JP5362002B2 - 導電性組立要素 - Google Patents

Description

本発明は、複数の玩具組立要素を概して備える玩具組立セットであって、該複数の玩具組立要素は、少なくとも一方の側に結合スタッド又は何らかの他の種類の突出する結合要素が設けられ、別の側に、上記タイプの玩具組立要素のうちのいくつかの要素の相互接続を目的として上記突出する結合要素と相互接続可能であるように構成される、相補的に構成される結合手段が設けられる、玩具組立セットに関する。

より詳細には、本発明は、組立要素、及びそのような玩具組立要素を製造する方法に関し、該組立要素は１つ又は複数の導体を備え、該１つ又は複数の導体は組立要素に組み込まれるため、そのような要素を、突出する結合要素と該突出する結合要素と相補的に構成される結合手段との相互接続による組立によって接合する場合に、組立要素の通常の使用状況を基準として見て上面及び底面を有する本体部を有する２つの相互接続された組立要素の導体間に電気接触を確立することが可能なものであり、上面は、複数の相補的に構成される結合スタッドを有して構成され、底面は、別の組立要素にある対応する結合スタッドと相互接続することを目的として構成される、相補的に構成される結合手段を有して構成され、組立要素の本体部は電気絶縁熱可塑性材料から構成され、少なくとも１つの導電導体が、本体部を通って延びると共に、組立要素の上面にある少なくとも１つの結合スタッドの少なくとも電気接触面と、組立要素の底面にある１つの相補的に構成される結合手段の少なくとも１つの電気接触面とを接続するように構成される。

このタイプの組立要素は、例えば特許文献１並びに特許文献２、特許文献３及び特許文献４に示されるような種々の実施の形態において既知であり、これらの文献は全て、組立要素の上面にある結合スタッドと、組立要素の底面にある相補的に構成される結合手段とを電気的に接続する、電気導体の形態の導電インサートを有する既知の組立要素を示している。

そのようなタイプの組立要素を使用することによって、玩具組立セットへの電気的機能の組み込みを達成することができ、したがってその電気的機能は玩具の一体部分となる。

米国特許第６８０５６０５号 欧州特許第１９１０６０号 欧州特許第１９３５４４号 欧州特許第２５９８７４号

これに基づいて、本発明の目的は、上述のタイプの組立要素、及び上述のタイプの組立要素を備える玩具組立セットを提供することであり、それによって、所与の玩具組立要素において提供することが望まれる電気的機能を確立する目的で組立要素の単純な構成及び適合に関してより多くの選択肢が提供される。

玩具組立における導体が、繊維又は粒子等の複数の導電性要素が混合及び分散される電気絶縁性かつ硬化性の液体材料から全体的又は部分的に構成されることが達成され、それにより、多数の導電性要素が、前記導体が該導体を通じて前記結合スタッドの前記電気接触面から前記相補的に構成される結合手段の前記電気接触面へ電流を搬送することを可能にする。

前記導体を部分的又は全体的に構成する電気絶縁性かつ硬化性の液体材料は、２成分材料のような、化学的固化によって硬化する材料、又は光若しくは他の照射の影響で硬化する材料等、多くの異なる材料によって構成することができる。さらに、単に液体材料の凝固によって硬化する材料を使用してもよい。好ましい実施の形態によると、前記組立要素の前記本体部及び前記導体中の導電性材料は好ましくは熱可塑性材料を含み、そのため、両方の部品を射出成形プロセスにおいて容易に製造することができる。

前記導体中の前記導電性材料は有利には、実質的に炭素から成る繊維又は粒子を含むことができる。

好ましい実施の形態によると、前記組立要素の前記上面には少なくとも２つの結合スタッドが設けられ、対応して前記組立要素の前記底面には少なくとも２つの相補的に構成される結合手段が設けられ、該組立要素は、前記本体部の前記電気絶縁性材料によって互いから分離される少なくとも２つの別個の導体を備える。これにより、硬化性の液体材料から形成されるそのような導体によって与えられる設計に関する自由に起因して、特定の目的のために前記組立要素を構成する場合に多くの可能性が与えられる。

特に有利には、前記組立要素の前記本体部は、該組立要素の前記上面を形成する実質的に平らな表面を有する上部プレートを備え、該上部プレート上に前記結合スタッドが配置され、該上部プレートから外周に１つ又は複数の結合スカートが配置され、該結合スカートは電気絶縁性材料から作製されると共に前記上部プレートから前記組立要素の前記底面において所与の距離を下方へ延び、前記相補的に構成される結合手段は、前記結合スカートのように、前記上部プレートから前記組立要素の前記底面において或る距離を下方へ延びる。

これに関して、少なくとも１つの導体は、２つ以上の別個の結合スタッド及び／又は相補的に構成される結合手段の前記電気接触面の間に延びると共に該電気接触面に電気的に接続されている少なくとも１つのコネクタピースを有することができ、前記導体の該コネクタピースは、前記上部プレートの前記表面に面しない側へ延びると共に、前記別個の結合スタッド及び／又は前記相補的に構成される結合手段の間に延びる。それによって、前記導体は前記組立要素上の前記結合スカートの間で最適に保護される。

これに関して、前記上部プレートの前記表面上の前記結合スタッドの高さは、前記結合スカート及び前記相補的に構成される結合手段が前記上部プレートから下方へ延びる距離よりも短くできるため、２つの組立要素が相互接続されると、前記結合スタッドが前記導体の前記コネクタピースに接触できない。

上述のように、前記組立要素は有利には、２つ以上のステップにおいて射出成形することを含む方法によって製造され、該方法は、前記組立要素の前記本体部を別個に射出成形する射出成形ステップと、前記組立要素の前記導体を射出成形する１つ又は複数の別個の射出成形ステップとを含む。これに関して、射出成形ステップの順序は、目的及び要素の構成に応じて自由に選択することができる。

これにより、前記組立要素の前記本体部をまず、導体を有しない前記本体部の外形と対応する内部金型空間を有する金型キャビティ内で射出成形することができ、次いで、前記組立要素の前記本体部を、該組立要素の最終形状に対応する金型空間を有する別の金型キャビティに配置し、次いで、前記組立要素の前記本体部上に射出成形することによって前記導体を作製する。

そのために、前記導体を全体的又は部分的に形成するためにさまざまな材料を使用することができるが、好都合な方法は、前記組立要素の前記本体部を射出成形するために熱可塑性樹脂を使用することであり、そして、前記導体を射出成形するために、該導体が１つ又は複数の結合スタッド及び／又は１つ又は複数の相補的に構成される結合手段の間で電流を伝導できる濃度で、或る量の導電性粒子又は繊維を含有する熱可塑性樹脂を使用することである。

下方から斜めの図で見た、本発明による組立要素を示す斜視図である。 上方から斜めの図で見た、図１に示す組立要素を示す斜視図である。 上方から斜めの図で見た、図１及び図２に示す組立要素の中間製品を示す斜視図である。 下方から斜めの図で見た、図１及び図２に示す組立要素の中間製品を示す斜視図である。 図３及び図４に示す中間製品を射出成形する金型部品を示す斜視図である。 図３及び図４に示す中間製品を射出成形する金型部品を示す斜視図である。 図１及び図２に示すような本発明による完成した組立要素を射出成形する金型部品を示す斜視図である。 図１及び図２に示すような本発明による完成した組立要素を射出成形する金型部品を示す斜視図である。

よって、図１及び図２は、本発明による組立要素の一例を示し、図２では、図３及び図４において別個の中間製品としてさらに示される４つの結合スカート５を有する実質的に正方形の本体部１を備える組立要素が下方から示される。組立要素は、図２に示される結合スタッド３ａ、３ｂに対して相補的に構成される結合手段を形成する複数の結合筒状部（coupling tubulars）２ａ、２ｂを有する。このタイプの２つの組立要素の相互接続によって、結合スタッド３ａ、３ｂ及び相補的に構成される結合手段２ａ、２ｂは、寸法の観点から、またそれ自体が既知の方法で、互いに対して押圧されるように構成されるため、２つの組立要素が相互接続されたときにそれらの間に摩擦が確立し、これによって２つの組立要素が互いに対して保持される。

そのような相互接続の場合に少なくとも上記結合スタッド２ａ、２ｂと結合筒状部３ａ、３ｂとが接触する領域では、電気的機能要素に給電するためのソース電流の形態で、又は情報を伝達する電気信号の形態で電流を伝達する電気接触面を確立することが可能である。

このために、既知の玩具組立セットでは、金属構成要素を組立要素内に組み込むか又は成形されるため、これらの金属構成要素が、組立要素内のそれらの接触面を接続する導体を形成する。

その代わりに、本発明の一実施形態によると、上記導体４ａ、４ｂは、図１及び図２に示されるように、導電性材料の或る量の繊維又は粒子を含有する熱可塑性樹脂等の成形される硬化性材料から確立されるため、導体４ａ、４ｂは、１つ又は複数の結合筒状部２ａ、２ｂと１つ又は複数の結合スタッド３ａ、３ｂとの間で電流を伝導できる。

したがって、図１及び図２は、導体４ａのうちの１つが結合筒状部２ａと結合スタッド３ａとを互いに電気的に接続することを示す。

同じように、他の導体４ｂが結合スタッド３ｂと結合筒状部２ｂとの間の電気的接続を形成する。

それによって、互いに電気的に接続される結合スタッド３ａ、３ｂの対角線上に延びる列を有する組立要素が形成されているが、導体４ａ、４ｂの他の構成が、互いに電気的に接続される結合スタッドの他の配分を有する組立要素の確立を明らかに可能にし、導体は成形プロセスにおいて構成され、その目的を考慮に入れて導体を構成することに関して高い自由度がある。

当業者には、例えばいずれの結合スタッド又は結合筒状部を互いに接続するのかを変更することによって、また任意選択的に１つの結合スタッド及び／又は１つの結合筒状部を両方の導体と接触させることによって、この設計を他の方法で構成してもよいことが明らかであろう。

ここで、図３は、図１及び図２に示すような組立要素の本体部１及び結合スカート５を備える中間製品を示し、この図から、この中間製品が孔７を有する上部プレート６を備えることが分かり、上記導体は、上部プレート６を通って延びることができるため、組立要素の上面にある１つ又は複数の結合スタッド３ａ、３ｂと組立要素の底面にある結合筒状部２ａ、２ｂの１つ又は複数との間の電気的な接続を形成することができる。

したがって、本発明による好ましい製造方法によって、組立要素は、図５及び図６に示す２つの射出成形金型を備える射出成形工具の使用により、図３及び図４に示す中間製品を最初に射出成形することによって製造される。図５は雌金型部品８を示し、図６は関連する雄金型部品９を示す。当業者が射出成形金型部品の詳細な構成を指摘することは容易であるため、図５及び図６はその構成要素の全てを示しているわけではない。

次いで、準備の整った、成形された中間製品を図７及び図８に示す別の射出成形工具に配置する。ここで図７は雌金型部品１０を示し、図８は関連する雄金型部品１１を示す。これによって、既知の方法で導電性結合筒状部２ａ、２ｂ及び導電性結合スタッド３ａ、３ｂと共に中間製品上に上述の導体４ａ、４ｂを成形することが可能である。

明らかに、組立要素はより多くの若しくはより少ない結合スタッド又は結合筒状部を有して構成することができるため、組立要素のこの製造方法及び基本的な構成を、本発明の原理から逸脱することなく他の実施形態において使用してもよく、個々の組立要素によって達成することが望まれる特定の目的に基づいてより多くの又はより少ない別個の導体を確立することが可能である。上述の導体を成形するための材料に関して、例えば金属又は炭素をベースとする繊維又は粒子の内容物を有する熱可塑性材料の使用とは別に、冷却以外の他の方法で硬化する材料から構成されてもよい。したがって、例えば２成分プラスチック材料の形態の例えば凝固する材料若しくは化学的に硬化する材料、又は光若しくは加熱若しくは何らかの他の影響で固化するプラスチック材料を使用することが可能である。

Claims (10)

1. 玩具組立セットの組立要素であって、前記組立要素の通常の使用状況を基準として見て上面及び底面を有する本体部を備え、
   前記上面は、複数の結合スタッドを有して構成され、
   前記底面は、別の組立要素にある対応する結合スタッドと相互接続することを目的として構成される、相補的に構成される結合手段を有して構成され、
   前記組立要素の前記本体部は、電気絶縁熱可塑性材料から構成され、
   少なくとも１つの導電導体が、前記本体部を通って延びると共に、前記組立要素の前記上面にある少なくとも１つの結合スタッドの少なくとも電気接触面と、前記組立要素の前記底面にある１つの相補的に構成される結合手段の少なくとも１つの電気接触面とを接続するように構成され、
   前記導体は、繊維又は粒子等の複数の導電性要素が混合及び分散される電気絶縁性かつ硬化性の材料を含み、それにより、多数の導電性要素が、前記導体が前記導体を通じて前記結合スタッドの前記電気接触面から前記相補的に構成される結合手段の前記電気接触面へ電流を搬送することを可能にすることを特徴とする、組立要素。
2. 前記組立要素の前記本体部及び前記導体の両方の前記電気絶縁性材料は、熱可塑性材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の組立要素。
3. 前記導体中の前記導電性要素は、炭素から構成される繊維又は粒子を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の組立要素。
4. 前記組立要素は、少なくとも２つの結合スタッドを前記上面に有し、対応して少なくとも２つの相補的に構成される結合手段を前記底面に有し、前記組立要素は、前記本体部の前記電気絶縁性材料によって互いから分離される少なくとも２つの別個の導体を備えることを特徴とする、請求項１に記載の組立要素。
5. 前記組立要素の前記本体部は、前記組立要素の前記上面を形成する平らな表面を有する上部プレートを備え、
   前記上部プレート上に前記結合スタッドが配置され、前記上部プレートから外周に１つ又は複数の結合スカートが配置され、前記結合スカートは電気絶縁性材料から作製されると共に前記上部プレートから前記組立要素の前記底面において所与の距離を下方へ延び、
   前記相補的に構成される結合手段は、前記結合スカートのように、前記上部プレートから前記組立要素の前記底面において或る距離を下方へ延びることを特徴とする、請求項４に記載の組立要素。
6. 少なくとも１つの導体は、２つ以上の別個の結合スタッド及び／又は相補的に構成される結合手段の前記電気接触面の間に延びると共に前記電気接触面に電気的に接続されており、
   前記導体は、前記上部プレートの前記表面に面しない側へ延びると共に、前記別個の結合スタッド及び／又は前記相補的に構成される結合手段の間に延びることを特徴とする、請求項５に記載の組立要素。
7. 前記上部プレートの前記表面上の前記結合スタッドの高さは、前記結合スカート及び前記相補的に構成される結合手段が前記上部プレートから下方へ延びる距離よりも短いことを特徴とする、請求項６に記載の組立要素。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の組立要素を製造する方法であって、前記組立要素を、２つ以上のステップにおいて射出成形によって作製し、前記組立要素の前記本体部を別個に射出成形する射出成形ステップと、前記組立要素の前記導体を射出成形する１つ又は複数の別個の射出成形ステップとを含むことを特徴とする、方法。
9. 前記組立要素の前記本体部をまず、導体を有しない前記本体部の外形と対応する内部金型空間を有する金型キャビティ内で射出成形し、次いで、前記組立要素の前記本体部を、前記組立要素の最終形状に対応する金型空間を有する別の金型キャビティに配置し、次いで、前記組立要素の前記本体部上に射出成形することによって前記導体を作製することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記組立要素の前記本体部を射出成形するために熱可塑性樹脂を使用し、前記導体を射出成形するために、前記導体が１つ又は複数の結合スタッド及び／又は１つ又は複数の相補的に構成される結合手段の間で電流を伝導できる濃度で、或る量の導電性粒子又は繊維を含有する熱可塑性樹脂を使用することを特徴とする、請求項９に記載の方法。

Images