JPS60137378A - 歩行玩具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 行玩具に関する。

従来の歩行玩具は、夫々直線状の部材で形成した２本の
脚にゼンマイ等の回転力をクランク機構等によって往復
運動に変換して伝達することにより歩行するものである
が、その形態と動作は人間の両脚の形態および歩行動作
とは程遠いものであった。すなわち、形態の点では、従
来の歩行玩具は一方の脚を持ち上げるとき他方の脚で玩
具体を倒れないように支持するため、床面に接する足の
部分の幅が広く、その一部は互いに内側に向かって延長
されており、人間の足の形状とは異なるものである。ま
た、動作の点では、人間は歩行の際膝と足首を円滑に曲
げて脚を進めるのに対し、従来の歩行玩具は単純に直線
状の脚を上下動させるだけであった・ 一方、人間の歩行動作に最も近似した歩き方をする機械
としてロボットがある。これは両脚に関節を持ち、歩行
の際には膝や足首を曲げて一歩ずつ前進することができ
る。しかし、このようなロボットほ各部位を駆動するた
めに複数個のモータを含む複雑な駆動機構を備え、しか
もそれらをマイクロコンピュータによって制御するよう
になっており、これを玩共に適用することは実際−１一
不ｒ＝ｆ能である。

本発明の目的は、複雑な機構を用いることな〈従来の歩
行玩具よりもはるかに人間の歩き方に近似した動作をす
る歩行玩具を提供することである。

本発明の歩行玩具は、互いに回動自在に連結した上下２
つの脚部材と、−１一下方向に移動することにより下方
の脚部材を一１一方の脚部材との連結点を支点として回
動させるように下方の脚部材に連結した第一の連結部材
と、該下方の脚部材の下端に回動自在に連結した足部と
、上下方向に移動することにより足部を下方の脚部材と
の連結点を支点として回動させるように該足部に連結し
た第二の連結部材と、」一方の脚部材を前後に揺動させ
ると共に第一および第二の連結部材を夫々所定の周期で
」１下方向に移動させるカムとを左右両側に具備し、適
宜の回転駆動手段にて左右のカムを互いに１８０°の位
相差をもって回転させることにより左右の脚部材を交互
に前方に動かして歩行することを特徴とするものである
。

以下、添イ１図面を参照して本発明の実施例について説
明する。

第１図および第２図は本発明による歩行玩具の一実施例
を示す。図示の玩具は、回転駆動機構を収納した本体２
と、その駆動機構によって駆動される左右の脚部４Ｌ　
、４Ｒとから成る。

本体２は前部２ａと後部２ｂとに分けられ、前部２ａ内
には、動力源であるモータ６とその電源である電池（図
示せず、）が配置され、後部２ｂ内には、モータ６の回
転を減速する歯車機構８と、この歯車機構のウオーム８
ａと噛合い、これにより所定の速度で第２図において反
時計回りに回転する歯車ｌＯが配置されている。本体後
部２ｂの左右両側には、歯車１０と同軸のカム１２Ｌお
よび１２Ｒ（図には左側のカム１２Ｌのみ示されている
）が取り付けられており、これらのカムの左右両面には
、後述のようにカムの回転に伴なって左右の脚部４Ｌ　
、４Ｒを前後方向に揺動させるためのカム溝が形成され
ている。

次に脚部について説明するが、その構造は左右同−であ
るので、以下では左側の脚部４Ｌの構造について説明し
、右側の脚部４Ｒについての説明は省略する。

脚部４Ｌは、まず、軸ピン１４にて互いに回動自在に連
結した１一下２つの脚部材１６およびｌ８を含んでいる
。」一方の脚部材ｌ６は上端部に長孔１６ａを有し、そ
の下の部位を軸２０にて後述の揺動枠２２の内側に回動
自在に連結されている。

」一方の脚部材１６の下端部は正面から見て逆Ｕ字状に
形成され、その内側に下方の脚部材ｌ８の上端部を受け
入れると共に、前後方向に配置された連結杆２４の前端
部を上記軸ピン１４にて回動自在に連結している。

下方の脚部利１８の上端部は上方の脚部材ｌ６との連結
部から前方に突出しており、その突出部１８ａに、上方
の脚部材ｌ６の内側に沿って移動可能に支持された第一
の連結部材２６の下端突出部２６ａが、軸ピン２８にて
回動自在に連結されている。

第一の連結部材２６は、」一方の脚部材１６の中空部分
に移動自在に収納された棒状の部材から成り、−上方の
脚部材１６の長さ方向に移動することにより下端部２６
ａを介して下方の脚部材１８を軸ピン１４を支点として
回動させるものである。

この第一の連結部材２６の前方に突出した下端部２６ａ
は、上方の脚部材１６に設けられた溝１６ｂに沿って移
動する。この下端部２６ａと」一方の脚部材１６の外側
面との間にはコイルスプリング３０が張設され、第一の
連結部材２６に上方への引張力を加えている。更に、第
一・の連結部材２６の」二端部には、後で詳細に説明す
るようにカム１２Ｌの外側の面に形成されたカム溝１２
ａに沿って摺動する突起２６ｂ（第３図（ａ）参照）が
設けられている。

下方の脚部材１８の下端には偏平な足部３２Ｌ（右側は
３２Ｒ）が回動自在に連結されている。

これは」二面に開口部３４を有し、その中に脚部材１８
と第二の連結部材３６の下端部を受け入れて軸ピン３７
および３８（第２図）により回動自在に連結している。

足部３２の底面（接地面）は、後で詳述する歩行動作に
おいて片足を上げたとき玩具が倒れないようにその重心
位置を他方の足の方に移動させるため、内側から外側に
向かって上方に傾斜している。また、足部３２Ｌの先端
には外側寄りに棒状の突起３２ａが設けられている。

この突起は、やはり歩行動作において片足を持ち」−げ
るとき最後に床面から離れる部分であり、これによって
玩具の重心位置を片方の足から他の足の方へ円滑に移動
させることができる。

第二の連結部材３６は、歩行動作時に足部を下方の脚部
材１８との連結部を中心として回動させるだめのもので
、揺動枠２２と、上下脚部材と平行に軸ピン３９にて互
いに回動自在に連結した上下２つの連結杆４０および４
２と、前後方向連結杆２４とで構成されている。上方の
連結杆４０は、その」一端部を軸ピン４４にて揺動枠２
２の内側に回動自在に連結される一方、下方の連結杆４
２は、モの下端部を上記足部３２Ｌの開口部３４内に回
動自在に連結されている。更に、上方の連結杆４０の下
端部は逆Ｕ字状に形成され、その内側に下方の連結杆４
２の上端部を受け入れると共に、脚部材に連結された前
記連結杆２４の後端部を」−記軸ビン３９にて回動自在
に連結している。

揺動枠２２は、本体後部２ｂの側壁に前述の軸２０によ
り回動自在に取り付けられており、枠の前部には本体後
部２ｂの側壁に沿って上方に延びた偏平な直立部２２ａ
を有し、その」二端部には、カム１２Ｌの本体側の面に
形成されたカム溝１２ｆに沿って移動する突起２２ｂを
備えている（第３図（ｂ）参照）。また、揺動枠２２の
前面と本体側壁との間にスプリング４６が張設され、揺
動枠２２の前部を上方に引っ張っている。

この実施例においては、以上の各脚部を構成する上下脚
部材１６および１８と第二の連結部材３６と足部とは、
第２図に示すように上下２つの平行四辺形を形成してい
る。

」−記描成の脚部４Ｌを駆動するカム１２Ｌの２つの面
は次のように構成されている。まず、外側（玩具の左側
）の面は、第３図（ａ）に示すように外周に沿ってその
略％にわたって円に近似した曲線状のカム溝１２ａが形
成され、残りの部分はカム溝の外側が開放されると共に
カム溝の内側を規定するカム山１２ｂが外方に突出して
いる。このカム山の突出部には、」一方の脚部材１６の
長孔１６ａに摺動自在に嵌合する突起１２ｃが設けであ
る。一方、カム１２Ｌの内側（本体側）の面は、外側か
ら見ると第３図（ｂ）に示すように三日月形のカム山１
２ｄと変形ハート形のカム山１２ｅによってカム溝１２
ｆが形成されている。

以下、図示の玩具の歩行動作について説明する。

まず最初に、玩具は第１図ないし第３図に示すように右
脚部４Ｒを前、左脚部４Ｌを後にして、左足部３２Ｌの
傾斜した底面が床面に接触している（重心位置は左脚部
４Ｌの方にある）状態から歩行を開始するものとする。

この状態では、左側のカム１２Ｌはカム山の突起１２ｃ
が最も前寄りの位置にあり、外側表面のカム溝１２ａに
沿って摺動する第一の連結部材２６の−Ｆ端の突起２６
ｂと、内側表面のカム溝１２ｆに沿って摺動する揺動枠
２２の突起２２ｂは、夫々前寄りの位置にある。このと
き、図示の左側のカム１２Ｌと対称的な形状の右側のカ
ム１２Ｒは、左側のカム１２Ｌに対して位相が　１８０
°ずれた状態にある。

ここで、本体内の駆動機構により左右のカムが回転する
（左側のカム１２Ｌは第３図（ａ）に示すように反時計
回りに回転する）と、−１一方の脚部材１６の長孔１６
ａ内に位置しているカム１２Ｌの外側突起１２ｃが移動
することにより、上下の脚部材１６および１８は前方す
なわち軸２０を支点として時計方向に回動し始める。同
時に、第３図（ｂ）に示すようにカム１２Ｌの内側カム
山１２ｅの凹部に位置していた揺動枠２２の突起２２ｂ
が回転するカム山１２ｅによって押し下げられ、揺動枠
２２は軸２０を中心として反時計方向に回動する。従っ
て、揺動枠２２の後端部に連結している」−下２つの連
結杆４０および４２を介して足部１ ３２Ｌのかかとが持ち上げられる。そして、足先の突起
３２ａを支点として左脚部４Ｌが」−昇するため、玩具
体は第３図（Ｃ）のように左側に傾いた状態から右側に
傾いていき、重心位置は次第に左側から右側へ移ってい
く。

一方、カム１２Ｌの外側カム溝１２ａ内に位置している
第一の連結部材２６の突起２６ｂは、その位置までカム
山１２ｂの突出部が回転してくると、第４図（ａ）に示
すようにこの突出部によって押し下げられる。これによ
り、連結部材２６を介して下方の脚部材１８が軸ピン１
４を中心に反時計方向に回動し始める。かくして、左側
の脚部４Ｌは、かかとを」−げながら膝を曲げて前方に
踏み出す形になる。

カム１２Ｌが第４図の状態から更に回転し、内側のカム
山１２ｅの最突出部が揺動枠２２の突起２２ｂに当接し
たとき、左足３２Ｌのかかとは最も高い位置になる（第
５図）。

次に、第６図に示すように力１．１２Ｌが第３図の角度
位置から９０°回転したとき、」一方の脚部材２ １６は床面に対し垂直になる。一方、第一の連結部材２
６は最も下方に押し下げられるため、下方の脚部材１８
は最も曲がった状態となる。揺動枠２２の後端はこれ以
前に下降しているので、足部３２Ｌの先端３２ａは持ち
上げられ、足金体が床面から離れている。

第７図に示すように、カム１２Ｌが更に回転して揺動枠
２２が再び床面と平行になると、左足部３２Ｌも床面と
平行になる。このとき、カム１２Ｌの外側カム山１２ｂ
の最突出部は第一の連結部材２６の上端突起２６ｂに当
接している。従って、カム１２Ｌの回転に伴ない突起２
６ｂがカム山１２ｂの最も突出した部分を乗り越えると
、第一の連結部材２６はスプリング３０の引張力により
」一方に引っ張られ、下方の脚部材１８を上方の脚部材
１６と一直線になるまで前方に回動せしめる。

これにより、左足部３２Ｌは前方に移動する（第８図）
。

カム１２Ｌが更に回転することにより、上下の脚部材１
６および１８は第８図の位置から今度は後方すなわち軸
２０を支点として反時計方向に回動し始め、カム１２Ｌ
が第３図の角度位置から１８０°回転したところで、足
部３２Ｌが再び床面」二に接触する。かくして玩具は半
歩前進した状態になるが、このとき、玩具体の重心位置
は未だ右側にある（第９図）。

この状態から、今度は右脚部４Ｒが、左脚部４Ｌの一連
の動作（第３図〜第９図）と同じ動作を行う。第９図な
いし第１２図を参照して説明すると、左右のカム１２Ｌ
、１２Ｒが更に回転することにより、左脚部４Ｌはその
足部３２Ｌが床面に接触したまま脚部材１６および１８
が直立する状態に近づく一方、右脚部４Ｒは第４図に示
した左脚部４Ｌと同様の形になる。すなわち、第９図に
おいて右脚部４Ｒの上下脚部材１６Ｒおよび１８Ｒが軸
２０を支点として時計方向に回動し始めると同時に右側
の揺動枠２２が反時計方向に回動する。従って、揺動枠
２２の後端部に連結している上下２つの連結杆４０およ
び４２を介して右足部３２Ｈのかかとの部分が持ち上げ
られる。そして、これに伴なって右脚部４Ｒが−Ｌ昇す
るため、玩具体の重量のかかる部位は次第に右側から左
側へ移っていく。

一方、右脚部４Ｒの第一の連結部材２６の突起２６ａが
、右側のカム１２Ｒの外側カム山１２ｂによって押し下
げられることにより、連結部材２６を介して下方の脚部
材１８が軸ピン１４を中心に反時計方向に回動し始める
。かくして、右側の脚部４Ｒは、かかとを上げながら膝
を曲げて前方に踏み出す形になり、カム１２Ｒの内側カ
ム山１２ｅの最先端部が揺動枠２２の突起２２ｂに当接
したとき、右足３２Ｈのかかとは最も高い位置になる（
第１０図）。

次に、第１１図に示すように左側のカム１２Ｌが第９図
から８０°回転した位置に来る（勿論、右側のカム１２
Ｒも８０°回転している）と、左脚部４Ｌの脚部材１６
および１８が床面に対して垂直になる。一方、右脚部４
の上方の脚部材１６は床面に対し垂直になるが、第６図
を参照して説明したように第一の連結部材２６が最も下
方に押し下　５ げられるため、下方の脚部材１８は最も曲がった状態と
なる。右側の揺動枠２２の後端はこれ以前に下降してい
るので、右足部３２Ｒの先端３２ａは持ち−１−げられ
、足全体が床面から離れている。

左右のカム１２Ｌ、１２Ｒが更に回転することにより、
左脚部４Ｌはその足部３２Ｌが床面に接触したまま脚部
材１６および１８が徐々に前方に傾斜していく一方、右
脚部４Ｒは第８図に示した左脚部４Ｌと同様の形になる
。すなわち、右側のカム１２Ｒの回転に伴ない第一の連
結部材２６の突起２６’　ａがカム山１２ｂの最も突出
した部分を乗り越えると、第一の連結部材２６はスプリ
ング３０の引張力によって上方に引っ張られ、下方の脚
部材１８を」一方の脚部材１６と一直線になるまで前方
に回動せしめる。これにより、右足部３２Ｒは前方に移
動し、第１２図に示すようになる。

カム１２Ｒが更に回転することにより、右脚部４Ｒの上
下脚部材１６および１８は第１２図の位置から今度は時
計方向に回動し始め、カム１２Ｌが第９図の状態から　
１８０°回転した時点で、右足　６ 部３２Ｒが再び床面上に接触する。従って、玩具は第３
図の状態に戻り、これで−歩前進したことになる。

第１図の玩具は、以上の動作を繰り返すことにより、玩
具体の重心位置を巧みに移動させながら歩行するもので
、その動きは人間の歩き方に極めて近似したものである
。

以」二、本発明の実施例について説明したが、本発明は
これに限られるものでない。例えば、図示の実施例にお
いて下方の脚部材１８を回動させるための第一の連結部
材２６は、取イ」けのスペースおよび外観の点から、上
方の脚部材１６の中空部分に移動自在に収納されている
が、脚部材１６の外部にあってもよい。また、第二の連
結部材の上下連結杆４０および４２は脚部材と同様の棒
状部材で構成されているが、これは揺動枠２２の動きを
足部に伝えることができるものであればよく、針金状の
直線材料でもよい。更に、足部３２は底面が外側に向か
って上方に傾斜しており、これが玩具の重心位置を移動
させるに最も簡単な手段であるが、例えば重りの移動に
よって重心位置を変えることもでき、その場合には足部
の底を平面にすることができる。

以」−のように、本発明の歩行玩具は、左右の脚を」−
下２つの脚部材で形成し、脚の前後動に合わせて下方の
脚部材を揺動させると共に足首の部分を上下方向に揺動
させるように巧妙に構成されたもので、その歩行動作は
従来の玩具よりはるかに人間の動きに近似しており、人
形やロボット形状の玩具として従来にない面白さを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による歩行玩具の構成を示す斜視図、第
２図は特に内部の駆動機構を示す図、第３図乃至第１２
図は第１図の玩具の歩行１時の脚部の形態変化を示す動
作説明図である。 ２−一−一本体、４Ｌ、４Ｒ−−−一脚部、８−−−−
モータ、８−−−一歯車機構、１０−−−一歯車、１２
Ｌおよび１２Ｒ−−−一カム、１４−−−一軸ピン、１
６および１８−一−−脚部材、２２−−ｍ−揺動枠、２
４−−−一連結杆、２６−−−−第一の連結部材、３０
−−−−スプリング、３２Ｌおよび３２　Ｒ−−−−足
部、３４−−−一開口部、４０および４２−−−一連結
杆、４６−−−−スプリング。 　９ 第１図 ２ａ ｖ（３ ♀　へ （’Ｊ 城 ４３５− Ｃリ　−Ｎ へ （％Ｊ　％Ｎ 城 ２１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに回動自在に連結した上下２つの脚部材と、上
   下方向に移動することにより下方の脚部材を上方の脚部
   材との連結点を支点として回動さゼるように該下方の脚
   部材に連結した第一の連結部材と、該下方の脚部材の下
   端に回動自在に連結した足部と、上下方向に移動するこ
   とにより該足部を下方の脚部材との連結点を支点として
   回動させるように該足部に連結した第二の連結部材と、
   該上方の脚部材を前後に揺動させると共に該第−および
   第二の連結部材を夫々所定の周期で上下方向に移動させ
   るカムとを左右両側に具備し、適宜の回転駆動手段にて
   上記左右のカムを互いに１８０゜の位相差をもって回転
   させることにより左右の脚部材を交互に前方に動かして
   歩行することを特徴とする歩行玩具。 ２、上記カムは、一方の面に第一の連結部材を上下動さ
   せるカム溝を有し、他方の面に第二の連結部材を上下動
   させるカム溝を有している特許請求の範囲第１項記載の
   歩行玩具。 ３、上記第一の連結部材は、上方の脚部材の内側にその
   長さ方向に移動自在に収納された棒状部材で構成されて
   いる特許請求の範囲第１項または第２項記載の歩行玩具
   。 ４、上記第二の連結部材は、上記カムの回転によって揺
   動する揺動枠と、上下脚部材と平行に且つ互いに回動自
   在に連結し、上端は該揺動枠に下端は足部に夫々回動自
   在に連結した上下２つの連結杆と、上下脚部材の連結部
   と上下連結杆の連結部との間に取り付けられた前後方向
   連結杆とで構成されている特許請求の範囲第１項、第２
   項または第３項記載の歩行玩具。 ５、」二記足部の底面は内側から外側に向かって上方に
   傾斜していることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第４項のいずれかに記載の歩行玩具。 ６、上記足部は、その外側先端に突起を備えでいる特許
   請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の歩行玩
   具。