ИГРУШЕЧНЫЙ КОНСТРУКТОР С ШАРНИРНО СОЕДИНЯЕМЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
TOY CONSTRUCTOR WITH PIVOTALLY CONNECTED ELEMENTS

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.