專利名稱:用于結(jié)構(gòu)模型，特別是組合玩具的結(jié)構(gòu)元件的制作方法
本發(fā)明涉及到用于結(jié)構(gòu)模型，特別是組合玩具的結(jié)構(gòu)元件，在結(jié)構(gòu)元件1板2的一個(gè)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(jī)構(gòu)25，并且規(guī)定耦合栓7，8有導(dǎo)電表面，此表面與排列在反面上的接觸元件19電路相通，并且耦合栓7，8的導(dǎo)電表面和接觸元件19相互如此地連接，它們組成二條電路上分開(kāi)的沿著行列5，6的電流導(dǎo)體。
這種類型的結(jié)構(gòu)模型可以從歐洲公告Nr.0，116，519或美國(guó)專利Nr4，556，393中知道。具有兩個(gè)側(cè)板和與此相垂直的板的已知結(jié)構(gòu)元件，在板的一個(gè)面上有兩列耦合栓，在另一個(gè)面上具有借助夾緊作用使二個(gè)結(jié)構(gòu)元件進(jìn)行力學(xué)耦合的反向耦合管。在每一行列中，每第二個(gè)耦合栓有一個(gè)導(dǎo)電表面。而在其中放置的耦合栓是絕緣的。一列中的耦合栓與對(duì)面另一列的耦合栓沿著行列方向錯(cuò)開(kāi)一個(gè)耦合栓。在板的另一面上沿著每個(gè)長(zhǎng)側(cè)板排列一條接觸條，此接觸條與有關(guān)行列的導(dǎo)電耦合栓電路相接;接觸條有一個(gè)接觸面，它同相鄰耦合的結(jié)構(gòu)元件的導(dǎo)電耦合栓列產(chǎn)生電接觸。由此，在兩個(gè)結(jié)構(gòu)元件耦合時(shí)，在它的長(zhǎng)度方向或與此垂直的方向上有可能使兩條分開(kāi)的電路回路有明確的不會(huì)短路的連接。
如果用這種已知類型的結(jié)構(gòu)元件組成結(jié)構(gòu)模型時(shí)，當(dāng)結(jié)構(gòu)元件多于二個(gè)平面的力學(xué)的和電路的相互連接，特別是在這種類型的結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)一個(gè)電流回路時(shí)，那么就有二個(gè)電流回路短路的危險(xiǎn)，而在應(yīng)用只有二個(gè)或三個(gè)結(jié)構(gòu)元件時(shí)是絕對(duì)不會(huì)短路的。
本發(fā)明的任務(wù)是制造一個(gè)開(kāi)始提到的已知類型的結(jié)構(gòu)元件，它能即使大量結(jié)構(gòu)元件在多平面中組成電回路的相互連接，也能可靠保證二個(gè)分開(kāi)的電流導(dǎo)體絕對(duì)不會(huì)短路連接。
為了完成本發(fā)明任務(wù)，開(kāi)始提到的結(jié)構(gòu)元件類型具有下述特征，所有的耦合栓7，8具有導(dǎo)電表面，在每個(gè)耦合栓7，8的位置上裝有一條與耦合栓7，8的導(dǎo)電表面連接的接觸元件19;每行列5，6的每第二個(gè)耦合栓7，8的導(dǎo)電表面和接觸元件電路上相互連接，并且行列5的第二個(gè)有關(guān)的耦合栓7，8與另一行列6的相應(yīng)耦合栓沿著行列5，6的方向錯(cuò)開(kāi)二個(gè)相鄰耦合栓7，8的距離。
令人驚異的是，用具有本發(fā)明構(gòu)造的結(jié)構(gòu)元件，由于耦合栓導(dǎo)電表面的交叉彎曲布置，附屬它們的接觸元件，大量的結(jié)構(gòu)元件在任意結(jié)構(gòu)中的連接不會(huì)造成二個(gè)電流導(dǎo)體的短路，因此本發(fā)明的結(jié)構(gòu)元件可以由沒(méi)有訓(xùn)練過(guò)的應(yīng)用者，尤其是小孩，均可毫無(wú)疑問(wèn)地制造電流回路。
下面借助圖樣說(shuō)明本發(fā)明結(jié)構(gòu)元件的實(shí)施例，此結(jié)構(gòu)元件也可工業(yè)性生產(chǎn)。
其中圖1根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)元件的透視圖，圖2至圖5，按照?qǐng)D1的組裝順序，結(jié)構(gòu)元件的單個(gè)部件的透視圖圖6按照?qǐng)D2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?qǐng)D5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(xì)說(shuō)明本發(fā)明用于玩具結(jié)構(gòu)元件的實(shí)施例，根據(jù)它的外形和尺寸，與已有很長(zhǎng)時(shí)間歷史，注冊(cè)為“LEGO”商標(biāo)名稱的同類型的已知結(jié)構(gòu)單元相比，只有很小的差別。
在圖1中的結(jié)構(gòu)元件具有一個(gè)由塑料組成的長(zhǎng)方六面體形的向下開(kāi)放的空心體1，它帶有一個(gè)板2和長(zhǎng)側(cè)板3及短側(cè)板4。上板2以已知的方式規(guī)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(jié)構(gòu)元件同一個(gè)其它類似的結(jié)構(gòu)元件的空心邊，通過(guò)重疊插入能夠進(jìn)行力學(xué)耦合。與已知整塊的由塑料組成的結(jié)構(gòu)元件不同的是在圖1中描述的結(jié)構(gòu)元件中，所有的耦合栓7和8均有金屬導(dǎo)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(xì)討論的，金屬導(dǎo)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(gè)電流導(dǎo)體和所有耦合栓8組成第二個(gè)電流導(dǎo)體。導(dǎo)電的耦合栓的布置按二個(gè)棋盤式布置，即錯(cuò)開(kāi)二個(gè)相鄰耦合栓的縱向距離組成彎曲導(dǎo)體系統(tǒng)。
根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu)，按組合元件組裝順序，在圖2至圖5中表示單個(gè)部件。
依照?qǐng)D5，最下邊的結(jié)構(gòu)部件是由塑料加工長(zhǎng)方六面體的基座9，它制成空心體(圖5中不能看見(jiàn))?；?的正面10有不同的孔洞、凹口和凸塊，即有二列槽11，它們沿著并緊靠著基座9的長(zhǎng)側(cè)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(yīng)。
有二列園孔12，園孔均位于槽11的內(nèi)部并且均在二槽的中間，另有二個(gè)園孔12位于基座部件9的中心線上，靠近短側(cè)邊4。
位于沿著基座9的中心線的矩形凹口13，凹口總是位于同一縱列槽的二個(gè)相鄰槽11之間小于45°角處，或位于二個(gè)縱列槽的二個(gè)槽11的對(duì)角連接線中，并且凹口13有交替旋轉(zhuǎn)90°的位置。
有凸塊14，凸塊總是制成成對(duì)的形式，并布置在每個(gè)凹口13的長(zhǎng)邊的中部。
在下面根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)元件的其它結(jié)構(gòu)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(gè)帶狀金屬組織15或16，它包含了在提及的彎曲布置中圖1的制成空心園柱體的耦合栓7或8的一半。耦合栓7，8通過(guò)帶狀導(dǎo)體段17(圖3)或18(圖4)相互連接。正如所見(jiàn)到的，耦合栓7的導(dǎo)體段17向上彎曲，耦合栓8的導(dǎo)體段18向下彎曲。此外每個(gè)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(zhǎng)度相適應(yīng)，而它們的長(zhǎng)度稍許小于基座9的長(zhǎng)側(cè)邊3的高度?？梢砸?jiàn)到，依照?qǐng)D3或圖4的組織15和16能夠用整塊的金屬帶加工而成。
最后在圖2中表示了第4個(gè)結(jié)構(gòu)元件，即板狀相對(duì)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(yīng)。
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(jiàn)到用于耦合栓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(jiàn)到，蓋板20在它的反面，沿中心線，也規(guī)定有矩形凹口23，這些凹口均位于同排孔洞的二個(gè)相鄰孔洞21的中間小于45°的地方，或雙排孔洞二個(gè)孔21的對(duì)角線上，此處凹口23有交替旋轉(zhuǎn)90°的位置。此外在凹口23的兩條長(zhǎng)邊上布置有成對(duì)的凸塊24。
從圖9至圖12中可以見(jiàn)到基座9的其它元件，并且圖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(jiàn)到用于金屬組織15和16(圖3，4)的舌簧片19的槽11、用于蓋板20(圖6至圖8的栓22的孔洞12和帶有側(cè)凸塊14的凹口13。在圖10中同樣可以見(jiàn)到槽11和孔洞12。此外從圖10中見(jiàn)到，基座9的反面以已知方法規(guī)定有加工成的空心栓25，此空心栓用于耦合栓7，8在二個(gè)相同類型的結(jié)構(gòu)元件在互插時(shí)作為力學(xué)的反耦合構(gòu)件。依照?qǐng)D11和圖12可以見(jiàn)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和位于兩邊的凸塊14或24均在有關(guān)結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)90°?？紤]到這種情況，從圖6和圖9中可以見(jiàn)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(jìn)一步說(shuō)明上述四個(gè)結(jié)構(gòu)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(dǎo)電空心的耦合栓8和附屬它的舌簧片19的圖4表示的導(dǎo)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(yīng)槽11中，組織16壓在基座9的正面10上，可以見(jiàn)到，由此向下彎曲的導(dǎo)電組織16的導(dǎo)電段18放入到基座9的凹口13中。
組裝第二步是將帶有導(dǎo)電空心的耦合栓7和附屬它的舌簧片19的圖3表示的導(dǎo)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(yīng)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?yàn)閷?dǎo)體組織15與導(dǎo)體組織16的區(qū)別只有錯(cuò)開(kāi)二個(gè)相鄰槽11之間在基座9的縱向的距離，以及組織15的導(dǎo)體段17用向上彎曲代替向下彎曲，所以導(dǎo)體段17放在凸塊14上，這樣交叉的組織16的導(dǎo)體段18與導(dǎo)體段17在空間上和電路上均被隔開(kāi)了。
第三步和最后一步是，蓋上圖2表示的蓋板20，并且把已經(jīng)放入到基座9中的導(dǎo)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(yīng)的孔洞12中，由于栓22的錐形端部使插入更加容易，于是從從孔洞中12伸出到基座9的下內(nèi)面上的舌簧片22與基座9有關(guān)的板固定，這些最好借助超聲波或純熱法進(jìn)行，借助超聲波固定舌簧片22時(shí)，在舌簧片22插入到基座9的孔洞12中時(shí)已經(jīng)加上超聲波能，因此舌簧片22在孔洞12中移動(dòng)時(shí)就立即發(fā)生焊接。在應(yīng)用純熱法時(shí)舌簧片22首先插入到基座9的孔洞12中，隨后在蓋板20和基座9之間的壓力的作用下，放在基座9的內(nèi)面上的栓22的終端被鉚住。在蓋板20放置在基座9上時(shí)，組織15(圖3)的向上彎曲的導(dǎo)體段17進(jìn)入蓋板20的凹中23(圖6)中，而組織16(圖4)的導(dǎo)體段18放在蓋板20的凸塊24上(圖6)。由此每一個(gè)導(dǎo)體段17、18通過(guò)相應(yīng)的凸塊14或24在接納導(dǎo)體段17，18的凹口23或13中被固定，這樣無(wú)須借助在中間放置絕緣塊，而能達(dá)到交叉導(dǎo)體段17，18的完善的電路隔開(kāi)。
可以見(jiàn)到，所敘述的組裝四個(gè)部件的步驟可以毫無(wú)困難地使用相應(yīng)的組裝機(jī)械自動(dòng)化和高效率地進(jìn)行。圖1表示了組裝完畢的結(jié)構(gòu)元件，在其中金屬導(dǎo)電的耦合栓7和8組成各自獨(dú)立的電流回路。
從圖3和圖4中可以見(jiàn)到，導(dǎo)體組織15和16的舌簧片19具有向外的彎曲折邊，它在所描述的組裝后貼緊在基座9的長(zhǎng)邊墻3上。舌簧片19是有彈性的，這樣根據(jù)圖1的二個(gè)結(jié)構(gòu)元件任意相互插入時(shí)，一個(gè)結(jié)構(gòu)元件的導(dǎo)電耦合7，8和另一個(gè)結(jié)構(gòu)元件的有關(guān)的舌簧片19之間可以達(dá)到可靠的電接觸。因?yàn)榘凑請(qǐng)D1的結(jié)構(gòu)元件1，無(wú)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(jī)構(gòu)的空心栓25(圖10)與相同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)元件均一致，所以保證了用沒(méi)有電流回路，相同體系的結(jié)構(gòu)元件進(jìn)行力學(xué)上的加固。
通過(guò)試驗(yàn)證明了按圖1的任意數(shù)目的結(jié)構(gòu)元件以任意組合的方式的每一種力學(xué)組合，一方面均有二個(gè)獨(dú)立的電流回路連接，其前提是其中一個(gè)結(jié)構(gòu)元件至少有二個(gè)導(dǎo)電的耦合栓與相鄰的結(jié)構(gòu)元件接觸，另一方面排除了二個(gè)電路的短路。
當(dāng)然可用其它幾何形狀，例如矩形斷面來(lái)代替柱形的耦合栓和反耦合機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.用于結(jié)構(gòu)模型，特別為組合玩具的結(jié)構(gòu)元件，在結(jié)構(gòu)元件(1)板(2)的一個(gè)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(jī)構(gòu)(25)，并且耦合栓(7，8)規(guī)定有導(dǎo)電表面，此表面與排列在反面上的接觸元件(19)電路相通，并且耦合栓(7，8)的導(dǎo)電表面和接觸元件(19)相互如此地連接，它們組成二條電路上分開(kāi)的沿著行列(5，6)的電流導(dǎo)體，其特征是，所有的耦合栓(7，8)有導(dǎo)電表面；此外，在每個(gè)耦合栓(7，8)的位置裝有一條與耦合栓(7，8)的導(dǎo)電表面連接的接觸元件(19)；每行列(5；6)的每第二個(gè)耦合栓(7；8)的導(dǎo)電表面和接觸元件(19)與另一行列(6；5)的第二個(gè)耦合栓(7；8)的導(dǎo)電表面和接觸元件(19)電路上相互連接，并且行列(5)的第二個(gè)有關(guān)的耦合栓(7，8)與另一行列(6)的相應(yīng)耦合栓沿著行列(5，6)的方向錯(cuò)開(kāi)二個(gè)相鄰耦合栓(7，8)的距離。
2.按照權(quán)利要求
1的結(jié)構(gòu)元件，其特征是耦合栓(7，8)制成金屬的空心體，特別是制成金屬的空心柱體。
3.按照權(quán)利要求
1或2的結(jié)構(gòu)元件，其特征是接觸元件(19)制成舌簧片。
4.按照權(quán)利要求
1至3的結(jié)構(gòu)元件，其特征是，組成相同電流導(dǎo)體的耦合栓(7，8)的導(dǎo)電表面和(或)接觸元件(19)通過(guò)帶狀導(dǎo)體段(17，18)電路是相互連接的。
5.按照權(quán)利要求
1的結(jié)構(gòu)元件，其特征是組成相同電流導(dǎo)體的電路連接的耦合栓(7;8)和接觸元件(19)包括連接的導(dǎo)體段(17;18)均由整塊帶狀金屬帶加工而成。
6.按照權(quán)利要求
3和5的結(jié)構(gòu)元件，其特征是，制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(quán)利要求
4和5的結(jié)構(gòu)元件，其特征是，屬于相同電流導(dǎo)體的帶狀導(dǎo)體段(17;18)不是向上，就是向下彎曲。
8.按照權(quán)利要求
5至7的結(jié)構(gòu)元件，其特征是，它由一個(gè)基座(9)、二個(gè)整體電流導(dǎo)體部件(15，16)和一個(gè)板狀的蓋板部件(20)組成，并且每個(gè)電流導(dǎo)體部件(15;16)具有多個(gè)排成二列(5，6)并沿著長(zhǎng)度方向錯(cuò)開(kāi)的耦合栓(7;8);二個(gè)電流導(dǎo)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(dǎo)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(quán)利要求
7和8的結(jié)構(gòu)元件，其特征是，基座(9)和蓋板(20)的相對(duì)面上規(guī)定有凹口(13;23)，它們用以容納電流導(dǎo)體部件(16;15)的任意一根彎曲的導(dǎo)體段(17;18)并且還帶有凸塊(14;24)，它們用以使電流導(dǎo)體部件(15)的彎曲導(dǎo)體段(17)與另一個(gè)電流導(dǎo)體部件(16)的彎曲導(dǎo)體段(18)分開(kāi)。
10.按照權(quán)利要求
9的結(jié)構(gòu)元件，其特征是，蓋板(20)在對(duì)著基座(9)的面上裝有栓(22)，基座(9)具有相應(yīng)于栓(22)的孔洞(12)，栓(22)插入孔洞中并被固定。
專利摘要
結(jié)構(gòu)元件在板正面上具有二列的導(dǎo)電耦合栓，耦合栓中，由一排中每第二個(gè)耦合栓同在另一列的沿著行列方向錯(cuò)開(kāi)的第二個(gè)耦合栓結(jié)合成二個(gè)獨(dú)立的電流導(dǎo)體。在每個(gè)耦合栓上均裝有一個(gè)接觸舌簧片，這些舌簧片均沿測(cè)墻插入元件的空心中。結(jié)構(gòu)元件是由4個(gè)部件組裝的，一個(gè)基座，它帶有用來(lái)接納接觸舌簧片的槽；二個(gè)插入基座的整體的導(dǎo)體組織；以及一個(gè)與基座連接的蓋板，它具有用于耦合栓的孔洞。
文檔編號(hào)A63H33/04GK87100979SQ87100979
公開(kāi)日1987年10月21日 申請(qǐng)日期1987年2月5日
發(fā)明者彼得·博利 申請(qǐng)人:莫特萊戈公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan