JP2023166962A - 模型玩具、及び関節構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、例えば模型玩具において、自然な印象で動作を行う可動機構を実現する仕組みを提供する。
【解決手段】本模型玩具は、模型玩具の第１部分（１０２）に対して第２部分（１０３ａ、１０３ｂ）を回動可能に連結する連結部材（２０６）と、円筒形状の凹部（３０１）を有し、関節の基部となる基部材（２０１）と、一端に凹部に回転可能に連結される第１連結部（３０３）と、他端に連結部材に連結される第２連結部（３０４）とを有する軸部材（２０２）とを備える。また、第２部分は、連結部材による回動動作に加えて、第１連結部を中心とする軸部材の回転に従って第１部分に対して回転する。
【選択図】図３

Description

本発明は、模型玩具、及び関節構造に関する。

人間や動物の動きに近い動作やポージングを実現すべく、人形玩具（模型玩具）には種々の関節や可動部が含まれる。これらの機構により様々なポージングを実現することができる。しかし、人形玩具に人間等と同数の関節等を設けることは、多数の部材が必要となり、精巧な人形玩具であってもその数には限りがあり実現は困難である。従って、上述のような動作やポージングを実現するためには、より少ない関節や部材で構成しつつ、関節やそれに連結される部位の可動域を拡大させることが重要である。可動域を拡大させることによって、より自由度の高い動作や多彩なポージングを行うことができる。特許文献１には、現実の動物と同様なリアルな動きを可能とした関節構造を有している四足動物人形が提案されている。

特開２０１０－１７２６４号公報

上記従来技術では、多彩な動作を実現するために種々の関節が含まれ、各関節は複数のパーツから構成されている。しかし、小型の人形型玩具においては、その空間的な制限からできる限り少ない数のパーツで多彩な動作を行うことが求められる。

本発明は、例えば、模型玩具において、自然な印象で動作を行う可動機構を実現する仕組みを提供する。

本発明は、例えば模型玩具であって、前記模型玩具の第１部分に対して第２部分を回動可能に連結する連結部材と、円筒形状の凹部を有し、関節の基部となる基部材と、一端に前記凹部に回転可能に連結される第１連結部と、他端に前記連結部材に連結される第２連結部とを有する軸部材とを備え、前記第２部分は、前記連結部材による回動動作に加えて、前記第１連結部を中心とする前記軸部材の回転に従って前記第１部分に対して回転することを特徴とする。

また、本発明は、例えば関節構造であって、一端が球形状で形成される連結部材と、円筒形状の凹部を有し、関節の基部となる基部材と、一端に前記凹部に回転可能に連結される第１連結部と、他端に前記連結部材の一端に回動可能に連結される第２連結部とを有する軸部材とを備え、前記第１連結部を中心とする前記軸部材の回転による第１可動機構と前記連結部材の一端を中心とする前記軸部材の回動による第２可動機構とを有することを特徴とする。

本発明によれば、模型玩具において、自然な印象で動作を行う可動機構を実現することができる。

一実施形態に係る模型玩具の外観正面及び外観側面の一例を示す図。 一実施形態に係る腕部を分解した様子を示す斜視図。 一実施形態に係る肩関節を分解した斜視図。 一実施形態に係る肩関節の第１動作を示す斜視図。 一実施形態に係る第１動作に従った腕部の動作を示す平面図。 一実施形態に係る肩関節の第２動作を示す正面図及び断面図。 一実施形態に係る上腕部の動作を示す側面図及び断面図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜模型玩具の外観＞
まず図１を参照して、本実施形態に係る模型玩具１００の外観構成の一例について説明する。図１（ａ）は模型玩具１００の外観正面を示し、図１（ｂ）は模型玩具１００の外観側面を示す。なお、上下、左右、前後の矢印については図における模型玩具の向きを示し、他の図面についても同様である。

模型玩具１００は、本体部を構成する頭部１０１、胴体部１０２、腕部１０３及び脚部１０５を備える。本実施形態では模型玩具の一例として人型ロボットを例に説明するが、本発明を限定する意図はなく、本発明は人、動物、ロボット、昆虫、恐竜、武具、装飾具等、様々な模型に適用することができる。頭部１０１は、第１部分である胴体部１０２に連結される。胴体部１０２には、さらに側部において第２部分である右腕部１０３ｂ及び左腕部１０３ａが球形状の連結部材によって連結され、下部において右脚部１０４ｂ及び左脚部１０４ａが連結される。つまり、左腕部１０３ａ及び右腕部１０３ｂは、胴体部１０２に対して、他のパーツとの空間制限の範囲内で全方向へ回動可能に取り付けられる。このような構成をボールジョイントと称する。

＜腕部の組立構成＞
次に図２を参照して、本実施形態に係る模型玩具１００の腕部１０３の組立構成について説明する。図２（ａ）は模型玩具１００から左腕部１０３ａを外した様子を示す。図２（ｂ）は左腕部の分解斜視図を示す。ここでは、左腕部１０３ａの構成について説明する。なお、右腕部１０３ｂの構成も左腕部１０３ａと同様であるため説明は省略する。

図２（ａ）に示すように、左腕部１０３ａは、連結部材２０６によって胴体部１０２へ連結される。連結部材２０６の一端には球形状に形成された連結部が設けられ、当該連結部は左腕部１０３ａに連結される。したがって、左腕部１０３ａは胴体部１０２に対して、他の部材の制限の範囲内で全方向に回動可能に連結される。

図２（ｂ）に示すように、左腕部１０３ａは、肩関節、上腕部、及び前腕部２０５によって構成される。肩関節及び上腕部は、肩関節の基部材２０１、軸部材２０２、肩パーツ２０３ａ、２０３ｂ、及び部材２０４を含んで構成される。これらのパーツの組立構成としては、肩関節の基部材２０１に対して軸部材２０２が挿入され肩関節が形成される。また、肩パーツ２０３ａ、２０３ｂが、当該肩関節を挟持するように組み合わされ、さらに装飾部である部材２０４が組み付けられる。これにより、肩関節及び上腕部が組み立てられる。なお、肩パーツ２０３ａ、２０３ｂは、それぞれ第１パーツ、第２パーツの一例である。さらに、肩関節及び上腕部は、肩パーツ２０３ａ、２０３ｂが組み合わされることにより、その下部に形成される連結部が前腕部２０５に対して連結される。当該連結部についての詳細は図７を用いて後述する。

＜肩関節の詳細構成＞
次に、図３を参照して、本実施形態に係る肩関節の詳細構成について説明する。図３は、左腕部１０３ａの一部を構成する肩関節と、左腕部１０３ａを胴体部１０２へ連結する連結部材２０６との分解斜視図を示す。右腕部１０３ｂの構成は、左腕部１０３ａの構成と同様であるため説明を省略する。

肩関節の基部材２０１には、その中央上部に軸部材２０２を受け入れる円筒形状の凹部３０１と、両側面に円筒部３０２ａ、３０２ｂ（第３連結部、第４連結部）とを含んで形成される。また、軸部材２０２は、Ｌ字形状で形成され、上部に棒部（第１連結部）３０３と、下部に横方向から連結部材２０６を受け入れる円筒形状の凹部（第２連結部）３０４とを含んで形成される。軸部材２０２の棒部３０３は、基部材２０１の凹部３０１に回転可能に連結される。また、軸部材２０２の凹部３０４には、連結部材２０６の球形状の連結部（第６連結部）３０６が全方向に回動可能に接続される。このように、軸部材２０２と連結部材２０６によって第２可動機構が実現される。

肩パーツ２０３ｂには内部に基部材２０１の円筒部３０２ｂを受け入れるための円筒形状の凹部３０５が形成される。不図示ではあるが、同様に肩パーツ２０３ａには、円筒部３０２ａを受け入れるための筒形状の凹部が形成される。基部材２０１及び軸部材２０２で構成される肩関節は、肩パーツ２０３ａ、２０３ｂによって挟持されるように組み付けられる。その際、肩パーツ２０３ａ、２０３ｂの凹部３０５は、基部材２０１のそれぞれの円筒部３０２ａ、３０２ｂを回転可能に受け入れる。

また、肩パーツ２０３ａ、２０３ｂを組み付けた後も、軸部材２０２の凹部３０４は露出しており、連結部材２０６の一端に形成された連結部３０６を連結することができる。連結部材２０６の他端に形成されたドーナツ形状の連結部３０７は、胴体部１０２を構成する１つのパーツ（例えば、連結部３０７を嵌め込む凸部を有する）に対して回転可能に連結される。本実施形態では、連結部３０７は内側に空洞を有する円筒形状で形成される例について説明するが、本発明を限定する意図はなく、他の形状の連結部であってもよい。

＜肩関節の第１動作＞
次に図４及び図５を参照して、本実施形態に係る肩関節の第１動作（第１可動機構）について説明する。本実施形態に係る肩関節の第１動作は、腕部のひねり動作を実現するものである。図４は肩関節において軸部材２０２を回転させた様子を示す斜視図を示す。実線で示す軸部材２０２は通常位置の状態を示し、点線で示す軸部材２０２は通常位置から回転させた状態を示す。

図４（ａ）に示すように、軸部材２０２は、棒部３０３を軸として、基部材２０１に形成された凹部３０１の内側で、基部材２０１に対して模型玩具１００の後方向へ回転することができる。また、図４（ｂ）に示すように、同様に、基部材２０１に対して模型玩具１００の前方向へも回転することができる。

図５は図４に示す肩関節の第１動作に従った模型玩具１００の左腕部１０３ａの動作を示す。図５（ａ）は図４（ａ）の動作に対応し、図５（ｂ）は図４（ｂ）の動作に対応する。

図５（ａ）に示すように、図４（ａ）に示す軸部材２０２の模型玩具１００の後方向への回転に伴い、左腕部１０３ａは模型玩具１００の前方向に、かつ胴体部１０２に近づく方向にひねるような動作を行うことができる。一方、図５（ｂ）に示すように、図４（ｂ）に示す軸部材２０２の模型玩具１００の前方向への回転に伴い、左腕部１０３ａは模型玩具１００の後方向に、かつ胴体部１０２に近づく方向にひねるような動作を行うことができる。

このように、本実施形態によれば、肩関節における軸部材２０２の回転動作に従って、模型玩具１００における腕部１０３のひねり動作を実現することができる。また、右腕部１０３ｂも左腕部１０３ａと同様にひねり動作を実現することができる。これにより、本実施形態に係る模型玩具１００はより自然な動作と、より多彩なポージングとを実現することができる。なお、ひねり動作（第１動作）を実現する構成を胴体部１０２側に設けることも考えられる。しかし、その場合においては、胴体側の接続ブロックが肥大化してしまい、外観を損ねる可能性がある。したがって、本実施形態によれば、ひねり動作を肩関節で実現することにより、そのような胴体部の肥大化を防ぐことができる。さらに、腕部１０３は胴体部１０２に対して球形状の連結部３０６を有する連結部材２０６によって連結されていることから、これらのひねり動作に加えて、さらに、他のパーツの空間的な制限の範囲内で全方向に回動することができ、より可動域を広げることができる。

＜肩関節の第２動作＞
次に図６を参照して、本実施形態に係る肩関節の第２動作（第３可動機構）について説明する。本実施形態に係る肩関節の第２動作は、腕部の上下方向への動作を実現するものである。図６（ａ）は肩パーツ２０３ｂに対する肩関節の回転動作を示し、図６（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ上腕部の断面を含む腕部を示す。

図６（ａ）では、基部材２０１及び軸部材２０２によって構成される肩関節が肩パーツ２０３ｂに対して連結された様子を示す。具体的には、肩パーツ２０３ｂの凹部３０５に基部材２０１の円筒部３０２ｂが回転可能に挿入されることにより連結される。従って、肩パーツ２０３ｂに連結された状態で、肩関節は点線及び点線の矢印で示すように他のパーツによる干渉の範囲内で回転可能となる。

図６（ｂ）は肩関節が模型玩具１００の円筒部３０２ｂを中心に時計回りに回転した様子を示す。肩関節が時計回りに回転すると、それに伴い肩関節に連結されている連結部材２０６も同様に動作する。ここで、連結部材２０６は胴体部１０２に固定された連結部３０７を中心に回転され、それに伴い反対側の連結部３０６は下方向へ動作することになる。この連結部材の動作に従って腕部１０３ａは下方向へ動作する。

図６（ｂ）は肩関節が模型玩具１００の円筒部３０２ｂを中心に反時計回りに回転した様子を示す。肩関節が反時計回りに回転すると、それに伴い肩関節に連結されている連結部材２０６も同様に動作する。ここで、連結部材２０６は胴体部１０２に固定された連結部３０７を中心に回転され、それに伴い反対側の連結部３０６は上方向へ動作することになる。この連結部材の動作に従って腕部１０３ａは上方向へ動作する。

このように、本実施形態によれば、肩関節における肩パーツ２０３ａ、２０３ｂへ連結される円筒部３０２ａ、３０２ｂを中心とした回転により、腕部１０３ａ、１０３ｂを上下方向に動作させることができ、上記第１の動作や連結部材２０６のボールジョイントによる回動動作と合わせて、より自然な動作と、より多彩なポージングとを実現することができる。

＜前腕部の回転動作＞
次に図７を参照して、本実施形態に係る前腕部２０５の回転動作について説明する。図７（ａ）は肩関節の分解側面図を示す。図７（ｂ）は図７（ａ）に示すパーツを組み立てられた側面図を示す。図７（ｃ）は上腕部の断面を含む腕部を示す。

図７（ａ）に示すように、基部材２０１及び軸部材２０２によって構成される肩関節に対して模型玩具１００の前後方向から肩パーツ２０３ａ、２０３ｂが組み付けられる。肩パーツ２０３ａ、２０３ｂの下部にはそれぞれ連結部（第５連結部）７０２を構成する部分７０１ａ、７０１ｂ（第１連結部分、第２連結部分）が形成されている。部分７０１ａ、７０１ｂはそれぞれが半円形上に形成されている。

図７（ｂ）に示すように、図７（ａ）に示す各パーツが組み立てられると、部分７０１ａ、７０１ｂが組み合わされて連結部７０２が形成される。連結部７０２は、円形部７０２ａと、円形部７０２ａよりも外径が小さい円筒部７０２ｂとで形成される。連結部７０２は上腕パーツ７０３に連結される。上腕パーツ７０３は第３パーツの一例である。

図７（ｃ）に示すように、上腕パーツ７０３は円形部７０２ａと、円筒部７０２ｂを両側から挟持するように組み立てられる。従って、円形部７０２ａと円筒部７０２ｂとの外径の差により上腕パーツ７０３からの抜けを防止するとともに、上腕パーツ７０３が連結部７０２に対して回転可能に連結される。また、上腕パーツ７０３にはその下部に前腕部２０５が連結される。従って、上腕パーツ７０３の回転に従って前腕部２０５も同様に回転する。

このように、本実施形態によれば、肩関節における肩パーツ２０３ａ、２０３ｂによって構成される連結部７０２に対して上腕パーツ７０３が回転可能に連結され、更には上腕パーツの下部に連結された前腕部２０５も同様に回転動作を行うことができる。これにより、上記第１の動作や、第２動作、連結部材２０６のボールジョイントによる回動動作と合わせて、より自然な動作と、より多彩なポージングとを実現することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る模型玩具は、模型玩具の第１部分（１０２）に対して第２部分（１０３ａ、１０３ｂ）を回動可能に連結する連結部材（２０６）と、円筒形状の凹部（３０１）を有し、関節の基部となる基部材（２０１）と、一端に凹部に回転可能に連結される第１連結部（３０３）と、他端に連結部材に連結される第２連結部（３０４）とを有する軸部材（２０２）とを備える。また、第２部分は、連結部材による回動動作に加えて、第１連結部を中心とする軸部材の回転に従って第１部分に対して回転する。これにより、本実施形態によれば、模型玩具において、より少ないパーツで複数の可動機構を実現することができる。また、本発明は、自然な印象で動作を行う可動機構を実現することができる。

＜変形例＞
本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。例えば模型玩具の形状は、特に限定されるものではなく、人、動物、ロボット、昆虫、恐竜等、様々な形状を含むものである。

＜実施形態のまとめ＞
上記実施形態は以下の模型玩具、及び関節構造を少なくとも開示する。

（１）模型玩具であって、
前記模型玩具の第１部分に対して第２部分を回動可能に連結する連結部材と、
円筒形状の凹部を有し、関節の基部となる基部材と、
一端に前記凹部に回転可能に連結される第１連結部と、他端に前記連結部材に連結される第２連結部とを有する軸部材とを備え、
前記第２部分は、前記連結部材による回動動作に加えて、前記第１連結部を中心とする前記軸部材の回転に従って前記第１部分に対して回転することを特徴とする模型玩具。

（２）前記第２部分を構成するパーツであって、前記軸部材が連結された前記基部材を挟持する第１パーツ及び第２パーツをさらに備え、
前記基部材は、さらに、前記第１パーツ及び前記第２パーツに回転可能に連結される第３連結部及び第４連結部を備え、
前記第２部分は、前記第３連結部及び第４連結部を中心とした前記基部材の回転に従って、前記第１部分に対して上下方向に動作することを特徴とする（１）に記載の模型玩具。

（３）前記第１パーツ及び前記第２パーツには、それぞれ下部に第１連結部分と第２連結部分とを備え、
前記第１パーツ及び前記第２パーツが前記基部材を挟持して組み合わされると、前記第１連結部分と前記第２連結部分とが組み合わされて第５連結部を形成し、前記第５連結部は、前記第２部分を構成する第３パーツに回転可能に連結されることを特徴とする（２）に記載の模型玩具。

（４）前記連結部材の一端は球形状の第６連結部を有し、
前記軸部材の前記第２連結部は、前記第６連結部を受け入れる円筒形状の凹部であり、
前記第２部分は、球形状の前記第６連結部を中心に全方向に回動可能であることを特徴とする（１）から（３）の何れか一つに記載の模型玩具。

（５）前記第１部分は前記模型玩具の胴体部であり、
前記第２部分は前記模型玩具の腕部であり、
前記第１パーツ及び前記第２パーツは肩パーツを構成することを特徴とする（２）乃至（４）の何れか一つに記載の模型玩具。

（６）前記第１連結部を中心とする前記軸部材の回転に従って、前記第２部分である腕部が前記第１部分である胴体部に対して、前記模型玩具における前後方向にひねられることを特徴とする（５）に記載の模型玩具。

（７）前記軸部材はＬ字形状で形成されることを特徴とする（１）乃至（６）の何れか一つに記載の模型玩具。

（８）関節構造であって、
一端が球形状で形成される連結部材と、
円筒形状の凹部を有し、関節の基部となる基部材と、
一端に前記凹部に回転可能に連結される第１連結部と、他端に前記連結部材の一端に回動可能に連結される第２連結部とを有する軸部材とを備え、
前記第１連結部を中心とする前記軸部材の回転による第１可動機構と、
前記連結部材の一端を中心とする前記軸部材の回動による第２可動機構と
を有することを特徴とする関節構造。

（９）前記軸部材が連結された前記基部材を挟持する第１パーツ及び第２パーツをさらに備え、
前記基部材は、さらに、前記第１パーツ及び前記第２パーツに回転可能に連結される第３連結部及び第４連結部を備え、
前記第３連結部及び第４連結部を中心とした前記基部材の回転による第３可動機構をさらに有することを特徴とする（８）に記載の関節構造。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

１００：模型玩具、１０１：頭部、１０２：胴体、１０３ａ、１０３ｂ：腕部、１０４ａ、１０４ｂ：脚部、２０１：基部材、２０２：軸部材、２０３ａ、２０３ｂ：肩パーツ、２０４：部材、２０５：前腕部、２０６：連結部材

Claims (9)

1. 模型玩具であって、
   前記模型玩具の第１部分に対して第２部分を回動可能に連結する連結部材と、
   円筒形状の凹部を有し、関節の基部となる基部材と、
   一端に前記凹部に回転可能に連結される第１連結部と、他端に前記連結部材に連結される第２連結部とを有する軸部材とを備え、
   前記第２部分は、前記連結部材による回動動作に加えて、前記第１連結部を中心とする前記軸部材の回転に従って前記第１部分に対して回転することを特徴とする模型玩具。
2. 前記第２部分を構成するパーツであって、前記軸部材が連結された前記基部材を挟持する第１パーツ及び第２パーツをさらに備え、
   前記基部材は、さらに、前記第１パーツ及び前記第２パーツに回転可能に連結される第３連結部及び第４連結部を備え、
   前記第２部分は、前記第３連結部及び第４連結部を中心とした前記基部材の回転に従って、前記第１部分に対して上下方向に動作することを特徴とする請求項１に記載の模型玩具。
3. 前記第１パーツ及び前記第２パーツには、それぞれ下部に第１連結部分と第２連結部分とを備え、
   前記第１パーツ及び前記第２パーツが前記基部材を挟持して組み合わされると、前記第１連結部分と前記第２連結部分とが組み合わされて第５連結部を形成し、
   前記第５連結部は、前記第２部分を構成する第３パーツに回転可能に連結されることを特徴とする請求項２に記載の模型玩具。
4. 前記連結部材の一端は球形状の第６連結部を有し、
   前記軸部材の前記第２連結部は、前記第６連結部を受け入れる円筒形状の凹部であり、
   前記第２部分は、球形状の前記第６連結部を中心に全方向に回動可能であることを特徴とする請求項３に記載の模型玩具。
5. 前記第１部分は前記模型玩具の胴体部であり、
   前記第２部分は前記模型玩具の腕部であり、
   前記第１パーツ及び前記第２パーツは肩パーツを構成することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の模型玩具。
6. 前記第１連結部を中心とする前記軸部材の回転に従って、前記第２部分である腕部が前記第１部分である胴体部に対して、前記模型玩具における前後方向にひねられることを特徴とする請求項５に記載の模型玩具。
7. 前記軸部材はＬ字形状で形成されることを特徴とする請求項１に記載の模型玩具。
8. 関節構造であって、
   一端が球形状で形成される連結部材と、
   円筒形状の凹部を有し、関節の基部となる基部材と、
   一端に前記凹部に回転可能に連結される第１連結部と、他端に前記連結部材の一端に回動可能に連結される第２連結部とを有する軸部材とを備え、
   前記第１連結部を中心とする前記軸部材の回転による第１可動機構と、
   前記連結部材の一端を中心とする前記軸部材の回動による第２可動機構と
   を有することを特徴とする関節構造。
9. 前記軸部材が連結された前記基部材を挟持する第１パーツ及び第２パーツをさらに備え、
   前記基部材は、さらに、前記第１パーツ及び前記第２パーツに回転可能に連結される第３連結部及び第４連結部を備え、
   前記第３連結部及び第４連結部を中心とした前記基部材の回転による第３可動機構をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の関節構造。

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