JP2016013611A

JP2016013611A - グリップ

Info

Publication number: JP2016013611A
Application number: JP2014149227A
Authority: JP
Inventors: 公亮三浦; Koryo Miura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2016-01-28

Abstract

【課題】把持力を高めるグリップの表面形状
【解決手段】平面上で、底辺Ａ、Ｂ、（Ａ＜Ｂ）、を有し、側辺を有する等脚台形の一対を底辺Ｂにより結合して形成される基礎六角形による平面上の二次元のタイル貼り図形において、これを概念化した紙（折り、曲り可能、伸縮せず）に写像し、辺Ａを山折り，辺Ｂを谷折り、側辺を山折りとして、六角形屈曲パターンＧがＹ軸方向に繋がる縦のパターンＨ偶数個の形成する開いた筒形構造とし、その両縁を結合することにより形成される筒形凹多面体面Ｊを基本形とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、グリップの表面形状に関するものである。本発明でグリップとは、手で把持する機能を要する対象物とする。

グリップは、古代から現在にいたるまで、人間の手と対象物のインターフェースで有り続けている。その役割は、このインターフェースを通じて、形状を認識し力やトルクを感知し、情報処理ののち、力とトルクを返すことにある。グリップはあらゆる分野で利用されている。大工道具では、鋸の柄、スポーツではテニスラケットのグリップ、日用品では鍋の柄、各種介護器械のグリップ、建築では階段の手摺等枚挙にいとまない。その基本的部分の形状は、柱面特に円柱面が最も普遍的である。

正しく力やトルクを伝えるために、グリップの表面は、滑りに対し二つの手段を取りうる。第一の手段は、摩擦係数の大きい表面素材を使い、手の指や手の平の圧力を利用して摩擦抵抗力を発生することである。第二の手段は、マクロな凹凸形状を用い、手の指や手の平の貫入によりそのせん断抵抗力を利用することである。注目すべき点は、第一の手段は、抵抗力が圧力に比例するので、大きな外力に比例する手の圧力が必要であり、第二の手段は、圧力にはあまりよらないことである。従って、後者では、比較的軽い力で、充分な把握が可能である。例えば、建築の手摺のように、通常は軽くしかタッチしないが、急に把握が必要の場合に、強く握らないでも充分に支えることができる。スポーツ用具のグリップでも、強く握るという動作が、身体の滑らかな全身運動を阻害することが言われている。

本発明では第二の手段であるマクロな凹凸形状を対象とする。力とトルクの作用方向を考慮すると、マクロな凹凸は、周方向に沿っても、軸方向に沿っても必要となる。この周と軸双方向のマクロな凹凸を、具体的に実施しようとすることは、デザインとしては難しい。例えば溝を使う場合、これらが交差し、孤立した凹部とその反対の凸部、いわば池のような三次元の凹部と、その対の独立峰が多数生成されてしまうからである。そのような形状では手の平手の指は必要な深さに貫入出来ない。従って、マクロな凹凸を指向しながらも、現実にはその凹凸の高さは有効に使われない。また、それに関連して、グリップで、最も基本的な量である周長が軸方向に断続的に変化することが多い。以上の様な背景のもとで、１．指や手の平が易しく入り込める凹凸を、２．周長を一定に保ちながら、３．多方向に分散するグリップ、の表面形状が求められている。

本発明の課題は、基本的には筒形であり、指や手の平が易しく入り込める凹凸を、周長を一定に保ちながら、多方向に合理的に配列することにより、優れた把持力を有するグリップの表面形状を提供することにある。

本発明は、請求項１に記すように、Ｘ−Ｙ平面上で、Ｘ方向に底辺Ａ、Ｂ、（Ａ＜Ｂ）、を有し、斜辺をＣとする等脚台形Ｄの一対を底辺Ｂにより結合して形成される基礎六角形ＥによるＸ−Ｙ面上の二次元のタイル貼り図形Ｆにおいて、これを概念化した紙（折り、曲り可能、伸縮せず）に写像し、辺Ａを山折り，辺Ｂを谷折り、辺Ｃを山折りとして、六角形屈曲パターンＧがＹ軸方向に繋がる縦のパターンＨ偶数個の形成する開いた筒形構造とし、その両縁を結合することにより形成される筒形凹多面体面Ｊを基本形とするグリップにより、課題を解決するものである。

本発明は、請求項２に記すように、Ｘ−Ｙ平面上で、Ｘ方向に底辺Ａ、Ｂ、（Ａ＜Ｂ）、を有し、斜辺をＣとする等脚台形Ｄの一対を底辺Ｂにより結合して形成される基礎六角形Ｅを基として、同一面上で、斜辺Ｃを、その両端と中点ＫをＥと共有し且つその中点について回転対称で且つ六角形の上下左右の対称性を保つ曲線（折り線を含む）Ｌに置換した六辺形Ｍによる二次元のタイル貼り図形において、これを概念化した紙（折り、曲り可能、伸縮せず）に写像し、辺Ｌを山折りとし、辺Ａ部を凸とし、辺Ｂ部を凹として、六辺形屈曲パターンＮがＹ軸方向に繋がる縦のパターンＰ偶数個の形成する開いた筒形構造とし、その両縁を結合することにより形成される筒形凹多面体面Ｑを基本形とするグリップにより、課題を解決するものである。

本発明は、請求項３に記すように、請求項１および２において、基礎六角形Ｅの各辺Ａ，Ｂ，を、等しい量だけ週方向に徐々に変化させることにより形成される面を基本形とするグリップにより、課題を解決するものである。

本発明は、請求項４に記すように、請求項１、２及び３において、形成される表面形状を基準として、その稜線、谷線近傍をスムージングした基本形を利用することを特徴とするグリップにより、課題を解決するものである。

本発明は、請求項５に記すように、請求項１、２、３および４で定義された基本形を、部分的に適用することを特徴とするグリップにより、課題を解決するものである。

発明の効果について具体的説明に入る前に、本発明で提案する形状の背景を述べる。グリップの凹凸の合理的な形状は何かという命題につて、その理論的研究はあまり知られていない。基本となる対象は、代表的に円筒面であるから、円筒に比較的近く、かつ本目的に適した、凹凸のある曲面がその候補となりうる。本発明で提案する一群の形状は、薄肉円筒を軸方向に圧縮すると現れる不伸長座屈変形に基づき、適応させたものである。該変形は非特許文献１に記載されている。

Ｍｉｕｒａ，Ｋ．，"ＰｒｏｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＰｓｅｕｄｏ−ＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＣｏｎｃａｖｅＰｏｌｙｈｅｄｒａｌＳｈｅｌｌｓ，"ＲｅｐｏｒｔＮｏ．４４２，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ１９６９，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｏｋｙｏ，（Ｆｉｇ．８ｂ）．

この不伸長座屈変形は、円筒のごく近傍に理論的に生成される曲面（曲面は折り面を含むと約束する）であり、あるいは自己組織化折り紙とも呼ばれる。もちろんそれは、本発明とは関係のない研究で導かれたものである。しかし、その形状がグリップの形状としての、予測されない数々の利点を持つことが、偶然の機会に明らかとなった。第一の利点は、その凹凸が柱面の近傍を隙間なく周期的にカバーする。第ニの利点は、いたるところ周長が一定であることである。第三の利点は、生成される凹凸が、すべて可展面（折り平面、柱面など）で、いわゆる池や独立峰のような三次元の凹凸でないことである。

それだからとて、この理論的な曲面を、正確にミクロンのオーダーで作らなければ、グリップの効果は無いというのではない。対象は人の手であるから、そのレベルのオーダーで、基本的な性質をほぼ維持できる程度の周辺領域の形状であれば、効果に変わりは無い。「基本形とするグリップ」という請求項の文言は、このように周辺領域を含む意味である。

本発明の第一の効果は、確かな凹凸でありながら、ある意味で穏やかな凹凸であることだ。しっかりと把持することができながら、手にやさしい、と理解して良いであろう。理由はこの凹凸の形状が、ガウスの曲率κ＝０の可展面であることに起因する。ここで、ガウスの曲率κとは、空間曲面の形状を大局的に記述する指標で、面の任意の点における主曲率の積である。平面、筒面、錐面はすべてκ＝０である。他方ガウスの曲率κ＞０の曲面は、お椀のような形状で、仮にこれを三次元の凹凸とする。本発明での凹凸は、単純に折り曲げた面、いわば二次元的の凹凸で、一般に穏やかな凹凸である。従って、同じ深さでも、それを感じさせない。

第二の効果は、第一の効果による凹凸によってもたらされるものである。例えば、グリップの軸方向の力に対する抵抗力は、一つは表面素材の摩擦に起因し、二つは凹凸に貫入する手の平と指のせん断剛性と言われる。前者は加える圧力に比例し、接触面積に関係しないから、確かな把持のためには充分に大きな力を必要とする。後者は、圧力は必要充分であればよく、大事なのは凹凸に入りこむことなので、いわば軽い力で外力に抵抗できるのである。二次元的で、手の入り易い凹凸はこのような効果をもたらす。

第三の効果は、グリップの第一の基本的パラメータである周長が、軸方向に沿ってほぼ一定である（請求項１から３は正確に一定）ことである。軸方向にグリップする位置が変わっても、周長が変わらない。

第四の効果は、凹凸のパターンが、上下左右そして斜め方向に、均等に分布していることである。これは基本的には六角形の敷詰めパターン、あるいはタイル貼りと言われるもので、最も自然な分布様式である。請求項１に属する例では、軸方向に生成される凹凸は、ジグザグの折り面である。このジグザグが周方向に２分の１位相遅れに配置され、凹凸が集中することを排除している。一方、周方向の凹凸の形状、つまり断面形状は凸多角形（図の例では八角形）となり、その形状は軸方向に周期的に変化するが、周長はもちろん軸長に沿って常に一定が保持される。また、既存の螺旋状の凹凸のように、左右の旋回の様な方向の偏りは存在しない。

第五の効果は、利用することの多い木材などでは、通常複雑な凹凸形状のグリップに加工することは、技術的には可能であっても、コストがかさむ。本発明のグリップは、二次元的の凹凸であり、すべての面は可展面であり、かつ母線方向が開いているから、加工は容易である。

基本六角形の平面図基本六角形の平面タイル貼りの平面図実施例１の平面図（３−１）、同正面図（３−２）（右側面図は正面図と等しいので省略）。六辺形の平面図実施例２の正面図実施例３の正面図実施例４の平面図（７−１）正面図（７−２）右側面図（７−３）実施例５の正面図実施例６の斜視図

本発明の実施例１を図に沿って説明する。図１は、底辺Ａ、Ｂ、斜辺Ｃの等脚台形Ｄを示す。該一対の台形Ｄが該底辺Ｂにおいて接合し、基礎六角形Ｅを形成する。

図２は、該基礎六角形Ｅの複数個による二次元タイル貼り図形Ｆを、これを概念化した紙（折り、曲りのみ、伸縮せず）に写像したものである。ここで
辺Ｃを山折り、辺Ａを山折り，辺Ｂを谷折りとすると、中央で折り曲がった六角形屈曲パターンＧのＹ軸方向に繋がる縦のパターンＨ偶数個が、横方向に拡がり、その両縁を結合することにより、筒形凹多面体面Ｊが形成される（図３、３−１、３−２）。なお、右側面図は正面図と同形であるので省略する。

その結果、折り目Ａでは１８０°＋θ、折り目Ｂでは１８０°−θの二面角となる。結果として、縦の列のパターンＨが、該六角形ユニットの高さの二分の一だけＹ軸方向に位相をずらして、横方向に一周するとみなすことができる。

該多面体面Ｊは、折り目を展開すると、等しい対称六角形の平面タイル貼りＦとなり、底辺に平行な長さの総和はどこでも一定で、軸周りの長さの不変の証拠となる。

該多面体面Ｊは、軸方向はジグザグの形状、軸と直交する断面は凸多角形である。より詳細に眺めると、底辺Ａは凸、底辺Ｂは凹、斜辺Ｃは凸の稜線である。総合的に見ると、中央を凹の折り目とする六角形の凹みが、タイル貼り状に分布しているので、斜め方向にも周期性を持っており、凹凸が多方向に分散していることが観察される。

該六角形の凹みを観察すると、これは二つの台形面が一つの折り目で結合しているので、二次元的の凹凸であることがわかる。従って、該多面体は、この二次元的の凹凸で、全面を隙間なく覆われていることが観察される。

筒形凹多面体面Ｊの形状を決定する設計パラメータは、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、および縦のパターンＨのくり返しの数である。二面角１８０＋−θは従属変数である。これらの設計パラメータの変更で、凹凸の大きさ、周期等を自在に変えることができる。要求によって、適用を部分に施行することも、勿論可能である。

実施例２、３

本発明の実施例２、３の基本を、図４に沿って説明する。実施例１の基礎六角形Ｅの平面タイル貼りの条件を踏襲しながら、図４に示すように、六角形の斜辺Ｃをその両端をＥと共有し、且つその中点Ｋについて回転対称で且つ六角形の上下左右の対称性を保つ曲線（折り線を含む）Ｌに置換して形成される形状を、便宜上六辺形Ｍとする。

図５は、曲線Ｌを利用する六辺形屈曲パターンＮによる筒形凹多面体Ｑの、実施例２を正面図で示したものである。軸方向の凹凸は、流れるような曲面が特徴で、もちろん二次元的凹凸である。周方向の断面は凸多角形であり、その形状は周期的に変動するが、周長は常に一定である。この種のグリップでは、手摺り等のように、常時は手で流すようにふれているだけであるが、緊急時には軽く押さえるだけで、充分な把持が達成される。これに比し、単なる円柱状の手摺りでは、把持を達成するには大きな圧力を加える必要がある。その理由は、第ニの効果で述べた。

図６は、折り線Ｌを利用する六辺形屈曲パターンＮによる筒形凹多面体面Ｒの、実施例３を正面図で示したものである。軸方向の凹凸は、途中に平らな部分Ａ‘、Ｂ’の入る、いわば平頂凹凸が特徴である。周方向の断面は凸多角形であり、その形状は周期的に変動するが、周長は常に一定である。

実施例１と異なり、適用するグリップの巨視的形状が、非円形、ここでは楕円形である場合Ｓである（図７）。この場合には、周回りについて、ＡとＢの長さの変更で、任意の非円形形状に対応できる。

以上の実施例は、適用するグリップの周長が軸線に沿って一定であるものについて述べた。それに対して本来の周長が、軸線に沿って意図的に段階的に変化させるものに対しての処理はどうなるのかが問われるであろう。例えば、周長が漸減する場合、ある部分で設定された形状を、比例的に縮小するという現実的な操作で処理することが望ましい。この実施例Ｔを図８の正面図に示す。軸線が曲線の場合も、現実的な近似処理で、取り扱うことができる。

実施例１で規定される表面形状を基準としてスムージングを行った曲面を表面形状としたグリップを、図９のＪ２の斜視図を示す。これは、言い換えると、規定された多面体の、山折り、谷折りの辺を、前者は削り、後者は埋めるような操作で、全体的に滑らかな曲面にすることである。この操作によって、手の肌にやさしくフィットしながらも、巨視的な凹凸の形状で、しっかりと把持することが可能となる。

以上に記述した実施例は、グリップ全体が、これらの形状で作られたものであった。全体ではなく、グリップの部分について、これらを適用することも、もちろん容易である。また、その表面層だけを、製作し、棒状の芯材に装着して、グリップを構成することで、ほぼ同一の効果を得ることも容易である。また、本発明の、マクロな凹凸の形状に加えて、ミクロな摩擦を加える対策は、当然可能である。

Ａ：等脚台形の底辺
Ａ’：Ａの拡張領域
Ｂ：等脚台形の底辺
Ｂ’：Ｂの拡張領域
Ｃ：等脚台形の斜辺
Ｄ：等脚台形
Ｅ：基礎六角形
Ｆ：基礎六角形Ｅによる二次元のタイル貼り図形
Ｇ：六角形屈曲パターン
Ｈ：六角形屈曲パターンＧがＹ軸方向に繋がる縦のパターン
Ｊ：筒形凹多面体面（実施例１）
Ｋ：斜辺Ｃの中点
Ｌ：中点Ｋについて回転対称で且つ六角形の上下左右の対称性を保つ曲線（折り線を含む）
Ｍ：六辺形
Ｎ：六辺形屈曲パターン
Ｐ：六辺形屈曲パターンＮがＹ軸方向に繋がる縦のパターン
Ｑ：六辺形屈曲パターンによる筒形凹多面体面（実施例２、曲面）
Ｒ：六辺形屈曲パターンによる筒形凹多面体面（実施例３、折り面）
Ｓ：筒形凹多面体面（実施例４）
Ｔ：筒形凹多面体面（実施例５）
Ｊ２：筒形凹多面体面（実施例６）
Ｘ−Ｙ：座標軸
κ：ガウスの曲率
θ：六角形屈曲パターンＧの二つの等脚台形Ｅの底辺Ｂにおける二面角の補角

基本六角形の平面図基本六角形の平面タイル貼りの平面図実施例１の平面図（３−１）、同正面図（３−２）（右側面図は正面図と等しいので省略）六辺形の平面図実施例２の正面図実施例３の正面図実施例４の平面図（７−１）正面図（７−２）右側面図（７−３）

Claims

Ｘ−Ｙ平面上で、Ｘ方向に底辺Ａ、Ｂ、（Ａ＜Ｂ）、を有し、側辺をＣとする等脚台形Ｄの一対を底辺Ｂにより結合して形成される基礎六角形ＥによるＸ−Ｙ面上の二次元のタイル貼り図形Ｆにおいて、これを概念化した紙（折り、曲り可能、伸縮せず）に写像し、辺Ａを山折り，辺Ｂを谷折り、辺Ｃを山折りとして、六角形屈曲パターンＧがＹ軸方向に繋がる縦のパターンＨ偶数個の形成する開いた筒形構造とし、その両縁を結合することにより形成される筒形凹多面体面Ｊを基本形とするグリップ。
Ｘ−Ｙ平面上で、Ｘ方向に底辺Ａ、Ｂ、（Ａ＜Ｂ）、を有し、側辺をＣとする等脚台形Ｄの一対を底辺Ｂにより結合して形成される基礎六角形Ｅを基として、同一面上で、斜辺Ｃを、その両端と中点ＫをＥと共有し且つその中点について回転対称で且つ六角形の上下左右の対称性を保つ曲線（折り線を含む）Ｌに置換した六辺形Ｍによる二次元のタイル貼り図形において、これを概念化した紙（折り、曲り可能、伸縮せず）に写像し、辺Ｌを山折りとし、辺Ａ部を凸とし、辺Ｂ部を凹として、六辺形屈曲パターンＮがＹ軸方向に繋がる縦のパターンＰ偶数個の形成する開いた筒形構造とし、その両縁を結合することにより形成される筒形凹多面体面Ｑを基本形とするグリップ。
請求項１および２において、基礎六角形Ｅの各辺Ａ，Ｂ，を、等しい量だけ周方向に徐々に変化させることにより形成される面を基本形とするグリップ。
請求項１、２及び３において、形成される表面形状を基準として、その稜線、谷線近傍をスムージングした基本形を利用することを特徴とするグリップ。
請求項１、２、３および４で定義された基本形を、部分的に適用することを特徴とするグリップ。