Игрушечный конструктор с шарнирно соединяемыми элементами

Настоящее изобретение относится к игрушечному конструктору и соединяемой детали. Игрушечный конструктор (10) содержит множество соединяемых деталей. Каждая из соединяемых деталей содержит по меньшей мере один соединительный элемент (12). Каждый из соединительных элементов (12) содержит поворотный втулочный элемент (20), имеющий первую поверхность (22) и противоположную ей вторую поверхность (24). В обеих поверхностях (22, 24) поворотного втулочного элемента (20) выполнены фиксаторы (30). Каждое из двух плеч (32) вилки соединено с поворотным втулочным элементом (20). От внутренних поверхностей (36) проходят выступы (44), которые имеют размер, обеспечивающий возможность вхождения в один из фиксаторов (30). Плечи (32) вилки отделены друг от друга промежутками (34, 46). Каждый из промежутков (34, 46) имеет размер, обеспечивающий возможность вмещения и удержания поворотного втулочного элемента (20) другой детали, причем поворотные втулочные элементы (20) всех деталей имеют одинаковую форму и размер. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Ссылка на родственные заявки

Эта заявка является частичным продолжением одновременно рассматриваемой международной заявки PCT/US 2016/058320, поданной 21 октября 2016, которая испрашивает приоритет заявки US 14/922105, поданной 23 октября 2015, в настоящее время выданного патента US 9782688. Эта заявка также испрашивает приоритет инновационного патента Австралии 2017100326, зарегистрированного 21 марта 2017.

Область техники, к которой относится изобретение

В общем настоящее изобретение относится к элементам игрушечного конструктора, выполненным с возможностью соединения в цепи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к элементам игрушечного конструктора, которые могут перемещаться относительно других соединенных деталей после их сборки в конструкцию.

Уровень техники

Игрушечные конструкторы с соединяющимися пластиковыми частями хорошо известны в игрушечной промышленности. Большинство таких конструкторов содержат неподвижно соединяющиеся блоки. В качестве примера таких блоков можно привести серии блоков конструктора от компании Lego®. Другие конструкторы включают части, соединяющиеся при помощи шарниров. Таким образом, части могут быть соединены в гибкие цепи. Такие конструкторы представлены в патенте US 5172534 автора Milner, озаглавленном «Соединяемые в цепь строительные блоки».

Игрушечный конструктор, описанный в патенте US 5172534, был запущен в серийное производство и продается под товарным знаком Klixx® в течение двух последних десятилетий. В настоящее время товарным знаком Klixx® владеет компания КМА Concepts, заявитель настоящей заявки.

Основное достоинство линейки игрушек Klixx® состоит в том, что отдельные элементы соединяются, образуя гибкую цепь. Каждый из элементов служит звеном в цепи. Таким образом, любой из элементов может быть соединен только с двумя другими элементами, по одному сзади и спереди. Полученная цепь может быть согнута с образованием множества форм, но доступное множество форм является конечным. Кроме того, в точках соединения между элементами игрушка имеет низкую конструкционную прочность. Вследствие этого, большие цепные конструкции имеют склонность к сгибанию и разрушению под собственным весом, если из них образовано много трехмерных форм.

Настоящее изобретение является усовершенствованием конструкции игрушки, представленной в патенте US 5172534. В соответствии с настоящим изобретением, конструкция элементов игрушки изменена, чтобы обеспечить возможность соединения друг с другом более трех элементов. Таким образом, игрушечный конструктор не ограничен созданием гибких цепей. Напротив, элементы игрушечного конструктора могут образовывать трехмерные конструкции, в которых эти элементы расходятся от общих точек во множестве разных направлений. Прочность соединения между элементами также улучшена, обеспечивая сохранение формы большими конструкциями. Это позволяет построить из игрушечного конструктора бесконечное количество форм и обеспечивает возможность регулировки частей в конструкции, когда это необходимо. Усовершенствованная конструкция будет описана ниже и в прилагаемой формуле изобретения.

Раскрытие сущности изобретения

Настоящее изобретение относится к игрушечному конструктору, содержащему множество соединяемых деталей. Каждая из этих соединяемых деталей содержит по меньшей мере один соединительный элемент. Количество соединительных элементов в разных деталях может быть разным.

Каждый из соединительных элементов включает в себя поворотный втулочный элемент. Поворотный втулочный элемент имеет первую поверхность и противоположную ей вторую поверхность, разделенные общей боковой стенкой. Первая и вторая поверхности параллельны друг другу.

В первой и второй поверхностях поворотного втулочного элемента выполнены фиксаторы. Фиксаторы расположены по радиальной схеме.

С поворотным втулочным элементом соединено первое плечо (или зубец) вилки. Первое плечо вилки имеет первую внутреннюю поверхность и первую наружную поверхность. Первая внутренняя и первая наружная поверхности расположены перпендикулярно первой и второй поверхностям поворотного втулочного элемента.

От первой внутренней поверхности первого плеча вилки проходит первый выступ. Выступ имеет размер, обеспечивающий возможность вхождения в один из фиксаторов.

Аналогичным образом, от поворотного втулочного элемента проходит второе плечо вилки. Второе плечо вилки имеет вторую внутреннюю и вторую наружную поверхности, причем эти поверхности проходят перпендикулярно первой и второй поверхностям поворотного втулочного элемента.

Первый промежуток отделяет первую внутреннюю поверхность первого плеча вилки от второй внутренней поверхности второго плеча вилки. Если деталь содержит более одного соединительного элемента, то между этими соединительными элементами также имеется дополнительный промежуток. Каждый из промежутков имеет размер, обеспечивающий возможность вмещения и удержания поворотного втулочного элемента другой детали, причем поворотные втулочные элементы всех деталей имеют одинаковую форму и размер.

Краткое описание чертежей

Лучше понять настоящее изобретение позволит описание приведенного в качестве примера одного из предпочтительных вариантов его осуществления, которое будет приведено ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 представлен игрушечный конструктор, содержащий множество разных типов деталей, причем каждый тип деталей содержит одинаковые соединительные элементы.

На фиг. 2 представлен вид сбоку детали первого типа, содержащей один соединительный элемент.

На фиг. 3 представлен вид спереди детали первого типа.

На фиг. 4 представлен вид в аксонометрии детали первого типа.

На фиг. 5 представлен вид спереди детали второго типа, содержащей два соединительных элемента.

На фиг. 6 представлен вид в аксонометрии детали второго типа.

На фиг. 7 представлен вид в аксонометрии узла, содержащего детали разных типов.

На фиг. 8 представлен вид спереди полной конструкции, содержащей детали разных типов.

Осуществление изобретения

Игрушечный конструктор согласно настоящему изобретению содержит множество деталей. Разные детали могут быть выполнены по-разному. Однако каждая из деталей содержит общий соединительный элемент. Количество соединительных элементов изменяется от детали к детали. Для целей иллюстрации и описания представлено только несколько предпочтительных конфигураций этих деталей. Представлены некоторые детали в соответствии с наиболее предпочтительными вариантами осуществления. Однако представленные здесь детали являются лишь примерами и не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения, заявленный в прилагаемой формуле изобретения.

На фиг. 1 представлены показанные в качестве примера детали, составляющие игрушечный конструктор 10. Все детали игрушечного конструктора 10 содержат один или более соединительных элементов 12. Все соединительные элементы 12 являются одинаковыми. Однако разные детали содержат разное количество соединительных элементов 12, сформованных (отлитых) вместе.

Первая деталь 14 игрушечного конструктора 10 состоит из одного соединительного элемента 12. Конструкция соединительного элемента 12 описана ниже. Вторая деталь 16 игрушечного конструктора 10 содержит два соединительных элемента 12. На фиг. 1 представлены два соединительных элемента 12, соединенных бок о бок. Однако могут использоваться и другие ориентации. Следующие детали 18 могут содержать любое количество (N) соединительных элементов 12, причем все эти соединительные элементы 12 объединены в одну деталь. Все соединительные элементы 12 во всех деталях 14, 16, 18 имеют одинаковую конструкцию. Единственной разницей между деталями 14, 16, 18 является количество соединительных элементов 12, отлитых в виде одной детали.

На фиг. 2, 3 и 4 представлена первая деталь 14, содержащая один соединительный элемент 12. Соединительный элемент 12 содержит поворотный втулочный элемент 20. Поворотный втулочный элемент 20 содержит две поверхности 22, 24, расположенные на противоположных сторонах поворотного втулочного элемента 20 и лежащие в параллельных плоскостях. Две параллельные поверхности 22, 24 являются зеркальными отражениями друг друга и соединены полигональной боковой поверхностью 26. Две параллельные поверхности 22, 24 разнесены за счет толщины поворотного втулочного элемента 20, которая соответствует ширине полигональной боковой поверхности 26. На обеих параллельных поверхностях 22, 24 вблизи от их центра, выполнено круглое столбчатое углубление 28. Два столбчатых углубления 28 являются концентрическими и отделены друг от друга остальной толщиной поворотного втулочного элемента 20.

Кроме того, в каждой из параллельных поверхностей 22, 24 вокруг столбчатых углублений 28 выполнено множество радиальных фиксаторов 30.

Радиальные фиксаторы 30 окружают столбчатое углубления 28 по радиальной схеме, причем по меньшей мере один радиальный фиксатор 30 появляется каждые 15-90 градусов вокруг столбчатого углубления 28.

Два плеча 32 вилки проходят от поворотного втулочного элемента 20. Два плеча 32 вилки проходят в параллельных плоскостях, перпендикулярных поверхностям 22, 24 поворотного втулочного элемента 20. Два плеча 32 вилки отделены друг от друга промежутком 34. Промежуток 34 имеет размер, обеспечивающий возможность вмещения поворотного втулочного элемента 20 другого соединительного элемента 12 с небольшим натягом. Таким образом, промежуток 34 между двумя плечами 32 вилки равен ширине поворотного втулочного элемента 20 или чуть меньше.

Каждое плечо 32 вилки содержит внутреннюю плоскую поверхность 36 и противоположную ей наружную плоскую поверхность 38. Внутренняя плоская поверхность 36 обращена к промежутку 34. Наружная плоская поверхность 38 обращена от промежутка 34. Внутренние плоские поверхности 36 и наружные плоские поверхности 38 двух плеч 32 вилки параллельны друг другу. Два внутренних столбчатых выступа 40 проходят в промежуток 34 от двух внутренних плоских поверхностей 36 плеч 32 вилки. Аналогично, два наружных столбчатых выступа 42 проходят в направлении от промежутка 34 от двух наружных плоских поверхностей 38 плеч 32 вилки. Внутренние столбчатые выступы 40 и наружные столбчатые выступы 42 имеют размер, обеспечивающий возможность вхождения в столбчатые углубления 28 другого соединительного элемента 12.

Кроме того, удлиненный выступ 44 проходит от внутренней плоской поверхности 36 плеч 32 вилки в промежуток 34. Удлиненный выступ 44 проходит радиально от внутреннего столбчатого выступа 40. Удлиненного выступ 44 имеет размер, обеспечивающий возможность вхождения в радиальный фиксатор 30 других соединительных элементов 12.

На фиг. 5 и 6 можно видеть, что вторая деталь 16 образована путем соединения двух соединительных элементов 12А, 12В. При соединении двух соединительных элементов 12А, 12В между плечами 32 вилки разных соединительных элементов 12А, 12В образуется второй промежуток 46. Промежуток 46 между соединительными элементами 12А, 12В идентичен промежутку 34 между плечами 32 вилки любого одного соединительного элемента. Таким образом, деталь, содержащая два соединительных элемента 12А, 12В, образует три промежутка. Каждый из промежутков 34, 46 имеет размер, обеспечивающий возможность соединения поворотного втулочного элемента 20 с другой деталью.

Если деталь содержит (N) соединительных элементов 12, то эта же деталь будет содержать (N+1) промежутков.

Если посмотреть на фиг. 7 и 8 вместе с предыдущими чертежами, то можно видеть, что соединительные элементы 12 между любыми двумя деталями могут механически соединяться. Соединительные элементы 12 соединяются путем проведения поворотного втулочного элемента 20 соединительного элемента 12 первой детали в промежуток 34, 46 между плечами 32 вилки другой детали. При контакте образуется небольшой натяг. Таким образом, два плеча 32 вилки одной детали должны слегка раздвинуться, образуя проход для поворотного втулочного элемента 20 другой детали. Когда поворотный втулочный элемент 20 входит в один из промежутков 34, 46, внутренние столбчатые выступы 40 или наружные столбчатые выступы 42 одной детали защелкиваются в столбчатых углублениях 28 поворотного втулочного элемента 20 другой детали.

После соединения деталей образуется шарнирное соединение, позволяющее соединительному элементу 12 первой детали вращаться относительно соединительного элемента 12 другой детали, и наоборот. Когда соединительный элемент 12 первой детали вращается относительно соединительного элемента 12 второй детали, удлиненные выступы 44 плеч 32 вилки поворачиваются внутрь различных радиальных фиксаторов 30 и наружу из этих радиальных фиксаторов поворотного втулочного элемента 20. Это препятствует любому вращательному движению и требует приложения пороговой силы между деталями для вращения одной детали относительно другой. Когда одна деталь перемещается относительно другой, удлиненный выступ 44 издает слышимые щелчки при перемещении из одного радиального фиксатора 30 в другой. Таким образом, ясно, что столбчатое углубление 28 является элементом первой детали, стыкующимся со столбчатым выступом 40 второй детали. Таким же образом, радиальные фиксаторы 30 первой детали являются элементами, стыкующимися с удлиненным выступом 44 второй детали. Это создает прочное, стабильное соединение, которое не может разъединиться или повернуться само по себе, но которое легко намеренно разъединить и повернуть вручную.

Детали с одним соединительным элементом 12 можно соединить с образованием длинных цепей. Детали большего размера с множеством соединительных элементов могут быть добавлены к конструкции в любой точке. Это обеспечивает возможность расширения конструкции во множество цепей, проходящих в множестве направлений. На фиг. 7 и 8 можно видеть, что путем объединения деталей, содержащих множество соединительных элементов 12, можно создавать сложные формы и конструкции. Соединение радиальных фиксаторов 30 с удлиненными выступами 44 не позволяет шарнирному соединению между любыми двумя деталями перемещаться под собственным весом конструкции. Это позволяет создавать большие конструкции без потери их устойчивости.

Должно быть ясно, что представленный на чертежах и описанный вариант осуществления настоящего изобретения приведен только в качестве примера, и специалист в данной области техники может предложить множество изменений в этот вариант осуществления. Все такие варианты осуществления подразумеваются включенными в объем настоящего изобретения, заданный прилагаемой формулой изобретения.

1. Игрушечный конструктор, содержащий множество соединяемых деталей, причем каждая из указанных соединяемых деталей содержит по меньшей мере один соединительный элемент, причем каждый соединительный элемент содержит:

поворотный втулочный элемент, имеющий первую поверхность и противоположную ей вторую поверхность, причем указанная первая поверхность и указанная вторая поверхность параллельны;

фиксаторы, выполненные на первой поверхности и второй поверхности поворотного втулочного элемента, причем указанные фиксаторы расположены по радиальной схеме;

первое плечо вилки, соединенное с поворотным втулочным элементом, причем указанное первое плечо вилки имеет первую внутреннюю поверхность и первую наружную поверхность, причем указанная первая внутренняя поверхность и указанная первая наружная поверхность расположены перпендикулярно первой поверхности поворотного втулочного элемента;

первый выступ, проходящий от первой внутренней поверхности первого плеча вилки, причем указанный первый выступ имеет размер, обеспечивающий возможность вхождения в один из фиксаторов;

второе плечо вилки, соединенное с поворотным втулочным элементом, причем указанное второе плечо вилки имеет вторую внутреннюю поверхность и вторую наружную поверхность, причем указанная вторая внутренняя поверхность и указанная вторая наружная поверхность расположены перпендикулярно первой поверхности поворотного втулочного элемента, и

первый промежуток, отделяющий первую внутреннюю поверхность первого плеча вилки от второй внутренней поверхности второго плеча вилки, причем первый выступ проходит в первый промежуток, причем первый промежуток имеет размер, обеспечивающий возможность вмещения и удержания поворотного втулочного элемента.

2. Игрушечный конструктор по п. 1, в котором некоторые из множества соединяемых деталей содержат разное количество соединительных элементов.

3. Игрушечный конструктор по п. 1, в котором некоторые из множества соединяемых деталей содержат первый соединительный элемент и второй соединительный элемент, соединенные в одну деталь.

4. Игрушечный конструктор по п. 3, в котором между первым соединительным элементом и вторым соединительным элементом расположен второй промежуток, причем второй промежуток имеет размер, обеспечивающий возможность вмещения и удержания поворотного втулочного элемента.

5. Игрушечный конструктор по п. 1, дополнительно содержащий столбчатые углубления, выполненные концентрично в первой поверхности и второй поверхности поворотного втулочного элемента.

6. Игрушечный конструктор по п. 5, дополнительно содержащий столбчатые выступы, проходящие от первой внутренней поверхности и первой наружной поверхности первого плеча вилки, причем указанные столбчатые выступы имеют размер, обеспечивающий возможность вхождения в столбчатые углубления.

7. Игрушечный конструктор по п. 6, в котором указанные столбчатые выступы дополнительно проходят от второй внутренней поверхности и второй наружной поверхности второго плеча вилки, причем указанные столбчатые выступы имеют размер, обеспечивающий возможность вхождения в столбчатые углубления.

8. Игрушечный конструктор по п. 1, в котором поворотный втулочный элемент содержит полигональную боковую поверхность, разделяющую первую поверхность и вторую поверхность.

9. Игрушечный конструктор, содержащий множество соединяемых деталей, причем по меньшей мере некоторые из указанных соединяемых деталей содержат по меньшей мере два соединительных элемента, причем каждый из указанных соединительных элементов содержит:

поворотный втулочный элемент, имеющий первую поверхность и противоположную ей вторую поверхность, причем указанная первая поверхность и указанная вторая поверхность расположены параллельно;

первое плечо вилки, соединенное с поворотным втулочным элементом, причем указанное первое плечо вилки имеет первую внутреннюю поверхность и первую наружную поверхность, причем указанная первая внутренняя поверхность и указанная первая наружная поверхность расположены перпендикулярно первой поверхности поворотного втулочного элемента;

второе плечо вилки, соединенное с поворотным втулочным элементом, причем указанное второе плечо вилки имеет вторую внутреннюю поверхность и вторую наружную поверхность, причем указанная вторая внутренняя поверхность и указанная вторая наружная поверхность расположены перпендикулярно первой поверхности поворотного втулочного элемента, и

первый промежуток, отделяющий первую внутреннюю поверхность первого плеча вилки от второй внутренней поверхности второго плеча вилки, причем первый промежуток имеет размер, обеспечивающий возможность вмещения и удержания поворотного втулочного элемента.

10. Игрушечный конструктор по п. 9, в котором по меньшей мере два соединительных элемента включают в себя первый соединительный элемент и второй соединительный элемент, каждый из которых имеет первую поверхность на поворотном втулочном элементе, причем указанные первые поверхности расположены в одной плоскости.

11. Игрушечный конструктор по п. 10, в котором между первым соединительным элементом и вторым соединительным элементом расположен второй промежуток, причем второй промежуток имеет размер, обеспечивающий возможность вмещения и удержания поворотного втулочного элемента.

12. Игрушечный конструктор по п. 9, дополнительно содержащий фиксаторы, выполненные на первой поверхности и второй поверхности поворотного втулочного элемента, причем указанные фиксаторы расположены по радиальной схеме.

13. Игрушечный конструктор по п. 12, дополнительно содержащий первый выступ, проходящий от первой внутренней поверхности первого плеча вилки, причем указанный выступ имеет размер, обеспечивающий возможность вхождения в один из фиксаторов.

14. Игрушечный конструктор по п. 9, дополнительно содержащий столбчатые углубления, выполненные концентрично в первой поверхности и второй поверхности поворотного втулочного элемента.

15. Игрушечный конструктор по п. 14, дополнительно содержащий столбчатые выступы, проходящие от первой внутренней поверхности и первой наружной поверхности первого плеча вилки, причем указанные столбчатые выступы имеют размер, обеспечивающий возможность вхождения в столбчатые углубления.

16. Игрушечный конструктор по п. 15, в котором указанные столбчатые выступы дополнительно проходят от второй внутренней поверхности и второй наружной поверхности второго плеча вилки, причем указанные столбчатые выступы имеют размер, обеспечивающий возможность вхождения в столбчатые углубления.

17. Соединяемая деталь для использования в игрушечном конструкторе, содержащая:

первый поворотный втулочный элемент;

второй поворотный втулочный элемент;

первое плечо вилки, соединенное с первым поворотным втулочным элементом;

второе плечо вилки, соединенное с первым поворотным втулочным элементом;

третье плечо вилки, соединенное со вторым поворотным втулочным элементом;

четвертое плечо вилки, соединенное со вторым поворотным втулочным элементом;

первый промежуток, отделяющий первое плечо вилки от второго плеча вилки, причем первый промежуток имеет размер, обеспечивающий возможность вмещения и удержания первого поворотного втулочного элемента;

второй промежуток, отделяющий второе плечо вилки от третьего плеча вилки, причем второй промежуток имеет размер, обеспечивающий возможность вмещения и удержания первого поворотного втулочного элемента, и

третий промежуток, отделяющий третье плечо вилки от четвертого плеча вилки, причем третий промежуток имеет размер, обеспечивающий возможность вмещения и удержания первого поворотного втулочного элемента.

18. Соединяемая деталь по п. 17, в которой первое плечо вилки, второе плечо вилки, третье плечо вилки и четвертое плечо вилки проходят параллельно в одном направлении.