ただの木製玩具じゃない！BRIOのキリンに隠された「偏心」と「重心」の物理学
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
おもちゃ売り場を歩いていると、ふと足が止まる瞬間がありませんか？そこには、ただ可愛いだけでなく、科学の視点で見ると「実によくできている！」と唸らせるような仕掛けが隠されていることがあります。
今回は、私が思わず手に取ってしまった、あるキリンのおもちゃを解剖（分解はしませんよ！）しながら、その動きの秘密に迫ってみましょう。
スウェーデンの木製玩具メーカー、BRIO（ブリオ）のプルトイ（ひっぱるおもちゃ）です。
見た目の愛らしさはもちろんですが、糸をひっぱって歩かせたときの動きが秀逸なんです。ノッシノッシと体を揺らしながら、ゆらゆらと首が揺れる様子は、まるで生きているかのよう。まずは、実際の動きをこちらの動画でご覧ください。
この独特のリズム、伝わりましたでしょうか(^^;)。 おもちゃ屋でこの動きを見た瞬間、その計算された「不規則な揺れ」に心を奪われ、つい購入してしまいました。動物園で見る、ゆったりと歩く本物のキリンの首使いにそっくりですよね。では、なぜ電池もモーターもないのに、これほど生物的な動きをするのでしょうか？そこには、シンプルな物理の法則が隠されていました。
足元の秘密：回転を「揺れ」に変える偏心運動
中学の技術家庭科の木工の授業で、「カム機構」について勉強したことを覚えている方もいるかもしれません。回転運動を直線の動きに変える仕組みのことですね。私も最初は「このキリン、内部にカムが隠されているのかな？」と予想しました。
しかし、じっくり観察してみると、仕掛けはもっとシンプルかつ大胆な場所にありました。
注目すべきは車輪です。よく見ると、車輪の軸が中心から微妙にずれているのがわかりますか？
これは「偏心（へんしん）」と呼ばれる仕組みです。軸を中心からずらすことで、タイヤが回転するたびに車軸の高さが上がったり下がったりします。これにより、キリンの体全体に上下の揺れが生まれるのです。これが、あの「ノッシノッシ」という重量感のある歩行リズムの正体でした。
首の秘密：振り子の原理と重心
では、一番の特徴である「首の揺れ」はどうでしょう？ 車輪の上下運動だけでは、首はガタガタと震えるだけになりそうですが、このおもちゃはゆったりと首を前後に振ります。
首の構造をよく観察してみると、首の下のほう（胴体の中に隠れている部分）におもりが付いていることに気づきました。
ここには「重心」と「振り子」の原理が使われています。 おもりが下にあることで、首パーツ全体の重心が支点よりも下に来るようになっています。こうすると、首が傾いても重力によって「元の位置に戻ろうとする力（復元力）」が働きます。
つまり、車輪から伝わった「ガタガタ」という不規則な振動エネルギーを、重心の低い首パーツが受け取り、滑らかな「ゆらゆら」とした振り子運動に変換しているのです。
「不安定さ」が生み出す自然な動き
まとめると、このキリンの動きは以下のような連鎖で起きています。
- ひもを引く
- 偏心した車輪が回り、体が上下に波打つ（強制的な振動）
- その振動が首に伝わり、おもりのついた首が振り子のように揺れる（自然な揺らぎ）
- 結果、ノッシノッシと歩きながら首を振る動作になる
複雑なカム機構や電子制御を使わなくても、「あえて軸をずらす（不安定にする）」ことと「重力を利用する」ことを組み合わせるだけで、これほど自然で温かみのある動きを表現できることに驚きました。
本物のキリンも、長い首を前後に揺らすことでバランスを取りながら歩きますが、このおもちゃはその様子を見事に物理法則で再現しています。
身の回りのおもちゃも、「なぜこんな動きをするんだろう？」という視点で見てみると、意外な科学の発見があるかもしれませんね。
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