人形体の関節構造
【課題】腕や脚を動かしたときに、人間に近い動作を行い、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる人形体の関節構造を提供する。
【解決手段】第１部材２２は関節本体２１の第１回動軸２１１に回動可能に支持され、第２部材２３は関節本体２１の第２回動軸２１２に回動可能に支持されており、第１部材２２及び第２部材２３を回動させると関節本体２１が回転移動するので、人間に近い動作を行い、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【解決手段】第１部材２２は関節本体２１の第１回動軸２１１に回動可能に支持され、第２部材２３は関節本体２１の第２回動軸２１２に回動可能に支持されており、第１部材２２及び第２部材２３を回動させると関節本体２１が回転移動するので、人間に近い動作を行い、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人形体の関節構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の人形体として、ロボット等のプラスチックモデル（以下、プラモデルという）が知られている。このようなプラモデルにはユーザーが自由にポーズを決めることができるように複数の関節が設けられている。そして、関節を介して結合する腕や足を回転自在に構成するために多種多様の関節を備えた人形体が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の人形体は、球形の関節軸と、関節軸に嵌合できる嵌合凹部を備える連結体とからなっている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の人形体は、大腿部材の下端にバネによって付勢された係止突起を備えている。一方、下腿部材の上端には下腿部材の回転中心を中心とする円形のボスが設けられ、円形のボスには複数の係合凹部が形成されている。そして人形体は、任意の箇所の係合凹部に係止突起を圧接させて、関節を固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３２７８４１号公報
【特許文献２】特開２００１−７４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したような従来の人形体においては、腕や脚を関節回りに回動させた場合、腕や脚が関節を中心とした単純な円運動をするため、腕や脚が関節とは別個に移動する。このため、人間等における腕や脚の動きとは異なり、本物らしくなく、見栄えが悪いという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、腕や脚を動かしたときに、人間に近い動作を行い、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる人形体の関節構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の人形体の関節構造は、第１部材と第２部材とを相対的に回動可能に連結する人形体の関節構造であって、前記第１部材を回動可能に支持する第１回動軸と、前記第２部材を回動可能に支持する第２回動軸と、を有する関節本体を備え、前記関節本体が、前記第１部材及び前記第２部材の回動に伴って回転移動する構成を有している。
【０００９】
また、本発明の人形体の関節構造において、前記第１部材に設けられた軸方向に沿って長い第１摺動穴に沿って一端が摺動するとともに他端が前記関節本体に回動可能に取り付けられた第１連結部材と、前記第２部材に設けられた軸方向に沿って長い第２摺動穴に沿って一端が摺動するとともに他端が前記関節本体に回動可能に取り付けられた第２連結部材と、を有する構成を有してもよい。また、前記関節本体に長円孔が設けられる構成としてもよい。
【００１０】
また、本発明の人形体の関節構造において、前記第１部材及び前記第２部材が腕を形成するとともに、前記関節本体が肘部である構成を有してもよい。また、本発明の人形体の関節構造において、前記第１部材及び前記第２部材が脚を形成するとともに、前記関節本体が膝部である構成を有してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る人形体の関節構造によれば、人間に近い動作を行い、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる人形体の関節構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかる実施形態の人形体の関節構造を用いた人形体の全体斜視図である。
【図２】人形体の腕の骨部であり、（Ａ）は肘を延ばした状態の側面図、（Ｂ）は肘を曲げた状態の側面図である。
【図３】人形体の腕の外観図であり、（Ａ）は肘を延ばした状態の側面図、（Ｂ）は肘を曲げた状態の側面図である。
【図４】人形体の脚の骨部であり、（Ａ）は膝を延ばした状態の側面図、（Ｂ）は膝を曲げた状態の側面図である。
【図５】人形体の脚の外観図であり、（Ａ）は膝を延ばした状態の側面図、（Ｂ）は膝を曲げた状態の側面図である。
【図６】人形体の膝関節の分解斜視図である。
【図７】脚を延ばした状態の膝関節の断面図である。
【図８】脚を曲げた状態の膝関節の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように、本発明にかかる実施形態の人形体の関節構造は、例えば、人形体１に適用することができる。人形体１は、２本の脚３０，３０、脚３０を回動可能に支持する腰４０、腰４０の上に所定角度回転可能に支持される上体５０、上体５０に回転可能に支持される２本の腕２０，２０、及び上体５０の上に首６０を介して回転可能に支持される頭部（図示省略）を有し、腕２０の肘関節（肘）２１及び脚３０の肘関節（肘）３１に適用することができる。
【００１４】
図２及び図３に基づいて、腕２０の関節構造１１について説明する。腕２０は、構造部材である骨部２０Ａと、骨部２０Ａの外側に設けられて外観をなすカバー部２０Ｂを有する。まず、図２（Ａ）及び（Ｂ）に基づいて、骨部２０Ａについて説明する。腕２０は、肩関節５１により上体５０（図１参照）に回転可能且つ任意角度で固定可能に支持されており、関節本体である肘関節２１と肩関節５１の間の第１部材である上腕骨部２２と、肘関節２１より先（下）の第２部材である下腕骨部２３を有する。なお、以下の実施形態において、第１の部材と第２の部材とを相対的に回動可能に連結する部材を関節本体とする。
【００１５】
上腕骨部２２は肘関節２１に設けられている第１回動軸２１１により、肘関節２１に対して回動可能且つ所定角度で固定可能に支持されている。上腕骨部２２には、上腕骨部２２の軸方向に沿って、長円形状をした第１摺動穴２２１が設けられている。また、下腕骨部２３は肘関節２１に設けられている第２回動軸２１２により、肘関節２１に対して回動可能且つ所定角度で固定可能に支持されている。下腕骨部２３には、下腕骨部２３の軸方向に沿って、長円形状をした第２摺動穴２３１が設けられている。
【００１６】
肘関節２１の上腕骨部２２側には、一端２４１が第１摺動穴２２１に沿って摺動するとともに、他端２４２が第３回動軸２１３により肘関節２１に回動可能に取り付けられた第１連結部材２４を有する。また、肘関節２１の下腕骨部２３側には、一端２５１が第２摺動穴２３１に沿って摺動するとともに、他端２５２が第４回動軸２１４により肘関節２１に回動可能に取り付けられた第２連結部材２５を有する。
【００１７】
なお、下腕骨部２３の先端（下端）には、手７０（図１参照）を取り付けるための手首関節７１が設けられている。手首関節７１は、下腕骨部２３の先端に設けられている手首回動軸７２により、回動可能に支持される。
【００１８】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、腕２０の外観であるカバー部２０Ｂは、骨部２０Ａの外側に、各部位に対応するカバーを取り付けたものである。具体的には、上腕骨部２２の外側には上腕カバー２６が取り付けられ、下腕骨部２３の外側には下腕カバー２７が取り付けられている。上腕カバー２６及び下腕カバー２７は複数に分割されており、少なくとも前側及び後側に分かれて、上腕骨部２２及び下腕骨部２３を前後から挟んで装着できるようになっている。また、肘関節２１の外側には、肘関節２１及び第１連結部材２４及び第２連結部材２５を覆う肘カバー２８が取り付けられている。肘カバー２８も、意匠及び取付けの観点から、複数に分割されている。本実施の形態において、第１連結部材２４に上腕カバー２６が取り付けられ、第２連結部材２５に下腕カバー２７が取り付けられている。それにより、第１連結部材２４の第１摺動穴２２１に沿った摺動に伴って上側カバー２６が摺動方向へ移動し、第２連結部材２５の第２摺動穴２３１に沿った摺動に伴って下腕カバー２６が摺動方向へ移動する。
【００１９】
次に、下腕骨部２３を上腕骨部２２に対して回動させる場合の動きを説明する。下腕骨部２３を第２回動軸２１２を中心として図２（Ａ）中矢印Ａ方向へ回動させると、下腕骨部２３が第２回動軸２１２を中心として回動すると同時に、下腕骨部２３の第２摺動穴２３１に先端が摺動可能に挿嵌されている第２連結部材２５も、第４回動軸２１４を中心として同じ方向へ回動する。この際、第２連結部材２５の一端２５１は、第２摺動穴２３１に沿って矢印Ｂ方向へ摺動する。
【００２０】
また、上腕骨部２２が取り付けられている第１回動軸２１１を中心として肘関節２１が回動すると、肘関節２１に設けられている第３回動軸２１３が回転しながら移動する（以後、「回転移動する」という。）ので、第３回動軸２１３に他端２４２が取り付けられている第１連結部材２４も回転移動する。この際、第１連結部材２４の一端２４１は、第１摺動穴２２１に沿って下方へ摺動する。
【００２１】
これにより、肘関節２１は、下腕骨部２３の回動に伴い、図２（Ｂ）中Ｃ方向へ回転移動する。また、このように骨部２０Ａが動くことにより、骨部２０Ａに取り付けられているカバー部２０Ｂも同様に動くので、肘カバー２８が回転移動（図３（Ｂ）中矢印Ａ方向）する。これにより、人間に近い動作を行うことができ、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【００２２】
本実施形態の人形体の腕の関節構造１１によれば、肘関節２１と、肘関節２１の第１回動軸２１１に回動可能に支持された上腕骨部２２との間に、一端２４１が上腕骨部２２の軸方向に沿って長く設けられた第１摺動穴２２１に沿って摺動するとともに、他端２４２が肘関節２１に回動可能に取り付けられた第１連結部材２４を設けたので、肘関節２１に対して上腕骨部２２を回動させると、連動して第１連結部材２４が回転移動する。また、肘関節２１と、肘関節２１の第２回動軸２１２に回動可能に支持された下腕骨部２３との間に、一端２５１が下腕骨部２３の軸方向に沿って長く設けられた第２摺動穴２３１に沿って摺動するとともに、他端２５２が肘関節２１に回動可能に取り付けられた第２連結部材２５を設けたので、肘関節２１に対して下腕骨部２３を回動させると、連動して第２連結部材２５が回転移動する。
【００２３】
よって、上腕骨部２２及び下腕骨部２３を回動させると肘関節２１が回転移動して、肘関節２１に取り付けた肘カバー２８が図３（Ｂ）中矢印Ａ方向へ回転移動するので、人間に近い動作を行うことができ、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【００２４】
また、上腕骨部２２及び下腕骨部２３を回動させると肘関節２１が回転移動して、肘関節２１に取り付けた肘カバー２８が図３（Ｂ）中矢印Ａ方向へ回転移動し、上腕カバー２６及び下腕カバー２７が肘関節２１方向へ移動する。肘関節２１の回転移動に伴い、上腕カバー２６及び下腕カバー２７が移動することにより、あたかも人間の筋肉の動きを再現しているように見え、より人間に近い動作を行うことができ、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【００２５】
次に、図４及び図５に基づいて、脚３０の関節構造１２について説明する。脚３０は、構造部材である骨部３０Ａと、骨部３０Ａの外側に設けられて外観をなすカバー部３０Ｂを有する。まず、図４（Ａ）及び（Ｂ）に基づいて、骨部３０Ａについて説明する。脚３０は、股関節５２により上体５０（図１参照）に回転可能且つ任意角度で固定可能に支持されており、関節本体である膝関節３１と股関節５２の間の第１部材である大腿骨部３２と、膝関節３１より下の第２部材である下腿骨部３３を有する。
【００２６】
大腿骨部３２は膝関節３１に設けられている第１回動軸３１１により、膝関節３１に対して回動可能且つ所定角度で固定可能に支持されている。大腿骨部３２には、大腿骨部３２の軸方向に沿って、長円形状をした第１摺動穴３２１が設けられている。また、下腿骨部３３は膝関節３１に設けられている第２回動軸３１２により、膝関節３１に対して回動可能且つ所定角度で固定可能に支持されている。下腿骨部３３には、下腿骨部３３の軸方向に沿って、長円形状をした第２摺動穴３３１が設けられている。
【００２７】
膝関節３１の大腿骨部３２側には、一端３４１が第１摺動穴３２１に沿って摺動するとともに、他端３４２が第３回動軸３１３により膝関節３１に回動可能に取り付けられた第１連結部材３４を有する。ここでは、第１連結部材３４は、一端側の連結部材３４Ａと、他端側の連結部材３４Ｂを有しており、両連結部材３４Ａ、３４Ｂは、回動軸３４Ｃにおいて相対的に回動可能に連結されている。また、膝関節３１の下腿骨部３３側には、一端３５１が第２摺動穴３３１に沿って摺動するとともに、他端３５２が第４回動軸３１４により膝関節３１に回動可能に取り付けられた第２連結部材３５を有する。
【００２８】
なお、下腿骨部３３の先端（下端）には、足８０を取り付けるための足首関節８１が設けられている。足首関節８１は、下腿骨部３３の先端に設けられている足首回動軸８２により、回動可能に支持される。また、足８０の先端のつま先部８３は、つま先回動軸８４により、上下方向（図４（Ｂ）中矢印Ａ方向）へ回動可能に連結されている。
【００２９】
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、脚３０の外観であるカバー部３０Ｂは、骨部３０Ａの外側に、各部位に対応するカバーを取り付けたものである。具体的には、大腿骨部３２の外側には大腿カバー３６が取り付けられ、下腿骨部３３の外側には下腿カバー３７が取り付けられている。大腿カバー３６及び下腿カバー３７は複数に分割されており、少なくとも前側及び後側に分かれて、大腿骨部３２及び下腿骨部３３を前後から挟んで装着できるようになっている。また、膝関節３１の外側には、膝関節３１及び第１連結部材３４及び第２連結部材３５を覆う膝カバー３８が取り付けられている。膝カバー３８も、意匠及び取付けの観点から、複数に分割されている。なお、足８０や足首８１を覆う足カバー３９も設けられている。本実施形態において、第１連結部材３４に大腿カバー３６が取り付けられ、第２連結部材３５に下腿カバー３７が取り付けられている。それにより、第１連結部材３４の第１摺動穴３２１に沿った摺動に伴って大腿カバー３６が摺動方向へ移動し、第２連結部材３５の第２摺動穴３３１に沿った摺動に伴って下腿カバー３６が摺動方向へ移動する。
【００３０】
次に、大腿骨部３２を下腿骨部３３に対して相対的に回動させる場合の動きを説明する。大腿骨部３２を第１回動軸３１１を中心として図４（Ａ）中矢印Ｂ方向へ回動させると、大腿骨部３２が第１回動軸３１１を中心として回動すると同時に、大腿骨部３２の第１摺動穴３２１に一端３４１が摺動可能に挿嵌されている第１連結部材３４も、第３回動軸３１３を中心として同じ方向へ回動する。この際、第１連結部材３４の一端３４１は、第１摺動穴３２１に沿って膝関節３１の方向へ摺動する。
【００３１】
また、下腿骨部３３が取り付けられている第２回動軸３１２を中心として、膝関節３１が図４（Ｂ）中矢印Ｃ方向へ回動すると、膝関節３１に設けられている第４回動軸３１４が回転移動するので、第４回動軸３１４に他端３５２が取り付けられている第２連結部材３５も回転移動する。この際、第２連結部材３５の一端３５１は、第２摺動穴３３１に沿って上方へ摺動する。
【００３２】
これにより、膝関節３１は、大腿骨部３２の回動に伴い、図４（Ｂ）中Ｂ方向へ回転移動する。また、このように骨部３０Ａが動くことにより、骨部３０Ａに取り付けられているカバー部３０Ｂも同様に動くので、膝カバー３８が図５（Ｂ）中Ａ方向へ回転移動する。なお、大腿カバー３６の前部カバー３６１を、第１連結部材３４の他端側の連結部材３４Ｂに連結することにより、大腿骨部３２が回動した際に、前部カバー３６１を膝関節３１方向（図５（Ｂ）中矢印Ｂ方向）へ移動させるようにすることもできる。
【００３３】
また、本実施形態の人形体の脚の関節構造１２によれば、膝関節３１と、膝関節３１の第１回動軸３１１に回動可能に支持された大腿骨部３２との間に、一端３４１が大腿骨部３２の軸方向に沿って長く設けられた第１摺動穴３２１に沿って摺動するとともに、他端３４２が膝関節３１に回動可能に取り付けられた第１連結部材３４を設けたので、膝関節３１に対して大腿骨部３２を回動させると、連動して第１連結部材３４が回転移動する。また、膝関節３１と、膝関節３１の第２回動軸３１２に回動可能に支持された下腿骨部３３との間に、一端３５１が下腿骨部３３の軸方向に沿って長く設けられた第２摺動穴３３１に沿って摺動するとともに、他端３５２が膝関節３１に回動可能に取り付けられた第２連結部材３５を設けたので、膝関節３１に対して下腿骨部３３を回動させると、連動して第２連結部材３５が回転移動する。
【００３４】
よって、大腿骨部３２及び下腿骨部３３を回動させると膝関節３１が回転移動して、膝関節３１に取り付けた膝カバー３８が図５（Ｂ）中矢印Ａ方向へ回転移動するので、人間に近い動作を行うことができ、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【００３５】
また、大腿骨部３２及び下腿骨部３３を回動させると膝関節３１が回転移動して、膝関節３１に取り付けた膝カバー３８が図３（Ｂ）中矢印Ａ方向へ回転移動し、大腿カバー３６及び下腿カバー３７が膝関節３１方向へ移動する。膝関節３１の回転移動に伴い、大腿カバー３６及び下腿カバー３７が移動することにより、あたかも人間の筋肉の動きを再現しているように見え、より人間に近い動作を行うことができ、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【００３６】
図６乃至図８に基づいて、脚９０の変形例について説明する。図に示すように、膝関節９１は、連結可能な左膝関節部９１１と右膝関節部９１２を有し、左右膝関節部９１１，９１２の前面には前膝関節部９１３を有する。左右膝関節部９１１，９１２は、各々外周に沿って周壁９１１ａ、９１２ａを有しており、周壁９１１ａ、９１２ａ同士を連結することにより、内部空間を形成する。また、膝関節９１の内部所定位置には、後述するタイミング突起９１ａが設けられている。
【００３７】
左膝関節部９１１は、内部に円筒形状の下軸受け部９１１ｂと、上軸受け部９１１ｃを有する。両軸受け部９１１ｂ、９１１ｃの高さは、周壁９１１ａの高さよりも低くなっている。また、右膝関節部９１２は、左膝関節部９１１の上下軸受け部９１１ｂ、９１１ｃに対向する位置に、円筒形状の下軸受け部９１２ｂと、上軸受け部９１２ｃを有する。両軸受け部９１２ｂ、９１２ｃの高さは、周壁９１２ａの高さよりも低くなっている。従って、左右膝関節部９１１，９１２を結合すると、下軸受け部９１１ｂ、９１２ｂ同士、及び上軸受け部９１１ｃ、９１２ｃ同士が一定の間隔を開けて連続状に配置される。
【００３８】
下軸受け部９１１ｂ、９１２ｂには下筒状連結部材９４１が回動可能に収容され、上軸受け部９１１ｃ、９１２ｃには上筒状連結部材９４２が回動可能に収容される。下筒状連結部材９４１は下腿部９３と一体で回動し、上筒状連結部材９４２は大腿部９２と一体で回動する。下軸受け部９１１ｂ、９１２ｂの外周と上軸受け部９１１ｃ、９１２ｃの外周とは接触して設けられており、一部連通している。従って、下軸受け部９１１ｂ、９１２ｂに収容された下筒状連結部材９４１と、上軸受け部９１１ｃ、９１２ｃに収容された上筒状連結部材９４２とは、接触している。
【００３９】
両筒状連結部材９４１，９４２は全体円筒形状をしているが、ともに周面の一部には複数の平面部９４１ａ、９４２ａを有する。従って、両筒状連結部材９４１，９４２の平面部９４１ａ、９４２ａ同士が接触している状態では、回転が規制される。これにより、下腿部９３と大腿部９２は、所定の力以下では、相対的な回動が阻止される。なお、所定以上の回転力が作用すると、平面部９４１ａ、９４２ａ同士の接触状態を脱して、下腿部９３と大腿部９２は相対的に回動可能となる。
【００４０】
下腿部９３は、下筒状連結部材９４１に一体的に取り付けられ、下筒状連結部材９４１の平面部９４１ａは先端側（上端側）に配置される。なお、下腿部９３は下筒状連結部材９４１を中心として回動するだけなので、詳細な構造は、説明を省略する。
【００４１】
大腿部９２は、その下端部が上筒状連結部材９４２に一体的に取り付けられ、上筒状連結部材９４２の平面部９４２ａは先端側（下端側）に配置される。大腿部９２は、中心に左右の大腿基部９２１，９２２を有し、大腿基部９２１，９２２の前後を覆う前大腿カバー９２３及び後大腿カバー９２４を有する。大腿基部９２１，９２２には、後述するタイミング板９５を有するタイミング部材９２７が回動部材９２８を介して回動可能に取り付けられる。つまり、左右の大腿基部９２１，９２２を結合して形成される大腿部材と回動部材９２８を介して回動可能に軸支される。また、大腿部９２の上部の股関節９６を前後から挟む股関節カバー９２５，９２６を有する。
【００４２】
ここで、タイミング板９５には、長円孔９５ａが設けられており、前述した膝関節９１に設けられているタイミング突起９１ａが移動可能に収容される。つまり、左膝関節部９１１に設けられたタイミング突起９１ａと右膝関節部９１２に設けられたタイミング突起９１ａが長円孔９５ａに収容される。それにより、膝関節９１と回動部材９２８は回動可能に軸支される。また、左右の大腿基部９２１，９２２を結合して形成される内部空間には、前大腿カバー９２３を回動させる回動部材９２８及び前後の股関節カバー９２５，９２６を大腿基部９２１，９２２の上端部に連結する連結部材９２９が設けられている。
【００４３】
次に、膝の屈伸に伴う脚９０を真っ直ぐに伸ばした状態では、下筒状連結部材９４１と上筒状連結部材９４２とが、平面部９４１ａと平面部９４２ａとで接触しており、所定の回転力以下では回転を阻止して真っ直ぐな状態を保持している。また、タイミング突起９１ａはタイミング板９５の長円孔９５ａの上端部に位置している。
【００４４】
図７に示す直立状態から、下腿部９３を後方へ回動（図７中矢印Ａ参照）させて脚３０を曲げると、下腿部９３は下筒状連結部材９４１を中心として回動しようとする。しかし、下筒状連結部材９４１は上筒状連結部材９４２に対して回動が規制されているので、下腿部９３は膝関節９１と一体で、上筒状連結部材９４２を中心として回動する。
【００４５】
図８に示すように、膝関節９１の回動により、タイミング突起９１ａは長円孔９５ａの内部を移動する。そして、タイミング突起９１ａが長円孔９５ａの下端部に当接すると、膝関節９１は大腿部９２に対して所定角度屈曲した状態で回動が阻止される。
【００４６】
さらに下腿部９３を後方へ回動させて脚９０を曲げると、膝関節９１は回動しないので、下腿部９３は下筒状連結部材９４１を中心として回動しようとする。下筒状連結部材９４１の回動力が一定以上になると、下筒状連結部材９４１の平面部９４１ａは、上筒状連結部材９４２の平面部９４２ａから滑って移動し、隣の平面部９４２ａと接する。これにより、下腿部９３は膝関節９１に対して一定角度だけ回動する。これに伴い、回動部材９２８が図８中矢印Ｂ方向へ回動して、前大腿カバー９２３を前方へ押し出す（図８中矢印Ｃ参照）。
【００４７】
さらに下腿部９３を回動させると、下筒状連結部材９４１の平面部９４１ａと接触する上筒状連結部材９４２の平面部９４２ａが、移動することにより、一定角度ずつ回動を行うことができる。
【００４８】
また、図８に示す膝を曲げた状態から、図７に示す膝を伸ばした状態に移動する際には、下腿部９３を図８中矢印Ｄ方向へ回動させる。このとき、下腿部９３と膝関節９１は、下筒状連結部材９４１の平面部９４１ａと上筒状連結部材９４２の平面部９４２ａとの接触により、相対的な回動が規制されているので、膝関節９１も一体で回動し、タイミング突起９１ａは長円孔９５ａの内部を移動する。
【００４９】
タイミング突起９１ａは長円孔９５ａの上端部に当接すると、膝関節９１は回動部材９２８を回動させながらタイミング部材９２７を図８中矢印Ｅ方向へ移動させる。さらに下腿部９３を回動させると、タイミング部材９２７が左右の大腿基部９２１，９２２に当接して停止する。そして、さらに下腿部９３を回動させることにより、下腿部９３が下筒状連結部材９４１を中心として回動し、図７に示す直立状態に戻る。
【００５０】
また、下腿部９３を回動させて膝を曲げる際に、下腿部９３を所定角度以上回動させると膝関節９１が連動して回動し、さらに前大腿カバー９２３も連動して移動する。ここで、膝関節９１と大腿部材とを相対的に回動可能に連結するタイミング部材９２７に長円孔９５ａが設けられているため、膝部材９１の回動に際し、タイミング突起９１ａが長円孔９５ａの内部を移動する。それにより、前腿カバー９２３の移動するタイミングを調整することができ、自然なタイミングで膝関節９１及び前大腿カバー９２３が移動し、人間における筋肉の盛り上がりの状態を再現することができる。
【００５１】
本実施形態に係る人形体の関節構造は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形、変化が可能である。すなわち、前述した実施形態では、２本の脚３０，３０で直立する人間のような人形体１に適用する場合を例示したが、この他、例えば４本の脚で立つ動物のような人形体に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 人形体の関節構造
２０ 腕
２１ 肘関節（関節本体、肘部）
２１１ 第１回動軸
２１２ 第２回動軸
２２ 上腕骨部（第１部材）
２２１ 第１摺動穴
２３ 下腕骨部（第２部材）
２３１ 第２摺動穴
２４ 第１連結部材
２４１、２５１ 一端
２４２，２５２ 他端
２５ 第２連結部材
３０ 脚
３１ 膝関節
３１１ 第１回動軸
３１２ 第２回動軸
３２ 大腿骨部（第１部材）
３２１ 第１摺動穴
３３ 下腿骨部（第２部材）
３３１ 第２摺動穴
３４ 第１連結部材
３４１、３５１ 一端
３４２，３５２ 他端
３５ 第２連結部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人形体の関節構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の人形体として、ロボット等のプラスチックモデル（以下、プラモデルという）が知られている。このようなプラモデルにはユーザーが自由にポーズを決めることができるように複数の関節が設けられている。そして、関節を介して結合する腕や足を回転自在に構成するために多種多様の関節を備えた人形体が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の人形体は、球形の関節軸と、関節軸に嵌合できる嵌合凹部を備える連結体とからなっている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の人形体は、大腿部材の下端にバネによって付勢された係止突起を備えている。一方、下腿部材の上端には下腿部材の回転中心を中心とする円形のボスが設けられ、円形のボスには複数の係合凹部が形成されている。そして人形体は、任意の箇所の係合凹部に係止突起を圧接させて、関節を固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３２７８４１号公報
【特許文献２】特開２００１−７４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したような従来の人形体においては、腕や脚を関節回りに回動させた場合、腕や脚が関節を中心とした単純な円運動をするため、腕や脚が関節とは別個に移動する。このため、人間等における腕や脚の動きとは異なり、本物らしくなく、見栄えが悪いという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、腕や脚を動かしたときに、人間に近い動作を行い、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる人形体の関節構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の人形体の関節構造は、第１部材と第２部材とを相対的に回動可能に連結する人形体の関節構造であって、前記第１部材を回動可能に支持する第１回動軸と、前記第２部材を回動可能に支持する第２回動軸と、を有する関節本体を備え、前記関節本体が、前記第１部材及び前記第２部材の回動に伴って回転移動する構成を有している。
【０００９】
また、本発明の人形体の関節構造において、前記第１部材に設けられた軸方向に沿って長い第１摺動穴に沿って一端が摺動するとともに他端が前記関節本体に回動可能に取り付けられた第１連結部材と、前記第２部材に設けられた軸方向に沿って長い第２摺動穴に沿って一端が摺動するとともに他端が前記関節本体に回動可能に取り付けられた第２連結部材と、を有する構成を有してもよい。また、前記関節本体に長円孔が設けられる構成としてもよい。
【００１０】
また、本発明の人形体の関節構造において、前記第１部材及び前記第２部材が腕を形成するとともに、前記関節本体が肘部である構成を有してもよい。また、本発明の人形体の関節構造において、前記第１部材及び前記第２部材が脚を形成するとともに、前記関節本体が膝部である構成を有してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る人形体の関節構造によれば、人間に近い動作を行い、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる人形体の関節構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかる実施形態の人形体の関節構造を用いた人形体の全体斜視図である。
【図２】人形体の腕の骨部であり、（Ａ）は肘を延ばした状態の側面図、（Ｂ）は肘を曲げた状態の側面図である。
【図３】人形体の腕の外観図であり、（Ａ）は肘を延ばした状態の側面図、（Ｂ）は肘を曲げた状態の側面図である。
【図４】人形体の脚の骨部であり、（Ａ）は膝を延ばした状態の側面図、（Ｂ）は膝を曲げた状態の側面図である。
【図５】人形体の脚の外観図であり、（Ａ）は膝を延ばした状態の側面図、（Ｂ）は膝を曲げた状態の側面図である。
【図６】人形体の膝関節の分解斜視図である。
【図７】脚を延ばした状態の膝関節の断面図である。
【図８】脚を曲げた状態の膝関節の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように、本発明にかかる実施形態の人形体の関節構造は、例えば、人形体１に適用することができる。人形体１は、２本の脚３０，３０、脚３０を回動可能に支持する腰４０、腰４０の上に所定角度回転可能に支持される上体５０、上体５０に回転可能に支持される２本の腕２０，２０、及び上体５０の上に首６０を介して回転可能に支持される頭部（図示省略）を有し、腕２０の肘関節（肘）２１及び脚３０の肘関節（肘）３１に適用することができる。
【００１４】
図２及び図３に基づいて、腕２０の関節構造１１について説明する。腕２０は、構造部材である骨部２０Ａと、骨部２０Ａの外側に設けられて外観をなすカバー部２０Ｂを有する。まず、図２（Ａ）及び（Ｂ）に基づいて、骨部２０Ａについて説明する。腕２０は、肩関節５１により上体５０（図１参照）に回転可能且つ任意角度で固定可能に支持されており、関節本体である肘関節２１と肩関節５１の間の第１部材である上腕骨部２２と、肘関節２１より先（下）の第２部材である下腕骨部２３を有する。なお、以下の実施形態において、第１の部材と第２の部材とを相対的に回動可能に連結する部材を関節本体とする。
【００１５】
上腕骨部２２は肘関節２１に設けられている第１回動軸２１１により、肘関節２１に対して回動可能且つ所定角度で固定可能に支持されている。上腕骨部２２には、上腕骨部２２の軸方向に沿って、長円形状をした第１摺動穴２２１が設けられている。また、下腕骨部２３は肘関節２１に設けられている第２回動軸２１２により、肘関節２１に対して回動可能且つ所定角度で固定可能に支持されている。下腕骨部２３には、下腕骨部２３の軸方向に沿って、長円形状をした第２摺動穴２３１が設けられている。
【００１６】
肘関節２１の上腕骨部２２側には、一端２４１が第１摺動穴２２１に沿って摺動するとともに、他端２４２が第３回動軸２１３により肘関節２１に回動可能に取り付けられた第１連結部材２４を有する。また、肘関節２１の下腕骨部２３側には、一端２５１が第２摺動穴２３１に沿って摺動するとともに、他端２５２が第４回動軸２１４により肘関節２１に回動可能に取り付けられた第２連結部材２５を有する。
【００１７】
なお、下腕骨部２３の先端（下端）には、手７０（図１参照）を取り付けるための手首関節７１が設けられている。手首関節７１は、下腕骨部２３の先端に設けられている手首回動軸７２により、回動可能に支持される。
【００１８】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、腕２０の外観であるカバー部２０Ｂは、骨部２０Ａの外側に、各部位に対応するカバーを取り付けたものである。具体的には、上腕骨部２２の外側には上腕カバー２６が取り付けられ、下腕骨部２３の外側には下腕カバー２７が取り付けられている。上腕カバー２６及び下腕カバー２７は複数に分割されており、少なくとも前側及び後側に分かれて、上腕骨部２２及び下腕骨部２３を前後から挟んで装着できるようになっている。また、肘関節２１の外側には、肘関節２１及び第１連結部材２４及び第２連結部材２５を覆う肘カバー２８が取り付けられている。肘カバー２８も、意匠及び取付けの観点から、複数に分割されている。本実施の形態において、第１連結部材２４に上腕カバー２６が取り付けられ、第２連結部材２５に下腕カバー２７が取り付けられている。それにより、第１連結部材２４の第１摺動穴２２１に沿った摺動に伴って上側カバー２６が摺動方向へ移動し、第２連結部材２５の第２摺動穴２３１に沿った摺動に伴って下腕カバー２６が摺動方向へ移動する。
【００１９】
次に、下腕骨部２３を上腕骨部２２に対して回動させる場合の動きを説明する。下腕骨部２３を第２回動軸２１２を中心として図２（Ａ）中矢印Ａ方向へ回動させると、下腕骨部２３が第２回動軸２１２を中心として回動すると同時に、下腕骨部２３の第２摺動穴２３１に先端が摺動可能に挿嵌されている第２連結部材２５も、第４回動軸２１４を中心として同じ方向へ回動する。この際、第２連結部材２５の一端２５１は、第２摺動穴２３１に沿って矢印Ｂ方向へ摺動する。
【００２０】
また、上腕骨部２２が取り付けられている第１回動軸２１１を中心として肘関節２１が回動すると、肘関節２１に設けられている第３回動軸２１３が回転しながら移動する（以後、「回転移動する」という。）ので、第３回動軸２１３に他端２４２が取り付けられている第１連結部材２４も回転移動する。この際、第１連結部材２４の一端２４１は、第１摺動穴２２１に沿って下方へ摺動する。
【００２１】
これにより、肘関節２１は、下腕骨部２３の回動に伴い、図２（Ｂ）中Ｃ方向へ回転移動する。また、このように骨部２０Ａが動くことにより、骨部２０Ａに取り付けられているカバー部２０Ｂも同様に動くので、肘カバー２８が回転移動（図３（Ｂ）中矢印Ａ方向）する。これにより、人間に近い動作を行うことができ、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【００２２】
本実施形態の人形体の腕の関節構造１１によれば、肘関節２１と、肘関節２１の第１回動軸２１１に回動可能に支持された上腕骨部２２との間に、一端２４１が上腕骨部２２の軸方向に沿って長く設けられた第１摺動穴２２１に沿って摺動するとともに、他端２４２が肘関節２１に回動可能に取り付けられた第１連結部材２４を設けたので、肘関節２１に対して上腕骨部２２を回動させると、連動して第１連結部材２４が回転移動する。また、肘関節２１と、肘関節２１の第２回動軸２１２に回動可能に支持された下腕骨部２３との間に、一端２５１が下腕骨部２３の軸方向に沿って長く設けられた第２摺動穴２３１に沿って摺動するとともに、他端２５２が肘関節２１に回動可能に取り付けられた第２連結部材２５を設けたので、肘関節２１に対して下腕骨部２３を回動させると、連動して第２連結部材２５が回転移動する。
【００２３】
よって、上腕骨部２２及び下腕骨部２３を回動させると肘関節２１が回転移動して、肘関節２１に取り付けた肘カバー２８が図３（Ｂ）中矢印Ａ方向へ回転移動するので、人間に近い動作を行うことができ、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【００２４】
また、上腕骨部２２及び下腕骨部２３を回動させると肘関節２１が回転移動して、肘関節２１に取り付けた肘カバー２８が図３（Ｂ）中矢印Ａ方向へ回転移動し、上腕カバー２６及び下腕カバー２７が肘関節２１方向へ移動する。肘関節２１の回転移動に伴い、上腕カバー２６及び下腕カバー２７が移動することにより、あたかも人間の筋肉の動きを再現しているように見え、より人間に近い動作を行うことができ、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【００２５】
次に、図４及び図５に基づいて、脚３０の関節構造１２について説明する。脚３０は、構造部材である骨部３０Ａと、骨部３０Ａの外側に設けられて外観をなすカバー部３０Ｂを有する。まず、図４（Ａ）及び（Ｂ）に基づいて、骨部３０Ａについて説明する。脚３０は、股関節５２により上体５０（図１参照）に回転可能且つ任意角度で固定可能に支持されており、関節本体である膝関節３１と股関節５２の間の第１部材である大腿骨部３２と、膝関節３１より下の第２部材である下腿骨部３３を有する。
【００２６】
大腿骨部３２は膝関節３１に設けられている第１回動軸３１１により、膝関節３１に対して回動可能且つ所定角度で固定可能に支持されている。大腿骨部３２には、大腿骨部３２の軸方向に沿って、長円形状をした第１摺動穴３２１が設けられている。また、下腿骨部３３は膝関節３１に設けられている第２回動軸３１２により、膝関節３１に対して回動可能且つ所定角度で固定可能に支持されている。下腿骨部３３には、下腿骨部３３の軸方向に沿って、長円形状をした第２摺動穴３３１が設けられている。
【００２７】
膝関節３１の大腿骨部３２側には、一端３４１が第１摺動穴３２１に沿って摺動するとともに、他端３４２が第３回動軸３１３により膝関節３１に回動可能に取り付けられた第１連結部材３４を有する。ここでは、第１連結部材３４は、一端側の連結部材３４Ａと、他端側の連結部材３４Ｂを有しており、両連結部材３４Ａ、３４Ｂは、回動軸３４Ｃにおいて相対的に回動可能に連結されている。また、膝関節３１の下腿骨部３３側には、一端３５１が第２摺動穴３３１に沿って摺動するとともに、他端３５２が第４回動軸３１４により膝関節３１に回動可能に取り付けられた第２連結部材３５を有する。
【００２８】
なお、下腿骨部３３の先端（下端）には、足８０を取り付けるための足首関節８１が設けられている。足首関節８１は、下腿骨部３３の先端に設けられている足首回動軸８２により、回動可能に支持される。また、足８０の先端のつま先部８３は、つま先回動軸８４により、上下方向（図４（Ｂ）中矢印Ａ方向）へ回動可能に連結されている。
【００２９】
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、脚３０の外観であるカバー部３０Ｂは、骨部３０Ａの外側に、各部位に対応するカバーを取り付けたものである。具体的には、大腿骨部３２の外側には大腿カバー３６が取り付けられ、下腿骨部３３の外側には下腿カバー３７が取り付けられている。大腿カバー３６及び下腿カバー３７は複数に分割されており、少なくとも前側及び後側に分かれて、大腿骨部３２及び下腿骨部３３を前後から挟んで装着できるようになっている。また、膝関節３１の外側には、膝関節３１及び第１連結部材３４及び第２連結部材３５を覆う膝カバー３８が取り付けられている。膝カバー３８も、意匠及び取付けの観点から、複数に分割されている。なお、足８０や足首８１を覆う足カバー３９も設けられている。本実施形態において、第１連結部材３４に大腿カバー３６が取り付けられ、第２連結部材３５に下腿カバー３７が取り付けられている。それにより、第１連結部材３４の第１摺動穴３２１に沿った摺動に伴って大腿カバー３６が摺動方向へ移動し、第２連結部材３５の第２摺動穴３３１に沿った摺動に伴って下腿カバー３６が摺動方向へ移動する。
【００３０】
次に、大腿骨部３２を下腿骨部３３に対して相対的に回動させる場合の動きを説明する。大腿骨部３２を第１回動軸３１１を中心として図４（Ａ）中矢印Ｂ方向へ回動させると、大腿骨部３２が第１回動軸３１１を中心として回動すると同時に、大腿骨部３２の第１摺動穴３２１に一端３４１が摺動可能に挿嵌されている第１連結部材３４も、第３回動軸３１３を中心として同じ方向へ回動する。この際、第１連結部材３４の一端３４１は、第１摺動穴３２１に沿って膝関節３１の方向へ摺動する。
【００３１】
また、下腿骨部３３が取り付けられている第２回動軸３１２を中心として、膝関節３１が図４（Ｂ）中矢印Ｃ方向へ回動すると、膝関節３１に設けられている第４回動軸３１４が回転移動するので、第４回動軸３１４に他端３５２が取り付けられている第２連結部材３５も回転移動する。この際、第２連結部材３５の一端３５１は、第２摺動穴３３１に沿って上方へ摺動する。
【００３２】
これにより、膝関節３１は、大腿骨部３２の回動に伴い、図４（Ｂ）中Ｂ方向へ回転移動する。また、このように骨部３０Ａが動くことにより、骨部３０Ａに取り付けられているカバー部３０Ｂも同様に動くので、膝カバー３８が図５（Ｂ）中Ａ方向へ回転移動する。なお、大腿カバー３６の前部カバー３６１を、第１連結部材３４の他端側の連結部材３４Ｂに連結することにより、大腿骨部３２が回動した際に、前部カバー３６１を膝関節３１方向（図５（Ｂ）中矢印Ｂ方向）へ移動させるようにすることもできる。
【００３３】
また、本実施形態の人形体の脚の関節構造１２によれば、膝関節３１と、膝関節３１の第１回動軸３１１に回動可能に支持された大腿骨部３２との間に、一端３４１が大腿骨部３２の軸方向に沿って長く設けられた第１摺動穴３２１に沿って摺動するとともに、他端３４２が膝関節３１に回動可能に取り付けられた第１連結部材３４を設けたので、膝関節３１に対して大腿骨部３２を回動させると、連動して第１連結部材３４が回転移動する。また、膝関節３１と、膝関節３１の第２回動軸３１２に回動可能に支持された下腿骨部３３との間に、一端３５１が下腿骨部３３の軸方向に沿って長く設けられた第２摺動穴３３１に沿って摺動するとともに、他端３５２が膝関節３１に回動可能に取り付けられた第２連結部材３５を設けたので、膝関節３１に対して下腿骨部３３を回動させると、連動して第２連結部材３５が回転移動する。
【００３４】
よって、大腿骨部３２及び下腿骨部３３を回動させると膝関節３１が回転移動して、膝関節３１に取り付けた膝カバー３８が図５（Ｂ）中矢印Ａ方向へ回転移動するので、人間に近い動作を行うことができ、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【００３５】
また、大腿骨部３２及び下腿骨部３３を回動させると膝関節３１が回転移動して、膝関節３１に取り付けた膝カバー３８が図３（Ｂ）中矢印Ａ方向へ回転移動し、大腿カバー３６及び下腿カバー３７が膝関節３１方向へ移動する。膝関節３１の回転移動に伴い、大腿カバー３６及び下腿カバー３７が移動することにより、あたかも人間の筋肉の動きを再現しているように見え、より人間に近い動作を行うことができ、本物らしく、見栄えの良好な姿勢をとることができる。
【００３６】
図６乃至図８に基づいて、脚９０の変形例について説明する。図に示すように、膝関節９１は、連結可能な左膝関節部９１１と右膝関節部９１２を有し、左右膝関節部９１１，９１２の前面には前膝関節部９１３を有する。左右膝関節部９１１，９１２は、各々外周に沿って周壁９１１ａ、９１２ａを有しており、周壁９１１ａ、９１２ａ同士を連結することにより、内部空間を形成する。また、膝関節９１の内部所定位置には、後述するタイミング突起９１ａが設けられている。
【００３７】
左膝関節部９１１は、内部に円筒形状の下軸受け部９１１ｂと、上軸受け部９１１ｃを有する。両軸受け部９１１ｂ、９１１ｃの高さは、周壁９１１ａの高さよりも低くなっている。また、右膝関節部９１２は、左膝関節部９１１の上下軸受け部９１１ｂ、９１１ｃに対向する位置に、円筒形状の下軸受け部９１２ｂと、上軸受け部９１２ｃを有する。両軸受け部９１２ｂ、９１２ｃの高さは、周壁９１２ａの高さよりも低くなっている。従って、左右膝関節部９１１，９１２を結合すると、下軸受け部９１１ｂ、９１２ｂ同士、及び上軸受け部９１１ｃ、９１２ｃ同士が一定の間隔を開けて連続状に配置される。
【００３８】
下軸受け部９１１ｂ、９１２ｂには下筒状連結部材９４１が回動可能に収容され、上軸受け部９１１ｃ、９１２ｃには上筒状連結部材９４２が回動可能に収容される。下筒状連結部材９４１は下腿部９３と一体で回動し、上筒状連結部材９４２は大腿部９２と一体で回動する。下軸受け部９１１ｂ、９１２ｂの外周と上軸受け部９１１ｃ、９１２ｃの外周とは接触して設けられており、一部連通している。従って、下軸受け部９１１ｂ、９１２ｂに収容された下筒状連結部材９４１と、上軸受け部９１１ｃ、９１２ｃに収容された上筒状連結部材９４２とは、接触している。
【００３９】
両筒状連結部材９４１，９４２は全体円筒形状をしているが、ともに周面の一部には複数の平面部９４１ａ、９４２ａを有する。従って、両筒状連結部材９４１，９４２の平面部９４１ａ、９４２ａ同士が接触している状態では、回転が規制される。これにより、下腿部９３と大腿部９２は、所定の力以下では、相対的な回動が阻止される。なお、所定以上の回転力が作用すると、平面部９４１ａ、９４２ａ同士の接触状態を脱して、下腿部９３と大腿部９２は相対的に回動可能となる。
【００４０】
下腿部９３は、下筒状連結部材９４１に一体的に取り付けられ、下筒状連結部材９４１の平面部９４１ａは先端側（上端側）に配置される。なお、下腿部９３は下筒状連結部材９４１を中心として回動するだけなので、詳細な構造は、説明を省略する。
【００４１】
大腿部９２は、その下端部が上筒状連結部材９４２に一体的に取り付けられ、上筒状連結部材９４２の平面部９４２ａは先端側（下端側）に配置される。大腿部９２は、中心に左右の大腿基部９２１，９２２を有し、大腿基部９２１，９２２の前後を覆う前大腿カバー９２３及び後大腿カバー９２４を有する。大腿基部９２１，９２２には、後述するタイミング板９５を有するタイミング部材９２７が回動部材９２８を介して回動可能に取り付けられる。つまり、左右の大腿基部９２１，９２２を結合して形成される大腿部材と回動部材９２８を介して回動可能に軸支される。また、大腿部９２の上部の股関節９６を前後から挟む股関節カバー９２５，９２６を有する。
【００４２】
ここで、タイミング板９５には、長円孔９５ａが設けられており、前述した膝関節９１に設けられているタイミング突起９１ａが移動可能に収容される。つまり、左膝関節部９１１に設けられたタイミング突起９１ａと右膝関節部９１２に設けられたタイミング突起９１ａが長円孔９５ａに収容される。それにより、膝関節９１と回動部材９２８は回動可能に軸支される。また、左右の大腿基部９２１，９２２を結合して形成される内部空間には、前大腿カバー９２３を回動させる回動部材９２８及び前後の股関節カバー９２５，９２６を大腿基部９２１，９２２の上端部に連結する連結部材９２９が設けられている。
【００４３】
次に、膝の屈伸に伴う脚９０を真っ直ぐに伸ばした状態では、下筒状連結部材９４１と上筒状連結部材９４２とが、平面部９４１ａと平面部９４２ａとで接触しており、所定の回転力以下では回転を阻止して真っ直ぐな状態を保持している。また、タイミング突起９１ａはタイミング板９５の長円孔９５ａの上端部に位置している。
【００４４】
図７に示す直立状態から、下腿部９３を後方へ回動（図７中矢印Ａ参照）させて脚３０を曲げると、下腿部９３は下筒状連結部材９４１を中心として回動しようとする。しかし、下筒状連結部材９４１は上筒状連結部材９４２に対して回動が規制されているので、下腿部９３は膝関節９１と一体で、上筒状連結部材９４２を中心として回動する。
【００４５】
図８に示すように、膝関節９１の回動により、タイミング突起９１ａは長円孔９５ａの内部を移動する。そして、タイミング突起９１ａが長円孔９５ａの下端部に当接すると、膝関節９１は大腿部９２に対して所定角度屈曲した状態で回動が阻止される。
【００４６】
さらに下腿部９３を後方へ回動させて脚９０を曲げると、膝関節９１は回動しないので、下腿部９３は下筒状連結部材９４１を中心として回動しようとする。下筒状連結部材９４１の回動力が一定以上になると、下筒状連結部材９４１の平面部９４１ａは、上筒状連結部材９４２の平面部９４２ａから滑って移動し、隣の平面部９４２ａと接する。これにより、下腿部９３は膝関節９１に対して一定角度だけ回動する。これに伴い、回動部材９２８が図８中矢印Ｂ方向へ回動して、前大腿カバー９２３を前方へ押し出す（図８中矢印Ｃ参照）。
【００４７】
さらに下腿部９３を回動させると、下筒状連結部材９４１の平面部９４１ａと接触する上筒状連結部材９４２の平面部９４２ａが、移動することにより、一定角度ずつ回動を行うことができる。
【００４８】
また、図８に示す膝を曲げた状態から、図７に示す膝を伸ばした状態に移動する際には、下腿部９３を図８中矢印Ｄ方向へ回動させる。このとき、下腿部９３と膝関節９１は、下筒状連結部材９４１の平面部９４１ａと上筒状連結部材９４２の平面部９４２ａとの接触により、相対的な回動が規制されているので、膝関節９１も一体で回動し、タイミング突起９１ａは長円孔９５ａの内部を移動する。
【００４９】
タイミング突起９１ａは長円孔９５ａの上端部に当接すると、膝関節９１は回動部材９２８を回動させながらタイミング部材９２７を図８中矢印Ｅ方向へ移動させる。さらに下腿部９３を回動させると、タイミング部材９２７が左右の大腿基部９２１，９２２に当接して停止する。そして、さらに下腿部９３を回動させることにより、下腿部９３が下筒状連結部材９４１を中心として回動し、図７に示す直立状態に戻る。
【００５０】
また、下腿部９３を回動させて膝を曲げる際に、下腿部９３を所定角度以上回動させると膝関節９１が連動して回動し、さらに前大腿カバー９２３も連動して移動する。ここで、膝関節９１と大腿部材とを相対的に回動可能に連結するタイミング部材９２７に長円孔９５ａが設けられているため、膝部材９１の回動に際し、タイミング突起９１ａが長円孔９５ａの内部を移動する。それにより、前腿カバー９２３の移動するタイミングを調整することができ、自然なタイミングで膝関節９１及び前大腿カバー９２３が移動し、人間における筋肉の盛り上がりの状態を再現することができる。
【００５１】
本実施形態に係る人形体の関節構造は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形、変化が可能である。すなわち、前述した実施形態では、２本の脚３０，３０で直立する人間のような人形体１に適用する場合を例示したが、この他、例えば４本の脚で立つ動物のような人形体に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 人形体の関節構造
２０ 腕
２１ 肘関節（関節本体、肘部）
２１１ 第１回動軸
２１２ 第２回動軸
２２ 上腕骨部（第１部材）
２２１ 第１摺動穴
２３ 下腕骨部（第２部材）
２３１ 第２摺動穴
２４ 第１連結部材
２４１、２５１ 一端
２４２，２５２ 他端
２５ 第２連結部材
３０ 脚
３１ 膝関節
３１１ 第１回動軸
３１２ 第２回動軸
３２ 大腿骨部（第１部材）
３２１ 第１摺動穴
３３ 下腿骨部（第２部材）
３３１ 第２摺動穴
３４ 第１連結部材
３４１、３５１ 一端
３４２，３５２ 他端
３５ 第２連結部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材とを相対的に回動可能に連結する人形体の関節構造であって、
前記第１部材を回動可能に支持する第１回動軸と、前記第２部材を回動可能に支持する第２回動軸と、を有する関節本体を備え、
前記関節本体が、前記第１部材及び前記第２部材の回動に伴って回転移動することを特徴とする人形体の関節構造。
【請求項２】
前記第１部材に設けられた軸方向に沿って長い第１摺動穴に沿って一端が摺動するとともに他端が前記関節本体に回動可能に取り付けられた第１連結部材と、前記第２部材に設けられた軸方向に沿って長い第２摺動穴に沿って一端が摺動するとともに他端が前記関節本体に回動可能に取り付けられた第２連結部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の人形体の関節構造。
【請求項３】
前記第１連結部材に設けられた第１カバー部材と、前記第２連結部材に設けられた第２カバー部材と、を有する請求項２に記載の人形体の関節構造。
【請求項４】
前記関節本体に長円孔が設けられている請求項１記載の人形体の関節構造。
【請求項５】
前記第１部材及び前記第２部材が腕を形成するとともに、前記関節本体が肘部であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の人形体の関節構造。
【請求項６】
前記第１部材及び前記第２部材が脚を形成するとともに、前記関節本体が膝部であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の人形体の関節構造。
【請求項１】
第１部材と第２部材とを相対的に回動可能に連結する人形体の関節構造であって、
前記第１部材を回動可能に支持する第１回動軸と、前記第２部材を回動可能に支持する第２回動軸と、を有する関節本体を備え、
前記関節本体が、前記第１部材及び前記第２部材の回動に伴って回転移動することを特徴とする人形体の関節構造。
【請求項２】
前記第１部材に設けられた軸方向に沿って長い第１摺動穴に沿って一端が摺動するとともに他端が前記関節本体に回動可能に取り付けられた第１連結部材と、前記第２部材に設けられた軸方向に沿って長い第２摺動穴に沿って一端が摺動するとともに他端が前記関節本体に回動可能に取り付けられた第２連結部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の人形体の関節構造。
【請求項３】
前記第１連結部材に設けられた第１カバー部材と、前記第２連結部材に設けられた第２カバー部材と、を有する請求項２に記載の人形体の関節構造。
【請求項４】
前記関節本体に長円孔が設けられている請求項１記載の人形体の関節構造。
【請求項５】
前記第１部材及び前記第２部材が腕を形成するとともに、前記関節本体が肘部であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の人形体の関節構造。
【請求項６】
前記第１部材及び前記第２部材が脚を形成するとともに、前記関節本体が膝部であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の人形体の関節構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１９６５２４（Ｐ２０１２−１９６５２４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４０８２６（Ｐ２０１２−１４０８２６）
【出願日】平成２４年６月２２日（２０１２．６．２２）
【分割の表示】特願２０１０−１１０５４９（Ｐ２０１０−１１０５４９）の分割
【原出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００１３５７４８）株式会社バンダイ (246)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月２２日（２０１２．６．２２）
【分割の表示】特願２０１０−１１０５４９（Ｐ２０１０−１１０５４９）の分割
【原出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００１３５７４８）株式会社バンダイ (246)
【Ｆターム（参考）】
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