WO2021019792A1 - ブロック及び組立玩具 - Google Patents

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WO2021019792A1
WO2021019792A1 PCT/JP2019/030516 JP2019030516W WO2021019792A1 WO 2021019792 A1 WO2021019792 A1 WO 2021019792A1 JP 2019030516 W JP2019030516 W JP 2019030516W WO 2021019792 A1 WO2021019792 A1 WO 2021019792A1
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connecting rod
block
shape
blocks
hole
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PCT/JP2019/030516
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French (fr)
Inventor
上野博之
Original Assignee
みこと株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H33/00—Other toys
    • A63H33/04—Building blocks, strips, or similar building parts
    • A63H33/06—Building blocks, strips, or similar building parts to be assembled without the use of additional elements
    • A63H33/08—Building blocks, strips, or similar building parts to be assembled without the use of additional elements provided with complementary holes, grooves, or protuberances, e.g. dovetails
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H33/00—Other toys
    • A63H33/22—Optical, colour, or shadow toys

Definitions

  • the present invention relates to an assembled toy capable of creating a three-dimensional shape such as a regular or semi-regular polyhedron by connecting a plurality of blocks formed in a three-dimensional shape with a connecting rod, and a block used therefor.
  • a part of the regular / semi-regular polyhedron represents a shape that exists in nature, and the rationality and mystery of nature are hidden in it.
  • These polyhedra represent the laws of nature and have been studied by crystallography and mathematics experts for many years.
  • polyhedral enthusiasts are attracted to its mystery and mystery and are conducting their own research.
  • a regular polyhedron or a semi-regular polyhedron is either represented by a surface on paper or represented by a point or a line.
  • this makes it difficult to intuitively understand the three-dimensional shape.
  • the applicant of the present application expresses a polyhedron by a grid point and a line connecting the grid points. Therefore, an assembly that forms a three-dimensional shape by connecting a plurality of blocks with a grid point as a block and a line as a connecting rod with a connecting rod. I came up with a toy.
  • Patent Document 1 Conventionally, there is a toy listed in Patent Document 1 as a toy for playing by connecting a plurality of blocks with a connecting rod. Further, as a device for connecting a plurality of blocks with a connecting rod, there is a molecular model as described in Patent Document 2.
  • Patent Document 1 connects blocks with connecting rods, but does not form a geometric three-dimensional shape.
  • the molecular model represents the body-centered structure and face-centered structure with lattice points and lines, but this also does not represent a polyhedron.
  • a polyhedron In order to express a polyhedron with blocks and connecting rods, it is necessary to extend connecting rods of different lengths from one block in each predetermined direction.
  • a polyhedron can be formed by inserting connecting rods into the holes provided on each surface of the block, but in order to complete the polyhedron, a large number of connecting rods are correctly inserted into the block. I need to go. Therefore, it is desired to make the relationship between the orientation of each surface of the block and the connecting rod to be inserted easy to understand.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in a structure in which a connecting rod can be inserted into a block having a three-dimensional shape, the relationship between the orientation of each surface portion necessary for expressing a polyhedron and the length of the connecting rod can be determined. It is an object of the present invention to provide blocks and assembled toys that can be easily grasped and easily assembled so that even children can learn the geometrical relationships between polyhedra.
  • the block according to the invention of claim 1 is a block having a three-dimensional shape and having a hole for inserting a connecting rod.
  • a first face portion facing any of the three axial directions orthogonal to each other, a second face portion forming a predetermined angle with respect to the first face portion, and a predetermined face portion with respect to the first face portion and the second face portion. Includes a third surface that forms an angle of The first surface portion, the second surface portion, and the third surface portion are configured to have different modes.
  • the first face portion, the second face portion, and the third face portion can be easily identified according to the mode of each face portion, and the connecting rod to be inserted into the hole portion of each face portion can be easily selected. Therefore, it is possible to make it difficult to make a mistake in assembling the three-dimensional shape.
  • the block according to the invention of claim 2 is characterized in that the aspect is formed by a combination of two or more morphological elements.
  • the number of types of each form element can be reduced and the identification can be facilitated as compared with the case of identifying by one form element.
  • a morphological element determined by the geometrical relationship of the block such as the outer shape of the surface, can also be used as the morphological element for identification.
  • the block according to the invention of claim 3 is characterized in that the two or more morphological elements include a combination of an outer shape of each surface portion and a surface shape of the surface portion other than the hole portion. There is.
  • the difference between the first surface, the second surface, and the third surface can be reliably visually recognized.
  • the block according to the invention of claim 4 is characterized in that the two or more morphological elements include color.
  • the difference between the first surface, the second surface and the third surface can be reliably visually recognized by the color.
  • the block according to the invention of claim 5 has a rhombic cuboctahedron shape.
  • the first surface to be the first surface portion has six square-shaped surfaces facing each of the three axial directions.
  • the second surface, which is the second surface portion has twelve square surfaces adjacent to each other so as to be sandwiched by two surfaces of the first surface at an angle of 45 °.
  • the third surface, which is the third surface is characterized by having eight triangular surfaces surrounded by one first surface and two second surfaces.
  • the connecting rod can be extended from the block in the triaxial direction, the face-centered direction, and the body-centered direction in the cubic lattice, respectively.
  • the assembled toy according to the invention of claim 6 has the block according to claim 5 and a connecting rod.
  • the connecting rods include a first connecting rod inserted into a hole in the first surface, a second connecting rod inserted into a hole in the second surface, and a hole in the third surface.
  • Including a third connecting rod to be inserted into the portion When both ends of the second connecting rod are inserted into the block, the distance between the centers of the blocks is a square root multiple of 2 with respect to the distance between the centers in the case of the first connecting rod.
  • Has a length of When both ends of the third connecting rod are inserted into the block, the distance between the centers of the blocks is a square root multiple of 3 with respect to the distance between the centers in the case of the first connecting rod. It is configured to have a certain length.
  • a silver ratio polyhedron can be formed by combining a block and a connecting rod.
  • the surface portion into which the connecting rod is inserted can be easily identified, it becomes easy to assemble the three-dimensional shape, and it can be used as an element of an assembled toy that even a child can assemble the three-dimensional shape.
  • the assembled toy according to the present invention even a child can learn the geometric relationship between polyhedra, and it can be used for the education of a child as an educational toy or a teaching material.
  • drew a cube octahedron in a grid diagram It is a perspective view of the state which formed the cuboctahedron by the block and the connecting rod. It is a figure which drew a regular tetrahedron in a grid diagram. It is a figure which drew a regular hexahedron formed by truncating a white silver rhombic dodecahedron at four obtuse angle points on a grid diagram. It is a figure which drew the regular tetrahedron which is formed by truncating a regular hexahedron at three diagonal vertices in a grid diagram.
  • the assembled toy of the present embodiment is composed of a large number of blocks 10 and connecting rods 20, and by connecting the plurality of blocks 10 with the connecting rods 20, a three-dimensional shape having the blocks 10 as grid points can be formed.
  • FIG. 1 shows a front view (FIG. 1 (a)), a plan view (FIG. 1 (b)), and a left side view (FIG. 1 (c)) of the block 10.
  • the block 10 has a hexahedral shape, and a hole portion 14 is formed on each surface thereof.
  • the front view, the plan view, and the left side view of the block 10 have the same shape.
  • the rear view, bottom view, and right side view which are not shown in the figure, have the same shape.
  • the block 10 has a rhombic cuboctahedron shape. Of the faces of the block 10, the faces facing the three axes orthogonal to each other are referred to as the first face 11 (first face portion). Since the first surface 11 faces both positive and negative sides in the triaxial direction, one block 10 has six first surfaces 11. Further, among the faces of the block 10, the faces adjacent to the two first faces 11 so as to be sandwiched at an angle of 45 ° are designated as the second faces 12 (second face portions). One block 10 has twelve second surfaces 12. Further, among each surface of the block 10, eight triangular surfaces surrounded by the first surface 11 and the second surface 12 are designated as the third surface 13 (third surface portion).
  • the first surface 11 faces the extending direction of the lattice line
  • the second surface 12 faces the face-centered direction of the cubic lattice
  • the third surface 13 is cubic. Head toward the body-centered lattice.
  • the holes 14 formed on each surface of the block 10 are all circular and have the same diameter. Further, the hole portion 14 has a sufficient depth for inserting and fixing the connecting rod 20 described later. The hole portion 14 may communicate with the hole portion 14 on the opposite surface.
  • the first surface 11, the second surface 12, and the third surface 13 each have different aspects in the combination of two or more morphological elements.
  • the morphological elements forming the aspect include a shape, a pattern, and a color. Specifically, the outer shape of the surface, the surface shape of a portion of the surface other than the hole 14, the color applied to the surface, a mark, and the like. Indications on the surface of.
  • the aspect of each surface is formed by the combination of the morphological element having the outer shape of the surface and the morphological element having the surface shape of the surface.
  • the first surface 11 has a square outer shape, and has a recess 15 around the hole 14.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the vicinity of the surface of the first surface 11. As shown in this figure, the surface of the first surface 11 is hollowed out around the hole 14, and a recess 15 is formed. The outer edge of the recess 15 is formed so as to be concentric with the hole 14. Therefore, the first surface 11 has an aspect in which a double circle is formed in the center of the square.
  • the second surface 12 has a square outer shape and is flat except for the hole 14, it has an aspect in which a single circle is formed in the center of the square.
  • the third surface 13 has an outer shape of an equilateral triangle and is flat except for the hole 14, it has an aspect in which a single circle is formed at the center of the equilateral triangle.
  • the color of the surface is added as a morphological element, and the first surface 11, the second surface 12, and the third surface 13 are different from each other. You may try to color it.
  • the first surface 11 can be colored blue
  • the second surface 12 can be colored red
  • the third surface 13 can be colored yellow. Needless to say, it may be colored in other colors.
  • the combination of the morphological elements on the first surface 11, the second surface 12, and the third surface 13 may be other than the example of the present embodiment.
  • the first surface 11, the second surface 12, and the third surface 13 have different modes in the combination of the two or more morphological elements, so that the user corresponds to any surface. Can be clearly identified.
  • the types of each morphological element can be reduced as compared with the case where only one morphological element, for example, a color is used for identification. Can be easily done.
  • a morphological element determined by the geometrical relationship of the block, such as the outer shape of the surface can also be used as the morphological element for identification.
  • FIG. 3 shows a front view of the connecting rod 20.
  • the connecting rod 20 has a rod-shaped rod body 21, and has insertion portions 22 having slit portions 22a formed at both ends thereof.
  • the insertion portion 22 can be inserted into the hole portion 14 of the block 10. Since the slit portion 22a is formed in the insertion portion 22, the insertion portion 22 can be easily inserted into the hole portion 14.
  • a first connecting rod 23, a second connecting rod 24, and a third connecting rod 25 having different lengths are prepared.
  • the first connecting rod 23, the second connecting rod 24, and the third connecting rod 25 all have the same diameter and are common in a structure having insertion portions 22 at both ends, and only the overall length is different. ing. Since all the holes 14 of the block 10 have the same diameter, the diameter of the connecting rod 20 can be the same regardless of the type. Therefore, by cutting out a common material, the first connecting rod 23 And a second connecting rod 24 and a third connecting rod 25 can be formed. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
  • the distance between the centers of the blocks 10 is 2 with respect to the distance between the centers in the case of the first connecting rod 23. It has a length that is double the square root.
  • the distance between the centers of the blocks 10 is relative to the distance between the centers in the case of the first connecting rod 23. It has a length that is twice the square root of 3.
  • the first connecting rod 23 is inserted into the first surface 11 of the surfaces of the block 10.
  • the second connecting rod 24 is inserted into the second surface 12 of the surfaces of the block 10.
  • the third connecting rod 25 is inserted into the third surface 13 of the surfaces of the block 10.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a state in which a regular hexahedron is formed by the block 10 and the connecting rod 20. Since the first surface 11 of the block 10 faces in three axial directions orthogonal to each other, the first surfaces 11 are connected to each other by the first connecting rod 23 to form a regular hexahedron as shown in FIG. Can be formed.
  • the three-dimensional shape of the assembled toy of the present embodiment is formed by connecting the blocks 10 at the grid points and connecting them with the connecting rods 20, so that it is convenient to represent them using a grid diagram. ..
  • FIG. 5 shows a grid diagram that serves as a guide when forming a three-dimensional shape.
  • the grid points are drawn so that the cubic lattice is viewed from one direction.
  • the grid points include acute-angled points 31 (6 points) represented by triangles and obtuse-angled points 32 (8 points) represented by quadrangles, and the other grid points are represented by circles.
  • the acute-angled points 31 and the obtuse-angled points 32 are used when drawing a silver rhombic dodecahedron.
  • FIG. 6 shows a grid diagram of a silver rhombic dodecahedron.
  • a silver rhombic dodecahedron can be drawn by connecting the acute-angled points 31 and the obtuse-angled points 32 in the grid diagram.
  • the line connecting the grid points is represented by an alternate long and short dash line.
  • the alternate long and short dash line represents that the third surfaces 13 of the block 10 are connected by the third connecting rod 25.
  • FIG. 7 shows a diagram in which a regular hexahedron is drawn in a grid diagram.
  • a regular hexahedron By connecting the obtuse angle points 32 of the grid diagram, a regular hexahedron can be drawn.
  • the line connecting the obtuse angle points 32 is represented by a solid line.
  • the solid line indicates that the first surfaces 11 of the block 10 are connected to each other by the first connecting rod 23.
  • FIG. 8 shows a diagram in which a regular octahedron is drawn on a grid diagram.
  • a regular octahedron can be drawn by connecting the acute-angled points 31 of the grid diagram.
  • the line connecting the acute angle points 31 is represented by a broken line.
  • the broken line indicates that the second surfaces 12 of the block 10 are connected to each other by the second connecting rod 24.
  • FIG. 9 shows a diagram in which a cuboctahedron is drawn in a grid diagram.
  • a cubic octahedron can be drawn by connecting the face-centered points (12 points) of the silver rhombic dodecahedron, which is the midpoint of the adjacent obtuse angle points 32.
  • the blocks 10 By arranging the blocks 10 according to this grid diagram and connecting them with the second connecting rod 24, the three-dimensional shape of the cuboctahedron can be formed.
  • FIG. 10 shows a perspective view of a cube octahedron formed by the block 10 and the connecting rod 20.
  • FIG. 11 shows a diagram in which a regular tetrahedron is drawn in a grid diagram.
  • a regular tetrahedron can be drawn by connecting the obtuse angle points 32 on the diagonal in the grid diagram.
  • FIG. 12 shows a grid diagram of a regular hexahedron formed by truncating a white silver rhombic dodecahedron at four obtuse angle points.
  • FIG. 13 shows a grid diagram of a regular tetrahedron formed by truncating a regular hexahedron at three diagonal vertices.
  • the relationship between the regular hexahedron and the regular tetrahedron formed by truncating the block 10 by arranging the blocks 10 according to this grid diagram and connecting the first connecting rod 23 and the second connecting rod 24. Can be intuitively understood.
  • FIG. 14 shows a grid diagram of a regular octahedron formed by truncating a regular tetrahedron at the midpoint.
  • FIG. 15 The relationship between the polyhedra described in FIGS. 12 to 14 is shown in FIG.
  • “dual” refers to the relationship between a solid composed of figures having an inner heart and a solid formed by connecting the inner hearts.
  • FIG. 15 by sequentially cutting from the silver rhombic dodecahedron, a regular hexahedron, a regular tetrahedron, a regular octahedron, and a cuboctahedron are formed, and the cubic octahedron is cut at the inner center of each face. By doing so, a silver rhombic dodecahedron is formed, and these polyhedrons circulate in that relationship.
  • these relationships can be intuitively understood.
  • FIG. 6 The figure showing the three-dimensional shape that can be formed by the assembled toy will be further described.
  • the three-dimensional shape seen from one direction is shown as a diagram by representing the arrangement of the connecting rods 20 in the assembled toy with a line on the grid diagram on which the three-dimensional lattice shape is drawn.
  • the line representing the arrangement of the connecting rods 20 in the assembled toy can be described on the shape display sheet 40, and the grid diagram can be described on the transparent sheet 50.
  • the shape display sheet 40 and the transparent sheet 50 can be used as a shape display sheet. Combinations can be formed.
  • FIG. 16 is a front view of the shape display sheet 40 showing a three-dimensional shape obtained by cutting the obtuse angle points of the white silver rhombic dodecahedron at three obtuse angle points only by a diagram
  • FIG. 17 is a front view of the transparent sheet 50.
  • the figures are shown respectively.
  • the shape display sheet 40 can be formed of paper or the like. As described above, the three-dimensional shape formed by the assembled toy can be represented only by the shape display sheet 40 alone.
  • the lines drawn on the shape display sheet 40 are represented by a solid line for the first connecting rod 23, a broken line for the second connecting rod 24, and a alternate long and short dash line for the third connecting rod 25.
  • the type of the connecting rod 20 may be represented by the difference in color instead of the difference in line type. Since the line of the shape display sheet 40 differs depending on the type of the connecting rod 20, that is, the orientation of the connecting rod 20 with respect to the block 10, the diagram of the shape display sheet 40 can be used as a clue when assembling the assembled toy. Can be done.
  • the transparent sheet 50 is a transparent sheet on which the grid diagram shown in FIG. 5 is drawn, and the grid diagram has a scale corresponding to the diagram of the shape display sheet 40.
  • FIG. 18 shows a state in which the transparent sheet 50 on which the grid diagram of FIG. 17 is drawn is superimposed on the shape display sheet 40 of FIG.
  • the diagram drawn on the shape display sheet 40 can be overlaid on the grid diagram, and the block 10 and the connecting rod 20 of the assembled toy can be viewed three-dimensionally. It is possible to make it easier to understand how to arrange the toys. Therefore, it can be said that it is for beginners to assemble a three-dimensional shape based on the display in which the transparent sheet 50 is superimposed on the shape display sheet 40.
  • the figure showing the three-dimensional shape formed by the assembled toy is divided into a shape display sheet 40 showing only the shape and a transparent sheet 50 showing the grid diagram, so that it can be used properly according to the proficiency level of the user. it can. Further, when the assembled toy is used for education, it is possible to try assembling only with the shape display sheet 40 at first, and if it gets stuck, the transparent sheet 50 can be appropriately stacked on the shape display sheet 40 to proceed with the assembly.
  • the block 10 is a polyhedron having a first surface 11, a second surface 12, and a third surface, but has at least a first surface and a second surface. It may be a polyhedron of the type.
  • the block 10 is not limited to a polyhedron, and may be another solid, for example, a sphere.
  • the hole portion 14 and the surface portion around the hole portion 14 are formed so as to face the same direction as the block 10 of FIG.
  • the first surface 11, the second surface 12, and the third surface 13 in the above-mentioned block 10 do not exist. Therefore, instead of this, the aspect of the surface portion around the hole portion 14 should be inserted.
  • Morphological elements that form the aspect of the surface around the hole 14 include the surface shape, color, and pattern of the block 10. The combination of two or more of these morphological elements forms the aspect of the surface around the hole 14.
  • the hole 14 into which the first connecting rod 23 is inserted, the hole 14 into which the second connecting rod 24 is inserted, and the hole 14 into which the third connecting rod 25 is inserted are formed on the surrounding surface portion.
  • the modes are set to be different from each other.
  • the first connecting rod 23, the second connecting rod 24, and the third connecting rod 25 may be identified by a morphological element.
  • the first connecting rod 23, the second connecting rod 24, and the third connecting rod 25 are colored in different colors or have different patterns, or the combinations of colors and patterns are different. And so on.
  • the mode of the connecting rod 20 and the mode of the surface of the block 10 into which the connecting rod 20 is inserted to be the same, for example, to have the same color, each hole portion of the block 10 is set.
  • the connecting rod 20 to be inserted with respect to 14 can be more easily identified.

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Abstract

立体形状からなるブロックに連結棒を挿入可能な構造において、多面体を表現するために必要な各面の向きと連結棒の長さとの関係を簡単に把握でき、組立を容易にすることで、多面体間の幾何学的関係を子供でも学ぶことのできるブロック及び組立玩具を提供する。

Description

ブロック及び組立玩具
　本発明は、立体形状で形成される複数のブロックを連結棒で連結することで正・半正多面体等の立体形状を作成できる組立玩具及びそれに用いるブロックに関する。
　正・半正多面体の一部は、自然に存在する形を表しており、そこには、自然の合理性や神秘性が秘められている。これらの多面体は、自然の法則を表しているので、結晶学や数学の専門家が、長年に渡り研究している。また、多面体の愛好家等がその不思議さや神秘性に惹かれて独自に研究を進めている。
　これらの研究は、基本的に専門家の大人が行っている。また、多面体や多面体同士の幾何学的な関係を説明するため、高度な幾何学の知識を利用している。このため、小学生のような子供は興味を持ちにくい。しかし、正・半正多面体は、多面体としての不思議さや面白さを持っているので、本来、子供の好奇心を駆り立てるものである。したがって、このような多面体は、子供が興味を持って主体的に学ぶ教材として適している。
　通常、正多面体や半正多面体は、紙面上で多面体を面で表すか、あるいは点や線で表すかのいずれかである。しかし、これでは立体形状の直感的な理解は難しい。このため、本願出願人は、多面体を格子点とそれを繋ぐ線とで表すため、格子点をブロック、線を連結棒として複数のブロックを連結棒で連結することで、立体形状を形成する組立玩具を着想した。
　従来、複数のブロックを連結棒で連結して遊ぶ玩具として、特許文献１に挙げるようなものがある。また、複数のブロックを連結棒で連結するものとしては、特許文献２に挙げるような分子模型がある。
実用新案登録第３１８５６９０公報 意匠登録第５０５９６３号公報
　特許文献１は、ブロックを連結棒で連結するものではあるが、幾何学的な立体形状を形成するものではない。また、分子模型は、体心構造や面心構造を、格子点及び線で表しているが、これも多面体を表現したものではない。
　多面体をブロック及び連結棒で表現するには、１つのブロックから所定の向きごとに、それぞれ異なる長さの連結棒を伸ばしていく必要がある。ブロックの各面に設けられる穴部に対して連結棒を挿入していくことで、多面体を形成していくことができるが、多面体を完成させるには多数の連結棒をブロックに対し正しく挿入していく必要がある。このため、ブロックの各面部の向きと挿入すべき連結棒との関係を分かりやすくすることが望まれる。
　本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、立体形状からなるブロックに連結棒を挿入可能な構造において、多面体を表現するために必要な各面部の向きと連結棒の長さとの関係を簡単に把握でき、組立を容易にすることで、多面体間の幾何学的関係を子供でも学ぶことのできるブロック及び組立玩具を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するため、請求項１の発明に係るブロックは、立体形状を有し連結棒を挿入する穴部を有するブロックであって、
　互いに直交する三軸方向のいずれかを向く第１の面部と、該第１の面部に対して所定の角度をなす第２の面部と、前記第１の面部及び第２の面部に対して所定の角度をなす第３の面部と、を含み、
　前記第１の面部と第２の面部及び第３の面部は、それぞれ異なる態様を有することを特徴として構成されている。
　請求項１に係る発明によれば、各面部の態様によって第１の面部と第２の面部及び第３の面部を簡単に識別でき、各面部の穴部に挿入すべき連結棒を容易に選択することができるので、立体形状の組立を間違いにくくすることができる。
　また、請求項２の発明に係るブロックは、前記態様は、２以上の形態要素の組み合わせで形成されることを特徴として構成されている。
　請求項２に係る発明によれば、１つの形態要素で識別する場合に比べて、各形態要素の種類を少なくでき、識別を容易にできる。また、面の外形状のようにブロックの幾何学的関係で定まる形態要素も、識別するための形態要素として用いることができる。
　また、請求項３の発明に係るブロックは、前記２以上の形態要素には、各面部の外形状と、面部のうち前記穴部以外の表面形状の組み合わせが含まれることを特徴として構成されている。
　請求項３に係る発明によれば、第１の面と第２の面及び第３の面の違いを確実に視認できる。
　さらに、請求項４の発明に係るブロックは、前記２以上の形態要素には、色彩が含まれることを特徴として構成されている。
　請求項４に係る発明によれば、第１の面と第２の面及び第３の面の違いを色によって確実に視認できる。
　そして、請求項５の発明に係るブロックは、前記ブロックは斜方立方八面体状の形状を有し、
　前記第１の面部となる第１の面は、前記三軸方向のそれぞれを向く６つの正方形状の面を有し、
　前記第２の面部となる第２の面は、前記第１の面のうち２つの面にそれぞれ４５°の角度をなして挟まれるように隣接する１２個の正方形状の面を有し、
　前記第３の面となる第３の面は、１つの前記第１の面と２つの前記第２の面に囲まれる８つの三角形状の面を有することを特徴として構成されている。
　請求項５に係る発明によれば、ブロックから立方格子における三軸方向と面心方向及び体心方向にそれぞれ連結棒を伸ばすことができる。
　また、請求項６の発明に係る組立玩具は、請求項５に記載のブロックと、連結棒とを有し、
　前記連結棒は、前記第１の面の穴部に挿入される第１の連結棒と、前記第２の面の穴部に挿入される第２の連結棒と、前記第３の面の穴部に挿入される第３の連結棒と、を含み、
　前記第２の連結棒は、両端部をそれぞれ前記ブロックに挿入した際に、前記ブロックの中心間の距離が、前記第１の連結棒の場合の中心間の距離に対して２の平方根倍となる長さを有し、
　前記第３の連結棒は、両端部をそれぞれ前記ブロックに挿入した際に、前記ブロックの中心間の距離が、前記第１の連結棒の場合の中心間の距離に対して３の平方根倍となる長さを有することを特徴として構成されている。
　請求項６に係る発明によれば、ブロックと連結棒の組み合わせにより、白銀比系の多面体を形成することができる。
　本発明に係るブロックによれば、連結棒を挿入する面部を簡単に識別できるので、立体形状の組立が容易となり、子供でも立体形状を組み立てることのできる組立玩具の要素として用いることができる。
　本発明に係る組立玩具によれば、多面体間の幾何学的関係を子供でも学ぶことができ、知育玩具あるいは教材として、子供の教育のために使用することができる。
本実施形態における組立玩具に用いられるブロックの正面図と平面図及び左側面図である。 第１の面の表面付近の断面図である。 連結棒の正面図である。 ブロックと連結棒で正六面体を形成した状態の斜視図である。 立体形状を形成する際のガイドとなる格子図である。 白銀菱形十二面体を格子図に描いた図である。 正六面体を格子図に描いた図である。 正八面体を格子図に描いた図である。 立方八面体を格子図に描いた図である。 ブロックと連結棒で立方八面体を形成した状態の斜視図である。 正四面体を格子図に描いた図である。 白銀菱形十二面体を鈍角点４点で切頂してなる正六面体を格子図に描いた図である。 正六面体を対角頂点３点で切頂してなる正四面体を格子図に描いた図である。 正四面体を中点で切頂してなる正八面体を格子図に描いた図である。 図１２～１４で説明した多面体の関係性を示す図である。 白銀菱形十二面体の鈍角点を鈍角点３点で切頂した立体形状を線図のみで表した形状表示シートの正面図である。 格子図が描かれた透過シートの正面図である。 図１６の形状表示シートに図１７の格子図が描かれた透過シートを重ねた状態の図である。
　本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。本実施形態の組立玩具は、多数のブロック１０と連結棒２０によって構成され、複数のブロック１０を連結棒２０で連結することで、ブロック１０を格子点とする立体形状を形成できるものである。
　図１には、ブロック１０の正面図（図１（ａ））、平面図（図１（ｂ））、左側面図（図１（ｃ））を示している。ブロック１０は、二十六面体の形態を有しており、その各面にはそれぞれ穴部１４が形成されている。図１に示すように、ブロック１０の正面視と平面視及び左側面視は同形状である。また、図に表れていない背面視、底面視及び右側面視も同形状である。
　ブロック１０は、斜方立方八面体状の形態を有している。ブロック１０の各面のうち、互いに直交する三軸方向を向いている面を第１の面１１（第１の面部）とする。第１の面１１は、三軸方向の正負両側に面しているので、１つのブロック１０は第１の面１１を６面有する。また、ブロック１０の各面のうち、２つの第１の面１１にそれぞれ４５°の角度をなして挟まれるように隣接する面を第２の面１２（第２の面部）とする。１つのブロック１０は第２の面１２を１２面有している。また、ブロック１０の各面のうち、第１の面１１と第２の面１２に囲まれる８つの三角形状の面を第３の面１３（第３の面部）とする。立方格子の格子点にブロック１０を配置した場合に、第１の面１１は格子線の延びる方向に向かい、第２の面１２は立方格子の面心方向に向かい、第３の面１３は立方格子の体心方向に向かう。
　ブロック１０の各面に形成される穴部１４は、いずれも円形状であって同じ径を有している。また、穴部１４は、後述する連結棒２０を挿入して固定するために十分な深さを有している。穴部１４は、対向する面の穴部１４と連通していてもよい。
　第１の面１１と第２の面１２及び第３の面１３は、それぞれ２以上の形態要素の組み合わせにおいて異なる態様を有している。態様を形成する形態要素には、形状、模様、色彩が含まれ、具体的には、面の外形状、面のうち穴部１４以外の部分の表面形状、面に施された色彩、マーク等の面における表示等が挙げられる。これらのうち、本実施形態のブロック１０では、面の外形状の形態要素と、面の表面形状の形態要素の組み合わせによって、各面の態様を形成している。
　本実施形態では、第１の面１１は、正方形状の外形状を有し、また穴部１４の周囲に凹部１５を有している。図２には、第１の面１１の表面付近の断面図を示している。この図に示すように、穴部１４の周囲は、第１の面１１の表面が抉られており、凹部１５が形成されている。凹部１５の外縁は、穴部１４と同心円状となるように形成されている。このため、第１の面１１は、正方形の中心部に二重の円が形成された態様を有している。
　第２の面１２は、正方形状の外形状を有し、穴部１４以外は平面状であるので、正方形の中心部に単円が形成された態様を有している。第３の面１３は、正三角形状の外形状を有し、穴部１４以外は平面状であるので、正三角形の中心部に単円が形成された態様を有している。
　また、各面の態様について、面の外形状と面の表面形状の他、面の色を形態要素として追加し、第１の面１１と第２の面１２及び第３の面１３をそれぞれ異なる色に彩色するようにしてもよい。例えば、第１の面１１は青色に、第２の面１２は赤色に、第３の面１３は黄色に彩色することができる。また、それ以外の色に彩色してもよいことは言うまでもない。また、第１の面１１と第２の面１２及び第３の面１３における形態要素の組み合わせは、本実施形態の例以外であってもよい。
　このように、第１の面１１と第２の面１２及び第３の面１３が、２以上の形態要素の組み合わせにおいて異なる態様を有することで、使用者は各面がいずれの面に該当するかを明確に識別することができる。特に、３種類の面を２以上の形態要素の組み合わせにより形成される態様で識別するので、１つの形態要素、例えば色彩のみで識別する場合に比べて、各形態要素の種類を少なくでき、識別を容易にできる。また、面の外形状のようにブロックの幾何学的関係で定まる形態要素も、識別するための形態要素として用いることができる。
　図３には、連結棒２０の正面図を示している。連結棒２０は、棒状の棒本体２１を有し、その両端部にはそれぞれスリット部２２ａが形成された挿入部２２を有している。挿入部２２は、ブロック１０の穴部１４に対して挿入することができる。挿入部２２にスリット部２２ａが形成されていることで、穴部１４に対して挿入部２２を容易に挿入することができる。
　図３に示すように、連結棒２０として、それぞれ長さの異なる第１の連結棒２３と第２の連結棒２４及び第３の連結棒２５が用意される。第１の連結棒２３と第２の連結棒２４及び第３の連結棒２５は、いずれも同じ径を有し、両端部に挿入部２２を有する構造において共通し、全体の長さのみが異なっている。ブロック１０の穴部１４は、全て同じ径を有しているので、連結棒２０の径を種類によらず同じにすることができるので、共通した材料を切り出すことで、第１の連結棒２３と第２の連結棒２４及び第３の連結棒２５を形成することができる。このため、製造コストを低減できる。
　第２の連結棒２４は、両端の挿入部２２をそれぞれブロック１０に挿入した際に、ブロック１０の中心間の距離が、第１の連結棒２３の場合の中心間の距離に対して２の平方根倍となる長さを有している。また、第３の連結棒２５は、両端の挿入部２２をそれぞれブロック１０に挿入した際に、ブロック１０の中心間の距離が、第１の連結棒２３の場合の中心間の距離に対して３の平方根倍となる長さを有している。
　第１の連結棒２３は、ブロック１０の面のうち、第１の面１１に挿入される。第２の連結棒２４は、ブロック１０の面のうち、第２の面１２に挿入される。第３の連結棒２５は、ブロック１０の面のうち、第３の面１３に挿入される。このように各連結棒２０をブロック１０に挿入してブロック１０同士を連結していくことで、後述する様々な多面体を形成することができる。この際に、ブロック１０の第１の面１１と第２の面１２及び第３の面１３は、前述のようにそれぞれ異なる形態を有しており、一方で第１の連結棒２３と第２の連結棒２４及び第３の連結棒２５は、長さが違うことから簡単に識別できるので、各連結棒２０をブロック１０のどの面に挿入すればよいか、簡単に判別することができる。
　次に、本実施形態の組立玩具を用いて形成できる立体形状について説明する。図４には、ブロック１０と連結棒２０で正六面体を形成した状態の斜視図を示している。ブロック１０の第１の面１１は、互いに直交する三軸方向を向いているので、第１の面１１同士を第１の連結棒２３で連結していくことにより、図４のような正六面体を形成することができる。
　本実施形態の組立玩具による立体形状は、図４のようにブロック１０が格子点に位置し、それらを連結棒２０で連結して形成されるので、格子図を用いて表すのが便利である。図５には、立体形状を形成する際のガイドとなる格子図を示している。格子図において、格子点は立方格子を一方向から見た配置となるように描かれている。格子点には、三角形で表された鋭角点３１（６点）と、四角形で表された鈍角点３２（８点）とがあり、それ以外の格子点は丸で表されている。鋭角点３１と鈍角点３２は、白銀菱形十二面体を描く際に使用される。
　図６には、白銀菱形十二面体を格子図に描いた図を示している。この図に示すように、格子図の鋭角点３１と鈍角点３２を結ぶと、白銀菱形十二面体を描くことができる。この図において格子点を結ぶ線は、一点鎖線で表されている。格子図において一点鎖線は、ブロック１０の第３の面１３同士を、第３の連結棒２５で連結することを表している。この格子図に従ってブロック１０を配置し第３の連結棒２５で連結していくことにより、白銀菱形十二面体の立体形状を形成することができる。
　図７には、正六面体を格子図に描いた図を示している。格子図の鈍角点３２を結ぶと、正六面体を描くことができる。鈍角点３２を結ぶ線は、実線で表されている。格子図において実線は、ブロック１０の第１の面１１同士を、第１の連結棒２３で連結することを表している。この格子図に従ってブロック１０を配置し第１の連結棒２３で連結していくことにより、図４に示す正六面体の立体形状を形成することができる。
　図８には、正八面体を格子図に描いた図を示している。格子図の鋭角点３１を結ぶと、正八面体を描くことができる。鋭角点３１を結ぶ線は、破線で表されている。格子図において破線は、ブロック１０の第２の面１２同士を、第２の連結棒２４で連結することを表している。この格子図に従ってブロック１０を配置し第２の連結棒２４で連結していくことにより、正八面体の立体形状を形成することができる。
　図９には、立方八面体を格子図に描いた図を示している。隣接する鈍角点３２の中点となる白銀菱形十二面体の面心点（１２点）を結ぶと、立方八面体を描くことができる。この格子図に従ってブロック１０を配置し第２の連結棒２４で連結していくことにより、立方八面体の立体形状を形成することができる。図１０には、ブロック１０と連結棒２０で立方八面体を形成した状態の斜視図を示している。
　図１１には、正四面体を格子図に描いた図を示している。格子図において対角の鈍角点３２を結ぶと、正四面体を描くことができる。この格子図に従ってブロック１０を配置し第２の連結棒２４で連結していくことにより、正四面体の立体形状を形成することができる。
　図６に示した白銀菱形十二面体から順次切頂していくことで、別の多面体形状を形成することができる。図１２には、白銀菱形十二面体を鈍角点４点で切頂してなる正六面体を格子図に描いた図を示している。この格子図に従ってブロック１０を配置し、第１の連結棒２３と第３の連結棒２５とで連結していくことにより、白銀菱形十二面体とそれを切頂して形成される正六面体との関係を直感的に理解することができる。
　図１３には、正六面体を対角頂点３点で切頂してなる正四面体を格子図に描いた図を示している。この格子図に従ってブロック１０を配置し、第１の連結棒２３と第２の連結棒２４とで連結していくことにより、正六面体とそれを切頂して形成される正四面体との関係を直感的に理解することができる。
　図１４には、正四面体を中点で切頂してなる正八面体を格子図に描いた図を示している。この格子図に従ってブロック１０を配置し、第２の連結棒２４で連結していくことにより、正四面体とそれを切頂して形成される正八面体との関係を直感的に理解することができる。
　図１２～１４で説明した多面体の関係性について、図１５に示している。この図において「双対」とは、内心を持つ図形で構成された立体について、その内心を繋いでできた立体との関係を言う。図１５に示すように、白銀菱形十二面体から順次切頂していくことにより、正六面体、正四面体、正八面体、立方八面体が形成され、立方八面体を各面の内心で切頂することで白銀菱形十二面体が形成されることから、これらの多面体は、その関係性において循環している。本実施形態の組立玩具を組み立てることで、これらの関係性を直感的に理解できる。
　これらの多面体を形成するには、多数のブロック１０及び連結棒２０を正確に組み合わせていく必要があり、その際に前述のようにブロック１０の各面の形態が異なることで、どの連結棒２０を挿入すればよいか、簡単に識別できることから、子供でも多面体を組み立てることが可能である。したがって、この組立玩具を知育玩具あるいは教材として、子供の教育のために使用することができる。
　組立玩具で形成できる立体形状を表す図について、さらに説明する。図６等では、立体的な格子形状が描かれた格子図に対して、組立玩具における連結棒２０の配置を線で表すことで、一方向から見た立体形状を図として示している。この図について、組立玩具における連結棒２０の配置を表す線のみを形状表示シート４０に記載し、格子図を透過シート５０に記載することができ、形状表示シート４０と透過シート５０で形状表示シート組合せ体を形成することができる。
　図１６には、白銀菱形十二面体の鈍角点を鈍角点３点で切頂した立体形状を線図のみで表した形状表示シート４０の正面図を、図１７には、透過シート５０の正面図を、それぞれ示している。形状表示シート４０は、紙等で形成できる。このように、形状表示シート４０のみによっても、組立玩具で形成する立体形状を表すことができる。
　形状表示シート４０に描かれる線は、第１の連結棒２３が実線で、第２の連結棒２４が破線で、第３の連結棒２５が一点鎖線で、それぞれ表される。なお、線種の違いではなく、色の違いにより連結棒２０の種類を表すようにしてもよい。形状表示シート４０の線が、連結棒２０の種類、すなわち、連結棒２０のブロック１０に対する向きに応じて異なることにより、形状表示シート４０の線図を、組立玩具を組み立てる際の手掛かりとすることができる。
　形状表示シート４０に記載された線図からでも、組立玩具で立体形状を組み立てていくことはできるが、三次元の空間内での連結棒２０の配置関係を形状表示シート４０のみで把握するのはやや難しい。したがって、形状表示シート４０の表示のみで立体形状を組み立てるのは、上級者向けと言える。
　透過シート５０は、透明なシートに図５に示す格子図が描かれているものであり、格子図は、形状表示シート４０の線図に対応した縮尺とされている。図１８には、図１６の形状表示シート４０に図１７の格子図が描かれた透過シート５０を重ねた状態の図を示している。透過シート５０を形状表示シート４０の上に重ねることにより、形状表示シート４０に描かれた線図を、格子図に重ねて見ることができ、組立玩具のブロック１０及び連結棒２０を三次元的にどのように配置すればよいか、把握しやすくすることができる。したがって、形状表示シート４０に透過シート５０を重ねた表示を基に立体形状を組み立てるのは、初心者向けと言える。
　このように、組立玩具で形成する立体形状を表す図について、形状のみを表す形状表示シート４０と格子図を表す透過シート５０に分けていることで、使用者の習熟度に応じて使い分けることができる。また、組立玩具を教育に用いる場合において、最初は形状表示シート４０のみで組立に挑戦し、行き詰まったら適宜透過シート５０を形状表示シート４０に重ねて組立を進めていくといった使い方もできる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。例えば、本実施形態では、ブロック１０は第１の面１１と第２の面１２及び第３の面を有する二十六面体であるが、少なくとも第１の面と第２の面を有する他の種類の多面体であってもよい。
また、ブロック１０は多面体に限らず、その他の立体、例えば球体であってもよい。この場合、穴部１４及びその周囲の面部は、図１のブロック１０と同様の方向を向くように形成される。球体においては、前述のブロック１０における第１の面１１、第２の面１２、第３の面１３は存在しないので、これに代えて穴部１４の周囲の面部の態様を、挿入すべき連結棒２０ごとに異ならせる。穴部１４の周囲の面部の態様を形成する形態要素としては、ブロック１０の表面形状、色彩、模様が挙げられる。これらの形態要素の２つ以上の組み合わせにより、穴部１４の周囲の面部の態様が形成される。第１の連結棒２３が挿入される穴部１４と、第２の連結棒２４が挿入される穴部１４と、第３の連結棒２５が挿入される穴部１４とで、周囲の面部の態様がそれぞれ異なるように設定される。
　また、連結棒２０について、第１の連結棒２３と第２の連結棒２４及び第３の連結棒２５を、形態要素によって識別できるようにしてもよい。例えば、第１の連結棒２３と第２の連結棒２４及び第３の連結棒２５について、異なる色に彩色する、または異なる模様を付す、あるいは、色と模様の組み合わせをそれぞれ異なるものとすることなどが挙げられる。この場合に、連結棒２０の態様と、これを挿入するブロック１０の面の態様とが同じとなるようにする、例えば、同じ色となるように設定することで、ブロック１０のそれぞれその穴部１４に対して挿入すべき連結棒２０をより簡単に識別することができる。
　１０　　ブロック
　１１　　第１の面
　１２　　第２の面
　１３　　第３の面
　１４　　穴部
　１５　　凹部
　２０　　連結棒
　２１　　棒本体
　２２　　挿入部
　２２ａ　スリット部
　２３　　第１の連結棒
　２４　　第２の連結棒
　２５　　第３の連結棒
　３０　　格子図
　３１　　鋭角点
　３２　　鈍角点
　４０　　形状表示シート
　５０　　透過シート

Claims (6)

  1. 　立体形状を有し連結棒を挿入する穴部を有するブロックであって、
    　互いに直交する三軸方向のいずれかを向く第１の面部と、該第１の面部に対して所定の角度をなす第２の面部と、前記第１の面部及び第２の面部に対して所定の角度をなす第３の面部と、を含み、
    　前記第１の面部と第２の面部及び第３の面部は、それぞれ異なる態様を有することを特徴とするブロック。
  2. 　前記態様は、２以上の形態要素の組み合わせで形成されることを特徴とする請求項１に記載のブロック。
  3. 　前記２以上の形態要素には、各面部の外形状と、面部のうち前記穴部以外の表面形状の組み合わせが含まれることを特徴とする請求項２に記載のブロック。
  4. 　前記２以上の形態要素には、色彩が含まれることを特徴とする請求項２または３に記載のブロック。
  5. 　前記ブロックは斜方立方八面体状の形状を有し、
    　前記第１の面部となる第１の面は、前記三軸方向のそれぞれを向く６つの正方形状の面を有し、
    　前記第２の面部となる第２の面は、前記第１の面のうち２つの面にそれぞれ４５°の角度をなして挟まれるように隣接する１２個の正方形状の面を有し、
    　前記第３の面となる第３の面は、１つの前記第１の面と２つの前記第２の面に囲まれる８つの三角形状の面を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のブロック。
  6. 　請求項５に記載のブロックと、連結棒とを有し、
    　前記連結棒は、前記第１の面の穴部に挿入される第１の連結棒と、前記第２の面の穴部に挿入される第２の連結棒と、前記第３の面の穴部に挿入される第３の連結棒と、を含み、
    　前記第２の連結棒は、両端部をそれぞれ前記ブロックに挿入した際に、前記ブロックの中心間の距離が、前記第１の連結棒の場合の中心間の距離に対して２の平方根倍となる長さを有し、
    　前記第３の連結棒は、両端部をそれぞれ前記ブロックに挿入した際に、前記ブロックの中心間の距離が、前記第１の連結棒の場合の中心間の距離に対して３の平方根倍となる長さを有することを特徴とする組立玩具。
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