TWI424123B - 卡合結構 - Google Patents

Description

卡合結構

　　本發明是關於一種卡合結構，特別是關於一種可應用於傢俱、玩具或益智遊戲的卡合結構。

　　為了使兒童能夠提高生理與心理各方面的成長，家長通常會購買許多不同種類的輔助教材或是益智類的玩具，讓兒童在玩樂的過程當中，能夠同時訓練組織能力、邏輯能力與思考能力。一般來說，對於家長而言，組合式積木可以說是最佳的益智玩具，其原因在於：組合式積木可藉由堆積、組合、或卡合的動作而構成飛機、坦克、機械人…等各式各樣的不同物體形狀。因此，藉由每次不同的組合形態與方式將不同大小、外觀的積木片組合出各種不同的形體，即可訓練兒童的空間概念、啟發孩子的創作天賦，並可滿足兒童的好奇性，是非常受到家長喜愛的玩具益智玩具。

　　一般而言，組合式積木通常具有容易鬆脫、晃動的問題，其原因在於每一積木片在結合之處通常僅透過一凹一凸的結構而互相契合，當組合而成的結構越來越大之後，隨著重力的增加，積木所受拉力或扭力也隨著變大；因此，在拉力或扭力最大之處的積木便無法支撐龐大的重量，故而組合式積木總是無法無限制地增加積木片的數量及體積，因此也限制了兒童的創作發展及想像空間。

　　因此，如何使組合式積木或其類似的卡合結構，能夠克服重力的限制，不受限於個別積木、卡合結構的體積或重量，或者不受限於組合完成後其結構物的總體積或總重量，進而將該積木、卡合結構應用至傢俱，甚至更大更重的組合結構上，這是本領域具有通常知識者努力的目標。

　　本發明主要目的在克服組合式積木或相類似的卡合結構的結合機械強度問題，使其不受限於個別積木、卡合結構的體積或重量，或者不受限於組合完成後其結構物的總體積或總重量。

　　本發明另一目的在於將積木或類似的卡合結構應用至傢俱，甚至更大更重的組合結構上。

　　為達上述目的，本發明提供一種卡合結構，該卡合結構包括有一板體單元及一扣合單元。該板體單元包括有一扣合槽、一支撐體及至少一第一抵扣體，該支撐體位於該板體單元的外側邊，該扣合槽緊鄰於該支撐體內側，該第一抵扣體位於該扣合槽的邊壁上；該扣合單元包括有至少一第二抵扣體、至少一第一支臂及至少一第二支臂，該第一支臂、第二支臂具有撓性，且每一第一支臂與一第二支臂相對應而鄰設，該第二抵扣體位於該第一支臂上。其中，當該扣合單元與該板體單元互相卡合時，該相對應的第一支臂與第二支臂將該支撐體夾持，且該第一抵扣體頂住該第二抵扣體。

　　如上所述卡合結構，其中，該第一抵扣體與該支撐體相鄰。

　　如上所述卡合結構，其中，該第一抵扣體凸出或凹入該扣合槽的邊壁。

　　如上所述卡合結構，其中，該第二抵扣體凸出或凹入該第一支臂。

　　如上所述卡合結構，其中，該支撐體外側設置有一定位件，該扣合單元上設置有一耦合件，該耦合件設置於該第一支臂與該第二支臂之間，當該扣合單元與該板體單元互相卡合時，該定位件與該耦合件互相契合。

　　如上所述卡合結構，其中，該支撐體外側的厚度大於內側的厚度，或者小於內側的厚度。

　　如上所述卡合結構，其中，該板體單元定義有一縱切線，該縱切線為該板體單元上下兩面之中點所成的線，該第一抵扣體沿該縱切線呈對稱分佈。

　　如上所述卡合結構，其中，該支撐體的厚度小於該板體單元的厚度。

　　如上所述卡合結構，其中，該扣合槽貫通該板體單元。

　　藉此，本發明所述卡合結構，其扣合單元與板體單元可以較大的機械結合強度而結合，因此不受限於個別扣合單元、板體單元的體積或重量限制，也不受限於組合完成後其整體卡合結構的總體積或總重量的限制。還有，該扣合單元、板體單元的形態千變萬化，可以組合成各種益智玩具或傢俱，非常實用。

　　為使熟悉該項技藝人士瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體實施例，並配合所附之圖式，對本發明詳加說明如後。

<第一實施例>

　　請同時參閱圖1~圖4，本發明的卡合結構1包括有一板體單元11、一扣合單元12A及一扣合單元12B，其中，該扣合單元12A與該板體單元11結合前、結合後的示意圖即如圖2、圖3所示，該扣合單元12B與該板體單元11結合後的示意圖即如圖4所示。如圖1與圖2所示，該板體單元11包括有多個扣合槽115、多個支撐體116及多個第一抵扣體117，每一扣合槽115係分別與一支撐體116及一第一抵扣體117相對應而鄰設。該支撐體116位於該板體單元11的外側邊，該扣合槽115緊鄰於該支撐體116內側(內側即圖2的左邊)，且該扣合槽115上下貫通該板體單元11，該第一抵扣體117則位於該扣合槽115的左側邊壁上。該扣合單元12A包括有兩第二抵扣體127、兩第一支臂125及兩第二支臂126，該第一支臂125、第二支臂126不等長且均具有撓性，且每一第一支臂125與一第二支臂126相對應而鄰設。此外，該第二抵扣體127係位於該第一支臂125上。欲使該扣合單元12A與該板體單元11互相卡合時，可將該扣合單元12A傾斜一角度(θ)，使該相對應的第一支臂125與第二支臂126對齊該支撐體116的外側(外側即圖2的右邊)，然後該扣合單元12A向左移動並套入，使該第一支臂125與該第二支臂126分別位於該支撐體116的上、下兩側。

　　接下來，以該第二支臂126為圓心呈逆時針方向轉動該扣合單元12A，該第一支臂125即可進入該扣合槽115內。進入之後，如圖3所示，該第二抵扣體127頂住該第一抵扣體117的下方，且相對應的第一支臂125與第二支臂126將該支撐體116夾持。此外，該第一支臂125進入該扣合槽115時，該第二抵扣體127與該第一支臂125會被該第一抵扣體117阻擋；但是因為該第一支臂125具有撓性，故該第二抵扣體127、該第一支臂125均可呈現微幅的擺動或變形，所以只要增加逆時針轉動的力矩，再藉由撓性的微幅變形，該第二抵扣體127即可通過該第一抵扣體117，該第一支臂125即可進入該扣合槽115內。相同的道理，該第一支臂125離開該扣合槽115時，只要以該第二支臂126為圓心，增加順時針轉動的力矩，再藉由該第一支臂125的撓性微幅變形，該第二抵扣體127即可通過該第一抵扣體117，該第一支臂125即可離開該扣合槽115。

　　藉此，當該板體單元11與該扣合單元12A結合後，除非先將該扣合單元12A以順時針方向轉動，或者破壞該扣合單元12A、支撐體116的結構，否則該扣合單元12A即無法在上下的方向或左右的方向上任意移動。故其結合的機械強度較大，可用以支撐非常大的重量，因而該卡合結構1除了可作為玩具、積木之外，還可用以作為傢俱或其他組合結構之用，非常方便。

　　在本實施例中，該第一抵扣體117係凸出於該扣合槽115的左側邊壁，該第二抵扣體127係向左凸出於該第一支臂125，該支撐體116與該板體單元11的厚度約為相等。此外，該板體單元11定義有一縱切線(L1)，該縱切線(L1)為該板體單元11上下兩面之中點所成的線，從剖面圖觀之，該縱切線(L1)即以”上下兩等分”方式而縱切該扣合槽115所形成的線，因此該縱切線(L1)同時將該板體單元11區分為上下相等的兩部份；故該第一抵扣體117沿該縱切線(L1)呈上下對稱分佈。上下對稱的優點在於，將該第一支臂125與該第二支臂126上下巔倒後，該扣合單元12A仍可順利地與該板體單元11結合，並不受限於兩者結合的方向。再來，本領域具有通常知識者還可在該支撐體116的外側設置一向右凸出的定位件118，並在該扣合單元12A上設置有一耦合件128，該耦合件128位於該第一支臂125與該第二支臂126之間呈向內凹入狀；當該扣合單元12A與該板體單元11互相卡合時，該定位件118與該耦合件128互相契合，用以輔助該扣合單元12A的定位並達到防止晃動的目的。

　　另請參閱圖4，該扣合單元12B亦是藉由一第一支臂125與一第二支臂126而將該板體單元11的支撐體116夾持；在此，該支撐體116的厚度係小於該板體單元11的厚度，因此該扣合單元12B的整體厚度即可概略與該板體單元11相等，因此該扣合單元12B的厚度較該扣合單元12A的厚度薄，故可收節省空間、方便其他外部結構的結合之功效。還有，該第一抵扣體117係凸出於該扣合槽115的右側邊壁上，因此該第一抵扣體117與該支撐體116緊鄰相接；該第一支臂125上的第二抵扣體127係為凹入式的結構，因此該第一抵扣體117即可與該第二抵扣體127相契合。在本實施例中，該扣合單元12B並未設置耦合件。藉此，該扣合單元12B亦可達到前述相同之結合固定功效。

<第二、三實施例>

　　請參閱圖5，圖5所繪示為本發明第二實施例之卡合結構的剖面圖。其中，與上述實施例類似的結構便不再贅述。如圖5所示的板體單元21之支撐體216，其剖面係概略呈梯形，且該支撐體216外側(即圖5的右邊)的厚度大於內側(即圖5的左邊)的厚度。如此，當該扣合單元22承受一逆時針方向的扭轉力矩時，該第二支臂226與該支撐體216的下緣較不易因為第二支臂226的撓性擺動而產生分離、脫落的狀況。

　　請再同時參閱圖6，圖6所繪示為本發明第三實施例之卡合結構的剖面圖。其中，如圖6所示的板體單元31之支撐體316，其外側的厚度係小於內側的厚度。如此，該扣合單元32只需以較小的逆時針力矩，即可使該扣合單元32以逆時針方向脫離該板體單元31；在此，該逆時針力矩係用以克服該第二支臂326與該支撐體316的摩擦力，當該逆時針力矩大於該摩擦力所產生的力矩時，該第二支臂326即可產生撓性擺動，進而使該扣合單元32呈逆時針轉動。

<第四實施例>

　　請參閱圖7，圖7所繪示為本發明第四實施例之卡合結構的剖面圖。如圖7所示，該扣合單元42的第二抵扣體427係凹入該第一支臂425，該第一抵扣體417係凸出於該扣合槽415的左側壁，該第一抵扣體417與該第二抵扣體427係呈一凹一凸的方式而可互相契合。另外，在本實施例中，該支撐體416的左右兩側壁之截面還可以呈圓弧狀。

<第五實施例>

　　請參閱圖8，圖8所繪示為本發明第五實施例之卡合結構的剖面圖。如圖8所示，該卡合結構5的支撐體516之厚度小於該板體單元51的厚度，故該扣合單元52的整體厚度即可與該板體單元51的厚度約略相當；當該扣合單元52與該板體單元51結合時，該第一支臂525的第二抵扣體527係頂在該第一抵扣體517的下方。

<第六實施例>

　　請參閱圖9，圖9所繪示為本發明第六實施例之卡合結構的剖面圖。如圖9所示，該板體單元61的第一抵扣體617係凹入該扣合槽615的左側壁，該扣合單元62的第二抵扣體627係向左凸出於該第一支臂625；當該扣合單元62與該板體單元61結合時，該第二抵扣體627即可進入該第一抵扣體617內呈現凹凸互相契合的狀態。

<第七、八實施例>

　　請參閱圖10，圖10所繪示為本發明第七實施例之卡合結構的剖面圖。如圖10所示，該板體單元71係包括有兩個凹入式的第一抵扣體717，且兩第一抵扣體717係以該縱切線(L1)而呈上下對稱。因此，該扣合單元72與該板體單元71的結合，並不受限於固定的結合方向。

　　請參閱圖11，圖11所繪示為本發明第八實施例之卡合結構的剖面圖。如圖11所示，該板體單元81的兩個第一抵扣體817係圓形的凸出式結構。

<第九實施例>

　　請參閱圖12，圖12所繪示為本發明第九實施例之卡合結構的剖面圖。如圖12所示，該卡合結構9的扣合槽915並未貫通該板體單元91，因此該第一支臂925進入該扣合槽915內時，該第二抵扣體927係抵住該扣合槽915的底部。另外，此一實施例的卡合結構9即受限於該板體單元91與該扣合單元92的結合方向，故若將該扣合單元92的第一支臂925與第二支臂926上下巔倒，該板體單元91與該扣合單元92便無法結合。

<第十實施例>

　　請參閱圖13，圖13所繪示為本發明第十實施例之卡合結構的剖面圖。如圖13所示，該板體單元101的第一抵扣體1017係凹入於該扣合槽1015的右側壁，且與該支撐體1016相鄰；該扣合單元102的第二抵扣體1027係凸出於該第一支臂1025的右側邊，因此該第二抵扣體1027即可進入該第一抵扣體1017之內而呈凹凸相契合。

<第十一、十二實施例>

　　請參閱圖14，圖14所繪示為本發明第十一實施例之卡合結構的剖面圖。如圖14所示，該板體單元111的兩個第一抵扣體1117係凹入該扣合槽1115的右側壁而與該支撐體1116相鄰，且兩第一抵扣體1117係以該縱切線(L1)呈上下相對稱。

　　請參閱圖15，圖15所繪示為本發明第十二實施例之卡合結構的剖面圖。如圖15所示，該板體單元121的兩個第一抵扣體1217係凸出於該扣合槽1215的右側壁。

<第十三實施例>

　　請參閱圖16，該扣合單元132係包括有三個第一支臂1325與三個第二支臂1326，且分別對應的第一支臂1325、第二支臂1326的設置方向可視需求或實際狀況而變更，例如分別位於X軸、Y軸與Z軸上，或者互相夾有一大於或小於90度的夾角。當然，該第一支臂1325、第二支臂1326的數目也可以多於三個，如此，即可藉由一個扣合單元132來與三個以上的板體單元(本圖未繪示)結合，增加組合的變化性。

<第十四實施例>

　　請參閱圖17，圖17所繪示為本發明第十四實施例之卡合結構的組裝示意圖。如圖17所示，當一扣合單元142與兩板體單元141結合時，即可依前述的結合方式，使每一板體單元141與相對應的一第一支臂1425、第二支臂1426對齊，再透過旋轉而結合，結合後，兩板體單元141即可透過該扣合單元142而相交成一角度(ψ)，且該角度(ψ)可以是0~360度的任意大小。

<第十五實施例>

　　請參閱圖18，圖18所繪示為本發明第十五實施例之卡合結構的組裝示意圖。如圖18所示，一卡合結構15係透過一板體單元151與一扣合單元152而結合，且該扣合單元152即可再與一棒狀結構物102或其他構型的結構物來結合；該棒狀結構物102與該扣合單元152的結合係可透過卡合、鑲嵌、夾持、抵接、黏貼、勾住…等任意習知的組合方式而為之。

<第十六實施例>

　　請參閱圖19，圖19所繪示為本發明第十六實施例之卡合結構的立體圖。如圖19所示，該板體單元161的扣合槽1615也可以是一圓形的孔洞，該扣合單元162的第一支臂1625的端部也可以呈一柱狀體(在本實施例為圓柱體)。如此，本實施例亦可達前述功能。

<第十七實施例>

　　請參閱圖20，圖20所繪示為本發明第十七實施例之卡合結構的剖面圖。如圖20所示，該板體單元171的兩個第一抵扣體1717係位於該扣合槽1715的左側壁上下角；當該扣合單元172與該板體單元171結合後，該扣合單元172的第二抵扣體1727係微凸出於該扣合槽1715的左側壁下角。如此，本實施例亦可達前述功能。

　　綜上所述，本發明所述卡合結構，其扣合單元與板體單元可以較大的機械結合強度而結合，因此不受限於個別扣合單元、板體單元的體積或重量限制，也不受限於組合完成後其整體卡合結構的總體積或總重量的限制；再加上，該扣合單元、板體單元的形態千變萬化，可以組合成各種益智玩具或傢俱，具有龐大的商業應用潛力。

　　本發明以實施例說明如上，然其並非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡本領域具有通常知識者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

1、5、9、15‧‧‧卡合結構

11、21、31、51、61、71、81、91、101、111、121、141、151、161、171‧‧‧板體單元

115、415、615、915、1015、1115、1215、1615、1715‧‧‧扣合槽

116、216、316、416、516、1016、1116‧‧‧支撐體

117、417、517、617、717、817、1017、1117、1217、1717‧‧‧第一抵扣體

118‧‧‧定位件

12A、12B、22、32、42、52、62、72、92、102、132、142、152、162、172‧‧‧扣合單元

125、425、525、625、925、1025、1325、1425、1625‧‧‧第一支臂

126、226、326、926、1326、1426‧‧‧第二支臂

127、427、527、627、927、1027、1727‧‧‧第二抵扣體

128‧‧‧耦合件

102‧‧‧棒狀結構物

L1‧‧‧縱切線

θ、ψ‧‧‧角度

圖1所繪示為本發明第一實施例之卡合結構的立體圖。

圖2所繪示為本發明第一實施例之卡合結構的結合前剖面圖。

圖3所繪示為本發明第一實施例之卡合結構的結合後剖面圖。

圖4所繪示為本發明第一實施例之另一卡合結構的結合後剖面圖。

圖5所繪示為本發明第二實施例之卡合結構的剖面圖。

圖6所繪示為本發明第三實施例之卡合結構的剖面圖。

圖7所繪示為本發明第四實施例之卡合結構的剖面圖。

圖8所繪示為本發明第五實施例之卡合結構的剖面圖。

圖9所繪示為本發明第六實施例之卡合結構的剖面圖。

圖10所繪示為本發明第七實施例之卡合結構的剖面圖。

圖11所繪示為本發明第八實施例之卡合結構的剖面圖。

圖12所繪示為本發明第九實施例之卡合結構的剖面圖。

圖13所繪示為本發明第十實施例之卡合結構的剖面圖。

圖14所繪示為本發明第十一實施例之卡合結構的剖面圖。

圖15所繪示為本發明第十二實施例之卡合結構的剖面圖。

圖16所繪示為本發明第十三實施例之卡合結構的立體圖。

圖17所繪示為本發明第十四實施例之卡合結構的組裝示意圖。

圖18所繪示為本發明第十五實施例之卡合結構的組裝示意圖。

圖19所繪示為本發明第十六實施例之卡合結構的立體圖。

圖20所繪示為本發明第十七實施例之卡合結構的剖面圖。

11‧‧‧板體單元

115‧‧‧扣合槽

116‧‧‧支撐體

117‧‧‧第一抵扣體

118‧‧‧定位件

12A‧‧‧扣合單元

125‧‧‧第一支臂

126‧‧‧第二支臂

127‧‧‧第二抵扣體

128‧‧‧耦合件

L1‧‧‧縱切線

θ‧‧‧角度

Claims (9)

1. 一種卡合結構，其包括：
   一板體單元，該板體單元包括有一扣合槽、一支撐體及至少一第一抵扣體，該支撐體位於該板體單元的外側邊，該扣合槽緊鄰於該支撐體內側，該第一抵扣體位於該扣合槽的邊壁上；以及
   一扣合單元，該扣合單元包括有至少一第二抵扣體、至少一第一支臂及至少一第二支臂，該第一支臂、第二支臂具有撓性，且每一第一支臂與一第二支臂相對應而鄰設，該第二抵扣體位於該第一支臂上；
   其中，當該扣合單元與該板體單元互相卡合時，該相對應的第一支臂與第二支臂將該支撐體夾持，且該第一抵扣體頂住該第二抵扣體。
2. 如申請專利範圍第1項所述的卡合結構，其中，該第一抵扣體與該支撐體相鄰。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的卡合結構，其中，該第一抵扣體凸出或凹入該扣合槽的邊壁。
4. 如申請專利範圍第1項所述的卡合結構，其中，該第二抵扣體凸出或凹入該第一支臂。
5. 如申請專利範圍第1項所述的卡合結構，其中，該支撐體外側設置有一定位件，該扣合單元上設置有一耦合件，該耦合件設置於該第一支臂與該第二支臂之間，當該扣合單元與該板體單元互相卡合時，該定位件與該耦合件互相契合。
6. 如申請專利範圍第1項所述的卡合結構，其中，該支撐體外側的厚度大於內側的厚度，或者小於內側的厚度。
7. 如申請專利範圍第1項所述的卡合結構，其中，該板體單元定義有一縱切線，該縱切線為該板體單元上下兩面之中點所成的線，該第一抵扣體沿該縱切線呈對稱分佈。
8. 如申請專利範圍第1項所述的卡合結構，其中，該支撐體的厚度小於該板體單元的厚度。
9. 如申請專利範圍第1項所述的卡合結構，其中，該扣合槽貫通該板體單元。