JPH09309295A - 描かれる円の半径を視認できるコンパス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】円の定義を理解させることを目的として、描か
れる円の半径そのものを視覚的に認識できるコンパスの
提供である。 【解決手段】一対のコンパス脚１，２の開角に応じて、
その下端部に半径表示ワイヤーＷを張り渡す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として小学生、
或いはその教師が使用して、円の定義を理解したり、或
いは教えたりする場合に使用されるコンパスに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】現在の日本の小学校の数学（算数）教育
における図形の指導法には、大別して性質指導法と定義
指導法とがある。性質指導法とは、図形の性質に着目し
て、弁別による図形の類型化からその性質に目を向けさ
せて一般化する指導法である。例えば、円に関しては、
特定の一点からの距離が等しい点を結んでできる図形で
あるという定義については触れずに、描かれた円に関し
て、その周上の任意の点と、円の中心を結ぶ線分の長さ
は全て等しいというような指導法であり、図形の性質か
らその概念を形成して理解することをねらっている。

【０００３】一方、定義指導法は、上記した性質指導法
と対峙するものであって、図形の定義を重視して、図形
そのものの定義を作図活動を通して子供に発見させ、更
に応用、発展できるように指導する方法である。

【０００４】図形の定義に関しては、必ずしも一義的に
定められない場合もあり、現在の小学校においては、定
義を直接に取り扱うことなく、性質から作図等への発展
に結び付けて指導していることが多い。しかし、図形概
念の指導は、その定義から行うのが本質であるとの考え
が数学教育界に根強く残っている。このため、円に関し
て上記した定義を理解させるために、描かれた円、或い
は円を描いたコンパスを示して、円の半径を認識させよ
うとしても、一対のコンパス脚の先端部の間を線分とし
て理解できない（空間部であるために線分として理解で
きない）生徒が数多くいて、数学の図形教育において円
の定義を理解させる困難があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題に鑑み、円の定義を理解させることを目的として、描
かれる円の半径を視認できるコンパスの提供を課題とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明が採用した手段は、一対のコンパス脚の上端部
が開閉可能に連結されたコンパスにおいて、一対のコン
パス脚の両下端部の間に、描かれる円の半径に応じた長
さの半径表示材を直線状に張り渡して、描かれる円の半
径を視認できるようにしたことである。

【０００７】一対のコンパス脚の開閉に応じて、その両
下端部には、半径表示材が常に直線状となって張り渡さ
れるので、円を描いている最中においても、また描いた
後においても、円の半径そのものを視覚的に直接に認識
できて、「一点からの距離が等しい点を結んでできる図
形である」という円の定義を容易に理解できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明を更
に詳細に説明する。図１は、本発明に係るコンパスＣ₁
の使用状態を示す斜視図であり、図２は、同じく一対の
コンパス脚１，２の大部分を破断した正面図であり、図
３は、コンパス脚１の下端部の拡大断面図であり、図４
は、図３のＸ−Ｘ線拡大断面図である。図１ないし図４
において、コンパスＣ₁ は、一対のコンパス脚１，２の
上端部が厚さを増さない構造で互いに交差して、この交
差部が、側面形状がコの字形をした連結ブラケット３の
各垂下片３ａの間に収納されて、これらのものが一体と
なって連結ピン４を介して連結された構成である。

【０００９】一対のコンパス脚１，２は、いずれも円筒
状を呈していて、一方のコンパス脚１の下端部は、他の
部分よりも小径の円筒状となっていて、その下端面に中
心針５が設けられており、他方のコンパス脚２の下端部
は、軸方向にスリット（図示せず）が設けられたスリッ
ト付薄円筒体で構成された筆記具取付部６となってい
る。このスリット付薄円筒状の筆記具取付部６は、これ
に一体に設けられた一対の拡開片７をスリット付薄円筒
体の弾性復元力に抗して近接させると、この薄円筒体が
拡径して、鉛筆等の筆記具８の抜出しが可能となり、一
対の拡開片７を開放すると、スリット付薄円筒体の弾性
復元力により筆記具８が挟持される構成になっている。

【００１０】そして、一方のコンパス脚１の下端部を構
成する小径の円筒体の内側（他方のコンパス脚２と対向
する側）であって、しかもその下端の部分にワイヤー挿
通孔９が形成され、この小径の円筒体の内部であって、
その下端部の前記ワイヤー挿通孔９が設けられている部
分には、ガイドピン１０が配設されている。円筒状のコ
ンパス脚２の内部のほぼ全長に亘る部分にコイルバネ１
１が内装されて、その一端部は、該コンパス脚２の下端
部に設けられた止着片１２に止着されている。また、半
径表示材を構成するワイヤーＷは、その一端が、コンパ
ス脚２の下端部の内側に設けられた止着片１３に止着さ
れ、前記ワイヤー挿通孔９を通ってガイドピン１０に巻
回されて、コンパス脚１内に入り込み、一対のコンパス
脚１，２を連結している連結ピン４と同軸のガイドピン
１４に巻回されて、他方のコンパス脚２の内部に入り込
んで、連結ピン１５を介して前記コイルバネ１１の上端
部に連結されている。

【００１１】このため、一対のコンパス脚１，２の開角
を大きくすると、コイルバネ１１の復元力に抗して半径
表示ワイヤーＷがコンパス脚１の下端部のワイヤー挿通
孔９から繰り出されて、一対のコンパス脚１，２の下端
部の間に張り渡される。また、一対のコンパス脚１，２
の開角を小さくすると、コイルバネ１１の復元力によ
り、一対のコンパス脚１，２の間に張り渡されていた半
径表示ワイヤーＷの一部がコンパス脚１の内部に入り込
んで収容され、残りの半径表示ワイヤーＷが一対のコン
パス脚１，２の間に張り渡される。従って、一対のコン
パス脚１，２の下端部には、その開角に応じた長さ、即
ち、該コンパスＣ₁ により描かれる円の半径に対応する
長さの半径表示ワイヤーＷが張り渡されることになる。

【００１２】よって、図１に示されるように、一対のコ
ンパス脚１，２の下端部に半径表示ワイヤーＷが張り渡
された状態で円を描くと、当該円を描いている最中にお
いても、その半径そのものを視覚的に認識できて、「一
点からの距離が等しい点を結んでできる図形である」と
いう円の定義の理解に役立つ。ここで、半径表示ワイヤ
ーＷに、例えば１ｃｍ毎に異なる色を表示しておくと、
その半径のおおよその値も分かって、円の定義の理解に
一層役立つ。また、上記実施例において、コイルバネ１
１に替えて、ゴム紐等の弾性材を使用することも可能で
ある。本実施例では、円筒状をしたコンパス脚１，２そ
のものが、半径表示ワイヤーＷの収容部を構成してい
る。

【００１３】図５ないし図７に示されるコンパスＣ
₂ は、上記したコンパスＣ₁ を部分的に改良したもので
あり、同一部分には同一符号を付し、異なる部分につい
てのみ説明する。即ち、コンパス脚１の上端部を除くほ
ぼ全長に亘って、その外側面にスリット１６が長手方向
に設けられて、半径表示ワイヤーＷの途中に連結された
円筒状の案内体１７がコンパス脚１の内部に移動可能に
内装されて、該案内体１７に設けられた指針１８が前記
スリット１６を通って外部に突出されている。また、コ
ンパス脚１の外側面におけるスリット１６に臨む部分に
は、描かれる円の半径の値を表示するための目盛り１９
が付されている。このコンパスＣ₂ では、コンパス脚１
のスリット１６から突出した指針１８の位置を読み取る
ことにより、描かれる円の半径の値が分かる。

【００１４】また、図８ないし図１１に、本発明に係る
別のコンパスＣ₃ が示されている。このコンパスＣ
₃ は、ケース２１に収容されたバネ（図示せず）の作用
により測定テープ２２が収容方向に引っ張られて自動的
に巻き取られる自動巻取式小型巻尺Ｍを半径表示材とし
て用いたものである。即ち、一対のコンパス脚１',２’
は、角型をしていて、その途中で折曲げ可能な構造にな
っている。一方のコンパス脚２’の下端部よりもやや上
方の外側面には、ブラケット２３を介して前記小型巻尺
Ｍが一体に取付けられ、コンパス脚２’の下端部には、
側方に向けてガイドピン２４が設けられていると共に、
他方のコンパス脚１’の下端部には、テープ止着ピン２
５が側方に向けて取付けられている。

【００１５】小型巻尺Ｍのケース２１から巻き出された
測定テープ２２は、一方のコンパス脚２’に設けられた
ガイドピン２４に巻回されて、該測定テープ２２の一端
は、他方のコンパス脚１’に設けられたテープ止着ピン
２５に止着されている。よって、一対のコンパス脚１',
２’を開閉させて、円を描く場合には、その下端部に、
一対のコンパス脚１',２’の開角に応じた長さの測定テ
ープ２２が張り渡されるため、円を描いている最中にお
いて、その半径そのものを視覚的に認識できると共に、
測定テープ２２の目盛りにより当該半径の長さも分か
る。

【００１６】また、図１２で斜視図で示されるコンパス
Ｃ₄ は、その両コンパス脚１，２の下端部に設けられた
中心針５及び筆記具８が、円を描く面に対して常に垂直
となるようにしたものである。即ち、両コンパス脚１，
２と、これと平行に設けられた別のリンク３１，３２と
によって平行リンク機構を構成したものである。コンパ
ス脚２の下端部に小型巻尺Ｍが取付けられて、その測定
テープ２２が、コンパス脚１，２の両下端部の間に張り
渡される構成は、前記コンパスＣ₃ と同一である。

【００１７】更に、図１３に示されるコンパスＣ₅ は、
漸次径の異なった多数本のロッド体３３が相互に収出可
能に順次連結された伸縮ロッドＲを半径表示材として使
用したものである。即ち、伸縮ロッドＲの最大と最少の
径の各ロッド体３３が、それぞれ両コンパス脚１',２’
の下端部に連結されて、両コンパス脚１',２’を開閉す
ると、これに応じて伸縮ロッドＲを構成する各ロッド体
３３が収出して、描かれる半径が表示される構成であ
る。

【００１８】なお、本発明は、上記した構造のコンパス
に限定されず、一対のコンパス脚の下端部の間に半径表
示材を収容方向に付勢して張り渡すことができれば、コ
ンパス自体の構造は、いかなるものであってもよい。ま
た、半径表示材として、形状記憶合金を使用し、一対の
コンパス脚の開閉に応じて、その両下端部に連結した状
態で設けてある形状記憶合金から成る半径表示材が伸縮
する構成にすることもできる。

【００１９】

【発明の効果】本発明に係るコンパスは、一対のコンパ
ス脚の開角に応じて、その下端部に半径表示材が張り渡
される構成であるので、円を描いている最中において
も、当該円の半径そのものを視覚的に認識できるので、
小学校の図形指導を定義指導法で行う場合において、こ
れを効果的に指導することができる。また、コンパスの
構造そのものに関しては、従来のコンパスの簡単な改良
により実施できるので、指導を受ける児童の側にとって
も、半径表示材を備えたコンパスを抵抗感なく使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンパスＣ₁ の使用状態を示す斜
視図である。

【図２】同じく一対のコンパス脚１，２の大部分を破断
した正面図である。

【図３】コンパス脚１の下端部の拡大断面図である。

【図４】図３のＸ−Ｘ線拡大断面図である。

【図５】本発明に係る別のコンパスＣ₂ を構成する一対
のコンパス脚１，２の大部分を破断した正面図である。

【図６】コンパス脚１の指針１８の部分の拡大横断面図
である。

【図７】コンパスＣ₂ の左側面図である。

【図８】本発明に係るコンパスＣ₃ の使用状態を示す斜
視図である。

【図９】同じく正面図である。

【図１０】図９のＹ矢視図である。

【図１１】図９のＺ矢視図である。

【図１２】本発明に係るコンパスＣ₄ の使用状態を示す
斜視図である。

【図１３】本発明に係るコンパスＣ₅ の正面図である。

【符号の説明】

Ｃ₁ 〜Ｃ₅ ：コンパス Ｍ：自動巻取式小型巻尺 Ｒ：伸縮ロッド Ｗ：半径表示ワイヤー（半径表示材） １,1',２,2' ：コンパス脚 １０，２４：ガイドピン １１：コイルバネ（付勢手段） ２２：測定テープ（半径表示材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のコンパス脚の上端部が開閉可能に
   連結されたコンパスにおいて、 一対のコンパス脚の両下端部の間に、描かれる円の半径
   に応じた長さの半径表示材が直線状に張り渡されること
   を特徴とする描かれる円の半径を視認できるコンパス。
2. 【請求項２】 一対のコンパス脚のいずれか一方の下端
   部に、描かれる円の半径を表示するための長尺状の半径
   表示材の一端が止着されて、その他方の下端部に設けら
   れたガイドピンに該半径表示材が巻回されて収容部に収
   容され、該半径表示材は、付勢手段により収容方向に付
   勢されていることにより、一対のコンパス脚の開閉に応
   じて、その両下端部に半径表示材が常に直線状に張り渡
   されることを特徴とする請求項１に記載の描かれる円の
   半径を視認できるコンパス。