JP2019521822A - ３次元論理パズル - Google Patents

Abstract

同一形状である、不規則形状のパズル部品を複数含み、パズル部品は、所定の３次元幾何学形状を形成するように係合された組立体から構成される、３次元論理パズル。【選択図】図１

Description

本発明は、論理パズルに関する。より詳しくは、本発明は、同一形状のパズル部品を複数含む３次元（３Ｄ）ジグソーパズルに関する。

あらゆる種類のパズルは、昔から人気があり、論理的思考を要する難問や刺激を提供してくれると同時に、大人にも子供にも同様に娯楽の時間を提供してくれるものである。３次元の論理パズルやジグソーパズルは、特に、ユーザーの空間能力を試すものであり、従来から利用されているパズルに代わる独自のものである。

従来の３次元ジグソーパズルの具体例としては、ソーマキューブ（Soma Cube）、ベドラムキューブ（Bedlam Cube）、ポリキューブ（Polycube）、コンウェイパズル（Conway Puzzle）、スロサウバー・グラーツマパズル（Slothouber-Graatsma Puzzle）、ディアボリカルキューブ（Diabolical Cube）が挙げられる。従来の３次元パズルは、多数の異なる部品が製造に必要となるため、その製造が複雑である。そして、かかる部品は、通常、材木／木材により形成されるため、製造コストが高くなってしまう。さらに、従来の３次元パズルは、パズル部品どうしの連結係合を欠いているため、取扱い難く、分離が容易でなく、このことはより大きなパズルにとって特に問題となっている。

本発明の実施例は、従来の３次元パズルの１又はそれ以上の問題点を、解決或いは少なくとも改善することを目的とするものである。

本発明の態様の１つによれば、同一形状である、不規則形状のパズル部品を複数含み、パズル部品は、所定の３次元幾何学形状を形成するように係合された組立体から構成される、３次元論理パズルが提供される。

本発明の好適な一態様によれば、パズル部品は、それぞれが複数の個別エレメントから形成される。個別エレメントは、互いに同じであってもよい。個別エレメントは、立方体であってもよい。或いはまた、個別エレメントは、同一中心点を共有する３個の板状体から形成され、かつ、互いに直交するよう配置されていてもよい。

パズル部品は、略“Ｓ”字に配置された４個の個別エレメントから形成されていてもよい。或いはまた、パズル部品は、略“Ｌ”字に配置された３個の個別エレメントから形成されていてもよい。

いくつかの実施形態では、幾何学形状は立方体であり、立方体の辺の長さは、各エレメントの長さに、各パズル部品におけるエレメントの数を乗じた長さと等しい。

好適な態様では、パズル部品は互いに連結係合するよう形成されている。かかる実施形態では、各パズル部品は、少なくとも１個の凸部と、少なくとも１個の対応する凹部とが形成されていてもよく、凸部は、隣接するパズル部品上の対応する凹部と係合するよう構成されている。好ましくは、パズル部品は、各パズル部品の対向する主面上に、２個の凸部と２個の凹部を含み、各面の凸部と凹部の配列は、対向する面と逆になっている。

凹部は、各パズル部品の側面上に設けられていてもよい。凸部及び／又は凹部は、スナップフィット連結機能が形成されていてもよい。少なくとも1個の凸部は、略円柱形状であってもよい。或いはまた、少なくとも１個の凸部は、平行四辺形状の断面を有していてもよい。

いくつかの実施形態では、幾何学形状は、規則的な幾何学形状である。好ましくは、その形状は、平行六面体、立方体、角錐、球、三角柱、円錐、円柱、及びトーラス形状を含む群より選ばれる。

本発明の別の態様によれば、上述したタイプのパズルに用いられるパズル部品であり、不規則形状であるパズル部品が提供される。パズル部品は、複数の同様の個別エレメントにより構成されていてもよい。

本発明の別の態様によれば、３次元論理パズルの組み立て方法であり、パズルは、同一形状である、不規則形状のパズル部品を複数含み、所定の３次元幾何学形状を形成するように係合された組立体部品から構成されており、各パズル部品を略軸方向に回転させることによって各パズル部品の方向を変える工程と、パズル部品を他の隣接する部品と係合させることによって３次元幾何学形状を形成する工程と、を含む方法が提供される。

図１は、本発明の一実施形態に係る論理パズルの一面から見た３次元正投影図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る論理パズルの別の一面から見た３次元正投影図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る論理パズルの別の一面から見た３次元正投影図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る論理パズルの別の一面から見た３次元正投影図である。 図５は、論理パズルのＢ面の側面図である。 図６は、論理パズルのＡ面の側面図である。 図７は、図１〜４のパズルに用いるパズル部品の３次元正投影図である。 図８は、図７のパズル部品の断面図である。 図９は、図７のパズル部品の別の断面図である。 図１０は、図７のパズル部品の側面図である。 図１１は、本発明の別の実施形態に係る論理パズルの３次元正投影図である。 図１２は、図１１の論理パズルに用いるパズル部品の側面図である。 図１３は、図１２のパズル部品の３次元正投影図である。 図１４は、本発明の別の実施形態に係る論理パズルの３次元正投影図である。 図１５は、図１４のパズルの側面図である。 図１６は、図１４のパズルに用いるパズル部品の側面図である。 図１７は、本発明の一実施形態に係る論理パズルの斜視図である。 図１８は、図１７の論理パズルの正面図である。 図１９は、図１７の論理パズルの左側面図である。 図２０は、図１７の論理パズルの右側面図である。 図２１は、図１７の論理パズルの上面図である。 図２２は、図１７の論理パズルの底面図である。 図２３は、図１７の論理パズルの背面図である。 図２４は、図１７の論理パズルに用いるパズル部品の斜視図である。 図２５は、図２４のパズル部品の正面図である。 図２６は、図２４のパズル部品の左側面図である。 図２７は、図２４のパズル部品の右側面図である。 図２８は、図２４のパズル部品の上面図である。 図２９は、図２４のパズル部品の底面図である。 図３０は、図２４のパズル部品の背面図である。 図３１は、本発明の別の実施形態に係る論理パズルの斜視図である。 図３２は、図３１の論理パズルの正面図である。 図３３は、図３１の論理パズルの左側面図である。 図３４は、図３１の論理パズルの右側面図である。 図３５は、図３１の論理パズルの上面図である。 図３６は、図３１の論理パズルの底面図である。 図３７は、図３１の論理パズルの背面図である。 図３８は、図３１の論理パズルに用いるパズル部品の斜視図である。 図３９は、図３８のパズル部品の正面図である。 図４０は、図３８のパズル部品の左側面図である。 図４１は、図３８のパズル部品の右側面図である。 図４２は、図３８のパズル部品の上面図である。 図４３は、図３８のパズル部品の底面図である。 図４４は、図３８のパズル部品の背面図である。

以下、本発明の好適な形態を、添付した図面を参照しつつ、非限定的な実施例を用いて詳しく説明する。

図１を参照すると、論理パズル１０が示されている。論理パズル１０は、３次元ジグソーパズルの形態である。

パズル１０は、後述するように、同一形状である、不規則形状のパズル部品１２（そのうちの１つは、太い輪郭線によって強調表示されている。）を複数含んでいる。パズル部品１２は、所定の３次元幾何学形状を形成するように係合された組立体から構成される。この点、パズル部品１２の形状及び構成は、互いに密接に組み合わさって隙間なく入れ子及び係合されたパズル部品１２から構成される概ね連続した面を備えた、略完全な３次元形状を形成できるように、パズル部品１２が少なくとも一列に配列されることができるようになっている。必ずしもそうである必要はないが、パズル部品１２は、最終的な３次元幾何学形状を保持するために互いに連結されていてもよい。

パズル部品１２は、同じ形状及び大きさであるが、視覚的にユーザーを魅了するために、異なる色であってもよいし、異なる表面加工がなされていてもよいし、或いは異なる材質から作られていてもよい。

図１〜６は、異なる面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥ（面Ｆは示されているが、当該図面では見えない。）並びにパズル１０を形成するのに用いられるパズル部品１２の配列（そのうちの１つは太い輪郭線によって強調表示されている。）を示すパズル１０についての異なる図面である。パズル部品１２の１又はそれ以上が、軸線のいずれか一つの周りを回転させることによって異なる方向に向けられ、パズル部品１２の方向を変えて、他の隣接する部品１２と係合するようになっていることがわかる。使用においては、ユーザーは、試行錯誤しながら、パズル１０を目的の所定形状になるように並び変えることができる。

図１〜６に示す実施形態において、幾何学的形状又は最終的な所定形状は、立方体である。３次元形状がとり得る他の形状について、後述する。この実施形態では、立方体の辺の長さは、パズル部品１２の各エレメント１４の長さに、各パズル部品１２におけるエレメントの数を乗じた長さと等しい。他の実施形態では、このサイズの立方体を、８個のエレメント１４から構成されるパズル部品１２によって形成させることができる。かかる実施形態では、図示された実施形態の１６個と比べて、わずか８個のパズル部品が必要となるであろう。

図示された例では、各パズル部品１２は、略立方体形状である４個の個別エレメントから構成され、その結果、パズル１０の辺は４個の個別エレメントの長さに等しくなる。このような構成に照らすと、パズル１０は、４Ｘパズルと呼ばれるものである。各エレメント１４は、ユニットサイズの基本単位となる小立方体である。また、立方体は、１６個のパズル部品１２から構成され、６４個のエレメント１４に相当するものである。

図７〜１０は、図１に示された実施形態で使用されるパズル部品１２の詳細を示している。パズル部品１２は、略“Ｓ”字に配置された、同一の大きさ及び形状である４個の個別エレメント１４から構成される。この点、２個のエレメント１４は、他の２個のエレメントの共通の縦軸からオフセットされた、共通の縦軸に沿って配列されている。

個別エレメント１４は、立方体形状として示されているが、略球状や、例えば後に詳述される図１１〜１３に示されるような他の形状であってもよいことが理解されるであろう。また、個別エレメントは、最終的な３次元幾何学形状において遊びを存在させるために、完全な立方体形状でなくてもよい。

難易度の高いパズルを提供するべく、パズルの解法が、自明でなく、パズル部品１２を積み重ねるだけで発見できないようにするために、パズル部品１２を不規則形状とする。「不規則形状」という用語は、パズル部品が平滑或いは均一でないことを意味することを意図している。

図１１及び図１３は、本発明の別の実施形態に係るもう一つのパズル１１０を示す。この実施形態では、パズル部品１１２（図１１において太い輪郭線で強調表示されている。）は立方体形状ではなく、その代わりに、単位長であり、同一中心点を有し、互いに直交するように配置されている、３個の板状体１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃから個別エレメント１１４は構成されている。正面図では、かかる板状体のうちの２個が略横向きに見えるであろう。

また、図１１は、パズル部品１１２が、一体成形された３個のエレメントから構成されていることを示している。この構成に基づけば、パズル１１０は、３Ｘパズルと呼ばれるものである。パズル部品１１２は、略“Ｌ”字状に配置された３個の個別エレメントから構成される。この場合もやはり、パズル部品１１２は不規則形状であるため、パズル１１０の解法は、自明でなく、パズル部品１１２を積み重ねるだけで発見することができない。使用時には、ユーザーは、試行錯誤しながら、パズル１１０を目的の所定形状になるように並び変えることができる。

説明された実施形態は、３個又は４個のエレメントから構成されるパズル部品に関するものであるが、例えば、５、６、７、８、９、又は１０等のような４を超えるエレメントの個数も同様に取り得ることが理解されるであろう。かかる実施形態では、パズルの最終形状は、さらに多くのエレメントを含んでもよく、より大きなサイズになってもよいであろうし、その代わりに、エレメントのサイズを小さくしてもよい。例えば、５Ｘパズルは、１２５個の個別エレメントから構成され得るし、６Ｘパズルは、２１６個の個別エレメントから構成され得る、等もそうである。

さらに、パズル部品は、説明した略“Ｌ”字や略“Ｓ”字以外の形状に配列されるようにしてもよい。この点、パズル部品は、“Ｔ”字、“Ｃ”字、“Ｅ”字、十字、或いはその他の形状をとってもよい。或いは、様々な比率や長さを有する形状とすることもまた可能である。

いくつかの実施形態では、パズル部品１２は、その係合する性質によって結合されているだけである。しかしながら、或いは、パズル部品１２は、互いに連結係合するように形成されていてもよい。図１〜１０は、パズル１０に関して、連結係合させる方法の１つを示している。

連結手段を実現するために、各パズル部品は、少なくとも１つの凸部、或いは、後述されるかそれ以外のスナップフィット、或いは雄型プラグと少なくとも１つのこれに対応する形状である凹部、後述されるかそれ以外のスナップフィット、或いは雌型ソケット、隣接するパズル部品の対応する凹部／ソケットと係合するように構成されている凸部／プラグ、が形成されている。上述したように、パズル１０は、連結機能を全く備えていなくてもよい。

図７〜１０に示すように、パズル部品１２には、その対向する主面上に２個の凸部１６及び２個の凹部１８が形成されている。凹部１８だけは各パズル部品の側面上に配置されているが、主面と側面が凸部１６及び凹部１８の数や組み合わせが異なるように、凸部１６及び凹部１８の配列は様々であってもよい。各面の凸部１６及び凹部１８の配列は、対向する面と逆になっている。この点、一方の面上に凸部１６があり、その対向する面上に凹部がある。その逆もしかりである。２個の同一のパズル部品を並べて配置することによって、これらを互いに連結係合させるようにすることができる。

他の実施形態では、単一の凸部１６或いは２個以上の凸部、及び／又は単一の凹部、及び／又は２個以上の凹部を、パズル部品１２のいずれかの主面上に配置してもよい。或いはまた、１又はそれ以上の凸部及び／又は１又はそれ以上の凹部を、側面上に配置してもよい。

一つの形態として、凸部は、摩擦により対応する凹部に保持されるように僅かな締り嵌めで構成される。図８及び図９に示された形態では、凸部１６は、先端付近の径方向外向きの膨らみ２０を備えた略中空円筒形状である。凹部１８は、先端付近に形成された径方向内向きの膨らみ２２を備えた同様の略中空円筒形状である。膨らみ２０、２２は、２個の部品を結合するが、パズル部品１２同士を結合する永久ひずみが生じないように一旦係合された後に開放できる程度の張力が生じるスナップフィット連結機能又はスナップロック連結機能を奏するよう構成されている。連結されたパズル部品１２を互いから開放するために、部品の分離時には連結機能の張力が再び生じるが、分離後この張力は開放される。

図７〜１０の連結機能は変更できることが理解されるであろう。他の例としては、凸部１６又は凹部１８のみが、例えば、略円筒形状であり、膨らみを備えているといった、スナップフィットするものであってもよい。

図１４〜１６は、４Ｘパズルであり、パズル１０と略相似形状である、本発明の別の実施形態を示す。このパズル２１０において、パズル部品２１２（そのうちの１つは、図１５において太い輪郭線によって強調表示されている。）もまた、互いに係合するが連結係合しない構造である。

図１６においてより詳細に理解されるが、パズル部品２１２は４個のエレメント（２１４）により再び形成されるが、各エレメントの面は、２個の凹部２１７を有することにより、各エレメントの面を４つのセクションに分割し、より困惑させる視覚外観を呈し、ユーザーにとっての難易度を高める。

図示された実施形態のパズルは、立方体の最終形状をとるが、規則的及びそうでないそれ以外の他の幾何学的形状をとり得ることは理解されるであろう。例えば、その形状は、これらに限定されないが、立方体、平行六面体、球、角錐、三角柱、円錐、円柱、及びトーラス形状を含む群から選択されるものであってもよい。例えば、矩形部品は平滑な球面を形成するのに使用できないこと等から、パズルの最終形状によって表示される形状は、組み立てられたパズル部品の全体的な輪郭であり、平滑な平面である必要はないことが理解されるであろう。

説明された実施形態は、好ましくは射出成形プロセスを用いた熱可塑性材料により形成される。パズル部品が同一になるようにパズルを構成することで、パズル部品は大量生産することができ、これによってパズルの製造コストを大幅に削減することができる。勿論、説明された実施形態は、同様に、木材、樹脂、及び／又は金属等の材料から形成されてもよい。

使用時には、ここで説明されたタイプのパズルは、略軸方向に回転させることによって各パズル部品を再結合させ、そのパズル部品を他の隣接する部品と係合させて３次元幾何学的形状を形成させる工程を行うことによって完成される。通常、これには所望の所定形状となるよう試行錯誤することが含まれる。

本発明の物理的な実装について説明してきたが、デジタル的な実施形態によってデジタル形式で実装されていてもよいことは理解されるであろう。デジタル的な実施形態としては、ビデオゲーム、ウェブページ、コンピューターゲーム、或いは携帯電話のアプリケーションが含まれる。かかる実施形態において、パズルを完成させる方法がほぼ同じものとしてもよいことが理解されよう。

さらに、説明されてきた、３、４、５或いはそれ以上の個別エレメントから構成されるパズル部品もまた、例えば、建物や城等の３次元の玩具構造を組み立てるために使用されていてもよく、これによってユーザーにパズルの有用性や興味を掻き立てる。

説明及び描かれたパズル部品の細部は、例えば、射出成形の設計上の制約に対応するために、大量生産が容易になるよう改変してもよいことは当然考えられる。

これらの実施形態は、単に例示として説明されたものであり、開示された本発明の範囲内において変形することができる。

本明細書及び特許請求の範囲を通じて、文脈上で他の意味に解釈すべき場合を除いて、「含む（comprise）」という用語、及びその変形の「含む（comprises）」や「含んでいる（comprising）」という用語は、定まった完全体若しくは工程又は完全体若しくは工程の集合を包含する意味であると解されるであろうが、しかし、他のいかなる定まった完全体又は工程や完全体又は工程の集合をも排除するものではない。

本明細書におけるいかなる先行文献（若しくはそこから導かれる情報）又は既知のいかなる事項の言及も、先行文献（若しくはそこから導かれる情報）又は既知の事項が本明細書の関連する技術分野において一般的な周知事実を構成することを確認、承認、或いは示唆するものでもないし、そのように扱われるべきではない。

１０，１１０，２１０…（論理）パズル、１２，１１２，２１２…パズル部品、１４，１１４，２１４…（個別）エレメント、１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ…板状体、１６…凸部、１８，２１７…凹部、２０，２２…膨らみ

Claims (22)

1. 同一形状である、不規則形状のパズル部品を複数含み、
   前記パズル部品は、所定の３次元幾何学形状を形成するように係合された組立体から構成される、３次元論理パズル。
2. 前記パズル部品は、それぞれが複数の個別エレメントから形成される、
   請求項１に記載の３次元論理パズル。
3. 前記個別エレメントは、立方体形状である、
   請求項２に記載のパズル。
4. 前記個別エレメントは、同一中心点を共有する３個の板状体から形成され、かつ、互いに直交するよう配置されている、
   請求項２に記載のパズル。
5. 前記パズル部品は、略“Ｓ”字状に配置された４個の前記個別エレメントから形成された、
   請求項２〜４のいずれか一項に記載のパズル。
6. 前記パズル部品は、略“Ｌ”字状に配置された３個の前記個別エレメントから形成された、
   請求項２〜４のいずれか一項に記載のパズル。
7. 前記所定の３次元幾何学形状は、立方体であり、
   前記立方体の辺の長さが、各エレメントの長さに、各パズル部品におけるエレメントの数を乗じた長さと等しい、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載のパズル。
8. 前記パズル部品は、互いに連結係合するよう形成されている、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載のパズル。
9. 各パズル部品は、少なくとも１個の凸部と、少なくとも１個の対応する凹部とが形成されており、
   各凸部は、使用時に、隣接するパズル部品上の対応する凹部と係合されるよう構成されている、
   請求項８に記載のパズル。
10. 前記凸部及び／又は凹部は、各パズル部品の対向する主面上に設けられた、
    請求項９に記載のパズル。
11. 各面上の前記凸部及び／又は凹部は、前記対向する面上において相補的である、
    請求項１０に記載のパズル。
12. 各パズル部品は、各パズル部品の対向する主面上に２個の凸部と２個の凹部が形成されており、
    各面の前記凸部と前記凹部の配列は、前記対向する面と逆になっている、
    請求項９〜１１のいずれか一項に記載のパズル。
13. 各パズル部品の側面上に凹部が設けられている、
    請求項９〜１２のいずれか一項に記載のパズル。
14. 前記凸部及び／前記凹部は、スナップフィット連結機能が形成された、
    請求項９〜１３のいずれか一項に記載のパズル。
15. 少なくとも１個の前記凸部は、略円柱形状である、
    請求項９〜１４のいずれか一項に記載のパズル。
16. 少なくとも１個の前記凸部は、平行四辺形状の断面を有する、
    請求項９〜１４のいずれか一項に記載のパズル。
17. 前記所定の幾何学形状は、規則的な幾何学形状である、
    請求項１〜１６のいずれか一項に記載のパズル。
18. 前記所定の幾何学形状は、立方体、平行六面体、角錐、球、三角柱、円錐、円柱、又はトーラス形状である、
    請求項１〜１７のいずれか一項に記載のパズル。
19. 前記パズル部品は、不規則形状である、
    請求項１〜１８のいずれか一項に記載のパズルのために用いられるパズル部品。
20. 複数の同様の個別エレメントにより構成された、
    請求項１９に記載のパズル部品。
21. ３次元論理パズルの組み立て方法であり、
    前記パズルは、同一形状である、不規則形状のパズル部品を複数含み、所定の３次元幾何学形状を形成するように係合された組立体から構成されるものであり、
    各パズル部品を略軸方向に回転させることによって方向を変える工程と、
    前記パズル部品を他の隣接する部品と係合させることによって３次元幾何学形状を形成する工程と、
    を含む方法。
22. 固定装置、携帯装置、及び／又はハンド・ヘルドコンピューティングデバイス上でコンピュータソフトウェアが実行することによって、実現される、
    請求項２１に記載の３次元論理パズルの組み立て方法。

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