JP2020188853A - 立体パズル - Google Patents

Abstract

【課題】 箱詰めパズルのようなキューブパズルはソリッドの直方体を複数個のポリキューブをやみくもに積み上げるイメージであったため取り組みにくいパズルであった。また、大きなソリッドキューブではユニットキューブの数量が多くなるなどの欠点があった。【解決手段】 本発明は上記の問題を解決するために、直方体の内部に空洞部を有する箱状体を底面と4つの側面と上面のピースを組み合わせてキャビティを形成するようにしたのである。また、ピースを形成するポリキューブを平面型ポリキューブとすれば組み立てがわかりやすくなる。さらに、箱状体の各外面に窓を開ければユニットキューブの数量をさらに少なくできる。なお、各ユニットキューブの頂点周囲の面の端部に２種類以上のマークを配して、それらを立体的に合わせる方法も見出した。空洞部には同じ大きさの箱状体やソリッド体を２重、3重に入れ子にすることができる。【選択図】 図５

Description

本発明は、直方体を複数個のピース（モノキューブ及びポリキューブ）で組み立てる立体パズルに関する。

一辺が任意の長さのユニットキューブ及びそれが面同士でいくつかくっついたポリキューブからなるピースを複数個積み上げてソリッドの直方体を作る立体パズルは３０年以上前から知られていて、箱詰めパズルや知育玩具として色々な形状のピースを組み合わせた商品が販売されている。

３×３×３ユニットのソーマキューブや特許文献１，２などに見られる４×４×４ユニットのような例があるがいずれもソリッドキューブに組み立てるパズルである。

また、最近では解が一つだけのユニーク解だとか、５×５×５ユニットやさらに大きなソリッドキューブなど難解さを求める傾向がある。

逆に、特許文献３のように、複雑さを避けるような発明例もある。

特開昭和５６−０２７２７３号公報 実開昭和５７−１４２５９３号公報 特許第５９６９１７７号

以上に述べたように、従来の箱詰めパズルや立体パズルと称されるキューブパズルはピースをソリッドキューブに積み上げる概念のパズルであった。

また、大きなソリッドキューブではユニットキューブの数量が多くなることやポリキューブの組み合わせが複雑になりすぎる欠点があった。

本発明は、従来の概念を打ち破り、新しい発想の知育玩具や脳トレ遊具としての立体パズルを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、各辺が任意の長さの単位直方体（以下ユニットキューブと称す）を３より大きい自然数がｍ≦ｎ≦ｐとしてｍ×ｎ×ｐユニットの直方体の内部に最大（ｍ−２）×（ｎ−２）×（ｐ−２）ユニット相当の空洞部（キャビティ）を有する箱状体を複数のピースで組み立てる立体パズルである。

即ち、従来、指定されたピースをソリッドパズルにやみくもに積み上げるイメージであったのを、底面と4つの側面と上面のピースを組み合わせてキャビティを形成するようにしたのである。

また、ピースを形成するポリキューブが、形状の異なる平面型（プレイナー）ポリキューブとすれば組み立てがわかりやすくなる。

さらに、箱状体の各外面の辺を構成する部分以外の部分の一部を欠如させて窓空き状にすることもできる。

なお、例えば３×３×３ユニットの外形の箱状体のように、解が多すぎる場合は、ユニットキューブを２種類の色にして市松模様に組み立てて解を減ずる方法が知られているが、本発明者はさらに少ない解を組み立てやすくするために、各ユニットキューブの頂点周囲の面の端部に２種類以上の色相及び／又はマーク（以下マークと略称）を配して、ポリキューブ及び箱状体の組立時にそれらを立体的に合わせる方法を見出した。

それと、（ｍ−２）×（ｎ−２）×（ｐ−２）ユニットの空洞部には同じ大きさの箱状体を入れ子にすることができ、さらに可能ならば入れ子の箱状体の空洞部にも箱状体又はソリッド体を入れ子にすることもできる。

本発明により従来のソリッドキューブをやみくもに積み上げるイメージのパズルが、各面を組み立てた後、箱状体に組み上げるため取りつきやすくなり、年少者の知育や年長者の脳トレに活用しやすくなる。

また、ユニットキューブの総数が少なくなるため、より大きな立体パズルに取り組みやすくなる。

さらに、組み立て方の技量に応じて、多様な組み立て方を選択できるようにした。

本発明の実施例１の斜視図と断面図 本発明の実施例１の展開図 本発明の実施例２の斜視図と断面図 本発明の実施例２の展開図 本発明の実施例３の斜視図と断面図 本発明の実施例３の展開図 本発明の実施例４の斜視図と断面図 本発明の実施例４の展開図 本発明の実施例４の展開図 本発明の実施例５の斜視図と断面図 本発明の実施例５の展開図

本発明は３より大きい自然数がｍ≦ｎ≦ｐとして、ｍ×ｎ×ｐユニットの直方体の内部に最大（ｍ−２）×（ｎ−２）×（ｐ−２）ユニット相当の空洞部（キャビティ）を有する箱状体をユニットキューブを面同士で接合したポリキューブからなる複数のピースで組み立てる立体パズルであるが、ユニットキューブを含めて代表的な直方体である立方体（正６面体）を例に説明する。
図１に本発明の実施の形態における実施例１の３×３×３ユニットの箱状体１の斜視図と断面図を示す。
ｍ＝ｎ＝ｐ＝３の場合の組立後の箱状体１の空洞部２は１ユニット相当となる。この箱状体１の展開図を図２に示す。本例のピース３は３（トリ）−キューブ１個、４（テトラ）−キューブ２個、５（ペンタ）−キューブ３個の合計６個の異なる形のプレイナー（平面型）ポリキューブの組合せであるが、これに限定するものではない。個数は6面体のため、６個以上が好ましいが、３次元ポリキューブや同じ形状があっても構わない。空洞部２が１ユニット相当なので、１個のモノキューブを追加して、空洞部に充填してもよいし、従来通りの組み立て方ができるようにしてもよい。

図３に本発明の実施の形態における実施例２の４×４×４ユニットの箱状体１の斜視図と断面図を示す。
ｍ＝ｎ＝ｐ＝４の場合の組立後の箱状体１の空洞部２は２×２×２ユニット相当となる。この箱状体１の展開図を図４に示す。本例のピース３は９−キューブ４個、１０−キューブ２個の合計６個の形状の異なるプレイナーポリキューブの組合せであるが、これに限定するものではない。個数は６個以上が好ましいが形状が同じピースがあってもよい。空洞部２は例えば３次元４−キューブとｂ型３−キューブとモノキューブを追加して、充填してもよい。

図５に本発明の実施の形態における実施例３の５×５×５ユニットの箱状体１の斜視図と断面図を示す。
ｍ＝ｎ＝ｐ＝５の場合の組立後の箱状体１の空洞部２は３×３×３ユニット相当となる。この箱状体１の展開図を図６に示す。本例のピース３は１４−キューブ２個、１５−キューブ１個、１６−キューブ２個、１７キューブ１個の合計６個の形状の異なる１ユニットの窓４空きのプレイナーポリキューブの組合せであるが、これに限定するものではない。例えば窓４をなくして、図7で示す実施例４の展開図のように１面を２個のピース３として、まず、各面を凹凸のはめ合わせで組立ててから箱状体１に組立ててもよい。なお、各面は３ピース以上でもよく、形状が同じピース３があってもよい。３×３×３ユニット相当の空洞部２は例えば実施例１の組合せのピース３を追加して、入れ子にしてもよい。

図８に本発明の実施の形態における実施例５の７×７×7ユニットの箱状体１の斜視図と断面図を示す。
ｍ＝ｎ＝ｐ＝７の場合の組立後の箱状体１の空洞部２は５×５×５ユニット相当となる。各外周面の中央部に１×３ユニット相当の窓４を開けている。
この箱状体１の展開図を図９に示す。本例のピース３は１６−キューブ５個、１７−キューブ６個、１８−キューブ１個の合計１２個の形状の異なるプレイナーポリキューブの組合せで、２００ユニット使用しているが、これに限定するものではない。１面３個以上のピース３としてもよく、形状が同じピース３があってもよい。５×５×５ユニット相当の空洞部には例えば実施例３の組合せのピース３を充填し、さらに、３×３×３ユニット相当の空洞部２には実施例１の組合せのピース３を追加して、充填してもよい。つまり、（ｍ−２）×（ｎ−２）×（ｐ−２）ユニット相当の空洞部に空洞部と同じ外形の箱状体を入れ子にし、さらに可能ならばその入れ子の空洞部にも同じ外形の箱状体又はソリッド体を入れ子にすることができるのである。

図１０は実施例１の３×３×３相当の箱状体と同じ組合せのピース３の組合せの実施例6の箱状体1の斜視図と断面図である。ただし、ユニットキューブは上面の対角の頂点を共有する面の端部（面積の略４分の１以下）に同じマーク５Aを配し、反対面の、上面と交差する対角の頂点を共有する面の端部に、上面と区別できる同じマーク５Bを配したものである。
図１１の展開図からもわかるように、ピース３を構成するポリキューブも同一仕様のユニットキューブのマーク５を合わせている。なお、各マークは少なくともポリキューブの表面のユニットキューブ面だけに配していてもよい。組立後の箱状体は上面と反対面は異なるマーク５だけとなるため、組立時のヒントにもなる。
キューブパズルに習熟して、解が多すぎて面白くない人にとっては解の数を絞れる有効な手段となり、組立後も美しい模様となる。
ユニットキューブのマーク５はレーザー加工や印刷、押し印や手描き色付けだけでなく、８個の小キューブの集合体として2種類以上の色相の異なる小キューブをマークの代わりにモザイク状に接合してもよい。また、頂点の形状をカットと面取り（丸める）など他の頂点と区別できれば特に制限しない。

ポリキューブの接合方法はシアノアクリレート系瞬間接着剤や酢酸ビニール樹脂系などの接着剤が使用できる。また、両面接着テープや面ファスナーを使用するとポリキューブの組合せを自由に変更できる。特に、基材を挟んでウレタン系粘着剤とアクリル系粘着剤からなるはがせる両面粘着テープを両面に貼って、張り合わせる方法はそのまま実用できる。

ユニットキューブの材質は木材類やプラスチック類や紙類などが適している。
大きさは特に規定しないが１０ｍｍ角から１００ｍｍ角までが好ましい。

図１は本発明の実施例１の外周面が３×３×３の箱状体１の斜視図とその断面図である。図２はその展開図である。
ユニットキューブは２０ｍｍ角のヒノキ製で、ポリキューブの接合は酢酸ビニール樹脂系の木材用接着剤を使用している。

図３は本発明の実施例２の外周面が４×４×４の箱状体１の斜視図とその断面図である。図４はその展開図である。
ユニットキューブは３０ｍｍ角のタモ材製で、ポリキューブの接合ははがせる両面粘着テープ（０．１６ｍｍ）を両面に貼って、張り合わせている。

図５は実施例３の外周面が５×５×５の箱状体１の斜視図とその断面図である。図６はその展開図である。
ユニットキューブは２０ｍｍ角のヒノキ製で、ポリキューブの接合は酢酸ビニール樹脂系の木材用接着剤を使用している。

図７は実施例４の５×５×５の箱状体１の展開図である。
ユニットキューブは実施例３と同じであるがピース３のポリキューブは窓４なしで、各面は２個のピースを凹凸状ではめ合わせできるようにしている。ポリキューブの接着方法も実施例３と同じである。

図８は実施例５の外周面が７×７×７の箱状体１の斜視図とその断面図である。図９はその展開図である。
ユニットキューブは２０ｍｍ角のヒノキ製で、ポリキューブの接合は酢酸ビニール樹脂系の木材用接着剤を使用している。

図１０は実施例６の外周面が３×３×３の箱状体１の斜視図とその断面図である。図１１はその展開図である。
ユニットキューブは３０ｍｍ角のヒノキ製で、ユニットキューブは上面の対角の頂点を共有する面の端部（面積の略４分の１以下）にピンク色に着色した三角マーク５A,を配し、反対面の、上面と交差する対角の頂点を共有する面の端部に、黄緑色に着色した四角マーク５B,を配している。線刻はレーザー加工で、着色はアクリル絵の具による手描きである。ピース３を構成するポリキューブも同一仕様のユニットキューブのマーク５を合わせている。ユニットキューブの接合方法ははがせる両面粘着テープ（０．１６ｍｍ）を両面に貼って、張り合わせている。

本発明の立体パズルは初心者でも取りつきやすく、特に年少者の知育玩具や高齢者の脳トレ遊具として推奨できる。
また、キューブパズル愛好者にとっても新しい概念のパズルであるため、新奇なピースの組合せの問題を創出できる楽しみがある。

１ 箱状体
２ 空洞部（キャビティ）
３ ピース（ポリキューブ）
４ 窓部（窓）
５ 色相及び／又はマーク（マーク）
５A マークA
５B マークB

Claims (5)

1. ３以上の自然数がｍ≦ｎ≦ｐとして、各辺が任意の長さの単位直方体（ユニットキューブ）がｍ×ｎ×ｐユニットからなる直方体の内部に（ｍ−２）×（ｎ−２）×（ｐ−２）ユニット相当の空洞部（キャビティ）を有する箱状体を、モノキューブ及びポリキューブからなる複数個のピースで組み立てる立体パズル。
2. すべてのポリキューブが形状の異なる平面型（プレイナー）ポリキューブである請求項１に記載の立体パズル。
3. 箱状体の各外面の辺を構成する部分以外の部分の一部のユニットキューブが欠如して窓空きとなっている請求項１から２いずれかに記載の立体パズル。
4. 各ユニットキューブの少なくとも上面の対角の頂点を共有する面の端部（面積の略４分の１以下）に同じマーク5Aを配し、反対面の上面と交差する対角の頂点を共有する面の端部（面積の略４分の１以下）に、上面と区別できる同じマーク５Bを配した請求項１から３までのいずれかに記載の立体パズル。
5. （ｍ−２）×（ｎ−２）×（ｐ−２）ユニット相当の空洞部に空洞部と同じ外形の箱状体を入れ子にし、さらに可能ならばその入れ子の空洞部にも同じ外形の箱状体又はソリッド体を入れ子にした請求項１から４いずれかに記載の立体パズル。

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