(57)【要約】【課題】吊りワイヤーから振り子を外して交換しなくても振り子の重量を容易に変更でき、しかも、予め複数の振り子を用意する必要のない振り子式衝突実験装置を提供する。【解決手段】本発明は、吊りワイヤーＷによって隣接吊持された複数の振り子２同士を衝突させる振り子式衝突実験装置であって、振り子２の重量を変更すべく、中空に形成され且つ吊りワイヤーＷに連結されている上蓋体２Ａから身体２Ｂを分離可能にして成る球体状の振り子２内部の質量中心位置に、それぞれ重さの異なる重錘体３を交換可能に配置する収容部Ｐを有している。【選択図】          図１
2004226926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊りワイヤーによって隣接吊持された複数の振り子同士を衝突させる振り子式衝突実験装置であって、振り子の重量を変更すべく、中空に形成され且つ吊りワイヤーに連結されている上蓋体から身体を分離可能にして成る球体状の振り子内部の質量中心位置に、それぞれ重さの異なる重錘体を交換可能に配置する収容部を有することを特徴とする振り子式衝突実験装置。
【請求項２】
収容部は、振り子の身体内底部に、上端側にネジ部を形成した棒状の突起部が立設配置され、振り子内部の質量中心位置に重錘体の重心が合致するようパイプ状の挿入脚部上端に重量部が固設されて成る重錘体が当該挿入脚部側より突起部に嵌挿され、突起部のネジ部へのナットのねじ込みによって重錘体自体を振り子内部に固定するように形成されている請求項１に記載の振り子式衝突実験装置。
【請求項３】
上蓋体の中央位置には、櫓状の台座上部からチャック構造の吊持手段を介して吊下させた吊りワイヤーを連結するためのチャック構造の保持手段を備えた請求項１または２に記載の振り子式衝突実験装置。
【請求項４】
櫓状の台座上部の四隅には、挟持片構造の連結部を介して回動可能に枢着され、且つ下端部側に設けた矩形枠状の台座下部によって起立保持させた脚部を有し、台座下部の四隅のうち互いに対向する二本の枠部を脚部から分離可能にさせて折り畳み可能にした請求項１乃至３のいずれかに記載の振り子式衝突実験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、理化学実験用として使用され、例えば、吊りワイヤーによって隣接吊持された振り子同士を衝突させることにより運動量保存則、エネルギー保存則等の確認実験を行うための振り子式衝突実験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の振り子式衝突実験装置としては、剛性球体状の振り子を吊りワイヤーによって隣接吊持させ、これらの振り子同士を衝突させることにより運動量保存則、エネルギー保存則等の確認実験を行う構成となっている。このとき、それぞれの振り子の重量を変更する場合には、吊りワイヤーに、重量の異なる振り子を交換して取り付けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来における振り子式衝突実験装置では、振り子の重量を変更する際に、吊りワイヤーから振り子をいったん外してから重量の異なる別の振り子に交換して吊りワイヤーに連結させるため、振り子自体の着脱操作が非常に面倒であり、しかも、重量の異なる複数の振り子を用意しなければならず、装置が高額となってしまうという問題点を有していた。
【０００４】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、吊りワイヤーから振り子を外して交換しなくても振り子の重量を容易に変更でき、しかも、予め複数の振り子を用意する必要のない振り子式衝突実験装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を達成するため、本発明は、吊りワイヤーによって隣接吊持された複数の振り子同士を衝突させる振り子式衝突実験装置であって、振り子の重量を変更すべく、中空に形成され且つ吊りワイヤーに連結されている上蓋体から身体を分離可能にして成る球体状の振り子内部の質量中心位置に、それぞれ重さの異なる重錘体を交換可能に配置する収容部を有することによって、上述した課題を解決した。
【０００６】
また、収容部は、振り子の身体内底部に、上端側にネジ部を形成した棒状の突起部が立設配置され、振り子内部の質量中心位置に重錘体の重心が合致するようパイプ状の挿入脚部上端に重量部が固設されて成る重錘体が当該挿入脚部側より突起部に嵌挿され、突起部のネジ部へのナットのねじ込みによって重錘体自体を振り子内部に固定するように形成されていることで、同じく上述した課題を解決した。
【０００７】
さらに、上蓋体の中央位置には、櫓状の台座上部からチャック構造の吊持手段を介して吊下させた吊りワイヤーを連結するためのチャック構造の保持手段を備えたことで、同じく上述した課題を解決した。
【０００８】
また、櫓状の台座上部の四隅には、挟持片構造の連結部を介して回動可能に枢着され、且つ下端部側に設けた矩形枠状の台座下部によって起立保持させた脚部を有し、台座下部の四隅のうち互いに対向する二本の枠部を脚部から分離可能にさせて折り畳み可能にしたことで、同じく上述した課題を解決した。
【０００９】
以上のように構成された本発明に係る振り子式衝突実験装置において、振り子の重量を変更する際は、吊りワイヤーに振り子の上蓋体が吊持されている状態のまま当該上蓋体と身体とを分離させ、収容部における突起部のネジ部にねじ込んであるナットを取り外してから突起部に嵌挿されている重錘体を抜脱した後、重量の異なる別の重錘体を挿入脚部側より突起部に嵌挿させる。そして、突起部のネジ部へナットをねじ込むことで、重錘体を振り子の内部に固定する。このとき、振り子の収容部内の質量中心位置に、重錘体の重心が合致するように重錘体が固定される。最後に、吊りワイヤーに吊持されている振り子の上蓋体に身体を取り付ける。
【００１０】
また、不使用時において装置自体を棚等に収納する際には、台座下部の四隅のうち互いに対向する二本の枠部を脚部から分離させて台座上部側へ折り返し、装置全体をコンパクトに折り畳んだ状態にする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。本発明に係る振り子式衝突実験装置の装置本体１は、主として理化学実験用として使用される。具体的には、吊りワイヤーＷによって隣接吊持された振り子２同士を衝突させることにより運動量保存則、エネルギー保存則等の確認実験を行うものである。
【００１２】
この装置本体１は、図１に示すように、例えば、二本の吊りワイヤーＷを吊持配置させるためのチャック構造の吊持手段Ｕを備えた台座上部１Ａと、台座上部１Ａの四隅に、略くの字形に折曲した二枚の挟持片３１Ａ，３１Ｂを逆向きにして対向させた構造の脚部連結部３１を介して回動可能に枢着された四本の脚部１Ｃと、脚部１Ｃを起立保持させるよう下端部側に設けた矩形枠状の台座下部１Ｂとによって略櫓状に形成されている。そして、台座下部１Ｂの四隅のうち、互いに対向する二本の枠部を脚部１Ｃから分離させて装置本体１を折り畳み可能にすべく、枠部両端にネジと蝶ナット５により枠部同士を締結するための枠部連結部Ｓが形成されている。
【００１３】
また、台座上部１Ａにおける吊持手段Ｕは、図３に示すように、吊りワイヤーＷの上端部を保持するためのチャック体２１を中央に配したブロック２２を台座上部１Ａの溝孔部２３に嵌合させ、台座上部１Ａの側面に形成したネジ孔２４にねじ込ませた固定ネジ２５によってブロック２２を固定するものである。
【００１４】
装置本体１に用いる振り子２は、図２（ａ）に示すように、中空球体状に形成されている。この振り子２は、身体２Ｂと上蓋体２Ａとから成り、両者は分離可能に形成されている。すなわち、身体２Ｂと上蓋体２Ａに雄ネジ部と雌ネジ部を設け、身体２Ｂの雄ネジ部を上蓋体２Ａの雌ネジ部にねじ込んで、身体２Ｂと上蓋体２Ａを結合させるのである。また、上蓋体２Ａの中央部には、チャック構造の保持手段Ｖが設けられており、この保持手段Ｖを介して振り子２の上蓋体２Ａが吊りワイヤーＷの下端部に連結されている。そして、振り子２内部には、自体の質量中心位置において、それぞれ重さの異なる重錘体３を交換可能に配置するための収容部Ｐが設けられ、振り子２自体の重量を任意に変更できるようにしてある。
【００１５】
尚、保持手段Ｖ及び吊持手段Ｕのチャック構造は、図２（ｂ）に示すように、軸方向に一端から複数本のスリット部を設けて爪片部を形成し、その外側をテーパ状にしてあるコレット部１１と、このコレット部１１を内側から挿入させてから振り子２の上蓋体２Ａに突出状に設けた筒状のネジ部１３にねじ込ませるチャック部１２とから成る。そして、チャック部１２の内側に形成されたテーパ孔によって爪片部を閉塞させることで、爪片部の中に挟まれている吊りワイヤーＷを咬持させる周知のコレットチャック構造を採用している。
【００１６】
この他、振り子２の収容部Ｐは、振り子２の身体２Ｂの内底部に、上端側にネジ部を形成した棒状の突起部４を立設状に配置している。そして、パイプ状の挿入脚部３Ａの上端に重量部３Ｂが固設されて成る重錘体３を当該挿入脚部３Ａ側より突起部４に嵌挿させ、突起部４のネジ部へ蝶ナット５をねじ込んで重錘体３自体を振り子２内部に固定している。この重錘体３は、図２（ｃ）に示すように、殆どの重量が挿入脚部３Ａの上端の重量部３Ｂに集中していて、収容部Ｐ内に配置された際に、振り子２内部の質量中心に重錘体３の重心が合致するように構成されている。
【００１７】
また、図１に示す振り子２は、１本の吊りワイヤーＷによって保持されているが、これに限定されることはない。例えば、図４に示すように、Ｖ字状に配した２本の吊りワイヤーＷを介して振り子２を保持すると、振り子２の移動状態が一定のものとなり、より正確な実験を行うことが可能となる。さらに、装置本体１に保持する振り子２の数は、２個に限定されることはない。すなわち、装置本体１に保持する振り子２は１個でも良いし、３個以上であっても良い。
【００１８】
次に、以上のように構成された装置本体１の使用、組立の一例を説明する。まず、振り子２の重量を変更する際は、図２（ａ）に示すように、吊りワイヤーＷに振り子２の上蓋体２Ａが吊持されている状態のまま、当該上蓋体２Ａと身体２Ｂとを分離させる。そして、身体２Ｂの内底部の突起部４のネジ部にねじ込んである蝶ナット５を取り外して、突起部４に嵌挿されている重錘体３を引き抜く。その後、重量の異なる別の重錘体３を挿入脚部３Ａ側より突起部４に嵌挿させ、突起部４のネジ部へ蝶ナット５をねじ込むことで重錘体３自体を振り子２の収容部Ｐ内に固定する。このとき、振り子２内部の質量中心位置に、重錘体３の重心が合致するように重錘体３が固定される。最後に、吊りワイヤーＷに吊持されている振り子２の上蓋体２Ａに身体２Ｂを取り付ける。
【００１９】
また、不使用時に装置本体１を棚等に収納する際には、図１に示すように、台座下部１Ｂの四隅のうち、互いに対向する二本の枠部を脚部１Ｃから分離させて台座上部１Ａ側へ折り返し、装置全体をコンパクトに折り畳んだ状態にする。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているために、吊りワイヤーＷから振り子２を外して交換しなくても振り子２の重量を容易に変更でき、しかも、予め複数の振り子２を用意する必要のない振り子式衝突実験装置を提供できる。
【００２１】
すなわち、本発明は、吊りワイヤーＷによって隣接吊持された複数の振り子２同士を衝突させる振り子式衝突実験装置であって、振り子２の重量を変更すべく、中空に形成され且つ吊りワイヤーＷに連結されている上蓋体２Ａから身体２Ｂを分離可能にして成る球体状の振り子２内部の質量中心位置に、それぞれ重さの異なる重錘体３を交換可能に配置する収容部Ｐを有している。よって、振り子２の重錘体３を交換することによって、振り子２の重量を容易に変更できるのである。
【００２２】
また、収容部Ｐは、振り子２の身体２Ｂ内底部に、上端側にネジ部を形成した棒状の突起部４が立設配置され、振り子２内部の質量中心位置に重錘体３の重心が合致するようパイプ状の挿入脚部３Ａ上端に重量部３Ｂが固設されて成る重錘体３が当該挿入脚部３Ａ側より突起部４に嵌挿され、突起部４のネジ部へのナット５のねじ込みによって重錘体３自体を振り子２内に固定するので、吊りワイヤーＷに振り子２の上蓋体２Ａが吊持されている状態のまま当該上蓋体２Ａと身体２Ｂとを分離させ、重錘体３の交換が簡単に行える。そして、振り子２内部の質量中心位置に重錘体３の重心が合致するように重錘体３を固定するため、振り子２の衝突による種々の実験データを正確に得ることができる。
【００２３】
さらに、上蓋体２Ａの中央位置には、櫓状の台座上部１Ａからチャック構造の吊持手段Ｕを介して吊下させた吊りワイヤーＷを連結するためのチャック構造の保持手段Ｖを備えたので、台座上部１Ａへの吊りワイヤーＷの取り付けや取り外し、また、吊りワイヤーＷへの上蓋体２Ａの取り付けや取り外しを簡単に行え、装置本体１の分解収納も容易となる。
【００２４】
この他、櫓状の台座上部１Ａの四隅には、挟持片３１Ａ，３１Ｂ構造の連結部を介して回動可能に枢着され、且つ下端部側に設けた矩形枠状の台座下部１Ｂによって起立保持させた脚部１Ｃを有し、台座下部１Ｂの四隅のうち互いに対向する二本の枠部を脚部１Ｃから分離可能にさせて折り畳み可能にしたので、例えば、上段側と下段側との間隔が僅かしかない棚の内部等においても、装置本体１をコンパクトに折り畳んで収納することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における装置本体の使用（組付）状態・分解状態の概略を示す一部拡大の斜視図である。
【図２】吊りワイヤーを介して吊り下げられた振り子の構成を示し、（ａ）は身体と上蓋体とを分離させた状態の切欠斜視図、（ｂ）はチャック構造を用いた上蓋体の保持手段の分解斜視図、（ｃ）は重錘体の全体斜視図である。
【図３】台座上部のチャック構造の吊持手段の概略を示す分解斜視図である。
【図４】装置本体にＶ字状に配した２本の吊りワイヤーを介して振り子を保持した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｐ…収容部                        Ｗ…吊りワイヤー
Ｕ…吊持手段                      Ｖ…保持手段
Ｗ…吊りワイヤー                  Ｓ…枠部連結部
１…装置本体                    １Ａ…台座上部
１Ｂ…台座下部                    １Ｃ…脚部
２…振り子                      ２Ａ…上蓋体
２Ｂ…身体                          ３…重錘体
３Ａ…挿入脚部                    ３Ｂ…重量部
４…突起部                        ５…蝶ナット
１１…コレット部                  １２…チャック部
１３…ネジ部
２１…チャック体                  ２２…ブロック
２３…溝孔部                      ２４…ネジ孔
２５…固定ネジ
３１…脚部連結部        ３１Ａ，３１Ｂ…挟持片
【図１】
2004226926.tif 000003
【図２】
2004226926.tif 000004
【図３】
2004226926.tif 000005
【図４】
2004226926.tif 000006