重心点の位置の上下方向への移動量を多くする方策が必要である。子供の動きの慣性力による小さな力で大きな重力による力の働く総重心点の位置を上方に押し上げ位置のエネルギーを高めなければならない。
【０００８】
子供の動きの慣性力による小さな力で大きな重力による力の働く総重心点の位置を如何にして上方に押し上げ必要な位置のエネルギーを得るかが本発明の課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特願２０１６−１４０８５３
【発明の概要】
【００１０】
総重心点に働く位置のエネルギーを高めるには重力に逆らって総重心点を上に押し上げる必要がある。小さな力で重たい物を持ち上げる法方としてテコがある、テコを使う上で重要なのは、支点・力点・作用点の位置関係、特にその間隔である。テコで大きな力を得ようと思えば、なるべく支点から離れたところに力点を置く、あるいは支点のなるべく近くに作用点を置けばよい。テコは力を増幅させ、あるいは力の向きを変更させる事が出来る。支点から力点及び作用点までの距離に逆比例した力が働く。テコの原理を使えば、重い荷物を小さな力で動かすことができます。作用点が支点の反対側にあるテコでは力点と作用点に働く力の向きは反対方向になる、作用点と力点が支点の同じ側にあるテコでは力の向きは同じ方向に働く。古代ギリシアのアルキメデスは支点と足場さえあれば地球でも動かせると言ったという。
【００１１】
シーソーは左右に動きテコの原理を利用する為に中央部の総重心点の左右に支点を設ける。中央部の左右に設けた支点の支点受けは下側半円状の支点受けとしてシーソー板が水平の時には両支点は接する。総重心点と支点との距離は１０cm前後を目安に適度の動きが得られる様に決める。左側が下がる時には左側の支点に移り反対側の右支点は浮き上がる様な構造とする、右側が下がる時にはこの反対となる。
【００１２】
シーソーとして乗った子供に上下方向の動きをさせるには支点と総重心点までの距離を短くしなければならない。支点と総重心点までの距離を短くすれば支点から総重心点までの水平方向の距離が短くなり板の傾きで得られる位置のエネルギーは小さくなり程よい動きをさせられなくなる。支点から総重心点までの距離を長くすれば箱形ブランコの動きとなり振り子の原理で前後に揺れ動く。これは支点が総重心点の真上になる為に起こる事だと考えて、総重心点の位置は動かせないが、支点の位置を中央から外し前後に設ける、下になる子供の側にずらせた支点を働かせる事で支点から総重心点迄に距離を持たせテコの原理を利用する。反対側にも支点を設けて複数の支点となるが、一方の支点が働いている時には他方の支点は浮き上がらせて遊ばせるような構造とする。
【００１３】
総重心点の前後にずらせた位置に支点を設ける事でテコの原理により上下に動く子供の持つ小さな慣性力により大きな重力の働く総重心点の位置を上に押し上げる事が出来る。総重心点に蓄えられた位置のエネルギーは低い水平位置に戻ろうとする力が働くが動く子供の持つ慣性力により反対方向へ反転し動きを連続させる事が出来る、いわゆる、エネルギー保存の法則による。また、支点と総重心点の位置との水平距離に比例してモーメントとして働く為に大きな位置のエネルギーが必要であれば総重心点の位置から支点までの水平距離を長くすればよい。シーソー板の傾きにより複数の支点を乗り移る衝撃や衝撃音はあるが支点の近くではシーソー板の動きの速度が遅いため極僅かである。樹脂などを用いる事で衝撃音は軽減出来る。
【００１４】
結果として、この発明は先に出願した通常のシーソーに関する特願２０１６−１４０８５３と似たような構造になっているが、通常のシーソーと懸垂形シーソーとは別の類のシーソーだと考え、動き方も全く異なり、発明の目的とするものも異なるものであり似て非なるものであると考えるが、懸垂形シーソーにおいても総重心点の前後に支点を設ける事によりシーソーに連続した動きをさせる事が出来る事が解ったので連続した動きの出来る懸垂形シーソーを追加する。先の発明は通常のシーソーに関し着地の衝撃力を回収するのが目的であり、本発明は懸垂形シーソーに関しシーソー板の傾きにより適度の動きをさせるだけの位置のエネルギーを得るのが目的である。
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
シーソー板に乗った子供に上下方向の動きをさせるには支点と総重心点までの距離は短くしなければならないが、限られたシーソー板の傾きによる総重心点の上下方向への移動量は極僅かで少なく適度の連続した動きをさせるだけの位置のエネルギーが得られない。
【００１６】
支点から総重心点までの距離を長くすれば前後に揺動する箱形ブランコのような動きになるので上下方向への動きとする為支点から総重心点までの距離を長くすることなく重力の働く総重心点の上下方向への移動距離を長くする必要が有る。
【００１７】
子供の乗ったシーソー板に連続した動きをさせるには動きの中心位置に向かって位置のエネルギーは低くなっている必要が有る。動きの中心位置に戻ろうとする力を働かせる為であり、連続した動きとさせるためである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
総重心点に働く位置のエネルギーを大きくする為に総重心点の上方への移動量は大きくしなければならない。前後に揺れ動く箱形ブランコの動きとなる為に支点を総重心位置の遙か上方には出来ないので、支点を総重心位置の前後にずらせた位置に設けることになるが支点が複数となる為働いていない支点は浮き上がらせて遊ばせる構造とする。支点を総重心位置の前後にずらせた位置に設ければテコの原理により上下に動く子供の持つ慣性力によりシーソー板の中央部の重力の働く総重心点を上に押し上げ位置のエネルギーを高める事が出来る。
【００１９】
必要とする位置のエネルギーは支点と総重心点までの水平距離を長くすれば得られる。シーソー板の長さにより異なるが中央から１０センチメートル前後を目安に動き具合を見ながら必要な位置のエネルギーが得られるように調整する。
【００２０】
シーソー板が水平位置から下方向に下がろうとする時にシーソー板のほぼ中央部に位置する総重心位置を上に動かせるには下になった子供の側に設けた支点を働かせ、反対側の支点は浮き上がらせて遊ばせる。下になった子供の側に設けた支点を働かせればテコの原理により小さな慣性力で重力の働く総重心点を上に押し上げ位置のエネルギーを高められる。
【００２１】
高められた総重心点に働く位置のエネルギーは低い水平位置に戻そうとする力が働くが上下に動く子供の慣性力により反対方向に反転させ動きを連続させる事が出来る。
【００２２】
シーソー板の傾きにより総重心点の前後に設けた支点に乗り移る時には衝撃や衝撃音はあるが支点の近くでは動きの速度が遅くなるため極僅かである、さらには、支点に樹脂などを用いる事で支点を乗り移るようにすれば更に衝撃や衝撃音は軽減出来る。
【００２３】
過大な力が加えられた時にはシーソー板は着地するが着地バネを設け反転力として利用する。下になった子供の側に設けた支点により反対方向への反転力が働いているので着地バネは比較的弱いバネで事足りる。
【発明の効果】
【００２４】
シーソーはブランコの支点と座板の距離を短くして座板を前後に長くし子供を前後に分けて乗せるようにしたものと考える事が出来る。前後に分けて乗せても総重心点の位置は座板の中央部で変わらない。総重心点に持つ位置のエネルギーによるモーメントは座板の傾きにより支点と座板迄の距離の乗数として働く為に支点から総重心点までの距離を短くする事は動きのモーメントを小さくする事になり連続した動きをするのに必要とする力が得難くなる。座板の中央部に設けた支点では連続した動きをするシーソーは成り立たず、支点を遙か上方にした箱形ブランコの様な前後方向に揺動するシーソーとするしかなく最早シーソーとは言えずブランコであろう。支点を中央部を外した前後横方向に設ければテコの原理で重力の働く総重心位置を上に押し上げる事が出来位置のエネルギーを高める事が出来る。動く子供の持つ比較的弱い慣性力によって重力の働く総重心点を上に押し上げる事が出来る。連続して上下に動くシーソーとするモーメントが得られる。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明を応用した懸垂形シーソーの説明図である。乗った子供とシーソー板１を合わせた重力の働く総重心位置はシーソー板１のほぼ中央部にあり支点にテコの原理を働かせる為に総重心位置の前後に支点２を備える、支点受け３は下側半円の支点受け３としてシーソー板１が水平状態で両支点２は支点受け３い接するが水平状態からシーソー板１が傾く時には下側になる子供寄りに設けた支点２が働き反対側の上になる子供の側の支点２は浮き上がる構造とするため下側半円の支点受け３となっている。上下に動く子供の慣性力によりテコの原理で重力の働く総重心位置を上方に押し上げシーソー板１の傾きにより位置のエネルギーを高める。高められた位置のエネルギーは低い水平位置のエネルギーに戻ろうとする力が働きシーソー板１には常に動きの中心位置である水平に戻ろうとするが子供の動きの慣性力により反対側に反転する。シーソー板１には常に水平に戻そうとする力が働きシーソーの動きは連続した動きとなる。
【００２６】
図１は左側の子供が下になっている状態で左側の支点２が働き上になっている右側の支点２は支点受け３から浮き上がって遊ばせている。シーソー板１の動きが水平になった時に支点２は乗り代わり衝撃と衝撃音があるがシーソー板１の中央部では動きの速度が遅くなる為に極僅かで樹脂などを用いる事で軽減出来る。運動のエネルギーは水平で最も高く位置のエネルギーは水平で最も低く位置のエネルギーと運動のエネルギーを加えたものはエネルギー保存の法則により常に一定である。
【００２７】
子供の動きによる比較的小さな慣性力で支点２をテコの原理による支点２として働かせる事で重力の働く総重心点の位置を上方に押し上げ位置のエネルギーを高める。シーソー板１が傾いた時には下になった子供の側の支点２が働き上になった子供の側の支点２は浮き上がり遊ばせる。上下に動く子供の慣性力によりテコの原理で重力が働く総重心点を上方に押し上げ位置のエネルギーを高める。すなわちシーソー板１が傾くと位置のエネルギーは高くなりシーソー板１には常にエネルギーの低くなる水平状態に戻そうとする力が働きシーソー板１の動きを連続させる事が出来る。
【００２８】
シーソー板１に過剰な力が加えられた時には着地するが衝撃を緩和させる為弱い着地バネ６を備える。すでにシーソー板１には支点２により水平に戻そうとする力が働いているので弱い着地バネ６で十分である。
【００２９】
支点２と総重心点までの水平距離を長くすれば総重心点の位置を高く押し上げられるが子供の動きの持つ慣性力は小さいので１０センチメートル前後を目安として動きを見ながら決定する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は支点をテコの原理の支点として働かせ動きに必要な位置のエネルギーが得られる様にしたものでシーソー板１の動きを連続させる事が出来る。シーソーの着地の衝撃を無くし反転を容易にし安全性を高める事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を応用した懸垂形シーソーの図面
【符号の説明】
【００３２】
１  シーソー板
２  位置エネルギー生成用支点
３  支点受け
４  ハンドル
５  足休め
６  着地バネ
７  板の傾き角度（θ）
８  架台
【図１】
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