JP2019529011A - Toy assembly element - Google Patents
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Abstract
玩具組立システムの玩具組立要素（１０）。上面（１３）と、底面（１２）と、前記玩具組立要素の外周に延在する１つ以上の平坦な側壁（１４）とを有する本体部と；前記上面から任意の高さ（ｈ）で延在する少なくとも１つの円筒形の結合スタッドと；結合スタッドが縛りばめによってはめ込まれる少なくとも１つの開口部を底面に形成するために、前記玩具組立要素の内部（１９）で底面まで延在する少なくとも１つの管状突起（２０）とを備え、前記側壁は前記内部を少なくとも部分的に画定し、上面と底面との間に延在し、互いに直角に連結されて鋭い角を形成する。前記突起は前記側壁から分離されている。前記突起は、底面まで垂直に延在する４つの略平坦な接触壁（２２）を有し、これは正方形に配置され、それぞれが前記側壁に対して４５°の角度に配置されている。【選択図】図２Toy assembly element (10) of the toy assembly system. A body having a top surface (13), a bottom surface (12), and one or more flat side walls (14) extending around an outer periphery of the toy assembly element; at an arbitrary height (h) from the top surface At least one cylindrical coupling stud extending; extending to the bottom inside the toy assembly element (19) so as to form at least one opening in the bottom where the coupling stud is fitted with a binding fit At least one tubular protrusion (20), the side wall at least partially defining the interior, extending between a top surface and a bottom surface and connected at right angles to each other to form a sharp corner. The protrusion is separated from the side wall. The protrusion has four substantially flat contact walls (22) extending vertically to the bottom surface, which are arranged in a square, each arranged at a 45 ° angle to the side wall. [Selection] Figure 2
Description
本開示は、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる玩具組立システムの玩具組立要素に関する。 The present disclosure provides a toy assembly for a toy assembly system that can removably couple toy assembly elements to each other using an interference fit between coupling studs of another toy assembly element inserted into a corresponding opening of one toy assembly element. Regarding elements.
レゴグループは、レゴ（登録商標）玩具組立システムセットを製造および販売している。このセットでは、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる。 The LEGO Group manufactures and sells LEGO (R) toy assembly system sets. In this set, the toy assembly elements can be removably coupled together using an interference fit between the coupling studs of another toy assembly element inserted into a corresponding opening in one toy assembly element.
ほとんどのレゴ（登録商標）玩具組立要素（ピース）には、上部にある結合スタッドと、内側にあって上部から下方に延在するチューブという２つの基本要素がある。１つのピースの結合スタッドは、チューブと壁部または壁部からの突起との間の空間よりもやや大きい。ピース同士が押し付けられると、結合スタッドが壁部を外側へと、チューブを内側へと押す。材料に弾性があり、元の形状を維持しようとするため、壁部とチューブが結合スタッドを押し返す。この過程において結合スタッドはわずかに変形するが、剛性が高いので、壁部の外側への押出しとチューブの内側への押込みと比べると、結合スタッドの変形は小さい。摩擦により、２つのピースが滑って外れることが防がれる。このスタッドアンドチューブ結合システムでは締りばめを用いる。締りばめとは、２つのパーツ間の固い、摩擦ベースの連結であり、追加の締結具を用いない。円筒形の結合スタッドは、玩具組立要素の上部の上方に任意の高さで延在する。内部のチューブおよび内部のリブは、締りばめによって結合スタッドと係合するように設けられている。これによって、ブリックを互いに取外し可能に結合することができる。 Most LEGO® toy building elements (pieces) have two basic elements: a connecting stud at the top and a tube that is inside and extends downward from the top. One piece of connecting stud is slightly larger than the space between the tube and the wall or projection from the wall. When the pieces are pressed together, the connecting stud pushes the wall outward and the tube inward. Because the material is elastic and tries to maintain its original shape, the wall and tube push the coupling stud back. In this process, the coupling stud is slightly deformed, but the rigidity of the coupling stud is high, so that the deformation of the coupling stud is small compared to pushing the wall portion outward and pushing the tube inside. Friction prevents the two pieces from slipping off. This stud and tube coupling system uses an interference fit. An interference fit is a hard, friction-based connection between two parts that uses no additional fasteners. A cylindrical coupling stud extends at any height above the top of the toy assembly element. The inner tube and the inner rib are provided to engage the coupling stud with an interference fit. This allows the bricks to be detachably coupled to each other.
基本的なレゴ（登録商標）組立ピースは、例えば、２×２プレートおよび２×４プレート、２×２ブリックおよび２×４ブリックなどであるが、これらは網羅的ではなく、多種多様なサイズや形状であってもよい。 The basic LEGO® assembly pieces are, for example, 2 × 2 plates and 2 × 4 plates, 2 × 2 bricks and 2 × 4 bricks, but these are not exhaustive and come in a wide variety of sizes and It may be a shape.
レゴ（登録商標）玩具組立要素は、元は、主にアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を含有するプラスチック粒状物である。自動射出成形プロセスによって、これらの粒状物を、例えばブリックやプレートなどの玩具組立要素へと成形する。レゴ（登録商標）玩具組立要素の製造には、高温と、強力な大型射出成形装置が必要とされる。射出成形装置は、粒状物を最高温度２３２℃で溶融させ、溶融ＡＢＳを金型に流し込み、２５トンから１５０トンの圧力をかける。約７秒後、新しい玩具組立要素が冷却され、コンベアへと落とされる。これらの玩具組立要素はコンベアの終点で容器へと落とされる。 The LEGO (R) toy assembly element is originally a plastic granule containing mainly acrylonitrile butadiene styrene (ABS). These granulates are formed into toy assembly elements such as bricks and plates by an automatic injection molding process. Production of LEGO (R) toy assembly elements requires high temperatures and a powerful large injection molding device. The injection molding apparatus melts the granular material at a maximum temperature of 232 ° C., pours molten ABS into the mold, and applies a pressure of 25 to 150 tons. After about 7 seconds, the new toy assembly element is cooled and dropped onto the conveyor. These toy assembly elements are dropped into containers at the end of the conveyor.
このような玩具組立要素の製造プロセスにおける主要なコスト要素は、比較的高い精度と小さい公差で製造しなければならないことである。これは、２つの玩具組立要素間で確実な締りばめを得るためである。すなわち、同じ力で締りばめが係合または解除され、限度内で同じ状態を保つことを確実にするためであり、使い古した玩具組立要素であっても、例えば温度などが異なる状況下、および２つの玩具組立要素間で係合されるスタッドの数が異なる状況下であっても、これを確実にするためである。 A major cost factor in the manufacturing process of such toy assembly elements is that they must be manufactured with relatively high accuracy and small tolerances. This is to obtain a secure interference fit between the two toy assembly elements. That is, to ensure that the interference fit is engaged or disengaged with the same force and stays the same within limits, even with worn toy assembly elements, for example under different conditions of temperature, etc., and This is to ensure this even under circumstances where the number of studs engaged between the two toy assembly elements is different.
構成要素の製造にはばらつきが伴う。構成要素は、各寸法に一定の公差を考慮して設計される。公差は、所定の寸法において許容可能なばらつきの大きさに関する仕様である。公差が厳しい構成要素は、一般的に製造によりコストがかかる。射出成形される構成要素の場合、このコスト高は、より高い精度の金型、より長いサイクル時間、および概してより高度な製造技術が必要とされるためである。 Variations are associated with the manufacture of the components. The components are designed taking into account certain tolerances for each dimension. Tolerance is a specification relating to the amount of variation that can be tolerated in a given dimension. Components with tight tolerances are generally more expensive to manufacture. For components that are injection molded, this high cost is due to the need for higher precision molds, longer cycle times, and generally more advanced manufacturing techniques.
パーツ間における幾何学的重なりによりパーツ間の接触力が確保される場合、機械的接合部は圧力ばめとして設計されることが多い。そのような機械的接合部では、重なりの小さなばらつきにより接触力の大きなばらつきが生じることがある。この関係は、構成要素の剛性によって定められる。 If the contact force between parts is ensured by geometric overlap between parts, the mechanical joint is often designed as a pressure fit. In such mechanical joints, large variations in contact force may occur due to small variations in overlap. This relationship is determined by the stiffness of the component.
例えばレゴ（登録商標）玩具組立システムからなどの玩具組立要素は、重なりの小さなばらつきにより接触力の大きなばらつきが生じるため、極めて高精度の製造が求められる。 For example, a toy assembly element such as from a LEGO (registered trademark) toy assembly system is required to be manufactured with extremely high accuracy because a large variation in contact force occurs due to a small variation in overlap.
ＷＯ２０１４００９３４５には、請求項１の第一段落に記載の玩具組立要素が開示されている。 WO 2014009345 discloses a toy assembly element according to the first paragraph of claim 1.
ＧＢ９３５３０８には玩具組立ブロックが開示されている。該玩具組立ブロックは、一方の面が開放されている空洞ブロックであり、該開放面の反対側の閉塞面上に外側に突出する組立スタッドを備え、該ブロックの中空内にリブの矩形の格子を備える。これらのリブは、隣接ブロックの組立スタッドを係合させる面を提供する。該リブは、該ブロックの端壁および側壁に４５度の角度で設けられ、隣接する２つの平行なリブ間の距離は、併置された同様の組立要素の組立スタッドに該リブがぴったりと係合するような距離である。該リブの矩形の格子が該端壁および側壁に取り付けられることで、該玩具組立ブロックおよび該リブの矩形の格子の全体的な剛性が向上する。 GB935308 discloses a toy assembly block. The toy assembly block is a hollow block that is open on one side, and includes an assembly stud that projects outwardly on a closed surface opposite to the open surface, and a rectangular lattice of ribs in the hollow of the block. Is provided. These ribs provide a surface for engaging adjacent block assembly studs. The ribs are provided at an angle of 45 degrees on the end wall and side walls of the block, and the distance between two adjacent parallel ribs allows the ribs to snugly engage the assembly studs of similar juxtaposed assembly elements It is such a distance. Attachment of the rectangular grid of ribs to the end walls and sidewalls improves the overall rigidity of the toy building block and the rectangular grid of ribs.
ＷＯ９８１１９６８には組立玩具セットが開示されている。該組立玩具セットは、二次元で規則的に配置された結合スタッドを有する第１タイプ組立要素であって、該結合スタッドが互いに直角な２つの主方向に配列され、該主方向に対して対角線をとる方向に対角列をも形成する第１タイプ組立要素と、該第１タイプ組立要素と相互接続するための第２タイプ組立要素と、を備える。該第２タイプ組立要素は、結合手段を備えて中空部を構成する平行結合壁の対を有し、該結合手段は、該結合壁が該結合スタッドの主方向列間に配置されるようにして、第１タイプ組立要素の結合スタッドを脱着可能に受容する。該組立セットは、第１タイプ組立要素と相互に接続する第３タイプ組立要素をさらに備え、該第１タイプ組立要素は、他の組立要素の結合スタッドを脱着可能に受容する結合手段を備えて中空部を構成する平行結合スカートの対を有する。該結合スカートは、結合スタッドの対角列間に対角線方向に配置される。 WO98111968 discloses an assembled toy set. The assembly toy set is a first type assembly element having coupling studs arranged regularly in two dimensions, wherein the coupling studs are arranged in two main directions perpendicular to each other, and are diagonal to the main direction. A first type assembly element that also forms a diagonal row in a direction that takes the form of a first type assembly element, and a second type assembly element for interconnecting with the first type assembly element. The second type assembly element comprises a pair of parallel coupling walls comprising coupling means to form a hollow portion, the coupling means being arranged so that the coupling walls are arranged between the main direction rows of the coupling studs. And removably receiving the coupling stud of the first type assembly element. The assembly set further comprises a third type assembly element interconnected with the first type assembly element, the first type assembly element comprising coupling means for removably receiving coupling studs of other assembly elements. It has a pair of parallel coupling skirts forming a hollow part. The coupling skirts are arranged diagonally between diagonal rows of coupling studs.
目的は、締りばめの信頼性を維持しつつ、製造公差にあまり影響されない玩具組立要素を提供することである。あるいは、目的は、締りばめの信頼性を維持しつつ、より大きい製造公差を許容する玩具組立要素、または現在の製造公差で締りばめの信頼性を向上する玩具組立要素を提供することである。 The objective is to provide a toy assembly element that is less sensitive to manufacturing tolerances while maintaining an interference fit reliability. Alternatively, the objective is to provide a toy assembly element that allows for greater manufacturing tolerances while maintaining interference fit reliability, or a toy assembly element that improves interference fit reliability with current manufacturing tolerances. is there.
前記およびその他の目的は、独立請求項に示す特徴により達成される。さらなる実施の形態は、従属請求項、明細書、および図面により明らかにされる。 These and other objects are achieved by the features indicated in the independent claims. Further embodiments will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings.
発明者らは、機械的接合部をより柔軟に設計することで、製造における極めて高い精度の必要性を低減し、製造公差によって生じるばらつきによる影響を低減するという洞察に達した。発明者らは、パーツの剛性の低下は、目標とする接合力を達成できるように重なりを大きく設計することによって相殺できるという洞察にも達した。 The inventors have come to the insight that designing mechanical joints more flexibly reduces the need for very high accuracy in manufacturing and reduces the effects of variations caused by manufacturing tolerances. The inventors have also reached the insight that the reduction in part stiffness can be offset by designing the overlap large enough to achieve the desired joining force.
重なりが大きく剛性が低い機械的接合部は、重なりが小さく剛性が高い接合部よりも、重なりのばらつきによる影響が少ない。したがって、玩具組立要素は、係合と解除の両方において、公差が大きくても締りばめ力のばらつきを同様に保つように製造することができる。あるいは、公差を維持することができ、その場合は力のばらつきが低減される。 Mechanical joints with large overlap and low stiffness are less affected by overlap variation than joints with small overlap and high rigidity. Thus, the toy assembly element can be manufactured to maintain the same variation in the interference fit force even when the tolerance is large in both engagement and disengagement. Alternatively, tolerances can be maintained, in which case the force variation is reduced.
第１態様によると、玩具組立システムの玩具組立要素が提供される。このシステムでは、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる。前記玩具組立要素は、
・ 上面と、底面と、前記玩具組立要素の外周に延在する１つ以上の平坦な側壁とを有する本体部と、
・ 前記上面から任意の高さで延在する少なくとも１つの円筒形の結合スタッドと、
・ 結合スタッドが縛りばめによってはめ込まれる少なくとも１つの開口部を前記底面に形成するために、前記玩具組立要素の内部で前記底面まで延在する少なくとも１つの管状突起と、を備え、
・ 前記１つ以上の平坦な側壁は、前記玩具組立要素の前記内部を少なくとも部分的に画定し、前記上面と前記底面との間に延在し、互いに直角に連結されて鋭い角を形成し、
・ 前記少なくとも１つの管状突起は前記平坦な側壁から分離されており、
・ 前記少なくとも１つの管状突起は、前記底面まで垂直に延在する４つの略平坦な接触壁を有し、前記４つの接触壁は正方形に配置され、それぞれが前記側壁に対して４５°の角度に配置されており、これによって締りばめの柔軟性が向上する。
According to a first aspect, a toy assembly element of a toy assembly system is provided. In this system, the toy assembly elements can be removably coupled together using an interference fit between the coupling studs of another toy assembly element inserted into a corresponding opening in one toy assembly element. The toy assembly element is:
A body having a top surface, a bottom surface, and one or more flat side walls extending to the outer periphery of the toy assembly element;
At least one cylindrical coupling stud extending at an arbitrary height from the upper surface;
At least one tubular projection extending to the bottom surface within the toy assembly element to form at least one opening in the bottom surface into which the coupling stud is fitted by a binding fit;
The one or more flat sidewalls at least partially define the interior of the toy assembly element, extend between the top surface and the bottom surface and are connected at right angles to each other to form a sharp corner; ,
The at least one tubular protrusion is separated from the flat side wall;
The at least one tubular protrusion has four substantially flat contact walls extending perpendicularly to the bottom surface, the four contact walls being arranged in a square, each at an angle of 45 ° to the side wall This increases the flexibility of the interference fit.
本発明の基礎となっている発明的洞察は、玩具組立要素間の機械的接合部を、可能な限り柔軟にし、かつ境界面における負荷に耐えることができるように設計することである。 The inventive insight underlying the present invention is to design the mechanical joint between toy assembly elements to be as flexible as possible and to withstand loads at the interface.
接触壁を正方形に配置し、各接触壁を側壁に対して４５°の角度で配置し、スタッドと対応する接触壁との間の接触線が該接触壁の中央部にあるようにすることで、接触壁が中央で負荷を受ける「梁」となる。したがって、スタッドは接触壁が最も柔軟な点で接触壁と係合するため、締りばめに対する製造公差の影響が低減される。 The contact walls are arranged in a square, each contact wall is arranged at an angle of 45 ° with respect to the side walls, so that the contact line between the stud and the corresponding contact wall is in the center of the contact wall. The contact wall becomes the “beam” that receives the load at the center. The stud therefore engages the contact wall at the point where the contact wall is the most flexible, thus reducing the effects of manufacturing tolerances on the interference fit.
ＷＯ２０１４００９３４５に開示されている玩具組立要素では、突起は環状の断面を有するチューブであり、該チューブの外側表面は円筒形である。そのような形状の管状突起は非常に硬く、すなわち柔軟ではない。このチューブのスタッドとの接触線における外側表面は凸状であり、チューブ全体の形状により柔軟性のない係合体となっている。スタッドも同様であり、スタッドも環状の断面を有するチューブであり、該チューブの外側表面は円筒形である。したがって、この先行技術では２つの非常に硬い物体が互いに係合するため、製造公差を極めて厳しくする必要があり、製造コストが増加する。先行技術および本玩具組立要素において、１つのブリックのスタッドと別のブリックの内側との間には常に３つの接触線がある。少なくとも１つの接触線は突起とスタッドとの係合によって形成され、少なくとも１つの接触線は側壁または該側壁から突出しているリブとスタッドとの係合によって形成される。３つ目の接触線は、スタッドと別の突起との間、またはスタッドと別の側壁との間のいずれであってもよい。２つの接触線はスタッドの周囲で９０°で離間し、残りの接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°で離間している。 In the toy assembly element disclosed in WO2014009345, the protrusion is a tube having an annular cross section, and the outer surface of the tube is cylindrical. Such shaped tubular projections are very hard, i.e. not flexible. The outer surface of the contact line with the stud of this tube is convex, and it is a non-flexible engagement body due to the shape of the entire tube. The stud is the same, and the stud is a tube having an annular cross section, and the outer surface of the tube is cylindrical. Therefore, in this prior art, since two very hard objects are engaged with each other, it is necessary to make manufacturing tolerances extremely strict and increase manufacturing costs. In the prior art and the present toy assembly element, there are always three contact lines between the stud of one brick and the inside of another brick. At least one contact line is formed by engagement of the protrusion and the stud, and at least one contact line is formed by engagement of the side wall or a rib protruding from the side wall and the stud. The third contact line may be either between the stud and another protrusion or between the stud and another sidewall. The two contact lines are spaced 90 ° around the stud and the remaining contact lines are spaced 135 ° from each of the other two contact lines.
第１態様の第１の可能な実装において、前記接触壁の少なくとも一部は略平坦、すなわち平面的である。 In a first possible implementation of the first aspect, at least a part of the contact wall is substantially flat, i.e. planar.
第１態様の第２の可能な実装において、前記接触壁の厚さは、スタッドの挿入時に前記接触壁にかかる曲げモーメントの分布に従う。 In a second possible implementation of the first aspect, the thickness of the contact wall follows a distribution of bending moments applied to the contact wall during stud insertion.
第１態様の第３の可能な実装において、１つの管状突起の前記４つの接触壁は共に開口部を画定し、前記開口部には結合スタッドが締りばめによってはめ込まれる。 In a third possible implementation of the first aspect, the four contact walls of one tubular projection together define an opening, into which the coupling stud is fitted with an interference fit.
第１態様の第４の可能な実装において、前記内部に面する前記側壁の側面に、前記底面から前記上面へと延在する接触リブが設けられる。 In a fourth possible implementation of the first aspect, a contact rib extending from the bottom surface to the top surface is provided on a side surface of the side wall facing the interior.
第１態様の第５の可能な実装において、１つの接触壁は、２つの側壁または２つの接触リブと共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッドが締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれ、および／または、１つの接触壁は、１つの側壁または１つの接触リブおよび別の管状突起の１つの接触壁と共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッドが締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。 In a fifth possible implementation of the first aspect, one contact wall forms an opening with two side walls or two contact ribs, in which a connecting stud is fitted with three contact lines by an interference fit. And / or one contact wall forms an opening with one side wall or one contact rib and one contact wall of another tubular projection, said connection being fastened with a coupling stud Fit with three contact lines by fit.
第１態様の第６の可能な実装において、接触壁に関連しない接触線は前記リブとそれぞれ一致し、前記接触線は好ましくは前記結合スタッドの軸と平行に延在し、より好ましくは前記スタッドの高さ全体に延在する。 In a sixth possible implementation of the first aspect, contact lines not associated with contact walls respectively coincide with the ribs, and the contact lines preferably extend parallel to the axis of the coupling stud, more preferably the stud. Extending throughout the height of the.
第１態様の第７の可能な実装において、前記３つの接触線のうち２つは前記結合スタッドの周囲で９０°の角度方向に互いに離間し、３つ目の接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°度の角度で離間している。 In a seventh possible implementation of the first aspect, two of the three contact lines are spaced apart from each other in an angular direction of 90 ° around the coupling stud and the third contact line is the other two contacts Separated from each line by an angle of 135 °.
第１態様の第８の可能な実装において、管状突起の４つの接触壁は、前記接触壁間の隙間によって互いに離間されている。 In an eighth possible implementation of the first aspect, the four contact walls of the tubular projection are separated from each other by a gap between the contact walls.
第１態様の第９の可能な実装において、管状突起の前記４つの接触壁は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成している。 In a ninth possible implementation of the first aspect, the four contact walls of the tubular projection are joined together to form a tube having a square cross-sectional profile.
第１態様の第１０の可能な実装において、前記チューブの断面外形は、丸みのある正方形、角が丸められた正方形、またはスクエアクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）に類似しているか等しい。 In a tenth possible implementation of the first aspect, the cross-sectional profile of the tube is similar to or equal to a rounded square, a rounded square, or a square.
第１態様の第１１の可能な実装において、前記玩具組立要素には少なくとも２つのチューブが設けられており、隣接するチューブ同士は対向する角で相互に連結されている。 In an eleventh possible implementation of the first aspect, the toy assembly element is provided with at least two tubes and adjacent tubes are connected to each other at opposite corners.
第１態様の第１２の可能な実装において、前記チューブ同士の対向する角における肉厚は、前記チューブの他の角の肉厚と比較して減少させている。 In a twelfth possible implementation of the first aspect, the wall thickness at the opposing corners of the tubes is reduced compared to the wall thickness at the other corners of the tube.
第１態様の第１３の可能な実装において、前記チューブの前記肉厚は好ましくは、前記チューブの長さ方向にほぼ一定であり、前記チューブの外周に沿って変化する。 In a thirteenth possible implementation of the first aspect, the wall thickness of the tube is preferably substantially constant in the length direction of the tube and varies along the outer periphery of the tube.
第１態様の第１４の可能な実装において、前記チューブに隣接する開口部内または前記チューブ内にスタッドを取り付ける際に前記チューブ内の応力レベルを均一に分散させるために、前記チューブの前記肉厚をその外周に沿って変化させる。 In a fourteenth possible implementation of the first aspect, the wall thickness of the tube is reduced in order to evenly distribute the stress level in the tube when mounting a stud in the opening adjacent to or in the tube. Change along its circumference.
第１態様の第１５の可能な実装において、スタッドの挿入による非永久的な変形に対して最大限の弾性、すなわち最大限の柔軟性を得るために、前記チューブの前記肉厚をその外周に沿って変化させる。 In a fifteenth possible implementation of the first aspect, in order to obtain maximum resilience against non-permanent deformation due to stud insertion, i.e. maximum flexibility, the wall thickness of the tube on its outer periphery. Change along.
第１態様の第１６の可能な実装において、前記チューブの前記外周に沿った前記肉厚は、前記チューブの前記角において厚く、前記角間の範囲における中央部において厚く、前記チューブの前記外周の残りの範囲で薄い。 In a sixteenth possible implementation of the first aspect, the wall thickness along the outer periphery of the tube is thicker at the corners of the tube and thicker at the center in the range between the corners, and the remainder of the outer periphery of the tube. Thin in the range.
第１態様の第１７の可能な実装において、前記少なくとも１つの円筒形の結合スタッドは任意の外径を有し、１つの管状突起の対向する接触壁間の隙間のサイズは、前記外径よりやや小さい。 In a seventeenth possible implementation of the first aspect, the at least one cylindrical coupling stud has an arbitrary outer diameter, and the size of the gap between opposing contact walls of one tubular protrusion is greater than the outer diameter. Slightly small.
第１態様の第１８の可能な実装において、前記結合スタッドの円形の外形は、前記接触壁と前記側壁または前記側壁の内側のリブとの間にある前記開口部よりもやや大きい。 In an eighteenth possible implementation of the first aspect, the circular outer shape of the coupling stud is slightly larger than the opening between the contact wall and the side wall or a rib inside the side wall.
第１態様の第１９の可能な実装において、前記上面に、少なくとも２列の等間隔に設けられた結合スタッドが方眼パターンで配置される。 In a nineteenth possible implementation of the first aspect, at least two rows of equally spaced connecting studs are arranged in a square pattern on the top surface.
第１態様の第２０の可能な実装において、前記接触壁と前記側壁との間、または前記接触壁と前記内部に面する前記側壁の側面上のリブとの間に画定される開口部は、前記方眼パターンと一致するパターンで配置される。 In a twentieth possible implementation of the first aspect, the opening defined between the contact wall and the side wall or between the contact wall and a rib on the side of the side wall facing the interior comprises: They are arranged in a pattern that matches the grid pattern.
第１態様の第２１の可能な実装において、前記平坦な側壁は互いに鋭い角を成して接する。 In a twenty-first possible implementation of the first aspect, the flat side walls meet at a sharp angle.
第１態様の第２２の可能な実装において、前記方眼パターンの前記結合スタッド間のピッチは８ｍｍである。 In a twenty-second possible implementation of the first aspect, the pitch between the coupling studs of the grid pattern is 8 mm.
第１態様の第２３の可能な実装において、組立要素の前記底面から前記上面までの高さは９．６ｍｍである。 In a twenty-third possible implementation of the first aspect, the height of the assembly element from the bottom surface to the top surface is 9.6 mm.
第１態様の第２４の可能な実装において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の長さは、前記組立要素の長さに沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。 In a twenty-fourth possible implementation of the first aspect, the length of the assembly element having a rectangular top and bottom profile is obtained by multiplying the number of connecting studs along the length of the assembly element by 8 mm and multiplying the product by 0 Equal to the value minus 2 mm.
第１態様の第２５の可能な実装において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の幅は、前記組立要素の幅に沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。 In a twenty-fifth possible implementation of the first aspect, the width of the assembly element having a rectangular top and bottom profile is obtained by multiplying the number of connecting studs along the width of the assembly element by 8 mm and 0.2mm from the product. Equal to the value minus.
第１態様の第２６の可能な実装において、前記結合スタッドの直径Ｄは４．９ｍｍである。 In a twenty-sixth possible implementation of the first aspect, the diameter D of the coupling stud is 4.9 mm.
第１態様の第２７の可能な実装において、接触壁には、前記底面の前記接触壁端部から前記上面へと延在する接触リブが設けられている。接触壁上の接触リブは、好ましくは別の玩具組立要素のスタッドとの接触面となるように配置される。 In a twenty-seventh possible implementation of the first aspect, the contact wall is provided with a contact rib extending from the contact wall end of the bottom surface to the top surface. The contact rib on the contact wall is preferably arranged to be a contact surface with the stud of another toy assembly element.
第１態様の第２８の可能な実装において、前記結合スタッドは円筒面形状の連続的な当接面を有し、その母線は前記本体部の前記上面から前記結合スタッドの上部へとほぼ直角に延在する。 In a twenty-eighth possible implementation of the first aspect, the coupling stud has a continuous abutment surface in the form of a cylindrical surface, the busbar of which is substantially perpendicular from the top surface of the body portion to the top of the coupling stud. Extend.
第１態様の第２９の可能な実装において、前記玩具組立要素は玩具組立ブリックである。 In a twenty-ninth possible implementation of the first aspect, the toy assembly element is a toy assembly brick.
第２態様によると、前述の態様およびそれらの可能な実装の１つ以上による玩具組立要素を製造する方法が提供される。前記方法は、少なくとも２つの金型部品を備える金型で前記玩具組立要素を射出成形することを含み、前記金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素の内面を成形する金型コアであり、前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起を形成するための窪みを有する。 According to a second aspect, there is provided a method of manufacturing a toy assembly element according to one or more of the aforementioned aspects and possible implementations thereof. The method includes injection molding the toy assembly element with a mold comprising at least two mold parts, wherein one of the mold parts is a mold core that molds an inner surface of the toy assembly element. And the mold core has a recess for forming the at least one tubular protrusion.
第３態様によると、第１態様およびその任意の実装による玩具組立要素の製造に用いる成形用具が提供される。前記成形用具において、前記金型は少なくとも２つの金型部品を備え、前記金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素の内面を成形する金型コアであり、前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起を形成するための窪みを有する。 According to a third aspect, there is provided a forming tool for use in manufacturing a toy assembly element according to the first aspect and any implementation thereof. In the molding tool, the mold includes at least two mold parts, and one of the mold parts is a mold core that molds an inner surface of the toy assembly element, and the mold core includes the mold core A recess for forming at least one tubular protrusion;
本発明における上記の態様や実装およびその他の態様や実装を、以下に説明する実施形態により明らかにする。 The above aspects and implementations and other aspects and implementations of the present invention will be clarified by embodiments described below.
以下に示す本開示の詳細な説明において、図面に示す例示的実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。
図１から図４は、第１の例示的実施形態による玩具組立要素を様々な視点から示している。玩具組立要素１０は、玩具組立システムの一部である。このシステムでは、ある玩具組立要素１０の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素１０の結合スタッド１５間の締りばめを用いて、玩具組立要素１０を互いに取外し可能に結合できる。玩具組立要素１０はすべて同じ形状であってもよいが、異なる形状の玩具組立要素同士を組み立てることもできる。玩具組立要素は、少なくとも２つの金型部品を備える金型で射出成形することによって製造される。
1 to 4 show the toy assembly element according to the first exemplary embodiment from various viewpoints. The
玩具組立要素１０は、上面１３と、底面１２と、玩具組立要素１０の外周に延在する１つ以上の側壁１４とを有する本体部を有する。上面１３は底面１２と対向し、側壁１４は上面１３と底面１２を連結している。側壁１４は互いに直角に連結され、９０°の鋭い角を形成する。
The
図１から図４に示す実施形態の玩具組立要素は、直方体の本体を有する玩具組立ブリックである。 The toy assembly element of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is a toy assembly brick having a rectangular parallelepiped body.
側面１４は上面と底面の間の高さＨ全体に延在する。側面１４は、玩具組立要素１０の長辺に沿った長さＬを有し、短辺に沿った幅Ｗを有する。
The
本実施形態による玩具組立要素１０の上面１３には、２×４列の結合スタッド１５が方眼パターンで等間隔に設けられている。側壁１４の内部表面には、それぞれ底面から上面１３へと延在する複数のリブ１６が設けられている。リブ１６は、側壁の内部表面から突出している。
On the
玩具組立要素１０の本体の角それぞれの近くに２つのリブ１６が設けられている。本実施形態による玩具組立要素１０において、長辺の側壁１４の内側の想像線上に追加のリブ１６が設けられている。この想像線は、長辺の側壁１４に対して直角に延在し、２つの隣り合う突起２０の中心間の中央を通る。
Two
平坦な側壁１４は、玩具組立要素１０の内部１９を少なくとも部分的に画定する。本実施形態による玩具組立要素１０には、内部１９の内側に延在する３つの管状突起２０が設けられている。これらの管状突起２０は上面１３から底面１２へと延在する。一実施形態において、管状突起２０は、管状突起２０の自由端が底面１２と同じ高さになるように底面１２まで延在する。別の実施形態において、突起２０はほぼ底面１２まで延在する。
The
管状突起２０は４つの略平坦な接触壁２２を有し、これらの接触壁２２は上面１３から底面１２まで垂直に延在する。これら４つの接触壁２２は正方形に配置され、それぞれが側壁１４に対して４５°の角度に配置されている。したがって、２つの接触壁２２ペアが互いに対向し、各ペアは他のペアに対して９０°に配置されている。
本実施形態において、管状突起２０の４つの接触壁２２は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成している。このチューブの断面外形は、丸みのある正方形、角が丸められた正方形、またはスクエアクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）に類似しているか等しい。本実施形態において、玩具組立要素１０には３つのチューブが設けられており、隣接する該チューブ同士は対向する角で相互に連結されている。隣接するチューブ間の連結部は、チューブの厚さを隣接する角２４で減少させることによって形成された狭いブリッジ部２８によって形成される。これによって、チューブ間の連結部の肉厚が必要以上に厚くならず、かつ玩具組立要素１０を製造する射出成形プロセスで成形可能になる。互いに接する角２４において肉厚を減少させた結果、切欠き２９が設けられる。チューブ同士の対向する角２４における肉厚は、該チューブの他の角２４の肉厚と比較して減少させている。
In the present embodiment, the four
チューブの肉厚は、一実施形態において、上面１３から底面１２へと見た場合のチューブの長さ方向に減少させ、射出成形プロセスの最後に金型から玩具組立要素１０を取り出すための抜き勾配を設ける。側壁１４の肉厚も同様に上面から底面の方向に減少させ、金型から玩具組立要素１０を取り出すための抜き勾配を設ける。玩具組立要素１０の各部の抜き勾配は図１１において最もよく示されている。
The wall thickness of the tube, in one embodiment, decreases in the length of the tube when viewed from the
チューブの肉厚は、一実施形態において、チューブの外周に沿って変化する。図８に示すように、チューブの肉厚は、チューブの角２４において厚く、チューブの角２４間の範囲における中央部２６において厚く、チューブ２５の外周の残りの範囲で薄くなっている。したがって、チューブの肉厚は、接触壁の中央部２６と角２４との間の領域において最も薄くなる。これにより、関係する接触壁２２に近接した開口部に挿入されるスタッドによって押される、該チューブ範囲の中央部２６にかかる応力が均等に分散される。
The wall thickness of the tube varies along the circumference of the tube in one embodiment. As shown in FIG. 8, the wall thickness of the tube is thick at the
突起／チューブ２０は、結合スタッド１５が締りばめによってはめ込まれる、底面１２の開口部を形成するようなサイズおよび形状である。別の組立要素１０のスタッド１５の締りばめに適切なサイズを有する開口部は、図４の上部に示すように、１つの接触壁２２と、玩具組立要素１０の角に関連する２つのリブ１６とによって形成される。あるいは、別の組立要素１０のスタッド１５の締りばめに適切なサイズを有する開口部は、図４の下部に示すように、玩具組立要素１０の角に関連する２つのリブ１６とによって形成される。
The protrusion /
図３の上部に示すように、１つの突起２０の４つの接触壁２２は共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって４つの接触線を有してはめ込まれる。ここで、対向する接触壁２２の表面間の距離ｄは、別の玩具組立要素１０のスタッド１５の直径Ｄよりやや小さくなるように選択される。
As shown at the top of FIG. 3, the four
図４の上部に示すように、１つの接触壁２２は２つの接触リブ１６と共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。図４の下部に示すように、１つの接触壁２２は１つのリブ１６および別の突起２０の１つの接触壁２２と共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。
As shown in the upper part of FIG. 4, one
接触壁２２に関連しない接触線はリブ１６とそれぞれ一致する。これらの接触線は好ましくは結合スタッド１５の軸と平行に延在し、より好ましくは結合スタッド１５の高さ全体に延在する。
Contact lines not associated with the
チューブの中心に挿入されないスタッド１５の場合、３つの接触線のうち２つは結合スタッド１５の周囲で９０°の角度方向に互いに離間し、３つ目の接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°度の角度で離間している。チューブの中心に挿入されるスタッド１５の場合、９０°の角度で均等に分散された４つの接触線を有する。
In the case of a
チューブに隣接する開口部内またはチューブ内にスタッド１５を取り付ける際に該チューブ内の応力レベルを均一に分散させるために、該チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる。また、スタッド１５の挿入による変形に対して最大限の弾性を得るために、該チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる。
In order to evenly distribute the stress level in the tube when mounting the
結合スタッド１５の円形の外形は、接触壁２２と、側壁１４の内側のリブ１６との間にある開口部よりもやや大きい。
The circular outer shape of the
図５から図７は、玩具組立要素１０の別の例示的実施形態を示している。この実施形態は、図１から図４に示した玩具組立要素と基本的に同じであるが、玩具組立要素１０の上面１３のスタッド１５が２×２列のみであることと、玩具組立要素１０の内部の突起２０が１つのみであるという点が異なる。
5-7 illustrate another exemplary embodiment of the
２×２列のスタッド１５および４×２列のスタッドを方眼状に配置した玩具組立要素１０を前述の実施形態でそれぞれ示した。しかしながら、玩具組立要素１０は、上面１３に、少なくとも２×２列の等間隔に設けられた結合スタッド１５を方眼パターンで配置することができ、いずれの方向の列数にも上限はない。接触壁２２と、内部１９に面する側壁の側面上のリブ１６との間に画定される開口部は、上面１３のスタッド１５の方眼パターンと一致するパターンで配置され、突起２０の数とそれらの配置はそのパターンに応じて調整される。
The
一実施形態において、方眼パターンの結合スタッド１５間のピッチは８ｍｍである。一実施形態において、組立要素の底面から上面までの高さＨは９．６ｍｍである。一実施形態において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の長さＬは、組立要素の長さに沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。一実施形態において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の幅Ｗは、組立要素の幅に沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。一実施形態において、結合スタッドの直径Ｄは４．９ｍｍである。
In one embodiment, the pitch between the grid
図９に示した一例示的実施形態において、突起２０の４つの接触壁２２は、接触壁２２間の隙間２９によって互いに離間されている。それ以外の点では、本実施形態の突起２０は前述の他の実施形態と同様に機能する。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 9, the four
図１０および図１１の例示的実施形態において、各接触壁２２には接触リブ１７が設けられている。接触リブ１７は、底面の接触壁２２端部から上面へと延在する。接触壁２２上の接触リブ１７は、好ましくは別の玩具組立要素１０のスタッド１５との接触面となるように配置される。本実施形態において、リブ１７は、別の玩具組立要素１０のスタッド１５と接触する、接触壁２２の接触面を形成する。
In the exemplary embodiment of FIGS. 10 and 11, each
玩具組立要素１０は任意の方法で製造される。この方法には、少なくとも２つの金型部品を備える金型（図示しない）で玩具組立要素１０を射出成形することが含まれる。２つの金型部品のうち１つは、玩具組立要素１０の内面を成形する金型コアである。この金型コアは、少なくとも１つの突起２０を形成するための窪みを有する。
The
図面に示した玩具組立要素１０はブリック１０として描かれているが、より薄い要素、すなわち高さＨが低い、例えば板のような玩具組立要素などであってもよい。
Although the
上記の様々な実施形態によって本発明を説明したが、開示した実施形態に対する他の変形は、図面、開示内容、および添付の特許請求の範囲を検討することにより、請求項記載の発明を実施する際に当業者により理解され行われることのできるものである。特許請求の範囲において、「有する、備える」という文言はその他の要素またはステップを排除せず、単数表現は複数を排除しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという事実のみでは、これらの手段の組み合わせが有効に使用されないことにはならない。特許請求の範囲における参照符号は、その範囲を限定するものと解釈してはならない。 While the invention has been described in terms of the various embodiments described above, other modifications to the disclosed embodiments can be practiced by studying the drawings, the disclosure, and the appended claims. And can be understood and performed by those skilled in the art. In the claims, the word “comprising” does not exclude other elements or steps, and the singular does not exclude a plurality. The mere fact that certain measures are recited in mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used effectively. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope.
本開示は、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる玩具組立システムの玩具組立要素に関する。 The present disclosure provides a toy assembly for a toy assembly system that can removably couple toy assembly elements to each other using an interference fit between coupling studs of another toy assembly element inserted into a corresponding opening of one toy assembly element. Regarding elements.
レゴグループは、レゴ（登録商標）玩具組立システムセットを製造および販売している。このセットでは、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる。 The LEGO Group manufactures and sells LEGO (R) toy assembly system sets. In this set, the toy assembly elements can be removably coupled together using an interference fit between the coupling studs of another toy assembly element inserted into a corresponding opening in one toy assembly element.
ほとんどのレゴ（登録商標）玩具組立要素（ピース）には、上部にある結合スタッドと、内側にあって上部から下方に延在するチューブという２つの基本要素がある。１つのピースの結合スタッドは、チューブと壁部または壁部からの突起との間の空間よりもやや大きい。ピース同士が押し付けられると、結合スタッドが壁部を外側へと、チューブを内側へと押す。材料に弾性があり、元の形状を維持しようとするため、壁部とチューブが結合スタッドを押し返す。この過程において結合スタッドはわずかに変形するが、剛性が高いので、壁部の外側への押出しとチューブの内側への押込みと比べると、結合スタッドの変形は小さい。摩擦により、２つのピースが滑って外れることが防がれる。このスタッドアンドチューブ結合システムでは締りばめを用いる。締りばめとは、２つのパーツ間の固い、摩擦ベースの連結であり、追加の締結具を用いない。円筒形の結合スタッドは、玩具組立要素の上部の上方に任意の高さで延在する。内部のチューブおよび内部のリブは、締りばめによって結合スタッドと係合するように設けられている。これによって、ブリックを互いに取外し可能に結合することができる。 Most LEGO® toy building elements (pieces) have two basic elements: a connecting stud at the top and a tube that is inside and extends downward from the top. One piece of connecting stud is slightly larger than the space between the tube and the wall or projection from the wall. When the pieces are pressed together, the connecting stud pushes the wall outward and the tube inward. Because the material is elastic and tries to maintain its original shape, the wall and tube push the coupling stud back. In this process, the coupling stud is slightly deformed, but the rigidity of the coupling stud is high, so that the deformation of the coupling stud is small compared to pushing the wall portion outward and pushing the tube inside. Friction prevents the two pieces from slipping off. This stud and tube coupling system uses an interference fit. An interference fit is a hard, friction-based connection between two parts that uses no additional fasteners. A cylindrical coupling stud extends at any height above the top of the toy assembly element. The inner tube and the inner rib are provided to engage the coupling stud with an interference fit. This allows the bricks to be detachably coupled to each other.
基本的なレゴ（登録商標）組立ピースは、例えば、２×２プレートおよび２×４プレート、２×２ブリックおよび２×４ブリックなどであるが、これらは網羅的ではなく、多種多様なサイズや形状であってもよい。 The basic LEGO® assembly pieces are, for example, 2 × 2 plates and 2 × 4 plates, 2 × 2 bricks and 2 × 4 bricks, but these are not exhaustive and come in a wide variety of sizes and It may be a shape.
レゴ（登録商標）玩具組立要素は、元は、主にアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を含有するプラスチック粒状物である。自動射出成形プロセスによって、これらの粒状物を、例えばブリックやプレートなどの玩具組立要素へと成形する。レゴ（登録商標）玩具組立要素の製造には、高温と、強力な大型射出成形装置が必要とされる。射出成形装置は、粒状物を最高温度２３２℃で溶融させ、溶融ＡＢＳを金型に流し込み、２５トンから１５０トンの圧力をかける。約７秒後、新しい玩具組立要素が冷却され、コンベアへと落とされる。これらの玩具組立要素はコンベアの終点で容器へと落とされる。 The LEGO (R) toy assembly element is originally a plastic granule containing mainly acrylonitrile butadiene styrene (ABS). These granulates are formed into toy assembly elements such as bricks and plates by an automatic injection molding process. Production of LEGO (R) toy assembly elements requires high temperatures and a powerful large injection molding device. The injection molding apparatus melts the granular material at a maximum temperature of 232 ° C., pours molten ABS into the mold, and applies a pressure of 25 to 150 tons. After about 7 seconds, the new toy assembly element is cooled and dropped onto the conveyor. These toy assembly elements are dropped into containers at the end of the conveyor.
このような玩具組立要素の製造プロセスにおける主要なコスト要素は、比較的高い精度と小さい公差で製造しなければならないことである。これは、２つの玩具組立要素間で確実な締りばめを得るためである。すなわち、同じ力で締りばめが係合または解除され、限度内で同じ状態を保つことを確実にするためであり、使い古した玩具組立要素であっても、例えば温度などが異なる状況下、および２つの玩具組立要素間で係合されるスタッドの数が異なる状況下であっても、これを確実にするためである。 A major cost factor in the manufacturing process of such toy assembly elements is that they must be manufactured with relatively high accuracy and small tolerances. This is to obtain a secure interference fit between the two toy assembly elements. That is, to ensure that the interference fit is engaged or disengaged with the same force and stays the same within limits, even with worn toy assembly elements, for example under different conditions of temperature, etc., and This is to ensure this even under circumstances where the number of studs engaged between the two toy assembly elements is different.
構成要素の製造にはばらつきが伴う。構成要素は、各寸法に一定の公差を考慮して設計される。公差は、所定の寸法において許容可能なばらつきの大きさに関する仕様である。公差が厳しい構成要素は、一般的に製造によりコストがかかる。射出成形される構成要素の場合、このコスト高は、より高い精度の金型、より長いサイクル時間、および概してより高度な製造技術が必要とされるためである。 Variations are associated with the manufacture of the components. The components are designed taking into account certain tolerances for each dimension. Tolerance is a specification relating to the amount of variation that can be tolerated in a given dimension. Components with tight tolerances are generally more expensive to manufacture. For components that are injection molded, this high cost is due to the need for higher precision molds, longer cycle times, and generally more advanced manufacturing techniques.
パーツ間における幾何学的重なりによりパーツ間の接触力が確保される場合、機械的接合部は圧力ばめとして設計されることが多い。そのような機械的接合部では、重なりの小さなばらつきにより接触力の大きなばらつきが生じることがある。この関係は、構成要素の剛性によって定められる。 If the contact force between parts is ensured by geometric overlap between parts, the mechanical joint is often designed as a pressure fit. In such mechanical joints, large variations in contact force may occur due to small variations in overlap. This relationship is determined by the stiffness of the component.
例えばレゴ（登録商標）玩具組立システムからなどの玩具組立要素は、重なりの小さなばらつきにより接触力の大きなばらつきが生じるため、極めて高精度の製造が求められる。 For example, a toy assembly element such as from a LEGO (registered trademark) toy assembly system is required to be manufactured with extremely high accuracy because a large variation in contact force occurs due to a small variation in overlap.
ＷＯ２０１４００９３４５には、請求項１の第一段落に記載の玩具組立要素が開示されている。 WO 2014009345 discloses a toy assembly element according to the first paragraph of claim 1.
ＧＢ９３５３０８には玩具組立ブロックが開示されている。該玩具組立ブロックは、一方の面が開放されている空洞ブロックであり、該開放面の反対側の閉塞面上に外側に突出する組立スタッドを備え、該ブロックの中空内にリブの矩形の格子を備える。これらのリブは、隣接ブロックの組立スタッドを係合させる面を提供する。該リブは、該ブロックの端壁および側壁に４５度の角度で設けられ、隣接する２つの平行なリブ間の距離は、併置された同様の組立要素の組立スタッドに該リブがぴったりと係合するような距離である。該リブの矩形の格子が該端壁および側壁に取り付けられることで、該玩具組立ブロックおよび該リブの矩形の格子の全体的な剛性が向上する。 GB935308 discloses a toy assembly block. The toy assembly block is a hollow block that is open on one side, and includes an assembly stud that projects outwardly on a closed surface opposite to the open surface, and a rectangular lattice of ribs in the hollow of the block. Is provided. These ribs provide a surface for engaging adjacent block assembly studs. The ribs are provided at an angle of 45 degrees on the end wall and side walls of the block, and the distance between two adjacent parallel ribs allows the ribs to snugly engage the assembly studs of similar juxtaposed assembly elements It is such a distance. Attachment of the rectangular grid of ribs to the end walls and sidewalls improves the overall rigidity of the toy building block and the rectangular grid of ribs.
ＷＯ９８１１９６８には組立玩具セットが開示されている。該組立玩具セットは、二次元で規則的に配置された結合スタッドを有する第１タイプ組立要素であって、該結合スタッドが互いに直角な２つの主方向に配列され、該主方向に対して対角線をとる方向に対角列をも形成する第１タイプ組立要素と、該第１タイプ組立要素と相互接続するための第２タイプ組立要素と、を備える。該第２タイプ組立要素は、結合手段を備えて中空部を構成する平行結合壁の対を有し、該結合手段は、該結合壁が該結合スタッドの主方向列間に配置されるようにして、第１タイプ組立要素の結合スタッドを脱着可能に受容する。該組立セットは、第１タイプ組立要素と相互に接続する第３タイプ組立要素をさらに備え、該第１タイプ組立要素は、他の組立要素の結合スタッドを脱着可能に受容する結合手段を備えて中空部を構成する平行結合スカートの対を有する。該結合スカートは、結合スタッドの対角列間に対角線方向に配置される。 WO98111968 discloses an assembled toy set. The assembly toy set is a first type assembly element having coupling studs arranged regularly in two dimensions, wherein the coupling studs are arranged in two main directions perpendicular to each other, and are diagonal to the main direction. A first type assembly element that also forms a diagonal row in a direction that takes the form of a first type assembly element, and a second type assembly element for interconnecting with the first type assembly element. The second type assembly element comprises a pair of parallel coupling walls comprising coupling means to form a hollow portion, the coupling means being arranged so that the coupling walls are arranged between the main direction rows of the coupling studs. And removably receiving the coupling stud of the first type assembly element. The assembly set further comprises a third type assembly element interconnected with the first type assembly element, the first type assembly element comprising coupling means for removably receiving coupling studs of other assembly elements. It has a pair of parallel coupling skirts forming a hollow part. The coupling skirts are arranged diagonally between diagonal rows of coupling studs.
目的は、締りばめの信頼性を維持しつつ、製造公差にあまり影響されない玩具組立要素を提供することである。あるいは、目的は、締りばめの信頼性を維持しつつ、より大きい製造公差を許容する玩具組立要素、または現在の製造公差で締りばめの信頼性を向上する玩具組立要素を提供することである。 The objective is to provide a toy assembly element that is less sensitive to manufacturing tolerances while maintaining an interference fit reliability. Alternatively, the objective is to provide a toy assembly element that allows for greater manufacturing tolerances while maintaining interference fit reliability, or a toy assembly element that improves interference fit reliability with current manufacturing tolerances. is there.
前記およびその他の目的は、独立請求項に示す特徴により達成される。さらなる実施の形態は、従属請求項、明細書、および図面により明らかにされる。 These and other objects are achieved by the features indicated in the independent claims. Further embodiments will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings.
発明者らは、機械的接合部をより柔軟に設計することで、製造における極めて高い精度の必要性を低減し、製造公差によって生じるばらつきによる影響を低減するという洞察に達した。発明者らは、パーツの剛性の低下は、目標とする接合力を達成できるように重なりを大きく設計することによって相殺できるという洞察にも達した。 The inventors have come to the insight that designing mechanical joints more flexibly reduces the need for very high accuracy in manufacturing and reduces the effects of variations caused by manufacturing tolerances. The inventors have also reached the insight that the reduction in part stiffness can be offset by designing the overlap large enough to achieve the desired joining force.
重なりが大きく剛性が低い機械的接合部は、重なりが小さく剛性が高い接合部よりも、重なりのばらつきによる影響が少ない。したがって、玩具組立要素は、係合と解除の両方において、公差が大きくても締りばめ力のばらつきを同様に保つように製造することができる。あるいは、公差を維持することができ、その場合は力のばらつきが低減される。 Mechanical joints with large overlap and low stiffness are less affected by overlap variation than joints with small overlap and high rigidity. Thus, the toy assembly element can be manufactured to maintain the same variation in the interference fit force even when the tolerance is large in both engagement and disengagement. Alternatively, tolerances can be maintained, in which case the force variation is reduced.
第１態様によると、玩具組立システムの玩具組立要素が提供される。このシステムでは、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる。前記玩具組立要素は、
・ 上面と、底面と、前記玩具組立要素の外周に延在する１つ以上の平坦な側壁とを有する本体部と、
・ 前記上面から任意の高さで延在する少なくとも１つの円筒形の結合スタッドと、
・ 結合スタッドが縛りばめによってはめ込まれる少なくとも１つの開口部を前記底面に形成するために、前記玩具組立要素の内部で前記底面まで延在する少なくとも１つの管状突起と、を備え、
・ 前記１つ以上の平坦な側壁は、前記玩具組立要素の前記内部を少なくとも部分的に画定し、前記上面と前記底面との間に延在し、互いに直角に連結されて鋭い角を形成し、
・ 前記少なくとも１つの管状突起は前記平坦な側壁から分離されており、
・ 前記内部（１９）に面する前記側壁（１４）の側面に、前記底面（１２）から前記上面（１３）へと延在する接触リブ（１６）が設けられることができ、
・ 前記少なくとも１つの管状突起は、前記底面まで垂直に延在する４つの略平坦な接触壁を有し、前記４つの接触壁は正方形に配置され、それぞれが前記側壁に対して４５°の角度に配置されており、これによって締りばめの柔軟性が向上する。
更に、管状突起（２０）の前記４つの接触壁（２２）は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成し、
１つの接触壁（２２）は、２つの側壁（１４）または２つの接触リブ（１６）と共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッド（１５）が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれ、および／または、１つの接触壁（２２）は、１つの側壁（１４）または１つの接触リブ（１６）および別の管状突起（２０）の１つの接触壁（２２）と共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッド（１５）が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。
According to a first aspect, a toy assembly element of a toy assembly system is provided. In this system, the toy assembly elements can be removably coupled together using an interference fit between the coupling studs of another toy assembly element inserted into a corresponding opening in one toy assembly element. The toy assembly element is:
A body having a top surface, a bottom surface, and one or more flat side walls extending to the outer periphery of the toy assembly element;
At least one cylindrical coupling stud extending at an arbitrary height from the upper surface;
At least one tubular projection extending to the bottom surface within the toy assembly element to form at least one opening in the bottom surface into which the coupling stud is fitted by a binding fit;
The one or more flat sidewalls at least partially define the interior of the toy assembly element, extend between the top surface and the bottom surface and are connected at right angles to each other to form a sharp corner; ,
The at least one tubular protrusion is separated from the flat side wall;
A contact rib (16) extending from the bottom surface (12) to the top surface (13) can be provided on the side surface of the side wall (14) facing the interior (19);
The at least one tubular protrusion has four substantially flat contact walls extending perpendicularly to the bottom surface, the four contact walls being arranged in a square, each at an angle of 45 ° to the side wall This increases the flexibility of the interference fit.
Furthermore, the four contact walls (22) of the tubular protrusion (20) are connected together to form a tube having a square cross-sectional profile,
One contact wall (22) forms an opening with two side walls (14) or two contact ribs (16), in which a connecting stud (15) is fitted with three contact lines by an interference fit. And / or one contact wall (22) together with one contact wall (22) of one side wall (14) or one contact rib (16) and another tubular projection (20). An opening is formed, into which the coupling stud (15) is fitted with three contact lines by interference fit.
本発明の基礎となっている発明的洞察は、玩具組立要素間の機械的接合部を、可能な限り柔軟にし、かつ境界面における負荷に耐えることができるように設計することである。 The inventive insight underlying the present invention is to design the mechanical joint between toy assembly elements to be as flexible as possible and to withstand loads at the interface.
接触壁を正方形に配置し、各接触壁を側壁に対して４５°の角度で配置し、スタッドと対応する接触壁との間の接触線が該接触壁の中央部にあるようにすることで、接触壁が中央で負荷を受ける「梁」となる。したがって、スタッドは接触壁が最も柔軟な点で接触壁と係合するため、締りばめに対する製造公差の影響が低減される。 The contact walls are arranged in a square, each contact wall is arranged at an angle of 45 ° with respect to the side walls, so that the contact line between the stud and the corresponding contact wall is in the center of the contact wall. The contact wall becomes the “beam” that receives the load at the center. The stud therefore engages the contact wall at the point where the contact wall is the most flexible, thus reducing the effects of manufacturing tolerances on the interference fit.
ＷＯ２０１４００９３４５に開示されている玩具組立要素では、突起は環状の断面を有するチューブであり、該チューブの外側表面は円筒形である。そのような形状の管状突起は非常に硬く、すなわち柔軟ではない。このチューブのスタッドとの接触線における外側表面は凸状であり、チューブ全体の形状により柔軟性のない係合体となっている。スタッドも同様であり、スタッドも環状の断面を有するチューブであり、該チューブの外側表面は円筒形である。したがって、この先行技術では２つの非常に硬い物体が互いに係合するため、製造公差を極めて厳しくする必要があり、製造コストが増加する。先行技術および本玩具組立要素において、１つのブリックのスタッドと別のブリックの内側との間には常に３つの接触線がある。少なくとも１つの接触線は突起とスタッドとの係合によって形成され、少なくとも１つの接触線は側壁または該側壁から突出しているリブとスタッドとの係合によって形成される。３つ目の接触線は、スタッドと別の突起との間、またはスタッドと別の側壁との間のいずれであってもよい。２つの接触線はスタッドの周囲で９０°で離間し、残りの接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°で離間している。 In the toy assembly element disclosed in WO2014009345, the protrusion is a tube having an annular cross section, and the outer surface of the tube is cylindrical. Such shaped tubular projections are very hard, i.e. not flexible. The outer surface of the contact line with the stud of this tube is convex, and it is a non-flexible engagement body due to the shape of the entire tube. The stud is the same, and the stud is a tube having an annular cross section, and the outer surface of the tube is cylindrical. Therefore, in this prior art, since two very hard objects are engaged with each other, it is necessary to make manufacturing tolerances extremely strict and increase manufacturing costs. In the prior art and the present toy assembly element, there are always three contact lines between the stud of one brick and the inside of another brick. At least one contact line is formed by engagement of the protrusion and the stud, and at least one contact line is formed by engagement of the side wall or a rib protruding from the side wall and the stud. The third contact line may be either between the stud and another protrusion or between the stud and another sidewall. The two contact lines are spaced 90 ° around the stud and the remaining contact lines are spaced 135 ° from each of the other two contact lines.
第１態様の第１の可能な実装において、前記接触壁の少なくとも一部は略平坦、すなわち平面的である。 In a first possible implementation of the first aspect, at least a part of the contact wall is substantially flat, i.e. planar.
第１態様の第２の可能な実装において、前記接触壁の厚さは、スタッドの挿入時に前記接触壁にかかる曲げモーメントの分布に従う。 In a second possible implementation of the first aspect, the thickness of the contact wall follows a distribution of bending moments applied to the contact wall during stud insertion.
第１態様の第３の可能な実装において、１つの管状突起の前記４つの接触壁は共に開口部を画定し、前記開口部には結合スタッドが締りばめによってはめ込まれる。 In a third possible implementation of the first aspect, the four contact walls of one tubular projection together define an opening, into which the coupling stud is fitted with an interference fit.
第１態様の第６の可能な実装において、接触壁に関連しない接触線は前記リブとそれぞれ一致し、前記接触線は好ましくは前記結合スタッドの軸と平行に延在し、より好ましくは前記スタッドの高さ全体に延在する。 In a sixth possible implementation of the first aspect, contact lines not associated with contact walls respectively coincide with the ribs, and the contact lines preferably extend parallel to the axis of the coupling stud, more preferably the stud. Extending throughout the height of the.
第１態様の第７の可能な実装において、前記３つの接触線のうち２つは前記結合スタッドの周囲で９０°の角度方向に互いに離間し、３つ目の接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°度の角度で離間している。 In a seventh possible implementation of the first aspect, two of the three contact lines are spaced apart from each other in an angular direction of 90 ° around the coupling stud and the third contact line is the other two contacts Separated from each line by an angle of 135 °.
第１態様の第８の可能な実装において、管状突起の４つの接触壁は、前記接触壁間の隙間によって互いに離間されている。 In an eighth possible implementation of the first aspect, the four contact walls of the tubular projection are separated from each other by a gap between the contact walls.
第１態様の第９の可能な実装において、管状突起の前記４つの接触壁は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成している。 In a ninth possible implementation of the first aspect, the four contact walls of the tubular projection are joined together to form a tube having a square cross-sectional profile.
第１態様の第１０の可能な実装において、前記チューブの断面外形は、丸みのある正方形、角が丸められた正方形、またはスクエアクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）に類似しているか等しい。 In a tenth possible implementation of the first aspect, the cross-sectional profile of the tube is similar to or equal to a rounded square, a rounded square, or a square.
第１態様の第１１の可能な実装において、前記玩具組立要素には少なくとも２つのチューブが設けられており、隣接するチューブ同士は対向する角で相互に連結されている。 In an eleventh possible implementation of the first aspect, the toy assembly element is provided with at least two tubes and adjacent tubes are connected to each other at opposite corners.
第１態様の第１２の可能な実装において、前記チューブ同士の対向する角における肉厚は、前記チューブの他の角の肉厚と比較して減少させている。 In a twelfth possible implementation of the first aspect, the wall thickness at the opposing corners of the tubes is reduced compared to the wall thickness at the other corners of the tube.
第１態様の第１３の可能な実装において、前記チューブの前記肉厚は好ましくは、前記チューブの長さ方向にほぼ一定であり、前記チューブの外周に沿って変化する。 In a thirteenth possible implementation of the first aspect, the wall thickness of the tube is preferably substantially constant in the length direction of the tube and varies along the outer periphery of the tube.
第１態様の第１４の可能な実装において、前記チューブに隣接する開口部内または前記チューブ内にスタッドを取り付ける際に前記チューブ内の応力レベルを均一に分散させるために、前記チューブの前記肉厚をその外周に沿って変化させる。 In a fourteenth possible implementation of the first aspect, the wall thickness of the tube is reduced in order to evenly distribute the stress level in the tube when mounting a stud in the opening adjacent to or in the tube. Change along its circumference.
第１態様の第１５の可能な実装において、スタッドの挿入による非永久的な変形に対して最大限の弾性、すなわち最大限の柔軟性を得るために、前記チューブの前記肉厚をその外周に沿って変化させる。 In a fifteenth possible implementation of the first aspect, in order to obtain maximum resilience against non-permanent deformation due to stud insertion, i.e. maximum flexibility, the wall thickness of the tube on its outer periphery. Change along.
第１態様の第１６の可能な実装において、前記チューブの前記外周に沿った前記肉厚は、前記チューブの前記角において厚く、前記角間の範囲における中央部において厚く、前記チューブの前記外周の残りの範囲で薄い。 In a sixteenth possible implementation of the first aspect, the wall thickness along the outer periphery of the tube is thicker at the corners of the tube and thicker at the center in the range between the corners, and the remainder of the outer periphery of the tube. Thin in the range.
第１態様の第１７の可能な実装において、前記少なくとも１つの円筒形の結合スタッドは任意の外径を有し、１つの管状突起の対向する接触壁間の隙間のサイズは、前記外径よりやや小さい。 In a seventeenth possible implementation of the first aspect, the at least one cylindrical coupling stud has an arbitrary outer diameter, and the size of the gap between opposing contact walls of one tubular protrusion is greater than the outer diameter. Slightly small.
第１態様の第１８の可能な実装において、前記結合スタッドの円形の外形は、前記接触壁と前記側壁または前記側壁の内側のリブとの間にある前記開口部よりもやや大きい。 In an eighteenth possible implementation of the first aspect, the circular outer shape of the coupling stud is slightly larger than the opening between the contact wall and the side wall or a rib inside the side wall.
第１態様の第１９の可能な実装において、前記上面に、少なくとも２列の等間隔に設けられた結合スタッドが方眼パターンで配置される。 In a nineteenth possible implementation of the first aspect, at least two rows of equally spaced connecting studs are arranged in a square pattern on the top surface.
第１態様の第２０の可能な実装において、前記接触壁と前記側壁との間、または前記接触壁と前記内部に面する前記側壁の側面上のリブとの間に画定される開口部は、前記方眼パターンと一致するパターンで配置される。 In a twentieth possible implementation of the first aspect, the opening defined between the contact wall and the side wall or between the contact wall and a rib on the side of the side wall facing the interior comprises: They are arranged in a pattern that matches the grid pattern.
第１態様の第２１の可能な実装において、前記平坦な側壁は互いに鋭い角を成して接する。 In a twenty-first possible implementation of the first aspect, the flat side walls meet at a sharp angle.
第１態様の第２２の可能な実装において、前記方眼パターンの前記結合スタッド間のピッチは８ｍｍである。 In a twenty-second possible implementation of the first aspect, the pitch between the coupling studs of the grid pattern is 8 mm.
第１態様の第２３の可能な実装において、組立要素の前記底面から前記上面までの高さは９．６ｍｍである。 In a twenty-third possible implementation of the first aspect, the height of the assembly element from the bottom surface to the top surface is 9.6 mm.
第１態様の第２４の可能な実装において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の長さは、前記組立要素の長さに沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。 In a twenty-fourth possible implementation of the first aspect, the length of the assembly element having a rectangular top and bottom profile is obtained by multiplying the number of connecting studs along the length of the assembly element by 8 mm and multiplying the product by 0 Equal to the value minus 2 mm.
第１態様の第２５の可能な実装において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の幅は、前記組立要素の幅に沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。 In a twenty-fifth possible implementation of the first aspect, the width of the assembly element having a rectangular top and bottom profile is obtained by multiplying the number of connecting studs along the width of the assembly element by 8 mm and 0.2mm from the product. Equal to the value minus.
第１態様の第２６の可能な実装において、前記結合スタッドの直径Ｄは４．９ｍｍである。 In a twenty-sixth possible implementation of the first aspect, the diameter D of the coupling stud is 4.9 mm.
第１態様の第２７の可能な実装において、接触壁には、前記底面の前記接触壁端部から前記上面へと延在する接触リブが設けられている。接触壁上の接触リブは、好ましくは別の玩具組立要素のスタッドとの接触面となるように配置される。 In a twenty-seventh possible implementation of the first aspect, the contact wall is provided with a contact rib extending from the contact wall end of the bottom surface to the top surface. The contact rib on the contact wall is preferably arranged to be a contact surface with the stud of another toy assembly element.
第１態様の第２８の可能な実装において、前記結合スタッドは円筒面形状の連続的な当接面を有し、その母線は前記本体部の前記上面から前記結合スタッドの上部へとほぼ直角に延在する。 In a twenty-eighth possible implementation of the first aspect, the coupling stud has a continuous abutment surface in the form of a cylindrical surface, the busbar of which is substantially perpendicular from the top surface of the body portion to the top of the coupling stud. Extend.
第１態様の第２９の可能な実装において、前記玩具組立要素は玩具組立ブリックである。 In a twenty-ninth possible implementation of the first aspect, the toy assembly element is a toy assembly brick.
第２態様によると、前述の態様およびそれらの可能な実装の１つ以上による玩具組立要素を製造する方法が提供される。前記方法は、少なくとも２つの金型部品を備える金型で前記玩具組立要素を射出成形することを含み、前記金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素の内面を成形する金型コアであり、前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起を形成するための窪みを有する。 According to a second aspect, there is provided a method of manufacturing a toy assembly element according to one or more of the aforementioned aspects and possible implementations thereof. The method includes injection molding the toy assembly element with a mold comprising at least two mold parts, wherein one of the mold parts is a mold core that molds an inner surface of the toy assembly element. And the mold core has a recess for forming the at least one tubular protrusion.
第３態様によると、第１態様およびその任意の実装による玩具組立要素の製造に用いる成形用具が提供される。前記成形用具において、前記金型は少なくとも２つの金型部品を備え、前記金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素の内面を成形する金型コアであり、前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起を形成するための窪みを有する。 According to a third aspect, there is provided a forming tool for use in manufacturing a toy assembly element according to the first aspect and any implementation thereof. In the molding tool, the mold includes at least two mold parts, and one of the mold parts is a mold core that molds an inner surface of the toy assembly element, and the mold core includes the mold core A recess for forming at least one tubular protrusion;
本発明における上記の態様や実装およびその他の態様や実装を、以下に説明する実施形態により明らかにする。 The above aspects and implementations and other aspects and implementations of the present invention will be clarified by embodiments described below.
以下に示す本開示の詳細な説明において、図面に示す例示的実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。
図１から図４は、第１の例示的実施形態による玩具組立要素を様々な視点から示している。玩具組立要素１０は、玩具組立システムの一部である。このシステムでは、ある玩具組立要素１０の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素１０の結合スタッド１５間の締りばめを用いて、玩具組立要素１０を互いに取外し可能に結合できる。玩具組立要素１０はすべて同じ形状であってもよいが、異なる形状の玩具組立要素同士を組み立てることもできる。玩具組立要素は、少なくとも２つの金型部品を備える金型で射出成形することによって製造される。
1 to 4 show the toy assembly element according to the first exemplary embodiment from various viewpoints. The
玩具組立要素１０は、上面１３と、底面１２と、玩具組立要素１０の外周に延在する１つ以上の側壁１４とを有する本体部を有する。上面１３は底面１２と対向し、側壁１４は上面１３と底面１２を連結している。側壁１４は互いに直角に連結され、９０°の鋭い角を形成する。
The
図１から図４に示す実施形態の玩具組立要素は、直方体の本体を有する玩具組立ブリックである。 The toy assembly element of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is a toy assembly brick having a rectangular parallelepiped body.
側面１４は上面と底面の間の高さＨ全体に延在する。側面１４は、玩具組立要素１０の長辺に沿った長さＬを有し、短辺に沿った幅Ｗを有する。
The
本実施形態による玩具組立要素１０の上面１３には、２×４列の結合スタッド１５が方眼パターンで等間隔に設けられている。側壁１４の内部表面には、それぞれ底面から上面１３へと延在する複数のリブ１６が設けられている。リブ１６は、側壁の内部表面から突出している。
On the
玩具組立要素１０の本体の角それぞれの近くに２つのリブ１６が設けられている。本実施形態による玩具組立要素１０において、長辺の側壁１４の内側の想像線上に追加のリブ１６が設けられている。この想像線は、長辺の側壁１４に対して直角に延在し、２つの隣り合う突起２０の中心間の中央を通る。
Two
平坦な側壁１４は、玩具組立要素１０の内部１９を少なくとも部分的に画定する。本実施形態による玩具組立要素１０には、内部１９の内側に延在する３つの管状突起２０が設けられている。これらの管状突起２０は上面１３から底面１２へと延在する。一実施形態において、管状突起２０は、管状突起２０の自由端が底面１２と同じ高さになるように底面１２まで延在する。別の実施形態において、突起２０はほぼ底面１２まで延在する。
The
管状突起２０は４つの略平坦な接触壁２２を有し、これらの接触壁２２は上面１３から底面１２まで垂直に延在する。これら４つの接触壁２２は正方形に配置され、それぞれが側壁１４に対して４５°の角度に配置されている。したがって、２つの接触壁２２ペアが互いに対向し、各ペアは他のペアに対して９０°に配置されている。
本実施形態において、管状突起２０の４つの接触壁２２は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成している。このチューブの断面外形は、丸みのある正方形、角が丸められた正方形、またはスクエアクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）に類似しているか等しい。本実施形態において、玩具組立要素１０には３つのチューブが設けられており、隣接する該チューブ同士は対向する角で相互に連結されている。隣接するチューブ間の連結部は、チューブの厚さを隣接する角２４で減少させることによって形成された狭いブリッジ部２８によって形成される。これによって、チューブ間の連結部の肉厚が必要以上に厚くならず、かつ玩具組立要素１０を製造する射出成形プロセスで成形可能になる。互いに接する角２４において肉厚を減少させた結果、切欠き２９が設けられる。チューブ同士の対向する角２４における肉厚は、該チューブの他の角２４の肉厚と比較して減少させている。
In the present embodiment, the four
チューブの肉厚は、一実施形態において、上面１３から底面１２へと見た場合のチューブの長さ方向に減少させ、射出成形プロセスの最後に金型から玩具組立要素１０を取り出すための抜き勾配を設ける。側壁１４の肉厚も同様に上面から底面の方向に減少させ、金型から玩具組立要素１０を取り出すための抜き勾配を設ける。玩具組立要素１０の各部の抜き勾配は図１１において最もよく示されている。
The wall thickness of the tube, in one embodiment, decreases in the length of the tube when viewed from the
チューブの肉厚は、一実施形態において、チューブの外周に沿って変化する。図８に示すように、チューブの肉厚は、チューブの角２４において厚く、チューブの角２４間の範囲における中央部２６において厚く、チューブ２５の外周の残りの範囲で薄くなっている。したがって、チューブの肉厚は、接触壁の中央部２６と角２４との間の領域において最も薄くなる。これにより、関係する接触壁２２に近接した開口部に挿入されるスタッドによって押される、該チューブ範囲の中央部２６にかかる応力が均等に分散される。
The wall thickness of the tube varies along the circumference of the tube in one embodiment. As shown in FIG. 8, the wall thickness of the tube is thick at the
突起／チューブ２０は、結合スタッド１５が締りばめによってはめ込まれる、底面１２の開口部を形成するようなサイズおよび形状である。別の組立要素１０のスタッド１５の締りばめに適切なサイズを有する開口部は、図４の上部に示すように、１つの接触壁２２と、玩具組立要素１０の角に関連する２つのリブ１６とによって形成される。あるいは、別の組立要素１０のスタッド１５の締りばめに適切なサイズを有する開口部は、図４の下部に示すように、玩具組立要素１０の角に関連する２つのリブ１６とによって形成される。
The protrusion /
図３の上部に示すように、１つの突起２０の４つの接触壁２２は共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって４つの接触線を有してはめ込まれる。ここで、対向する接触壁２２の表面間の距離ｄは、別の玩具組立要素１０のスタッド１５の直径Ｄよりやや小さくなるように選択される。
As shown at the top of FIG. 3, the four
図４の上部に示すように、１つの接触壁２２は２つの接触リブ１６と共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。図４の下部に示すように、１つの接触壁２２は１つのリブ１６および別の突起２０の１つの接触壁２２と共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。
As shown in the upper part of FIG. 4, one
接触壁２２に関連しない接触線はリブ１６とそれぞれ一致する。これらの接触線は好ましくは結合スタッド１５の軸と平行に延在し、より好ましくは結合スタッド１５の高さ全体に延在する。
Contact lines not associated with the
チューブの中心に挿入されないスタッド１５の場合、３つの接触線のうち２つは結合スタッド１５の周囲で９０°の角度方向に互いに離間し、３つ目の接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°度の角度で離間している。チューブの中心に挿入されるスタッド１５の場合、９０°の角度で均等に分散された４つの接触線を有する。
In the case of a
チューブに隣接する開口部内またはチューブ内にスタッド１５を取り付ける際に該チューブ内の応力レベルを均一に分散させるために、該チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる。また、スタッド１５の挿入による変形に対して最大限の弾性を得るために、該チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる。
In order to evenly distribute the stress level in the tube when mounting the
結合スタッド１５の円形の外形は、接触壁２２と、側壁１４の内側のリブ１６との間にある開口部よりもやや大きい。
The circular outer shape of the
図５から図７は、玩具組立要素１０の別の例示的実施形態を示している。この実施形態は、図１から図４に示した玩具組立要素と基本的に同じであるが、玩具組立要素１０の上面１３のスタッド１５が２×２列のみであることと、玩具組立要素１０の内部の突起２０が１つのみであるという点が異なる。
5-7 illustrate another exemplary embodiment of the
２×２列のスタッド１５および４×２列のスタッドを方眼状に配置した玩具組立要素１０を前述の実施形態でそれぞれ示した。しかしながら、玩具組立要素１０は、上面１３に、少なくとも２×２列の等間隔に設けられた結合スタッド１５を方眼パターンで配置することができ、いずれの方向の列数にも上限はない。接触壁２２と、内部１９に面する側壁の側面上のリブ１６との間に画定される開口部は、上面１３のスタッド１５の方眼パターンと一致するパターンで配置され、突起２０の数とそれらの配置はそのパターンに応じて調整される。
The
一実施形態において、方眼パターンの結合スタッド１５間のピッチは８ｍｍである。一実施形態において、組立要素の底面から上面までの高さＨは９．６ｍｍである。一実施形態において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の長さＬは、組立要素の長さに沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。一実施形態において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の幅Ｗは、組立要素の幅に沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。一実施形態において、結合スタッドの直径Ｄは４．９ｍｍである。
In one embodiment, the pitch between the grid
図９および図１０の例示的実施形態において、各接触壁２２には接触リブ１７が設けられている。接触リブ１７は、底面の接触壁２２端部から上面へと延在する。接触壁２２上の接触リブ１７は、好ましくは別の玩具組立要素１０のスタッド１５との接触面となるように配置される。本実施形態において、リブ１７は、別の玩具組立要素１０のスタッド１５と接触する、接触壁２２の接触面を形成する。
In the exemplary embodiment of FIGS. 9 and 10, the
玩具組立要素１０は任意の方法で製造される。この方法には、少なくとも２つの金型部品を備える金型（図示しない）で玩具組立要素１０を射出成形することが含まれる。２つの金型部品のうち１つは、玩具組立要素１０の内面を成形する金型コアである。この金型コアは、少なくとも１つの突起２０を形成するための窪みを有する。
The
図面に示した玩具組立要素１０はブリック１０として描かれているが、より薄い要素、すなわち高さＨが低い、例えば板のような玩具組立要素などであってもよい。
Although the
上記の様々な実施形態によって本発明を説明したが、開示した実施形態に対する他の変形は、図面、開示内容、および添付の特許請求の範囲を検討することにより、請求項記載の発明を実施する際に当業者により理解され行われることのできるものである。特許請求の範囲において、「有する、備える」という文言はその他の要素またはステップを排除せず、単数表現は複数を排除しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという事実のみでは、これらの手段の組み合わせが有効に使用されないことにはならない。特許請求の範囲における参照符号は、その範囲を限定するものと解釈してはならない。 While the invention has been described in terms of the various embodiments described above, other modifications to the disclosed embodiments can be practiced by studying the drawings, the disclosure, and the appended claims. And can be understood and performed by those skilled in the art. In the claims, the word “comprising” does not exclude other elements or steps, and the singular does not exclude a plurality. The mere fact that certain measures are recited in mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used effectively. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope.
Claims (15)
・ 上面（１３）と、底面（１２）と、前記玩具組立要素（１０）の外周に延在する１つ以上の平坦な側壁（１４）とを有する本体部と、
・ 前記上面（１３）から任意の高さ（ｈ）で延在する少なくとも１つの円筒形の結合スタッド（１５）と、
・ 結合スタッド（１５）が前記縛りばめによってはめ込まれる少なくとも１つの開口部を前記底面（１２）に形成するために、前記玩具組立要素の内部（１９）で前記底面（１２）まで延在する少なくとも１つの管状突起（２０）と、を備え、
・ 前記１つ以上の平坦な側壁（１４）は、前記玩具組立要素の前記内部（１９）を少なくとも部分的に画定し、前記上面（１３）と前記底面（１２）との間に延在し、互いに直角に連結されて鋭い角を形成し、
・ 前記少なくとも１つの管状突起（２０）は前記平坦な側壁（１４）から分離されており、
・ 前記少なくとも１つの管状突起（２０）は、前記底面（１２）まで垂直に延在する４つの略平坦な接触壁（２２）を有し、前記４つの接触壁（２２）は正方形に配置され、それぞれが前記側壁（１４）に対して４５°の角度に配置されていることを特徴とする、
玩具組立要素（１０）。 An interference fit between coupling studs (15) of another toy assembly element (10) inserted into a corresponding opening of one toy assembly element (10) can be used to detach the toy assembly elements (10) from each other A toy assembly element (10) of a toy assembly system that can be coupled,
A body having a top surface (13), a bottom surface (12), and one or more flat side walls (14) extending to the outer periphery of the toy assembly element (10);
At least one cylindrical coupling stud (15) extending at an arbitrary height (h) from the upper surface (13);
A connecting stud (15) extends to the bottom surface (12) inside the toy assembly element (19) so as to form at least one opening in the bottom surface (12) fitted by the binding fit At least one tubular protrusion (20),
The one or more flat sidewalls (14) at least partially define the interior (19) of the toy assembly element and extend between the top surface (13) and the bottom surface (12); , Connected at right angles to each other to form a sharp corner,
The at least one tubular protrusion (20) is separated from the flat side wall (14);
The at least one tubular projection (20) has four generally flat contact walls (22) extending vertically to the bottom surface (12), the four contact walls (22) being arranged in a square; , Each being arranged at an angle of 45 ° to the side wall (14),
Toy assembly element (10).
前記チューブの前記相互に連結された角（２４）における肉厚は、前記チューブの前記他の角（２４）の肉厚と比較して減少させている、
請求項７に記載の玩具組立要素（１０）。 At least two tubes are provided, adjacent tubes are connected to each other at opposite corners (24), and the other corners of the tubes (24) are not connected to each other,
The wall thickness at the interconnected corner (24) of the tube is reduced compared to the wall thickness of the other corner (24) of the tube;
A toy assembly element (10) according to claim 7.
１つの管状突起（２０）の対向する接触壁（２２）間の隙間のサイズ（ｄ）は、前記外径（Ｄ）よりやや小さい、請求項１から１１の１つ以上に記載の玩具組立要素（１０）。 The at least one cylindrical coupling stud (15) has an arbitrary outer diameter (D);
12. A toy assembly element according to one or more of the preceding claims, wherein the size (d) of the gap between the opposing contact walls (22) of one tubular projection (20) is slightly smaller than the outer diameter (D). (10).
少なくとも２つの金型部品を備える金型で前記玩具組立要素（１０）を射出成形することを含み、
前記２つの金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素（１０）の内面を成形する金型コアであり、
前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起（２０）を形成するための窪みを有する、
方法。 A method for manufacturing a toy assembly element (10) according to one or more of the preceding claims, comprising:
Injection molding the toy assembly element (10) with a mold comprising at least two mold parts;
One of the two mold parts is a mold core that molds the inner surface of the toy assembly element (10);
The mold core has a recess for forming the at least one tubular protrusion (20),
Method.
前記金型は少なくとも２つの金型部品を備え、
前記２つの金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素（１０）の内面を成形する金型コアであり、
前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起（２０）を形成するための窪みを有する、
成形用具。 A molding tool for use in the manufacture of a toy assembly element (10) according to one or more of the preceding claims,
The mold comprises at least two mold parts;
One of the two mold parts is a mold core that molds the inner surface of the toy assembly element (10);
The mold core has a recess for forming the at least one tubular protrusion (20),
Molding tool.
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