JPH0613064B2

JPH0613064B2 - 三次元数学パズル玩具

Info

Publication number: JPH0613064B2
Application number: JP28443085A
Authority: JP
Inventors: 俊一須田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-12-19
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1994-02-23
Anticipated expiration: 2009-02-23
Also published as: JPS62144682A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は三次元数学パズル玩具に関するものであり、よ
り具体的に言えば、よく知られた十五パズルを三次元化
したようなパズル玩具に関する。

＜従来技術＞十五パズルは１から15までの正整数を表示した15個の正
方形のチップ（小片）を該チップを丁度16個収容できる
正方形の盆状容器に最初ランダムに収容し、チップを盆
の面上で移動させることで如何に速やかに１から15まで
その順序に並び変えるかを競うパズル玩具である、しか
しながら該十五パズルは二次元の処理であって、比較的
簡単に正解に達し得るので高級な遊戯者には必ずしも興
味深いとは言えない。

三次元の同様なパズル玩具としてはルービックキューブ
がよく知られている。しかしながらこの玩具は構造的に
複雑であるという不利を有する。

本発明は極めて簡単な構造であって、興味深い三次元数
学パズル玩具を提供する。

＜発明の構成＞本発明は、（ｎ^３−ｘ）個（ｎは２以上の正整数、ｘは
ｎ未満の正整数）の立方体ブロック（以下キューブとい
う）を、該キューブをｎ^３個収容できるキューブと相似
形の容器に収容し、キューブ（複数）が正解位置にある
時に該キューブｎ^３個で形成されるべきキューブ集合体
の表面に位置しないキューブの面には、一つの頂点を共
有する３面上に各面を２等分する互いに交わらない独立
の３個の溝を設け、前記頂点の対蹠点にある頂点を共通
とする３面にも同様の３個の溝を設けるが、正解位置に
ある時に該キューブ集合体の外面に位置すべきキューブ
の一部ないし全部がその外表面において前記の配置の溝
を全く有しないかまたは２個以下を有する、正解位置に
おいて前記溝によって貫通路が形成される三次元数字パ
ズル玩具を提供する。

この玩具はキューブが正解位置にある場合に、キューブ
の溝によって形成される貫通路にＹ（但し、Ｙ＝３ｎ
（ｎ−１））本の平串状のスティック（以下、平串と称
する）を貫通させることができる。即ち、キューブを如
何に速やかにＹ本の平串を貫通させることのできる正解
位置に移動させるかを競うパズル玩具である。従ってキ
ューブを収容する立方体の容器には、貫通路に相当する
位置に平串を挿入するためのスロットが設けてある。容
器を透明材料で製作すれば、貫通路をのぞき見ることが
できるから、平串は必須ではない。

本発明はまた、（ｎ^３−ｘ）個（ｎは２以上の正整数、
ｘはｎ未満の正整数）を立方体ブロック（以下キューブ
という）を、該キューブｎ^３個を収容できるキューブと
相似形の容器に収容し、キューブ（複数）が正解位置に
ある時にｎ^３個のキューブで形成されるべきキューブ集
合体の表面に位置しないキューブの全表面に面を４等分
する直交する溝を設けるが、正解位置にある時に該キュ
ーブ集合体の表面に位置すべきキューブの一部ないし全
部がその外表面には前記の配置の溝を全く有しないかま
たは２個以下有するように構成され、正解位置において
前記溝によって貫通路が形成される三次元数学パズル玩
具を提供する。この場合も貫通させうる平串の数はＹ＝
３ｎ（ｎ−１）であるが、独立に２様の串の刺し方（正
解）が生ずる。

本願発明はまた、（ｎ・ｍ・ｌ−ｘ）個（ｎ，ｍ，ｌは
１以上の正整数で、そのうち少なくとも２つは２以上で
あり、２つは同一であってもよく、ｘはｎ，ｍ，ｌの最
小値未満の数）の直方体ブロックをｎ・ｍ・ｌ個収容で
きるブロックと相似形の直方体の容器に収容し、ブロッ
ク（複数）が正解位置にある時にｎ・ｍ・ｌ個のブロッ
クで形成されるべきブロック集合体の表面に位置しない
ブロックの面には、一つの頂点を共有する３面上に各面
を２等分する互いに交わらない３個の独立の溝を設け、
前記頂点の対蹠点にある頂点を共通とする３面にも同様
の３個の溝を設けるが、正解位置にある時に該ブロック
重合体の表面に位置すべきブロックの一部または総てが
その外表面には前記の配置の溝を全く有しないかまたは
２個以下を有するように構成され、正解位置において前
記溝によって貫通路が形成される三次元数学パズル玩具
提供する。

理論的にｎは（ｍ、ｌも）限定されないが、玩具として
の実用性を考慮すれば、４以上は実際的でない。また各
面上の溝を設ける位置は必ずしも２等分する位置でなく
ても、対応する位置で２分する溝であればよいが、２等
分位置以外は実際的でない。

＜発明の具体的記載＞本発明の玩具において使用されるキューブは基本的には
第１図に示すような溝を有する。このキューブは第２図
に示されるように、黒点で示される手前上側の頂点を共
有する３面に互いに交わらない溝を有する。そしてこの
頂点と対蹠点にある向側下側の頂点を共有する３面にも
同様の溝が切られているから結局第１図に示すような溝
を有する。ｎが２の場合このキューブ８個を第３図のよ
うに配置して第４図のように集めると、第５図に示すよ
うな位置に平串の貫通路を生じる。この場合は、すべて
のキューブが同一であるので、どのような位置の交換を
行っても、必ず第５図のような貫通路を生ずるからパズ
ルにはならない。パズルとして構成するにはいくつかの
キューブのいくつかの溝をなくし、容器内でキューブ移
動の自由を与えるために８個収容できる容器に７個以下
のキューブを収容する。はじめに、キューブを６本の平
串を貫通路に挿入できる正解位置に容器に収容した後、
キューブの位置を移動して撹乱しておけば、必ず正解を
得るパズル玩具を提供できる。（十五パズルでは、始め
の配列如何によっては正解に達し得ない場合もあるが、
本発明のパズルにおいては、こうすることによって必ず
正解に達する。）この場合に溝を欠落させる態様は、立
方体の相対する面に存在しない３個までの溝を欠落させ
ることができる。

第１図に示すキューブを第６図に示すように、その90゜
回転した位置で配置すると、第７図に示す位置に貫通路
を生ずる。

ｎが２の場合には、第２図とその対掌像である第１２図
に示すような１頂点を共有する３個の面にのみ溝を有す
る（即ち、該頂点と対蹠点にある頂点を共有する３面に
は溝を有しない）キューブの組合せによっても６本の貫
通路を形成できる。溝の欠落の最多の場合である。その
関係は第８図に示され、この状態で第５図に示す貫通路
が形成される。

この場合、７個のキューブの正解時の配列は、位置を方
位になぞらえて、上下東西南北で表わすと、上から眺め
て、キューブは下段北東位置、下段南東位置、下段南西
位置、下段北西位置、上段北東位置、上段南東位置、上
段南西位置にあり、上段北西位置のキューブを欠き、下
段北東位置のキューブは上面に南北方向の溝、西面に上
下方向の溝、南面に東西方向の溝を有し、下段南東位置
のキューブは上面と北面と西面に同様の溝を有し、下段
南西位置のキューブは上面と北面と東面に同様の溝を有
し、下段北西位置のキューブは上面と南面と東面に同様
の溝を有し、上段北東位置のキューブは下面と南面と西
面に同様の溝を有し、上段南東位置のキューブは下面と
北面と西面に同様の溝を有し、上段南西位置のキューブ
は下面と北面と東面に同様の溝を有し、７個のキューブ
がこの配列にあるときに、上段３個のキューブの溝によ
って東西方向の通路が形成され、下段４個のキューブの
溝によって東西方向の通路が形成され、北面３個のキュ
ーブの溝によって上下方向の通路が形成され、南面４個
のキューブによって上下方向の通路が形成され、東面４
個のキューブによって南北方向の通路が形成され、西面
３個のキューブによって南北方向の通路が形成され、各
通路に平串を貫通させて６本の平串を貫通させることが
できる。

ｎが２の場合において、キューブが第９図に示すよう
に、すべての面に溝を有する場合には、第10図の位置に
貫通路が形成される。これは、第１図に示される姿勢の
キューブによって第５図に示す貫通路が形成される場合
と、その90゜回転した位置である第６図に示される姿勢
のキューブによって第７図に示される貫通路が形成され
る両方の場合を含む場合である。しかしこの場合も同時
に貫通できる平串の数は６本である。同時に貫通できる
のは第５図に相当する場合か、第７図に相当する場合の
いずれかである。これによって、パズルは２通りの独立
した正解位置をもち、それらを、たとえばスタートとゴ
ールとするパズルとすることができる。勿論キューブを
収容する立方体容器の相当位置に平串を貫通させるスロ
ットが設けられねばならない。

本発明のパズル玩具において、例えば、ｎが２で、各キ
ューブが３個の溝を有する場合に、キューブ正解に不必
要な溝を設けてもよい。こうすることによって、正解と
関係のない貫通路を生じ、あるいは、それを覗き見るこ
とができるから、遊戯者を惑わすことになり、解を困難
にすることになる。

第１図（または第９図）に示すキューブ用いて、ｎが３
の本発明の玩具を形成することができる。即ち、２７個
−１個＝２６個のキューブを該キューブを２７個収容で
きる立方体の容器に収容する。この場合もいくつかのキ
ューブの相対する面にない３個（または６個）以下の溝
を欠落させなければならない。この場合、第１３図（ま
たは第１１図）に示すような位置に貫通路を生じ、１８
本の平串を貫通させることができる。

この場合、即ち、ｎが３個の場合には、容器立方体の頂
点に位置するキューブ、稜の中央に位置するキューブ、
面の中央に位置するキューブ、立方体の中央に位置する
キューブが生ずる。正解位置にある時、この順序に溝の
欠落を許容される限度が減少する。立方体の中央に位置
するキューブには溝の欠落は許されない。

このように、本発明の玩具はｎをさらに４以上にしても
成立する。

また、本発明のパズル玩具は必ずしも立方体のキューブ
と立方体の容器によって構成されなければならないわけ
ではない。即ち、（ｎ・ｍ・ｌ−ｘ）個（ｎ，ｍ，ｌは
１以上の正整数で、そのうちの少なくとも２つは２以上
であり、２つは同一であってもよく、ｘはｎ，ｍ，ｌの
最小値未満の正整数）の直方体ブロックを、該ブロック
をｎ・ｍ・ｌ個収容できる立方体の容器に収容したもの
でもよい。その場合も構成原理は立方体の場合と全く同
じである。

＜発明の効果＞以上述べたように、本発明は簡単に製造できて興味深い
立体数学パズルを提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の玩具の構成単位であるキューブの斜視
図である。第２図と第６図は該キューブの溝の配置を示す図であ
る。第３図は本発明の１実施態様におけるキューブの配置を
示す斜視図である。第４図は第３図に分散して示したキューブを一つにまと
めた状態を示す斜視図である。第５図は第４図の状態において形成される貫通路を示す
斜視図である。第７図は第５図と鏡面像関係にある貫通路の配置を締ず
斜視図である。第８図はキューブが３個の溝を有する場合の配置を示す
斜視図である。第９図はキューブが最大個数の溝を有する場合を示す斜
視図である。第10図は第５図の態様と第７図の態様を組み併せた態様
を示す斜視図である。第11図は２６個のキューブによって構成される本発明の
実施態様を示す斜視図である。第１２図は第２図と対掌位置に溝を有するキューブの斜
視図である。第１３図は第１１図に示す実施態様において貫通路の数
を半分にした態様を示す斜視図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ｎ^３−ｘ）個（ｎは２以上の正整数、ｘ
はｎ未満の正整数）の立方体ブロック（以下キューブと
いう）を、該キューブをｎ^３個収容できるキューブと相
似形の容器に収容し、キューブ（複数）が正解位置にあ
る時に該キューブｎ^３個で形成されるべきキューブ集合
体の表面に位置しないキューブの面には、一つの頂点を
共有する３面上に各面を２等分する互いに交わらない独
立の３個の溝を設け、前記頂点の対蹠点にある頂点を共
通とする３面にも同様の３個の溝を設けるが、正解位置
にある時に該キューブ集合体の外面に位置すべきキュー
ブの一部ないし全部がその外表面において前記の配置の
溝を全く有しないかまたは２個以下を有する、正解位置
において前記溝によって貫通路が形成される三次元数学
パズル玩具。
【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の数学パズル
玩具であって、該立方体容器が全部のキューブが正解位
置にある時にキューブの溝によって形成される貫通路に
挿入される平串を伴い、容器が平串貫通のためのスロッ
トを有するもの。
【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の数学パズル
玩具であって、容器が透明材料でできているもの。
【請求項４】特許請求の範囲第１〜３項のいずれかの項
に記載の数学パズル玩具であって、ｎが２でｘが１であ
るもの。
【請求項５】特許請求の範囲第１〜３項のいずれかの項
に記載の数学パズル玩具であって、ｎが３でｘが１であ
るもの。
【請求項６】特許請求の範囲第１〜５項のいずれかの項
に記載の数学パズル玩具であって、正解位置にある時に
該キューブ集合体の頂点に位置すべきキューブの一部が
３個の該溝を有するもの。
【請求項７】（ｎ^３−ｘ）個（ｎは２以上の正整数、ｘ
はｎ未満の正整数）の立方体ブロック（以下キューブと
いう）を、該キューブｎ^３個を収容できるキューブと相
似形の容器に収容し、キューブ（複数）が正解位置にあ
る時にｎ^３個のキューブで形成されるべきキューブ集合
体の表面に位置しないキューブの全表面に面を４等分す
る直交する溝を設けるが、正解位置にある時に該キュー
ブ集合体の表面に位置すべきキューブの一部ないし全部
がその外表面には前記の配置の溝を全く有しないかまた
は２個以下有するように構成され、正解位置において前
記溝によって貫通路が形成される三次元数学パズル玩
具。
【請求項８】特許請求の範囲第７項に記載の数学パズル
玩具であって、該立方体容器が全部のキューブが正解位
置にある時にキューブの溝によって形成される貫通路に
挿入される平串を伴い、容器が平串貫通のためのスロッ
トを有するもの。
【請求項９】特許請求の範囲第７項に記載の数学パズル
玩具であって、容器が透明材料でできているもの。
【請求項１０】特許請求の範囲第７〜９項のいずれかに
記載の数学パズル玩具であって、ｎが２でｘが１である
もの。
【請求項１１】特許請求の範囲第７〜９項のいずれかの
項に記載の数学パズル玩具であって、ｎが３でｘが１で
あるもの。
【請求項１２】特許請求の範囲第７〜１１項のいずれか
の項に記載の数学パズルであって、正解位置にある時に
該キューブ集合体の頂点に位置すべきキューブの一部が
６個以下の該溝を有するもの。
【請求項１３】（ｎ・ｍ・ｌ−ｘ）個（ｎ，ｍ，ｌは１
以上の正整数で、そのうちの少なくとも２つは２以上で
あり、２つは同一であってもよく、ｘはｎ，ｍ，ｌの最
小値未満の数）の直方体ブロックをｎ・ｍ・ｌ個収容で
きるブロックと相似形の直方体の容器に収容し、ブロッ
ク（複数）が正解位置にある時にｎ・ｍ・ｌ個のブロッ
クで形成されるべきブロック集合体の表面に位置しない
ブロックの面には、一つの頂点を共有する３面上に各面
を２等分する互いに交わらない３個の独立の溝を設け、
前記頂点の対蹠点にある頂点を共通とする３面にも同様
の３個の溝を設けるが、正解位置にある時に該ブロック
集合体の表面に位置すべきブロックの一部または総てが
その外表面には前記の配置の溝を全く有しないかまたは
２個以下を有するように構成され、正解位置において前
記溝によって貫通路が形成される三次元数学パズル玩
具。
【請求項１４】特許請求の範囲第１３項に記載の数学パ
ズル玩具であって、該直方体容器が全部のブロックが正
解位置にある時にブロックの溝によって形成される貫通
路に挿入される平串を伴い、容器が平串貫通のためのス
ロットを有するもの。
【請求項１５】特許請求の範囲第１３項に記載の数学パ
ズル玩具であって、容器が透明材料でできているもの。
【請求項１６】特許請求の範囲第１３〜第１５項のいず
れかの項に記載の数学パズル玩具であって、正解位置に
ある時に該ブロック集合体の頂点に位置すべきブロック
の一部が３個の該溝を有するもの。