JPS6187573A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、２木の脚を交互に進めて歩行する歩行玩具に
関する。

［従来技術］ 従来の歩行玩具は、夫々直線状の部材で形成した２木の
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−１−げろとき他方の脚
で玩具体を倒れないように支持するため、床面に接する
足部の幅が広く、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、１接と足１″Ｉ
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。

そこで、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
具が開発され、本出願人により特許出願ぶれている（特
願昭５８−２４４８７７号）。この歩行玩具は、左右の
脚を上下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たも
のである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この歩行玩具は、体を左右に倒すことに
より着地した足に重心を移動しながら歩行するように構
成されているので、平滑な面」二を歩行する場合は良い
が、少しでも凹凸のある床面の」−では、足の先がひっ
かかったりして重心の移動がうまくいかず、しかも重心
位置が高いため、倒れ易いという問題があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、非平滑面の上でも足部を的確に上下動させ、
高い位置にある重心を円滑に移動して確実に歩行動作を
行う歩行玩具を提供することを目的として、次のように
構成されたものである。

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、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、上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゛夫々所定の周期で上下方向
に移動させるカムと、該下方の脚部材と連動して該足部
の底を上下動させるように該足部に配置された上下動部
材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゜の角度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すと同時に、
該上下動部材により左右の足部底面の高さを制御して歩
行するものである。

［実施例１］ 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、その駆動機構によって駆動される左右の脚部４Ｌ
　、４Ｒとから成る。

本体２の内部には、動力源であるモータ６とその回転を
減速する歯車機構８とが配置され、歯車機構８の最下段
の歯車９は、第２図において反時計回りに一定速度で回
転される。本体２の後面には、モータ６の電源である電
池（図示せず）を収納するケース３が本体２と一体に取
り付けられている。ケース３の外側部は、上端のヒンジ
３ａを支点として開閉自在である。

本体２の左右両側には、歯車９の軸ｉｏが突出し、軸の
両端にカム１２Ｌおよび１２Ｒ（図には左側のカム１２
Ｌのみ示されている）が夫々固定されている。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、その構造は左右対称であ
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の説明は省略する。

脚部４Ｌは、まず、軸ビン１４にて互いに回動自在に連
結した−に下２つの脚部材１６および１８を含んでいる
。」一方の脚部材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（ポ動枠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１８の上端部を受は
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、」一
方の脚部材１６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ＦＡＲ２６ａが、輔ピン２
８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。第一の連結部材２６の前方に突出した下端部
２６ａは、」一方の脚部材１６に設けた溝１６ｂに沿っ
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。第一の連結部
材２６の上端部の内側には、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１２ａ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）が揺動自在に連結されている。

これは、長方形の底板３３と、その」二面において前後
方向に且つ互いに平行に配置された一対の帯板３４．３
４と、底板３３の下面において内側に向かう程次第に高
くなるように一体に形成された傾斜部３５とを備えてい
る。一対の帯板３４，３４の間には、脚部材１８および
後述の第二の連結部材３６の下端部が位置し、両帯板３
４が各下端部から左右に突出した軸ピン３７および３８
の両端を回転自在に支持することにより、脚部材１８お
よび第二の連結部材３６と足部３２Ｌとを連結している
。

脚部材１８の軸ピン３７は外側の帯板３４から外方に延
びており、その延長部分には、−上下方向に揺動する帯
板状の上下動部材３９の中央部が脚部材１８の長さ方向
に対してほぼ直角に固定されている。これに対応して、
底板３３上の外側の帯板３４の外方に上下動部材３９よ
り大きい長孔４０が形成され、上下動部材３９が脚部材
１８の回動と共に揺動することを可能にしている。

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、上下動
枠２２と、軸ビン４３にて上下脚部材１６および１８と
平行に且つ互いに回動自在に連結した上下２つの連結杆
４１および４２と、前述の前後方向連結杆２４とで構成
されている。

」一方の連結杆４１は、上端部を軸ピン４４にて上下動
枠２２の内側に回動自在に連結される一方、下方の連結
杆４２は、下端部を軸ピン３８にて足部３２Ｌに回動自
在に連結されている。」一方の連結杆４１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
部を受は入れると共に、上下脚部材１６および１８に連
結された連結杆２４の後端部を上記軸ピン４３にて回動
自在に連結している。

上下動枠２２は、本体後部２ｂの側壁に軸２０を中心と
して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２２
ａを有し、その上端部には、カム１２Ｌの内側（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）。上下動枠２
２の前面と本体側壁との間にはスプリング４６が張設さ
れ、上下動枠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、第二の連結部材３６および足部３
２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。

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、上方の脚部材１６の長孔１６ａに
摺動自在に嵌合する突起１２ｃが設けられている。

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）に示すような三日月形のカム山１２ｄ
と変形ハート形のカム山１２ｅによりカムＨｌ　２　ｆ
が形成されている。

次に、図示の玩具の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、重心位置が中心
線より左側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」二端の突起２６
ｂと、内側表面のカム溝１２ｆに沿って摺動する上下動
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１８０°
ずれた状態にある。

また、右脚部４Ｒの」１下動部材３９は前部が」−かり
後部が下がった状１ｆｆｉにあり、足部３２Ｒは、傾斜
した底面の内側稜線部（傾斜部３５の最も高い所）およ
び」１下動部材３９の後部下端にて床面Ａに接触する。

他方、左脚部４Ｌの」１下動部材３９の前部が下がり後
部が」二かった状態にあり、足部３２Ｌは、傾斜した底
面の内側稜線部（傾斜部３５の最も高い所）および上下
動部材３９の前部下端にて床面Ａに接触する。

以」二の状態において、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
すように反時計方向に回転する）と、左脚部４Ｌでは、
」一方の脚部材１６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は前方に、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の四部に位
置していた一Ｉ−下動枠２２の突起２２ｂが、回転する
カム山１２ｅによって押し下げられ、上下動枠２２は軸
２０を中心として反時計方向に回動する。

従って、上下動枠２２の後端部に連結している上下２つ
の連結杆４１および４２を介して足部３２Ｌのかかとが
持ち」二げられる。

同時に、足部３２Ｌの先端と−Ｌ下動部材３９の前部下
端を支点として左脚部４Ｌが上昇するため、玩具は左側
に傾いた状態から直立状態に移行し、重心位置は左側か
ら右方へ移動し始める。このとき、右脚部４Ｒの上下動
部材３９の後部下端が突出しているので、重心位置が急
に右側に移動して玩具体が右側に傾いたりすることはな
い。

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、この位置までカム
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、かかとを上げながら損を商げて前方に踏
み出そうとする形になる。これに伴なって、右脚部４Ｒ
は全体として垂直な状態に近づき、」１下動部材３９は
軸３７を中心として反時計方向に少しずつ回動するので
、重心位置は徐々に右側へ移動し、玩具体は右側に傾き
始める。

第５図に示すように、カム１２Ｌが更に回転し、内側の
カム山１２ｅの最突出部が上下動枠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。このとき、重心は完全に右側に移っている。

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８０°回転したとき、上方の脚部材１６は床面に
対しほぼ垂直になる。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
がった状態となる。上下動枠２２の後端はこれ以前に下
降しているので、足部３２Ｌの先端が持ち上げられ、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−に下
動枠２２が時計方向に回動すると、左足部３２Ｌは前方
に移動する。カム１２Ｌの回転に伴ない、第一の連結部
材２６の上端突起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−１一方に引っ張られ、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
動させる。

かくして、第８図に示すように、玩具体の重心は前方に
移り、左側の足部３２Ｌが床面Ａに着地する。このとき
、上下動部材３９の前端が持ち上げられ、後端は足部３
２Ｌの底面より下方に出ているので、足部３２Ｌは、傾
斜した底面の内側稜線部の先端と上下動部材３９の後部
下端にて床面Ａに接触する。カム１２Ｌが更に回転する
のに伴ない、上下の脚部材１６および１８は軸３７を中
心として徐々に直立状態に近づいていくので、上下動部
材３９はやはり軸３７を中心として反時計方向に回動し
、上下動部材３９の後部下端は足部３２Ｌの底面より徐
々に引込んでいく。従って、足部３２Ｌの底面は、その
先端から後部にかけて少しずつ床面Ａに接触していく。

これにより、左側の足部３２Ｌの着地後、玩具体の重心
の急激な移動を防止し、安定した歩行を確保する。

第９図に示すように、カム１２Ｌが第３図の状態から　
１８０°回転したとき、玩具は半歩前進した状態になる
。このとき、玩具体の重心は未だ中心線より右側にある
。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。

すなわち、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と同様に変化
する。右脚部４Ｒの上下動部材３９が軸ピン３７を中心
として反時計方向に回動するのに伴なって、玩具体の重
心は右側から左方に徐々に移動する。このとき、左脚部
４Ｌの上下動部材３９の後部下端が足部３２Ｌの底面よ
り下方に出ているので、重心位置が急に右側に移動して
玩具体が右側に傾いたりすることはない。

第１０図に示すように、右側の脚部４Ｒの下方脚部材１
８が軸ピン１４を中心として反時計方向に回動し始める
と、脚部４Ｒはかかとを上げながら膝を曲げて前方に踏
み出そうとする形になる。

これに伴なって、左脚部４Ｌは全体として床面Ａに対し
垂直な状態に近づき、左脚部４Ｌの上下動部材３９の後
端部は上昇する（足部３２Ｌの中に引込む）。一方、重
心位置は徐々に左側へ移動し、玩具体は左側に傾き始め
る。第５図に示した左側のカム１２Ｌの位置と同様に、
右側のカム１２Ｒの内側のカム山１２ｅの最突出部が上
下動枠２２の突起２２ｂに当接したとき、右足部３２Ｈ
のかかとは最も高い位置になる。このとき、重心は完全
に右側に移っている。

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１
２Ｒも９０°回転している）と、左脚部４Ｌの脚部材１
６および１８は床面Ａに対してほぼ垂直になる。一方、
右脚部４の上方の脚部材１６も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２
６が最も下方に押し下げられるため、下方の脚部材１８
は最も曲がった状態となる。右側の上下動枠２２の後端
はこれ以前に下降しているので、右足部３２Ｒの先端が
持ち上げられ、足金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７図から第８図に示した左脚部４Ｌと
同様に変化する。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１２
ｂ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させる。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。

かくして、玩具体の重心は前方に移り、右足部３２Ｒが
床面Ａに着地する。このとき、上下動部材３９の前端が
上昇し、後端は足部３２Ｒの底面より下方に出ているの
で、足部３２Ｒは、傾斜した底面の内側稜線部の先端と
上下動部材３９の後部下端にて床面Ａに接触する。右側
のカム１２Ｒが更に回転するのに伴ない、右脚部４Ｒの
上下脚部材１６および１８は軸３７を中心として徐々に
立ち上がっていく。同時に、上下動部材３９も軸３７を
中心として反時計方向に回動し、上下動部材３９の後部
下端が上昇する。従って、足部３２Ｒの底面は、その先
端から後部にかけて徐々に床面Ａに接触していく。これ
により、右側の足部３２Ｒの着地後、玩具体の重心の急
激な移動を防止し、安定した歩行を確保することは、前
述した左側の足部３２Ｌの場合と同様である。

カム１２Ｌが第９図の状態から１８０°回転した時点で
、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」二の動作を繰り返すことによって
歩行するが、その際、左右の脚部の上下動部材３９によ
り、重心位置が急に移動するのを防止して確実な歩行を
行うことができるものである。

［実施例２］ 次に、第１３図から第１５図を参照して本発明の別の実
施例を説明する。この実施例は、第１図に示した歩行玩
具の本体２をロボット形状の／＼ウジング５０で覆うと
共に、左右の足部５２Ｌおよび５２Ｒを次のようにｆ！
Ｉ成したものである。

左側の足部５２Ｌについて説明すると、第１４図に分解
して示すように、足部５２Ｌは、長方形の底板５３と、
その上面において玩具の内側（この場合、右側）端縁寄
りに設けられた一対の軸受５４．５４と、これらの軸受
を貫通する１木の輔５５と、一対の軸受５４．５４の間
で貫通軸５５を支点として回転自在に連結される略矩形
の枠５６と、枠５６の底面から底板５３を開く方向に常
時力を加えるために軸５５の一端に巻付けられたスプリ
ング５７と、枠５６の中に軸ピン３７にて回転自在に連
結される下方脚部材１８の下端部前面に設けられた前突
起５８と、枠５６の中に軸ピン３８にて回転自在に連結
される下方連結杆４２の下端部後面に設けられた後突起
５９とで構成されている。

脚部材１８の前突起５８は、前述した上下動部材３９の
前端と同様に作用する。すなわち、第１５図に示すよう
に脚部材１８が前方に所定角度以−１−傾いた時、前突
起５８の先端が底板５３を□押して、その反作用により
枠５６および脚部４Ｌ（または４Ｒ）を上昇させる。

連結杆４２の後突起５９は、連結杆４２の下端部背面か
ら外側に屈曲して延びており、これの移動スペースを確
保するため、枠５６の後端部は外側に突出している。後
突起５９は、前述した上下動部材３９の後端と同様に作
用する。すなわち、脚部材１８が後方に所定角度以上傾
いた時、後突起５９の先端が底板５３を押して、その反
作用により枠５６および脚部４Ｌ（または４Ｒ）を１１
させる。

従って、この実施例は、第１３図の状態から歩行を開始
するときは、上下動部材としての前突起５８および後突
起５９の作用により、第３図から第１２図を参照して説
明した第１図の実施例と同様の歩行動作を行う。

この実施例によれば、第１図の実施例の揺動する上下動
部材３９に代えて、底板５３の」二面を押す前突起５８
および後突起５９を設けたので、床面がじゅうたんのよ
うに柔らかい場合に、第１図の実施例の足部の底面より
突出した上下動部材３９の端部が床面に喰い込んでしま
うという不具合がなく、柔らかい床面でも確実に歩行す
るという利点がある。

以上、本発明の２つの実施例について説明したが、本発
明はこれら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、取伺けのスペース
および外観の点から、」一方の脚部材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−１−下連結杆４１
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、これは扛動枠２２の動きを足部に伝えることがで
きるものであれば、任意の形状でよい。

更に、図示の実施例では、カム１２が−１一方の脚部材
１６と係合してこれを駆動するように構成されているが
、脚部材１６の後方の連結杆４１の上端を延長し、これ
をカム１２が駆動するようにしてもよい。この場合は、
上下の連結杆４１および４２と脚部材１６および１８と
の配置が入れ代わったものということができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の歩行玩具は、左右の脚の移動に
応じて床面に接触する足底の動きを的確に制御すること
により、高い位置にある重心を円滑に移動して確実に歩
行動作を行うように巧妙に構成されたもので、非平滑面
上でも倒れることな５８および５９−−−一突起。

く歩行することができ、人形やロボット形状の玩具とし
て好適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す斜視図、第２図
は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
ｙＥ変化を示す動作説明図、 第１３図乃至第１５図は別の実施例を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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せるように該下方の
   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一およ
   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、該下方の脚部材と連動して該足部の底を上
   下動させるように該足部に配置された上下動部材とを左
   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
   角度差をもって回転させることにより左右の脚部材を交
   互に前方に動かすと同時に、該上下動部材により左右の
   足部底面の高さを制御して歩行することを特徴とする歩
   行玩具。
2. （２）該足部は該下方の脚部材の下端および該第二の連
   結部材の下端を夫々回動自在に連結した底板を備え、該
   上下動部材は、該底板と該下方の脚部材との連結点を支
   点として該下方の脚部材と共に回動して該底板の下方に
   出没する板状の部材から成る特許請求の範囲第１項記載
   の歩行玩具。
3. （３）該足部ほ内側端縁に回動自在に連結した底板を備
   え、該上下動部材は、該下方の脚部材または該第二の連
   結部材が所定角度以上傾斜したとき該底板を押すように
   該下方の脚部材および該第二の連結部材の下端に設けら
   れた突起から成る特許請求の範囲第１項記載の歩行玩具
   。