CN1016848B - 用于结构模型，特别是组合玩具的结构元件 - Google Patents

Abstract

结构元件(1)在板(2)正面上具有二列(5，6)的导电耦合栓(7，8)，在这些耦合栓中，由一排中每第二个耦合栓同在另一列的沿着行列方向错开的第二个耦合栓结合成二个独立的电流导体。在每个耦合栓(7，8)上均装有一个接触舌簧片(19)，这些舌簧片均沿侧墙(3)插入结构元件(1)的空心中。结构元件(1)是由4个部件组装的，一个基座(9)，它带有用来接纳接触舌簧片(19)的槽(11)；二个插入基座(9)的整体的导体组织(15，16)，它们包含有导电的耦合栓(7，8)，附属它的接触舌簧片(19)和带状的导体(17，18)，这些导体(17，18)将每个导电组织(15，16)中的耦合栓(7，8)连接成弯曲排列；以及一个与基座(9)连接的盖板20，它具有用于耦合栓(7，8)的孔洞(21)。这种结构元件同其它相同类型的结构元件一起可以保证二个电路回路无短路的连接。

Description

本发明涉及到用于结构模型，特别是组合玩具的结构元件，在结构元件1板2的一个面上具有两列平行的耦合栓7，8行列5、6，在其反面排列有反向耦合机构25，并且规定耦合栓7，8有导电表面，此表面与排列在反面上的接触元件19电路相通，并且耦合栓7，8的导电表面和接触元件19相互如此地连接，它们组成二条电路上分开的沿着行列5，6的电流导体。

这种类型的结构模型可以从欧洲公告Nr.0，116，519或美国专利Nr4，556，393中知道。具有两个侧板和与此相垂直的板的已知结构元件，在板的一个面上有两列耦合栓，在另一个面上具有借助夹紧作用使二个结构元件进行力学耦合的反向耦合管。在每一行列中，每第二个耦合栓有一个导电表面。而在其中放置的耦合栓是绝缘的。一列中的耦合栓与对面另一列的耦合栓沿着行列方向错开一个耦合栓。在板的另一面上沿着每个长侧板排列一条接触条，此接触条与有关行列的导电耦合栓电路相接;接触条有一个接触面，它同相邻耦合的结构元件的导电耦合栓列产生电接触。由此，在两个结构元件耦合时，在它的长度方向或与此垂直的方向上有可能使两条分开的电路回路有明确的不会短路的连接。

如果用这种已知类型的结构元件组成结构模型时，当结构元件多 于二个平面的力学的和电路的相互连接，特别是在这种类型的结构模型的结构中出现一个电流回路时，那么就有二个电流回路短路的危险，而在应用只有二个或三个结构元件时是绝对不会短路的。

本发明的任务是制造一个开始提到的已知类型的结构元件，它能即使大量结构元件在多平面中组成电回路的相互连接，也能可靠保证二个分开的电流导体绝对不会短路连接。

为了完成本发明任务，开始提到的结构元件类型具有下述特征，所有的耦合栓7，8具有导电表面，在每个耦合栓7，8的位置上装有一条与耦合栓7，8的导电表面连接的接触元件19;每行列5，6的每第二个耦合栓7，8的导电表面和接触元件电路上相互连接，并且行列5的第二个有关的耦合栓7，8与另一行列6的相应耦合栓沿着行列5，6的方向错开二个相邻耦合栓7，8的距离。

令人惊异的是，用具有本发明构造的结构元件，由于耦合栓导电表面的交叉弯曲布置，附属它们的接触元件，大量的结构元件在任意结构中的连接不会造成二个电流导体的短路，因此本发明的结构元件可以由没有训练过的应用者，尤其是小孩，均可毫无疑问地制造电流回路。

下面借助图样说明本发明结构元件的实施例，此结构元件也可工业性生产。

其中：

图1根据本发明的结构元件的透视图，

图2至图5，按照图1的组装顺序，结构元件的单个部件的透视图

图6按照图2的上盖板部件的反面图

图7在图6中，沿Ⅶ-Ⅶ线的上盖板部件的纵视图

图8在图6中沿Ⅷ-Ⅷ线上盖板部件的横断面图

图9按照图5的下基座的上视图

图10图5的下基座反面的视图

图11在图9中沿Ⅺ-Ⅺ线下基座的纵视图

图12在图9中沿Ⅻ-Ⅻ线下基座的横断面图

从图1中可以看到，下面还要详细说明本发明用于玩具结构元件的实施例，根据它的外形和尺寸，与已有很长时间历史，注册为“LEGO”商标名称的同类型的已知结构单元相比，只有很小的差别。

在图1中的结构元件具有一个由塑料组成的长方六面体形的向下开放的空心体1，它带有一个板2和长侧板3及短侧板4。上板2以已知的方式规定有二排平行的柱状耦合栓7或8的行列5和6，这是为了所描述的结构元件同一个其它类似的结构元件的空心边，通过重叠插入能够进行力学耦合。与已知整块的由塑料组成的结构元件不同的是：在图1中描述的结构元件中，所有的耦合栓7和8均有金属导电的表面，这至少包括柱状耦合栓的外壳表面。正似下面还要详细讨论的，金属导电的耦合栓以二组相互如此的连接，所有耦合栓7组成第一个电流导体和所有耦合栓8组成第二个电流导体。导电的耦合栓的布置按二个棋盘式布置，即错开二个相邻耦合栓的纵向距离组成弯曲导体系统。

根据图1的结构元件的结构，按组合元件组装顺序，在图2至图5中表示单个部件。

依照图5，最下边的结构部件是由塑料加工长方六面体的基座9，它制成空心体（图5中不能看见）。基座9的正面10有不同的孔洞、 凹口和凸块，即

有二列槽11，它们沿着并紧靠着基座9的长侧边3排列，它们的位置在纵向方向上与在图1中的耦合栓7和8的位置相适应。

有二列园孔12，园孔均位于槽11的内部并且均在二槽的中间，另有二个园孔12位于基座部件9的中心线上，靠近短侧边4。

位于沿着基座9的中心线的矩形凹口13，凹口总是位于同一纵列槽的二个相邻槽11之间小于45°角处，或位于二个纵列槽的二个槽11的对角连接线中，并且凹口13有交替旋转90°的位置。

有凸块14，凸块总是制成成对的形式，并布置在每个凹口13的长边的中部。

在下面根据图1的结构元件的其它结构件的描述中还要谈到孔洞、凹口和凸块的目的。

在图3和图4中均表示了一个带状金属组织15或16，它包含了在提及的弯曲布置中图1的制成空心园柱体的耦合栓7或8的一半。耦合栓7，8通过带状导体段17（图3）或18（图4）相互连接。正如所见到的，耦合栓7的导体段17向上弯曲，耦合栓8的导体段18向下弯曲。此外每个耦合栓7，8的外边贴有方向向下的舌簧片19，它们的宽度与在基座9（图5）的槽11的长度相适应，而它们的长度稍许小于基座9的长侧边3的高度。可以见到，依照图3或图4的组织15和16能够用整块的金属带加工而成。

最后在图2中表示了第4个结构元件，即板状相对较薄的由塑料组成的盖板20，此盖板有与基座9相同的矩形尺寸。盖板20有孔 洞21，它用作插耦合栓7，8（图1、3、4）和在盖板的反面上具有锥形终端的栓22，它们的位置和厚度与基座9（图5）中的孔洞12的位置与厚度相适应。

盖板20的栓与其它一些元件最好从图6至图8中观察，这些图表示了盖板20的反面图系或在图6中沿Ⅶ-Ⅶ及Ⅷ-Ⅷ线的断面。在图6和图8中可以见到用于耦合栓7和8的孔洞21及在图6至图8中被加工的栓22。此外从图6中特别可以见到，盖板20在它的反面，沿中心线，也规定有矩形凹口23，这些凹口均位于同排孔洞的二个相邻孔洞21的中间小于45°的地方，或双排孔洞二个孔21的对角线上，此处凹口23有交替旋转90°的位置。此外在凹口23的两条长边上布置有成对的凸块24。

从图9至图12中可以见到基座9的其它元件，并且图9和图10表示基座9的正面或反面，图11和图12表示沿图9中Ⅺ-Ⅺ线或Ⅻ-Ⅻ线的断面。从图9中见到用于金属组织15和16（图3，4）的舌簧片19的槽11、用于盖板20（图6至图8的栓22的孔洞12和带有侧凸块14的凹口13。在图10中同样可以见到槽11和孔洞12。此外从图10中见到，基座9的反面以已知方法规定有加工成的空心栓25，此空心栓用于耦合栓7，8在二个相同类型的结构元件在互插时作为力学的反耦合构件。依照图11和图12可以见到空心栓25、凹口13和凸块14的断面形状。

因此图6和图9不仅表示了基座9的正面，也表示了盖板20的反面，具有相同类型的矩形凹口13或23和位于两边的凸块14或24均在有关结构元件的相同位置上。所不同的是，在基座9上或在盖板20上的凹口13和23的角度位置，即相互旋转90°。考虑 到这种情况，从图6和图9中可以见到，在图6中表示的盖板20的反面布置能够盖在图9中表示的基座9的上面。

下面进一步说明上述四个结构元件的组装情况，即基座9（图5）带有耦合栓8（图4）的金属组织14，带有耦合栓7（图3）的金属组织15和盖板20（图2）。

组装的第一步将带有导电空心的耦合栓8和附属它的舌簧片19的图4表示的导电组织16插入到图5的基座9中，其中组织16的舌簧片19插入到基座9的相应槽11中，组织16压在基座9的正面10上，可以见到，由此向下弯曲的导电组织16的导电段18放入到基座9的凹口13中。

组装第二步是将带有导电空心的耦合栓7和附属它的舌簧片19的图3表示的导电组织15插入到基座9中，其中组织15的舌簧片19插入到相应的，还空着的基座19的槽11中，组织15也被压在基座9的正面10上，因为导体组织15与导体组织16的区别只有错开二个相邻槽11之间在基座9的纵向的距离，以及组织15的导体段17用向上弯曲代替向下弯曲，所以导体段17放在凸块14上，这样交叉的组织16的导体段18与导体段17在空间上和电路上均被隔开了。

第三步和最后一步是，盖上图2表示的盖板20，并且把已经放入到基座9中的导体组织15或16的耦合栓7，8从盖板20的孔洞21穿出，盖板20的栓22插入到基座9相应的孔洞12中，由于栓22的锥形端部使插入更加容易，于是从从孔洞中12伸出到基座9的下内面上的舌簧片22与基座9有关的板固定，这些最好借助超声波或纯热法进行，借助超声波固定舌簧片22时，在舌簧片22 插入到基座9的孔洞12中时已经加上超声波能，因此舌簧片22在孔洞12中移动时就立即发生焊接。在应用纯热法时舌簧片22首先插入到基座9的孔洞12中，随后在盖板20和基座9之间的压力的作用下，放在基座9的内面上的栓22的终端被铆住。在盖板20放置在基座9上时，组织15（图3）的向上弯曲的导体段17进入盖板20的凹中23（图6）中，而组织16（图4）的导体段18放在盖板20的凸块24上（图6）。由此每一个导体段17、18通过相应的凸块14或24在接纳导体段17，18的凹口23或13中被固定，这样无须借助在中间放置绝缘块，而能达到交叉导体段17，18的完善的电路隔开。

可以见到，所叙述的组装四个部件的步骤可以毫无困难地使用相应的组装机械自动化和高效率地进行。图1表示了组装完毕的结构元件，在其中金属导电的耦合栓7和8组成各自独立的电流回路。

从图3和图4中可以见到，导体组织15和16的舌簧片19具有向外的弯曲折边，它在所描述的组装后贴紧在基座9的长边墙3上。舌簧片19是有弹性的，这样根据图1的二个结构元件任意相互插入时，一个结构元件的导电耦合7，8和另一个结构元件的有关的舌簧片19之间可以达到可靠的电接触。因为按照图1的结构元件1，无论是外形尺寸和耦合栓7，8的布置和尺寸，以及作为反耦合机构的空心栓25（图10）与相同结构系统的一般结构元件均一致，所以保证了用没有电流回路，相同体系的结构元件进行力学上的加固。

通过试验证明了按图1的任意数目的结构元件以任意组合的方式的每一种力学组合，一方面均有二个独立的电流回路连接，其前提是其中一个结构元件至少有二个导电的耦合栓与相邻的结构元件接触， 另一方面排除了二个电路的短路。

当然可用其它几何形状，例如矩形断面来代替柱形的耦合栓和反耦合机构。

Claims (12)

1、用于组合玩具的结构元件，包括：

具有板(2)的结构元件(1)；

上述板(2)的一个面上，具有至少两列等间距的耦合栓(7，8)，形成至少两行等间距的栓，该行和列的方向互相垂直，在板的反面排列有用于与另外结构元件的耦合栓配合的反向耦合装置(25)，上述耦合栓(7，8)具有导电装置，并且相互电连接组成两条独立的电导体，其特征在于每个耦合栓有一个导电装置，一列中的交错耦合栓导电装置与相邻列的交错耦合栓导电装置相互电连接，形成所述的两个独立电导体，每个电导体中的一列上的耦合栓相对于上述电导体的相邻列上的耦合栓，沿纵向错开一个两相邻栓之间的纵向距离。

2、根据权利要求1的结构元件，其特征在于各上述反向耦合装置包括一个分开的接触元件（19），与上述两电导体之一电连接，一列上的交错的接触元件（19）相互电连接并与同一列上的其它接触元件（19）电绝缘。

3、根据权利要求1或2的结构元件，其特征在于上述耦合栓（7，8）制成金属空心体。

4、根据权利要求3的结构元件，其特征在于上述金属空心体是金属空心柱体。

5、根据权利要求2的结构元件，其特征在于上述接触元件（19）包括由上述耦合栓（7，8）的上述电装置伸出的细长的舌簧片。

6、根据权利要求2的结构元件，其特征在于上述耦合栓（7，8）的上述导电装置和（或）每个电导体（15，16）的上述接触元件（19）通过带状导体段（17，18）是相互电连接的。

7、根据权利要求6的结构元件，其特征在于上述耦合栓（7，8）的上述导电装置，上述接触元件（19）以及每个导电体（15，16）连接的导体段（17，18）形成一体。

8、按照权利要求7的结构元件，其特征是，上述接触元件（19）有弹性地与上述耦合栓（7，8）的导电装置构成在一起。

9、按照权利要求6的结构元件，其特征是，一个电导体的带状导体段（17或18）向上偏移，而另一个电导体的带状导体段（18或17）则向下偏移。

10、按照权利要求2的结构元件，其特征是，它包括一个基座（9），上述两个单独的导体（15，16）和一个盖板（20），上述耦合栓（7，8）的上述导电装置和/或各电导体（15，16）的上述接触元件（19）通过形成一整体的带状导体段（17，18）互相连接，上述接触元件（19）各包括从上述耦合栓（7，8）的相应一个上述导电装置伸出的细长舌簧片，上述基座（9）具有两平行列的间隔槽（11），上述盖板（20）上具有两平行列的间隔孔洞（21），上述电导体（15，16）的舌簧片（19）插入上述槽（11）中，上述耦合栓（7，8）的上述导电装置穿过上述孔洞（21）。

11、按照权利要求10的结构元件，其特征在于，一个电导体的上述带状导体段（17，18）各向上偏移，而另一个电导体的带状导体段（18或17）各向下偏移，上述基座（9）的顶面和上述盖板（20）的底面之一上有凹口（13，23），上述面的另一个上带有凸块（14，24），它们用以使电导体（15，16）的上述向上和向下偏移的带状导体段（17，18）相互分开。

12、按照权利要求11的结构元件，其特征在于上述基座（9）的顶面和盖板（20）的底面之一装有栓（22），上述面的另一个上具有与上述栓（22）对齐的孔洞（12），上述栓（22）插入孔洞中并被固定。

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