JP2554543Y2

JP2554543Y2 - 人形等のアクション機構

Info

Publication number: JP2554543Y2
Application number: JP1992009708U
Authority: JP
Inventors: 正上島
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1997-11-17
Anticipated expiration: 2007-02-28
Also published as: JPH0568594U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、人や動物を模した人
形等の可動部を駆動するアクション機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】本来は動かない愛玩用の人形等を機械仕
掛けで動かそうとする試みは従来より行なわれている。
日本においては「からくり」、欧米では「オートマタ」
と称されていて、全舞等を駆動源として人形の首や手足
を駆動してある一定の動作を実現させているものが多
い。そして、その動作としては、手紙を書くとか化粧を
しているなどのような人間の日常的な営みを模したもの
や、音楽に合わせて踊りを踊るものなどに分けられる。

【０００３】上記のような動作を行なわせるアクション
機構は、全舞等の駆動源と、この駆動源で作動させられ
るカムやリンク等の機構を用いている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、全舞を駆動
源としてカムやリンク機構を用いて人形等を動かす場合
には、その動作パターンが単純になってしまう。従っ
て、複数の作動を行なわせようとすると、カムやリンク
の複雑な機構を組み込むか、場合によっては部分的な機
構を交換可能に組み込んでおいてこれを交換する必要が
ある。

【０００５】そこで、モータ等のアクチュエータと、こ
れを制御する例えばマイクロコンピュータを用いたアク
ション人形、いわゆるロボット人形が考えられる。しか
し、多くの関節を設けたり可動部の自由度を大きくする
と、装置が複雑化し重量も増えるため、軽快な動作をさ
せることが困難になる、という問題がある。

【０００６】そこで、本考案の目的は、可動部の少ない
自由度でも多様な動きを可能とした人形等のアクション
機構の提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案の人形等のアクシ
ョン機構は、複数の可動部と、人形等の外部に配置され
た複数の駆動源と、同軸上に配置され、上記複数の可動
部と結合した複数の駆動軸とを有し、上記各駆動源と上
記各駆動軸とをそれぞれ接続すると共に、上記複数の駆
動軸の１つに上記人形の複数の可動部を支持する支持枠
を固定したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】駆動源が単独または複数同時に作動すると、単
独または複数の駆動軸を介して単独または複数の可動部
が独立して或いは同時に駆動され、人形等の複数の可動
部が複合した動きをする。

【０００９】

【実施例】以下、図示の実施例に基づいて本考案を詳細
に説明する。

【００１０】図１及び図２において、符号１は人形台
を、符号２は人形をそれぞれ示している。詳細は後述す
るが、人形２は、その右脚を中心として人形全体が正逆
回転（ターン）可能、上体が左右に揺動（スイング）可
能、左脚が股間節部分を中心として前と後に揺動（キッ
ク）可能な構造である。

【００１１】鎖線で示す人形本体は、ギヤボックス３を
内蔵された胴部と右足を含む全身からなる第１可動部４
と、揺動軸５で揺動自在に支持された胸部，頭部及び両
腕の上半身からなる第３可動部６と、第１可動部４に揺
動自在に支持された左脚からなる第２可動部７とからな
っている。両腕は肩部から手首の間でその形状を自由に
変えられるように可撓性材料で形成されても良い。

【００１２】図１乃至図６において、第１可動部４に固
定されたギヤボックス３は、支持枠３０と、これに固定
又は回転自在に支持された複数の駆動軸と、複数の歯車
とからなっている。支持枠３０の下端部には、筒部３０
ａが形成されていて、右脚４ａを貫通させた筒体からな
る第１駆動軸３１の上端３１ａが固着されている。第１
駆動軸３１の下端部３１ｂは、人形台１内部に貫通され
ていて、第１駆動歯車７０に連結固定されている。

【００１３】第１駆動歯車７０には、人形台１の下部に
設けられた第１駆動源としての第１モータ７１の出力軸
７２に固定されたピニオン７３が噛み合っている。第１
モータ７１の回転は、ピニオン７２，第１駆動歯車７０
を介して第１駆動軸３１に減速して伝達されて第１可動
部４すなわち、人形２の全身を右脚を中心として正逆方
向に回転（ターン）させる。

【００１４】第１駆動軸３１には、筒体からなる第２駆
動軸３２が回転自在に挿通されている。第２駆動軸３２
の上端部３２ａには、ベベルギヤ３２ｂが固着されてい
る。第２駆動軸３２の下端部３２ｃは、第１駆動軸３１
の下端から突出していて、第２駆動歯車８０を固着され
ている。第２駆動歯車８０には、第２モータ８１の出力
軸８２に固定され第２ピニオン８３が噛み合っている。
第２モータ８１の回転は、ピニオン，第２駆動歯車８０
を介して減速されてベベルギヤ３２ｂに伝達される。

【００１５】ベベルギヤ３２ｂには、支持枠３０の支持
部３０ｃ，３０ｃに回転自在に支持された軸３３に固定
された減速用のベベルギヤ３３ａが噛み合っている。軸
３３は、第２駆動軸３２と直交して設けられている。軸
３３には、第２可動部７に挿通されたレバー７ａの上端
部７ａａが挿通して固定されている。すなわち、ベベル
ギヤ３３ａとレバー７ａは互いに一体に連結されている
ことになる。詳細は後述するが、レバー７ａすなわち第
２可動部７は、第１モータ７１と第２モータ８０の回転
・停止又は回転方向に応じて、それぞれ高・低の速度で
前後に揺動（キック）したり、停止したりする。

【００１６】図示の例のレバー７ａは、左脚（７）の膝
関節の下位まで延びているが、該脚を弾性を有する構造
としてキックの動作を大きく見せるために、膝関節の上
までの長さにしても良い。

【００１７】第２駆動軸３２には、中実の第３駆動軸３
４が挿通されている。この軸の上端部３４ａには、ベベ
ルギヤ３４ｂが固着されている。第３駆動軸３４の下端
部３４ｃには、図４に示すように、人形台１内部に設け
られた第３駆動歯車９０が固着されている。第３駆動歯
車９０には、第３モータ９１の出力軸９２に固定された
第３ピニオン９３が噛み合っている。

【００１８】ベベルギヤ３４ｂには、揺動軸５に回転自
在に挿通された減速用のベベルギヤ６０が噛み合ってい
る。揺動軸５は、支持枠３０の上端に形成された軸受部
３０ｂ，３０ｂに支架されている。ベベルギヤ６０は、
第３可動部６の支持体６１に固定されている。詳細は後
述するが、第３可動部６は、第３モータ９１と第１モー
タ７１の回転・停止又は回転方向に応じて、高・低の異
なる速度で揺動（スィング）したり停止したりする。

【００１９】第１モータ７１，第２モータ８１及び第３
モータ９１は、マイクロコンピュータを含む図示されな
い制御回路に接続されていて、各々の回転・停止と回転
方向を制御される。これらのモータの回転制御によっ
て、人形２は後述する種々の動作を行なう。

【００２０】以上のように構成された実施例の作用を説
明する。はじめに、各可動体の基本的な動作を図６で説
明する。第１モータ７１がＡ方向に回転すると、第１ピ
ニオン７３，第１駆動歯車７０，第１駆動軸３１を介し
て第１可動部４すなわち人形２の全身が矢印Ｘ方向に左
ターンする。第１モータ７１が矢印ａ方向に回転すると
人形は矢印Ｙ方向に右ターンする。

【００２１】第２モータ８１のみが矢印Ｂ方向に回転す
ると、第２ピニオン８３，第２駆動歯車８０，第２駆動
軸３２を介してベベルギヤ３２ｂが回転し、ベベルギヤ
３３ａ，アーム７ａを介して左脚７が図２において矢印
Ｂ１で示す後キック方向に揺動する。第２モータ８１が
矢印ｂ方向に回転すると、左脚である第２可動部７は矢
印ｂ１で示す前キック方向に揺動する。左脚７の前後へ
の揺動角は、第２モータ８１への通電時間で制御され
る。換言すると、通電時間の長短によりキックの大きさ
が変化させられる。

【００２２】第３モータ９１のみが矢印Ｄ方向に回転す
ると、第３ピニオン９３，第３駆動歯車９０，第３駆動
軸３４を介してベベルギヤ３４ｂが回転し、これの噛み
合うベベルギヤ６０が回動して第３可動部６を矢印ｅ方
向（図１参照）に右スィングさせる。第３モータ９１が
矢印ｄ方向に回転すると、第３可動部６は、図１に矢印
Ｅで示すように右スィングする。

【００２３】また、第２モータ８１と第３モータ９１が
停止していて、第１モータ７１が回転すると、第２可動
部７と第３可動部６は、太陽歯車と遊星歯車の関係から
人形全体の回転に連れて相対的にそれぞれ作動する。

【００２４】いま、図６において、第２モータ８１が回
転せずに停止している場合を想定する。この状態で第１
モータ７１が矢印ａ方向に回転すると、第１可動部４は
矢印Ｙで示すように右ターンする。このとき、第２可動
部７とこれに固定されているベベルギヤ３３ａは、第１
可動部４と共にベベルギヤ３２ｂの周りを公転すること
になるが、第２駆動軸３２に固定されているベベルギヤ
３２ｂと噛み合っているため、第２駆動軸３２を回転さ
せようとする。しかし、第２駆動軸３２は、第２駆動歯
車８０，第２ピニオン８３を介して第２モータ８１に結
合されているため、該モータの停止トルクに応じた負荷
により容易には回転しない。従って、ベベルギヤ３３ａ
は、ベベルギヤ３２ｂを太陽歯車としてこれの周りを遊
星移動することになる。すなわち、第２可動部７の左脚
は、図２において、矢印Ｂ１で示すように後キックする
向きに回動することになる。第１モータ７１が矢印Ａ方
向に回転すると、左脚（７）は前キックする。第３可動
体６の上半身についても同様に太陽歯車と遊星歯車の原
理で揺動（スィング）する。

【００２５】そして、第１可動部４のみ、すなわち左脚
も上半身も動かさずに人形全体を回転させるには、第２
可動部７，第３可動部６を相対回転させなければ良いの
で、第２駆動軸３２と第３駆動軸３４を第１駆動軸３１
と同方向に同一速度で回転させれば良い。

【００２６】それでは、人形２の動きをモード毎に説明
する。以下の説明において「全身」は人形全体を指し、
「脚」は第２可動部を指し、「胸」は第３可動部を指し
ている。

【００２７】Ａ．全身：右ターン・脚：停止第１モータ７１を矢印ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｙ方向に右回転させ、第２モータ８１を矢印ｂ方
向に回転させてベベルギヤ３２ｂ，３３ａ同士を相対回
転させないことで第２可動部７を回転させない。第１可
動体４のみが矢印Ｙ方向に右回転し、左脚は停止したま
まである。これを人形の動きで見ると、脚を閉じるか開
いて停止した状態で全身を右ターンする。

【００２８】Ｂ．全身：右ターン・脚：倍速後キック第１モータ７１を矢印ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｙ方向に右回転させ、第２モータ８１を矢印Ｂ方
向に回転させると、ベベルギヤ３２ｂに対してベベルギ
ヤ３３ａがカウンター方向に公転しながら回転するの
で、ギヤ３３ａの回転速度は倍速となり、第２可動部７
は矢印Ｂ１方向に倍速で揺動する。人形２の動きは、全
身を右ターンしながらを左脚を素早く後キックする。

【００２９】Ｃ．全身：右ターン・脚：後キック第１モータ７１を矢印ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｙ方向に右回転させ、第２モータ８１を停止させ
る。第２可動部７は、ベベルギヤ３２ｂの周りを遊星移
動しながら矢印Ｂ１方向に後キックする。人形２は全身
を右ターンしながら左脚を後キックする。

【００３０】Ｄ．全身：左ターン・脚：倍速前キック第１モータ７１を矢印Ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｘ方向に左回転させ、第２モータ８１を矢印ｂ方
向に回転させて、第２可動部７を矢印ｂ１方向に倍速で
揺動させる。人形２は、全身を左ターンしながら左脚を
前キックする。

【００３１】Ｅ．全身：左ターン・脚：停止第１モータ７１を矢印Ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｘ方向に左回転させ、第２モータ８１を矢印Ｂ方
向に回転させる。ベベルギヤ３３ａがベベルギヤ３２ｂ
の周りを自転しながら公転するので、第２可動部７は左
脚の開閉位置を問わず停止した状態に置かれる。人形２
は、左脚を停止させた状態で全身を左ターンする。

【００３２】Ｆ．全身：左ターン・脚：前キック第１モータ７１を矢印Ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｘ方向に左回転させ、第２モータ８１を停止させ
る。第２可動部７は、ベベルギヤ３３ａがベベルギヤ３
２ｂの周りを遊星移動することで矢印ｂ１方向に揺動す
る。人形２は、全身を左ターンしながら左脚を前キック
する。

【００３３】Ｇ．全身：停止・脚：前キック第１モータ７１を停止させて第１可動部４の回転を停止
させ、第２モータ８１を矢印ｂ方向に回転させて第２可
動部７を矢印ｂ１方向に回動させる。人形２はターンし
ない状態で左脚を前キックする。

【００３４】Ｈ．全身：停止・脚：後キック第１モータ７１を停止させて第１可動部４の回転を停止
させ、第２モータを矢印Ｂ方向に回転させると第２可動
部７は矢印Ｂ１方向に揺動する。人形２は、ターンしな
い状態で左脚を後キックする。

【００３５】Ｉ．全身：停止・脚：停止第１モータ７１と第２モータ８１を停止させて、第１可
動部４と第２可動部７を停止させ、ターンとキックを共
に停止させる。人形はターンもせず、左脚も動かさない
状態に置かれる。

【００３６】Ｊ．全身：右ターン・胸：停止第１モータ７１を矢印ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｙ方向に右回転させ、第３モータ９１を矢印ｄ方
向に回転させて第３可動部６を停止させる。すなわち、
ベベルギヤ６０が公転しながら自転することで、第３可
動部６はベベルギヤ３４ｂと相対移動せずスィングしな
い。人形２は、上半身を停止させた状態で全身を右ター
ンする。

【００３７】Ｋ．全身：右ターン・胸：右スィング第１モータ７１を矢印ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｙ方向に右回転させ、第３モータ９１を矢印Ｄ方
向に回転させて第３可動部６を矢印ｅ方向に倍速で右揺
動させる。ベベルギヤ３４ｂの回転方向とベベルギヤ６
０の公転方向がカウンター方向となるため、ベベルギヤ
６０の回転は倍速となって回転して第３可動部６を素早
く右揺動させる。人形２は、全身を右ターンしながら上
半身を速い速度で右スィングさせる。

【００３８】Ｌ．全身：右ターン・胸：右スィング第１モータ７１を矢印ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｙ方向に右回転させ、第３モータ９１を停止させ
てベベルギヤ６０をベベルギヤ３４ｂの周りに遊星移動
させながら回転させることで、第３可動部６を矢印ｅ方
向に右揺動させる。人形２は、全身を右ターンしながら
上半身を右スィングさせる。

【００３９】Ｍ．全身：左ターン・胸：倍速左スィング第１モータ７１を矢印Ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｘ方向に左回転させ、第３モータ９１を矢印ｄ方
向に回転させて第３可動部６を矢印Ｅ方向に倍速で左揺
動させる。ベベルギヤ３４ｂの回転方向とベベルギヤ６
０の公転方向がカウンター方向となるため、ベベルギヤ
６０の回転は倍速となって回転し、第３可動部６を素早
く左揺動させる。人形２は、全身を左ターンしながら上
半身を素早く左スィングさせる。

【００４０】Ｎ．全身：左ターン・胸：停止第１モータ７１を矢印Ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｘ方向に左回転させ、第３モータを矢印Ｄ方向に
回転させて第３可動部６を公転させることで相対的に停
止させる。人形２は、上半身を停止させた状態で全身を
左ターンする。

【００４１】Ｏ．全身：左ターン・胸：左スィング第１モータ７１を矢印Ａ方向に回転させて第１可動部４
を矢印Ｘ方向に左回転させ、第３モータ９１を停止させ
て第３可動部６を矢印Ｅ方向に左揺動させる。人形２
は、全身を左ターンしながら上半身を左スィングさせ
る。

【００４２】Ｐ．全身：停止・胸：左スィング第１モータ７１を停止させて第１可動部４を停止させ、
第３モータ９１を矢印ｄ方向に回転させて第３可動部６
を矢印Ｅ方向に左揺動させる。人形２は、ターンしない
状態で上半身を左スィングさせる。

【００４３】Ｑ．全身：停止・胸：右スィング第１モータ７１を停止させて第１可動部４を停止させ、
第３モータ９１を矢印Ｄ方向に回転させて第３可動部６
を矢印ｅ方向に右揺動させる。人形２は、ターンしない
状態で上半身を右スィングさせる。

【００４４】Ｒ．全身：停止・胸：停止第１モータ７１と第３モータ９１を共に停止させて第１
可動部４と第３可動部６を停止させる。人形２は静止し
た状態に置かれる。

【００４５】以上説明した人形２の動作は、第１モータ
７１と第２モータ８１，第１モータ７１と第３モータ９
１のオンオフの組み合わせであって、全身のターンと停
止，左脚の前後のキックと停止及び胸のスィングと停止
の組み合わせであるが、３つのモータのオンオフを互い
に組み合わせて、これらを一連の動作として実行する
と、あたかも人形が踊っているように観察することがで
きる。

【００４６】そして、複数の可動部の作動順序を変えた
プログラムを用意すれば、人形に異なるダンスを踊らせ
ることができる。

【００４７】実施例によれば、ベベルギヤの組み合わせ
によって駆動軸と可動部とを連結したので、駆動源の全
てを作動させなくても複数の可動部にそれぞれの作動を
行なわせることができる。また、図示の実施例は、人形
を挙げてこれの可動部を動かしているが、人形等として
は動物などを模したものであっても良いこと勿論であ
る。

【００４８】

【考案の効果】以上のように、本考案によれば、複数の
駆動軸を同軸上に配置することで、人形などの外部に設
けた複数の駆動源と複数の可動部との連結構造を簡単に
して、ダイナミックで且つ多様なアクションをさせるこ
とができる。また、複数の可動部を支持する支持枠を駆
動軸の１つに固定することで、この駆動軸が駆動される
と支持枠を介して複数の可動部が動作され、各駆動源で
駆動される駆動軸による動作と個別に、複数の可動部を
動作させることができ、人形によりダイナミックで且つ
多様なアクションをさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す人形等のアクション機
構の正面図である。

【図２】同上の右側面図である。

【図３】（ａ）は駆動軸と可動部の接続態様の一例を示
す右側断面図、（ｂ）は（ａ）の拡大左側断面図であ
る。

【図４】駆動軸と駆動源との接続態様を示す拡大正断面
図である。

【図５】駆動軸と可動部の接続態様の一例を示す正断面
図である。

【図６】駆動源と駆動軸の相対位置を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・人形台２・・・人形４・・・第１可動部（人形全身）５・・・揺動軸６・・・第３可動部（左脚）７・・・第２可動部（上半身）３０・・・支持枠３１・・・第１駆動軸３２・・・第２駆動軸３２ｂ・・・ベベルギヤ３３ａ・・・ベベルギヤ３４・・・第３駆動軸３４ｂ・・・ベベルギヤ６０・・・ベベルギヤ７０・・・第１駆動歯車７１・・・第１モータ８０・・・第２駆動歯車８１・・・第２モータ９０・・・第３駆動歯車９１・・・第３モータ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】人形等の可動部を駆動するアクション機構
において、複数の可動部と、人形等の外部に配置された複数の駆動
源と、同軸上に配置され、上記複数の可動部と結合した複数の
駆動軸とを有し、上記各駆動源と上記各駆動軸とをそれぞれ接続すると共
に、上記複数の駆動軸の１つに上記人形の複数の可動部
を支持する支持枠を固定したことを特徴とする人形等の
アクション機構。