(57)【要約】      （修正有）【課題】安全性も高く、練習により上達することにより、さらに高度な演技を可能にするコマを提供し、コマの楽しさに加えて遊技者の向上心を剌激することで子供の成長を促すとともに豊かな感性も育成する教育的な遊具としての利用も可能とするコマを提供する。【解決手段】コマ１は、回転軸３と、該回転軸３の軸方向に沿って配置され、内輪により回転軸３を支持する複数の玉軸受４，４と、玉軸受４，４の外輪に保持されるコマ本体２と、該コマ本体２の上面と同じ高さで回転軸３にその上面が固定される規制部材６と、を有する。回転軸３とコマ本体２が互いに回転自在に支持される。【選択図】図２
0003208091.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
該回転軸の軸方向に沿って配置され、内輪により前記回転軸を支持する複数の玉軸受と、
前記玉軸受の外輪に保持されるコマ本体と、
該コマ本体の上面と同じ高さで前記回転軸にその上面が固定される規制部材と、
を有し、前記回転軸と前記コマ本体が互いに回転自在に支持されることを特徴とするコマ。
【請求項２】
前記複数の玉軸受の外輪を固定するスリーブを有し、
前記複数の玉軸受は、固定手段により、前記スリーブを介して前記コマ本体に着脱可能に固定されることを特徴とする、請求項１記載のコマ。
【請求項３】
前記固定手段は止め輪であることを特徴とする、請求項２記載のコマ。
【請求項４】
前記玉軸受はマルテンサイト系ステンレス鋼であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項記載のコマ。
【請求項５】
前記回転軸は前記コマ本体の上面よりも軸方向の上方にまで延びていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項記載のコマ。
【請求項６】
前記コマ本体の内径部には前記コマ本体より密度の高い材質によって構成される、イナーシャを付与するためのリングが固定されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項記載のコマ。
【請求項７】
回転軸と、
該回転軸の軸方向に沿って配置され、内輪により回転軸を支持する複数の玉軸受と、
前記玉軸受の外輪に保持されるコマ本体と、
該コマ本体の上面と同じ高さで前記回転軸にその上面が固定される規制部材と、
を有し、前記回転軸と前記コマ本体が互いに回転自在に支持され、且つ、前記回転軸の下側の外径部には凹部が設けられていることを特徴とするコマ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、コマに関し、特に、中国ゴマ（ディアブロ）、発射コマ、曲芸用コマに好適なコマに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に良く知られているコマは、コマ本体と回転軸が一体となって回転するために、回転軸と床や地面などとの接地部における摩擦が大きく、これに伴う負荷トルクによりコマの運動エネルギーの低下が早い。このため、従来のコマは、長時間にわたり安定して回転を維持させることが困難であった。
また、軸を掴んでコマを移動したり、紐に引掛けてアクロバットのような動作をさせたりする場合では、軸を掴むために回転エネルギーの損失が大きかったり、引掛ける紐と軸との間の負荷トルクによってコマの安定した回転を長時間にわたり維持しにくいという課題があった。
【０００３】
特許文献１には、コマの軸とコマ本体とが深溝玉軸受で回転自在に保持されるコマが開示してある。このコマは、ピニオン・ラックで構成されるシュータと呼ばれる回転力を与える装置を用いて回転させることができる。また、回転軸と軸受内径の嵌合公差を回転軸の外径の十／−１０％以内とすることにより、コマをスムーズに回転させ、回転軸を静止させることにより、より長時間に回転運動を持続させている。また、コマを回転させる専用のシュータを用いることで誰でも容易にコマを回転させることができる。
【０００４】
特許文献２には、コマ本体の外周部にコマ本体より小径の紐を巻く円筒状の紐巻部を有するとともに、コマ本体の外周に円周溝を形成して、ロープなどの上でコマを移動させる遊び方などで軸を持つこともなく、技術の熟練を必要とせずに実施可能であることが開示してある。これにより、難しい技術も必要がないので誰でも容易にロープ上を移動させる遊びができるとされている。
【０００５】
特許文献３には、コマ本体（胴）、軸（心棒）、バランスリング（イナーシャ）に分解・組立できるコマで、軸受がすべり軸受であるものが開示してある。これにより、子供たちに組立て分解の楽しみを与えられ、各部の機能を理解する機会となるとしている。また、軸先端は球面状となっているので、コマが間違って人に当っても怪我しないことや、畳、絨毯、床材を傷つけることがないとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３２０７８１号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１６７５２７号公報
【特許文献３】特開２００４−１５４４７３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１によるコマではシュータを用いることで容易に回転させられるが、回転させる技術の向上とこれに繋がる努力を殆ど必要としない。つまり、コマの回転は遊ぶ者の技術でなくシュータの性能により決まる傾向にある。このため、努力しても余り成果が上がらなく、飽きやすいという課題が有った。また、回転軸がコマ本体の上部にまで延伸していないので、コマを掴んで移動させることや紐を綱渡りのように伝わって移動させるアクロバティックな演技などの多くの楽しみ方ができないなど、コマの楽しみに広がりが少ない。また、回転時間や他人のコマとのぶつかり合いを争うことで、感動の幅や情緒を豊かにするようなことが少ないという課題が有った。
【０００８】
特許文献２に開示されるコマでは、綱渡りなどの遊びがそれほど上達しなくても実施できるので、上達の努力をしなくなることがある。また、コマを上手に回すことにより実現できる種々の競技ができないなどの課題がある。さらに、上達してもコマと軸とが、すべり軸受で支持されているために、転がり軸受で得られるような低回転トルクが実現できないので、回転時間を十二分に長くさせることが困難という課題がある。
【０００９】
特許文献３のコマでは、軸とコマ本体とは固定されており、軸を掴むと大きなトルクロスになり回転が停止しやすい。また、軸がコマ本体の上面に出ていないので、軸を掴んでコマを移動させることが困難である。さらに、コマの構成部品が分解可能となっているので、強く投げた場合にコマが転げたりするとバランスリングが外れる可能性があり、取り扱いに十分な注意が必要で遊技者の負担となる。また、回転軸がコマ本体の上方に突出していないことにより、バランスリングが外れると、慣性の法則によりバランスリングは回転面内で回転する。しかし、特許文献３では回転軸がコマ本体の上方に突出していないので、コマ本体かバランスリングの少なくとも一方のバランスが崩れてバランスリングが移動するか、コマ本体が逆方向に移動して、バランスリングは回転していた面内若しくは、それに近い面内でコマから外へと飛び出す可能性がある。
【００１０】
本考案は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安全性も高く、練習により上達することにより、さらに高度な演技を可能にするコマを提供し、コマの楽しさに加えて遊技者の向上心を剌激することで子供の成長を促すとともに豊かな感性も育成する教育的な遊具としての利用も可能とするコマを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本考案の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  回転軸と、
該回転軸の軸方向に沿って配置され、内輪により前記回転軸を支持する複数の玉軸受と、
前記玉軸受の外輪に保持されるコマ本体と、
該コマ本体の上面と同じ高さで前記回転軸にその上面が固定される規制部材と、
を有し、前記回転軸と前記コマ本体が互いに回転自在に支持されることを特徴とするコマ。
（２）  前記複数の玉軸受の外輪を固定するスリーブを有し、
前記複数の玉軸受は、固定手段により、前記スリーブを介して前記コマ本体に着脱可能に固定されることを特徴とする、（１）記載のコマ。
（３）  前記固定手段は止め輪であることを特徴とする、（２）記載のコマ。
（４）  前記玉軸受はマルテンサイト系ステンレス鋼であることを特徴とする、（１）ないし（３）のいずれか記載のコマ。
（５）  前記回転軸は前記コマ本体の上面よりも軸方向の上方にまで延びていることを特徴とする、（１）ないし（４）のいずれか記載のコマ。
（６）  前記コマ本体の内径部には前記コマ本体より密度の高い材質によって構成される、イナーシャを付与するためのリングが固定されていることを特徴とする、（１）ないし（５）のいずれか記載のコマ。
（７）  回転軸と、
該回転軸の軸方向に沿って配置され、内輪により回転軸を支持する複数の玉軸受と、
前記玉軸受の外輪に保持されるコマ本体と、
該コマ本体の上面と同じ高さで前記回転軸にその上面が固定される規制部材と、
を有し、前記回転軸と前記コマ本体が互いに回転自在に支持され、且つ、前記回転軸の下側の外径部には凹部が設けられていることを特徴とするコマ。
【考案の効果】
【００１２】
本考案のコマによれば、コマ本体と回転軸が玉軸受を介して互いに回転自在に支持されると共に、回転軸に固定され、回転軸を掴む場合に指を軸方向に位置規制する規制部材は、その上面がコマ本体の上面と軸方向に同じ高さとすることで、コマの回転軸を掴む際にコマ本体と指が接触することを確実に防止でき、操作性が向上できる。
また、紐を巻返す際にも高さ規制となり同じ状態で紐を巻くことが可能となり安定した操作ができる。
さらに、回転軸が玉軸受により支持されていることで、回転軸を小さな負荷トルクで保持でき、床や地面との間の摩擦による大きな負荷トルクが発生しないことでコマを長時間安定して回転できる。
また、回転軸と床面の摩擦が軸受の回転トルクより小さな場合には、軸受が回転せずに小さな負荷トルクでコマ本体と回転軸とが共回りすることで回転エネルギーのロスを少なくできる。
回転軸を紐に引掛けてアクロバットのような綱渡りなどを行う場合には、回転軸が回転しないのでコマ本体の運動エネルギーのロスを低減でき、長時間の演技や競技が可能となる。
なお、コマを移動させる場合などで回転軸を掴む際に、指が規制部材に当接することで、回転軸の上部を掴むことができ、コマと指との接触を確実に防止でき、安定した回転が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の第１実施形態に係るコマの斜視図である。
【図２】本考案の第１実施形態に係るコマの断面図である。
【図３】本考案の第１実施形態に係るコマのＩＩＩ部拡大図である。
【図４】本考案の第１実施形態に係るコマのＩＶ部拡大図である。
【図５】本考案の第３実施形態に係るコマの図２のＩＶ部に相当する図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下、本考案の各実施形態に係るコマについて、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明における第１の実施形態のコマについて図面とともに説明する。図１は本発明の第１の実施形態におけるコマの斜視図である。図２は第１の実施形態におけるコマの断面図である。図３は図２のＩＩＩ部を拡大した軸受部分の図である。図４は図２のＩＶ部を拡大したコマ本体の外周部分の図である。図１〜４において、コマ１は、コマ本体２と、回転軸３と、これら両者を互いに回転可能に支持する軸受４とにより主に構成されている。
【００１６】
本実施形態において、コマ本体２は、例えば熱可塑性の樹脂としてポリアセタール（ＰＯＭ）などのバ一材を旋削することにより所要の形状に作られている。コマ本体２の形状は、概ね直円錐台形で、外径は約φ８０ｍｍで、高さは約３０ｍｍの大きさとなっている。コマ本体２の内側は除肉されて空洞とし、軽量化が図られている。
【００１７】
コマ１の回転中心となる回転軸３は、ＳＵＳ３０３ＢやＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレス製であり、旋削され、必要により熱処理などが施され、コマ本体２の下部に設けられた軸受４の内輪４２に僅かな隙間で嵌合され、止め輪７４により固定されている。
【００１８】
軸受４は、深溝玉軸受であり、同じ仕様のものを回転軸３の軸方向に沿って２個配置されている。軸受４の外輪４１はスリーブ７に嵌合保持され、スリーブ７を介してコマ本体２に対して固定されている。軸受４のスラスト方向は止め輪７１、７３、スペーサ７２などで位置決め固定され、回転軸３は止め輪７４で内輪４２に固定されている。この構成により、コマ本体２と回転軸３とは互いに回転自在に保持される。
【００１９】
回転軸３の下側には回転させる際に用いる紐（図示せず）を巻く場合の位置決めと引掛け折り返すための凹部３１が回転軸３の先端部３２の上方約１７ｍｍの位置で外径が最も小さくなるように設けられている。回転軸３の先端部８２はφ２ｍｍで細くなっており、凹部８１の円弧断面の形状は約Ｒ１０としているが、使用する紐のサイズや材質やコシの強さなどを考慮して適宜選択することができる。
【００２０】
回転軸３における軸受４の上方には、板状の規制部材６が固定され、回転軸３と共回りするように構成されている。なお、規制部材６は、コマ本体２と同じくＰＯＭを射出成型することで作られ、その上面がコマ本体２の上面と同一の高さとなるように回転軸３に取り付けられている。
【００２１】
コマ本体２の内径部の上方部分には、イナーシャを増すためのリング８が圧入により固定されている。本実施形態においてはリング８の材質は密度が約８．５とコマ本体２よりも密度の高い銅合金Ｃ３６０４が用いられている。これはイナーシャを増加することでコマ１の回転を安定させて、長時間保持するためで、コマ本体２よりも密度の高い材料を用いることで、形状が小型化でありながら大きなイナーシャを与えられるようにしている。
【００２２】
軸受４は、深溝玉軸受で内径６．３５ｍｍ（１／４インチ）、外径１２．７ｍｍ（１／２インチ）、幅４．７６ｍｍ（３／１６インチ）でラジアル隙間としては３〜８μｍのものを用いている。内輪４２、外輪４１および玉４３の材質は、マルテンサイト系ステンレス鋼のＳＵＳ４４０Ｃの相当品を用いる。軸受４の内部には、粘度の低いオイルを塗布してオイル潤滑としてある。オイル潤滑とするのは、グリースと比較して粘度を低くして回転トルクを低減するためである。また、軸受４がマルテンサイト系ステンレス鋼なので通常の軸受に使用される軸受鋼（ＳＵＪ２・相当品）と比較してより高い耐食性を有しているので、特段の防錆を必要としない。更にはオイル潤滑もなくドライの状態で使用することも可能で、この場合にはより回転トルクを低くでき、長時間の回転が可能となる。
【００２３】
次に、本発明におけるコマの動作について説明する。まず、コマを回すために、紐の掛け方について説明する。紐（図示せず）をコマ本体２の上面に載せて、回転軸３の軸上部３３に巻きつける。この際、規制部材６の上面がコマ本体２の上面と同一高さとなるようにしてあり、規制部材６の上面に紐が載るように巻き付けることで紐がコマ本体２の下方に垂れ下がることがなく、紐を安定してバラツキも少なく巻くことが可能となる。なお、紐が垂れ下がらないので紐を引いて戻すときにも紐が容易に、しかも確実に解けるのでコマ１に高い回転を安定して与えることが可能となる。
なお紐の先端に輪を作って、回転軸３の軸上部３３から挿入して、規制部材６の上面を通す掛け方も可能である。紐をコマ本体２の上面で巻始めと反対側の側面を経由して、回転軸３の凹部３１に巻きつける。その後、回転軸３に巻きつけ、更にコマ本体２の側面に巻き付けて紐がコマ本体２の外周面に沿って上方へと巻かれる。このように規制部材６、回転軸３に設けられた凹部３１により、バラツキが少なく安定して紐を巻くことが可能となる。
【００２４】
なお、本実施形態のコマ本体２の外周面には、回転軸３と同心円状に約Ｒ３の突起５が約２０ｍｍピッチで設けられている。これにより、巻いた紐は回転軸３に対して同心円とならずにスパイラル状となるために、同心状の突起５と交差することとなる。これにより紐がコマ本体２に設けられた突起５によって、よりしっかりとコマ本体２の外周面にキッチリと巻き付けられるので、繰り返し巻いてもバラツキが少なく安定した巻き付けができる。
【００２５】
次に、コマ１と紐の端を指や指の間に挟んでコマ本体２を前方に投げるとともに、急速に紐を引き戻すと、コマ１は慣性の法則により前方に向けて運動しようとするが、コマ本体２に巻かれた紐が急速に引かれるので、コマ１は強い回転運動を与えられて回転し重力により落下して、床面（図示せず）などに到達して回転運動を始める。
【００２６】
コマ１を前方に投げ出す速度や角度、紐を引くタイミングや力など何度も練習を重ねることでより強く安定した回転を与えることができるようになり、子供たちにとっては向上心を育むのに良い教材としても利用することができる。
【００２７】
さて、コマ本体２は、軸受４によって低い回転トルクで回転軸３とメカニカルカップルされている。つまり、軸受４の回転トルクをＴｂとし、回転軸３と床面との間で発生する回転トルクをＴｆとするとＴｂ≧Ｔｆの場合にはコマ本体２は回転軸３と共回りをすることとなり、Ｔｂ＜Ｔｆの場合には回転軸３は静止して、コマ本体２のみが回転する、即ち、回転軸３とコマ本体２との間で軸受４を介して相対的な回転運動が生じる。床面との摩擦が小さな場合には、コマ１はあたかも回転軸３とコマ本体２とが一体のコマとして動作するために、歳差運動を起こすが、床面との摩擦が大きな場合には、回転軸３が回転しないために歳差運動をとらずにコニカルな運動が保持される挙動を示す。
【００２８】
また、コマ本体２の内径部の上方部分には、イナーシャを増すためのリング８が圧入により固定されている。ＰＯＭは一般的な接着剤では接着できないことが知られており、本実施形態ではコマ本体２に圧入することで固定されている。コマ１を回転させて紐を強く引き投げた場合にリング８も同様に回転するが床面に強く当たるので、万一圧入が緩んだ場合でも、慣性の法則によりリング８はコマ本体２と同じ回転面内に留まろうとする。更にリング８の密度はコマ本体２より大きいがリング８はコマ本体２の内径部に設けられているので、コンクリートなどの固い床面に当つても、チッピンングが発生しにくく、コマ本体２がリング８の外部への飛び出しを確実に防止することができるので安全に遊ぶことができる。
【００２９】
更には、回転軸３の軸上部３３がコマ本体２の上方まで伸びているので、リング８が外れた場合にもリング８が軸上部３３を乗り越えるところまで移動しなければ外へ飛び出さないので、回転軸３がコマ本体２より突出しないコマと比べて軸がより安全である。
【００３０】
コマ１を安定して回転させることができるようになると、友人同士で回転時間を競う遊びができるが、更には紐を輪にして回転軸３の凹部３１に引掛けて綱渡りを行うことができる。上述のようにコマ１を回転させて、回転軸３の軸上部３３を指で掴むことを行う。指は２本でも３本でも良いが、軸上部３３を掴むと回転軸３は回転しないので、Ｔｂ＜Ｔｆの場合となりコマ本体２のみが回転することとなる。指で掴む場合、指の先端は最も下がった位置で規制部材６に当接する。するとほかの指や手の一部は規制部材６より高い位置となる。ところが、前述のように、規制部材６の上面はコマ本体２の上面と同一の高さとなっているために、指や手の一部とコマ本体２とは高さ方向に干渉することがないので、コマ本体２の回転を低下させたり、停止させたりする虞がない。よってコマ１を移動させたり、綱渡りのように紐を引掛けたりする際のハンドリングを容易にすることができる。この結果、思わないところで失敗することが低減できるので、競技の主要部分に集中することができ、コマの操作技術の向上が期待できる。
【００３１】
また、コマ１を回転させる際に必要以上に床面に強く繰り返し当たると、軸受４にはブリネル圧痕が生じることがある。軸受４の内外輪に設けられた軌道溝（図示しない）と玉４３との間ではＨｅｒｔｚの応力円に伴う弾性変形が発生するが、材料の弾性限界を越えてしまうと、永久変形としてブリネル圧痕が軌道溝に発生する。すると回転時に大きな騒音や不要な振動を発生する。これらの騒音や振動のエネルギーは回転エネルギーが変換されたものであるので、結果としてコマ１の回転時間を低下させてしまう。
【００３２】
このような場合のために、本実施形態においては軸受４が容易に交換できるように構成してある。具体的には、規制部材６を回転軸３から外し、止め輪７３を外すことで回転軸３と軸受４とがスリーブ７に入ったユニット状態でコマ本体２から外すことができる。なお、規制部材６の外径は、コマ本体２の内径よりも小さいので、規制部材６が回転軸３に取り付けた状態でも、回転軸３と軸受４とは、コマ本体２から外すことができる。その後、軸受４の外輪４１を止めている止め輪７１を外すことで、スリーブ７から軸受４を取り外して、軸受４を交換可能としてある。更に回転軸３を内輪４２に止めている止め輪７４を外すことで軸受４と回転軸３が分解できる。これによりブリネル圧痕の付いた軸受４を容易に交換することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
さて次に第２の実施形態として、コマ本体２をアルミニウム合金で構成し、外周面の同心円状の突起は無く円滑な表面としている点で異なる。それ以外の構成については第１の実施形態と同じなので、図示及び詳細な説明は省略する。
【００３４】
コマ本体２はアルミニウム合金として、高張力アルミとしてＡ５０５２を用いてある。表面は陽極酸化により黒や赤や種々の色にすることが可能で、所有者の好みの色にできるとともに、酸化被膜が構成できるのでキズが付きにくくなり外観上良い状態を長持ちさせることが可能となる。その結果、より一層自身のコマに愛着を感じることができ、物を大切にする心豊かな人間形成にも役立つものと考えられる。
【００３５】
本実施形態ではアルミ合金としてＡ５０５２を用いたが、材質はこれに限らずより軽量化を指向するのであれば、比強度化が高いＴｉなどを主原料とする合金やＭｇ合金、更には超ジュラルミン・超超ジュラルミンなどを利用することも可能である。更なる軽量化に向けては発泡金属を利用することで水に浮くほどの密度を十分低くした金属も利用することができる。更にはナノファイバーセルロースを強化剤として利用した樹脂や、ＣＦＲＰ（炭素フィラー強化樹脂）などを適宜利用することも可能である。
【００３６】
本実施形態においては、コマ本体２の外周面は回転すると周囲の空気はその粘性によりコマ本体２の回転に伴って回転する。空気流はコマ本体２の周速とほぼ同じ速度で回転することとなるので、ベルヌーイの定理により周速の早いところほど圧力が低下することとなる。つまり、コマ本体２の半径に従って圧力が変化することが予測できる。コマ本体２の下から上に向かっての空気流が発生し、これにより軸方向の分力があるので、回転数が高い時にコマの質量が僅かであるが見かけ上減少するので、軸受４の回転トルクが僅かだが低下し回転時間（総回転数）が僅かだが伸びるものと考えられる。
【００３７】
（第３の実施形態）
本実施形態では前述の第２の実施形態に対して図５に示されるようにコマ本体２の外周面に回転軸３と同心円状に約Ｒ３の溝５１が約２０ｍｍピッチで設けられている点で異なる。この実施形態によればコマ本体の外周面に設けられた溝５１により、コマ本体２の外周面に沿って上方に向かう空気流を阻害できると考えられる。溝５１を設けることによりコマ本体２の外周面はあたかも溝５１により分割されたブロックと考えることができる。これにより分割された１つのブロックの中での上部と下部とにおいては、半径の差を小さくできるので、それぞれのブロック内での圧力差を生じにくく、コマ本体２全体で考えると下から上に向かっての空気流の発生を見かけ上低減することができると考えられる。これにより、僅かではあるがコニカルな回動運動を減衰できると考えられる。
【００３８】
なお、本考案は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１    コマ
２    コマ本体
３    回転軸
３１  凹部
３２  先端部
３３  軸上部
４    軸受
４１  外輪
４２  内輪
４３  玉
５    突起
５１  溝
６    規制部材
７    スリーブ
７１、７３、７４  止め輪
７２  スペーサ
【図１】
0003208091.tif 000003
【図２】
0003208091.tif 000004
【図３】
0003208091.tif 000005
【図４】
0003208091.tif 000006
【図５】
0003208091.tif 000007