CN102740936B - 自稳定拼图玩具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有至少两个拼图块（10）的拼图玩具，每个拼图块均具有：上面（12）；下面（14）；周界边缘（16）；周界边缘区段（22、23），所述周界边缘区段面对另一拼图块的周界边缘区段；以及至少一个连接区域（18），为凹入部（19）或延伸部（20）的形状，所述连接区域设有至少一个底切口（21）且形状设计为可与相应的另一拼图块的面对周界边缘区段的连接区域中的延伸部或凹入部。为了稳定拼图块的组合，首先，互相面对的周界边缘区段中的每一个在连接区域的两侧上并且远离连接区域均设有至少一个周界边缘部分（24），沿着所述至少一个周界边缘部分，在横截面中观看时，所述周界边缘的路线在上面与下面之间的延伸范围的至少部分上通过形成于两条直线（α、β）之间的二维角度的等分线确定，其中所述两条直线在等分线上相交，并且经过两个拼图块的互相面对的周界边缘区段的相关联的一个的上端点到达同一拼图块的相对周界边缘的上端点。接着，当拼图块沿着互相面对的周界边缘区段接合在一起时，两个拼图块之间的接触仅在所述周界边缘部分上以及在所述底切口或每个底切口的区域中发生。

Description

自稳定拼图玩具

技术领域

本发明涉及一种拼图玩具（jigsaw puzzle）。所提到的这类型的拼图玩具几乎对于每个人都是已知的；这类型的拼图玩具以扁平的二维设计的形式存在，且最近也以三维形式存在，例如以球形。

背景技术

在由纸板（cardboard）材料（所述纸板材料构成全部拼图玩具的大部分）制成的拼图玩具的情况下，单个拼图块（puzzle piece）由冲压操作生成，并因此沿着单个拼图块的连接边缘在接合在一起的状态下具有或大或小的游隙。例如，很多常规的二维拼图玩具因此不能在组装状态下被抬起，因为单个拼图块在试图提起的期间会再次互相分离。

还已知的是，三维自支撑拼图玩具在所有拼图块都处于组装状态下时会形成空心体，例如球体。在这种拼图玩具的情况下，单个拼图块通常由塑料通过注射模塑制成。术语“自支撑”在此是指拼图块组装后所产生的空心体没有要固定拼图块或者制成拼图块的独立支撑结构。为了使这种拼图玩具自支撑，在单个拼图块的连接边缘处没有如上所提到的二维拼图玩具中的游隙，而是将单个拼图块形成为使得在将单个拼图块接合在一起时产生或大或小的夹紧动作。然而，实际上，组装单个拼图块所需的努力会变化。特别是朝向拼图玩具的端部，当几乎所有的拼图块已经互相连接在一起时，最后拼图块的配合需要很大的力。

发明内容

本发明所基于的目的是具体说明一种拼图玩具，其中单个拼图块在接合在一起的状态下自己稳定，不论是二维或三维拼图玩具。

该目的根据本发明的拼图玩具来实现。与现有技术相反，根据本发明的单个拼图块不再大致随意地互相支撑，但是以精确限定的方式来相互支撑。本发明利用以下事实：为了将单个拼图块互相连接，实际上所有的拼图玩具都设有延伸部或前突部（nose）以及相应的凹入部或凹口（indentation），所述延伸部或突出部以及相应的凹入部或凹口中的每个都具有底切口区域。通过合适的成形，这些底切口区域用于将两个接合在一起的拼图块朝向彼此牵拉。根据本发明，互相面对的周界边缘部（circumferential edge portion）的特定构造还确保，由拼图块在底切口的区域中的接触所产生的上述力导致互相相对的周界边缘部仅在远离（优选地尽可能远离）连接区域及其底切口（一个或多个）的位置处产生接触。因此，建立了用于两个拼图块彼此有效支撑的足够大的基部，同时在相互接触的周界边缘部分（circumferential edge piece）中的特定边缘成形确保了两个接合在一起的拼图块不会相对于彼此倾斜。总体而言，在转角指出方向并将两个拼图块相互稳定地紧固并且还使得两个拼图块可容易地分离，上面的情况使得在每两个接合在一起的拼图块之间产生了力三角（triangle of force），所述力三角具有底切口的区域和相互接触的周界边缘部。根据本发明的拼图玩具因此是自稳定和自支撑的。在该底切口或每个底切口的区域中的延伸部与关联凹入部之间的接触还形成为使得每个延伸部可从上方以及从下方插入相关的凹入部。

根据本发明的解决方案可用于二维拼图玩具，其中单个拼图块为平坦的，但是同样也可用于所有类型的三维拼图玩具，其中单个拼图块可为平坦的或不同地弯曲。先前不能以自支撑形式实现的完全新的拼图玩具（例如，桥结构）可根据本发明来实现，这是由于力线在拼图玩具的所有拼图块中的互相面对的周界边缘部分的接触位置之间形成，所述力线在组装状态下在拼图玩具上延伸并将拼图玩具稳定地保持在一起。根据本发明，由多个单个拼图块形成的相对大区域的扭曲或弯曲不再出现或者是以不再干扰的程度出现，且单个拼图块自己不再从拼图块组件中掉出来。

为了使所述力三角的支撑底部的长度尽量大，在根据本发明的拼图玩具的优选的实施方式中，周界边缘部分（接合在一起的拼图块在周界边缘部分处接触）以直接邻接拼图块的转角或邻近这些转角的方式布置。

如果足够的话，当从横截面观看时，拼图块的上面与下面之间的边缘路线的仅部分由沿着周界边缘部分的周界方向（即，在该周界方向上）上的等分线来确定，则在优选的构造中，拼图块的上面与下面之间的基本上整个边缘路线依循该等分线行进，以便最大化接触面积（两个相对周界边缘部分在该接触面积上互相支撑）。然而，如果由于制造原因或美学要求的需要，边缘路线可在靠近上面和/或下面处以不同方式行进，例如可以为倒圆设计。

尽管（在从横截面观看时）相互接触的周界边缘部分的边缘路线必须至少在该边缘路线的延伸范围的部分区域中是平坦的，然而这不是对沿周界方向的路线的必要条件。替代地，周界边缘部分沿周界方向的边缘路线可以凸出或凹入地弯曲，其中也可能具有波浪状或有角度边缘路线。当然，周界边缘部分的沿周界方向的边缘路线也可能是平坦的。该在后的实施方式的生产成本较低，并因此是有优势的。

也可能的是，多个周界边缘部分沿周界方向并排（one beside the other）布置，或者直接互相邻接，或者以居间间隔（intervening space）彼此分离。如果提供并排布置的多个周界边缘部分，则单个周界边缘部分可以位于不同水平处，即，所述单个周界边缘部分可以突出不同的距离，和/或（在从横截面中观看时）距离上面的或大或小的距离。周界边缘部分的这种配置使得能够实现额外的促进稳定的互锁效应，特别是在拼图玩具的需要特定高度稳定性的特定关键区域中。

在根据本发明的拼图玩具的优选实施方式中，每个底切口区域中的接触（所述接触与周界边缘部分处的接触位置一起确保接合在一起的拼图块互相被拉得更近）为近似点状的或至少在凹入部或延伸部的边缘的周界方向上有小的延伸。在底切口的区域中的这种近似点状的接触位置不会干扰延伸部插入凹入部，反之亦然，并且完全足以作为形成所述的力三角形的支撑位置。原理上，底切口的区域中的甚至单个（优选为近似点状）接触位置就足以与周界边缘部分处的其他接触位置一起形成所述力三角。然而，有利地，两个这样的接触位置用于延伸部或凹入部的区域中，在底切口的区域的每种情况下，两个接触位置分别位于延伸部或凹入部的每一侧上。以此方式，所述力对称地施加，并因此更加均匀。可选的，两个以上的优选点状的接触位置也可用于底切口区域中。

在优选的构造中，每个点状接触均由从凹入部或延伸部的周界边缘延伸的突出部（projection）来实现，例如在拼图块由注射模塑方式生产的情况下，所述突出部与相应的拼图块一体形成。突出部（一个或多个）优选地不会延伸至凹入部或延伸部的上面和/或下面，以便在拼图块组装的状态下，用肉眼从上面和/或下面不能看到所述突出部。在任何情况下，这些突出部可被设计为小到拼图玩具的正常使用者看不到。

根据一个改进的方式，每个突出部均分别配有在凹入部或延伸部的相对边缘中的对应凹口。在没有对应凹口的情况下，每个突出部会引起延伸部与相关的凹入部之间的优选点状的夹紧，然而利用对应的凹口，该夹紧效应同样会发生，但是还由在拼图块的组件上可见锁扣（latching）来补充，并导致拼图块互相特别精确的配合。以此方式，增强了拼图装配过程的触觉质量，原因是给玩家传达了可通过预定的努力将拼图块相互精确地装配的感觉。

最后，根据本发明的拼图玩具的优选实施方式，在周界边缘的无接触区域中在互相面对的周界边缘部之间具有预定的最小距离，以便保证实际上仅在周界边缘部分处发生接触。

尽管根据本发明的拼图玩具的单个拼图块优选由塑料构成，但是本发明不限于由塑料制成的拼图块。例如，拼图块也可由金属（例如铝）或木材构成。同样可能的是，拼图块由足够稳定的纸板材料生产。拼图块也可为多层构造，且单个层可由不同的材料构成。例如，每个拼图块可具有由纸板材料制成的芯部，所述芯部在上面和/或下面由塑料覆盖，例如通过塑料膜覆盖。其他材料组合也可同样可用。

如果根据本发明的拼图玩具的单个拼图块由塑料构成，则这些拼图块优选地由塑料注射模塑生产。因此以合理的生产成本获得了尺寸上非常准确且稳定的拼图块。如果拼图块是由金属构成，则金属应该优选地为可铸造的，以便也能够通过压铸方法来生产单个拼图块，例如通过铝压铸方法来生产。然而，可替换地，根据为拼图块所选的材料，冲压方法也可用于生产拼图块。

附图说明

通过参照所附的示意图，以下将更加详细地说明根据本发明的拼图玩具的示例性实施方式，附图中：

图1A示出具有两个连接区域的拼图块的平坦图，其中一个连接区域形成为延伸部，且另一个延伸区域形成为凹入部，

图1B以平坦图示出了两个接合在一起的拼图块的连接区域的放大视图，

图2示出两个邻接的平坦拼图块的横截面，

图3示出不同尺寸的两个邻接的弯曲拼图块的横截面，

图4示出两个邻接的拼图块的横截面，其中一个拼图块为平坦的，而另一个拼图块为弯曲的，

图5示出自图1B截取的截面Ⅴ-Ⅴ，

图6A以平坦图示出了沿着纵向方向L互相连接的五个拼图块，

图6B以截面图示出了图6A的五个拼图块，以及

图7示出了互相连接形成近似方形区的四个拼图块，以示出根据本发明形成的稳定力线网络。

具体实施方式

图1A以实例的方式示出具有上面12和下面14的拼图块10，所述上面和下面仅从例如图2至图4的截面图示中可见。在上面12与下面14之间延伸的是沿周界延伸的周界边缘16，所述周界边缘由拼图块10的材料厚度限定，且在此，两个连接区域18从所述周界边缘延伸，所述连接区域由虚线表示。

一个连接区域18具有延伸进拼图块10中的凹入部19的形式，而另一个连接区域18具有远离拼图块10延伸的延伸部20的形式。

围绕拼图块10行进的周界边缘16不是连接区域18的部分，仅仅是属于凹入部19或延伸部20的边缘部分形成相应连接区域18的一部分。

在每种情况下，凹入部19和延伸部20都设计为具有所示的实例中的两个底切口21。在邻接的拼图块中的对应形成的延伸部和对应形成的凹入部分别对应于每个凹入部19和每个延伸部20，以便两个邻接的拼图块10可通过将连接区域18彼此配合而彼此连接。应理解，多个凹入部19和/或延伸部20可以存在于拼图块10上，且在每种情况下所述多个凹入部和/或延伸部的形状都可能不同。

多个拼图块10（这多个拼图块的外观当然可以彼此不同）在组装状态下会产生例如二维区或空心体，诸如，举例来说，立方体、球体、棱锥体、八面体、长方体、心形体、熊或其他动物的外形或建筑物形状。为了确保该形成物在组装状态下足够稳定，且单个拼图块10可简单又准确地组装，第一拼图块10的相互面对的周界边缘部22以及第二拼图块10的互相面对的周界边缘部23（见图1B）形成于连接区域18的两侧上，以便所述周界边缘部仅在周界边缘部分处接触，所述周界边缘部分与周界边缘部22、23相关联，并且在所示的示例性实施方式中，在每种情况下均布置在紧邻拼图块的转角25（见图1A）的位置处。沿着这些周界边缘部分24，对于每两个邻接的拼图块，上面12与下面14之间的互相面对的周界边缘16的路线（即，当在拼图块的横截面方向上观看时）由形成于两个直线α与β之间的双面角γ的等分线λ确定（见图2至图4）。

图2中示出了大小近似相等的两个邻接拼图块10的截面，直线α从两个互相面对的周界边缘16中的与图2中左边上的拼图块10相关联的周界边缘16的上端点26延伸至图2中左边上的相同拼图块10的相对周界边缘16的上端点27。类似地，直线β从图2中右边上的拼图块10上的上端点28延伸至相同拼图块的上端点30。由上端点26和27、28和30限定的两个直线α和β在其间形成双面角γ，并在该双面角γ的等分线λ上相交。在相关的拼图块10的上面12与下面14之间的、两个拼图块10的相互面对的接触周界边缘部分24的边缘路线依循等分线λ行进。

图3中示出了不同大小的两个邻接的弯曲拼图块10的截面。也在本文中，相互接触周界边缘部分24在关联拼图块10的上面12与下面14之间的边缘路线由两条直线α和β确定，正如前所述的，所述两条直线分别从上端点26和28开始，并且不同与图2，所述两条直线在相同拼图块的相对周界边缘16的方向上延伸至凸起弯曲上面12上的最高点（maximum）32。形成于两条直线α与β之间的双面角γ的等分线λ再次确定了拼图块10的上面12与下面14之间的、互相面对的周界边缘16的周界边缘部分24中的边缘路线。由于弯曲的拼图块10不一定必须在其整个延伸范围上具有恒定的曲率半径，并且甚至可以在其延伸范围上相对弯曲，所以有利地，在弯曲的拼图块10的上面12上，在最靠近互相面对的周界边缘16的位置处，通过最高点32限定直线α和β。

图4示出两个邻接的拼图块的截面，其中左边的拼图块10是弯曲的，且右边的拼图块10为平坦的。在弯曲的拼图块10的情况下，直线α根据图3来确定，相对地，在平坦拼图块10的情况下，直线β根据图2来确定。

通过上述设计规范，在横截面方向上的、沿着实际上任何所需形状的拼图块10的周界边缘部22、23的周界边缘部分24的边缘路线，可限定成使得一直保证拼图块之间的配合，该配合为准切的且提供拼图块的良好的互相支撑。应在此指出，周界边缘16仅为拼图块的主体的边缘，且上述给出的设计规范因此不适用于周界边缘的位于连接区域18中的部分。

参照图1B，该图以平坦图示出了两个邻接拼图块10的互相插入的两个连接区域18的放大视图，现在将说明连接区域18的边缘的设计规范。如图1B中清楚看到的，在延伸部20与对应的凹入部19之间存在小间隙34，该间隙由以下事实而产生：在连接区域18中，每个延伸部20的边缘36的周界均比对应于邻接的拼图块10中的延伸部20的凹入部19的边缘38的周界略小。在图1B中，为了清晰的目的，以放大尺寸示出间隙34的大小。实际上，间隙尺寸选择成使得间隙34在组装的拼图中不会干扰性地显现，且理想地肉眼不可见。

为了提高单个拼图块10之间的连接质量，并为了产生高质量感觉的拼图，在所示的示例性实施方案，如同样从图1B中所看到的，在两个分别对应的连接区域18之间提供了两个突出部40，所述突出部在此从延伸部20的边缘36延伸，并且与凹入部19的相对边缘38具有近似点状的接触。每个突出部40在此为近似半球形的，并在接合在形成于边缘38的球冠形（spherical-cap-shaped）凹口42中（也参见图5中所示的截面）。在延伸部20的底切口21开始的位置处，两个突出部40彼此相对地设置在延伸部20上。以此方式，在延伸部20插入凹入部19中时，在具有凹入部19的拼图块10的方向上，如箭头Z所指的，具有延伸部20的拼图块10被牵拉，并且两个拼图块10的互相面对的周界边缘部22和23通过所述周界边缘部的周界边缘部分24以支撑的方式彼此抵靠布置，以便以抗倾斜的方式固定。如图1B中虚线所示的力三角使在由周界边缘部分24形成的接触位置与由突出部40形成的接触位置之间产生的拼图块组件稳定。

如从图5中所见（该图已经被提及），当在横截面中观看时，每个突出部40仅在边缘36的中心区域中形成，边缘38中的每个凹口42也一样。因此，由突出部40和关联的凹口42形成的近似点状锁闭连接实际上从拼图块10的上面12或下面14看不见。如图5所示，如果凹入部19的边缘和延伸部20的边缘都不是尖锐边缘的，而倒圆设计，上述情况也适用。

图6A以平坦图且图6B以横截面示出了五个平坦拼图块10，所述五个平坦拼图块沿着方向L互相连接，且连接区域18和互相面对的周界边缘部22和23由所述五个平坦拼图块形成，如参照图1A和1B所说明的。特别是从图6B中看到，五个拼图块10形成的组件不会沿方向X不断地弯曲或者甚至是断开（如常规设计的拼图块那样），而是以自支撑方式在直线中以悬臂的方式延伸。而没有可见的弯曲。这可通过图6A中所示的力线网络来实现，这会由于单个拼图块10在预定接触位置处的互相夹紧而引起并且很好地稳定拼图块组件。

图7以平坦图示出了如上所述形成的四个拼图块10，所述四个拼图块组装以形成平坦，基本为方形区域。在此，这也会使得在所有拼图块组装的状态下单个拼图块10之间的所述力线网络在拼图块组件上延伸，并确保非常好的稳定性以及非常好的拼图组装性能。

Claims (14)

1.拼图玩具，具有至少两个拼图块（10），所述拼图块中的每一个均具有上面（12）、下面（14）以及在所述上面（12）与所述下面（14）之间延伸的周界边缘（16），每个拼图块（10）均具有面对另一个拼图块（10）的周界边缘部（23、22）的周界边缘部（22、23），每个拼图块还具有以凹入部（19）或延伸部（20）的形式从所述周界边缘部（22、23）延伸的至少一个连接区域（18），所述连接区域设有至少一个底切口（21），且形成为与相应的另一个拼图块（10）的面对的周界边缘部（22、23）的连接区域（18）中的所述延伸部（20）或所述凹入部（19）互补，

其特征在于，

-互相面对的周界边缘部（22、23）中的每一个在所述连接区域（18）的两侧上并且远离所述连接区域均具有至少一个周界边缘部分（24），沿着所述周界边缘部分，当在横截面中观看时，所述周界边缘的路线在所述上面（12）与所述下面（14）之间的延伸范围的至少部分上由形成于两条直线（α、β）之间的双面角（γ）的等分线（λ）确定，所述两条直线在所述等分线（λ）上相交，并且所述两条直线从所述两个拼图块（10）的互相面对的周界边缘部（22、23）中的相关联的一个周界边缘部的上端点延伸至同一拼图块的相对周界边缘的上端点，或者在具有凸出地弯曲的上面的拼图块的情况下，延伸至在同一拼图块的相对周界边缘的方向上的第一最高点（32），以及

-当所述拼图块（10）沿互相面对的周界边缘部（22、23）接合在一起时，所述两个拼图块（10）之间的接触仅在所述周界边缘部分（24）处并且在所述底切口或每个底切口（21）的区域中发生。

2.根据权利要求1所述的拼图玩具，其特征在于，

所述周界边缘部分（24）以邻接所述拼图块（10）的转角（25）或与这些转角邻近的方式布置。

3.根据权利要求1所述的拼图玩具，其特征在于，

当在横截面中观看时，沿着所述周界边缘部分（24），所述周界边缘基本在其整个延伸范围上由所述双面角（γ）的所述等分线（λ）确定。

4.根据权利要求1所述的拼图玩具，其特征在于，

所述周界边缘沿着所述周界边缘部分（24）为平坦的。

5.根据权利要求1所述的拼图玩具，其特征在于，

多个周界边缘部分（24）在周界方向上并排布置。

6.根据权利要求5所述的拼图玩具，其特征在于，

所述多个周界边缘部分（24）位于不同水平高度处。

7.根据权利要求1所述的拼图玩具，其特征在于，

底切口（21）的区域中的每个接触均为点状的。

8.根据权利要求7所述的拼图玩具，其特征在于，

每个点状接触均通过从所述凹入部（19）或所述延伸部（20）的所述周界边缘延伸的突出部（40）来实现。

9.根据权利要求8所述的拼图玩具，其特征在于，

每个突出部（40）不会延伸至所述凹入部（19）或所述延伸部（20）的所述上面和/或所述下面。

10.根据权利要求9所述的拼图玩具，其特征在于，

每个突出部（40）均配有分别在所述凹入部（19）或所述延伸部（20）的相对边缘中的对应凹口（42）。

11.根据权利要求1所述的拼图玩具，其特征在于，

在所述周界边缘（16）的无接触区中，在互相面对的周界边缘部（22、23）之间具有预定的最小距离。

12.根据权利要求1所述的拼图玩具，其特征在于，

多个接合在一起的拼图块（10）通过沿着力线网络延伸的力而保持在一起，所述力线网络在所述周界边缘部分（24）处以及每个底切口（21）的区域中的接触位置之间伸展。

13.根据权利要求12所述的拼图玩具，其特征在于，

所述多个接合在一起的拼图块（10）沿着一个方向接合在一起。

14.根据权利要求12所述的拼图玩具，其特征在于，

所述多个接合在一起的拼图块（10）形成一区域。

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