JP4981757B2 - ロボット玩具 - Google Patents

Description

本発明は、ロボット玩具、特に、運足動作をする歩行ロボット玩具に関する。

従来、モータ等の駆動源により左右の脚部を交互に運足動作させて歩行するロボット玩具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
かかるロボット玩具にあっては、胴体部の左右両側部から突出した軸に対して左右の脚部がそれぞれ前後方向に回動自在に連結されてなり、左右の脚部を交互に前側に繰り出すようにして歩行する。
特開２００３−１８１１５３号公報

しかしながら、上記特許文献１の場合、胴体部の左右両側の脚部を単に前後方向に移動させるだけであり、さらに、足部の内側に外部から見え難いように取り付けられた車輪を回転させるようにして前進するため、歩行動作が不自然となっている。
また、二足歩行するロボット玩具において、左右の脚部のうち、一方の脚部を離地してから接地させると、この間も常時接地した状態となっている他方の脚部で玩具全体を支持しなければならず、バランスを崩しやすくなってしまうといった問題がある。そこで、センサにより重心位置を検出してバランスをとることも考えられるが、センサの搭載により玩具の価格が上昇してしまうといった問題が生じる。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、より単純な構造でより自然な歩行動作を実現することができるロボット玩具の提供を課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明のロボット玩具は、
駆動源を備える胴体部と、左右の足部を交互に前側に繰り出すように運足する少なくとも一対の脚部と、前記駆動源の駆動力を前記一対の脚部の各々に伝達する動力伝達機構と、を備えるロボット玩具であって、
前記一対の脚部は、前記胴体部に対して前後方向の軸を中心に揺動自在に設けられ、
前記動力伝達機構は、
前記一対の脚部の各々及び前記駆動源の回転軸のうち、何れか一方に接続された第１継手部材と他方に接続された第２継手部材とを有し、前記駆動源の駆動に基づいて前記第１継手部材及び前記第２継手部材が一体となって回動する自在継手を備え、
前記自在継手の回動によって、歩行面に接地した状態で前後方向に並んだ前記左右の足部のうち、歩行面から離地する後側の一方の足部を他方の足部に対して外側に配置させ、且つ、前記他方の足部を追い越して接地する前記一方の足部を前記他方の足部と前後方向に並ばせるように前記一対の脚部を運足動作に同期させて揺動させることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロボット玩具において、
前記動力伝達機構は、
前記第２継手部材が回動自在に取り付けられる第２継手部材取付部材を備え、
前記第１継手部材は、前記第２継手部材取付部材側に突出した第１カム部を備え、
前記第２継手部材取付部材は、略同心円上に配置され、前記第１継手部材側に突出した二つの第２カム部を備え、
前記自在継手の回動により前記第１カム部と前記二つの第２カム部を摺接させることによって、前記一対の脚部を運足動作に同期させて揺動させることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のロボット玩具において、
前記動力伝達機構は、
前記胴体部に対して前後方向の軸を中心に揺動自在に設けられ、前記一対の脚部の各々を支持する一対の脚支持部材を備え、
前記第１継手部材は、前記脚支持部材側に突出した第１カム部を備え、
前記脚支持部材は、前記第２継手部材が挿通される挿通孔と、略同心円上に配置され、前記第１継手部材側に突出した二つの第２カム部と、を備え、
前記自在継手の回動により前記第１カム部と前記二つの第２カム部を摺接させることによって、前記一対の脚支持部材を運足動作に同期させて揺動させることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のロボット玩具において、
前記一対の脚支持部材のうち、歩行面から離地する前記一方の足部を具備する脚部を支持する脚支持部材をその脚部側が前記胴体部に近づく方向に傾倒させるとともに、前記他方の足部を具備する脚部を支持する脚支持部材をその脚部側が前記胴体部から離れる方向に傾倒させることにより、前記一方の足部を他方の足部に対して外側に配置させるように揺動させることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、自在継手を回動させることによって、一対の脚部を運足動作に同期させて、歩行面に接地した左右の足部のうち、歩行面から離地する後側の一方の足部を他方の足部に対して外側に配置させるように当該一対の脚部を揺動させることができるとともに、他方の足部を追い越して接地する一方の足部を他方の足部と前後方向に並ばせるように当該一対の脚部を揺動させることができる。
このように、自在継手の回動によって一対の脚部を運足動作に同期させて揺動させることで、歩行面に接地した状態で左右の足部を前後方向に並ばせることができるとともに、左右の足部のうち、前側に繰り出される一方の足部を歩行面から離地して他方の足部を具備する脚部のみで支持した状態とすることができ、より単純な構造でより自然な歩行動作を実現することができる。

請求項２に記載の発明によれば、自在継手の回動により第１継手部材の第１カム部と第２継手部材取付部材の二つの第２カム部を摺接させることによって、一対の脚部を運足動作に同期させて揺動させることができ、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、自在継手の回動により第１継手部材の第１カム部と脚支持部材の二つの第２カム部を摺接させることによって、一対の脚支持部材を運足動作に同期させて揺動させることができ、これにより、一対の脚部を運足動作に同期させて揺動させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、一対の脚支持部材のうち、歩行面から離地する一方の足部を具備する脚部を支持する脚支持部材をその脚部側が胴体部に近づく方向に傾倒させるとともに、他方の足部を具備する脚部を支持する脚支持部材をその脚部側が胴体部から離れる方向に傾倒させることができる。
これにより、一方の足部を離地して他方の足部を具備する脚部のみで支持することで重心が移動しても、他方の脚部を支持する脚支持部材に対して相対的に傾倒した胴体部、及び脚支持部材の脚部側が胴体部に近づく方向に傾倒した一方の足部を具備する脚部によって、バランスをとることができるとともに、一方の足部の運足動作のための空間を確保することができる。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図１は、本発明を適用した一実施形態のロボット玩具１００を示す斜視図である。また、図２は、ロボット玩具１００の胴体部１を拡大して示す斜視図である。

ロボット玩具１００は、図１に示すように、左右脚部２Ｌ、２Ｒを交互に運足動作させて二足歩行するものであり、具体的には、胴体部１と、左右一対の脚部２Ｌ、２Ｒと、これら脚部２Ｌ、２Ｒに駆動部１１の駆動力を伝達する動力伝達機構３とを備えている。
なお、以下の説明では、ロボット玩具１００の進行方向側を前側とし、反対側を後側とする。さらに、前後方向に直交する一方向を左右方向とし、前後方向及び左右方向の双方に直交する方向を上下方向とする。

先ず、胴体部１について説明する。
胴体部１は、例えば、前後方向に長尺に形成され、この胴体部１には、前後方向略中央部に駆動部１１が備えられている。
駆動部１１は、駆動モータ（図示略）と、駆動モータの回転軸に連結され、減速ギヤ、ウォームギヤ、ベベルギヤ等を介して駆動モータの駆動力を伝達するギヤ部（図示略）と、駆動モータを駆動する電源電池１１ａと、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ（図示略）等を備えている。
なお、ギヤ部の構成は、一例であって上記したものに限られるものではない。

また、駆動部１１は、図２に示すように、駆動モータ、ギヤ部等を収納する収納部１２を備え、収納部１２の左右両側壁の各々には、動力伝達機構３の内側脚支持板３３（後述；図３参照）を前後方向の軸を中心に揺動自在に支持する２つの脚支持板支持部１２１、１２１が形成されている。
なお、図２にあっては、収納部１２の左側壁を拡大して示しているが、収納部１２の右側壁も左側壁と略同様の構成となっている。

各脚支持板支持部１２１は、収納部１２の前後方向両端部にそれぞれ形成されている。また、各脚支持板支持部１２１は、前後方向に所定間隔を空けて配設された前側板状部１２１ａと後側板状部１２１ｂを備えている。
これら前側板状部１２１ａ及び後側板状部１２１ｂは、脚支持板支持部１２１の表面から左右方向に突出するように配設され、それぞれ前後方向に貫通して揺動軸１３（図１参照）が挿通される挿通孔１２１ｃが形成されている。
前側板状部１２１ａ及び後側板状部１２１ｂの挿通孔１２１ｃは、略同形状に形成されるとともに同心となるように配設されている。

また、左右両側壁の２つの脚支持板支持部１２１、１２１の間には、当該左右両側壁の各々を表裏に貫通するように形成された挿通孔（図示略）がそれぞれ設けられ、これら挿通孔の各々に、ギヤ部の出力ギヤ（図示略）に連結された２つの自在継手３０、３０（後述）の第１継手部材３１の各々が挿通されている。
即ち、２つの第１継手部材３１、３１は、２つの脚支持板支持部１２１、１２１によって前後方向に挟まれるように配設されている。

次に、動力伝達機構３について図２〜図４を参照して説明する。
ここで、図３は、ロボット玩具１００の動力伝達機構３に備わる内側脚支持板３３を拡大して示す斜視図である。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）は、ロボット玩具１００の動力伝達機構３に備わる自在継手３０を拡大して示す斜視図である。
なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）にあっては、簡略化のため内側脚支持板３３を模式的に二点鎖線で表している。

動力伝達機構３は、第１継手部材３１及び第２継手部材３２を具備する４つの自在継手３０、…と、左右一対の脚部２Ｌ、２Ｒを支持して、自在継手３０の回動に伴って前後方向の軸を中心として揺動する内側脚支持板３３及び外側脚支持板３４とを備えている。

先ず、自在継手３０について説明する。
４つの自在継手３０、…のうち、ロボット玩具１００の左側に前後方向に並設された２つが左脚部２Ｌに駆動力を伝達するためのものであり、これら２つは同期して同方向（図２及び図３における矢印で示す方向）に所定速度で回動する。一方、ロボット玩具１００の右側に前後方向に並設された２つが右脚部２Ｒに駆動力を伝達するためのものであり、これら２つは同期して同方向（図示略）に所定速度で回動する。
４つの自在継手３０、…は、等速度で回転するようになっているが、左脚部２Ｌに駆動力を伝達する自在継手３０の回転軸の位相と、右脚部２Ｒに駆動力を伝達する自在継手３０の回転軸の位相は半周期ずれており、これにより、左右脚部２Ｌ、２Ｒの歩行動作を実現している（後述）。

第１継手部材３１は、ギヤ部の４つの出力ギヤ（図示略）の各々に接続固定された部材であり、図２並びに図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第２継手部材３２側が円筒状に形成された本体部３１ａを備え、この本体部３１ａの軸心を挟んで対向する部分に２つのスリット３１ｂ、３１ｂが形成されている。
スリット３１ｂは、第２継手部材３２の突起部３２ｂと係合するものであり、当該スリット３１ｂの深さは、内側脚支持板３３及び外側脚支持板３４を揺動させても第２継手部材３２の突起部３２ｂとの係合が解除されない程度とされている（図５（ａ）〜図５（ｃ）参照）。

また、本体部３１ａの外周部には、本体部３１ａの先端よりも内側脚支持板３３側に突出して、内側脚支持板３３の２つの第２カム部３３２、３３２の表面と摺接する第１カム部３１ｃを備えている。
第１カム部３１ｃの先端部は、略円弧状に形成され、突出量が中央部側になるにつれて次第に大きくなるように傾斜している。また、第１カム部３１ｃの突出長は、第１継手部材３１及び第２継手部材３２を連結した状態で、内側脚支持板３３が揺動自在となる程度とされている。

第２継手部材３２は、左右脚部２Ｌ、２Ｒの各々に接続固定された部材であり、図３並びに図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第１継手部材３１の本体部３１ａの内側に挿入される軸状部３２ａを備え、この軸状部３２ａの先端部に２つのスリット３１ｂの各々と係合する２つの突起部３２ｂ、３２ｂが形成されている。
軸状部３２ａの直径は、本体部３１ａの内径よりも小さく、軸状部３２ａは本体部３１ａに遊嵌されている。

そして、第１継手部材３１の本体部３１ａの内側に第２継手部材３２の軸状部３２ａを挿入し、且つ、第１継手部材３１のスリット３１ｂと第２継手部材３２の突起部３２ｂを係合した状態で、駆動部１１の駆動に基づいて当該第１継手部材３１及び第２継手部材３２が一体となって回動する。

次に、内側脚支持板３３及び外側脚支持板３４について説明する。
内側脚支持板３３及び外側脚支持板３４は、左右一対の脚部２Ｌ、２Ｒの各々に対応して設けられ、各脚部２Ｌ、２Ｒは、内側脚支持板３３及び外側脚支持板３４により支持された状態で運足動作可能となっている（後述）。

内側脚支持板３３及び外側脚支持板３４は、取付ネジにより螺着された複数の間隙形成部材３５、３５を挟持することにより互いに所定間隔を空けて配設され、その内側に脚部２Ｌ、２Ｒの一部分（例えば、上側第１リンク２３及び上側第２リンク２４（後述）等）を配置可能となっている。
また、内側脚支持板３３及び外側脚支持板３４は、前後方向及び上下方向に対して略平行に延在する部材である。
内側脚支持板３３の前後方向両端部には、図３に示すように、脚支持板支持部１２１に取り付けられる胴体部取付板部３３１がそれぞれ形成されている。
なお、図３にあっては、左脚部２Ｌを支持する内側脚支持板３３を拡大して示しているが、右脚部２Ｒを支持する内側脚支持板３３も略同様の構成となっている。

各胴体部取付板部３３１は、内側脚支持板３３の内側面から左右方向内方に突出するように配設され、前後方向に貫通して揺動軸１３が挿通される挿通孔３３１ａが形成されている。
また、各胴体部取付板部３３１の前後方向の厚さは、各脚支持板支持部１２１の前側板状部１２１ａと後側板状部１２１ｂの間隔と略等しいか、或いはそれよりもわずかに薄くされている。
これにより、各胴体部取付板部３３１は、前側板状部１２１ａと後側板状部１２１ｂの間に挿入され、この状態で、前側板状部１２１ａ及び後側板状部１２１ｂの各挿通孔１２１ｃと、当該各挿通孔１２１ｃと略同軸上に配置された挿通孔３３１ａとに揺動軸１３が挿通されることにより、内側脚支持板３３が胴体部１に取り付けられた状態となる。

また、内側脚支持板３３の２つの胴体部取付板部３３１、３３１の間には、当該内側脚支持板３３を表裏に貫通する２つの挿通孔（図示略）が形成され、当該２つの挿通孔の各々に２つの自在継手３０、３０の第２継手部材３２の各々が挿通されている。
即ち、２つの第２継手部材３２、３２は、２つの胴体部取付板部３３１、３３１によって前後方向に挟まれるように配設されている。

また、内側脚支持板３３の２つの第２継手部材３２、３２が挿通された各挿通孔の周囲には、第１継手部材３１側に突出した２つの第２カム部３３２、３３２が配設されている。
各第２カム部３３２は、略半円弧状をなし、内側脚支持板３３表面からの突出量が中央部側になるにつれて次第に大きくなるように傾斜している。また、２つの第２カム部３３２、３３２は、各挿通孔を上下に挟むように略同心円上に配置されている。
これにより、２つの第２カム部３３２、３３２のうち、上側の第２カム部３３２は、その上端部が内側脚支持板３３表面からの突出量が最大となっているとともに、下側の第２カム部３３２は、その下端部が内側脚支持板３３表面からの突出量が最大となっている。
そして、内側脚支持板３３が胴体部１に取り付けられた状態で、第１継手部材３１の回動に伴って第１カム部３１ｃが２つの第２カム部３３２、３３２の表面を摺動することにより、内側脚支持板３３を胴体部１に対して前後方向の軸を中心に揺動させる（図５（ａ）〜図５（ｃ）参照）。

以下に、内側脚支持板３３の揺動動作について、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して説明する。
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、自在継手３０を用いた内側脚支持板３３の揺動動作を説明するための図であり、図５（ａ）は、第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが上側の第２カム部３３２と接した状態を表し、図５（ｂ）は、第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが２つの第２カム部３３２、３３２の間に移動した状態を表し、図５（ｃ）は、第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが下側の第２カム部３３２と接した状態を表している。
なお、図５（ａ）〜図５（ｃ）にあっては、左脚部２Ｌを支持する内側脚支持板３３の揺動動作を表しているが、右脚部２Ｒを支持する内側脚支持板３３は、左脚部２Ｌを支持する内側脚支持板３３と前後方向及び上下方向に延在する面を基準にして略対称の動作を位相を半周期ずらして行うようになっている。

図５（ｂ）に示すように、第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが２つの第２カム部３３２、３３２の間に移動した状態では、第１カム部３１ｃは第２カム部３３２の何れとも接した状態とならないため、内側脚支持板３３は胴体部１に対して前後方向の軸を中心に揺動自在となっている。

そして、第１継手部材３１が所定方向に回動して第１カム部３１ｃが上側の第２カム部３３２の表面に沿って摺動していくと、第２カム部３３２の突出長が次第に大きくなっていることから、胴体部取付板部３３１の揺動軸１３を中心として内側脚支持板３３がその上端部を外側に倒すように回動（揺動）していく。そして、第１カム部３１ｃが最も上側に至ることで、当該第１カム部３１ｃは第２カム部３３２の最も突出した部分と接して内側脚支持板３３が最も傾倒した状態となる（図５（ａ）参照）。
この状態から、さらに第１継手部材３１が回動すると、第２カム部３３２の突出長が次第に小さくなることから、胴体部取付板部３３１の揺動軸１３を中心として内側脚支持板３３がその上端部を元に戻すように内側に回動（揺動）していく。そして、第１カム部３１ｃが２つの第２カム部３３２、３３２の間に至ることで内側脚支持板３３が略上下方向に起立した状態となる（図５（ｂ）参照）。

さらに、第１継手部材３１が所定方向に回動して第１カム部３１ｃが下側の第２カム部３３２の表面に沿って摺動していくと、第２カム部３３２の突出長が次第に大きくなることから、胴体部取付板部３３１の揺動軸１３を中心として内側脚支持板３３がその上端部を内側に倒すように回動（揺動）していく。そして、第１カム部３１ｃが最も下側に至ることで、当該第１カム部３１ｃは第２カム部３３２の最も突出した部分と接して内側脚支持板３３が最も傾倒した状態となる（図５（ｃ）参照）。
この状態から、さらに第１継手部材３１が回動すると、第２カム部３３２の突出長が次第に小さくなることから、胴体部取付板部３３１の揺動軸１３を中心として内側脚支持板３３がその上端部を元に戻すように外側に回動（揺動）していく。そして、第１カム部３１ｃが２つの第２カム部３３２、３３２の間に至ることで内側脚支持板３３が略上下方向に起立した状態となる（図５（ｂ）参照）。

複数の間隙形成部材３５、３５のうち、最も上側に配設された２つの間隙形成部材３５、３５は、上側第１リンク２３及び上側第２リンク２４（後述）の長孔に挿通されて当該リンク２３、２４の動作を案内するガイドとして機能する。

次に、左右一対の脚部２Ｌ、２Ｒについて、図６〜図１０を参照して説明する。
図６は、ロボット玩具１００の左脚部２Ｌを拡大して示す斜視図である。また、図７〜図１０は、左右一対の脚部２Ｌ、２Ｒの運足動作を説明するための図である。

左右一対の脚部２Ｌ、２Ｒの各々は、第１回転軸部２１と、第２回転軸部２２と、上側第１リンク２３と、上側第２リンク２４と、前側第１リンク２５１及び後側第１リンク２５２からなる第１平行リンク２５と、前側第２リンク２６１及び後側第２リンク２６２からなる第２平行リンク２６と、リンク連結部材２７と、内側リンク２８と、連結用リンク２９と、足部２０を備えている。
なお、以下の説明では、先ず、左脚部２Ｌについて説明する。

第１回転軸部２１は、前側の第２継手部材３２の回動軸と連結され、当該第２継手部材３２の所定方向（図３参照）の回転に伴って同方向に回転する。
また、第１回転軸部２１は、第２継手部材３２の回動軸に固定された内側偏心カム（図示略）と、この内側偏心カムに固定された内側円板部材２１ａ（図１参照）と、この内側円板部材２１ａに回動自在に取り付けられた上側第１リンク２３に回動自在に取り付けられた外側円板部材２１ｂと、この外側円板部材２１ｂに固定された外側偏心カム２１ｃとを備えている。

内側偏心カム及び外側偏心カム２１ｃは、回転中心軸が偏心した位置に配設された丸カムである。
内側偏心カムは、図示は省略するが、内側リンク２８の長孔に挿通されて当該リンク２８の動作を案内する。また、外側偏心カム２１ｃは、第１平行リンク２５の前側第１リンク２５１の長孔に挿通されて当該リンク２５１の動作を案内する。

内側円板部材２１ａ及び外側円板部材２１ｂは、例えば、内側偏心カム及び外側偏心カム２１ｃよりも大径に形成されている。
また、内側円板部材２１ａ及び外側円板部材２１ｂの偏心した位置に、上側第１リンク２３が回動自在に取り付けられている。

第２回転軸部２２は、後側の第２継手部材３２の回動軸と連結され、当該第２継手部材３２の所定方向（例えば、左側面視にて反時計回り）の回転に伴って同方向に回転する。
また、第２回転軸部２２は、第２継手部材３２の回動軸に固定された内側円板部材２１ａと、この内側円板部材２１ａに回動自在に取り付けられた上側第２リンク２４に回動自在に取り付けられた外側円板部材２１ｂと、この外側円板部材２１ｂに固定された外側偏心カム２１ｃとを備えている。
即ち、第２回転軸部２２は、内側偏心カムを備えていない以外の点で第１回転軸部２１と略同様の構成となっている。

外側偏心カム２１ｃは、回転中心軸が偏心した位置に配設された丸カムである。また、外側偏心カム２１ｃは、第１平行リンク２５の後側第１リンク２５２の長孔に挿通されて当該リンク２５２の動作を案内する。

内側円板部材２１ａ及び外側円板部材２１ｂは、例えば、内側偏心カム及び外側偏心カム２１ｃよりも大径に形成されている。
また、内側円板部材２１ａ及び外側円板部材２１ｂの偏心した位置に、上側第２リンク２４が回動自在に取り付けられている。

上側第１リンク２３は、長尺な部材であり、上端部に形成された長孔に間隙形成部材３５が挿通されている一方で、下端部に形成された軸状部（図示略）が前側第１リンク２５１の挿通孔に挿通されて回動自在に連結されている。
そして、上側第１リンク２３は、第１回転軸部２１の内側円板部材２１ａ及び外側円板部材２１ｂの偏心した位置に回動自在に取り付けられていることから、当該第１回転軸部２１の回転に伴って上下方向に動作するとともに、当該動作に同期させて、間隙形成部材３５が挿通された長孔部分を軸として下側部分を前後方向に揺動させる。

上側第２リンク２４は、上側第１リンク２３と略同形状の部材である。即ち、上側第２リンク２４は、長尺な部材であり、上端部に形成された長孔に間隙形成部材３５が挿通されている一方で、下端部に形成された軸状部（図示略）が後側第１リンク２５２の挿通孔（図示略）に挿通されて回動自在に連結されている。
そして、上側第２リンク２４は、第２回転軸部２２の内側円板部材２１ａ及び外側円板部材２１ｂの偏心した位置に回動自在に取り付けられていることから、当該第２回転軸部２２の回転に伴って上下方向に動作するとともに、当該動作に同期させて、間隙形成部材３５が挿通された長孔部分を軸として下側部分を前後方向に揺動する。
なお、上側第２リンク２４は、上記動作中において上側第１リンク２３と略等しい傾きとなるように、即ち、上側第１リンク２３及び上側第２リンク２４が略平行となるように、内側円板部材２１ａ及び外側円板部材２１ｂに回動自在に取り付けられている。

前側第１リンク２５１及び後側第１リンク２５２は、第１平行リンク２５を構成しており、上側第１リンク２３及び上側第２リンク２４の動作に同期して所定動作する（後述）。

前側第１リンク２５１は、略「へ」の字状に屈曲した部材であり、上側に配置される短片部に形成された長孔に第１回転軸部２１の外側偏心カム２１ｃが挿通され、下側に配置される長片部に形成された挿通孔（図示略）にリンク連結部材２７の連結用軸状部（図示略）が挿通されて回動自在に連結されている。
また、短片部と長片部の接続部分に形成された挿通孔（図示略）に上側第１リンク２３の軸状部（図示略）が挿通されて回動自在に連結されている。

後側第１リンク２５２は、前側第１リンク２５１と略同形状の部材である。即ち、後側第１リンク２５２は、略「へ」の字状に屈曲した部材であり、上側に配置される短片部に形成された長孔に第２回転軸部２２の外側偏心カム２１ｃが挿通され、下側に配置される長片部に形成された挿通孔（図示略）にリンク連結部材２７の連結用軸状部（図示略）が挿通されて回動自在に連結されている。
また、短片部と長片部の接続部分に形成された挿通孔（図示略）に上側第２リンク２４の軸状部（図示略）が挿通されて回動自在に連結されている。

前側第２リンク２６１及び後側第２リンク２６２は、第２平行リンク２６を構成しており、リンク連結部材２７を介して連結された第１平行リンク２５の動作に同期して所定動作する（後述）。

前側第２リンク２６１は、長尺な部材であり、上端部に形成された挿通孔（図示略）にリンク連結部材２７の前側の連結用軸状部（図示略）が挿通されて回動自在に連結されている一方で、下端部に形成された挿通孔（図示略）に足部２０の前側の軸状部（図示略）が挿通されて回動自在に連結されている。

後側第２リンク２６２は、前側第２リンク２６１と略同形状の部材である。即ち、後側第２リンク２６２は、長尺な部材であり、上端部に形成された挿通孔（図示略）にリンク連結部材２７の後側の連結用軸状部（図示略）が挿通されて回動自在に連結されている一方で、下端部に形成された挿通孔（図示略）に足部２０の後側の軸状部（図示略）が挿通されて回動自在に連結されている。
また、後側第２リンク２６２の上端部の挿通孔よりもわずかに下側には軸状部（図示略）が形成され、当該軸状部が連結用リンク２９の挿通孔に挿通されて回動自在に連結されている。

足部２０は、例えば、動物の足を模した形状に形成され、前後方向に並んだ２つの軸状部（図示略）が前側第２リンク２６１及び後側第２リンク２６２の各々の挿通孔に挿通されて回動自在に連結されている。
そして、足部２０は、第１平行リンク２５及び第２平行リンク２６の所定動作に同期して動作する。即ち、第１回転軸部２１及び第２回転軸部２２の回動によって、上側第１リンク２３及び上側第２リンク２４が上下方向及び前後方向に動作し、当該動作に伴って、第１平行リンク２５及び第２平行リンク２６が上下方向及び前後方向に動作することで、当該第１平行リンク２５及び第２平行リンク２６の動作に同期して足部２０が動作する。

内側リンク２８は、長尺な部材であり、上端部に第１回転軸部２１の内側偏心カムが挿通される長孔が形成されている一方で、下端部に連結用リンク２９の挿通孔に挿通される軸状部（図示略）が形成されている。
連結用リンク２９は、長尺な部材であり、上端部に形成された挿通孔（図示略）に内側リンク２８の軸状部が挿通されて回動自在に連結されている一方で、下端部に形成された挿通孔（図示略）に後側第２リンク２６２の軸状部が挿通されて回動自在に連結されている。

上記構成の左脚部２Ｌは、第１回転軸部２１及び第２回転軸部２２の回動に基づく上側第１リンク２３及び上側第２リンク２４の上下方向及び前後方向の動作に伴って、第１平行リンク２５及び第２平行リンク２６が上下方向及び前後方向に動作する際に、当該動作に同期させて内側リンク２８及び連結用リンク２９を介して後側第２リンク２６２を前後方向に揺動させて、足部２０を右脚部２Ｒに対して相対的に前側に繰り出す歩行動作を行う（後述）。

右脚部２Ｒは、左脚部２Ｌと略同様の構成及び動作をなし、その詳細な説明は省略する。
右脚部２Ｒ及び左脚部２Ｌは、歩行動作における位相が互いに半周期ずれている。即ち、左右脚部２Ｌ、２Ｒのうち、何れか一方の脚部（例えば、左脚部２Ｌ等）の第１回転軸部２１及び第２回転軸部２２の回転軸に対して他方の脚部（例えば、右脚部２Ｒ等）の第１回転軸部２１及び第２回転軸部２２の回転軸の位相が半周期ずれている。

これにより、左右脚部２Ｌ、２Ｒは、一方の脚部の足部２０を離地させて他方の脚部に対して相対的に前側に繰り出す際に当該他方の脚部の足部２０の底面を歩行面に接地させた状態のままロボット玩具１００を支持する一方で、他方の脚部の足部２０を離地させて一方の脚部に対して相対的に前側に繰り出す際に当該一方の脚部の足部２０の底面を歩行面に接地させた状態のままロボット玩具１００を支持するようになっている。
具体的には、例えば、左脚部２Ｌの足部２０を右脚部２Ｒに対して相対的に前側に繰り出す運足動作の場合、図７〜図１０に示すように、歩行面に左右脚部２Ｌ、２Ｒの足部２０の底面を接地した状態（図７参照）から、左脚部２Ｌの第１平行リンク２５及び第２平行リンク２６並びに内側リンク２８及び連結用リンク２９の回動によって、足部２０を前側に移動させる動作に同期させて引き上げていく（図８及び図９参照）。これにより、左脚部２Ｌの足部２０は離地した状態となるが、右脚部２Ｒの足部２０の底面は歩行面に接地した状態のままロボット玩具１００を支持する。
そして、左脚部２Ｌの足部２０が右脚部２Ｒの足部２０を追い越すと、第１平行リンク２５及び第２平行リンク２６並びに内側リンク２８及び連結用リンク２９の回動によって、足部２０を前側に移動させる動作に同期させて押し下げていき、当該左脚部２Ｌの足部２０の底面を歩行面に接地させる（図１０参照）。

続けて、右脚部２Ｒの運足動作を上記左脚部２Ｌの運足動作と略同様にして行い、左右脚部２Ｌ、２Ｒの運足動作を交互に繰り返し行うことで歩行する。

次に、左右脚部２Ｌ、２Ｒの運足動作に同期した揺動動作について、図１１（ａ）〜図１１（ｅ）並びに図１２（ａ）〜図１２（ｄ）を参照して説明する。
図１１（ａ）〜図１１（ｅ）は、左右脚部２Ｌ、２Ｒの運足動作に同期した揺動動作を説明するための図である。また、図１２（ａ）〜図１２（ｅ）は、図１１（ａ）〜図１１（ｅ）の各々と対応した足部２０の配置を模式的に示す図である。
なお、図１１（ａ）〜図１１（ｅ）にあっては、ロボット玩具１００を模式的に表している。また、図１２（ａ）〜図１２（ｅ）にあっては、離地している足部２０を矩形枠で表し、接地している足部２０を斜線入りの矩形枠で表している。

先ず、図１１（ａ）及び図１２（ａ）に示すように、歩行面に左右脚部２Ｌ、２Ｒの足部２０の底面を接地した状態では、４つの自在継手３０、…の第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが２つの第２カム部３３２、３３２の何れにも接していない状態となっているが、ロボット玩具１００の自重により胴体部取付板部３３１の揺動軸１３を中心として左右の内側脚支持板３３、３３がその下端部を内側に倒すように回動した状態となっている。

この状態から、駆動部１１の駆動に基づいて左右の自在継手３０が所定方向に回動することで、右脚部２Ｒの足部２０を離地させて左脚部２Ｌに対して相対的に前側に繰り出す運足動作に同期して、右側の第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが上側の第２カム部３３２の表面の突出長が次第に大きくなる部分に沿って摺動して、胴体部取付板部３３１の揺動軸１３を中心として内側脚支持板３３がその上端部を外側に倒すように回動していくとともに、左側の第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが下側の第２カム部３３２の表面の突出長が次第に大きくなる部分に沿って摺動して、胴体部取付板部３３１の揺動軸１３を中心として内側脚支持板３３がその上端部を内側に倒すように回動していく（図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）参照）。
そして、右側の第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが最も上側に配置されることで、当該第１カム部３１ｃは第２カム部３３２の最も突出した部分と接して、内側脚支持板３３がその上端部を最も外側に傾倒した状態となるとともに、左側の第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが最も下側に配置されることで、当該第１カム部３１ｃは第２カム部３３２の最も突出した部分と接して、内側脚支持板３３がその上端部を最も内側に傾倒した状態となる（図１１（ｃ）及び図１２（ｃ）参照）。

このようにして、歩行面に接地した状態で前後方向に並んだ左右の足部２０のうち、後側の右脚部２Ｒの足部２０が離地する際に、左脚部２Ｌを支持する内側脚支持板３３をその上端部が内側に（脚部側が胴体部１から離れる方向に）傾倒するように揺動させるとともに、右脚部２Ｒを支持する内側脚支持板３３をその上端部が外側に（脚部側が胴体部１に近づく方向に）傾倒するように揺動させることによって、右脚部２Ｒの足部２０を左脚部２Ｌの足部２０に対して外側に配置させるように当該左右脚部２Ｌ、２Ｒを運足動作に同期させて揺動させる。

さらに、左右の自在継手３０が所定方向に回動することで、右脚部２Ｒの足部２０が左脚部２Ｌよりも前に繰り出される動作に同期して、右側の第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが上側の第２カム部３３２の表面の突出長が次第に小さくなる部分に沿って摺動して、胴体部取付板部３３１の揺動軸１３を中心として内側脚支持板３３がその上端部を元に戻すように内側に回動していくとともに、左側の第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが下側の第２カム部３３２の表面の突出長が次第に小さくなる部分に沿って摺動して、胴体部取付板部３３１の揺動軸１３を中心として内側脚支持板３３がその上端部を元に戻すように外側に回動していく（図１１（ｄ）及び図１２（ｄ）参照）。
そして、全ての自在継手３０の第１継手部材３１の第１カム部３１ｃが２つの第２カム部３３２、３３２の間に配置された状態となって、図１１（ａ）と同様に、ロボット玩具１００の自重により胴体部取付板部３３１の揺動軸１３を中心として左右の内側脚支持板３３、３３がその下端部を内側に回動して、左右脚部２Ｌ、２Ｒの足部２０が前後方向に並んだ状態となる（図１１（ｅ）及び図１２（ｅ）参照）。
このようにして、右脚部２Ｒの足部２０が左脚部２Ｌを追い越して接地する際に、左右脚部２Ｌ、２Ｒの足部２０が前後方向に並ぶように左右脚部２Ｌ、２Ｒを運足動作に同期して揺動させる。

続けて、左脚部２Ｌの運足動作を上記右脚部２Ｒの運足動作と略同様にして行い、左右脚部２Ｌ、２Ｒの運足動作を交互に繰り返し行うことで歩行する。

以上のように、本実施形態のロボット玩具１００によれば、駆動部１１の駆動力を左右一対の脚部２Ｌ、２Ｒに伝達する自在継手３０を回動させることによって、一対の脚部２Ｌ、２Ｒを運足動作に同期させて、歩行面に接地した左右の足部２０、２０のうち、歩行面から離地する後側の一方の脚部（例えば、左脚部２Ｌ等）の足部２０を他方の脚部（例えば、右脚部２Ｒ等）の足部２０に対して外側に配置させるように当該一対の脚部２Ｌ、２Ｒを揺動させることができるとともに、他方の脚部の足部２０を追い越して接地する一方の脚部の足部２０を他方の脚部の足部２０と前後方向に並ばせるように当該一対の脚部２Ｌ、２Ｒを揺動させることができる。具体的には、自在継手３０の回動により第１継手部材３１の第１カム部３１ｃと内側脚支持板３３の二つの第２カム部３３２、３３２を摺接させることによって、左右一対の脚部２Ｌ、２Ｒを支持する内側脚支持板３３、３３を運足動作に同期させて揺動させることができる。
このように、自在継手３０の回動によって一対の脚部２Ｌ、２Ｒを運足動作に同期させて揺動させることで、歩行面に接地した状態で左右の足部２０、２０を前後方向に並ばせることができるとともに、左右の足部２０のうち、前側に繰り出される一方の脚部の足部２０を歩行面から離地して他方の足部２０を具備する脚部のみで支持した状態とすることができ、より単純な構造でより自然な歩行動作を実現することができる。

また、一対の内側脚支持板３３、３３のうち、歩行面から離地する一方の足部２０を具備する脚部を支持する内側脚支持板３３をその下端部側が胴体部１に近づく方向に傾倒させるとともに、他方の足部２０を具備する脚部を支持する内側脚支持板３３をその下端部側が胴体部１から離れる方向に傾倒させることができる。
これにより、一方の足部２０を離地して他方の足部２０を具備する脚部のみで支持することで重心が移動しても、他方の脚部を支持する内側脚支持板３３に対して相対的に傾倒した胴体部１、及び内側脚支持板３３の下端部側が胴体部１に近づく方向に傾倒した一方の足部２０を具備する脚部によって、バランスをとることができるとともに、一方の足部２０の運足動作のための空間を確保することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態にあっては、第２カム部３３２を内側脚支持板３３に設けるようにしたが、第２カム部３３２の配設位置はこれに限られるものではなく、第１継手部材３１を脚部と接続して、第２継手部材３２を駆動部１１の回転軸と接続する場合にあっては、第２継手部材３２が回動自在に取り付けられる第２継手部材取付部材（例えば、収納部１２の左右両側壁等）に設けるようにしても良い。
このような構成であっても、上記実施形態と略同様の効果を得ることができる。

また、第１継手部材３１の第１カム部３１ｃと内側脚支持板３３の二つの第２カム部３３２を摺接させることで、一対の内側脚支持板３３、３３を前後方向の軸を中心に揺動させるようにしたが、一対の内側脚支持板３３、３３を揺動させる機構はこれに限られるものではなく、如何なるものであっても良い。

さらに、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。例えば、上記実施形態にあっては、ロボット玩具１００として二足歩行するものを例示したが、一対の脚部２Ｌ、２Ｒを２組以上配設して、四つ以上の脚部で歩行する構成のものであっても良い。

加えて、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明を適用した一実施形態のロボット玩具を示す斜視図である。 図１のロボット玩具の胴体部を拡大して示す斜視図である。 図１のロボット玩具の内側脚支持板を拡大して示す斜視図である。 図１のロボット玩具の自在継手を拡大して示す斜視図である。 図４の自在継手を用いた内側脚支持板の揺動動作を説明するための図である。 図１のロボット玩具の脚部を拡大して示す斜視図である。 図６の脚部の運足動作を説明するための図である。 図６の脚部の運足動作を説明するための図である。 図６の脚部の運足動作を説明するための図である。 図６の脚部の運足動作を説明するための図である。 図６の脚部の運足動作に同期した揺動動作を説明するための図である。 図１１の脚部の運足動作における足部の配置を模式的に示す図である。

符号の説明

１００ ロボット玩具
１ 胴体部
１１ 駆動源
３ 動力伝達機構
３０ 自在継手
３１ 第１継手部材
３１ｃ 第１カム部
３２ 第２継手部材
３３ 内側脚支持板（第２継手部材取付部材）
３３２ 第２カム部
２Ｌ 左脚部
２Ｒ 右足部
２０ 足部

Claims (4)

1. 駆動源を備える胴体部と、左右の足部を交互に前側に繰り出すように運足する少なくとも一対の脚部と、前記駆動源の駆動力を前記一対の脚部の各々に伝達する動力伝達機構と、を備えるロボット玩具であって、
   前記一対の脚部は、前記胴体部に対して前後方向の軸を中心に揺動自在に設けられ、
   前記動力伝達機構は、
   前記一対の脚部の各々及び前記駆動源の回転軸のうち、何れか一方に接続された第１継手部材と他方に接続された第２継手部材とを有し、前記駆動源の駆動に基づいて前記第１継手部材及び前記第２継手部材が一体となって回動する自在継手を備え、
   前記自在継手の回動によって、歩行面に接地した状態で前後方向に並んだ前記左右の足部のうち、歩行面から離地する後側の一方の足部を他方の足部に対して外側に配置させ、且つ、前記他方の足部を追い越して接地する前記一方の足部を前記他方の足部と前後方向に並ばせるように前記一対の脚部を運足動作に同期させて揺動させることを特徴とするロボット玩具。
2. 前記動力伝達機構は、
   前記第２継手部材が回動自在に取り付けられる第２継手部材取付部材を備え、
   前記第１継手部材は、前記第２継手部材取付部材側に突出した第１カム部を備え、
   前記第２継手部材取付部材は、略同心円上に配置され、前記第１継手部材側に突出した二つの第２カム部を備え、
   前記自在継手の回動により前記第１カム部と前記二つの第２カム部を摺接させることによって、前記一対の脚部を運足動作に同期させて揺動させることを特徴とする請求項１に記載のロボット玩具。
3. 前記動力伝達機構は、
   前記胴体部に対して前後方向の軸を中心に揺動自在に設けられ、前記一対の脚部の各々を支持する一対の脚支持部材を備え、
   前記第１継手部材は、前記脚支持部材側に突出した第１カム部を備え、
   前記脚支持部材は、前記第２継手部材が挿通される挿通孔と、略同心円上に配置され、前記第１継手部材側に突出した二つの第２カム部と、を備え、
   前記自在継手の回動により前記第１カム部と前記二つの第２カム部を摺接させることによって、前記一対の脚支持部材を運足動作に同期させて揺動させることを特徴とする請求項１に記載のロボット玩具。
4. 前記一対の脚支持部材のうち、歩行面から離地する前記一方の足部を具備する脚部を支持する脚支持部材をその脚部側が前記胴体部に近づく方向に傾倒させるとともに、前記他方の足部を具備する脚部を支持する脚支持部材をその脚部側が前記胴体部から離れる方向に傾倒させることにより、前記一方の足部を他方の足部に対して外側に配置させるように揺動させることを特徴とする請求項３に記載のロボット玩具。