(57)【要約】【課題】軽量かつ簡易な構造でありながら、玩具等の関節部分として用いた場合に、十分な可動性と高い連結強度を有する関節機構を実現することが可能な軸穴式マグネットジョイントを提供する。【解決手段】軸穴式マグネットジョイント１は、同一形状で円板状又は円柱状をなすマグネット２，３と、非磁性の金属材料から成る軸体４と、から構成される。マグネット２，３は、軸穴２ａ，３ａが中心軸９と同心状にそれぞれ貫設され、磁極を構成する吸着面２ｂ，２ｃ及び吸着面３ｂ，３ｃが軸穴２ａ，３ａと直交するようにそれぞれ設けられている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
各々吸着面に対して直交する軸穴を有する一組のマグネットと、
前記軸穴の双方に対して挿設される軸体と、を備え、
前記一組のマグネットは、前記軸穴の少なくとも一方にこの軸体が回動自在に挿通されるとともに、前記吸着面同士を当接可能に形成されることを特徴とする軸穴式マグネットジョイント。
【請求項２】
前記軸穴の少なくとも一方は貫通孔であり、
前記軸体は、前記一組のマグネットの前記吸着面同士を当接させた状態で、この貫通孔から端部が突出するように形成されることを特徴とする請求項１記載の軸穴式マグネットジョイント。
【請求項３】
前記軸体は、非磁性体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の軸穴式マグネットジョイント。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、玩具の関節部分等に使用されるマグネットジョイントに係り、特に、玩具等の関節部分に埋設した場合に、連結強度を損なうことなく、自然で滑らかな関節の動きを実現できる軸穴式マグネットジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、玩具の関節部分等は、互いに嵌合又は係止可能な部材同士を連結させることにより、可動性を有し、かつ着脱が容易な構造とされてきた。しかし、わずかな衝撃で一方の部材が脱落し易いなど、子供が遊びに用いるには、関節部分等の連結強度が不十分であった。
そこで、近年、連結強度を高めるために磁石や磁性体を関節部分に用いることについて様々な研究や開発が行われており、それに関して既に幾つかの考案が開示されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、「人形の関節装置」という名称で、磁石と磁性体を備える人形の関節装置に関する考案が開示されている。
特許文献１に開示された考案は、胴体に連結する上肢・下肢等の可動側部を備えた人形において、可動側部に起伏自在に軸承した連結軸と、連結軸の先端及び固定側部に回転可能及び抜去可能に嵌着する雌部及び雄部と、雌部の周壁及び雄部の周壁に飛越自在に嵌着する係合凹部及び係合凸部と、雌部の底面及び雄部の先端面に相互に吸着する磁石及び磁性体と、をもつことを特徴とする。
このような構造の人形の関節装置においては、磁石と磁性体の吸着により取付状態が維持されるため、連結軸に対して回転方向の外力が加えられた場合、雄部が雌部内において回転し、可動側部に対して起伏方向の外力が加えられた場合、可動側部と連結軸が折曲した状態あるいは真直な状態となる。また、引き抜き方向の力が加えられた場合には、磁石と磁性体の吸着が解除されて、雄部と雌部が分離する。したがって、可動側部を任意に取り外すことが可能であるとともに、振動や外力等で可動側部の向きが自然に変わることがない。さらに、製造時における組み立て作業が容易である。
【０００４】
また、特許文献２には、「ロボット玩具」という名称で、メイン・ブロックに対するサブ・ブロックの連結の不安を解消するロボット玩具に関する考案が開示されている。
特許文献２に開示された考案は、メイン・ブロックと多数種のサブ・ブロックとからなり、メイン・ブロックの所定個所および各サブ・ブロックの所定個所に対して相互に抜挿可能な雌型・雄型ジョイントを設け、これ等雌型・雄型ジョイントに対して相互に吸着する状態で磁石および磁性体を設けたことを特徴とする。
このような構造のロボット玩具においては、雌型ジョイントと雄型ジョイントの挿込み連結又は雌型ジョイントから雄型ジョイントを抜去することによって、メイン・ブロックに対してサブ・ブロックが着脱される。したがって、サブ・ブロックを雄型ジョイントの挿込み及び磁石と磁性体の吸着によって二重に固定できる。また、雌型・雄型ジョイントが相互に回転可能となっているため、サブ・ブロックの向きを任意に変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−６７４９２号公報
【特許文献２】実開平６−４８７８８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された考案においては、磁性体である鉄板が磁石に対し可動性を有することから、磁石の磁力はそれほど強力でないものと考えられる。この場合、側方からの衝撃によって鉄板が磁石から容易に脱落する可能性が高い。また、磁石が胴体全体に内蔵されているので、軽量化が難しい。
【０００７】
また、特許文献２に開示された考案においては、雌型・雄型ジョイント、及び磁石と磁性体がそれぞれ単に抜挿及び磁気吸着されるのみであるため、特許文献１に開示された考案と同様に、側方からの衝撃によってサブ・ブロックがメイン・ブロックから容易に脱落する可能性が高い。
【０００８】
本考案は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、軽量かつ簡易な構造でありながら、玩具等の関節部分として用いた場合に、十分な可動性と高い連結強度を有する関節機構を実現することが可能な軸穴式マグネットジョイント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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の考案に係る軸穴式マグネットジョイントは、各々吸着面に対して直交する軸穴を有する一組のマグネットと、軸穴の双方に対して挿設される軸体と、を備え、一組のマグネットは、軸穴の少なくとも一方にこの軸体が回動自在に挿通されるとともに、吸着面同士を当接可能に形成されることを特徴とする。
このような構造の軸穴式マグネットジョイントにおいては、一組のマグネットは各々吸着面に対して直交する軸穴を有していることから、軸体が軸穴の双方に対して挿設されると、吸着面同士が平行に対向し、マグネット同士が吸着する。このとき、両者の間に発生する強力な吸着力が、一組のマグネットをＸ方向へ互いに離反させないように作用する。
さらに、軸体は一定以上の曲げ強度を有しているため、軸穴への挿設により、一組のマグネットの平行状態が強く保持される。ただし、吸着力以上の離反力が作用した場合には、マグネット同士は離反する。
また、一組のマグネットは軸穴の少なくとも一方に軸体が回動自在に挿通されるため、マグネット同士は互いに回動自在となる。このとき、一組のマグネットの吸着面間に発生する吸着力は、ある程度、マグネットの回動に対して抵抗として働くため、一組のマグネットを軸体の周りに回動させる力が作用している場合にのみ、マグネットは回動する。
さらに、一組のマグネットは、軸穴の少なくとも一方にこの軸体が回動自在に挿通されることから、一方のマグネットの軸穴に軸体が回動不能に固定されている場合であっても、他方のマグネットは回動自在となる。
【００１０】
また、請求項２記載の考案は、請求項１記載の軸穴式マグネットジョイントにおいて、軸穴の少なくとも一方は貫通孔であり、軸体は、一組のマグネットの吸着面同士を当接させた状態で、この貫通孔から端部が突出するように形成されることを特徴とする。
このような構造の軸穴式マグネットジョイントにおいては、請求項１記載の考案の作用に加えて、貫通孔から端部が突出した状態で軸体が設置されることから、一組のマグネットは、吸着力以外にも軸体によってその当接状態が支持されるという作用を有する。したがって、軸体の長手方向以外の方向から力が加えられた場合においても、マグネットの吸着面同士のズレや脱離が防止される。
【００１１】
請求項３記載の考案は、請求項１又は請求項２に記載の軸穴式マグネットジョイントにおいて、軸体は、非磁性体であることを特徴とする。
このような構造の軸穴式マグネットジョイントにおいては、請求項１又は請求項２記載の考案の作用に加えて、軸体が非磁性体であり、各マグネットに吸着されないため、マグネットの回動を阻害するおそれがない。さらに、双方の軸穴に対し軸体を挿設又は抜出する際に、軸体がマグネットの軸穴の端縁近傍に吸着されないため、本考案の軸穴式マグネットジョイントは組み立て作業や分解作業が容易である。
【考案の効果】
【００１２】
以上説明したように、本考案の請求項１記載の軸穴式マグネットジョイントによれば、軸穴の双方に対して挿通される軸体を備えることで、マグネット同士の間に強力な吸着力を発生させることができる。そのため、軸穴式マグネットジョイントを、例えば、ロボット玩具等の肩関節部分に使用した場合、肩部から腕が脱落することなく、マグネット同士は互いに回動自在となる。これにより、自然で滑らかな肩関節の動きを実現できる。しかも、回動させたマグネットを任意の位置で固定できるため、ロボット玩具等を長時間、所望の姿勢に保つことができる。なお、本考案に用いるマグネットには、用途に応じ、所望の磁力や耐久性を有するものを適宜選択することができる。
さらに、本請求項記載の軸穴式マグネットジョイントは、軸穴を備えるマグネットと、軸体と、から成り、軽量かつ簡易な構造である。そのため、玩具等の小さな関節部分にも埋設可能であり、その際の加工も容易である。また、市場に多種類のマグネット等が大量に流通しているため、所望するサイズや吸着力を有するものを安価かつ容易に入手することが可能である。従って、製造コストを低く抑えることができる。
【００１３】
本考案の請求項２記載の軸穴式マグネットジョイントによれば、請求項１記載の考案の効果に加えて、軸体によって、一組のマグネットの吸着面同士のズレや脱離が防止されることから、安定的にマグネット同士を互いに回動可能に維持することができる。また、貫通孔から軸体の端部が突出することにより、軸体が軸穴から外れ難くなるため、軸体の先端周縁が摩耗し難くなる。したがって、軸穴式マグネットジョイントの長寿命化を図ることができる。
そして、軸穴を貫通孔とすれば、有底孔とする場合に比べて加工が容易であるため、製造コストをさらに軽減することができる。
【００１４】
本考案の請求項３記載の軸穴式マグネットジョイントによれば、請求項１又は請求項２に記載の考案の効果に加えて、一組のマグネットの回動が滑らかに行われるため、例えばロボット玩具等の関節部分などに埋設した場合、手足の複雑な動きをストレスなく楽しむことができる。また、軸体を速やかにマグネットの軸穴に挿通できるため、軸穴式マグネットジョイントを短時間で容易に組み立てたり、分解したりすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本考案の実施の形態に係る軸穴式マグネットジョイントの実施例の側面図であり、（ｂ）はマグネットの正面図である。
【図２】（ａ）は図１の軸穴式マグネットジョイントが組み立てられた状態を示す斜視図であり、（ｂ）はその使用状態を示す断面図である。
【図３】図１の軸穴式マグネットジョイントの使用例を示す斜視図である。
【図４】図１の軸穴式マグネットジョイントの使用例を示す斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
本考案の実施の形態に係る軸穴式マグネットジョイントの実施例について、図１乃至図４を用いて詳細に説明する。なお、図１で示した構成要素については、図２乃至図４においても同一の符号を付してその説明を省略する。
図１（ａ）は本実施例の軸穴式マグネットジョイントの側面図であり、図１（ｂ）はマグネットの正面図である。
【００１７】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、軸穴式マグネットジョイント１は、同一形状で円板状又は円柱状をなすマグネット２，３と、非磁性の金属材料から成る軸体４と、から構成される。マグネット２，３は、軸穴２ａ，３ａが中心軸９と同心状にそれぞれ貫設され、磁極を構成する吸着面２ｂ，２ｃ及び吸着面３ｂ，３ｃが軸穴２ａ，３ａと直交するようにそれぞれ設けられている。
また、軸穴２ａと軸穴３ａは直径が同一であり、円柱状の軸体４は、直径が軸穴２ａ，３ａの直径よりも小さく、軸穴２ａ，３ａに挿通された状態で回動自在に形成されている。
本実施例におけるマグネット２，３のサイズを表１に示す。なお、軸体４の長さは、５〜１０ｍｍ程度である。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
次に、軸穴式マグネットジョイント１の使用方法について、図２を用いて詳細に説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は軸穴式マグネットジョイント１が組み立てられた状態を示す斜視図と対象物に埋設された状態を示す断面図である。なお、図２（ｂ）は、上記対象物と軸穴式マグネットジョイント１が中心軸９を含む平面で切断された状態を示している。
図２（ａ）に示すように、軸穴式マグネットジョイント１では、マグネット２，３が、吸着面２ｃ，３ｂを互いに当接させるとともに、軸体４を軸穴２ａ，３ａに対し、端面４ａ，４ｂが吸着面２ｂ，３ｃからそれぞれ突出した状態で挿通可能に形成されている。
ここで、軸体４の軸方向をＸ方向とし、軸中心に対する円周方向をθ方向とする。このとき、マグネット２，３は、軸体４に対してＸ方向へスライド自在、かつ、±θ方向へ回動自在となっている。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、軸穴式マグネットジョイント１は、固定部材５ａと回動部材５ｂとからなるジョイント５に、全体が埋設されて使用される。固定部材５ａと回動部材５ｂの対向面は互いに平行であり、固定部材５ａにはマグネット２及び軸体４の一端を埋設するための挿入穴５ｃが形成され、回動部材５ｂにはマグネット３及び軸体４の他端を埋設するための挿入穴５ｄが形成されている。そして、軸体４の端面４ａ，４ｂとその近傍の側面には、接着剤が塗布されて挿入穴５ｃ，５ｄに接着されている。
【００２１】
このような構造の軸穴式マグネットジョイント１においては、吸着面２ｃと吸着面３ｂが互いに当接していることから、両者の間に強力な吸着力が発生する。これにより、マグネット２，３のＸ方向への離反が阻止される。
一方、吸着面２ｃ，３ｂ間の上記吸着力は、θ方向に対しては有効に作用しないため、軸体４に対するマグネット２，３の回動は阻止されない。すなわち、吸着面２ｃ，３ｂは軸体４に対してそれぞれ独立して回動する。ただし、吸着面２ｃ，３ｂ間の上記吸着力は、マグネット２，３の回動に対し、ある程度、抵抗となるため、マグネット２，３をθ方向へ回動させる力が無くなれば、マグネット２，３は直ちに回動を停止する。
このように、軸穴式マグネットジョイント１においては、マグネット２，３が吸着面２ｃ，３ｂの吸着状態を保ったまま、軸体４を中心として容易に回動するという作用を有する。なお、マグネット２，３の回動を止めると、マグネット２，３の位置関係はそのまま保持される。
【００２２】
また、軸穴２ａ，３ａから軸体４の端面４ａ，４ｂが突出しているため、マグネット２，３は、前述の吸着力に加え、軸体４によっても吸着面２ｃ，３ｂの当接状態が維持される。すなわち、軸穴２ａ，３ａから軸体４の端面４ａ，４ｂが突出していない場合と異なり、軸穴式マグネットジョイント１においては、マグネット２，３に対し、Ｘ方向以外の方向から力が加わった場合でも、吸着面２ｃ，３ｂ同士がズレ難いため、マグネット２，３が軸体４から容易には脱離しないという作用を有する。
さらに、軸体４は、直径が軸穴２ａ，３ａの直径と同等であり、非磁性の金属材料によって形成されることから、マグネット２，３に吸着されず、軸穴２ａ，３ａの内部で滑らかに摺動する。さらに、軸穴２ａ，３ａに対して挿設又は抜出する際に、軸体４が軸穴２ａ，３ａの端縁近傍に吸着されるおそれがない。
【００２３】
上記作用を発揮する軸穴式マグネットジョイント１がジョイント５に埋設されると、マグネット２とマグネット３の吸着により、回動部材５ｂが固定部材５ａから脱離し難くなる。そして、この作用は、軸体４の端面４ａ，４ｂとその近傍の側面が挿入穴５ｃ，５ｄに接着されていることから、より一層発揮される。
一方、固定部材５ａに対して回動させるべく、回動部材５ｂに力を加えると、マグネット２，３が吸着面２ｃ，３ｂの吸着状態を保ったまま、軸体４を中心として回動することにより、回動部材５ｂは固定部材５ａに対して滑らかに回動する。なお、回動部材５ｂの回動を止めると、回動部材５ｂと固定部材５ａの位置関係はそのまま保持される。
【００２４】
続いて、軸穴式マグネットジョイント１の使用方法の変形例について、図３を用いて詳細に説明する。図３は軸穴式マグネットジョイント１の使用例を示す斜視図である。
図３に示すように、軸穴式マグネットジョイント１は、固定部材６ａと回動部材６ｂとからなるジョイント６に、全体が埋設されて使用される。固定部材６ａと回動部材６ｂは合成樹脂製であり、工具によって容易に加工可能な構造である。そのため、軸穴式マグネットジョイント１を埋設する際には、まず、適切な工具を用いて挿入穴６ｃ，６ｄを形成する。次に、マグネット２及び軸体４を挿入穴６ｃに嵌め込み、さらに挿入穴６ｄにマグネット３を嵌め込んだ後、軸穴３ａに軸体４を挿入する。これにより、軸穴式マグネットジョイント１がジョイント６に埋設される。ただし、軸穴式マグネットジョイント１をジョイント６に埋設する手順はこれに限定されるものではない。
また、軸穴２ａと軸体４又は軸穴３ａと軸体４のうち、いずれか一方が回動自在であれば、回動部材６ｂは±θ方向に回動可能となる。なお、本実施例では、端面４ａ，４ｂが挿入穴６ｃ，６ｄに接着される構造となっているが、これに限らず、例えば、マグネット２，３の周面２ｄ，３ｄや吸着面２ｂ，３ｃが挿入穴６ｃ，６ｄに接着された構造であっても良い。
【００２５】
さらに、軸穴式マグネットジョイント１の使用方法の変形例について、図４を用いて詳細に説明する。図４は軸穴式マグネットジョイントの使用例を示す斜視図である。
図４に示すように、軸穴式マグネットジョイント１は、ロボット玩具７の肩関節部８に埋設されている。ただし、肩関節部８を構成する肩部８ａ及び上腕部８ｂには、予めそれぞれ挿入穴（図示せず）が形成されているのみであって、肩部８ａ及び上腕部８ｂを直接連結するための係止部等は設けられていない。なお、軸穴式マグネットジョイント１の埋設手順や肩関節部８への接着面は、マグネット２，３同士が互いに回動可能である限り限定されず、適宜選択することが可能である。
このように軸穴式マグネットジョイント１が肩関節部８に埋設されたロボット玩具７においては、軸体４によってマグネット２，３の吸着状態が保持されることで、肩部８ａ及び上腕部８ｂに係止部等が設けられていないにもかかわらず、肩部８ａ及び上腕部８ｂの連結強度を維持したまま、上腕部８ｂが容易に回動するという作用を有する。
【００２６】
上記構造のロボット玩具７によれば、マグネット２，３の吸着面２ｃ，３ｂが当接し、軸穴２ａ，３ａに軸体４が貫通するため、マグネット２，３が互いに強く吸着し合う。加えて、マグネット２，３はそれぞれ軸体４に対して回動自在であることから、関節の分離や脱落が確実に阻止されるとともに、可動性が十分に確保される。そして、マグネット２，３が任意の回動位置で固定されるため、ロボット玩具７を所望の姿勢で長期間保持することができる。
また、軸穴２ａ，３ａから軸体４の端面４ａ，４ｂが突出していることにより、吸着面２ｃ，３ｂ同士のズレや脱離が阻止される。さらに、端面４ａ，４ｂを挿入穴５ｃ〜６ｄに接着することによれば、安定してマグネット２，３同士を回動可能な状態に維持することができる。加えて、軸体４が軸穴２ａ，３ａから外れ難くなるため、軸体４の先端周縁が摩耗し難くなる。
【００２７】
さらに、軸体４は非磁性の材料で形成されるので、関節等の回動が滑らかとなり、例えば、ストレスを感じることなく、手足の複雑な動きを楽しみながら実現することができる。そして、軸体４を速やかに軸穴２ａ，３ａに挿通できるため、軸穴式マグネットジョイント１は、容易に組み立てや分解が可能である。また、軸体４を金属材料で形成した場合には、所定の曲げ強度を確保しつつ、Ｘ方向以外の方向から力が加えられた場合でも変形を防ぐことができる。この場合、マグネット２，３同士の吸着状態がより確実に維持される。したがって、軸体４の先端周縁の摩耗を防止する効果と相まって、軸穴式マグネットジョイント１を含めた玩具全体の長寿命化を図ることができる。
【００２８】
加えて、軸穴式マグネットジョイント１は、軸穴２ａ，３ａを備えるマグネット２，３と、軸体４と、から成り、軽量かつ簡易な構造である。また、市場に多種類のマグネット等が大量に流通しているため、所望するサイズや吸着力を有するものを安価かつ容易に入手することが可能である。よって、製造コストを低く抑えることが可能であるとともに、様々な形状を有する部位に広く適用することができる。このように、軸穴式マグネットジョイント１は、汎用性に優れるものである。
また、軸穴式マグネットジョイント１を埋設する際の加工は、子供や高齢者にとっても比較的容易である。さらに、埋設手順を選択可能であるため、作業の自由度が高い。すなわち、軸穴式マグネットジョイント１においては、客層が限定されないため、大規模な需要を見込むことができる。
【００２９】
なお、本考案の軸穴式マグネットジョイントは本実施例に示す構造に限定されない。例えば、軸体４の端面４ａ，４ｂのうちいずれか一方が、軸穴２ａ，３ａから突出しない構造とすることもできる。また、マグネット２，３は横断面が多角形状であっても良い。さらに、マグネット２，３及び軸体４のサイズは実施例に示した値に限らず、適宜変更可能である。すなわち、マグネット２，３の材質、外周形状及び厚さは特に制限されず、また、それぞれ同一の外周形状及び厚さでなくとも良い。さらに、軸体４は、マグネット２，３の中心軸９と同心状に配置可能に構成されることが望ましい。したがって、軸体４は、本実施例で示したように、円柱状や円板状にすると良い。なお、軸体４は、少なくともマグネット２，３の軸穴２ａ，３ａの内部で摺動可能であれば良いため、例えば、略円錐状とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
請求項１乃至請求項３に記載された考案は、関節を有するロボットのように回動可能な部分を備えた玩具等に対して適用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１…軸穴式マグネットジョイント  ２…マグネット  ２ａ…軸穴  ２ｂ，２ｃ…吸着面  ２ｄ…周面  ３…マグネット  ３ａ…軸穴  ３ｂ，３ｃ…吸着面  ３ｄ…周面  ４…軸体  ４ａ，４ｂ…端面  ５…ジョイント  ５ａ…固定部材  ５ｂ…回動部材  ５ｃ，５ｄ…挿入穴  ６…ジョイント  ６ａ…固定部材  ６ｂ…回動部材  ６ｃ，６ｄ…挿入穴  ７…ロボット玩具  ８…肩関節部  ８ａ…肩部  ８ｂ…上腕部  ９…中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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