(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022176346
(43)【公開日】2022-11-25
(54)【発明の名称】人形体の手首の関節構造、人形体の足首の関節構造、および人形体
(51)【国際特許分類】
A63H 3/46 20060101AFI20221117BHJP
A63H 3/36 20060101ALI20221117BHJP
A63H 3/04 20060101ALI20221117BHJP
【FI】
A63H3/46 B
A63H3/36 G
A63H3/04 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022161408
(22)【出願日】2022-10-06
(62)【分割の表示】P 2021162458の分割
【原出願日】2012-10-05
(71)【出願人】
【識別番号】000135748
【氏名又は名称】株式会社バンダイ
(72)【発明者】
【氏名】大須賀 敏亨
(57)【要約】
【課題】簡単な構成にも拘わらず、人間に近い動作を行い得る人形体の肢体端部の関節構造を提供する。
【解決手段】下腕部80の延長上に設けられる手首110と、手首110に連結される手の甲115と、手の甲115に連結される親指120Aを含む複数の指120を備える人形体の手の関節構造であって、手の甲115は、手首110が連結される側の部分において、切欠部131と、切欠部131を間にして形成される突出部132とを備え、手首110は、その先端部が手の甲115の切欠部131内に配置された状態で、手首110の位置から変位した突出部132の箇所に埋設される第1ボールジョイント141を介して連結されているとともに、第1ボールジョイント141を中心にして、手の甲115に対して回動できるようになっている。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下腕部の延長上に設けられる手首と、
前記手首に連結される手の甲と、
前記手の甲に連結される親指を含む複数の指と、
前記手の甲の中心位置から変位した位置に設けられた第1の連結部と、を備え、
前記手の甲と前記手首とは、前記第1の連結部において回動可能に連結される人形体の手首の関節構造。
【請求項2】
請求項1において、
前記手の甲の前記手首が連結される側の中心位置に切欠部が形成され、
前記第1の連結部は、前記切欠部を間にして形成される突出部の一方側に設けられる人形体の手首の関節構造。
【請求項3】
請求項1または請求項2において、
前記親指の付け根部分に設けられた第2の連結部と、
前記突出部の他方側に設けられた第3の連結部と、
前記第2の連結部と前記第3の連結部とを連結する連結部材と、を有し、
前記連結部材は、前記第2の連結部と前記第3の連結部において、それぞれ回動可能に連結されており、前記親指は、前記連結部材を介して、前記手の甲に回動可能に連結される人形体の手首の関節構造。
【請求項4】
請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記複数の指は、前記手の甲に対して回動可能に構成され、
前記手の甲に回動可能に設けられた回動部材を有し、
前記回動部材は、前記手の甲の中央部に設けられた開口部を塞ぐことが可能である人形体の手首の関節構造。
【請求項5】
請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記下腕部に第4の連結部が設けられ、
前記手首は、前記第4の連結部と連結され、前記下腕部の軸方向の回りに回動できる人形体の手首の関節構造。
【請求項6】
請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の人形体の手首の関節構造を用いた人形体。
【請求項7】
下腿部の延長上に設けられる足首と、
前記足首に連結される足の甲と、
前記足の甲の、前記下腿部の延長上の中心位置から前記足の踵側に変位した位置に設けられた第5の連結部と、を備え、
前記足の甲と前記足首とは、前記5の連結部において回動可能に連結される人形体の足首の関節構造。
【請求項8】
請求項7において、
前記足の甲は、前記足首が連結される側に切欠部が形成され、
前記第5の連結部は、前記切欠部を間にして形成される突出部の前記踵側に設けられる人形体の足首の関節構造。
【請求項9】
請求項7または請求項8において、
前記下腿部に第6の連結部が設けられ、
前記足首は、前記第6の連結部と連結され、前記下腕部の軸方向の回りに回動できる人形体の足首の関節構造。
【請求項10】
請求項7乃至請求項9のいずれか一項に記載の人形体の足首の関節構造を用いた人形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、人形体の肢体端部の関節構造および人形体に関する。
【背景技術】
【0002】
ロボット等のプラスチックモデルの手の関節構造としては、たとえば下記特許文献1に記載されたものが知られている。
特許文献1には、手首と手(手の甲と指からなる)との連結において、下腕部の先端(下端)に、手を取り付けるための手首関節が設けられ、該手首関節は、下腕部の先端に設けられている手首回動軸により、回動可能に支持された構成からなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献1に記載された手の関節構造は、下腕部の先端に設けられた手首回動軸の回りに手が回動できるだけの動き、すなわち、該手首回動軸を中心として一方向に揺動する動きしかできない構成となっている。
このため、手の動作が単純となり、人間に近い動作を行うことができないという不都合を有していた。特に、ロボットが戦闘用に構成されたものにあっては、手に武器(被把持体)を持たせる場合も想定され、該武器を自由自在に繰るためにも、手首に対する手の動作において、人間に近い動作ができることが望まれる。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成にも拘わらず、人間に近い動作を行い得る人形体の肢体端部の関節構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の人形体の手首の関節構造は、下腕部の延長上に設けられる手首と、前記手首に連結される手の甲と、前記手の甲に連結される親指を含む複数の指と、前記手の甲の中心位置から変位した位置に設けられた第1の連結部と、を備え、前記手の甲と前記手首とは、前記第1の連結部において回動可能に連結される構成を有する。
【0007】
本発明の人形体の手首の関節構造において、前記手の甲の前記手首が連結される側の中心位置に切欠部が形成され、前記第1の連結部は、前記切欠部を間にして形成される突出部の一方側に設けられることが好ましい。
【0008】
本発明の人形体の手首の関節構造において、前記親指の付け根部分に設けられた第2の連結部と、前記突出部の他方側に設けられた第3の連結部と、前記第2の連結部と前記第3の連結部とを連結する連結部材と、を有し、前記連結部材は、前記第2の連結部と前記第3の連結部において、それぞれ回動可能に連結されており、前記親指は、前記連結部材を介して、前記手の甲に回動可能に連結されることが好ましい。
【0009】
本発明の人形体の手首の関節構造において、前記複数の指は、前記手の甲に対して回動可能に構成され、前記手の甲に回動可能に設けられた回動部材を有し、前記回動部材は、前記手の甲の中央部に設けられた開口部を塞ぐことが可能であることが好ましい。また、前記下腕部に第4の連結部が設けられ、前記手首は、前記第4の連結部と連結され、前記下腕部の軸方向の回りに回動できることが好ましい。
【0010】
本発明の人形体の足首の関節構造は、下腿部の延長上に設けられる足首と、前記足首に連結される足の甲と、前記足の甲の、前記下腿部の延長上の中心位置から前記足の踵側に変位した位置に設けられた第5の連結部と、を備え、前記足の甲と前記足首とは、前記5の連結部において回動可能に連結される構成を有する。
【0011】
本発明の人形体の足首の関節構造において、前記足の甲は、前記足首が連結される側に切欠部が形成され、前記第5の連結部は、前記切欠部を間にして形成される突出部の前記踵側に設けられることが好ましい。また、前記下腿部に第6の連結部が設けられ、前記足首は、前記第6の連結部と連結され、前記下腕部の軸方向の回りに回動できることが好ましい。
【発明の効果】
【0012】
このように構成した人形体の肢体端部の関節構造は、簡単な構成にも拘わらず、人間に近い動作を行い得るものを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】本発明の人形体の肢体端部の関節構造が適用されるプラスチックモデルの概略を示した外観図である。
【
図2】上記ロボットの手の関節構造を示す構成図で、下腕部に取り付けられる手首とともに示している。
【
図3】
図2に対応させて描いた図で、手首、および各指等の動きを示した図である。
【
図4】手の甲に形成される開口部と、この開口部を塞ぐ回動部材を示した斜視図である。
【
図5】本発明の人形体の手の関節構造の動きを示す斜視図である。
【
図6】本発明の人形体の手の関節構造を樹脂の成形で構成されたもので、該手の関節構造を構成する各部材の組立を回避させたアセンブリ板を示した図である。
【
図7】本発明の人形体の肢体端部の関節構造を足に適用させた場合の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、実施形態)について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
(実施形態1)
図1は、本発明の人形体の肢体端部の関節構造が適用されるプラスチックモデルの概略を示した外観図である。該プラスチックモデルは、戦闘用のロボット10を構成している。
【0015】
図1に示すように、ロボット10は、人間と同様に、腰部20、胸部30、頭部40、脚部50、腕部60を有し、これらの表面において、ほぼ全域に亘って装甲具を具備した形態を呈したものとなっている。また、ロボット10は、戦闘に必要となる武器70を、たとえば、前記腕部60の上部、すなわち肩部において装備するように構成されている。そして、前記腕部60は、その手100に近い部分において下腕部80を有し、前記手100は図示しない手首(
図2、
図3図5、
図6において符号110で示す)を介して該下腕部80に連結されるようになっている。
【0016】
なお、ロボット10の手100は、たとえば該ロボット10と別体で用意された武器(図示せず)を把持できるように構成されている。
図2は、上記ロボット10の手100の関節構造を示す構成図で、前記下腕部80に取り付けられる手首110とともに示している。
図2(a)は、ロボット10の手100を、手の甲側から観た図であり、
図2(b)は、該ロボット10の手を、手のひら側から観た図である。
図2(a)、
図2(b)は、いずれも、5本の指120を備え、これら指120は、親指120Aを除き、隣接する指120と近接されて閉じられた状態となっている。
【0017】
なお、
図3(a)、(b)は、それぞれ、
図2(a)、(b)に対応させて描いた図で、手首110、および各指120等の動きを示した図となっている。
前記手100は、
図2(a)に示すように、その手の甲(この明細書では、手首、指を除く手の部分を甲と称する)115おいて、手首110が連結される側の略中心位置に切欠部131が設けられ、該切欠部131を間にして形成される突出部132を備えている。
【0018】
本実施の形態において、手首110は、その先端部が手の甲115の切欠部131内に配置された状態で、該突出部132に埋設される第1ボールジョイント141を介して連結されている。これにより、手首110は、該手首110の延長上の位置から変位した突出部132の箇所において回動可能に取付けられるようになっている。
したがって、手首110は、
図3(a)に示すように、該第1ボールジョイント141を中心にして、その先端部が該手の甲115の切欠部131からはみ出すように回動できるようになっている。
【0019】
なお、手首110は、ロボット10の下腕部80に埋設されるボールジョイント147に連結されて形成され、該下腕部80の軸方向の回りに回動できるようになっている。この場合、手の甲は、手首の延長線上に対して角度を有するように屈曲させることができるようになる。そして、手の甲は、手首の延長線上に対して角度を有するように屈曲させた状態で、該延長線の回りに回動させることができるようにもなる。
また、親指120Aは、
図3(a)、(b)に示すように、それに埋設される第2ボールジョイント142と、この第2ボールジョイント142と連結される連結部材143と、この連結部材143と連結され前記手の甲115(突出部132)に埋設される第3ボールジョイント144とを介して、手の甲115に連結されるようになっている。つまり、親指120Aの付け根部分に第2ボールジョイントと接続する連結部が設けられ、突出部132に第3のボールジョイントと接続する連結部が設けられており、連結部材143は、それぞれの連結部において回動可能に連結されている。なお、手の甲115に連結される親指120Aは、人間と同様に、その中途部に屈曲部(関節部)150が設けられている。この屈曲部150は、基端側の指部材120Bに埋設された第4ボールジョイント145が先端側の指部材120Tに取り付けられることによって形成されている。
【0020】
さらに、親指120A以外の他の指120は、
図2(a)、(b)に示すように、手の甲115に埋設させた第5ボールジョイント146が、該指120の基端側に取り付けられることによって該手の甲115に連結されている。これにより、各指120は、
図3(a)、(b)に示すように、その先端が隣接する指120の先端から離間するように、該第5ボールジョイント146を中心に回動できるようになっている。なお、親指120A以外の他の指120は、人間と同様に、それぞれ、長手方向に並設された2つの屈曲部(関節部)が設けられている。これら屈曲部は、たとえば隣接する指部材がヒンジ(図示せず)を介して取り付けられることによって形成されている。
【0021】
また、手の甲115のほぼ中央には、
図3(a)、(b)に示すように、開口部160が形成されている。この開口部160は、手100に図示しない武器(被把持体)をあてがった場合、該武器に形成された突起が該開口部160に嵌合できるようになっている。これにより、手の甲115に武器があたかも把持された形態をとることができるようになる。なお、手の甲115には、たとえば
図4に示すように、前記開口部160に隣接して形成されたヒンジ161を中心にして回動する回動部材162が取り付けられ、手の甲115から該武器を外した場合(該武器を把持していない場合)、該回動部材162によって開口部160を塞ぐことができるようになっている。武器を把持していない場合に、手の甲115に形成された開口部160が目視されることから、該回動部材162によって該開口部160を塞ぐようにして見栄えをよくするようになっている。このような武器を把持させる場合、該武器に開口部が形成されており、この開口部に回動部材162を差し込むことによって、該武器を手の甲115に固定させるようにしてもよいことはもちろんである。
【0022】
図5(a)、(b)は、上述のように構成した手100の動きを示す動作図である。
まず、
図5(a)に示すように、親指120A以外の他の指120を手100のひら側へ屈曲させるようにする。この場合、手の甲115側に最も近接する指部材をほぼ水平に配置させることにより、手100のひら側との間に武器(図示せず)を配置させる空間を大きくとることができるようになる。この場合、武器の突起が手の甲115に形成された開口部160に嵌合されることは上述した通りである。
【0023】
そして、手の甲115に連結される親指120Aを、
図5(a)に示すように、手の甲115に埋設された第2ボールジョイント142と親指120Aに埋設させた第3ボールジョイント144を連結する連結部材143が手の甲115の面に対してほぼ垂直になるように移動させ、さらに、
図5(b)に示すように、先端側の指部材120Tを基端側の指部材120Bに対して屈曲させ、該先端側の指部材120Tを小指側に向けることによって、人間の手と近い状態で武器を把持する感じを実現させることができるようになる。
図6は、上述した人形体の手100の関節構造を樹脂の成形で構成されたもので、該手100の関節構造を構成する各部材(表側の表皮、裏側の表皮、ボールジョイント等)の組立を回避させたアセンブリ板170を示している。
図6において、たとえば
図3(b)に示した態様で形成される左右一対の手100が、それぞれ、手首110の部分が対向されて、ランナー171に接続されて配置されている。
【0024】
図6に示すアセンブリ板170は、前記手100の表側の表皮を構成する部材を数か所においてランナー171Aによって接続させた第1アセンブリ板170Aと、前記手100の裏側の表皮を構成する部材を数か所においてランナー171Bによって接続させた第2アセンブリ板170Bとで構成されている。
そして、第1アセンブリ板170Aと第2アセンブリ板170Bは、上述したボールジョイント141、142、144、145等を介在させ、上下方向から重ね合されて前記アセンブリ板170を構成するようになっている。
これにより、アセンブリ板170に接続されている各手100の関節構造を該アセンブリ板170のランナー171から切り離すことにより、
図3に示した手100の関節構造を得ることができるようになる。
【0025】
このようなアセンブリ板170の形成によって、手100を構成する際に、該手100を構成する各部品(表側の表皮、裏側の表皮、ボールジョイント等)の組立の煩雑さを解消することができるようになる。
【0026】
このように本実施の形態の手首の関節構造を用いることにより、より人間の動きに近い動きの人形体を実現することができる。
【0027】
(実施形態2)
実施形態1では人形体の手首の関節構造について説明したものである。しかし、これに限定されることはなく、本発明は足首の関節構造についても適用できるものである。
図7(a)、(b)は、たとえば前記ロボットの足の関節構造を示した図である。
前記足200は、
図7(a)に示すように、その足の甲(この明細書では足首、指を除く足の部分を甲と称する)215おいて、足首210が連結される側の部分に、切欠部231と、該切欠部231を間にして形成される突出部232を備えている。
足首210は、その先端部が足の甲215の前記切欠部231内に配置された状態で、下腿部の延長上の中心位置から足200の踵側に変位した位置に設けられた該突出部232に埋設される第6ボールジョイント241を介して連結されている。これにより、足首210は、該足首210の位置から変位した突出部232の箇所において回動可能に取付けられるようになっている。
したがって、足首210は、
図7(b)に示すように、該第6ボールジョイント241を中心にして、その先端部が、該足の甲215の切欠部231からはみ出すように回動(図中矢印方向)できるようになっている。
なお、手首210は、ロボット10の下腿部250に埋設される第7ボールジョイント247に連結されて形成され、該下腿部250の軸方向の回りに回動できるようになっている。本実施の形態の足首の関節構造を用いることにより、より人間の動きに近い動きの人形体を実現することができる。
【0028】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【0029】
10……ロボット、20……腰部、30……胸部、40……頭部、50……脚部、60……腕部、70……武器、80……下腕部、100……手、110……手首、115……手の甲、120……指、120A……親指、131……切欠部、132……突出部、141……第1ボールジョイント、142……第2ボールジョイント、143……連結部材、144……第3ボールジョイント、145……第4ボールジョイント、146……第5ボールジョイント、147……ボールジョイント、150、151……屈曲部、160……開口部、161……ヒンジ、162……回動部材、170、170A、170B……アセンブリ板、171、171A、171B……ランナー、200……足、210……足首、215……足の甲、231……切欠部、232……突出部、241……第6ボールジョイント、247……第7ボールジョイント、250……下腿部。