專利名稱：結(jié)構(gòu)玩具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)玩具，更具體而言，涉及對在英國專利說明書2224953和2271297中所公開類型的結(jié)構(gòu)玩具所做的改進。
在上面提到的兩件英國專利說明書中公開的結(jié)構(gòu)玩具包括方形截面和三角形截面的、具有平坦側(cè)面的塊形式的主建筑元件，這些塊利用滑入凹槽中的連接元件并列連接在一起，這些凹槽嘴部窄于它的其余部分，并且該凹槽設(shè)置在塊的側(cè)面。在前述英國專利說明書中的前一個中，連接元件的橫截面為雙燕尾形，而且每個凹槽的橫截面為燕尾形；而在后一個專利中，連接元件的槽截面為對稱的四角星形，而且各凹槽的橫截面成形為容納連接元件星形截面相鄰的兩個角。
因其連接元件的橫截面形狀之故，后一個專利說明書的結(jié)構(gòu)玩具較之前一個專利說明書中的結(jié)構(gòu)玩具適用面更廣，這是因為主建筑元件可以以更多的相對定向連接于連接元件。然而，為了在主建筑元件和連接元件之間獲得簡易且相當緊密的連接，這些元件必須按非常小的尺寸公差制造、即模塑，而這可能是困難和/或昂貴的。而且，在把連接元件與主建筑元件連接在一起時，連接元件需要與主建筑元件中的凹槽精確對準，這對于年幼的兒童而言是困難的。本發(fā)明的目的是減輕這些困難中的一個或多個。
按照本發(fā)明，提供了一種結(jié)構(gòu)玩具，它包括至少兩種不同類型的多個元件，這些元件可以裝配在一起形成各種三維結(jié)構(gòu)，所述元件包括建筑塊形式的主元件，該建筑塊具有多個平坦的側(cè)面，其中至少一個所述側(cè)面在其內(nèi)具有凹槽，所述凹槽的嘴部窄于它的其余部分；以及橫截面為對稱星形的細長連接元件，該對稱星形具有2N個角，其中N是不小于3的整數(shù)，所述連接元件滑動配合在所述凹槽中，其中星形橫截面中任意N個相鄰的角卡入凹槽中，而其余N個角位于凹槽之外。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，每個連接元件都是中空的，其內(nèi)部橫截面優(yōu)選地總體類似于其外部橫截面，由此使得連接元件至少是可稍微壓扁的。
有利的是，各連接元件的相對各端部是稍呈錐形的，和/或各主元件中凹槽的端部是稍呈擴張狀的(即相對于凹槽的主體部分橫截面積逐漸增加)。
本發(fā)明上述每一個特征都有助于將連接元件更容易地插入主元件的凹槽中和/或降低在制造元件的制造過程、一般為模塑過程中對尺寸公差的要求。
有利地是，N為6，雖然其中N為4甚或3的本發(fā)明的實施方案也是可能的。
優(yōu)選地，各凹槽成形為橫截面基本上與連接元件星形橫截面之任意N個相鄰角的橫截面形狀互補。
方便的是，各主元件具有第一和第二基本上呈平面的平行端部，這些端部通過所述側(cè)面相互連接。而且，所述側(cè)面中的每一個都優(yōu)選地垂直于所述端部延伸。
優(yōu)選地，各主元件中垂直于所述側(cè)面的橫截面為矩形或規(guī)則的多邊形，在后一種情況下，某些主元件可以為三角形橫截面，而某些可為方形，某些可為六角形。
主元件和連接元件可以制成多種高度，其中較高的高度最好是最小高度的整數(shù)倍。
三角形、方形和六角形主元件的所述側(cè)面優(yōu)選地全都具有相同寬度。
各主元件具有至少一個伸入其內(nèi)的圓柱形孔，該孔的軸線平行于凹槽的縱軸線，該孔的直徑使得所述連接元件緊密地滑動配合于其內(nèi)。
在三角形、方形和六角形的主元件中，圓柱形孔的軸線優(yōu)選地與該元件的中心軸線重合。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，主元件都是中空的，所述呈平面的端部中的一個是封閉的，而另一個是敞開的。
所述玩具最好還包括幾種不同的更為復雜的輔助連接元件中的至少一種，這些連接元件分別基于一種半連接元件，這些半連接元件由位于一平面一側(cè)的半個完整連接元件構(gòu)成，所述平面沿縱向平分完整的連接元件以及其橫截面上各個相對的、在相對的各對相鄰星角之間的夾角。因此，第一種輔助連接元件可包括兩個半連接元件，它們在其各個平坦側(cè)面的各中點處整體連接并且相互以90°延伸，第二種輔助連接元件可包括一個單獨的半連接元件，它具有與之整體連接并從其平坦側(cè)面的中點垂直延伸的完整連接元件。第三種輔助連接件可包括四個連接元件，它們在其端部連接在一起并且在一個共同的平面內(nèi)以直角相互延伸而形成一個十字交叉。
優(yōu)選地，所有的元件都以合適的塑料模塑而成，例如采用ABS、丙烯酸塑料、聚苯乙烯或聚丙烯。
或者，所有的元件都可以由合適的塑料泡沫材料制成，例如多孔聚丙烯，一般通過將其從這類材料大塊的板材上切割下來，在這種情況下它們優(yōu)選為實心的而不是空心的。
下面參照附圖僅借助于實施例來描述本發(fā)明，其中

圖1A-1C分別是形成本發(fā)明的結(jié)構(gòu)玩具的第一個實施方案一部分的三角形主建筑元件的頂視圖、底視圖和側(cè)視圖；圖2A-2C分別是形成圖1所示本發(fā)明實施方案中另一部分的方形主建筑元件的頂視圖、底視圖和側(cè)視圖；圖3是與圖1和2所示主建筑元件一起使用的連接元件的剖面圖；圖4是圖3所示連接元件的放大剖面圖；圖5是用于本發(fā)明結(jié)構(gòu)玩具的另一種連接元件的剖面圖；圖6A和6B分別是圖3和4所示連接元件一種改進型式的頂視圖和側(cè)視圖；圖7示出連接在一起的多個基本上類似于圖1至5所示那些的主建筑元件和連接元件；圖8是類似于圖6的視圖，但示出主建筑元件和連接元件的稍作了改進的型式；圖9A至9C是形成圖1至4所示結(jié)構(gòu)玩具之一部分的圓形主建筑元件的頂視圖、底視圖和側(cè)視圖；圖10A至圖10C示出形成本發(fā)明結(jié)構(gòu)玩具之一部分的第一種輔助連接元件的幾個不同視圖；圖11A至11C示出形成本發(fā)明結(jié)構(gòu)玩具之一部分的第二種輔助連接元件的幾個不同視圖；圖12A至12C示出形成本發(fā)明結(jié)構(gòu)玩具之一部分的第三種輔助連接元件的幾個不同視圖；圖13A和13B分別是本發(fā)明另一種形式的方形主建筑元件的頂視圖和底視圖；以及圖14是圖6所示連接元件的一種改進型式的頂視圖。
圖1至4的結(jié)構(gòu)玩具在幾個方面類似于前述英國專利說明書2271297中所述的結(jié)構(gòu)玩具。具體而言，如英國專利說明書2271297中所描述的玩具包括中空的三角形和方形建筑塊12、14，它們具有三或四個相同的矩形側(cè)面16，各側(cè)面分別在基本上呈三角形或方形的平面頂端18和底端19之間延伸。頂端18是平坦的且基本上是封閉的，而底端19是敞開的。每個側(cè)面16設(shè)有相同的凹槽20，各凹槽20在頂端18和底端19之間沿側(cè)面的中間垂直延伸。然而，塊12、14未采用25mm的邊而采用30mm的邊，對于年幼的兒童而言，尺寸上的這種增加提高了安全性，因為這使得塊被吞咽下去的可能性更小。
此外，如英國專利說明書2271297中所描述的，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)玩具包括多個塊12、14，其中每個塊優(yōu)選地例如以ABS、丙烯酸塑料、聚苯乙烯或聚丙烯等合適材料模塑成不同顏色，這些塊利用以相同塑料模塑成的細長連接元件連接在一起以形成各種有趣的和/或在視覺上吸引人的三維結(jié)構(gòu)。正是這些連接元件的橫截面形狀以及連接元件在其內(nèi)縱向滑動配合的凹槽20的橫截面形狀構(gòu)成了本發(fā)明結(jié)構(gòu)玩具與英國專利說明書2271297中結(jié)構(gòu)玩具之間的一個主要區(qū)別。
因此，在圖3和圖4中以標號30表示的本發(fā)明的連接元件長30mm，且橫截面為對稱十二角星形狀。于是，主建筑塊12、14中的各凹槽20的截面形狀都基本上與連接元件30的星形截面中六個相鄰角的截面形狀互補，即與連接元件的由平分相對的各對相鄰星角之間的角度的平面所限定的半個截面形狀互補。
如圖2最清楚地示出，連接元件30還包括以標號32示出的中空內(nèi)部。每個中空內(nèi)部32的截面形狀都對應于連接元件外部的十二角星形狀。
由于連接元件30的截面形狀具有十二星角，故而各個角較薄并因此與僅有四個星角的情況相比更具柔性。由于中空的連接元件30之故而使這種提高的柔性進一步得到增強，連接元件30的中空內(nèi)部32的形狀對應于連接元件的外部形狀，這使得連接元件為可稍稍壓扁的。因此，與僅有四個星角的情況相比，主建筑塊12、14上凹槽模塑過程和連接元件30模塑過程的尺寸公差無須如此地十分嚴格，因為星角是柔性的和/或可以稍稍壓扁以適應輕微的尺寸錯配。通過將凹槽20中的對應于連接元件30截面形狀之星角間槽的部分中的峰尖截去，可進一步有助于這種適應。
連接元件30之中空內(nèi)部32的另一種形狀在圖5中示出，截面仍然是十二角星的，但是面積減小了，所以該連接元件與圖3和圖4所示的連接元件相比柔性和可壓扁性稍差，但是仍保留了大部分優(yōu)點且抗彎曲性稍強了些。
連接元件30十二角星截面形狀的另一優(yōu)點在于該元件可以以增加的不同定位方式，即十二種定位方式插入主建筑塊12、14的凹槽20中，定位方式的增加使得更易于插入，尤其是對于年幼的兒童而言。通過將各連接元件30的相對各端部稍稍變尖和/或?qū)⒅鹘ㄖK12、14中各凹槽20的相對各端部稍稍擴大(即逐漸增加其截面積)，可進一步使插入變得容易。連接元件30變尖的相對各端部在圖6A和6B中以標號33示出(為了簡單起見，中空內(nèi)部32以圓形截面示出)。
連接元件十二角星截面形狀的另一優(yōu)點在于它可以起齒輪的作用，一般而言，它從主建筑塊12或14的凹槽伸出的那部分長度提供這種作用。
圖7示出通過連接元件30連接在一起以形成較大幾何形狀的多個三角形和方形主建筑元件12、14，這些形狀無論是抽象的還是代表性的，其種類無疑都是極多的。此外，為了簡單起見，連接元件30的中空內(nèi)部32以圓形截面示出。
圖1至5的連接元件30具有十二角星和同軸設(shè)置的相應形狀的中空內(nèi)部32。在圖8所示的另一個實施方案中，以標號34示出的連接元件具有對稱八角星的截面形狀。主建筑塊12、14中的凹槽20作了相應的改變。連接元件34還具有以標號36表示的中空內(nèi)部，其截面形狀相應于連接元件外部的八角星形狀。因此，連接元件34也是柔性的且可稍稍壓扁，而這又放寬了制造、即模塑主建筑塊12、14和連接元件34必須依照的尺寸公差。但是，連接元件34仍可以與連接元件30相同的方式用作一個齒輪。
對于本發(fā)明的所述實施方案可以作出許多改進。
例如，在極端情況下，連接元件可以具有少至六角星，或者更多個偶數(shù)角星，盡管目前認為十二角星提供了最佳效果(除了將在下文描述的泡沫塑料型玩具的情況)。
此外，除了三角形和方形塊12、14之外，其它形狀例如矩形和六角形的主建筑塊也可提供，主建筑塊中的一些或全部可設(shè)有貫穿其中或局部穿過其間的圓柱形孔，該孔平行于凹槽20且其尺寸可容納連接元件30或34成緊密的滑動配合，總體在英國專利說明書2271297中描述。在圖2中以標號24表示的這些孔在圖9中以標號40表示，而其又在另一個主建筑元件中以標號42表示。
因此，圖9所示的主建筑元件42采用與圖1和2所示三角形塊12和方形塊14的相同高度即30mm的大圓柱體的形式。圓柱元件42在其外表面具有六個等角度間隔開的凹槽44，凹槽平行于圓柱元件42的軸線延伸且成形為可以容納十二角連接元件30或34。所述圓柱元件還具有七個孔40，一個孔與它共軸，六個孔等角度間隔開地圍繞其周面但位于周面內(nèi)部并且交替位于凹槽44之間。
除了采用圓柱形外，孔24和40可根據(jù)需要采用截面基本上與連接元件30或34互補的形狀。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)玩具可包括類似于英國專利說明書2271297中所描述的輔助連接元件?；趫D8中的八角連接元件，不同的三種輔助連接元件分別在圖10-12中示出。因此，在圖10中輔助連接元件以標號50表示，并且包括兩個半連接元件52、54，這兩個半連接元件52、54在其平坦側(cè)面連接在一起且相互成直角地延伸。在圖11中，輔助連接元件以標號60示出，并且包括一個半連接元件62，該半連接元件具有從其平坦側(cè)面的中點垂直伸出的完整連接元件64。在圖12中，輔助連接元件以標號70示出，并且包括四個完整的連接元件72，這些連接元件在一端相互連接并且在一個共同平面上彼此垂直地延伸而形成一個十字交叉。
在另一種特別適合于非常年幼之兒童的改進中，三角形塊12和方形塊14以及連接元件30制成較大的，一般每邊長約6mm，并且例如以多孔聚乙烯等合適的塑料泡沫材料制成實心塊(而不是空心塊)。這導致塊的重量非常輕、剛性相當好以便它們保持輪廓分明的形狀，但可稍微屈服或壓扁。因為塊和連接元件固有地可稍稍壓扁，故而一般截面為六角的連接元件無需是中空的，它們固有的可壓扁性達到了同樣效果。這種型式的玩具甚至可以在浴池中玩，因為塊和連接元件足夠輕而可漂浮，并且塊的輕質(zhì)和可壓扁性確保非常年幼的兒童在該玩具時彼此傷害的可能性極低，即使兒童們投擲這些塊亦然如此。一般而言，這種型式玩具的塊和連接元件是通過將它們從一張塑料泡沫材料板上剪切下來而制成，該板可以根據(jù)需要由兩塊不同顏色的熱粘合在一起的板構(gòu)成，由此制造兩種顏色的塊和連接元件，且因此使得能制造展示顯著顏色對比的模塑和其它結(jié)構(gòu)。
在圖13A和13B所示的另一種改型中，方形建筑塊14通過在其上表面模塑四個直立尖頭80而得以改進(見圖13B)，這些尖頭的形狀、尺寸和位置使得各個塊可以與其它廣泛購得的結(jié)構(gòu)玩具、例如以商標LEGO或DUPLO銷售的玩具的相應塊配合。改進的塊14的中空下側(cè)設(shè)有幾個肋82(見圖13B)，肋的形狀、尺寸和位置得以與類似改進的塊14的尖頭80相配合。根據(jù)需要，連接元件30、34的相對各端部也可設(shè)有類似于尖頭80的尖頭。
此外，圖13所示改型塊的中心孔24不是圓柱形或截面與連接元件30或34完全互補，而是具有六個等角度間隔開的凹槽84，每個凹槽足夠?qū)捯匀菁{連接元件星形截面的兩個相鄰星角。這對于年幼兒童而言更易于插入元件30或34，并且為連接元件角星的撓曲提供了更大的空間。
在圖13所示改型塊14中涉及的另一個改型是其中一個凹槽20由整體模塑的半連接元件86代替，該半連接元件86類似于圖10至12所示的半連接元件52、54。這種改型也可用于三角形塊12，并且使得在不使用連接元件30或34的情況下在塊之間也有至少某些連接件。
圖14示出圖6中連接元件34的一種改進型式，其中該元件中包括十二個齒中一個齒的一部分截面完全省去，因此使截面總體呈C型。這使得連接元件更具柔性和可壓扁性，且因此更易于年幼兒童使用。
最后，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)玩具無需以塑料模塑，它可以用木材、金屬(例如擠壓出的鋁)、陶瓷(一般以陶瓷磚的形式)或混凝土制造?；蛘邽榱诵缕婊虼黉N目的，甚至可以由巧克力、肥皂、冰、面制食品或果凍模塑而成。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)玩具，它包括多個至少兩種不同形式的元件，這些元件可以組裝在一起以形成各種三維結(jié)構(gòu)，所述元件包括以具有多個平坦側(cè)面的建筑塊形式的主元件，其中至少一個所述側(cè)面在其中具有凹槽，該凹槽的嘴部窄于其余部分；以及一個細長的連接元件，它的截面形狀為具有2N個角的對稱星形，其中N是不小于三的整數(shù)，所述連接元件在所述凹槽中滑動配合，其星形截面的任意N個相鄰角卡在凹槽內(nèi)，而另外N個角置在凹槽的外面。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，每個連接元件都是中空的。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，每個連接元件都是中空的，其內(nèi)部截面總體類似于其外部截面，由此使連接元件至少可稍稍壓扁。
4.如上述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，各連接元件的相對各端部都是稍帶錐度的。
5.如上述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，每個主元件中的凹槽的端部都是稍微擴大的。
6.如上述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，N為六。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，N為四。
8.如上述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，各凹槽成形為其截面基本上與連接元件星形截面任意N個相鄰角的截面形狀互補。
9.如上述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，各主元件具有第一和第二基本上平坦的平行端部，各端部由所述側(cè)面相互連接。
10.如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述各側(cè)面垂直于所述端部延伸。
11.如上述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，各主元件的垂直于所述側(cè)面的截面為規(guī)則多邊形的形狀。
12.如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，一些主元件的截面是三角形的。
13.如權(quán)利要求11或12所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，一些主元件的截面是方形的。
14.如權(quán)利要求13所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述三角形和方形主元件的側(cè)面全都是相同寬度的。
15.如上述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，各主要元件具有至少一個其軸線平行于凹槽縱軸線而延伸穿入其中的孔，該孔的截面形狀總體與連接元件互補或者為圓柱形，該圓柱形的直徑使得所述連接元件可緊密滑動配合在其內(nèi)。
16.如權(quán)利要求15所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述圓柱形孔的軸線與元件的中心軸線重合。
17.如上述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述主元件都是中空的，所述平坦端部中的一個封閉而另一個敞開。
18.如上述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)玩具，它還包括輔助連接元件，各輔助連接元件基于半連接元件，所述半連接元件由位于平面一側(cè)的完整連接元件的半個所構(gòu)成，所述平面沿縱向平分該完整連接元件和其截面上各個相對的、在相對的各對相鄰星角之間的夾角。
19.如權(quán)利要求18所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述輔助連接元件包括兩個半連接元件，它們在各平坦側(cè)面的各中點處整體連接且相互以90°延伸。
20.如權(quán)利要求18所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述輔助連接元件包括一個單獨的半連接元件，該半連接元件具有一個與其整體連接并從其平坦側(cè)面中點垂直延伸的完整連接元件。
21.如權(quán)利要求18所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述輔助連接元件包括四個連接元件，這些連接元件在其端部相互連接且在一個共同的平面內(nèi)彼此成直角地延伸以形成一個十字交叉。
22.如上述任一項權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所有的元件都是由一種合適的塑料制成。
23.如權(quán)利要求22所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述元件由選自ABS、丙烯酸塑料、聚苯乙烯或聚丙烯的塑料模塑而成。
24.如權(quán)利要求22所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述塑料是一種泡沫塑料。
25.如權(quán)利要求24所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述泡沫塑料是多孔聚乙烯。
26.如權(quán)利要求24或25所述的結(jié)構(gòu)玩具，其特征在于，所述元件是通過將其從一張泡沫塑料板上切割下來而制成的。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)玩具,它包括多個優(yōu)選為方形和三角形的主建筑塊,所有的建筑塊都在其側(cè)面具有相同的凹槽,各凹槽的嘴部窄于它的其余部分。所述塊借助于連接元件連接在一起,各連接元件的截面形狀為具有2N個角的對稱星形,其中N至少為三。各連接元件在主塊的凹槽中滑動配合,其星形截面的N個相鄰角卡在凹槽內(nèi),而另外N個角位于凹槽外,因此使塊能夠并列地連接起來。
文檔編號A63H33/10GK1193287SQ9619627
公開日1998年9月16日 申請日期1996年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月26日
發(fā)明者J·C·莫特 申請人:莫芬研究有限公司