JPH0318478B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２本の脚を交互に進めて歩行する歩
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
等によつ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
つた。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つ
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
だけであつた。

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ツトがある。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
ボツトは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
イクロコンピユータによつて制御するようになつ
ており、これを玩具に適用することは実際上不可
能である。

本発明の目的は、複雑な機構を用いることなく
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、玩具本体に揺動自在に連
結された上方脚部材と、該上方脚部材の下端部に
回動自在に連結された下方脚部材と、上方脚部材
に沿つて移動自在に取り付けられた棒状部材から
成り、その移動により下方脚部材を上方脚部材と
の連結点を支点として回動させるように下方脚部
材に連結した第一の連結部材と、下方の脚部材の
下端に回動自在に連結した足部と、玩具本体に揺
動自在に取り付けられた揺動枠、上下脚部材の
各々と平行に且つ互いに回動自在に連結し、上端
を揺動枠に、下端を足部にそれぞれ回動自在に連
結した上下２つの連結杆、及び上下脚部材の連結
部と上下連結杆の連結部との間に取り付けられた
前後方向連結杆から成り、揺動枠の揺動により足
部を下方脚部材との連結点を支点として回動させ
るように足部に連結した第二の連結部材と、回転
運動を上方脚部材の前後揺動に変換するカムであ
つて、一方の面に第一の連結部材を移動させるカ
ム溝を有し、他方の面に第二の連結部材の揺動枠
を揺動させるカム溝を有するカムとを玩具本体の
左右に具備し、適宜の回転駆動手段にて左右のカ
ムを互いに180゜の位相差をもつて回転させること
により左右の上下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。

以下、添付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、その駆動機構によつて駆動さ
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８ａ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１０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つて
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
同一であるので、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
自在に連結した上下２つの脚部材１６および１８
を含んでいる。上方の脚部材１６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。
上方の脚部材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１８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。

下方の脚部材１８の上端部は上方の脚部材１６
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１６の内側に沿つて移動
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、上方の脚部材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２６ａ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１６
ｂに沿つて移動する。この下端部２６ａと上方の
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
の上端部には、後で詳細に説明するようにカム１
２Ｌの外側の面に形成されたカム溝１２ａに沿つ
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。
これは上面に開口部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つて上
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
上げるとき最後に床面から離れる部分であり、こ
れによつ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
るためのもので、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４２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、その上端部を軸ピン４４にて揺動枠２２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、そ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４２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
を上記軸ピン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の側壁に沿つて上方に延び
た偏平な直立部２２ａを有し、その上端部には、
カム１２Ｌの本体側の面に形成されたカム溝１２
ｆに沿つて移動する突起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２
２の前部を上方に引つ張つている。

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３
６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。

上記構成の脚部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
周に沿つてその略1/3にわたつて円に近似した曲
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、上方の脚部材１６の長孔１
６ａに摺動自在に嵌合する突起１２ｃが設けてあ
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１２ｄと変形ハート形のカム山１２ｅによ
つてカム溝１２ｆ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に沿つて
摺動する第一の連結部材２６の上端の突起２６ｂ
と、内側表面のカム溝１２ｆに沿つて摺動する揺
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、上方の脚部材１
６の長孔１６ａ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によつて押し下げられ、揺動枠
２２は軸２０を中心として反時計方向に回動す
る。従つて、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を介して足部３
２Ｌ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が上昇するた
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
ら右側へ移つていく。

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つて押
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１４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、かかとを上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図に示すようにカム１２Ｌが第３図
の角度位置から90゜回転したとき、上方の脚部材
１６は床面に対し垂直になる。一方、第一の連結
部材２６は最も下方に押し下げられるため、下方
の脚部材１８は最も曲がつた状態となる。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、足全体が床
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１２
Ｌ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。従つ
て、カム１２Ｌの回転に伴ない突起２６ｂ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
り上方に引つ張られ、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１６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が再び床面上
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４
Ｌ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１８
Ｒ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。従つて、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
３２Ｒのかかとの部分が持ち上げられる。そし
て、これに伴なつて右脚部４Ｒが上昇するため、
玩具体の重量のかかる部位は次第に右側から左側
へ移つていく。

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
によつて押し下げられることにより、連結部材２
６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１
２ｅの最先端部が揺動枠２２の突起２２ｂに当接
したとき、右足３２Ｒ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90゜回転した位置に来る（勿論、右
側のカム１２Ｒも90゜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
げられるため、下方の脚部材１８は最も曲がつた
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
は持ち上げられ、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２６ａ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の引張力によつて上方に引つ張られ、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、右足部３２
Ｒ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、右足部
３２Ｒが再び床面上に接触する。従つて、玩具は
第３図の状態に戻り、これで一歩前進したことに
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。

以上、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、取付けのスペース
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
外部にあつてもよい。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
面が外側に向かつ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、例えば重錘の移動によつて重心位置を変
えることができ、その場合には足部の底を平面に
することができる。

以上のように、本発明は、歩行玩具の左右に設
ける脚を回動自在に連結した上下２つの脚部材と
足部で形成し、上方脚部材に沿つて移動自在に取
り付けた棒状部材から成る第一の連結部材を下方
の脚部材に連結すると共に、玩具本体に揺動自在
に取り付けた揺動枠の揺動により足部を回動させ
る第二の連結部材を足部に連結し、更に、回転運
動を上方脚部材の前後揺動に変換するカムの一方
の面には第一の連結部材を移動させるカム溝を設
け、他方の面には第二の連結部材の揺動枠を揺動
させるカム溝を設けることにより、玩具の左右そ
れぞれの側でカムを回転させるだけで上下脚部材
と足部を動作させるようにしたものであるから、
その歩行動作は従来の玩具よりはるかに人間の動
きに近似しているのは勿論、歩行に必要な上下脚
部材及び足部の３つの部材をカムという単一の部
品によりうまくタイミングを合わせて動作させる
ので、構成が簡潔で、人形やロボツト玩具などの
リアルな歩行動作を実現するものとして好適であ
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図の玩具の歩行時の脚部
の形態変化を示す動作説明図である。 ２……本体、４Ｌ，４Ｒ……脚部、６……モー
タ、８……歯車機構、１０……歯車、１２Ｌおよ
び１２Ｒ……カム、１４……軸ピン、１６および
１８……脚部材、２２……揺動枠、２４……連結
杆、２６……第一の連結部材、３０……スプリン
グ、３２Ｌおよび３２Ｒ……足部、３４……開口
部、４０および４２……連結杆、４６……スプリ
ング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 玩具本体に揺動自在に連結された上方脚部材
   と、該上方脚部材の下端部に回動自在に連結され
   た下方脚部材と、 前記上方脚部材に沿つて移動自在に取り付けら
   れた棒状部材から成り、その移動により前記下方
   脚部材を上方脚部材との連結点を支点として回動
   させるように下方脚部材に連結した第一の連結部
   材と、 前記下方脚部材の下端に回動自在に連結した足
   部と、 玩具本体に揺動自在に取り付けられた揺動枠、
   前記上下脚部材の各々と平行に且つ互いに回動自
   在に連結し、上端を前記揺動枠に、下端を足部に
   それぞれ回動自在に連結した上下２つの連結杆、
   及び前記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から成
   り、前記揺動枠の揺動により前記足部を前記下方
   脚部材との連結点を支点として回動させるように
   前記足部に連結した第二の連結部材と、 回転運動を前記上方脚部材の前後揺動に変換す
   るカムであつて、一方の面に前記第一の連結部材
   を移動させるカム溝を有し、他方の面に前記第二
   の連結部材の揺動枠を揺動させるカム溝を有する
   カムとを玩具本体の左右に具備し、 適宜の回転駆動手段にて前記左右のカムを互い
   に180゜の位相差をもつて回転させることにより左
   右の上下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 前記足部の底面は内側から外側に向かつて上
   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項記載の歩行玩具。 ３ 前記足部の外側先端に突起を備えている特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の歩行玩具。