JP2007185757A - ロボットの関節構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を少なくして、コストダウン並びに軽量化が可能で、組み立てが簡単にでき、また設計変更が容易なロボットの関節構造を提供することにある。
【解決手段】
本発明のロボットの関節構造は、側面にテーパ状に形成された凸部を少なくとも４つ有する連結部材と、対向する側面の両側または片側に凸部を設けたモータ部と、前記連結部材のテーパ状の凸部と嵌合するテーパ状の凹部、および前記モータ部の凸部が挿入される貫通孔が形成された略Ｌ字状保持部と、を備え、前記モータ部の凸部の中心軸はモータ部の回動軸上にあり、前記モータ部の凸部は前記略Ｌ字状保持部の貫通孔と回動可能に連結されることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ロボットの関節構造に関し、特に玩具のロボットにおいて容易に関節を製造し、また交換することができるロボットの関節構造に関する。

従来用いられていた玩具ロボットの関節構造について図１乃至図３を用いて説明する。
図１は、従来用いられていた玩具ロボットの関節部分を示す組立図である。
図２は、図１の玩具ロボットにおける関節部分の組立後の状態を示す斜視図である。図３は従来から用いられていた他の玩具ロボットの関節部分を示す斜視図である。
最初に、図１を用いて従来用いられていた玩具ロボットの関節部分について説明する。
図１に示すように、ロボットの関節部分は、サーボモータ１および５と、フリーホーン３ａおよび３ｃと、サーボホーン３ｂおよび３ｄと、サーボアーム６および７と、ホーン止めネジ２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、組み立てネジ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄおよび組み立てネジ５とを備えている。

サーボモータ１には、凸部１ａが設けられており、この凸部１ａの中心軸はサーボモータ１内に設けられているモータ回転軸の中心軸と一致する。すなわちサーボモータ１は凸部１ａの中心軸の回りを回転することになる。
また、凸部１ａの中心軸には、ホーン止めネジ２ｂが挿入されるように、ホーン止めネジ２ｂのネジ山に合致した溝が設けられている。
サーボホーン３ｂには、ホーン止めネジ２ｂが挿入される挿通孔３ｂ１が設けられている。また、サーボホーン３ｂには、組み立てネジ（組み立てネジ４ｂを含む）に螺合するネジ孔３ｂ２および３ｂ３が設けられている。
ネジ孔３ｂ２には、組み立てネジ４ｂが挿入される。
サーボホーン３ａには、ホーン止めネジ２ａが挿入される挿通孔３ａ１が設けられている。また、サーボホーン３ａには、組み立てネジ（組み立てネジ４ａを含む）に螺合するネジ孔３ａ２および３ａ３が設けられている。
ネジ孔３ａ３には、組み立てネジ４ａが挿入される。

サーボアーム６には、サーボアーム底面６ｃ、サーボアーム支柱面６ａおよび６ｂが設けられている。
サーボアーム支柱面６ａには、組み立てネジが貫通する貫通孔６ａ２および６ａ３が設けられている。組み立てネジ４ａは貫通孔６ａ３を介して、サーボホーン３ａのネジ孔３ａ３に挿入される。
サーボアーム支柱面６ｂには、組み立てネジが貫通する貫通孔６ｂ２および６ｂ３が設けられている。組み立てネジ４ｂは貫通孔６ｂ２を介して、サーボホーン３ｂのネジ孔３ｂ２に挿入される。
サーボアーム底面６ｃには、組み立てネジ５に螺合するように溝が設けられたネジ孔６ｃ１が形成されている。この組み立てネジ５は、ネジ孔６ｃ１およびサーボアーム７に形成された組み立てネジ５に螺合するように溝が設けられたネジ孔７ｃ１に挿入される。

サーボアーム７には、サーボアーム底面７ｃ、サーボアーム支柱面７ａおよび７ｂが設けられている。
サーボアーム支柱面７ａには、組み立てネジが貫通する貫通孔７ａ２および７ａ３が設けられている。組み立てネジ４ｃは貫通孔７ａ３を介して、サーボホーン３ｃのネジ孔３ｃ３に挿入される。
サーボアーム支柱面７ｂには、組み立てネジが貫通する貫通孔７ｂ２および図示しない貫通孔７ｂ３が設けられている。組み立てネジ４ｄは貫通孔７ｂ３を介して、サーボホーン３ｄのネジ孔３ｄ３に挿入される。
サーボアーム底面７ｃには、組み立てネジ５に螺合するように溝が設けられたネジ孔７ｃ１が形成さられている。組み立てネジ５は、サーボアーム６に形成されたネジ孔６ｃ１およびネジ孔７ｃ１に挿入される。
従って、サーボアーム底面６ｃとサーボアーム底面７ｃとは組み立てネジ５によって固着される。

サーボモータ５には、凸部５ａが設けられており、凸部５ａの中心軸はサーボモータ５内に設けられているモータ回転軸の中心軸と一致する。すなわちサーボモータ５は凸部５ａの中心軸の回りを回転することになる。
また、凸部５ａの中心軸には、ホーン止めネジ２ｃが挿入されるように、ホーン止めネジ２ｃのネジ山に合致した溝が設けられている。
サーボホーン３ｃには、ホーン止めネジ２ｃが挿入される挿通孔３ｃ１が設けられている。また、サーボホーン３ｃには、組み立てネジ（組み立てネジ４ｃを含む）のネジ山に嵌合するネジ孔３ｃ２および３ｃ３が設けられている。
ネジ孔３ｃ３には、組み立てネジ４ｃが挿入される。
サーボホーン３ｄには、ホーン止めネジ２ｄが挿入される挿通孔３ｄ１が設けられている。また、サーボホーン３ｄには、組み立てネジ（組み立てネジ４ｄを含む）に螺合するネジ孔３ｄ２および３ｄ３が設けられている。
ネジ孔３ｄ３には組み立てネジ４ｄが挿入される。
このようにサーボアーム６とサーボアーム７とは、組み立てネジ５によって固着される。

そして、サーボアーム６には、フリーホーン３ａおよびサーボホーン３ｂを介して、サーボモータ１が固定されている。さらに、サーボモータ１は、凸部１ａの中心軸を回るようになっている。したがって、サーボモータ１に固定されたアーム部分（図示せず）が、ロボットのアームとして回転運動をすることになる。
また、サーボアーム７には、フリーホーン３ｃおよびサーボホーン３ｄを介して、サーボモータ５が固定されている。さらに、サーボモータ５は、凸部５ａの中心軸を回るようになっている。したがって、サーボモータ５に固定されたアーム部分（図示せず）が、ロボットのアームとして回転運動をすることになる。
このように、サーボモータ１が固定されたサーボアーム６側ではサーボモータ１がロボットのアームとして回動し、サーボモータ５が固定されたサーボアーム７側ではサーボモータ５がロボットのアームとして回動して、一つのロボット玩具の関節部分を構成している。

次に図２を用いて、図１の玩具ロボットの関節部分の組立後の斜視図について説明する。
サーボモータ１は、サーボモータの回転軸の中心軸であり、凸部１ａの中心であり、およびホーン止めネジ２ｂの中心でもある中心軸１ｃの周りに、矢印１ｄで示されるように１８０度回転する。
なお、サーボアーム支柱面６ｂには、組み立てネジ４ｅが貫通する貫通孔６ｂ３が設けられ、組み立てネジ４ｅは貫通孔６ｂ３を介して、サーボホーン３ｂのネジ孔３ｂ３（図２に図示せず）に挿入される。また、組み立てネジ４ｂは貫通孔６ｂ２を介して、サーボホーン３ｂのネジ孔３ｂ２（図２に図示せず）に挿入されることになる。その結果、サーボアーム支柱面６ｂとサーボホーン３ｂとが固着される。
サーボモータ５は、サーボモータの回転軸の中心軸であり、凸部５ａ（図２に図示せず）の中心であり、またホーン止めネジ２ｃの中心でもある中心軸５ｃの周りに、矢印５ｄで示されるように１８０度回転する。
なお、サーボアーム支柱面７ａには、組み立てネジ４ｆが貫通する貫通孔７ａ２が設けられ、組み立てネジ４ｆは貫通孔７ａ２を介して、フリーホーン３ｃのネジ孔３ｃ２（図２に図示せず）に挿入される。また、組み立てネジ４ｃは貫通孔７ａ３を介して、フリーホーン３ｃのネジ孔３ｃ３（図２に図示せず）に挿入されることになる。その結果、サーボアーム支柱面６ａとフリーホーン３ｃとが固着される。
このように、サーボモータ１が固定されたサーボアーム６側ではサーボモータ１がロボットのアームとして中心軸１ｃの周りに、矢印１ｄで示されるように１８０度回転する。また、サーボモータ５が固定されたサーボアーム７側ではサーボモータ５がロボットのアームとして中心軸５ｃの周りに、矢印５ｄで示されるように１８０度回転する。

次に、図３を用いて、従来から用いられていた他の玩具ロボットの関節部分について説明する。
図３に示されたロボットの関節部分は、図１におけるサーボアーム６にサーボモータ５を直接取り付けた例である。図１のサーボモータ１の円形状突起部１ｃに対応する、サーボモータ５の円形状突起部が円形状突起部５ｅである。
この円形状突起部５ｅの表面には、図１のサーボモータ１の凸部１ａに対応する凸部（図示せず）が設けられており、その凸部の中心軸がサーボモータ５の回転軸の中心軸５ｃと一致する。前記凸部の中心部にはホーン止めネジ２ｅに螺合するネジ溝が形成されている。ホーン止めネジ２ｅは、サーボアーム６を挟んでサーボモータ５の前記凸部のネジ溝に螺合される。その結果、サーボモータ５はサーボアーム６に固定される。
その結果、サーボモータ５は、サーボモータ５の回転軸５ｃの周りを回転する。
また、サーボモータ１は、図２における回転と同様に、サーボモータ１がロボットのアームとして中心軸１ｃの周りで、矢印１ｄで示されるように１８０度回転する。

このように従来の玩具ロボットにおける関節部分は、部品点数が多いので組み立てが複雑で組み立て時間がかかっていた。また、部品点数が多いのでコストダウンが困難であった。さらに、部品点数が多いので設計変更により多くの時間がかかっていた。また、サーボアームはある程度の強度が必要であること、および長い形状であるために従来は金属で形成していたために、玩具ロボットの関節部分が重くなってしまうという問題点があった。
特開２００４−３５１５８９ 特開２００３−１４５４７５

本発明は、上述した点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、部品点数を少なくして、コストダウン並びに軽量化が可能で、組み立てが簡単にでき、また設計変更が容易なロボットの関節構造を提供することにある。

本発明の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、側面にテーパ状に形成された凸部を少なくとも４つ有する連結部材と、対向する側面の両側または片側に凸部を設けたモータ部と、前記連結部材のテーパ状の凸部と嵌合するテーパ状の凹部、および前記モータ部の凸部が挿入される貫通孔が形成された略Ｌ字状保持部と、を備え、前記モータ部の凸部の中心軸はモータ部の回動軸上にあり、前記モータ部の凸部は前記略Ｌ字状保持部の貫通孔と回動可能に連結されることを特徴とするロボットの関節構造である。

また請求項２に記載の発明は、側面にテーパ状に形成された凸部を少なくとも４つ有する連結部材と、対向する側面の片側に凸部を設け、他の対向する側面の片側に穴部を設けたモータ部と、前記連結部材のテーパ状の凸部と嵌合するテーパ状の凹部、および前記モータ部の凸部が挿入される貫通孔、前記モータ部の穴部に挿入される凸パーツが形成された略Ｌ字状保持部と、を備え、前記モータ部の凸部の中心軸はモータ部の回動軸上にあり、前記モータ部の凸部は前記略Ｌ字状保持部の貫通孔と回動可能に連結されることを特徴とするロボットの関節構造である。

上述した本発明1および２に係わるロボットの関節構造によれば、連結部材が、隣接するサーボモータ（モータ部）間で共用されており、また、略Ｌ字状保持部が隣接するサーボモータ間で共用部材となり代替可能な部材となっている。さらに、連結部材と略Ｌ字状保持部とは、組み立てネジを使用せずに、テーパ状の凸部とテーパ状の凹部とによる嵌合によって固着されている。さらに、モータ部と略Ｌ字状保持部との間には、サーボホーンおよびフリーホーンという部材を挿入する必要がなくなる。
したがって、ロボットの関節部分に使用される部品点数が少なくなるので、ロボットの関節構造に要するコストが削減できる。また、部品点数が少なくなるので、組み立てが簡単となる。さらに、連結部および略Ｌ字状保持部が分離されているので、それぞれの部分について容易に設計変更ができるという利点を有する。

本発明の課題を解決するための手段として、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のロボットの関節構造において、前記連結部材の側面には、前記テーパ状の凸部に代えてテーパ状の凹部が少なくとも４つ形成され、前記略Ｌ字状保持部には、前記テーパ状の凹部に代えて前記連結部材のテーパ状の凹部と嵌合するテーパ状の凸部、および前記モータ部の凸部が挿入される貫通孔とが形成されたことを特徴とするロボットの関節構造である。

上述した本発明に係わるロボットの関節構造によれば、連結部が、隣接するサーボモータ間で共用されており、また、略Ｌ字状保持部が隣接するサーボモータ間で共用部材となり代替可能な部材となっている。さらに、連結部と略Ｌ字状保持部とは、組み立てネジを使用せずに、テーパ状の凹部とテーパ状の凸部とによる嵌合によって固着されている。
したがって、ロボットの関節部分に使用される部品点数が少なくなるので、ロボットの関節構造に要するコストが削減できる。
また、部品点数が少なくなるので、組み立てが簡単となる。さらに、連結部および略Ｌ字状保持部が分離されているので、それぞれの部分について容易に設計変更ができるという利点を有する。

本発明の課題を解決するための手段として、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロボットの関節構造において、
前記モータ部と連結される前記略Ｌ字状保持部のうち、前記モータ部において対向する前記略Ｌ字状保持部のうち少なくとも一方の前記略Ｌ字状保持部には、前記モータ部の回転軸と略平行方向に一つ以上の溝部が構成された凹部が設けられ、前記モータ部の凸部には前記溝部と嵌合する稜部が構成され、前記略Ｌ字状保持部の凹部と前記モータ部の凸部とは嵌合され、前記略Ｌ字状保持部の凹部の中心軸とモータ部の凸部の中心軸とは、前記モータ部の回動軸上にあることを特徴とするロボットの関節構造である。

上述した本発明に係わるロボットの関節構造によれば、請求項１乃至3に記載の発明の効果に加え、モータ部がモータ部の回動軸の方向において非対称である場合にも容易にモータ部を略Ｌ字状保持部に回動自在に取り付けることが可能となる。また、回動軸の方向における長さが異なる２つのモータ部を、連結部を介してロボットの関節として連結することも可能となる。例えば、太さの異なる部分をロボットの関節部として連結することが可能になる。また、駆動力の異なるモータを連結することも可能となる。

本発明の課題を解決するための手段として、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のロボットの関節構造において、前記連結部と嵌合される前記略Ｌ字状保持部における前記連結部との前記接触面から、前記モータ部の回転軸上方向の前記略Ｌ字状保持部における前記貫通孔の遠端面までの長さは、対向する前記略Ｌ字状保持部において異なることを特徴とするロボットの関節構造である。
上述した本発明に係わるロボットの関節構造によれば、モータ部が非対称の形状である場合や、関節部の両側にあるモータ部の形状がことなる場合や、異なる太さのアームを関節部において連結する場合にも、容易に本発明に係わるロボットの関節構造を適用することが可能となる。

本発明の課題を解決するための手段として、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のロボットの関節構造において、前記連結部のテーパ状の凸部には、ロックネジ孔が設けられ、前記略Ｌ字状保持部のテーパ状の凹部には前記テーパ状の凸部に設けられたロックネジ孔に挿入されるロックネジが貫通するロックネジ貫通部が設けられ、前記連結部と前記略Ｌ字状保持部とは前記ロックネジによって固定されることを特徴とするロボットの関節構造である。
上述した本発明に係わるロボットの関節構造によれば、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発明の効果に加え、連結部と略Ｌ字状保持部とはロックネジによって固着されるので、簡単には連結部と略Ｌ字状保持部とは、簡単にははずれないという効果を有する。

本発明の課題を解決するための手段として、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のロボットの関節構造において、前記モータ部の凸部の前記中心軸には止めネジ孔が設けられ、前記略Ｌ字状保持部の前記貫通孔の遠端面に前記止めネジが圧接され、前記モータ部と前記略Ｌ字状保持部とは前記止めネジによって固定されることを特徴とするロボットの関節構造である。
上述した本発明に係わるロボットの関節構造によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、モータ部と略Ｌ字状保持部とは、止めネジによって回動可能に確実に連結される。また、サブホーン等のホーン部材を用いることがないので部品点数を少なくすることができる。その結果、ロボットの関節構造において、コストダウンを図ることができる。また、ロボットの関節構造の組み立てが容易となる。さらに、ロボットの関節構造の設計変更をする場合においても、部品点数が減少しているので、設計変更が容易になる。

本発明の課題を解決するための手段として、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のロボット関節構造において、前記連結部および前記略Ｌ字状保持部は、合成樹脂から成形されていることを特徴とするロボットの関節構造である。
上述した本発明に係わるロボットの関節構造によれば、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明の効果に加え、前記連結部と略Ｌ字状保持部とが合成樹脂から成形されているので、ロボット関節部の軽量化を図ることが可能となる。
また、一旦金型を作成すれば、合成樹脂のコストは安いので、ロボット関節部のコストダウンを図ることができる。

以上述べたように、請求項１および２に記載のロボットの関節構造によれば、連結部が、隣接するサーボモータ（モータ部）間で共用されており、また、略Ｌ字状保持部が隣接するサーボモータ間で共用部材となり代替可能な部材となっている。さらに、連結部と略Ｌ字状保持部とは、組み立てネジを使用せずに、テーパ状の凸部とテーパ状の凹部とによる嵌合によって固着されている。さらに、モータ部と略Ｌ字状保持部との間には、サーボホーンおよびフリーホーンという部材を挿入する必要がなくなる。
したがって、ロボットの関節部分に使用される部品点数が少なくなるので、ロボットの関節構造に要するコストが削減できる。また、部品点数が少なくなるので、組み立てが簡単となる。さらに、連結部および略Ｌ字状保持部が分離されているので、それぞれの部分について容易に設計変更ができるという利点を有する。

請求項３に記載のロボットの関節構造によれば、連結部が、隣接するサーボモータ間で共用されており、また、略Ｌ字状保持部が隣接するサーボモータ間で共用部材となり代替可能な部材となっている。さらに、連結部と略Ｌ字状保持部とは、組み立てネジを使用せずに、テーパ状の凹部とテーパ状の凸部とによる嵌合によって固着されている。
したがって、ロボットの関節部分に使用される部品点数が少なくなるので、ロボットの関節構造に要するコストが削減できる。また、部品点数が少なくなるので、組み立てが簡単となる。さらに、連結部および略Ｌ字状保持部が分離されているので、それぞれの部分について容易に設計変更ができるという利点を有する。

請求項４に記載のロボットの関節構造によれば、請求項１乃至3に記載の発明の効果に加え、モータ部がモータ部の回動軸の方向において非対称である場合にも容易にモータ部を略Ｌ字状保持部に回動自在に取り付けることが可能となる。また、回動軸の方向における長さが異なる２つのモータ部を、連結部を介してロボットの関節として連結することも可能となる。例えば、太さの異なる部分をロボットの関節部として連結することが可能になる。また、駆動力の異なるモータを連結することも可能となる。

請求項５に記載のロボットの関節構造によれば、モータ部が非対称の形状である場合や、関節部の両側にあるモータ部の形状がことなる場合や、異なる太さのアームを関節部において連結する場合にも、容易に本発明に係わるロボットの関節構造を適用することが可能となる。

請求項６に記載のロボットの関節構造によれば、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発明の効果に加え、連結部と略Ｌ字状保持部とはロックネジによって固着されるので、簡単には連結部と略Ｌ字状保持部とは、簡単にははずれないという効果を有する。

請求項７に記載のロボットの関節構造によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、モータ部と略Ｌ字状保持部とは、止めネジによって回動可能に確実に連結される。また、サブホーン等のホーン部材を用いることがないので部品点数を少なくすることができる。その結果、ロボットの関節構造において、コストダウンを図ることができる。また、ロボットの関節構造の組み立てが容易となる。さらに、ロボットの関節構造の設計変更をする場合においても、部品点数が減少しているので、設計変更が容易になる。

請求項8に記載のロボットの関節構造によれば、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明の効果に加え、前記連結部と略Ｌ字状保持部とが合成樹脂から成形されているので、ロボット関節部の軽量化を図ることが可能となる。
また、一旦金型を作成すれば、合成樹脂のコストは安いので、ロボット関節部のコストダウンを図ることができる。

次に、本願に最適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図４は、本実施形態に係わる玩具ロボットの関節部分を示す組立図である。図５は、図４の連結部と略Ｌ字状保持部とを拡大した斜視図である。図６は、図４の玩具ロボットにおける関節部分の組み立て後の状態を示す斜視図である。図７は、本実施形態の変形例の斜視図である。

最初に図４に基づいて、本実施形態を説明する。
図４において示される、ロボット玩具の関節構造は、連結部１４と、モータ部８および１６と、略Ｌ字状保持部１０、１１、１２および１３と、ロックネジ１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄと、止めネジ９ａ、９ｂ、９ｃおよび９ｄとを備えている。

連結部１４の側面には、テーパ状の凸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｃが設けられている。テーパ状の凸部１４ａは、凸部側面１４ａ３、凸部テーパ状右側面１４ａ１および凸部テーパ状左側面１４ａ２とから構成されている。
また、テーパ状の凸部１４ｂは、凸部側面１４ｂ３、凸部テーパ状右側面１４ｂ１および凸部テーパ状左側面１４ｂ２とから構成されている。さらに、テーパ状の凸部１４ｃは、凸部側面１４ｃ３、凸部テーパ状右側面１４ｃ１および凸部テーパ状左側面１４ｃ２とから構成されている。さらに、テーパ状の凸部１４ｄは、凸部側面１４ｄ３、凸部テーパ状右側面１４ｄ１および凸部テーパ状左側面１４ｄ２とから構成されている。

凸部テーパ状右側面１４ａ１と凸部テーパ状左側面１４ａ２とは非平行なテーパ状側面である。また、凸部テーパ状右側面１４ｂ１と凸部テーパ状左側面１４ｂ２とは非平行なテーパ状側面である。さらに、凸部テーパ状右側面１４ｃ１と凸部テーパ状左側面１４ｃ２とは非平行なテーパ状側面である。さらに、凸部テーパ状右側面１４ｄ１と凸部テーパ状左側面１４ｄ２とは非平行なテーパ状の側面である。
凸部側面１４ａ３には、ロックネジ１５ｄに形成されるネジ山と螺合する溝を有するロックネジ孔１４ａ４（図示せず）が形成されている。また、凸部側面１４ｂ３には、ロックネジ１５ａに形成されるネジ山と螺合する溝を有するロックネジ孔１４ａ４（図示せず）が形成されている。さらに、凸部側面１４ｃ３には、ロックネジ１５ｃに形成されるネジ山と螺合する溝を有するロックネジ孔１４ｃ４が形成されている。さらに、凸部側面１４ｄ３には、ロックネジ１５ｂに形成されるネジ山と螺合する溝を有するロックネジ孔１４ｄ４が形成されている。

略Ｌ字状保持部１０にはテーパ状の凹部１０ｂが設けられている。テーパ状の凹部１０ｂは、凹部側面１０ｂ３、凹部テーパ状右側面１０ｂ１および凹部テーパ状左側面１０ｂ２とから構成されている。凹部テーパ状右側面１０ｂ１と凹部テーパ状左側面１０ｂ２とは互いに非平行のテーパ状側面から構成されている。
略Ｌ字状保持部１０の凹部テーパ状右側面１０ｂ１は、連結部１４の凸部テーパ状右側面１４ｂ１と互いの面が接するように嵌合される。また、略Ｌ字状保持部１０の凹部テーパ状左側面１０ｂ２は、連結部１４の凸部テーパ状左側面１４ｂ２と互いの面が接するように嵌合される。

また、略Ｌ字状保持部１０には、挿通孔１０ａ１および１０ｂ４が形成されている。
挿通孔１０ａ１の中心軸は、モータ部８のモータの回動軸８ｃ上にある。止めネジ９ａが挿通孔１０ａ１に挿入され、モータ部８に形成されたネジ孔に嵌合される。
その結果、モータ部８と略Ｌ字状保持部１０とは、止めネジ９ａによって接合される。すなわち、挿通孔１０ａ１の中心軸を矢印８ｄの方向または矢印８ｅの方向にモータ部８は回動可能である。
また、挿通孔１０ｂ４には、ロックネジ１５ａが挿入され、連結部１４の凸部側面１４ｂ３に形成されたネジ孔に螺合される。
その結果、連結部１４と略Ｌ字状保持部１０とは、ロックネジ１５ａによって固定される。

略Ｌ字状保持部１２にはテーパ状の凹部１２ｃが設けられている。テーパ状の凹部１２ｃは、凹部側面１２ｃ３、凹部テーパ状右側面１２ｃ１および凹部テーパ状左側面１２ｃ２とから構成されている。凹部テーパ状右側面１２ｃ１と凹部テーパ状左側面１２ｃ２とは互いに非平行のテーパ状側面から構成されている。
略Ｌ字状保持部１２の凹部テーパ状右側面１２ｃ１は、連結部１４の凸部テーパ状右側面１４ｃ１と互いの面が接するように嵌合される。また、略Ｌ字状保持部１２の凹部テーパ状左側面１２ｃ２は、連結部１４の凸部テーパ状左側面１４ｃ２と互いの面が接するように嵌合される。

また、略Ｌ字状保持部１２には、挿通孔１２ａ１および１２ｃ４が形成されている。
挿通孔１２ａ１の中心軸は、モータ部１６のモータの回動軸１６ｃ上にある。止めネジ９ｃが挿通孔１２ａ１に挿入され、モータ部１６に形成されたネジ孔１６ｅに螺合される。
その結果、モータ部１６と略Ｌ字状保持部１２とは、止めネジ９ｃによって接合される。すなわち、挿通孔１２ａ１の中心軸を回るようにモータ部１６は矢印１６ｆまたは矢印１６ｇの方向に回動する。

また、挿通孔１２ｃ４には、ロックネジ１５ｃが挿入され、このロックネジ１５ｃが連結部１４の凸部側面１４ｃ３に形成されたネジ孔１４ｃ４に螺合される。
その結果、連結部１４と略Ｌ字状保持部１２とは、ロックネジ１５ｃによって固定される。
略Ｌ字状保持部１１にはテーパ状の凹部１１ｄ（図示せず）が設けられている。テーパ状の凹部１１ｄは、凹部側面１１ｄ３（図示せず）、凹部テーパ状右側面１１ｄ１（図示せず）および凹部テーパ状左側面１１ｄ２（図示せず）とから構成されている。凹部テーパ状右側面１１ｄ１と凹部テーパ状左側面１１ｄ２とは互いに非平行のテーパ状側面から構成されている。

略Ｌ字状保持部１１の凹部テーパ状右側面１１ｄ１は、連結部１４の凸部テーパ状右側面１４ｄ１と互いの面が接するように嵌合される。また、略Ｌ字状保持部１１の凹部テーパ状左側面１１ｄ２は、連結部１４の凸部テーパ状左側面１４ｄ２と互いの面が接するように嵌合される。
また、略Ｌ字状保持部１１には、一つ以上の溝部（図示せず）が形成された止めネジ孔１１ａ１、および挿通孔１１ｄ４(図示せず)が形成されている。
そして、モータ部８の凸部８ａには、ネジ孔１１ａ１に形成された溝部と嵌合する稜部が形成されている（図示せず）。また、止めネジ孔１１ａ１の中心軸および凸部８ａの中心軸は、モータ部８のモータの回動軸８ｃ上にある。
したがって、止めネジ孔１１ａ１に止めネジ９ｂが挿入されると、止めネジ９ｂと凸部８ａに形成されたネジ孔８ｂとが螺合する。
その結果、止めネジ孔１１ａ１に止めネジ９ｂが挿入されると、止めネジ９ｂが略Ｌ字状保持部１１をモータ部８方向に押し込むことになる。すると、モータ部８の凸部８ａがネジ孔１１ａ１に挿入され、モータ部８の凸部８ａの稜部とネジ孔１１ａ１に形成された溝部とが嵌合する。さらに、止めネジ９ｂと凸部８ａに形成されたネジ孔８ｂとが螺合する。

また、凸部８ａは、モータ部８に内に設けられたモータの回動中心軸であるので、凸部８ａの中心軸は回動軸８ｃとなる。
したがって、モータの回動中心軸の凸部８ａと略Ｌ字状保持部１１とは、止めネジ９ｂによって固定されるが、モータ部８は回動軸８ｃに対して矢印８ｄまたは矢印８ｅの方向に回動することになる。
また、挿通孔１１ｄ４には、ロックネジ１５ｂが挿入され、このロックネジ１５ｂが連結部１４の凸部側面１４ｄ３に形成されたネジ孔１４ｄ４に螺合される。
その結果、連結部１４と略Ｌ字状保持部１１とは、ロックネジ１５ｂによって固定される。

略Ｌ字状保持部１３にはテーパ状の凹部１３ａが設けられている。テーパ状の凹部１３ａは、凹部側面１３ａ３、凹部テーパ状右側面１３ａおよびと凹部テーパ状左側面１３ａ２とから構成されている。凹部テーパ状右側面１３ａ１と凹部テーパ状左側面１３ａ２とは互いに非平行のテーパ状側面から構成されている。
略Ｌ字状保持部１３の凹部テーパ状右側面１３ａ１は、連結部１４の凸部テーパ状右側面１４ａ１と互いの面が接するように嵌合される。また、略Ｌ字状保持部１３の凹部テーパ状左側面１３ａ２は、連結部１４の凸部テーパ状左側面１４ａ２と互いの面が接するように嵌合される。
また、略Ｌ字状保持部１３には、一つ以上の溝部（図示せず）が形成された止めネジ孔１３ａ５、および挿通孔１３ａ４が形成されている。

そして、モータ部１６の凸部１６ａ（モータ部８の凸部８ａに対応する部分であって図示せず）には、ネジ孔１３ａ５に形成された溝部と嵌合する稜部が形成されている（図示せず）。また、止めネジ孔１３ａ５の中心軸および凸部１６ａの中心軸は、モータ部１６のモータの回動軸１６ｃ上にある。
したがって、止めネジ孔１３ａ５に止めネジ９ｄが挿入されると、止めネジ９ｄが略Ｌ字状保持部１３をモータ部１６方向に押し込むことになる。すると、モータ部１６の凸部１６ａがネジ孔１３ａ５に挿入され、モータ部１６の凸部１６ａの稜部とネジ孔１３ａ５に形成された溝部とが嵌合する。さらに、止めネジ９ｄと凸部１６ａに形成されたネジ孔１６ｂとが螺合する。

また、凸部１６ａは、モータ部１６に内に設けられたモータの回動中心軸であるので、凸部１６ａの中心軸は回動軸１６ｃとなる。
したがって、モータの回動中心軸の凸部１６ａと略Ｌ字状保持部１３とは、止めネジ９ｄによって固定されるが、モータ部１６は回動軸１６ｃに対して矢印１６ｆまたは矢印１６ｇの方向に回動することになる。
また、挿通孔１３ａ４には、ロックネジ１５ｄが挿入され、このロックネジ１５ｄが連結部１４の凸部側面１４ａ３に形成されたネジ孔１４ａ４に螺合される。
その結果、連結部１４と略Ｌ字状保持部１３とは、ロックネジ１５ｄによって固定される。

次に、図４の連結部と略Ｌ字状保持部とを拡大した斜視図を示した図５について説明する。
図５には、連結部１４と、略Ｌ字状保持部１２および略Ｌ字状保持部１３が示されている。
図５に示すように、連結部１４の側面には、テーパ状の凸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｃが設けられている。テーパ状の凸部１４ａは、凸部側面１４ａ３、凸部テーパ状右側面１４ａ１および凸部テーパ状左側面１４ａ２とから構成されている。また、テーパ状の凸部１４ｃは、凸部側面１４ｃ３、凸部テーパ状右側面１４ｃ１および凸部テーパ状左側面１４ｃ２とから構成されている。

凸部テーパ状右側面１４ａ１と凸部テーパ状左側面１４ａ２とは非平行なテーパ状側面である。また、凸部テーパ状右側面１４ｃ１と凸部テーパ状左側面１４ｃ２とは非平行なテーパ状側面である。
凸部側面１４ａ３には、挿通孔１３ａ４に挿入されるロックネジ１５ｄ（図示せず）に形成されるネジ山と螺合する溝を有するロックネジ孔１４ａ４（図示せず）が形成されている。また、凸部側面１４ｃ３には、挿通孔１２ｃ４に挿入されるロックネジ１５ｃ（図示せず）に形成されるネジ山と螺合する溝を有するロックネジ孔１４ｃ４が形成されている。

略Ｌ字状保持部１２のテーパ状の凹部１２ｃは、図５における矢印Ｄ１の方向である、図５の下側から上側に向かって、連結部１４のテーパ状の凸部１４ｃに挿入され嵌合される。
この嵌合された状態において、略Ｌ字状保持部１２の凹部テーパ状右側面１２ｃ１は、連結部１４の凸部テーパ状右側面１４ｃ１と接している。また、略Ｌ字状保持部１２の凹部テーパ状左側面１２ｃ２は、連結部１４の凸部テーパ状左側面１４ｃ２と接している。さらに、略Ｌ字状保持部１２の凹部側面１２ｃ３は、連結部１４の凸部側面１４ｃ３と接している。

同様に、略Ｌ字状保持部１３のテーパ状の凹部１３ａは、図５における矢印Ｄ１の方向である、図５の下側から上側に向かって、連結部１４のテーパ状の凸部１４ａに挿入され嵌合される。
この嵌合された状態において、略Ｌ字状保持部１３の凹部テーパ状右側面１３ａ１は、連結部１４の凸部テーパ状右側面１４ａ１と接している。また、略Ｌ字状保持部１３の凹部テーパ状左側面１３ａ２は、連結部１４の凸部テーパ状左側面１４ａ２と接している。さらに、略Ｌ字状保持部１３の凹部側面１３ａ３は、連結部１４の凸部側面１４ａ３と接している。

また、略Ｌ字状保持部１３における連結部１４と嵌合する部分の長さＬ１と、略Ｌ字状保持部１２における連結部１４と嵌合する部分の長さＬ２とは、略Ｌ字状保持部１３と略Ｌ字状保持部１２に挟まれるモータ部の大きさによって任意の長さとすることができる。図５においては、Ｌ１の長さがＬ２の長さよりも短くなっている。

次に図６を用いて、図４の玩具ロボットの関節部分の組立後の斜視図について説明する。
サーボモータ８は略Ｌ字状保持部Ｌ１０および略Ｌ字状保持部Ｌ１１によってサーボモータ８の両側から保持されている。
サーボモータ８の凸部８ａ（図示せず）は略Ｌ字状保持部Ｌ１１のネジ孔１１ａ１に挿入され、モータ部８の凸部８ａの稜部とネジ孔１１ａ１に形成された溝部とが嵌合する。

さらに、止めネジ９ｂと凸部８ａに形成されたネジ孔８ｂ（図示せず）とが螺合する。
凸部８ａはサーボモータ８の回動軸でもあるので、サーボモータ８は、サーボモータの回転軸の中心軸であるとともに、止めネジ９ｂの中心でもある中心軸８ｃの周りに、矢印８ｇで示されるように１８０度回転する。この場合には、止めネジ９ｂは凸部８ａと連結されているので、サーボモータ８と同様に回転する。
サーボモータ１６は略Ｌ字状保持部Ｌ１２および略Ｌ字状保持部Ｌ１３によってサーボモータ１６の両側から保持されている。
サーボモータ１６の凸部１６ａ（図示せず）は略Ｌ字状保持部Ｌ１３のネジ孔１３ａ５に挿入され、モータ部１６の凸部１６ａの稜部とネジ孔１３ａ５に形成された溝部とが嵌合する。

さらに、止めネジ９ｃと凸部１６ａに形成されたネジ孔８ｂ（図示せず）とが螺合する。
凸部１６ａはサーボモータ１６の回動軸でもあるので、サーボモータ１６は、サーボモータの回転軸の中心軸であるとともに止めネジ９ｃの中心でもある中心軸１６ｃの周りに、矢印１６ｈで示されるように１８０度回転する。この場合には、止めネジ９ｃは凸部１６ａと連結されているので、サーボモータ８と同様に回転する。

次に図７を用いて、本実施形態の変形例の斜視図について説明する。
図７に示されたロボットの関節部分は、図４における連結部１４にサーボモータ１６を直接取り付けた例である。図４のサーボモータ１の円形状突起部８ｆに対応するサーボモータ１６の円形状突起部が円形状突起部１６ｈである。円形状突起部１６ｈの表面には図４のサーボモータ８の凸部８ａに対応する凸部（図示せず）が設けられており、その凸部の中心軸がサーボモータ１６の回転軸の中心軸１６ｃと一致する。前記凸部の中心部には止めネジ９ｄのネジ山に螺合するネジ溝が形成されている。ホーン止めネジ９ｄは、連結部１４をはさんでサーボモータ１６の前記凸部のネジ溝に螺合される。その結果、サーボモータ１６の中心軸は連結部１４に固定される。
その結果、サーボモータ１６は、サーボモータ１６の回転軸１６ｃの周りに回転する。
また、サーボモータ８は、図４における回転と同様に、サーボモータ４がロボットのアームとして中心軸８ｃの周りに、矢印８ｄで示されるように１８０度回転する。

従来例の玩具ロボットの関節部分を示す組立図である。 図１の玩具ロボットにおける関節部分の組立後の状態を示す斜視図である。 他の従来例の玩具ロボットにおける関節部分を示す斜視図である。 本実施形態の玩具ロボットの関節部分を示す組立図である。 本実施形態の連結部と略Ｌ字状保持部とを拡大して示す斜視図である。 図４の玩具ロボットにおける関節部分の組み立て後の状態を示す斜視図である。 本実施形態の変形例の斜視図である。

符号の説明

１、５…サーボモータ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…ホーン止めネジ
３ａ、３ｃ…フリーホーン
３ｂ、３ｄ…サーボホーン
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５…組み立てネジ
６、７…サーボアーム
８、１６…モータ部
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ…止めネジ
１０、１１、１２、１３…略Ｌ字状保持部
１４…連結部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ…ロックネジ

Claims (8)

1. 側面にテーパ状に形成された凸部を少なくとも４つ有する連結部材と、
   対向する側面の両側または片側に凸部を設けたモータ部と、
   前記連結部材のテーパ状の凸部と嵌合するテーパ状の凹部、および前記モータ部の凸部が挿入される貫通孔が形成された略Ｌ字状保持部と、
   を備え、
   前記モータ部の凸部の中心軸はモータ部の回動軸上にあり、前記モータ部の凸部は前記略Ｌ字状保持部の貫通孔と回動可能に連結されることを特徴とするロボットの関節構造。
2. 側面にテーパ状に形成された凸部を少なくとも４つ有する連結部材と、
   対向する側面の片側に凸部を設け、他の対向する側面の片側に穴部を設けたモータ部と、
   前記連結部材のテーパ状の凸部と嵌合するテーパ状の凹部、および前記モータ部の凸部が挿入される貫通孔、前記モータ部の穴部に挿入される凸パーツが形成された略Ｌ字状保持部と、
   を備え、
   前記モータ部の凸部の中心軸はモータ部の回動軸上にあり、前記モータ部の凸部は前記略Ｌ字状保持部の貫通孔と回動可能に連結されることを特徴とするロボットの関節構造。
3. 請求項１または２に記載のロボットの関節構造において、
   前記連結部材の側面には、前記テーパ状の凸部に代えてテーパ状の凹部が少なくとも４つ形成され、前記略Ｌ字状保持部には、前記テーパ状の凹部に代えて前記連結部材のテーパ状の凹部と嵌合するテーパ状の凸部、および前記モータ部の凸部が挿入される貫通孔とが形成されたことを特徴とするロボットの関節構造。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロボットの関節構造において、
   前記モータ部と連結される前記略Ｌ字状保持部のうち、前記モータ部において対向する前記略Ｌ字状保持部のうち少なくとも一方の前記略Ｌ字状保持部には、前記モータ部の回転軸と略平行方向に一つ以上の溝部が構成された凹部が設けられ、前記モータ部の凸部には前記溝部と嵌合する稜部が構成され、前記略Ｌ字状保持部の凹部と前記モータ部の凸部とは嵌合され、前記略Ｌ字状保持部の凹部の中心軸とモータ部の凸部の中心軸とは、前記モータ部の回動軸上にあることを特徴とするロボットの関節構造。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のロボットの関節構造において、
   前記連結部と嵌合される前記略Ｌ字状保持部における前記連結部との前記接触面から、前記モータ部の回転軸上方向の前記略Ｌ字状保持部における前記貫通孔の遠端面までの長さは、対向する前記略Ｌ字状保持部において異なることを特徴とするロボットの関節構造。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のロボットの関節構造において、
   前記連結部のテーパ状の凸部には、ロックネジ孔が設けられ、前記略Ｌ字状保持部のテーパ状の凹部には前記テーパ状の凸部に設けられたロックネジ孔に挿入されるロックネジが貫通するロックネジ貫通部が設けられ、前記連結部と前記略Ｌ字状保持部とは前記ロックネジによって固定されることを特徴とするロボットの関節構造。
7. 請求項６に記載のロボットの関節構造において、
   前記モータ部の凸部の前記中心軸には止めネジ孔が設けられ、前記略Ｌ字状保持部の前記貫通孔の遠端面に前記止めネジが圧接され、前記モータ部と前記略Ｌ字状保持部とは前記止めネジによって固定されることを特徴とするロボットの関節構造。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載のロボット関節構造において、
   前記連結部および前記略Ｌ字状保持部は、合成樹脂から成形されていることを特徴とするロボットの関節構造。