用於結構模型，特別是組合玩具的結構元件的製作方法

2023-10-11 04:43:14 2

專利名稱:用於結構模型，特別是組合玩具的結構元件的製作方法
本發明涉及到用於結構模型，特別是組合玩具的結構元件，在結構元件1板2的一個面上具有兩列平行的耦合栓7，8行列5、6，在其反面排列有反向耦合機構25，並且規定耦合栓7，8有導電錶面，此表面與排列在反面上的接觸元件19電路相通，並且耦合栓7，8的導電錶面和接觸元件19相互如此地連接，它們組成二條電路上分開的沿著行列5，6的電流導體。
這種類型的結構模型可以從歐洲公告Nr.0，116，519或美國專利Nr4，556，393中知道。具有兩個側板和與此相垂直的板的已知結構元件，在板的一個面上有兩列耦合栓，在另一個面上具有藉助夾緊作用使二個結構元件進行力學耦合的反向耦合管。在每一行列中，每第二個耦合栓有一個導電錶面。而在其中放置的耦合栓是絕緣的。一列中的耦合栓與對面另一列的耦合栓沿著行列方向錯開一個耦合栓。在板的另一面上沿著每個長側板排列一條接觸條，此接觸條與有關行列的導電耦合栓電路相接;接觸條有一個接觸面，它同相鄰耦合的結構元件的導電耦合栓列產生電接觸。由此，在兩個結構元件耦合時，在它的長度方向或與此垂直的方向上有可能使兩條分開的電路迴路有明確的不會短路的連接。
如果用這種已知類型的結構元件組成結構模型時，當結構元件多於二個平面的力學的和電路的相互連接，特別是在這種類型的結構模型的結構中出現一個電流迴路時，那麼就有二個電流迴路短路的危險，而在應用只有二個或三個結構元件時是絕對不會短路的。
本發明的任務是製造一個開始提到的已知類型的結構元件，它能即使大量結構元件在多平面中組成電迴路的相互連接，也能可靠保證二個分開的電流導體絕對不會短路連接。
為了完成本發明任務，開始提到的結構元件類型具有下述特徵，所有的耦合栓7，8具有導電錶面，在每個耦合栓7，8的位置上裝有一條與耦合栓7，8的導電錶面連接的接觸元件19;每行列5，6的每第二個耦合栓7，8的導電錶面和接觸元件電路上相互連接，並且行列5的第二個有關的耦合栓7，8與另一行列6的相應耦合栓沿著行列5，6的方向錯開二個相鄰耦合栓7，8的距離。
令人驚異的是，用具有本發明構造的結構元件，由於耦合栓導電錶面的交叉彎曲布置，附屬它們的接觸元件，大量的結構元件在任意結構中的連接不會造成二個電流導體的短路，因此本發明的結構元件可以由沒有訓練過的應用者，尤其是小孩，均可毫無疑問地製造電流迴路。
下面藉助圖樣說明本發明結構元件的實施例，此結構元件也可工業性生產。
其中圖1根據本發明的結構元件的透視圖，圖2至圖5，按照圖1的組裝順序，結構元件的單個部件的透視圖圖6按照圖2的上蓋板部件的反面圖圖7在圖6中，沿Ⅶ-Ⅶ線的上蓋板部件的縱視圖圖8在圖6中沿Ⅷ-Ⅷ線上蓋板部件的橫斷面圖圖9按照圖5的下基座的上視圖圖10圖5的下基座反面的視圖圖11在圖9中沿Ⅺ-Ⅺ線下基座的縱視圖圖12在圖9中沿Ⅻ-Ⅻ線下基座的橫斷面圖從圖1中可以看到，下面還要詳細說明本發明用於玩具結構元件的實施例，根據它的外形和尺寸，與已有很長時間歷史，註冊為「LEGO」商標名稱的同類型的已知結構單元相比，只有很小的差別。
在圖1中的結構元件具有一個由塑料組成的長方六面體形的向下開放的空心體1，它帶有一個板2和長側板3及短側板4。上板2以已知的方式規定有二排平行的柱狀耦合栓7或8的行列5和6，這是為了所描述的結構元件同一個其它類似的結構元件的空心邊，通過重疊插入能夠進行力學耦合。與已知整塊的由塑料組成的結構元件不同的是在圖1中描述的結構元件中，所有的耦合栓7和8均有金屬導電的表面，這至少包括柱狀耦合栓的外殼表面。正似下面還要詳細討論的，金屬導電的耦合栓以二組相互如此的連接，所有耦合栓7組成第一個電流導體和所有耦合栓8組成第二個電流導體。導電的耦合栓的布置按二個棋盤式布置，即錯開二個相鄰耦合栓的縱向距離組成彎曲導體系統。
根據圖1的結構元件的結構，按組合元件組裝順序，在圖2至圖5中表示單個部件。
依照圖5，最下邊的結構部件是由塑料加工長方六面體的基座9，它製成空心體(圖5中不能看見)。基座9的正面10有不同的孔洞、凹口和凸塊，即有二列槽11，它們沿著並緊靠著基座9的長側邊3排列，它們的位置在縱向方向上與在圖1中的耦合栓7和8的位置相適應。
有二列園孔12，園孔均位於槽11的內部並且均在二槽的中間，另有二個園孔12位於基座部件9的中心線上，靠近短側邊4。
位於沿著基座9的中心線的矩形凹口13，凹口總是位於同一縱列槽的二個相鄰槽11之間小於45°角處，或位於二個縱列槽的二個槽11的對角連接線中，並且凹口13有交替旋轉90°的位置。
有凸塊14，凸塊總是製成成對的形式，並布置在每個凹口13的長邊的中部。
在下面根據圖1的結構元件的其它結構件的描述中還要談到孔洞、凹口和凸塊的目的。
在圖3和圖4中均表示了一個帶狀金屬組織15或16，它包含了在提及的彎曲布置中圖1的製成空心園柱體的耦合栓7或8的一半。耦合栓7，8通過帶狀導體段17(圖3)或18(圖4)相互連接。正如所見到的，耦合栓7的導體段17向上彎曲，耦合栓8的導體段18向下彎曲。此外每個耦合栓7，8的外邊貼有方向向下的舌簧片19，它們的寬度與在基座9(圖5)的槽11的長度相適應，而它們的長度稍許小於基座9的長側邊3的高度。可以見到，依照圖3或圖4的組織15和16能夠用整塊的金屬帶加工而成。
最後在圖2中表示了第4個結構元件，即板狀相對較薄的由塑料組成的蓋板20，此蓋板有與基座9相同的矩形尺寸。蓋板20有孔洞21，它用作插耦合栓7，8(圖1、3、4)和在蓋板的反面上具有錐形終端的栓22，它們的位置和厚度與基座9(圖5)中的孔洞12的位置與厚度相適應。
蓋板20的栓與其它一些元件最好從圖6至圖8中觀察，這些圖表示了蓋板20的反面圖系或在圖6中沿Ⅶ-Ⅶ及Ⅷ-Ⅷ線的斷面。在圖6和圖8中可以見到用於耦合栓7和8的孔洞21及在圖6至圖8中被加工的栓22。此外從圖6中特別可以見到，蓋板20在它的反面，沿中心線，也規定有矩形凹口23，這些凹口均位於同排孔洞的二個相鄰孔洞21的中間小於45°的地方，或雙排孔洞二個孔21的對角線上，此處凹口23有交替旋轉90°的位置。此外在凹口23的兩條長邊上布置有成對的凸塊24。
從圖9至圖12中可以見到基座9的其它元件，並且圖9和圖10表示基座9的正面或反面，圖11和圖12表示沿圖9中Ⅺ-Ⅺ線或Ⅻ-Ⅻ線的斷面。從圖9中見到用於金屬組織15和16(圖3，4)的舌簧片19的槽11、用於蓋板20(圖6至圖8的栓22的孔洞12和帶有側凸塊14的凹口13。在圖10中同樣可以見到槽11和孔洞12。此外從圖10中見到，基座9的反面以已知方法規定有加工成的空心栓25，此空心栓用於耦合栓7，8在二個相同類型的結構元件在互插時作為力學的反耦合構件。依照圖11和圖12可以見到空心栓25、凹口13和凸塊14的斷面形狀。
因此圖6和圖9不僅表示了基座9的正面，也表示了蓋板20的反面，具有相同類型的矩形凹口13或23和位於兩邊的凸塊14或24均在有關結構元件的相同位置上。所不同的是，在基座9上或在蓋板20上的凹口13和23的角度位置，即相互旋轉90°。考慮到這種情況，從圖6和圖9中可以見到，在圖6中表示的蓋板20的反面布置能夠蓋在圖9中表示的基座9的上面。
下面進一步說明上述四個結構元件的組裝情況，即基座9(圖5)帶有耦合栓8(圖4)的金屬組織14，帶有耦合栓7(圖3)的金屬組織15和蓋板20(圖2)。
組裝的第一步將帶有導電空心的耦合栓8和附屬它的舌簧片19的圖4表示的導電組織16插入到圖5的基座9中，其中組織16的舌簧片19插入到基座9的相應槽11中，組織16壓在基座9的正面10上，可以見到，由此向下彎曲的導電組織16的導電段18放入到基座9的凹口13中。
組裝第二步是將帶有導電空心的耦合栓7和附屬它的舌簧片19的圖3表示的導電組織15插入到基座9中，其中組織15的舌簧片19插入到相應的，還空著的基座19的槽11中，組織15也被壓在基座9的正面10上，因為導體組織15與導體組織16的區別只有錯開二個相鄰槽11之間在基座9的縱向的距離，以及組織15的導體段17用向上彎曲代替向下彎曲，所以導體段17放在凸塊14上，這樣交叉的組織16的導體段18與導體段17在空間上和電路上均被隔開了。
第三步和最後一步是，蓋上圖2表示的蓋板20，並且把已經放入到基座9中的導體組織15或16的耦合栓7，8從蓋板20的孔洞21穿出，蓋板20的栓22插入到基座9相應的孔洞12中，由於栓22的錐形端部使插入更加容易，於是從從孔洞中12伸出到基座9的下內面上的舌簧片22與基座9有關的板固定，這些最好藉助超聲波或純熱法進行，藉助超聲波固定舌簧片22時，在舌簧片22插入到基座9的孔洞12中時已經加上超聲波能，因此舌簧片22在孔洞12中移動時就立即發生焊接。在應用純熱法時舌簧片22首先插入到基座9的孔洞12中，隨後在蓋板20和基座9之間的壓力的作用下，放在基座9的內面上的栓22的終端被鉚住。在蓋板20放置在基座9上時，組織15(圖3)的向上彎曲的導體段17進入蓋板20的凹中23(圖6)中，而組織16(圖4)的導體段18放在蓋板20的凸塊24上(圖6)。由此每一個導體段17、18通過相應的凸塊14或24在接納導體段17，18的凹口23或13中被固定，這樣無須藉助在中間放置絕緣塊，而能達到交叉導體段17，18的完善的電路隔開。
可以見到，所敘述的組裝四個部件的步驟可以毫無困難地使用相應的組裝機械自動化和高效率地進行。圖1表示了組裝完畢的結構元件，在其中金屬導電的耦合栓7和8組成各自獨立的電流迴路。
從圖3和圖4中可以見到，導體組織15和16的舌簧片19具有向外的彎曲折邊，它在所描述的組裝後貼緊在基座9的長邊牆3上。舌簧片19是有彈性的，這樣根據圖1的二個結構元件任意相互插入時，一個結構元件的導電耦合7，8和另一個結構元件的有關的舌簧片19之間可以達到可靠的電接觸。因為按照圖1的結構元件1，無論是外形尺寸和耦合栓7，8的布置和尺寸，以及作為反耦合機構的空心栓25(圖10)與相同結構系統的一般結構元件均一致，所以保證了用沒有電流迴路，相同體系的結構元件進行力學上的加固。
通過試驗證明了按圖1的任意數目的結構元件以任意組合的方式的每一種力學組合，一方面均有二個獨立的電流迴路連接，其前提是其中一個結構元件至少有二個導電的耦合栓與相鄰的結構元件接觸，另一方面排除了二個電路的短路。
當然可用其它幾何形狀，例如矩形斷面來代替柱形的耦合栓和反耦合機構。
權利要求
1.用於結構模型，特別為組合玩具的結構元件，在結構元件(1)板(2)的一個面上，具有兩列平行的耦合栓(7，8)行列(5，6)，在其反面排列有反向耦合機構(25)，並且耦合栓(7，8)規定有導電錶面，此表面與排列在反面上的接觸元件(19)電路相通，並且耦合栓(7，8)的導電錶面和接觸元件(19)相互如此地連接，它們組成二條電路上分開的沿著行列(5，6)的電流導體，其特徵是，所有的耦合栓(7，8)有導電錶面；此外，在每個耦合栓(7，8)的位置裝有一條與耦合栓(7，8)的導電錶面連接的接觸元件(19)；每行列(5；6)的每第二個耦合栓(7；8)的導電錶面和接觸元件(19)與另一行列(6；5)的第二個耦合栓(7；8)的導電錶面和接觸元件(19)電路上相互連接，並且行列(5)的第二個有關的耦合栓(7，8)與另一行列(6)的相應耦合栓沿著行列(5，6)的方向錯開二個相鄰耦合栓(7，8)的距離。
2.按照權利要求
1的結構元件，其特徵是耦合栓(7，8)製成金屬的空心體，特別是製成金屬的空心柱體。
3.按照權利要求
1或2的結構元件，其特徵是接觸元件(19)製成舌簧片。
4.按照權利要求
1至3的結構元件，其特徵是，組成相同電流導體的耦合栓(7，8)的導電錶面和(或)接觸元件(19)通過帶狀導體段(17，18)電路是相互連接的。
5.按照權利要求
1的結構元件，其特徵是組成相同電流導體的電路連接的耦合栓(7;8)和接觸元件(19)包括連接的導體段(17;18)均由整塊帶狀金屬帶加工而成。
6.按照權利要求
3和5的結構元件，其特徵是，製成舌簧片的接觸元件(19)有彈性地緊貼在耦合栓(7，8)旁。
7.按照權利要求
4和5的結構元件，其特徵是，屬於相同電流導體的帶狀導體段(17;18)不是向上，就是向下彎曲。
8.按照權利要求
5至7的結構元件，其特徵是，它由一個基座(9)、二個整體電流導體部件(15，16)和一個板狀的蓋板部件(20)組成，並且每個電流導體部件(15;16)具有多個排成二列(5，6)並沿著長度方向錯開的耦合栓(7;8);二個電流導體部件(15，16)的耦合栓(7，8)在每一行列(5，6)中相隔排列;此外基座(9)具有槽(11)，電流導體部件(15，16)的舌簧片(19)插入槽中;蓋板(20)上具有孔洞(21)，耦合栓(7，8)由此伸出。
9.按照權利要求
7和8的結構元件，其特徵是，基座(9)和蓋板(20)的相對面上規定有凹口(13;23)，它們用以容納電流導體部件(16;15)的任意一根彎曲的導體段(17;18)並且還帶有凸塊(14;24)，它們用以使電流導體部件(15)的彎曲導體段(17)與另一個電流導體部件(16)的彎曲導體段(18)分開。
10.按照權利要求
9的結構元件，其特徵是，蓋板(20)在對著基座(9)的面上裝有栓(22)，基座(9)具有相應於栓(22)的孔洞(12)，栓(22)插入孔洞中並被固定。
專利摘要
結構元件在板正面上具有二列的導電耦合栓，耦合栓中，由一排中每第二個耦合栓同在另一列的沿著行列方向錯開的第二個耦合栓結合成二個獨立的電流導體。在每個耦合栓上均裝有一個接觸舌簧片，這些舌簧片均沿測牆插入元件的空心中。結構元件是由4個部件組裝的，一個基座，它帶有用來接納接觸舌簧片的槽；二個插入基座的整體的導體組織；以及一個與基座連接的蓋板，它具有用於耦合栓的孔洞。
文檔編號A63H33/04GK87100979SQ87100979
公開日1987年10月21日 申請日期1987年2月5日
發明者彼得·博利 申請人:莫特萊戈公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan