CN103357183A - 卡合结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卡合结构，该卡合结构包括一板体单元及一扣合单元。板体单元包括一扣合槽、一支撑体及至少一第一抵扣体，支撑体位于板体单元的外侧边，扣合槽紧邻于支撑体内侧，第一抵扣体位于扣合槽的边壁上；扣合单元包括至少一第二抵扣体、至少一第一支臂及至少一第二支臂，第一支臂、第二支臂具有挠性，且每一第一支臂与一第二支臂相对应而邻设，第二抵扣体位于第一支臂上。其中，当扣合单元与板体单元互相卡合时，相对应的第一支臂与第二支臂将支撑体夹持，且第一抵扣体顶住第二抵扣体。

Description

卡合结构

技术领域

本发明是关于一种卡合结构，特别是关于一种可应用于家具、玩具或益智游戏的卡合结构。

背景技术

为了使儿童能够提高生理与心理各方面的成长，家长通常会购买许多不同种类的辅助教材或是益智类的玩具，让儿童在玩耍的过程当中，能够同时训练组织能力、逻辑能力与思考能力。一般来说，对于家长而言，组合式积木可以说是最佳的益智玩具，其原因在于：组合式积木可通过堆积、组合、或卡合的动作而构成飞机、坦克、机械人等各式各样的不同物体形状。因此，通过每次不同的组合形态与方式将不同大小、外观的积木片组合出各种不同的形体，即可训练儿童的空间概念、启发孩子的创作天赋，并可满足儿童的好奇心，是非常受到家长喜爱的玩具与益智游戏。

一般而言，组合式积木通常具有容易松脱、晃动的问题，其原因在于每一积木片在结合之处通常仅通过一凹一凸的结构而互相契合，当组合而成的结构越来越大之后，随着重力的增加，积木所受拉力或扭力也随着变大；因此，在拉力或扭力最大处的积木便无法支撑庞大的重量，故组合式积木总是无法无限制地增加积木片的数量及体积，因此也限制了儿童的创作发展及想象空间。

因此，如何使组合式积木或其类似的卡合结构，能够克服重力的限制，不受限于个别积木、卡合结构的体积或重量，或者不受限于组合完成后其结构物的总体积或总重量；进而将积木、卡合结构应用至家具，甚至更大更重的组合结构上，这是本领域普通技术人员努力的目标。

发明内容

本发明主要目的在于克服组合式积木或相类似的卡合结构的结合机械强度问题，使其不受限于个别积木、卡合结构的体积或重量，或者不受限于组合完成后其结构物的总体积或总重量。

本发明另一目的在于将积木或类似的卡合结构应用至家具，甚至更大更重的组合结构上。

为达到上述目的，本发明提供一种卡合结构，卡合结构包括一板体单元及一扣合单元。板体单元包括一扣合槽、一支撑体及至少一第一抵扣体，支撑体位于板体单元的外侧边，扣合槽紧邻于支撑体内侧，第一抵扣体位于扣合槽的边壁上；扣合单元包括至少一第二抵扣体、至少一第一支臂及至少一第二支臂，第一支臂、第二支臂具有挠性，且每一第一支臂与一第二支臂相对应而邻设，第二抵扣体位于第一支臂上。其中，当扣合单元与板体单元互相卡合时，相对应的第一支臂与第二支臂将支撑体夹持，且第一抵扣体顶住第二抵扣体。

如上所述卡合结构，其中，第一抵扣体与支撑体相邻。

如上所述卡合结构，其中，第一抵扣体凸出或凹入扣合槽的边壁。

如上所述卡合结构，其中，第二抵扣体凸出或凹入第一支臂。

如上所述卡合结构，其中，支撑体外侧设置有一定位件，扣合单元上设置有一耦合件，耦合件设置于第一支臂与第二支臂之间，当扣合单元与板体单元互相卡合时，定位件与耦合件互相契合。

如上所述卡合结构，其中，支撑体外侧的厚度大于内侧的厚度，或者小于内侧的厚度。

如上所述卡合结构，其中，板体单元定义有一纵切线，纵切线为板体单元上下两面的中点所成的线，第一抵扣体沿纵切线呈对称分布。

如上所述卡合结构，其中，支撑体的厚度小于板体单元的厚度。

如上所述卡合结构，其中，扣合槽贯通板体单元。

借此，本发明所述卡合结构，其扣合单元与板体单元可以较大的机械结合强度而结合，因此不受个别扣合单元、板体单元的体积或重量的限制，也不受组合完成后其整体卡合结构的总体积或总重量的限制。还有，扣合单元、板体单元的形态千变万化，可以组合成各种益智玩具或家具，非常实用。

为使本发明的目的、特征及功效更易理解，这里通过下述具体实施例，并配合附图，对本发明详加说明如后。

 

附图说明

图1为本发明第一实施例的卡合结构的立体图。

图2为本发明第一实施例的卡合结构的结合前剖面图。

图3为本发明第一实施例的卡合结构的结合后剖面图。

图4为本发明第一实施例的另一卡合结构的结合后剖面图。

图5为本发明第二实施例的卡合结构的剖面图。

图6为本发明第三实施例的卡合结构的剖面图。

图7为本发明第四实施例的卡合结构的剖面图。

图8为本发明第五实施例的卡合结构的剖面图。

图9为本发明第六实施例的卡合结构的剖面图。

图10为本发明第七实施例的卡合结构的剖面图。

图11为本发明第八实施例的卡合结构的剖面图。

图12为本发明第九实施例的卡合结构的剖面图。

图13为本发明第十实施例的卡合结构的剖面图。

图14为本发明第十一实施例的卡合结构的剖面图。

图15为本发明第十二实施例的卡合结构的剖面图。

图16为本发明第十三实施例的卡合结构中扣合单元的立体图。

图17为本发明第十四实施例的卡合结构的组装示意图。

图18为本发明第十五实施例的卡合结构的组装示意图。

图19为本发明第十六实施例的卡合结构的立体图。

图20为本发明第十七实施例的卡合结构的剖面图。

标识说明

1、5、9、15：卡合结构

11、21、31、51、61、71、81、91、101、111、121、141、151、161、171：板体单元

115A、115B、415、615、915、1015、1115、1215、1615、1715：扣合槽

116A、116B、216、316、416、516、1016、1116：支撑体

117A、117B、417、517、617、717、817、1017、1117、1217、1717：第一抵扣体

118：定位件

119：转折面

12A、12B、22、32、42、52、62、72、92、102、132、142、152、162、172：扣合单元

125、425、525、625、925、1025、1325、1425、1625：第一支臂

126、226、326、926、1326、1426：第二支臂

127A、127B、427、527、627、927、1027、1727：第二抵扣体

128：耦合件

102：棒状结构物

L1：纵切线

θ、ψ：角度。

具体实施方式

第一实施例。

请同时参阅图1~图4，本发明的卡合结构1包括一板体单元11和一扣合单元12A，其中，扣合单元12A与板体单元11结合前、结合后的示意图如图2、图3所示。板体单元11包括多个扣合槽115A、115B、多个支撑体116A、116B及多个第一抵扣体117A、117B，每一扣合槽115A、115B分别与一支撑体116A、116B及一第一抵扣体117A、117B相对应而邻设。虽然图1中示出了板体单元11包括多个扣合槽115A、115B和多个支撑体116A、116B的情形，可以理解，卡合结构1也可只包括一个扣合槽115A或115B和对应的一个支撑体116A或116B。支撑体116A位于板体单元11的外侧边，扣合槽115A紧邻于支撑体116A内侧(内侧即图2的左边)，且扣合槽115A上下贯通板体单元11，第一抵扣体117A则位于扣合槽115A的左侧边壁上。扣合单元12A包括两第二抵扣体127A、两第一支臂125及两第二支臂126，第一支臂125、第二支臂126不等长且均具有挠性，且每一第一支臂125与一第二支臂126相对应而邻设。此外，第二抵扣体127A位于第一支臂125上。欲使扣合单元12A与板体单元11互相卡合时，可将扣合单元12A倾斜一角度(θ)，使相对应的第一支臂125与第二支臂126对齐支撑体116A的外侧(外侧即图2的右边)，然后扣合单元12A向左移动并套入，使第一支臂125与第二支臂126分别位于支撑体116A的上、下两侧。

接下来，以第二支臂126为圆心呈逆时针方向转动扣合单元12A，第一支臂125即可进入扣合槽115A内。进入之后，如图3所示，第二抵扣体127A顶住第一抵扣体117A的下方，且相对应的第一支臂125与第二支臂126将支撑体116A夹持。此外，第一支臂125进入扣合槽115A时，第二抵扣体127A与第一支臂125会被第一抵扣体117A阻挡；但是因为第一支臂125具有挠性，故第二抵扣体127A、第一支臂125均可呈现微幅的摆动或变形，所以只要增加逆时针转动的力矩，再通过挠性的微幅变形，第二抵扣体127A即可通过第一抵扣体117A，第一支臂125即可进入扣合槽115A内。相同的道理，第一支臂125离开扣合槽115A时，只要以第二支臂126为圆心，增加顺时针转动的力矩，再通过第一支臂125的挠性微幅变形，第二抵扣体127A即可通过第一抵扣体117A，第一支臂125即可离开扣合槽115A。

借此，当板体单元11与扣合单元12A结合后，除非先将扣合单元12A以顺时针方向转动，脱离板体单元11，或者破坏扣合单元12A、支撑体116A的结构，否则扣合单元12A很难在上下或左右方向上任意移动。故其结合的机械强度较大，可用以支撑非常大的重量，因而卡合结构1除了可作为玩具、积木之外，还可用以作为家具或其它组合结构之用，非常方便。

在本实施例中，第一抵扣体117A凸出于扣合槽115A的左侧边壁，第二抵扣体127A向左凸出于第一支臂125，支撑体116A与板体单元11的厚度约为相等。此外，板体单元11定义有一纵切线(L1)，纵切线(L1)为板体单元11上下两面的中点所成的线，如图2所示，纵切线(L1)即为以”上下两等分”方式而纵切扣合槽115A所形成的线，因此纵切线(L1)同时将板体单元11区分为上下相等的两部份；故第一抵扣体117A沿纵切线(L1)呈上下对称分布。上下对称的优点在于，将第一支臂125与第二支臂126上下巅倒后，扣合单元12A仍可顺利地与板体单元11结合，并不受限于两者结合的方向。此外，还可在支撑体116A的外侧设置一向右凸出的定位件118，并在扣合单元12A上设置一耦合件128，耦合件128位于第一支臂125与第二支臂126之间且呈向内凹入状；当扣合单元12A与板体单元11互相卡合时，定位件118与耦合件128互相契合，用以辅助扣合单元12A的定位并达到防止晃动的目的。

卡合结构1还可以包括扣合单元12B。扣合单元12B与板体单元11结合后的示意图如图4所示。扣合单元12B也是通过一第一支臂125与一第二支臂126而将板体单元11的支撑体116B夹持；在此，支撑体116B的厚度小于板体单元11的厚度，因此扣合单元12B的整体厚度可大致与板体单元11相等，因此扣合单元12B的厚度较扣合单元12A的厚度薄，故可节省空间、方便其它外部结构的结合。并且，如图1所示，因支撑体116B具有较小厚度，使得支撑体116B与板体单元11的邻接处呈往内凹陷状而具有转折面119。转折面119可抵接于扣合单元12B的侧方，以加强扣合单元12B与板体单元11之间的卡合强固性。此外，第一抵扣体117B凸出于扣合槽115B的右侧边壁上，因此第一抵扣体117B与支撑体116B紧邻相接；第一支臂125上的第二抵扣体127B为凹入式的结构，因此第一抵扣体117B即可与第二抵扣体127B相契合。在本实施例中，扣合单元12B并未设置耦合件。借此，扣合单元12B也可达到与前述相同的结合固定功效。

第二、三实施例。

请参阅图5，图5为本发明第二实施例的卡合结构的剖面图。其中，与上述实施例类似的结构不再赘述。如图5所示的板体单元21的支撑体216，其剖面大致呈梯形，且支撑体216外侧(即图5的右边)的厚度大于内侧(即图5的左边)的厚度。因此，当扣合单元22承受一逆时针方向的扭转力矩时，第二支臂226与支撑体216的下缘不容易因第二支臂226的挠性摆动而产生分离、脱落的状况。

请参阅图6，图6为本发明第三实施例的卡合结构的剖面图。其中，如图6所示的板体单元31的支撑体316，其外侧的厚度小于内侧的厚度。因此，扣合单元32只需以较小的逆时针力矩，即可使扣合单元32以逆时针方向脱离板体单元31；在此，逆时针力矩用以克服第二支臂326与支撑体316的摩擦力，当逆时针力矩大于摩擦力所产生的力矩时，第二支臂326即可产生挠性摆动，进而使扣合单元32呈逆时针转动。

第四实施例。

请参阅图7，图7为本发明第四实施例的卡合结构的剖面图。如图7所示，扣合单元42的第二抵扣体427凹入第一支臂425，第一抵扣体417凸出于扣合槽415的左侧壁，第一抵扣体417与第二抵扣体427呈一凹一凸的方式，进而可互相契合。另外，在本实施例中，支撑体416的左右两侧壁的截面还可以呈圆弧状。

第五实施例。

请参阅图8，图8为本发明第五实施例的卡合结构的剖面图。如图8所示，卡合结构5的支撑体516的厚度小于板体单元51的厚度，故扣合单元52的整体厚度即可与板体单元51的厚度大致相当；当扣合单元52与板体单元51结合时，第一支臂525的第二抵扣体527顶在第一抵扣体517的下方。

第六实施例。

请参阅图9，图9为本发明第六实施例的卡合结构的剖面图。如图9所示，板体单元61的第一抵扣体617凹入扣合槽615的左侧壁，扣合单元62的第二抵扣体627向左凸出于第一支臂625；当扣合单元62与板体单元61结合时，第二抵扣体627即可进入第一抵扣体617内呈现凹凸互相契合的状态。

第七、八实施例。

请参阅图10，图10为本发明第七实施例的卡合结构的剖面图。如图10所示，板体单元71包括两个凹入式的第一抵扣体717，且两第一抵扣体717以纵切线(L1)而呈上下对称。因此，扣合单元72与板体单元71的结合并不受限于固定的结合方向。

请参阅图11，图11为本发明第八实施例的卡合结构的剖面图。如图11所示，板体单元81的两个第一抵扣体817为圆形的凸出式结构。

第九实施例。

请参阅图12，图12为本发明第九实施例的卡合结构的剖面图。如图12所示，卡合结构9的扣合槽915并未贯通板体单元91，因此第一支臂925进入扣合槽915内时，第二抵扣体927抵住扣合槽915的底部。另外，本实施例的卡合结构9即受限于板体单元91与扣合单元92的结合方向，故若将扣合单元92的第一支臂925与第二支臂926上下巅倒，板体单元91与扣合单元92便无法结合。

第十实施例。

请参阅图13，图13为本发明第十实施例的卡合结构的剖面图。如图13所示，板体单元101的第一抵扣体1017凹入扣合槽1015的右侧壁，且与支撑体1016相邻；扣合单元102的第二抵扣体1027凸出于第一支臂1025的右侧边，因此第二抵扣体1027即可进入第一抵扣体1017之内而呈凹凸相契合。

第十一、十二实施例。

请参阅图14，图14为本发明第十一实施例的卡合结构的剖面图。如图14所示，板体单元111的两个第一抵扣体1117凹入扣合槽1115的右侧壁而与支撑体1116相邻，且两第一抵扣体1117以纵切线(L1)呈上下对称。

请参阅图15，图15为本发明第十二实施例的卡合结构的剖面图。如图15所示，板体单元121的两个第一抵扣体1217凸出于扣合槽1215的右侧壁。

第十三实施例。

请参阅图16，扣合单元132包括三个第一支臂1325和三个第二支臂1326，且分别对应的第一支臂1325、第二支臂1326的设置方向可视需求或实际状况而变更，例如分别位于X轴、Y轴与Z轴上，或者互相夹有一大于或小于90度的夹角。当然，第一支臂1325、第二支臂1326的数目也可以多于三个，即可通过一个扣合单元132来与三个以上的板体单元(本图未绘示)结合，增加组合的变化性。

第十四实施例。

请参阅图17，图17为本发明第十四实施例的卡合结构的组装示意图。如图17所示，当一扣合单元142与两板体单元141结合时，即可依前述的结合方式，使每一板体单元141与相对应的一第一支臂1425、第二支臂1426对齐，再通过旋转而结合，结合后，两板体单元141即可通过扣合单元142相交成一角度(ψ)，且角度(ψ)可以是0~360度的任意大小。图17所示的扣合单元142虽尚未与两板体单元141完成结合，然而根据图中所示的结构，可以理解两板体单元141与扣合单元142结合后，两板体单元141夹有角度(ψ)。

第十五实施例。

请参阅图18，图18为本发明第十五实施例的卡合结构的组装示意图。如图18所示，一卡合结构15通过一板体单元151与一扣合单元152结合而成，且扣合单元152可再与一棒状结构物102或其它构型的结构物结合；棒状结构物102与扣合单元152的结合可通过卡合、镶嵌、夹持、抵接、黏贴、勾住等任意现有的组合方式。

第十六实施例。

请参阅图19，图19为本发明第十六实施例的卡合结构的立体图。如图19所示，板体单元161的扣合槽1615也可以是一圆形的孔洞，扣合单元162的第一支臂1625的端部也可以呈一柱状体(在本实施例为圆柱体)。因此，本实施例也可达到前述的功能。

第十七实施例。

请参阅图20，图20为本发明第十七实施例的卡合结构的剖面图。如图20所示，板体单元171的两个第一抵扣体1717位于扣合槽1715的左侧壁上下角；当扣合单元172与板体单元171结合后，扣合单元172的第二抵扣体1727微凸出于扣合槽1715的左侧壁下角。因此，本实施例也可达到前述的功能。

综上所述，本发明所述卡合结构，其扣合单元与板体单元可以较大的机械结合强度结合，因此不受个别扣合单元、板体单元的体积或重量的限制，也不受组合完成后其整体卡合结构的总体积或总重量的限制；再加上扣合单元、板体单元的形态千变万化，可以组合成各种益智玩具或家具，具有庞大的商业应用潜力。

本发明以实施例说明如上，然其并非用以限定本发明所主张的专利权利范围。其专利保护范围当以权利要求书及其等同领域而定。凡本领域普通技术人员，在不脱离本专利精神或范围内，所作的更动或润饰，均属于本发明所揭示精神下所完成的等效改变或设计，且应包含在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种卡合结构，其包括：

一板体单元，该板体单元包括一扣合槽、一支撑体及至少一第一抵扣体，该支撑体位于该板体单元的外侧边，该扣合槽紧邻于该支撑体内侧，所述第一抵扣体位于该扣合槽的边壁上；以及

一扣合单元，该扣合单元包括至少一第二抵扣体、至少一第一支臂及至少一第二支臂，所述第一支臂、所述第二支臂具有挠性，且每一所述第一支臂与一所述第二支臂相对应而邻设，所述第二抵扣体位于所述第一支臂上；

其中，当该扣合单元与该板体单元互相卡合时，所述相对应的第一支臂与第二支臂将该支撑体夹持，且所述第一抵扣体顶住所述第二抵扣体。

2.如权利要求1项所述的卡合结构，其中，所述第一抵扣体与该支撑体相邻。

3.如权利要求1项所述的卡合结构，其中，所述第一抵扣体凸出或凹入该扣合槽的边壁。

4.如权利要求2项所述的卡合结构，其中，所述第一抵扣体凸出或凹入该扣合槽的边壁。

5.如权利要求1项所述的卡合结构，其中，所述第二抵扣体凸出或凹入所述第一支臂。

6.如权利要求1项所述的卡合结构，其中，该支撑体外侧设置有一定位件，该扣合单元上设置有一耦合件，该耦合件设置于所述第一支臂与所述第二支臂之间，当该扣合单元与该板体单元互相卡合时，该定位件与该耦合件互相契合。

7.如权利要求1项所述的卡合结构，其中，该支撑体外侧的厚度大于内侧的厚度，或者小于内侧的厚度。

8.如权利要求1项所述的卡合结构，其中，该板体单元定义有一纵切线，该纵切线为该板体单元上下两面的中点所成的线，所述第一抵扣体沿该纵切线呈对称分布。

9.如权利要求1项所述的卡合结构，其中，该支撑体的厚度小于该板体单元的厚度。

10.如权利要求1项所述的卡合结构，其中，该扣合槽贯通该板体单元。

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