JP2003190646A

JP2003190646A - 倒れない独楽と、独楽の台

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Publication number: JP2003190646A
Application number: JP2001403089A
Authority: JP
Inventors: Mineo Yorizumi; 美根生頼住
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、回転が止まってジャイロ効果が無く
なっても倒れず立ち続ける独楽を実現することを課題と
する。【構成】独楽と独楽の台に各々リング磁石や小磁石片を
配置し、磁力の反発力や引き合う力を利用する。一つの
安定化手段は、独楽が独楽の台の上で磁石の反発力によ
って安定して立つように、独楽の台の中心に回転軸先端
を保持する逆円錐状の凹部みを設ける。他の手段として
独楽の回転軸の先端部に小さな軟磁性体片と、独楽の台
のリング磁石の中心部に小磁石片を配置し、独楽と独楽
の台の各リング磁石が反発し、中心部の小磁石片と回転
軸先端の軟磁性体片が引き合うことで安定を確保する。
また、独楽の台の揺らぎにより、独楽の回転をスムース
とする。更に、独楽に造形物を配置して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁石の反発や引き合う
力を応用した独楽に関するもので、玩具、磁力を学ぶ教
育用品、また、置物や縁起物として利用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来、独楽は廻して楽しむが、一定時間
回転するとゆらぎながら回転が遅くなり、ついには倒れ
て転がってしまっていた。また、一定の台の上で回すこ
とが出来ても台から外れて転がってしまうことがあっ
た。一般に、独楽は回転が止まると倒れるという認識が
あった。一方、磁石の反発力を応用した先行技術が、特
開平８−５７１５７において開示されている。それは、
独楽と独楽の台に設けた磁石の反発力とジャイロ効果の
みの簡単な構成で、独楽を回転させながら一定時間空中
に浮かすことが出来るものであり、磁力を応用した玩具
として画期的な技術と思われる。しかし、空中に浮かす
為には、独楽と独楽の台の調整に多くの試行錯誤が必要
であり、一度安定条件を出しても再現性がなく、次に楽
しむ場合は再度同じ試行錯誤を繰り返す必要があった。
また、回転が遅くなりジャイロ効果が弱くなると不安定
になり反転転倒してしまうことは、従来の独楽と同様で
ある。因みに、特開平８−５７１５７で開示されている
独楽は「Ｕ−ＣＡＳ」という商品名で９４年１０月発売
された。本発明の出願人が入手して検討した例では、安
定条件を出すまでに２０回から３０回のやり直しで１０
分から１５分間程度を必要とし、台から４ｃｍ程度の高
さで、空中に浮いて回転している時間が１分から１．５
分程度であった。空中に浮いている時間は、最初の回転
数によって決まり、高い技量の習得により２分程度の浮
上も可能と思われた。しかし、回転が遅くなると落下し
て転倒してしまった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、独楽は回転させ
るとジャイロ効果によるコリオリ力が働き倒れないで回
転し続けるが、一定の回転数以下になるとジャイロ効果
が弱くなり重力によって倒れてしまった。本発明は、回
転が止まってジャイロ効果が無くなっても倒れない独楽
を実現することを課題とする。また一般に、独楽と独楽
の台の各磁石による反発を使っても、独楽は安定せず磁
力が引き合う方向に反転して転倒してしまう。本発明
は、簡単な構成で磁石の反発力や引き合う力を利用しな
がら、独楽の回転軸の反転＆転倒を如何に防ぐかを課題
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】独楽と独楽の台に、例え
ば各々リング磁石を配置し、そのリング磁石間の反発力
を利用する。更に、一つの手段として、独楽が独楽の台
の上で磁石の反発力によって安定して立つように、独楽
の台の中心に逆円錐状の凹部みを設けて、先の尖った回
転軸先端を保持するとともにその回転を自在とする。他
の手段として、独楽の回転軸の先端部に例えば先の尖っ
た軟磁性体片と、独楽の台のリング磁石の中心部に小磁
石片を配置し、独楽と独楽の台の各リング磁石が反発
し、回転軸先端の軟磁性体片と中心部の小磁石片とが引
き合うことで安定を確保する。回転軸先端部は鋭く尖っ
ているので接触抵抗は小さく回転は自在となる。より具
体的には、厚さ方向に着磁したリング状磁石の中心に回
転軸を設けた独楽と、独楽と反発する方向に着磁された
独楽の外径より少し大きいリング状磁石を設けた独楽の
台とを用意する。独楽を独楽の台の中心に置くと、反発
力が加わりその反発力中心（ほぼ独楽の重心点）を中心
に上記回転軸を転倒させる回転力が加わる。つまり、図
９、１０に示すように、独楽の回転軸には独楽の回転面
に直交する面に回転力が加わるので、そのままでは独楽
は転倒してしまうことになる。そこで、この独楽の回転
面に直交する面の回転力を、上記凹部の逆円錐状の中心
点で保持して、独楽の回転を自在としながら転倒を防止
する。他方、回転軸の下先端部の軟磁性体片と独楽の台
の小磁石片を引き合わせて転倒を防ぎ、回転軸の先端を
鋭く尖らせることで独楽の回転を自在とした。

【０００５】

【作用】上記の構成をとることで、独楽は回転が止まっ
ても、独楽の台のリング磁石によって働く反発力で重力
とバランスし、独楽の回転軸の先端に働く凹部の保持作
用、または磁力による保持作用で反転＆転倒せずに安定
して立つことができる。

【０００６】

【実施例】実施例１：図１のように、独楽１と独楽の台
２を配置した。独楽の磁石には、外径１９ｍｍ×内径４
ｍｍ×厚さ５ｍｍのストロンチウムフェライト製の第一
のリング磁石３を使用し、中心部に外径３ｍｍ×長さ５
０ｍｍの先端の尖った硬質エンビ樹脂製の回転軸４をエ
ポキシ系の接着剤で接着した。第一の磁石３の下面と回
転軸の先端の距離「ｈ１」を１６ｍｍに設定し、浮きあ
がらず、又、倒れない状態とした。独楽の台２には、独
楽の磁石と反発する厚さ方向に着磁した外径３３ｍｍ×
内径２２ｍｍ×厚さ５ｍｍのストロンチウムフェライト
製の第二のリング磁石５を台本体６にゴム系の接着剤で
接着して固定した。台本体６の凹部７は、外径１８ｍ
ｍ、深さ７ｍｍの逆円錐形とし凹部中心には独楽１の回
転軸４の先端が保持されるようにした。本構成におい
て、第二のリング磁石５の中心と、凹部７の中心の位置
をずらすことにより、独楽１を斜めに回転させることも
できる。また、エネルギー積の高い磁石により反発力が
強まり、第一のリング磁石と独楽の台の距離を離すこと
でデザインを工夫したり、独楽の重量を磁石の反発力で
軽減する効果で回転持続時間を長くすることも出来き
た。図１の配置において、独楽１を捻って回転させる
と、独楽は回転し続け、やがて回転が遅くなってゆらゆ
らしながら回転が止まるが、独楽１は倒れることなく安
定して立ったままの状態を保持し続けた。第一のリング
磁石と、第二のリング磁石の距離は、磁石のエネルギー
積により、独楽が安定する最適距離がある。その他、独
楽の安定性は、第一のリング磁石と第二のリング磁石の
直径の差、第二のリング磁石の上面と凹部の中心の深
さ、等によって左右される。尚、図１に示すように第一
の磁石３を独楽の上枠１６、下枠１７の中に配置するこ
とでデザイン上好ましい効果を生んだ。

【０００７】実施例２：図２のように、独楽８と独楽の
台９を配置した。独楽の磁石には、外径２９ｍｍ×内径
５ｍｍ×厚さ５ｍｍのストロンチウムフェライト製の第
一のリング磁石１０を使用し、中心部に外径３．５ｍｍ
×長さ６０ｍｍのステンレスパイプ製の回転軸１１をエ
ポキシ系の接着剤で接着した。回転軸の下先端部には、
先の尖った鉄製の外径３．５ｍｍ／２．２ｍｍ長さ１０
ｍｍの第一の軟磁性体片１５の、外径２．２ｍｍ部を差
し込んでエポキシ系の接着剤で接着した。第一のリング
磁石の下面と軟磁性体片１５の先端部との距離「ｈ２」
を２２ｍｍとした。独楽の台９には、独楽の磁石と反発
する厚さ方向に着磁した外径４４ｍｍ×内径２２ｍｍ×
厚さ６．７ｍｍのストロンチウムフェライト製の第二の
リング磁石１２を２個を着磁方向を揃えて台本体１４に
ゴム系の接着剤で接着して固定した。台本体１４の中心
部には外径５ｍｍ×厚さ５ｍｍのネオジウム鉄ボロン製
の第二の小磁石片１３をゴム系の接着剤で接着し、独楽
８の回転軸１１の先端の第一の軟磁性体片１５と引き合
う力で保持されるようにした。独楽の台の上面は平面と
し独楽は平面上に立つ構成となっている。尚、第二の小
磁石片１３の着磁方向は第二のリング磁石１２と同じ方
向に設定すると独楽８への反発力が増し好ましい結果を
得た。図２の配置において、独楽８を捻って回転させる
と、独楽は回転し続け、やがて回転が遅くなってゆらゆ
らしながら回転が止まるが、独楽８は倒れることなく独
楽の台９の上の平面に安定して立ったままの状態を保持
し続けた。図５には、実施例２の上部から見たリング磁
石の配置を示した。

【０００８】実施例３：実施例２とほぼ同様の構成によ
って、独楽の台の上面は、図３のようにある程度の凸面
になっていても同様の効果を得ることができた。第二の
リング磁石の上面と第一のリング磁石の下面の距離「ｈ
３」を大きくする為に第二のリング磁石の磁力を強くす
る必要があり、本例では第二のリング磁石１２を３個使
用した。図４に実施例３の斜視図を示した。

【０００９】実施例４：上記実施例１、２、３と実質的
に同様の構成で、例えばリング磁石を使用しなくても回
転対称状に配置した磁石片によっても本発明を実施でき
ることは明白である。図６には、上部から見た独楽の台
の磁石片の配置を簡略化して示した。磁石片は複数に分
割された構成でも、１個の磁石片でも実現可能であり、
大量に生産されている安価な磁石片を利用して構成する
ことが出来る。しかし、回転にともなう反発力の均一性
を確保する意味で、独楽と独楽の台のいずれかはリング
磁石であることが好ましかった。

【００１０】実施例５：図７に示すように、独楽の台の
裏面の中央に凸部１９を設ける構成とし、独楽の台の底
板２０の中心上部に上記凸部１９を受ける凹部２１を設
けた。また、弱い弾性力のバネ２２を配置して台本体６
の水平を保つようにした。これで独楽の回転バランスの
ズレによる揺らぎを、独楽の台の揺れで吸収する。この
結果、独楽の回転バランスのわずかなズレがあっても、
独楽の台が独楽と連動して揺れることで、軸の不自然な
揺れが少なくなりスムースな回転を維持することが可能
となった。図８には、実施例３の構成の場合の例を示し
た。独楽の台の支点の位置が独楽の台の重心（独楽の重
量による重心点の移動も加わる）より高い位置の場合
は、独楽の台がヤジロベイの原理で安定しバネ２２を省
略することが出来きた。独楽の回転バランスが完全に調
整されている場合にも実施例５の効果は認められた。

【００１１】独楽の安定に対する種々の検討の結果、本
発明における図９の構成では、独楽に働く反発力２３＜
独楽の重量２７で、独楽が傾かない範囲を条件とし、逆
円錐状の凹部の角度θ１と、独楽の回転軸に働く転倒回
転力の角度θ２との関係を、θ１＜θ２に設定すること
が重要であった。また、図１０の構成では、独楽に働く
反発力２３＞独楽の重量２７の条件で、反発力と独楽の
重量の差２９よりも第二の小磁石片の引き合う力２８を
大きくすることが重要であった。

【００１２】実施例６：図１１、１２、１４に示すよう
に、例えば人形３１ａや開運的な造形物３２ａ、３２ｂ
を本発明の独楽磁石に施すことで展示物や置物としての
応用が広がることがわかった。図１１は、実施例２の独
楽磁石にバレリーナの人形３２ａを配置し回転すると衣
装が広がる構成とした。図１２は、「金」の文字３２ａ
を回転軸に対し１２０°に配置した。独楽を回転する
と、側面のどこから見ても文字が良く見えるようにな
る。図１４は、独楽の回転による遠心力で造形物の形状
が変化するようにした。例えば、「幸」の文字３２ｂを
デザインし、遠心力で文字が開くようにして、「幸せが
広がる」イメージを出す。具体的には、例えば図１３の
ように、「幸」の文字３２ｂを構成し回転が止まってい
る時は図１３（ａ）のように閉じていても、独楽を回転
させると図１３（ｂ）のように「幸」の文字が開くよう
になる。以上のように、倒れない独楽のイメージと、回
転する造形物、一点で立って倒れない造形物を融合する
ことが出来た。以上、本発明の実施例を詳細に記載した
が、その構成や寸法は発明の範囲を限定するものではな
くその一例に過ぎないことは明白である。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成で独楽の回
転が止まっても、小さな台の上で倒れず転がってしまう
ことがない。独楽を回転する技量を必要とせず手軽な玩
具として楽しむことができる。また、一般に回転が止ま
ると倒れることが当り前の独楽が倒れないことから、不
思議な展示品として、更に、入試前の学生、会社の経営
者、起業家、サラリーマン、自営業者、主婦、その他多
くの人々に勇気を与える縁起物としての効果が期待でき
る。一方、倒れない構成として磁力の反発と引き合う力
を巧みに応用していることから、磁石の不思議を考える
教育用品としての効果がある。独楽と独楽の台にマーク
や模様を入れ、独楽が止まった位置で、占いをすること
も出来る。また、手品の仕掛けとしても応用ができる。
本発明の構成で、例えば人形、開運関連、その他装飾的
な造形物を独楽に施し一点で立って倒れない展示品とし
たり、それを回転して楽しむことができる。

【００１４】

【図面の簡単な説明】

図１は、実施例１に係わる倒れない独楽と独楽の台の構
成を示す断面図である。図２は、実施例２に係わる倒れ
ない独楽と独楽の台の構成を示す断面図である。図３
は、実施例３に係わる倒れない独楽と独楽の台の構成を
示す断面図である。図４は、実施例３に係わる倒れない
独楽と独楽の台の構成を示す斜視図である。図５は、実
施例２、３に係わる上部から見たリング磁石の配置図で
ある。図６は、実施例４に係わる上部から見た磁石片の
配置図である。図７、８は、実施例５に係わる倒れない
独楽と独楽の台の断面図である。図９、１０は、本発明
の安定化の原理を説明する図である。図１１、１２、
は、独楽磁石に人形や文字を配置した側面図である。図
１３は、回転すると遠心力で開く「幸」の文字の構成図
である。図１４、は、独楽磁石に「幸」の文字を配置し
回転させた側面図である。

【符号の説明】

１：独楽、２：独楽の台、３：第一のリング磁石、４回
転軸、５：第二のリング磁石、６：台本体、７：凹部、
８：独楽、９：独楽の台、１０：第一のリング磁石、１
１：回転軸、１２：第二のリング磁石、１３：第二の小
磁石片、１４：台本体、１５：第一の軟磁性体片、１
６：独楽の上枠、１７：独楽の下枠、１８：第二の磁石
片、１９：凸部、２０：底板、２１：凹部、２２：バ
ネ、２３：反発力、２４：反発中心、２５：転倒の回転
面、２６：転倒の回転力、２７：独楽の重量、２８：第
二の小磁石片の引き合う力、２９，３０：反発力と独楽
の重量の差、３１：人形付きの独楽磁石、３１ａ：人
形、３２：造形物付の独楽磁石、３２ａ：「金」の文
字、３２ｂ：「幸」の文字

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚さ方向に着磁した第一のリング状磁石、
あるいは回転対称状の磁石片の中心に回転軸を設けた独
楽と、独楽と反発する方向に着磁された第二のリング状
磁石、あるいは回転対称状の磁石片を有する独楽の台に
おいて、その独楽の台の中心部に上記回転軸の回転を自
在とし、且つ転倒を防止する構造を設けたことを特徴と
する倒れない独楽と独楽の台。
【請求項２】上記独楽の台の中心部に上記独楽の回転軸
の先端を受ける逆円錐状の凹部を設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の倒れない独楽と独楽の台。
【請求項３】上記回転軸の少なくとも下先端部には第一
の軟磁性体片、あるいは小磁石片を設け、上記独楽の台
の中心部に前記回転軸の下先端部と磁力で引き合うよう
に第二の小磁石片、あるいは軟磁性体片を設けたことを
特徴とする請求項１に記載の倒れない独楽と独楽の台。
【請求項４】上記独楽の台は、その中心部を支点とし前
後左右に揺れることで、独楽の回転に伴って発生する揺
らぎを、独楽の台の揺れで吸収するように構成したこと
を特徴とする請求項１、２、３に記載の倒れない独楽と
独楽の台。
【請求項５】上記独楽の本体や回転軸に造形物を配置す
ること、あるいは、その造形物の回転による視覚的効果
や、遠心力でその形状が変化して見えることを特徴とす
る請求項１、２、３、４に記載の倒れない独楽と独楽の
台。