JP7369111B2 - 可動構造及び人形体 - Google Patents

Description

本発明は、人形体の関節構造等に関する。

可動部を備えた玩具の一例として、人間のように様々なポーズを取らせることができる人形体が知られている。例えば、特許文献１には、可動部を動かして楽しむ玩具が記載されている。

特開２０１７－１５９１３９号公報

可動部を備えた人形体のうち、特に男の子に人気なのが、マンガや、アニメ、特撮映画、ゲーム、小説、など（以下、総括して「原作」と呼ぶ。）に登場する変身ヒーローや、兵士、大型人型ロボット、などのキャラクタを再現した人形体である。

ユーザは、原作に登場するキャラクタの人形体を購入すると、是非とも原作で見たポーズと同じポーズをさせてみたいと思う。しかし、原作に登場するキャラクタの人形体に原作通りのポーズを取らせるには可動部の可動範囲が狭く、ポーズの再現が不完全となる場合が往々にしてあった。ユーザの立場からすると、可動部のフレキシビリティが不十分であるため、原作のポーズに近づけようとしても無理があり、残念な感覚を抱く場合があった。

本発明が解決しようとする課題は、可動部のフレキシビリティ性を向上させることができる人形体の関節構造に関する技術を実現すること、である。

本発明の態様は、人形体の第１部位と第２部位との間に介在する関節構造であって、前記第１部位に直接的又は間接的に接続された第１リンクと、前記第２部位に直接的又は間接的に接続された第２リンクと、前記第１リンクおよび前記第２リンクそれぞれの端部の一方同士を連結する第３リンクおよび他方同士を連結する第４リンクと、を備え、前記第１～第４リンクは、各端部がボールジョイントにより連結された四節リンク機構である、関節構造である。また本発明の態様は、人形体の第１部位と第２部位との間に介在する可動構造であって、前記第１部位に直接的又は間接的に接続された第１部材と、前記第２部位に直接的又は間接的に接続された第２部材と、前記第１部材および前記第２部材それぞれの端部の一方同士を連結する第３部材および他方同士を連結する第４部材と、を備え、前記第１部材の左右端部は、ボール部を有し、前記第２部材の左右端部は、ボール部を有し、前記第３部材の両端部は、前記第１部材および前記第２部材それぞれの端部の一方のボール部を収容する受け部を有し、前記第４部材の両端部は、前記第１部材および前記第２部材それぞれの端部の他方のボール部を収容する受け部を有する。また本発明の態様は、人形体の第１部位と第２部位との間に介在する可動構造であって、前記第１部位に直接的又は間接的に接続された第１部材と、前記第２部位に直接的又は間接的に接続された第２部材と、前記第１部材および前記第２部材それぞれの端部の一方同士を連結する第３部材および他方同士を連結する第４部材と、を備え、前記第１～第４部材は、各端部がボールジョイントにより連結され、前記第１部材が前記人形体の左右方向に沿った上辺、前記第２部材が前記人形体の左右方向に沿った下辺となる四辺形形状である。

また、前記関節構造は、前記第１リンクの端部が、ボール部を有し、前記第２リンクの端部が、ボール部を有し、前記第３リンクの両端部が、前記第１リンクおよび前記第２リンクそれぞれの端部の一方のボール部を収容するソケット部を有し、前記第４リンクの両端部が、前記第１リンクおよび前記第２リンクそれぞれの端部の他方のボール部を収容するソケット部を有する、としてもよい。

また、前記関節構造は、一端部が前記第１リンクの中央部に連結され、他端部が前記第１部位に連結された第５リンク、を更に備え、前記第５リンクの一端部と前記第１リンクの中央部とは、ボールジョイントにより連結された、構成としてもよい。

また、前記関節構造は、前記第５リンクの一端部が、ボール部を有し、前記第１リンクの中央部が、前記第５リンクの一端部のボール部を収容するソケット部を有する、としてもよい。

また、前記関節構造は、前記第１リンクが、一方および他方の端部を結ぶ軸を中心とした傾斜が可能であり、前記第２リンクが、一方および他方の端部を結ぶ軸を中心とした傾斜が可能であり、前記第１リンクの中央部に設けられたソケット部が、前記第１リンクの一方および他方の端部の中心から前方向又は後方向にずれた位置に設けられ、前記第１部位が、前記第１リンクの傾斜および前記第２リンクの傾斜によって、前記第２部位に対する第１の相対傾斜角度に変更可能であり、前記第１リンクの傾斜および前記第２リンクの傾斜並びに前記ボールジョイントの可動域によって、前記第１の相対傾斜角度より大きい第２の相対傾斜角度に変更可能である、構成としてもよい。

また、前記関節構造は、前記四節リンク機構が、前記第１リンクが前記人形体の左右方向に沿った上辺、前記第２リンクが前記人形体の左右方向に沿った下辺となる四辺形形状である、としてもよい。

また、前記関節構造は、前記第２リンクの中央部と前記第２部位とを連結する第６リンク、を更に備えた構成としてもよい。

また、前記関節構造は、前記第１部位が、前記人形体の胴体を構成する上方の部位であり、前記第２部位が、前記人形体の胴体を構成する下方の部位である、としてもよい。

また、別の態様は、第１部位と、第２部位と、前記第１部位と前記第２部位との間に介在する前記関節構造と、を具備した人形体である。

前記人形体は、前記第１部位、前記第２部位および前記関節構造の何れにも固定されておらず、前記関節構造を周方向にカバーする外殻パーツ、を更に具備した構成としてもよい。

本発明によれば、可動部のフレキシビリティ性を向上させることができる人形体の関節構造に関する技術を実現できる。

人形体の直立姿勢における正面外観図。 人形体の胴部の周りを抜き出して描いた部分カット図。 関節構造の斜視外観図。 関節構造の分解斜視図。 関節構造の左右方向の動作例を示す正面図（その１）。 関節構造の左右方向の動作例を示す正面図（その２）。 関節構造の左右方向の動作例を示す正面図（その３）。 関節構造の左右の捻り動作例を示す正面図。 関節構造の後方への反り動作例を示す側面図（その１）。 関節構造の後方への反り動作例を示す側面図（その２）。 関節構造の後方への反り動作例を示す側面図（その３）。 関節構造の後方への反り動作例を示す側面図（その４）。 関節構造の変形例を示す図。 関節構造を人形体の首部に用いた例を示す図。

図１は、本発明を適用した実施形態の一例である人形体２の直立姿勢における正面外観図である。なお、各図に示した矢印による方向表記は、人形体２にとっての上下（Ｙ軸方向；正方向が上）、前後（Ｚ軸方向；正方向が前）、左右（Ｘ軸方向；正方向が左）の方向を示している。以降の説明における方向はこれに基づくものとする。

人形体２は、マンガや、アニメ、特撮映画、ゲーム、小説などを原作とするキャラクタを立体造形物として再現した玩具である。本実施形態の人形体２は、人型ロボットを模したデザインを有し、部位別のパーツを組み付けて作られる玩具である。

人形体２のパーツには、頭部２１、胴部２３、腕部２５、脚部２７、がある。
人形体２の基本的な形態は、胴部２３を中心に、その上部に一つの頭部２１があり、左右側部にそれぞれ腕部２５があり、下部に２本の脚部２７がある人を模した形態である。この形態に加えて、人形体２には、背部に背嚢的な付属物（例えば、ロボット兵器であれば背部バーニア）を付属させたり、背部に翼を設けたり、尻尾を取り付ける等しても構わない。何れも、本実施形態の人形体２の基本的な形態を有しており、本実施形態の人形体ということができる。

さて、人形体２の構造の中心となる胴部２３は、更に、第１部位（上方部位）である胸部２３１と、腹部の外殻パーツ２３３（２３３ｕ，２３３ｄ）と、第２部位（下方部位）である腰部２３５と、を有する。

図２は、人形体２の胴部２３の周りを抜き出して描いた部分カット図であって、外殻パーツ２３３の前面側をカットして描いた図である。
人形体２の腹部は、上部外殻パーツ２３３ｕと、下部外殻パーツ２３３ｄとを有している。上部外殻パーツ２３３ｕは、上端部が胸部２３１の下面に設けられた窪み内に遊嵌され、下端部が下部外殻パーツ２３３ｄの上端部を覆うように被さっている。下部外殻パーツ２３３ｄは、下端部が腰部２３５の上面に設けられた窪みに遊嵌されている。

上部外殻パーツ２３３ｕおよび下部外殻パーツ２３３ｄは、筒状の形状となっており、人形体２の腹部には上下に連通した空間が画成されている。そして、この空間内に、胸部２３１と腰部２３５とを相対位置可変に連結する関節構造１００が収容されている。つまり、上部外殻パーツ２３３ｕと、下部外殻パーツ２３３ｄは、胸部２３１（第１部位）、腰部２３５（第２部位）および関節構造１００の何れにも固定されておらず、関節構造１００を周方向にカバーしている。

図３は、関節構造１００の斜視外観図である。図４は、関節構造１００の分解斜視図である。関節構造１００は、第１リンク１１０と、第２リンク１２０と、第３リンク１３０と、第４リンク１４０と、第５リンク１５０と、第６リンク１６０と、を備える。

第１リンク１１０は、第５リンク１５０を介して第１部位である胸部２３１に間接的に接続されるリンクである。第１リンク１１０は、横向き（左右方向）に直状を成した基部１１１の両端（左右端部）にボール部１１２を有し、基部１１１の中央から後方へ上方ボールジョイント１７０のソケット部１１３が延設されている。ソケット部１１３は、第１リンク１１０の基部１１１の左右端部の中心から後方にずれた位置に設けられている。

なお、基部１１１と、ソケット部１１３との位置関係は、人形体２のデザインによって適宜変更可能である。例えば、ソケット部１１３は、基部１１１の前方にずれた位置であったり、前方や後方のみならず上方にもずれた斜め上や斜め下など、他の方向にずれた位置であってもよい。

第２リンク１２０は、第６リンク１６０を介して第２部位である腰部２３５に間接的に接続されるリンクである。第２リンク１２０は、横向き（左右方向）に直状を成した基部１２１の両端（左右端部）にボール部１２２を有し、基部１２１の中央下部に、揺動軸１８０の軸受部１２３を有する。

第３リンク１３０と第４リンク１４０は、互いに左右対称の部品である。
第３リンク１３０は、第１リンク１１０および第２リンク１２０それぞれの左右端部の一方同士を連結するリンクである。第３リンク１３０は、上端部に、第１リンク１１０の一方側のボール部１１２を収容するソケット部１３１を有し、下端部に、第２リンク１２０の一方側のボール部１２２を収容するソケット部１３２を有する。

第４リンク１４０は、第１リンク１１０および第２リンク１２０それぞれの左右端部の他方同士を連結するリンクである。第４リンク１４０は、上端部に、第１リンク１１０の他方側のボール部１１２を収容するソケット部１４１を有し、下端部に、第２リンク１２０の他方側のボール部１２２を収容するソケット部１４２を有する。

第５リンク１５０は、一端部（図４の例では下端部）が第１リンク１１０の基部１１１の左右中央部に連結され、他端部が胸部２３１（第１部位）に連結されたリンクである。
第５リンク１５０の一端部は、上方ボールジョイント１７０のボール部１５１であり、第５リンク１５０と第１リンク１１０の基部１１１の左右中央部とは、上方ボールジョイント１７０により連結される。そして、第５リンク１５０の他端部（図４の例では上端部）は、胸部２３１を揺動可能に連結する揺動軸の軸受１５２を有している。

第６リンク１６０は、第２リンク１２０の基部１２１の左右中央部と腰部２３５（第２部位）とを連結するリンクである。具体的には、第６リンク１６０は、第２リンク１２０の軸受部１２３に挿入される前後軸１６１と、腰部２３５の上面の窪みに設けられた軸受に挿通される上下軸１６２と、これら両軸の端部同士を連結する基部１６３と、を有する。

よって、関節構造１００では、第１リンク１１０と、第２リンク１２０と、第３リンク１３０と、第４リンク１４０と、第５リンク１５０とは、隣接するリンク同士がボールジョイントで連結されている。

図５～図７は、関節構造１００の左右方向の動作例を示しており、図の番号順に状態が遷移している。

図５は、人形体２が直立している状態における関節構造１００の正面図であって、標準状態に相当する。
標準状態の関節構造１００では、各ボールジョイントは、何れも可動範囲の中央位置にある。この状態で関節構造１００を正面視すると、第１リンク１１０の２つのボール部１１２を結ぶ線は左右方向に沿っており、第２リンク１２０の２つのボール部１２２を結ぶ線は左右方向に沿っている。第３リンク１３０と第４リンク１４０は、ともに長手方向が上下に沿っている。言い換えると、標準状態において、第１リンク１１０～第４リンク１４０の４つのリンクを正面視すると、第１リンク１１０が人形体２の左右方向に沿った上辺となり、第２リンク１２０が人形体２の左右方向に沿った下辺となる四辺形形状を成した四節リンク機構を形成している。

また、標準状態において正面視すると、第５リンク１５０と第６リンク１６０は、左右中央線Ｌ１に沿って一直線状となる。左右中央線Ｌ１は、人形体２の正中線の前方投影線に相当する。また、第５リンク１５０の軸受１５２は軸挿通孔を前後に向けた状態にあり、第６リンク１６０の前後軸１６１も軸挿通孔を前後に向いた状態にある。

ここで、第２リンク１２０を、揺動軸１８０（前後軸１６１＋軸受部１２３）で、人形体２にとっての左方へ揺動させると、四節リンク機構が左方に斜めに傾く。この傾きに対して、第５リンク１５０を上下方向に立設させるように上方ボールジョイント１７０（図３参照）で動かして立てると図６のようになる。第５リンク１５０は、左右中央線Ｌ１より人形体２にとっての左方に横ずれしたような位置に変位したことになる。

第２リンク１２０と第３リンク１３０とのボールジョイント連結、並びに第２リンク１２０と第４リンク１４０とのボールジョイント連結に着目すると、図６の状態においてもまだ可動域を残している。そこで、第２リンク１２０をこの残っている可動域分だけ左方へ更に傾かせ、この傾き分だけ、第５リンク１５０を上方ボールジョイント１７０で動かして立てると、図７のようになる。第５リンク１５０は、図６の状態よりも更に左右中央線Ｌ１より左方に横ずれした位置に変位したことになる。

人形体２に、図５～図７で示したような関節構造１００の動きをさせると、人形体２は、腰部２３５の位置はそのままに胸部２３１を左方にずらした姿勢に変化する。外殻パーツ２３３は、他のパーツに固定されずに関節構造１００の周りをカバーしているので、胸部２３１と上部外殻パーツ２３３ｕとの隙間や、上部外殻パーツ２３３ｕと下部外殻パーツ２３３ｄとの隙間、下部外殻パーツ２３３ｄと腰部２３５との隙間、の範囲内で、相互に接触しつつも、適当な姿勢・適当な位置に移動する。結果、胴部２３としての連なったイメージを損なうことなく上半身を横にずらすアイソレーションが実現できる。

上半身を横にずらすアイソレーションは、従来の人形体２では実現できなかった。こうした人形体２の可動部のフレキシビリティ性の向上は、人形体２で人間のような自然なポーズを実現する一助となる。

図８は、関節構造１００の左右の捻り動作例を示す正面図である。
先に述べたように、第２リンク１２０と第３リンク１３０とのボールジョイント連結、並びに第２リンク１２０と第４リンク１４０とのボールジョイント連結に着目すると、図５に示す標準状態では十分な可動域がある。そこで、図８のように、第２リンク１２０の姿勢はそのままに、第３リンク１３０と第４リンク１４０とを、可動域の範囲内だけ捻ることができる。図８では、人形体２にとっての右方へ捻っている例を示している。

関節構造１００が左右に捻られると、人形体２は上半身を捻っている状態になる。上半身の捻りは、関節構造１００を、第６リンク１６０の上下軸１６２で動かすことでも実現できる。しかし、人形体２のデザイン上の要求から下部外殻パーツ２３３ｄと腰部２３５との隙間が制約され、上下軸１６２の可動範囲は狭くなりがちである。しかし、図８で示したような、胴体に位置する関節構造１００の捻りによって、上下軸１６２の可動範囲を超えた捻りを実現できる。こうした人形体２の可動部のフレキシビリティ性の向上は、人形体２で人間のような自然なポーズを実現する一助となる。

図９～図１２は、関節構造１００の後方への反り動作の一例を示しており、図の番号順に状態が遷移している。
図９は、人形体２が直立している状態における関節構造１００の（人形体２にとっての左方から見た）側面図であって、図５に示した標準状態に相当する。この状態から、第２リンク１２０の自転軸（２つのボール部１２２の中心同士を結ぶ線Ｌ２；図３参照）で関節構造１００の上部を後方へ動かすと、図１０のようになる。

更に、第１リンク１１０の自転軸（２つのボール部１１２の中心同士を結ぶ線Ｌ３；図３参照）で、第１リンク１１０の基部１１１ごと第５リンク１５０もろとも後方へ揺動すると、図１１のようになる。この状態を人形体２としてみれば、胸部２３１（第１部位）は、第１リンク１１０の自転傾斜および第２リンク１２０の自転傾斜によって、腰部２３５（第２部位）に対して第１の相対傾斜角度θ１だけ相対姿勢が傾斜したことになる。

また更に、第５リンク１５０を、上方ボールジョイント１７０の可動範囲の限界まで後方へ揺動させると、図１２のようになる。この状態を人形体２としてみれば、胸部２３１（第１部位）は、第１リンク１１０の自転傾斜および第２リンク１２０の自転傾斜並びに上方ボールジョイント１７０の可動域によって、腰部２３５（第２部位）に対して第１の相対傾斜角度θ１より大きい第２の相対傾斜角度θ２まで相対姿勢が変化可能であることになる。

関節構造１００が後方へ反ることで、人形体２も後方へ反ることとなる。一つの揺動軸で後方へ反る構成よりも、関節構造１００のように複数のボールジョイントによって段階的に後方へ反ることが可能であり、且つ、反る範囲（後傾の範囲）が広がることで、人形体２により自然なポーズやダイナミックなポーズを取らせることが可能になる。

なお、図５～図７で説明した左右方向へのアイソレーションと、図８で説明した捻りと、図９～図１２で説明した反りと、は適宜組み合わせることができる。

〔変形例〕
本発明を適用可能な実施形態は、上記の例に限らず、適宜構成要素の追加・省略・変更が可能である。

（変形例その１）
例えば、上記実施形態では関節構造１００の第１リンク１１０は、第５リンク１５０を介して間接的に胸部２３１（第１部位）に連結する構成としていたが、直接的に胸部２３１に連結する構成であってもよい。具体的には、図１３の関節構造１００Ｂで示すように、上方ボールジョイント１７０を省略して、上記実施形態の第１リンク１１０の基部１１１の左右中央に上記実施形態の第５リンク１５０を合体させた第１リンク１１０Ｂを用いる構成としてもよい。

同様に、第２リンク１２０は、第６リンク１６０を介して間接的に腰部２３５（第２部位）に連結する構成としていたが、第６リンク１６０を省略して、第２リンク１２０が直接的に腰部２３５に連結する構成も可能である。具体的には、例えば、第６リンク１６０の前後軸１６１と基部１６３とを腰部２３５の上部構造とすることで実現できる。

（変形例その２）
また、上記実施形態では、関節構造１００を人形体２の胴部２３に用いる構成としたが、人形体２の他の部位の連結に用いることができるのは勿論である。例えば図１４の関節構造１００に示すように、人形体２の首の関節に用いることもできる。この場合、関節構造１００は、頭部２１（第１部位）と胴部２３（第２部位）との間に介在し、その外周部を、首の表面に相当する複数の外殻パーツ２３３Ｃでカバーすることになる。同様にして、肩・肘・膝・足首・尻尾などその他の関節部にも適用できる。

連結する部位の人形体２における位置関係によっては、関節構造１００を上記実施形態の標準姿勢から横向きに設けたり、逆さまに設けたり、その他の姿勢で設けるとしても構わない。

（変形例その３）
また、可動玩具の例として、人形体２を例示したが、本発明の関節構造１００が適用可能な可動玩具は、人型に限らず動物（実在・架空を問わない。）の関節部にも同様に適用することができる。

２…人形体
２３…胴部
１００…関節構造
１１０…第１リンク
１１２…ボール部
１１３…ソケット部
１２０…第２リンク
１２２…ボール部
１２３…軸受部
１３０…第３リンク
１３１…ソケット部
１３２…ソケット部
１４０…第４リンク
１４１…ソケット部
１４２…ソケット部
１５０…第５リンク
１５１…ボール部
１５２…軸受
１６０…第６リンク
１６１…前後軸
１６２…上下軸
１７０…上方ボールジョイント
１８０…揺動軸
２３１…胸部
２３３…外殻パーツ
２３３ｄ…下部外殻パーツ
２３３ｕ…上部外殻パーツ
２３５…腰部
Ｌ１…左右中央線
θ１…第１の相対傾斜角度
θ２…第２の相対傾斜角度

Claims (10)

1. 人形体の第１部位と第２部位との間に介在する可動構造であって、
   前記第１部位に直接的又は間接的に接続された第１部材と、
   前記第２部位に直接的又は間接的に接続された第２部材と、
   前記第１部材および前記第２部材それぞれの端部の一方同士を連結する第３部材および他方同士を連結する第４部材と、
   を備え、
   前記第１部材の左右端部は、ボール部を有し、
   前記第２部材の左右端部は、ボール部を有し、
   前記第３部材の両端部は、前記第１部材および前記第２部材それぞれの端部の一方のボール部を収容する受け部を有し、
   前記第４部材の両端部は、前記第１部材および前記第２部材それぞれの端部の他方のボール部を収容する受け部を有する、
   可動構造。
2. 一端部が前記第１部材の中央部に連結され、他端部が前記第１部位に連結された第５部材、
   を更に備え、
   前記第５部材の一端部と前記第１部材の中央部とは、ボールジョイントにより連結された、
   請求項１に記載の可動構造。
3. 前記第５部材の一端部は、ボール部を有し、
   前記第１部材の中央部は、前記第５部材の一端部のボール部を収容する受け部を有する、
   請求項２に記載の可動構造。
4. 前記第１部材は、一方および他方の端部を結ぶ軸を中心とした傾斜が可能であり、
   前記第２部材は、一方および他方の端部を結ぶ軸を中心とした傾斜が可能であり、
   前記第１部材の中央部に設けられた受け部は、前記第１部材の一方および他方の端部の中心から前方向又は後方向にずれた位置に設けられ、
   前記第１部位は、前記第１部材の傾斜および前記第２部材の傾斜によって、前記第２部位に対する第１の相対傾斜角度に変更可能であり、前記第１部材の傾斜および前記第２部材の傾斜並びに前記ボールジョイントの可動域によって、前記第１の相対傾斜角度より大きい第２の相対傾斜角度に変更可能である、
   請求項３に記載の可動構造。
5. 前記第１～第４部材は、各端部がボールジョイントにより連結され、
   前記第１部材が前記人形体の左右方向に沿った上辺、前記第２部材が前記人形体の左右方向に沿った下辺となる四辺形形状である、
   請求項１～４の何れか一項に記載の可動構造。
6. 人形体の第１部位と第２部位との間に介在する可動構造であって、
   前記第１部位に直接的又は間接的に接続された第１部材と、
   前記第２部位に直接的又は間接的に接続された第２部材と、
   前記第１部材および前記第２部材それぞれの端部の一方同士を連結する第３部材および他方同士を連結する第４部材と、
   を備え、
   前記第１～第４部材は、各端部がボールジョイントにより連結され、
   前記第１部材が前記人形体の左右方向に沿った上辺、前記第２部材が前記人形体の左右方向に沿った下辺となる四辺形形状である、可動構造。
7. 前記第２部材の中央部と前記第２部位とを連結する第６部材、
   を更に備えた、
   請求項１～６の何れか一項に記載の可動構造。
8. 前記第１部位は、前記人形体の胴体を構成する上方の部位であり、
   前記第２部位は、前記人形体の胴体を構成する下方の部位である、
   請求項１～７の何れか一項に記載の可動構造。
9. 第１部位と、
   第２部位と、
   前記第１部位と前記第２部位との間に介在する請求項１～８の何れか一項に記載の可動構造と、
   を具備した人形体。
10. 前記第１部位、前記第２部位および前記可動構造の何れにも固定されておらず、前記可動構造を周方向にカバーする外殻パーツ、
    を更に具備した請求項９に記載の人形体。