(57)【要約】      （修正有）【課題】従来と比較して一段と学習効果を向上させることができるてこ実験器を提供する。【解決手段】基台２０と、基台上に立設された支柱３０と、支柱の上端付近に回動自在に取り付けられたアーム４０と、アームの長手方向における中央部分に穿設された支点孔６０と、支柱の上端付近に、支柱の長手方向と直交する方向に突出するようにして形成され、アームの支点孔の内径より短い外径を有することにより、アームの支点孔に挿通された軸部５０Ｂと、軸部の先端に設けられ、アームの支点孔の内径より長い外径を有する軸頭部５０Ｃとからなる支点軸５０と、アームに掛けるための複数の重り７０と、支柱の支点軸付近に設けられたアーム固定手段１００〜１３０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台上に立設された支柱と、
前記支柱の上端付近に回動自在に取り付けられたアームと、
前記アームの長手方向における中央部分に穿設された支点孔と、
前記支柱の上端付近に、前記支柱の長手方向と直交する方向に突出するようにして形成され、前記アームの前記支点孔の内径より短い外径を有することにより、前記アームの前記支点孔に挿通された軸部と、前記軸部の先端に設けられ、前記アームの前記支点孔の内径より長い外径を有する軸頭部とからなる支点軸と、
前記アームに掛けるための複数の重りと、
前記支柱の前記支点軸付近に設けられたアーム固定手段と
を備えることを特徴とするてこ実験器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、てこ実験器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小学校の理科の実験などで使用される実験用てことして、種々のてこ実験器が開発及び提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３２０８６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来と比較して一段と学習効果を向上させることができるてこ実験器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によるてこ実験器は、
基台と、
前記基台上に立設された支柱と、
前記支柱の上端付近に回動自在に取り付けられたアームと、
前記アームの長手方向における中央部分に穿設された支点孔と、
前記支柱の上端付近に、前記支柱の長手方向と直交する方向に突出するようにして形成され、前記アームの前記支点孔の内径より短い外径を有することにより、前記アームの前記支点孔に挿通された軸部と、前記軸部の先端に設けられ、前記アームの前記支点孔の内径より長い外径を有する軸頭部とからなる支点軸と、
前記アームに掛けるための複数の重りと、
前記支柱の前記支点軸付近に設けられたアーム固定手段と
を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のてこ実験器によれば、従来と比較して一段と学習効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態によるてこ実験器の構成を示す正面図及び縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態によるてこ実験器１０の構成を示す。このうち、図１（ａ）は、てこ実験器１０の正面図を示し、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、図１（ａ）中のＡ−Ａ’線に沿って切断した場合における縦断面図を示す。
【００１０】
てこ実験器１０は、基台２０上に立設された支柱３０の上端付近に、アーム４０を回動自在に取り付けることにより構成されている。
【００１１】
すなわち、支柱３０の上端付近には、てこの支点として機能する支点軸５０が、支柱３０の長手方向と直交する方向に突出するようにして形成されている。一方、アーム４０の長手方向における中央部分には、支点軸５０を挿通するための支点孔６０が穿設されている。
【００１２】
この支点軸５０は、軸支持部５０Ａと、軸部５０Ｂと、軸頭部５０Ｃとを有する。このうち、軸支持部５０Ａは、支柱３０に固着され、アーム４０の支点孔６０の内径より長い外径を有するように形成されている。
【００１３】
軸部５０Ｂは、軸支持部５０Ａの中央部分から突出するようにして軸支持部５０Ａに一体成形され、アーム４０の支点孔６０の内径より短い外径を有するように形成されている。これにより、軸部５０Ｂは、アーム４０の支点孔６０に挿通される。
【００１４】
軸頭部５０Ｃは、軸部５０Ｂの先端に一体的に形成され、アーム４０の支点孔６０の内径より長い外径を有するように形成されている。これにより、アーム４０が支点軸５０から外れることを防止している。
【００１５】
このようにして、アーム４０は、支点軸５０を支点として、支柱３０に回動自在に取り付けられている。
【００１６】
アーム４０には、重り７０を掛けるための複数の引掛孔８０が、アーム４０の長手方向に沿って一定間隔毎にそれぞれ穿設されている。
【００１７】
重り７０は、重り本体７０Ａと、重り本体７０Ａの両端に設けられた釣針状のフック７０Ｂ及び７０Ｃとを有する。これにより、アーム４０の引掛孔８０に、重り７０のフック７０Ｂを掛けたり、引掛孔８０に掛けられた重り７０のフック７０Ｃに、別の重り７０のフック７０Ｂを掛けることにより、てこの実験を行い得るようになされている。
【００１８】
支柱３０の上端には、アーム４０の回転を止めるための右側ストッパ９０Ａ及び左側ストッパ９０Ｂが設けられている。
【００１９】
すなわち、右側ストッパ９０Ａは、アーム４０の上方で、アーム４０の右側部分と立体交差するように、支柱３０の上端から延設されている。同様に、左側ストッパ９０Ｂは、アーム４０の上方で、アーム４０の左側部分と立体交差するように、支柱３０の上端から延設されている。
【００２０】
また、これら右側及び左側ストッパ９０Ａ及び９０Ｂは、いずれも、アーム４０と立体交差する部分が上方に湾曲するように形成されている。
【００２１】
これにより、てこの実験を行う際に、力のつり合いがとれず、アーム４０が傾いて回転しようとした場合であっても、右側ストッパ９０Ａ又は左側ストッパ９０Ｂによって、アーム４０の回転を止めることができる。
【００２２】
本実施の形態の場合、支柱３０のうち、支点軸５０の直下には、アーム４０を固定する固定用ピン１００を挿通するためのガイド孔１１０が穿設されている。同様に、アーム４０のうち、支点孔６０の直下には、固定用ピン１００を挿通するための固定用孔１２０が穿設されている。
【００２３】
固定用ピン１００は、ピン頭部１００Ａと、ピン軸部１００Ｂとを有し、アーム４０を固定するために使用される。ピン軸部１００Ｂは、支柱３０のガイド孔１１０の内径より短い外径を有すると共に、アーム４０の固定用孔１２０の内径より短い外径を有するように形成される。これにより、ピン軸部１００Ｂは、支柱３０のガイド孔１１０及びアーム４０の固定用孔１２０に挿通される。
【００２４】
ピン軸部１００Ｂの両端のうち、支柱３０の非アーム取付面側に位置する一端には、ピン頭部１００Ａが一体的に形成されている。ピン頭部１００Ａは、支柱３０のガイド孔１１０の内径より長い外径を有するように形成され、これにより、実験者が固定用ピン１００を押し出す際にストッパとして機能する（図１（ｂ））。
【００２５】
ピン軸部１００Ｂの長手方向における長さは、支点軸５０の突出方向における、支柱３０の長さ（厚さ）と、支点軸５０のうち軸支持部５０Ａ及び軸部５０Ｂの長さとの合計の長さより長くなるように形成されている。
【００２６】
また、ピン軸部１００Ｂの先端から、アーム４０の厚さより長い長さの位置であって、かつ支点軸５０の軸支持部５０Ａの長さより短い長さの位置には、抜け防止用リング１３０が、ピン軸部１００Ｂの周囲に沿って、ピン軸部１００Ｂに一体的に形成されている。
【００２７】
この抜け防止用リング１３０は、支柱３０のガイド孔１１０の内径より長い外径を有するように形成され、これにより、実験者が固定用ピン１００を引き抜く際にストッパとして機能する（図１（ｃ））。なお、抜け防止用リング１３０は、例えばＣ状のリングや環状のリングなど、他の種々の形状を適用することができる。
【００２８】
このように本実施の形態によれば、固定用ピン１００を押し出して、固定用ピン１００をアーム４０の固定用孔１２０に挿通させれば（図１（ｂ））、力のつり合いがとれていない場合であっても、アーム４０を水平状態に固定することができるのに対して、固定用ピン１００を引き抜いて、固定用ピン１００をアーム４０の固定用孔１２０から外せば（図１（ｃ））、実際の力のつり合いの状態を確認することができる。
【００２９】
具体的な実験方法としては、まず、アーム４０を固定した状態で（図１（ｂ））、実験者同士で話し合いながら予測を行い、重り７０を掛ける。その後、固定用ピン１００を引き抜くことにより（図１（ｃ））、予測の適否について実験をして確認する。予測が誤っていた場合には、再度、アーム４０を固定し（図１（ｂ））、重り７０を掛け直す。このようにして、てこの原理を理解できるまで、実験者同士で話し合いながら、繰り返し実験を行うことができる。
【００３０】
従って、本実施の形態のてこ実験器１０によれば、従来と比較して一段と学習効果を向上させることができる。
【００３１】
すなわち、本実施の形態のてこ実験器１０は、基台２０と、基台２０上に立設された支柱３０と、支柱３０の上端付近に回動自在に取り付けられたアーム４０と、アーム４０の長手方向における中央部分に穿設された支点孔６０と、支柱３０の上端付近に、支柱３０の長手方向と直交する方向に突出するようにして形成され、アーム４０の支点孔６０の内径より長い外径を有する軸支持部５０Ａと、軸支持部５０Ａの中央部分から突出するようにして軸支持部５０Ａに一体成形され、アーム４０の支点孔６０の内径より短い外径を有することにより、アーム４０の支点孔６０に挿通された軸部５０Ｂと、軸部５０Ｂの先端に一体成形され、アーム４０の支点孔６０の内径より長い外径を有する軸頭部５０Ｃとからなる支点軸５０と、アーム４０にアーム４０の長手方向に沿って一定間隔毎にそれぞれ穿設された複数の引掛孔８０と、引掛孔８０に掛けるための複数の重り７０と、アーム４０の上方で、アーム４０の右側及び左側部分とそれぞれ立体交差するように、支柱３０の上端からそれぞれ延設され、アーム４０と立体交差する部分がそれぞれ上方に湾曲するように形成された右側及び左側ストッパ９０Ａ及び９０Ｂと、支柱３０のうち支点軸５０の直下に穿設されたガイド孔１１０と、アーム４０のうち支点孔６０の直下に穿設された固定用孔１２０と、支柱３０のガイド孔１１０の内径より短い外径を有すると共に、アーム４０の固定用孔１２０の内径より短い外径を有し、支柱３０のガイド孔１１０及びアーム４０の固定用孔１２０に挿通されたピン軸部１００Ｂと、ピン軸部１００Ｂの両端のうち、支柱３０の非アーム取付面側に位置する一端に一体成形され、支柱３０のガイド孔１１０の内径より長い外径を有するピン頭部１００Ａとからなり、ピン軸部１００Ｂの長手方向における長さは、支点軸５０の突出方向における、支柱３０の長さと、支点軸５０のうち軸支持部５０Ａ及び軸部５０Ｂの長さとの合計の長さより長くなるように形成された固定用ピン１００と、ピン軸部１００Ｂの先端から、アーム４０の厚さより長い長さの位置であって、かつ支点軸５０の軸支持部５０Ａの長さより短い長さの位置に、ピン軸部１００Ｂの周囲に沿って、ピン軸部１００Ｂに一体的に形成され、支柱３０のガイド孔１１０の内径より長い外径を有する抜け防止用リング１３０とを備える。
【００３２】
なお、上述の実施の形態においては、軸支持部５０Ａと、軸部５０Ｂと、軸頭部５０Ｃとによって、支点軸５０を形成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、軸支持部５０Ａを設けることなく、軸部５０Ｂを支柱３０に直接接続し、軸部５０Ｂと、軸頭部５０Ｃとによって、支点軸５０を形成するようにしても良い。
【００３３】
また、上述の実施の形態においては、アーム４０に穿設された引掛孔８０に重り７０を掛ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばアーム４０の長手方向に沿って一定間隔毎に設けられた釣針状のフックに、重り７０を掛けるようにしても良い。
【００３４】
また、上述の実施の形態においては、アーム固定手段として、固定用ピン１００と、ガイド孔１１０と、固定用孔１２０と、抜け防止用リング１３０とからなるアーム固定手段１００〜１３０を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、支柱３０の支点軸５０付近に設けられた他の種々のアーム固定手段を適用するようにしても良い。
【００３５】
すなわち、この場合、てこ実験器１０は、基台２０と、基台２０上に立設された支柱３０と、支柱３０の上端付近に回動自在に取り付けられたアーム４０と、アーム４０の長手方向における中央部分に穿設された支点孔６０と、支柱３０の上端付近に、支柱３０の長手方向と直交する方向に突出するようにして形成され、アーム４０の支点孔６０の内径より短い外径を有することにより、アーム４０の支点孔６０に挿通された軸部５０Ｂと、軸部５０Ｂの先端に設けられ、アーム４０の支点孔６０の内径より長い外径を有する軸頭部５０Ｃとからなる支点軸５０と、アームに掛けるための複数の重り７０と、支柱３０の支点軸５０付近に設けられたアーム固定手段１００〜１３０とを備える。
【符号の説明】
【００３６】
１０  てこ実験器
２０  基台
３０  支柱
４０  アーム
５０  支点軸
６０  支点孔
７０  重り
８０  引掛孔
９０  ストッパ
１００  固定用ピン
１１０  ガイド孔
１２０  固定用孔
１３０  抜け防止用リング
【図１】
2019035883.tif 000003