JP2020005818A - 人形用関節 - Google Patents

Abstract

【課題】より折り曲げ動作を安定的に行うことのできる人形用関節及びこれを用いた人形を提供する。【解決手段】本発明に係る人形用関節は、第一の軸部材及び第二の軸部材と、第一の軸部材及び前記第二の軸部材それぞれを中心に回転する第一の回転部材及び第二の回転部材と、を備えた人形用関節であって、第一の回転部材及び第二の回転部材それぞれは歯を備えており、第一の回転部材及び第二の回転部材のそれぞれの歯が互いに組み合わされることにより一方の回転を他方の回転として伝達することを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、人形用関節に関する。

人形とは、人間や人間以外の動物等の姿に似せて作られる玩具をいい、近年では、可動する関節を備え、腕や足を曲げることができる人形も多く作られてきている。このように曲げる動作を取り入れることで、人形に所望の姿勢（ポーズ）を取らせて設置・鑑賞したい、というニーズに広く応えることができる。

これら人形の関節に関する技術としては、例えば下記特許文献１に記載がある。

特開２００５−３４４９３６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、例えば関節を挟む一対の肢、例えば大腿と下腿それぞれに軸部材が備えられており、そのそれぞれにおいて曲げ動作を行うこととなる。このような場合、同じ曲げ角度による同じポーズを得ることすなわち再現性が容易でないだけでなく、大腿と下腿の角度が同じであっても、それぞれの曲がり角度が異なるため、この点からも同じポーズを再現することは容易ではないといった課題がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑み、より折り曲げ動作を安定的に行うことのできる人形用関節及びこれを用いた人形を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一観点に係る人形用関節は、第一の軸部材及び第二の軸部材と、第一の軸部材及び前記第二の軸部材それぞれを中心に回転する第一の回転部材及び第二の回転部材と、を備えた人形用関節であって、第一の回転部材及び第二の回転部材それぞれは歯を備えており、第一の回転部材及び第二の回転部材のそれぞれの歯が互いに組み合わされることにより一方の回転を他方の回転として伝達するものである。

また、本観点において、限定されるわけではないが、第一の回転部材及び第二の回転部材それぞれに接続される第一の肢部材及び第二の肢部材を備えることが好ましい。

また、本観点において、限定されるわけではないが、第一の回転部材に接続される第一の肢部材と、第一の軸部材及び第二の軸部材を接続するとともに第一の軸部材側に延伸部分を有する接続部材と、接続部材の延伸部分に肢軸部材を介して接続され、第二の回転部材との間に第一の回転部材を挟むよう配置される第二の肢部材と、第二の回転部材と第二の肢部材を接続する連動部材と、を備えるものであることが好ましい。

また、本観点において、限定されるわけではないが、回転部材の歯は、回転部材周囲において１２０度以下の角度範囲で形成されていることが好ましい。

また、本観点において、限定されるわけではないが、回転部材の歯は、波型曲線で形成されていることが好ましい。

また、本観点において、限定されるわけではないが、一対の軸部材間の距離を固定するとともに、一対の回転部材を挟み込む一対の抑え部材を備えることが好ましい。

以上、本発明によって、より折り曲げ動作を安定的に行うことのできる人形用関節及びこれを用いた人形を提供することができる。

実施形態１に係る人形用関節の外観の概略を示す図である。 実施形態１に係る人形用関節の斜視概略を示す図である。 実施形態１に係る人形用関節の動作原理を説明するための内部構造の概略図である。 実施形態２に係る人形用関節の外観の概略を示す図である。 実施形態２に係る人形用関節の斜視概略を示す図である。 実施形態２に係る人形用関節の動作原理を説明するための内部構造の概略図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態における具体的な例示にのみ限定されるわけではない。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る人形用関節（以下「本関節」という。）１の外観の概略を示す図であり、人形の脚部分Ｌに埋め込まれた状態のイメージ図である。また、図２は、本関節１の斜視概略図であり、図３は、原理を説明するための内部構造の概略図であり、より具体的には抑え部材４（４１、４２）を省略するとともに、関節の動作に応じて変化する様子を示したものである。

これらの図で示すように、本関節１は、第一の軸部材２１及び第二の軸部材３１と、第一の軸部材２１及び第二の軸部材３１それぞれを中心に回転する第一の回転部材２２及び第二の回転部材３２と、を備えた人形用関節であって、第一の回転部材２２及び第二の回転部材３２それぞれは歯２２１、３２１を備えており、第一の回転部材２２及び第二の回転部材３２のそれぞれの歯２２１、３２１が互いに組み合わされることにより一方の回転を他方の回転として伝達するものとなっている。

本関節１は、上記の記載から明らかであるが、人形に用いられる関節であり、より具体的には上肢においては、上腕及び前腕の間に設けられる肘関節、前腕と手の間に設けられる手首、肩と上腕の間に設けられる肩関節として用いることができる。また、下肢においては、大腿と下腿の間に設けられる膝関節、下腿と足の間に設けられる足首として用いることができる。

また、一般に人形とは、狭義においては人間の姿に似せて作られる玩具をいうが、本関節は、折り曲げる構造を実現することができるものであって、この観点から、当然に、人間以外の動物等の姿に似せて作られる玩具にも適用できるものである。すなわち、本発明における「人形」とは、人間だけでなく、人間以外の動物（例えば猫や犬、更には空想上の動物）、人型ロボット等の姿に似せて作られる玩具をいう。

本関節１は、まず、第一の軸部材２１及び第二の軸部材３１を備えている。第一の軸部材２１及び第二の軸部材３１は、上記の通り、第一の回転部材２２、第二の回転部材３２等の部材の回転中心となる部材であり、限定されるわけではないが一般に棒状の部材であることが好ましい。第一の軸部材２１、第二の軸部材３１は、特定の間隔をもって配置され、改めて後述するが、第一の軸部材２１、第二の軸部材３１は、抑え部材４によって支持及び固定されていることが好ましい。

また、本関節１では、第一の軸部材２１及び第二の軸部材３１それぞれを中心に回転する第一の回転部材２２及び第二の回転部材３２と、を備えている。第一の回転部材２２、第二の回転部材３２の周囲形状は、回転が阻害されない形状であれば特に限定されるものではないが、本関節１の機能に寄与しない部分においては、直線部分を備えてもよい円形状となっていることは好ましい一例である。

また、上記の通り、第一の回転部材２２及び第二の回転部材３２のそれぞれにおいては、歯２２１、３２１を備えており、第一の回転部材２２及び第二の回転部材３２のそれぞれの歯２２１、３２１が互いに組み合わされることにより一方の回転を他方の回転として伝達するものとなっている。これによって、より折り曲げ動作を安定的に行うことのできる人形用関節となる。この機能及び作用の詳細については改めて後述する。

また、本関節１において、それぞれの回転部材２２、３２における歯２２１、３２１は、回転部材２２、３２の周囲において１２０度以下の角度範囲で形成されていることが好ましく、より好ましくは１００度以下、更に好ましくは９０度以下である。一般に関節の曲げ角度は１８０度以下である一方、本関節では一方の回転を他方に伝達することができるため一方の回転部材２２，３２の回転角度は半分以下で済む。よって、９０度以上あれば１８０度の回転角を維持することができるため、上記範囲とすることで安定的な回転を可能とする。

また、本関節１において回転部材の歯の形状、高さ、数等は、本関節の機能を奏することができる限りにおいて適宜調整可能であり限定されるわけではない。なお回転部材の歯の形状は、一方の回転を他方に回転させることができるよう噛み合わせが可能である限りにおいて限定されるわけではないが、インボリュート曲線や波型曲線で形成されていることが好ましい。なお、波型曲線とすると、露出部分の外観を損ねず見栄えが良くなるとともに安全性が高まるといった利点がある。

また、本関節１では、第一の回転部材２２及び第二の回転部材３２それぞれに接続される第一の肢部材２３及び第二の肢部材３３を備えている。この肢部材は、具体的には本関節１が膝関節部材として用いられる場合であれば、大腿部に相当する部品に接続される部品、及び、下腿部に相当する部品に接続される部品を例示することができ、肘関節部材として用いられる場合であれば、上腕に相当する部品に接続される部品、及び前腕に相当する部品に接続される部品として例示できる。もちろん、これに限定されず、大腿部に相当する部品そのもの、下腿部に相当する部品そのもの、上腕に相当する部品そのもの、前腕に相当する部品そのものであってもよい。

また、本関節１では、上記の通り、一対の軸部材２１、３１間の距離を固定するとともに、一対の回転部材２２、３２を挟み込む一対の抑え部材４１、４２を備えることが好ましい。このようにすることで、本関節１の接続関係を安定的に保持し、一つの部材として市場に流通させることが容易となる。

ここで、本関節１のより具体的な動作について説明する。図３は、上記図２で示す関節が伸びた状態（ａ）から曲がった状態（ｃ）まで変化した場合の図である。なお（ｂ）はその途中の状態である。

まず関節が伸びた状態（ａ）においては、第一の肢部材２３、第二の肢部材３３が一つの直線に沿うようまっすぐに伸びた配置となっている。この位置関係は、各肢部材と各回転部材の歯の位置等を含めて適宜調節可能である。

そして、この状態で一方の回転部材（例えば第一の回転部材２２）を回転させて曲がった状態（ｃ）にする。具体的には、一方の肢部材（例えば第一の肢部材）を回転させる。すると、各回転部材に形成された歯がかみ合い、一方の肢部材の回転を他方の回転部材の回転とすることができる。この結果、同じ曲げ角度による同じポーズを得ることすなわち再現性を容易に確保することができる。な

なお、上記において、本関節１の各部材の材質は特に限定されるわけではないが、成型加工が簡便である観点から高分子材料であることが好ましく、具体的には樹脂やゴムであることが好ましい。

以上、本実施形態によって、より折り曲げ動作を安定的に行うことのできる人形用関節及びこれを用いた人形を提供することができる。より具体的にいうと、本関節１によって、１８０度近く折り曲げることができるだけでなく、折り曲げ角度の形状を一定に維持することができる。本関節１は、二軸でありながらあたかも一つの回転軸のように安定した折り曲げ形状が得られる点において非常に有用である。

（実施形態２）
本実施形態は、実施形態１と同様の原理を用いて機能するものであるが、構造が一部異なる。以下異なる部分を中心に具体的に説明する。ただし、共通する部分については説明を省略する。

上記実施形態では、非常に簡便な構造で安定的な関節動作を実現することができる点において有用である。一方で、上記実施形態では回転部材の歯車部分が噛み合わされる可動部分であり、この部分は露出せざるをえない部分となる。この歯車の露出は人形としての外観を損ねてしまう部分でもあり、曲線的な歯車形状を採用するものであるとしても、できることであれば隠しておきたい部分である。これに対し本実施形態では、この歯車部分を隠すことが可能となる構造となっている。

より具体的に説明すると、上記実施形態１では、関節の歯車部分を可動部分内側（内角部分）に形成されているため、この状態では肢部材が開いた状態では歯車部分が見えてしまう。そこで、この歯車部分を可動部分内側ではなくこの反対側（以下単に「反対側」という。）に設けることで、可動部分内側に歯車がない部分を設け、歯車を隠す。

しかしながら、歯車をそのまま反対側に持ってくるだけでは二つの回転部材の歯車がかみ合わなくなってしまう。そこで、本実施形態では、歯車を反対側に設けつつも第二の回転部材と第二の肢部材を連動部材によって駆動させる構造とすることで、歯車を隠しつつ上記実施形態１と同様の動きを実現することができる。具体的な構造を含め、以下詳細に説明する。なお、上記実施形態１における構造は小型化が重要視される場合においては非常に有効であり、本実施形態における構造は比較的大きくしても外観を重要視する場合において有効な構造となっている。

図４は、本実施形態に係る人形用関節（以下「本関節」という。）１の外観の概略を示す図であり、図５は、この斜視概略図であり、図６は、原理を説明するための内部構造の概略図である。

本図で示すように、本関節１は、第一の軸部材２１及び第二の軸部材３１と、第一の軸部材２１及び第二の軸部材３１それぞれを中心に回転する第一の回転部材２２及び第二の回転部材３２と、を備えた人形用関節であって、第一の回転部材２２及び第二の回転部材３２それぞれは歯２２１、３２１を備えており、第一の回転部材２２及び第二の回転部材３２のそれぞれの歯２２１、３２１が互いに組み合わされることにより一方の回転を他方の回転として伝達するものとなっている。

また、本関節１では、上記実施形態１と同様、第一の回転部材２２に接続される第一の肢部材２３を備えている。

これに対し、本実施形態では、第一の軸部材２１及び第二の軸部材３１を接続するとともに第一の軸部材２１側に延伸部分５１を有する接続部材５と、接続部材５の延伸部分５１に肢軸部材３３１を介して接続され、第二の回転部材３２との間に第一の回転部材３３２を挟むよう配置される第二の肢部材３３と、第二の回転部材３２と第二の肢部材３３を接続する連動部材６と、を備えている。

具体的に本関節１では、第二の回転部材２２に直接第二の肢部材２３が接続されているのではなく、第二の回転部材２２と離れた位置、具体的には第一の軸部材を挟んだ反対側の位置に第二の肢部材２３を配置する。この効果については後で詳述するが、歯車部分を隠すことが可能となる。

本関節１において、接続部材５は、上記の通り、第一の軸部材２１及び第二の軸部材３１を接続するとともに第一の軸部材２１側に延伸部分５１を有する。延伸部分５１を設けることで、第一の軸部材と第二の軸部材の位置関係の変化を伝えることができる。具体的には、第二の回転部材が第一の回転部材を中心に移動する場合、この移動に応じて常に延伸部分５１も移動することになる。これによりいわゆる第二の肢部材３３の公転動作が可能となる。

また、本関節において、第二の肢部材３３は、基本的な部分は上記実施形態１と同様であるが、接続部材５の延伸部分５１に肢軸部材３３１を介して接続されている。この肢軸部材３３１を介することで、上記公転動作以外に自転動作が可能となる。

また、本関節１においては、上記の通り、第二の回転部材３２と第二の肢部材３３の間に第一の回転部材３３２が挟まれて配置されている。これにより、第二の回転部材の回転を阻害することなく第二の肢部材を配置し移動させることが可能となる。

また、本関節１では、更に、第二の回転部材３２と第二の肢部材３３を接続する連動部材６を備えている。なお、連動部材６は、第二の回転部材に形成される連動用軸３２２と、第二の肢部材３３に形成される連動用軸３３２に回転自在に嵌め合わされ、いわゆるリンク機構を形成する。これにより、第二の回転部材３２の回転に従い、第二の肢部材が公転移動するとともに自転移動することが可能となる。

この点について、図６を用いて詳細に説明する。本図は、関節を伸ばした状態（ａ）と折り曲げた状態（ｃ）及びその途中の状態（ｂ）をそれぞれ示すものである。

まず、関節を伸ばした状態（ａ）では、第一の肢部材と第二の肢部材は一直線状に配置される。次に、第一の肢部材と第二の肢部材を持ち一方を他方に回転させようとする、具体的には、例えば第一の肢部材を第二の肢部材に対して近づけようとすると、第一の回転部材が回転し、この回転が歯を介して第二の回転部材に伝わる。すると、第二の回転部材は第一の回転部材の周囲を回転（公転移動）することとなる。そして、この移動に合わせて第二の肢部材も回転移動（公転移動）することになる。

この結果、連動部材６により接続部材との組み合わせより自転動作が加わり、第一及び第二の肢部材の回転に伴い肢部材の延伸方向が制御される。この結果、回転部材の歯車を隠した状態で、上記実施形態１と同様の動作を実現できる。この結果、折り曲げた状態（ｃ）となる。

以上、本実施形態によっても、より折り曲げ動作を安定的に行うことのできる人形用関節及びこれを用いた人形を提供することができる。

Claims (6)

1. 第一の軸部材及び第二の軸部材と、
   前記第一の軸部材及び前記第二の軸部材それぞれを中心に回転する第一の回転部材及び第二の回転部材と、を備えた人形用関節であって、
   前記第一の回転部材及び前記第二の回転部材それぞれは歯を備えており、前記第一の回転部材及び前記第二の回転部材のそれぞれの前記歯が互いに組み合わされることにより一方の回転を他方の回転として伝達する人形用関節。
2. 前記第一の回転部材及び前記第二の回転部材それぞれに接続される第一の肢部材及び第二の肢部材を備える請求項１記載の人形用関節。
3. 前記第一の回転部材に接続される第一の肢部材と、
   前記第一の軸部材及び前記第二の軸部材を接続するとともに前記第一の軸部材側に延伸部分を有する接続部材と、
   前記接続部材の延伸部分に肢軸部材を介して接続され、前記第二の回転部材との間に前記第一の回転部材を挟むよう配置される第二の肢部材と、
   前記第二の回転部材と前記第二の肢部材を接続する連動部材と、を備える請求項１記載の人形用関節。
4. 前記回転部材の歯は、前記回転部材周囲において１２０度以下の角度範囲で形成されている請求項１記載の人形用関節。
5. 前記回転部材の歯は、波型曲線で形成されている請求項１記載の人形用関節。
6. 前記一対の軸部材間の距離を固定するとともに、前記一対の回転部材を挟み込む一対の抑え部材を備える請求項１記載の人形用関節。