JP6317254B2 - 玩具構築セット - Google Patents

Description

本発明は、複数の成形加工建造要素を備える玩具構築セットに関する。成形加工建造要素のそれぞれには、相互に適合するように構成されている、第１のセットの雄連結部及び／又は雌連結部が設けられている。これらの連結部によって、成形加工建造要素を相互連結して、２つ以上のそのような建造要素を備える構造物を構築することができる。玩具構築セットは、少なくとも１つの積層加工建造要素を更に備える。この積層加工建造要素は、３Ｄプリントにおけるように、プラスチック材料層上に層を形成することによって構成されるとともに、連結部が設けられている。これらの連結部によって、この積層加工建造要素を、成形加工建造要素に連結することができる。

［関連技術の記載］
建造要素又は構築ブロックを備える玩具構築セットが、多くの様々な実施形態で知られている。それらの実施形態のいくつかにおいて、個々の建造要素には、複数の雄連結部及び／又は雌連結部が、例えば建造要素の表面から突出する連結用突起の形態で設けられる。これらの連結用突起は、第２の建造要素の、相補的な形状である連結手段に係合することができるようになっている。それにより、建造要素のうちの１つの連結用突起は、第２の建造要素の相補的な連結手段内に、全体的に又は部分的に収納される。

このように、このような玩具構築セットは、同じ基本構造及び基本形状を有する、比較的硬質かつ非可撓性である３次元ブロック及び３次元部品からなることが多い。そのため、これらの玩具構築セットは、建物、機械、及び他の無機的で不動の構造物に似せることが意図される、比較的重厚な構造物を構築するのに極めて適している。一方で、この玩具構築セットの建造要素のみを用いて、例えば双湾曲面等の、より有機的な形状を有する構築物又は構造物を構築することは困難である。

現在、特別に設計されている要素を備える玩具構築セットが知られており、特別に設計されている要素は、その玩具構築セットの他の建造要素とともに構築することができる。したがって、特別に設計されている建造要素は、実世界の存在物により似た構築物及び構造物の構築可能性を提供する。このようにして、玩具構築セットは、構造物を構築する際のいくらかの更なる柔軟性をユーザーにもたらす。これは、設計部品が、単一の目的で作製される場合が多いにもかかわらず、いくらかの想像性を伴えば、他のものに関しても用いることができるためである。

さらに加えて、既知の建造要素に似た建造要素を製造することが知られている。この建造要素は、既知の建造要素に連結することができる。この建造要素は、プラスチック材料層に層を重ね合わせて積層することによる、建造要素の連続形成によって製造される。これと同時に、層の厚さ及び範囲は制御される。この結果、積層加工建造要素が形成される。そのような製造方法は、「ラピッドプロトタイピング法」という総称によって知られている。このような方法の一例として、３Ｄプリントが挙げられる。３Ｄプリントでは、個々の層が、熱可塑性プラスチック材料を複数の層に印刷することによって作製される。

この３Ｄプリントに用いる製造機械は、非常に安価になってきており、ひいては個人ユーザーにさえも利用可能である。したがって、個別の設計物が作製される機会がある。このような方法においては、例えば、３Ｄプリントによるアダプターを作製することが知られている。そのアダプターは、様々な玩具セット製造業者による建造要素をともに連結する場合に、中間部品として機能することができる。

しかし実際には、例えば、３Ｄプリントによる建造要素は、既存の成形加工建造要素とこれらの建造要素とを、ともに連結する受容部を設けて使用することが困難であることが多いことがわかっている。これは主に、ラピッドプロトタイピング法では、特に連結部の寸法公差が非常に緻密である、要素の製造を制御するのが困難であることに起因する。このことは、構造物の建造要素間の保持力の質に関する問題もはらんでいる。これは、構築ブロック間に高すぎも低すぎもしない保持力を得るのに、緻密な公差が必要だからである。

このような背景において、本発明の目的は、玩具構築セットを用いることによって、個別に設計されている構造物と構築物とを、従来よりも広範に構築することが可能である、玩具構築セットと、本構築セットを製造する方法とを提供することである。

これは、プリアンブルに記載されている玩具構築セットを提供することによって達成される。本玩具構築セットは、以下のことを特徴とする。積層加工建造要素の連結部は、成形加工建造要素の雄連結部及び雌連結部と適合しないように構成されている。本玩具構築セットは、複数の成形加工アダプター要素を更に備える。この成形加工アダプター要素は、成形加工建造要素の雄連結部、及び／又は雌連結部に連結するのに適合するように構成されている連結部と、積層加工建造要素の連結部に適合するように構成されている連結部とを有する。

したがって、３Ｄプリントによる建造要素を、安価かつ迅速に、必ずしも同じ緻密な公差で製造することができないことを考慮に入れて、連結部を有する成形加工アダプター要素を設計することが可能である。なお、緻密な公差は建造要素を成形加工することによって達成することが可能である。そのため、３Ｄプリントによる建造要素等の、より個別に設計されている層を用いて、構造物及び構築物を構築することが可能である。これと同時に、構造物又は構築物の個々の部分間の保持力の非常に高い品質が達成される。

これに関して、本発明に関する「適合する連結部」及び「適合しない連結部」という表現は、それぞれ、ともに連結して相互保持することが可能である連結部、そして、ともに連結して相互保持することが不可能である連結部を意味する。

これに関して、積層加工建造要素は、積層加工建造要素を成形加工建造要素に、アダプター要素を使用することなく連結させることができる連結部を有しないことが明らかに有利である。

特に、積層加工建造要素の連結部が雌連結部として構成されることと、積層加工建造要素の雌連結部に対して適合するように構成されている、アダプター要素の連結部が、雄連結部であることとが有利である。

積層加工建造要素の連結部と、この連結部に対して相補的に構成されている、アダプター要素の連結部とは、アダプター要素と積層加工建造要素とをともに連結した後、アダプター要素が互いに対して固定されるように構成することができることが有利である。このとき、これらの部品が互いに対して相互回転又は相互変位する可能性がない。

これに関して、本発明の好ましい実施形態においては、以下のように構成される。積層加工建造要素の連結部が、４つの側面を有する、本質的に正方形の断面を有するダクトとして構成される。また、アダプター要素の連結部は、２つの弾性タップを含む。２つの弾性タップは、ダクトへの挿入時に、ダクトの２つの対向する側面に対して当接するようにされる。可撓性タップには、各離間した可撓性タップ上に、互いから離れるように突出するフランジがそれぞれ設けられている。フランジは、ダクトに構成されている、対応して構成されているフランジに係合し、２つの弾性タップを互いに対して押圧することなしに、アダプター要素をダクトに挿入することも、ダクトから取り外すこともできないようになっている。

更に好ましい実施形態において、可撓性タップは、ダクトの長さに対応する長さを有する。タップは、タップが、アダプター要素の残りの部分に固定されている近位端部と、反対の遠位端部とを有する。可撓性タップのフランジは、遠位端部に配置され、対応して外方に突出するフランジが、近位端部に配置される。それにより、２つの部品が、ともに連結された後に相互係止される。当該２つの部品は、２つの可撓性タップを互いに対して押圧することによってのみ解除することができる。

１つの実施形態において、本玩具構築セットは、個別の成形加工建造要素が、ともに連結されると、互いに対して当接及び押圧する、雄連結部の面と雌連結部の面との摩擦のみによって、互いに保持されるように構成されるタイプのものとすることができる。

また、これに関して、本玩具構築セットは成形加工建造要素を備えることができる。また、成形加工建造要素は、相互に適合する第１のセットの雄連結部及び／又は雌連結部に加えて、相互に適合するように構成されている、第２のセットの雄連結部及び雌連結部を有する。相互に適合する第１のセットの雄連結部及び雌連結部と、相互に適合する第２のセットの雄連結部及び雌連結部とは、相互に適合しない。

また、本玩具構築セットは、相互に適合するように設計されている、第２のセットの雄連結部及び／又は雌連結部が、スナップ係合機能部によってともに連結することができるように構成することができる。

最後に記述したタイプの玩具構築セットに関して、好ましい実施形態において、本玩具構築セットは、相互に適合するように構成されている第１のセットの雄連結部及び／又は雌連結部に適合する連結部を有する第１の群のアダプター要素と、第２のセットの雄連結部及び／又は雌連結部に適合する連結部を有する第２の群のアダプター要素とを備える。

さらに、本発明は、請求項に記載の玩具構築セットを製造する方法に関する。本方法は、以下の工程を任意の順序で含む。
相互に適合するように設計されている第１のセットの雄連結部及び／又は雌連結部を有するように構成されている、第１の群の建造要素を、スプレー成形等で成形加工すること。
３Ｄプリントにおけるように、プラスチック材料層上に層を順次重ね合わせることによって形成される、少なくとも１つの積層加工建造要素を製造すること。このとき、第２の建造要素は、相互に適合するように設計されている第１のセットの雄連結部及び／又は雌連結部と適合しないように構成されている連結部を有する。
相互に適合するように構成されている第１のセットの雄連結部及び／又は雌連結部に適合する連結部と、積層加工建造要素の連結部と適合する連結部とを有するように構成されている１つ又は複数のアダプター要素を、スプレー成形等で成形加工すること。

部分的に分解図で示されている、本発明による玩具構築セットの斜視図である。 本発明によるアダプター要素の一実施形態の斜視図である。 本発明によるアダプター要素の一実施形態の斜視図である。 本発明によるアダプター要素の一実施形態の斜視図である。

図１は、３Ｄプリントによる建造要素１の一例を示している。この建造要素は、飛行機の先端部として設計されている。３Ｄプリントによる建造要素１は、原理的には、一般に既知かつ比較的安価な３Ｄプリンターを用いることによって、容易に印刷することができる。３Ｄプリンターは、熱可塑性樹脂等の所与のプラスチック材料でそのような構成部品を印刷することができる。

３Ｄプリントによる建造要素１は、印刷プロセスにおいて、合計で４つの、本質的に同一である正方形ダクト２を備えるように設計される。ダクト２のそれぞれは、示されている４つの成形加工アダプター要素３のうちの、それぞれ１つを収納するものとして設計される。成形加工アダプター要素３は、例えば、その目的に適合された金型において、アダプター要素をスプレー成形することによって作製される。金型は、アダプター要素の形状に対応する１つ又は複数の金型キャビティを有する。しかし本発明によれば、アダプター要素は、同様の金型キャビティを有する成形工具を用いて、別のプロセスによって作製することができる。

わかりやすさを考慮して、図においては、成形加工アダプター要素３のうちの２つが、離間した各正方形ダクト内に取り付けられ、他方の２つのアダプター要素３が、自身が挿入されて固定されることができる正方形ダクト２から、或る距離を置いて示されている。図では、成形加工アダプター要素３には、自身の端の一方に、２つの可撓性のある弾性タップ４がそれぞれ設けられている。タップ４は、ダクトへの挿入時に、ダクト２の２つの対向する側面に対して当接するように設計されている。弾性タップ４には、離間した各弾性タップ４上に、互いから離れる方向に突出するフランジ５がそれぞれ設けられている。フランジ５は、ダクト２に構成されている、対応設計されているフランジに係合する。アダプター要素３は、２つの弾性タップ４を互いに向かう方向に押圧することなしに、ダクト２に挿入することも、ダクト２から取り外すこともできないようになっている。

また、図１は、成形加工建造要素６の形態の更なる建造要素を示している。成形加工建造要素６の輪郭は、図１では点線によって示されている。この建造要素は、原理的には、玩具構築セットの任意の既知の成形加工建造要素によって構成することができるが、図１では、箱状本体部７を有する成形加工建造要素の形態で示されている。箱状本体部７の上面８には、連結用突起９の形態の複数の連結部が設けられ、箱状本体部の底面（図示されていない）には、連結部を形成する凹部が設けられている。凹部は、連結用突起９に対して相補的であって、また、これらの連結部によって、このタイプの２つ以上の成形加工建造要素６を、ともに連結することができるように設計される。

また、図示のように、成形加工建造要素６は、複数の環状の連結用貫通穴１０を有する。これらの連結用穴のうちの１つに、上述した成形加工アダプター要素３のうちの１つが配置されているのが示されている。このアダプター要素３は、他のアダプター要素３と同様に、その他方の端に、環状の連結用穴１０と相補的に設計されているスロット付き連結管１１の形態の連結部が設けられている。これにより、連結管１１を、成形加工建造要素６に挿入してこの部品６内に保持することができる。

図２、図３及び図４は、他の実施形態の成形加工アダプター要素１２、１３及び１４を示している。成形加工アダプター要素１２、１３及び１４の全てには、２つの可撓性のある弾性タップ４が設けられている。タップ４は、図１に示している成形加工アダプター要素３と同じように、３Ｄプリントによる建造要素１のダクト２への挿入時に、ダクト２の２つの対向する側面に対して当接するようにされていて、また、２つの弾性タップ４を互いに向かう方向に押圧することなしに、アダプター要素１２、１３又は１４をダクト２に挿入することも、ダクト２から取り外すこともできないように設計されている。

図１に示されている成形加工アダプター要素３の連結管１１の代替として、図２、図３及び図４に示されている成形加工アダプター要素１２、１３及び１４は、連結用突起１５又は連結用プレート１６をそれぞれ有して設計されている。成形加工アダプター要素１２、１３及び１４は、連結用突起１５又は連結用プレート１６によって、図１の成形加工建造要素６内に示されている環状の連結用穴以外の連結部に連結することができる。

本発明は、玩具構築セットに関して記載されているが、本発明は、成形加工玩具建造要素が所与の製品に置き換わっている、他のタイプの製品に関して用いることができる。所与の製品は、成形加工アダプター要素によって、積層加工建造要素に連結することができる。

さらに、成形加工建造要素６と、成形加工アダプター要素３、１２、１３及び１４との双方は、異なるように設計することができ、例えば、それによって本発明の原理から逸脱することなく、多くの他の態様でその連結部を設計することが可能である。

Claims (11)

1. 複数の箱状の成形加工建造要素を備える玩具構築セットにおいて、該成形加工建造要素のそれぞれには、相互に適合するように構成されている、第１のセットの雄連結部及び雌連結部が設けられ、該連結部によって、前記建造要素を相互連結して、２つ以上のそのような建造要素を備える構造物を構築することができ、該玩具構築セットは、少なくとも１つの積層加工建造要素を更に備え、該積層加工建造要素は、３Ｄプリントにおけるように、プラスチック材料層上に層を形成することによって構成されるとともに、連結部が設けられ、該連結部によって、該積層加工建造要素を、前記成形加工建造要素に連結することができる、玩具構築セットであって、前記積層加工建造要素（１）の前記連結部（２）は、前記成形加工建造要素（６）の前記雄連結部（９）及び前記雌連結部に適合しないように形状付けされており、該玩具構築セットは、複数の成形加工アダプター要素（３）を更に備え、該成形加工アダプター要素は、前記成形加工建造要素（６）の前記雄連結部（９）及び／又は前記雌連結部に連結するのに適合するように構成されている連結部と、前記積層加工建造要素の前記連結部（２）に適合するように構成されている連結部（４、５）とを有することを特徴とする、玩具構築セット。
2. 前記積層加工建造要素（１）は、アダプター要素を使用することなく、成形加工建造要素と連結することができる連結部を有していないことを特徴とする、請求項１に記載の玩具構築セット。
3. 前記積層加工建造要素（１）の前記連結部（２）が雌連結部として構成されており、該積層加工建造要素（１）の該雌連結部（２）に対して適合するように構成されている、前記アダプター要素（３）の前記連結部が、雄連結部であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の玩具構築セット。
4. 前記積層加工建造要素（１）の前記連結部（２）と、該連結部に対して相補的に構成されている、前記アダプター要素（３）の前記連結部（４、５）とは、アダプター要素（３）と積層加工建造要素（１）とをともに連結した後、互いに対してしっかり固定されるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の玩具構築セット。
5. 前記積層加工建造要素（１）の前記連結部（２）は、４つの側面を有する本質的に正方形の断面を有するダクトとして構成されており、前記アダプター要素（３）の前記連結部（４、５）は、２つの弾性タップ（４）を含み、該２つの弾性タップは、前記ダクト（２）への挿入時に、該ダクトの２つの対向する側面に対して当接するように構成されており、前記弾性タップ（４）には、離間した各弾性タップ（４）上に、互いから離れる方向に突出するフランジ（５）がそれぞれ設けられ、該フランジは、前記ダクト（２）に配されている対応設計されているフランジに係合し、前記２つの弾性タップを互いに対して押圧することなしに、前記アダプター要素（３）を前記ダクトに挿入することも、該ダクト（２）から取り外すこともできないようにされていることを特徴とする、請求項４に記載の玩具構築セット。
6. 前記弾性タップ（４）は、前記ダクト（２）の長さに対応する長さを有し、前記タップ（４）は、該タップが前記アダプター要素（３）の残りの部分に固定されている近位端部と、反対の遠位端部とを有し、前記弾性タップ（４）の前記フランジ（５）は前記遠位端部に配置され、前記フランジは対応して外方に突出することを特徴とする、請求項５に記載の玩具構築セット。
7. 前記成形加工建造要素は、ともに連結されると、互いに対して当接及び押圧する前記雄連結部の面と前記雌連結部の面との摩擦のみによって、互いに保持されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の玩具構築セット。
8. 該玩具構築セットは、前記相互に適合するように構成されている、第１のセットの雄連結部（９）及び／又は雌連結部に加えて、相互に適合する第２のセットの雄連結部及び雌連結部を有する成形加工建造要素（６）を備え、前記相互に適合する第１のセットの雄連結部及び雌連結部と、前記相互に適合する第２のセットの雄連結部及び雌連結部とは、相互に適合しないことを特徴とする、請求項７に記載の玩具構築セット。
9. 前記相互に適合するように設計されている、第２のセットの雄連結部及び／又は雌連結部は、スナップ係合機能部によってともに連結することができるように構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の玩具構築セット。
10. 前記相互に適合するように構成されている、第１のセットの雄連結部及び／又は雌連結部に適合する連結部を有する第１の群のアダプター要素（３）と、前記相互に適合するように構成されている、第２のセットの雄連結部及び／又は雌連結部に適合する連結部を有する第２の群のアダプター要素（１２、１３、１４）とを備えることを特徴とする、請求項８又は９に記載の玩具構築セット。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の玩具構築セットを製造する方法であって、該方法は、
    相互に適合するように構成されている、第１のセットの雄連結部（９）及び雌連結部を有する第１の群の建造要素（６）を、スプレー成形等で成形加工するステップと、
    ３Ｄプリントにおけるように、プラスチック材料層上に層を順次重ね合わせることによって形成される、少なくとも１つの積層加工建造要素（１）を準備するステップであって、前記積層加工建造要素（１）は、前記相互に適合するように構成されている、第１のセットの雄連結部（９）及び／又は雌連結部と適合しないように構成されている連結部を有する、積層加工建造要素を準備するステップと、
    前記相互に適合するように構成されている、第１のセットの雄連結部（９）及び／又は雌連結部に適合する連結部と、前記積層加工建造要素（１）の前記連結部と適合する連結部とを有するように構成されている、１つ又は複数のアダプター要素を、スプレー成形等で成形加工するステップと、
    を、任意の順序の工程として含む、方法。