CN114832392A - 关节构造和人形体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种关节构造和人形体。实现一种技术，该技术涉及能够使可动部的灵活性提高的人形体的关节构造。人形体(2)在躯干部(23)内置关节构造(100)。关节构造(100)具备：与胸部(231)(第1部位)连接的横向的第1连杆、与腰部(235)(第2部位)连接的横向的第2连杆、以及将第1连杆和第2连杆各自的左右端部中的一侧端部之间连结的第3连杆和将第1连杆和第2连杆各自的左右端部中的另一侧端部之间连结的第4连杆。第1连杆～第4连杆构成了由球接头连结各端部而成的四节连杆机构。

Description

关节构造和人形体

本申请是申请日为2020年07月10日、申请号为202010662103.X、发明名称为“关节构造和人形体”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及人形体的关节构造等。

背景技术

作为具有可动部的玩具的一例，公知有这样一种人形体，其能够如人类那样摆出各种各样的姿势。例如，在专利文献1中记载有使可动部活动而赏玩的玩具。

专利文献1：日本特开2017-159139号公报

发明内容

发明要解决的问题

在具有可动部的人形体中的特别受男孩子欢迎的是再现了在漫画、动画、特效电影、游戏、小说等(以下，统称为“原作”)中出场的变身英雄、士兵、大型人型机器人等角色的人形体。

使用者在购买在原作中出场的角色的人形体时，一定会想要使其做出与在原作中所看到的姿势同样的姿势。然而，针对使在原作中出场的角色的人形体摆出原作那样的姿势，往往存在可动部的可动范围较小，姿势的再现不充分的情况。从使用者的立场来看，存在如下情况：可动部的灵活性不充分，因此即使想要作出接近原作的姿势也难以实现，而使人产生遗憾的感觉。

本发明要解决的问题在于实现一种技术，该技术涉及能够使可动部的灵活性提高的人形体的关节构造。

用于解决问题的方案

本发明的技术方案是一种关节构造，其介于人形体的第1部位和第2部位之间，该关节构造具备：第1连杆，其直接地或间接地与所述第1部位连接；第2连杆，其直接地或间接地与所述第2部位连接；以及第3连杆和第4连杆，该第3连杆将所述第1连杆和所述第2连杆各自的一侧端部之间连结，该第4连杆将所述第1连杆和所述第2连杆各自的另一侧端部之间连结，所述第1连杆～第4连杆是由球接头连结各端部而成的四节连杆机构。

此外，对于所述关节构造，也可以是，所述第1连杆的端部具有球部，所述第2连杆的端部具有球部，所述第3连杆的两端部具有插槽部，该插槽部收纳所述第1连杆和所述第2连杆各自端部的一侧球部，所述第4连杆的两端部具有插槽部，该插槽部收纳所述第1连杆和所述第2连杆各自端部的另一侧球部。

此外，对于所述关节构造，也可以设为如下结构：该关节构造还具备第5连杆，该第5连杆的一端部与所述第1连杆的中央部连结，其另一端部与所述第1部位连结，所述第5连杆的一端部和所述第1连杆的中央部由球接头连结。

此外，对于所述关节构造，也可以是，所述第5连杆的一端部具有球部，所述第1连杆的中央部具有插槽部，该插槽部收纳所述第5连杆的一端部的球部。

此外，对于所述关节构造，也可以设为如下结构：所述第1连杆能够以连结其一侧端部和其另一侧端部的轴线为中心倾斜，所述第2连杆能够以连结其一侧端部和其另一侧端部的轴线为中心倾斜，设于所述第1连杆的中央部的插槽部设置在从所述第1连杆的一侧端部和另一侧端部的中心向前方向或后方向偏移的位置，利用所述第1连杆的倾斜和所述第2连杆的倾斜，所述第1部位相对于所述第2部位能够变更为第1相对倾斜角度，利用所述第1连杆的倾斜和所述第2连杆的倾斜以及所述球接头的可动区域，所述第1部位能够变更为比所述第1相对倾斜角度大的第2相对倾斜角度。

此外，对于所述关节构造，也可以是，所述四节连杆机构为四边形形状，所述第1连杆成为该四边形形状的沿着所述人形体的左右方向的上边，所述第2连杆成为该四边形形状的沿着所述人形体的左右方向的下边。

此外，对于所述关节构造，也可以设为如下结构：该关节构造还具备第6连杆，该第6连杆连结所述第2连杆的中央部和所述第2部位。

此外，对于所述关节构造，也可以是，所述第1部位为构成所述人形体的躯干的处于上方的部位，所述第2部位为构成所述人形体的躯干的处于下方的部位。

此外，另一技术方案是一种人形体，该人形体具备：第1部位；第2部位；以及所述关节构造，其介于所述第1部位和所述第2部位之间。

对于所述人形体，也可以设为如下结构：该人形体还具备外壳部件，该外壳部件以不固定于所述第1部位、所述第2部位以及所述关节构造中的任一者的方式在周向上覆盖所述关节构造。

发明的效果

根据本发明，能够实现一种技术，该技术涉及能够使可动部的灵活性提高的人形体的关节构造。

附图说明

图1是人形体的直立姿势的主视外观图。

图2是取出人形体的躯干部的周围而绘制的局部切割图。

图3是关节构造的立体外观图。

图4是关节构造的分解立体图。

图5是表示关节构造的左右方向的动作例的主视图(其一)。

图6是表示关节构造的左右方向的动作例的主视图(其二)。

图7是表示关节构造的左右方向的动作例的主视图(其三)。

图8是表示关节构造的左右的扭转动作例的主视图。

图9是表示关节构造向后方弯曲的弯曲动作例的侧视图(其一)。

图10是表示关节构造向后方弯曲的弯曲动作例的侧视图(其二)。

图11是表示关节构造向后方弯曲的弯曲动作例的侧视图(其三)。

图12是表示关节构造向后方弯曲的弯曲动作例的侧视图(其四)。

图13是表示关节构造的变形例的图。

图14是表示将关节构造用于人形体的颈部的例子的图。

附图标记说明

2、人形体；23、躯干部；100、关节构造；110、第1连杆；112、球部；113、插槽部；120、第2连杆；122、球部；123、轴承部；130、第3连杆；131、插槽部；132、插槽部；140、第4连杆；141、插槽部；142、插槽部；150、第5连杆；151、球部；152、轴承；160、第6连杆；161、前后轴；162、上下轴；170、上方球接头；180、摆动轴；231、胸部；233、外壳部件；233d、下部外壳部件；233u、上部外壳部件；235、腰部；L1、左右中央线；θ1、第1相对倾斜角度；θ2、第2相对倾斜角度。

具体实施方式

图1是作为应用了本发明的实施方式的一例的人形体2的直立姿势的主视外观图。另外，各图所示的箭头的方向标记表示相对于人形体2的上下(Y轴方向；正方向为上)、前后(Z轴方向；正方向为前)、左右(X轴方向；正方向为左)的方向。以下的说明中的方向基于此。

人形体2是将以漫画、动画、特效电影、游戏、小说等为原作的角色作为立体造形物再现而成的玩具。本实施方式的人形体2是具有模仿人型机器人的设计并通过将按部位区分开的零部件组装起来而作成的玩具。

对于人形体2的零部件，具有头部21、躯干部23、臂部25以及腿部27。

人形体2的基本的形态是模仿了以躯干部23为中心、在其上部具有一个头部21、在左右侧部分别具有臂部25、在下部具有两个腿部27的人的形态。在该形态的基础上，对于人形体2，也可以在背部附加背包那样的附属品(例如，若为机器人兵器则为背部喷射口(バーニア))、在背部设置翅膀、或者安装尾巴等。以上均具有本实施方式的人形体2的基本的形态，而能够称为本实施方式的人形体。

那么，形成为人形体2的构造的中心的躯干部23进一步具有作为第1部位(上方部位)的胸部231、腹部的外壳部件233(233u、233d)以及作为第2部位(下方部位)的腰部235。

图2是取出人形体2的躯干部23的周围而绘制的局部切割图，且是切割了外壳部件233的前表面侧而绘制的图。

人形体2的腹部具有上部外壳部件233u和下部外壳部件233d。上部外壳部件233u的上端部活动嵌合(遊嵌)在设于胸部231的下表面的凹部内且下端部以覆盖下部外壳部件233d的上端部的方式进行覆盖。下部外壳部件233d的下端部活动嵌合在设于腰部235的上表面的凹部。

上部外壳部件233u和下部外壳部件233d呈筒状的形状，在人形体2的腹部划分出上下连通的空间。而且，在该空间内收纳有关节构造100，该关节构造100将胸部231和腰部235连结为相对位置可变。即，上部外壳部件233u和下部外壳部件233d以不固定于胸部231(第1部位)、腰部235(第2部位)和关节构造100中的任一者的方式在周向上覆盖关节构造100。

图3是关节构造100的立体外观图。图4是关节构造100的分解立体图。关节构造100具有：第1连杆110、第2连杆120、第3连杆130、第4连杆140、第5连杆150以及第6连杆160。

第1连杆110是借助第5连杆150间接地与作为第1部位的胸部231连接的连杆。第1连杆110在其基部111的两端(左右端部)具有球部112，该基部111在横向(左右方向)上呈直状，从基部111的中央向后方延伸设置有上方球接头170的插槽部113。插槽部113设于从第1连杆110的基部111的左右端部的中心向后方偏移的位置。

另外，基部111和插槽部113之间的位置关系能够根据人形体2的设计适当地变更。例如，插槽部113也可以位于向基部111的前方偏移的位置，或者位于不仅向前方、后方也向上方偏移的斜上、斜下等向其他方向偏移的位置。

第2连杆120是借助第6连杆160间接地与作为第2部位的腰部235连接的连杆。第2连杆120在其基部121的两端(左右端部)具有球部122，该基部121在横向(左右方向)上呈直状，在基部121的中央下部具有摆动轴180的轴承部123。

第3连杆130和第4连杆140是彼此左右对称的零部件。

第3连杆130是连结第1连杆110和第2连杆120各自的左右端部的一侧端部之间的连杆。第3连杆130在上端部具有收纳第1连杆110的一方侧的球部112的插槽部131，在下端部具有收纳第2连杆120的一方侧的球部122的插槽部132。

第4连杆140是连结第1连杆110和第2连杆120各自的左右端部的另一侧端部之间的连杆。第4连杆140在上端部具有收纳第1连杆110的另一方侧的球部112的插槽部141，在下端部具有收纳第2连杆120的另一方侧的球部122的插槽部142。

第5连杆150是一端部(在图4的例中为下端部)与第1连杆110的基部111的左右中央部连结且另一端部与胸部231(第1部位)连结的连杆。

第5连杆150的一端部是上方球接头170的球部151，第5连杆150和第1连杆110的基部111的左右中央部由上方球接头170连结。而且，第5连杆150的另一端部(在图4的例中为上端部)具有以能够摆动的方式与胸部231连结的摆动轴的轴承152。

第6连杆160是连结第2连杆120的基部121的左右中央部和腰部235(第2部位)的连杆。具体地说，第6连杆160具有：插入第2连杆120的轴承部123的前后轴161、贯穿于在腰部235的上面的凹部设置的轴承的上下轴162以及连结上述两轴的端部之间的基部163。

由此，在关节构造100，对于第1连杆110、第2连杆120、第3连杆130、第4连杆140以及第5连杆150，相邻的连杆之间由球接头连结。

图5～图7示出关节构造100的左右方向的动作例，按照图号的顺序变换状态。

图5是人形体2呈直立的状态的关节构造100的主视图，相当于标准状态。

在标准状态的关节构造100，各球接头均位于可动范围的中央位置。在该状态下从正面观察关节构造100时，连结第1连杆110的两个球部112的线沿着左右方向，连结第2连杆120的两个球部122的线沿着左右方向。第3连杆130和第4连杆140的长度方向均沿着上下。换言之，在标准状态下，在从正面观察第1连杆110～第4连杆140这四个连杆时，形成呈四边形形状的四节连杆机构，第1连杆110成为该四边形形状的沿着人形体2的左右方向的上边，第2连杆120成为该四边形形状的沿着人形体2的左右方向的下边。

此外，在标准状态下从正面观察时，第5连杆150和第6连杆160沿着左右中央线L1呈一直线状。左右中央线L1相当于人形体2的正中线的前方投影线。此外，第5连杆150的轴承152呈轴贯通孔朝向前后的状态，第6连杆160的前后轴161也呈朝向前后的状态。

在此，若利用摆动轴180(前后轴161+轴承部123)使第2连杆120向对于人形体2来说的左方摆动，则四节连杆机构向左方斜着倾斜。对于该倾斜，若利用上方球接头170(参照图3)使该第5连杆150活动并竖立从而使第5连杆150在上下方向上竖立设置，则成为图6所示那样。第5连杆150位移至比左右中央线L1向对于人形体2来说的左方横向偏移的位置。

当着眼于第2连杆120和第3连杆130之间的球接头连结以及第2连杆120和第4连杆140之间的球接头连结时，即使在图6的状态下也还残留有可动区域。因此，若使第2连杆120进一步向左方倾斜与该残留的可动区域相应的量、利用上方球接头170使第5连杆150活动该倾斜的量并竖立，则成为图7所示那样。第5连杆150位移至与图6的状态相比进一步比左右中央线L1向左方横向偏移的位置。

在使人形体2进行图5～图7所示的关节构造100的活动时，人形体2的腰部235的位置保持原样而使胸部231变化为向左方偏移了的姿势。外壳部件233以不固定于其他零部件的方式覆盖关节构造100的周围，因此在胸部231和上部外壳部件233u之间的间隙、上部外壳部件233u和下部外壳部件233d之间的间隙、下部外壳部件233d和腰部235之间的间隙的范围内，相互接触并且也活动至适当的姿势、适当的位置。其结果，能够不破坏作为躯干部23相连的印象地实现使上半身横向偏移的独立性(アイソレーション)。

对于以往的人形体2来说无法实现使上半身横向偏移的独立性。这样的人形体2的可动部的灵活性的提高有助于在人形体2实现人类那样的自然的姿势。

图8是表示关节构造100的左右扭转动作例的主视图。

如之前所述那样，当着眼于第2连杆120和第3连杆130之间的球接头连结以及第2连杆120和第4连杆140之间的球接头连结时，在图5所示的标准状态存在充分的可动区域。因此，如图8所示，能够使第2连杆120的姿势保持原样，并使第3连杆130和第4连杆140在可动区域的范围内扭转。在图8中，示出了向对于人形体2来说的右方扭转的例子。

在关节构造100向左右扭转时，人形体2成为扭转了上半身的状态。利用第6连杆160的上下轴162使关节构造100活动也能够实现上半身的扭转。但是，由于人形体2的设计上的要求，下部外壳部件233d和腰部235之间的间隙受到限制，上下轴162的可动范围往往较狭窄。但是，如图8所示，利用位于躯干位置的关节构造100的扭转，能够实现超过上下轴162的可动范围的扭转。这样的人形体2的可动部的灵活性的提高有助于在人形体2实现人类那样的自然的姿势。

图9～图12示出关节构造100向后方弯曲的弯曲动作的一例，按照图号的顺序变换状态。

图9是人形体2直立的状态的关节构造100的(从对于人形体2来说的左方观察得到的)侧视图，相当于图5所示的标准状态。若从该状态基于第2连杆120的自转轴线(连结两个球部122的中心之间的线L2；参照图3)将关节构造100的上部向后方活动，则成为图10所示那样。

接下来，若基于第1连杆110的自转轴线(连结两个球部112的中心彼此的线L3；参照图3)将第1连杆110的基部111连同第5连杆150一起向后方摆动，则成为图11所示那样。如果将该状态作为人形体2来看的话，则利用第1连杆110的自转倾斜和第2连杆120的自转倾斜，胸部231(第1部位)相对于腰部235(第2部位)的相对姿势成为倾斜了第1相对倾斜角度θ1。

接下来进一步，若使第5连杆150向后方摆动至上方球接头170的可动范围的极限，则成为图12所示那样。如果将该状态作为人形体2来看的话，则利用第1连杆110的自转倾斜和第2连杆120的自转倾斜以及上方球接头170的可动区域，胸部231(第1部位)相对于腰部235(第2部位)的相对姿势能够变化至比第1相对倾斜角度θ1大的第2相对倾斜角度θ2。

通过使关节构造100向后方弯曲，人形体2也形成为向后方弯曲。与利用一个摆动轴向后方弯曲的结构相比，能够如关节构造100那样利用多个球接头阶段性地向后方弯曲，并且，弯曲的范围(后倾的范围)较大，从而能够利用人形体2摆出自然的姿势、动态的姿势。

另外，能够适当地组合在图5～图7所说明的向左右方向的独立性、在图8所说明的扭转以及在图9～图12所说明的弯曲。

[变形例]

能够应用本发明的实施方式不限于上述的例子，能够适当进行构成要素的追加、省略、变更。

(变形例其一)

例如，在上述实施方式中，设为关节构造100的第1连杆110借助第5连杆150间接地与胸部231(第1部位)连结的结构，但也可以是直接地与胸部231连结的结构。具体地说，也可以是，如图13的关节构造100B所示那样，设为省略上方球接头170，使用将上述实施方式的第5连杆150与上述实施方式的第1连杆110的基部111的左右中央合体而成的第1连杆110B的结构。

同样地，设为第2连杆120借助第6连杆160间接地与腰部235(第2部位)连结的结构，但也能够设为省略第6连杆160，使第2连杆120直接地与腰部235连结的结构。具体地说，例如，能够实现将第6连杆160的前后轴161和基部163作为腰部235的上部构造的结构。

(变形例其二)

此外，在上述实施方式中，设为将关节构造100用于人形体2的躯干部23的结构，但当然能够用于人形体2的其他部位的连结。例如如图14的关节构造100那样，也能够用于人形体2的颈部的关节。在该情况下，关节构造100介于头部21(第1部位)和躯干部23(第2部位)之间，并利用相当于颈部的表面的多个外壳部件233C覆盖其外周部。同样地，也能够应用于肩、肘、膝、脚踝、尾巴等其他关节部。

根据连结的部位在人形体2的位置关系，也可以将关节构造100从上述实施方式的标准姿势设置为横向姿势、设置为颠倒姿势或者设置为其他姿势。

(变形例其三)

此外，作为可动玩具的例子，例示了人形体2，但本发明的关节构造100能够应用的可动玩具不限于人型，也能够同样地应用于动物(实际存在、虚构均可)的关节部。

Claims (10)

1.一种关节构造，其介于人形体的第1部位和第2部位之间，其中，

该关节构造具备：

第1连杆，其直接地或间接地与所述第1部位连接；

第2连杆，其直接地或间接地与所述第2部位连接；以及

第3连杆和第4连杆，该第3连杆将所述第1连杆和所述第2连杆各自的一侧端部之间连结，该第4连杆将所述第1连杆和所述第2连杆各自的另一侧端部之间连结，

所述第1连杆～所述第4连杆是由球接头连结各端部而成的四节连杆机构。

2.根据权利要求1所述的关节构造，其中，

所述第1连杆的左右端部具有球部，

所述第2连杆的左右端部具有球部，

所述第3连杆的两端部具有插槽部，该插槽部收纳所述第1连杆和所述第2连杆各自端部的一侧球部，

所述第4连杆的两端部具有插槽部，该插槽部收纳所述第1连杆和所述第2连杆各自端部的另一侧球部。

3.根据权利要求1或2所述的关节构造，其中，

该关节构造还具备第5连杆，该第5连杆的一端部与所述第1连杆的中央部连结，其另一端部与所述第1部位连结，

所述第5连杆的一端部和所述第1连杆的中央部由球接头连结。

4.根据权利要求3所述的关节构造，其中，

所述第5连杆的一端部具有球部，

所述第1连杆的中央部具有插槽部，该插槽部收纳所述第5连杆的一端部的球部。

5.根据权利要求4所述的关节构造，其中，

所述第1连杆能够以连结其一侧端部和其另一侧端部的轴线为中心倾斜，

所述第2连杆能够以连结其一侧端部和其另一侧端部的轴线为中心倾斜，

设于所述第1连杆的中央部的插槽部设置在从所述第1连杆的一侧端部和另一侧端部的中心向前方向或后方向偏移的位置，

利用所述第1连杆的倾斜和所述第2连杆的倾斜，所述第1部位相对于所述第2部位能够变更为第1相对倾斜角度，利用所述第1连杆的倾斜和所述第2连杆的倾斜以及所述球接头的可动区域，所述第1部位能够变更为比所述第1相对倾斜角度大的第2相对倾斜角度。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的关节构造，其中，

所述四节连杆机构为四边形形状，所述第1连杆成为该四边形形状的沿着所述人形体的左右方向的上边，所述第2连杆成为该四边形形状的沿着所述人形体的左右方向的下边。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的关节构造，其中，

该关节构造还具备第6连杆，该第6连杆连结所述第2连杆的中央部和所述第2部位。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的关节构造，其中，

所述第1部位为构成所述人形体的躯干的处于上方的部位，

所述第2部位为构成所述人形体的躯干的处于下方的部位。

9.一种人形体，其中，

该人形体具备：

第1部位；

第2部位；以及

关节构造，其是权利要求1～8中任一项所述的关节构造，该关节构造介于所述第1部位和所述第2部位之间。

10.根据权利要求9所述的人形体，其中，

该人形体还具备外壳部件，该外壳部件以不固定于所述第1部位、所述第2部位以及所述关节构造中的任一者的方式在周向上覆盖所述关节构造。

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