專利名稱：塊型拼裝玩具套件與桿及連接件型拼裝玩具套件的對接體的制作方法
塊型拼裝玩具套件與桿及連接件型拼裝玩具套件的對接體
背景技術：
多部件拼裝玩具套件非常受年幼兒童和父母的歡迎，因為它 們允許在將拼裝玩具套件的單個部件組裝成結構和裝置時進行充 分想象。通常，拼裝套件包括用于組裝一個或者多個特定裝置的 明確的圖解說明書。然而，許多時候如果不是所有的情況，使用 者將獨自摸索，以用新的方式組裝單個部件而構建出他們想象的 結構和裝置。
其中一個受歡迎的多部件拼裝玩具套件由K'NEX Industries, Inc.,Hatfield，PA制造，并且以公知的商標"K'NEX"進行銷售。 K'NEX拼裝玩具主要由獨立的桿及連接件組成，這些桿及連接件 設計為以一種方式提供獨特的橫向咬合式組件，以使得可以組裝 具有較大強度和剛度的巨大復雜的結構。其中，屬于Glickman的 美國專禾lj 5061219、 5137486、 5199919和5350331中涉及到了 K'NEX拼裝玩具套件并對其進行了描述。這些專利所公開的內容 包含在此引作參考。
一種更老但仍然受歡迎的多部件拼裝玩具的形式是嵌塊類 型，例如以商標"Lego"、 "MegaBloks"禾P "Duplo"在市場上銷 售的玩具。這些類型的拼裝玩具利用矩形構造的中空塊狀件或者 "磚狀物"，這些塊狀件設置有多個從其平坦上表面向上突出的圓 柱樁。這些塊狀件的幾何結構可以使得一個塊狀件的突出樁可以 以各種位置組合插入和摩擦保持在另一塊狀件的中空底部區域 中，從而可以基于一塊位于另一塊之上的組件來構建多種結構。
雖然與上述利用桿及連接件的系統相比，利用塊型部件可用的拼 裝選擇略顯有限，但是塊型拼裝套件仍然受兒童和父母的歡迎， 這是因為其單個部件往往稍大一些，并且容易被較小的兒童操作 和組裝。
發明內容
意識到上述桿及連接件型的拼裝套件以及塊型拼裝套件都具 有其各自的優勢，本發明試圖提供新穎、簡單且有效的方法來對 接兩種類型明顯不同的拼裝套件，以至于可以容易地將塊狀件包
含到主要由K'NEX拼裝套件的桿和連接件構成的結構中，并且同 樣可以容易有效地將桿和連接件包含到諸如Lego、 Duplo和Mega B1 o k s等利用塊型拼裝元件的結構中。
優選的是，本發明試圖提供一種系統，其中，可以容易地將 塊型組件單元包含到主要由桿及連接件(K'NEX)構成的結構中， 從而增強和擴大主要利用桿及連接件型部件的人的構建經驗。在 Glickman的美國專利5238438中，公開了用于允許將K'NEX結構 與塊型結構相連的適配塊的有限形式。然而，所公開的布置具有 有限的能力和有限的靈活性，因此就其預期目的的有效性而言遠 不是最佳的。
如上述Glickman專利所述，K'NEX型桿及連接件系統依據具 有連續長度系列的桿元件的特定幾何系統，以至于一定尺寸的直 角三角形由作為側邊的第一尺寸的桿和作為斜邊的相繼更長的桿 構成。該原理適用于桿長度的全部系列，以至于作為一個三角形 斜邊的桿可以作為另 一 個三角形的側邊。
目前，K'NEX桿及連接件系統在市場上以兩種尺寸供應，即， 針對兒童和成年人的"標準"尺寸以及更多地針對更年幼更小的
兒童的更大尺寸，對于后一種尺寸而言，桿和連接件都更大更軟 一些。為了方便起見，在下文中有時將標準的桿及連接件稱為 "K'NEX"部件，而將特別針對幼小兒童的更大尺寸的部件稱為
"KID K'NEX"部件。K'NEX和KID K'NEX都是K'NEX Industries,
Inc.的注冊商標。
可以認識到，為了使塊狀件拼裝系統與K'NEX及KID K'NEX 系統相兼容，塊狀件的幾何結構必須與桿及連接件套件的幾何結 構相適應，以便能以有意義的方式連接在其上。因為K'NEX和 KID K'NEX拼裝套件都具有基本的現有產品基部，所以為了與 K'NEX及KID K'NEX套件的標準的桿及連接件系統完全兼容和 相結合，本發明打算采用特殊尺寸的塊狀件，該塊狀件具有略微 不同的尺寸而在結構上與現有Lego、 Duplo和MegaBloks套件的 塊狀件類似。
作為本發明的另 一 方面，為了提供與諸如L e g o型塊狀件套件 的現有產品基部完全適應的K'NEX桿及連接件套件， 一種新的略 微微型的桿及連接件系統被提供，其首先已被調整大小和尺寸以 與塊型拼裝玩具產品的大的現有基部相適應。
在上面大致描述的任何系統中，特殊的適配塊被提供，這種 適配塊可以在其尺寸上與系統的其它塊狀件明顯相同，但是設置 有特殊凹部用于容納適配桿。在典型塊狀件中，例如，具有四對 向上突出的圓柱樁，三個獨立的豎直凹部(優選但非必須是圓柱 形)間隔地設置在所述四對標準的樁之間。這些凹部適于容納和 保持如下特殊的適配桿，即，其向上突出在所述塊狀件的頂面之 上，或者作為選擇，如拼裝者期望的那樣向下突出在所述塊狀件 的底面區域之下。適配桿包括端部，該端部在大小、尺寸和構造 上與小尺寸、標準尺寸或者大尺寸的桿及連接件相適應，根據情
況而定。適配桿的端部適于以通常的方式與用于桿及連接件套件 的連接件橫向扣合地組裝。布置如下，g卩，使得塊狀件與桿及連 接件可以以多種方式分布在混合組件中，從而使包含塊狀件與桿 及連接件的混合套件的使用者獲得大大提高的拼裝可能性。
在本發明的優選形式中，每個單獨的塊型構建元件被標有識 別標記，諸如用于辨別塊狀件的特殊形狀和尺寸的數字或者字母 等。這種識別標記然后可以被引用在與玩具拼裝套件有關的拼裝 說明書和設計圖中，從而非常便于選擇出印刷說明圖中要求的正 確尺寸和形狀的塊狀件。
為了更完整地理解本發明的上述以及其它特征和優勢，參考 附圖和下面對優選實施方式的詳細說明。
圖1是示出一種混合組件的部分剖正視圖，這種混合組件將
標準型K'NEX部件與專用適配塊和適配桿相結合以提供上述兩種 類型拼裝套件的對接體。
圖2是用在圖1所示組件中的專用適配塊的俯視圖。
圖3是大致沿圖2的線3_3剖開而得到的剖視圖。
圖4是圖2所示適配塊的仰視圖。
圖5是一種專用適配桿的放大正視圖，其被設計用于具有圖4 所示適配塊的組件。
圖6是示出形成于圖5所示適配桿上的定位凸緣的局部視圖。
圖7是一種將塊狀件與用在KID K'NEX套件中的一種類型的
桿和連接件相結合的混合組件的正視圖。
圖8是用在圖7所示混合組件中的適配塊的俯視圖。
圖9是大致沿圖8的線9一9剖開而得到的剖視圖。 圖10是圖8所示適配塊的仰視圖。
圖11是一種專用適配桿的正視圖，其被設計用于具有圖8所 示適配塊的組件。
圖12是與圖1類似的正視圖，示出如下組件，g口，其包括用 作桿元件的等同物的一對互連適配塊與適配桿。
圖13是示出由多個適配塊構成的面板的透視圖，該圖示出了 如下方式，即，其使從最短到最長的一系列桿可以與塊狀件組件 互連而提供用于復雜的混合組件的基礎。
具體實施例方式
現在參考附圖，先參考圖1至圖6，附圖標記20表示出現在 典型的標準K'NEX拼裝玩具套件中的標準形式的連接件。與前述 Glickman的專利一樣，連接件20具有各種構造，從最大的八個桿 容納插口到最小的一個這種插口。簡化起見，圖1至圖6中僅僅 示出了一種類型的連接件，即八插口連接件。在連接件20中，每 個桿容納插口包括一對以懸臂方式安裝的夾持臂21、 22。每個夾 持臂具有與其內端壁24間隔短距離的橫向布置的鎖定突起23。夾 持臂21、 22的外側部分形成有軸向延伸的凹槽(未示出)。
如圖l所示，標準的K'NEX桿顯示為三種不同的尺寸。桿25 是最小的，桿26是尺寸系列中相繼更長的，而桿27是尺寸系列 中進一步更長的桿。當桿和連接件以形成直角三角形的方式連接 時， 一種尺寸的桿可以形成三角形的側邊，而相繼更長的桿形成 斜邊。因此，可以將桿和連接件相連接以形成剛性結構的組件。
在典型的K'NEX拼裝玩具套件中，存在至少六種桿長的尺寸系列， 以提供多種拼裝可能性。
如前述Glickman的專利所述，拼裝玩具套件的各種桿元件在 其末端部形成有圓柱部分28、環形槽29和端部凸緣29a。桿通過 橫向咬合運動與連接件組裝。組裝后，連接件插口的橫向突起23 容納在桿的環形槽29中且與其鎖定接合，同時桿的圓柱部分28 由夾持臂21、 22的外側部分中的凹槽夾持。
通過使塊狀件具有與桿及連接件相適應的尺寸，以及提供用 于將K'NEX連接件與塊型部件相連的獨特有效的設備，可以獲得 諸如圖1所示的K'NEX結構與塊狀件系統的對接體。在本發明的 一個實施方式中，塊狀件具有特殊的尺寸以與標準的K'NEX部件 的現有大基部相適應。在本發明的另一個實施方式中，桿及連接 件具有特殊的尺寸以與標準的Lego或者Mega Bloks部件的現有
大基部相適應。在任一種情形下，本發明的目的在于將兩種類型 的拼裝系統簡單有效地互連，以至于可以組裝出由塊型部件與桿 及連接件型部件組成的復雜結構。
在圖1至圖6所示的本發明的形式中，圖2至圖4所示的塊 型拼裝元件具有標準的Lego或者Mega Bloks單元的許多特性。 塊狀件30具有矩形構造，并且形成有側壁31至34以及頂壁35。 如圖3所示，塊狀件30的底部通常是開口的。
拼裝塊狀件30的頂壁35設置有八個均勻間隔的圓柱樁36， 其在塊狀件30的頂壁35上方突出較小的距離(0.116英寸/0.15 mm)。如圖2所示，圓柱樁36沿矩形塊的縱向和橫向都均勻間隔開。
居中布置在兩行圓柱樁36之間的是三個豎直的圓柱插座37，
其從頂壁35向下延伸。在圖示實施方式中，圓柱插座37向下延 伸到由側壁31至34的下邊緣限定的平面之上較小距離(例如， 0.006英寸/0.15 mm)的高度處。
如圖4所示，塊狀件30的內部結構包括多個從各個側壁31 至34向內突出較小距離的間隔肋38。該間隔肋以對置的方式成對 布置，并且沿著與幾個圓柱樁36的中心線相交的軸線延伸。塊狀 件的內部幾何結構(其在Lego或者Mega Bloks系統中通常是標 準的)如下，即，使得當一個塊狀件的圓柱樁36插入上方塊狀件 的開口側時，樁36的圓周側壁面40將與至少一個突出肋38摩擦 接合以及與至少一個豎直的圓柱插座37的外壁摩擦接合，以至于 兩個如此組裝的塊狀件將以預期的組裝關系被摩擦保持住。并且， 容易想到和理解的是，圖4所示類型的兩個塊狀件可以以各種關 系被組裝，例如彼此成直角或者對齊但交錯排列等等。同樣，在 典型的塊型拼裝套件中，可以存在具有多于或者少于八個圓柱樁 36的塊狀件。然而，所有塊狀件的間隔布置是標準的，以至于無 論塊狀件的尺寸相同還是不同， 一個塊狀件總是可以與另一個塊 狀件相組裝。
在本發明具體優選的形式中，圓柱插座37是兩端開口的。這 完全不同于傳統的塊狀件，在傳統的塊狀件中，向下突出的用于 結構目的的圓柱單元在頂部是封閉的并且僅僅用于提供與下方的 塊狀件(組裝到上方的該塊狀件上)的樁接合的外部摩擦面。
為了產生良好效果，如附圖標記41、 42所示，圓柱插座37 的內壁的兩端都設有凹部，從而提供定位保持裝置用于保持插入 的適配桿(即將描述)。 具體參考圖5，本發明的系統包括特殊形式的適配桿43，適
配桿43包括柄部44、環狀凸緣45和桿端部46。桿端部46包括 圓柱部分47、環形槽48和端部凸緣49，這幾個部分都具有將要 與適配桿43相連的K'NEX桿及連接件系統的桿端部分28、 29和 29a相應的尺寸和構造。
如圖5所示，柄部44可以在其下端形成有凹部50，其將柄部 44的下端分成柔性部分51、 52。在柔性部分的下部末端設置有向 外突出的定位凸緣53。
為了將適配塊30與桿及連接件系統相連，如圖1所示，將適 配桿43從頂部或者底部插入其中一個端部開口的圓柱插座37。定 位凸緣53的徑向尺寸略大于圓柱插座37的內徑，以至于柄部44 的下部51、 52向內撓曲以允許柄部插入圓柱插座中。柄部一直插 入圓柱插座直到環狀凸緣45坐靠在適配塊的頂壁35上或者圓柱 插座的下端(取決于適配桿插入的方式)為止。當適配桿完全插 入圓柱插座時，定位凸緣53與定位凹部41或者42 (根據具體情 況而定)接合且容納在其中，從而以適配桿與塊狀件30的組裝關 系將適配桿牢固地保持住。令人期望的是，環狀凸緣45的直徑略 大于定位凹部41、 42的直徑，以至于當環狀凸緣坐靠在圓柱插座 37的一端或者另一端時，環狀凸緣不會進入凹部。此外，環狀凸 緣的厚度優選等于或者略大于樁36的高度，以避免樁36與同適 配桿相連的連接件之間存在任何干涉。
如圖1所示，當通過將適配桿43的柄部44插入其中一個插 座37而將適配桿43與相配的塊狀件30組裝時，可以以常規方式 利用橫向咬合作用將標準的K'NEX連接件20與適配桿43的桿端 部46連接。
根據本發明的特征，元件的相關尺寸如下，即，其使諸如圖1 所示的標準K'NEX部件的組件可以以符合常規間距的方式連接到 尺寸適宜的塊狀件以及這種塊狀件的組件上。如圖1所示，適配 塊被布置為與桿及連接件子組件(其包含特定尺寸的桿)相適應。 然而，通常也可以提供其它尺寸的桿。因此，在桿及連接件套件 中具有從L,(最短)到Ln (最長)的長度系列L,， L2……Ln的桿。
因此，在三個連接件的直角三角形組件中，長度為k的兩個桿元 件形成側邊，相繼更大尺寸的桿元件(長度Lx+I)形成斜邊。依 照本發明，適配塊可以具有與兩個連接件(由選定長度的桿元件 相連)的輪轂軸線之間的距離相等的長度尺寸。
例如，如圖1所示，塊狀件30的長度基本上等于連接件20 之間的中心距。
因為不同類型的這些拼裝套件的現有基部在尺寸上不相適 應，本發明的特征在于， 一方面重新確定塊狀件的尺寸以與標準 的K'NEX桿及連接件的現有基部相適應，另一方面重新確定桿及 連接件的尺寸以提供與塊型拼裝套件的現有基部完全適應的新尺 寸的桿及K'NEX部件。
在本發明的將要與標準K'NEX部件的現有底部一起使用的形 式中，八個樁的適配塊30被設計為具有略小于2.089英寸(53.06 mm)的總長，例如大約2.082英寸(52.88 mm)，以及具有略小于 1.045英寸(26.54 mm)的寬度，例如大約1.038英寸(26.37 mm)。 適配塊的這種長度是用來與一對連接件(由圖1所示的中間長度 的桿26相連)之間的2.089英寸(53.06 mm)的中心距相適應， 同時在相鄰塊狀件之間提供最小的余隙空間。在頂壁35的表面上， 圓柱樁36沿縱向和橫向以0.5223英寸(13.27 mm)的間距間隔開。
樁36的外徑大約為0.320英寸(8.13 mm)，高度大約為0.116英 寸(2.95 mm)。側壁31至34的高度優選為大約0.622英寸(15.8 mm)。圓柱插座37有利地具有大約0.325英寸(8.26 mm)的內徑， 同時定位凹部41、42具有略大的直徑，優選為大約0.350英寸(8.89 mm)。
在本發明的所示形式中，適配桿的柄部44具有緊密配合在圓 柱插座37內的直徑，優選為大約0.324英寸(8.23 mm)，而定位 凸緣53的外徑稍大一些，優選為大約0.349英寸(8.86 mm)。如 圖6所示，定位凸緣53的輪廓是圓形的，以便于插入和取出適配 桿。然而，當適配桿被完全插入時，定位凸緣53張開進入到凹部 41或者42中，并且除了抵抗故意取出適配桿之外用于將適配桿保 持鎖定在適當位置。
在標準的K'NEX桿及連接件套件中，中間桿26具有大約1.293 英寸(32.84 mm)的總長，并且無論連接件20中設置的桿接合插 口的數目是多少，連接件20具有從插口的內壁24到連接件中心 軸的大約0.398英寸(10.11 mm)的標準距離。因此，由長度為 1.293英寸(32.84 mm)的中間桿26相連的兩個連接件之間的中 心距是2.089英寸(53.06 mm),其大致等于塊狀件30的長度。因 此，兩個如此組裝的連接件20可以與安裝在兩個塊狀件30 (這兩 個塊狀件30如圖1所示被首尾相接地放置)的相應圓柱插座37 中的兩個適配桿43相連。
盡管圖1所示的適配桿43被插入每個相鄰塊狀件30的中央 圓柱插座37中，但是適配桿可以朝圖1所示的左邊或者右邊移動 一個位置而不會改變兩個適配桿之間的間距。因此，通過將兩個 適配桿43朝左邊或者右邊移動，可以使圖l所示的上部組裝部分
相對于形成基部的那對塊狀件30移動到左邊或者右邊。
在標準的K'NEX套件中，可以通過提供在兩個成直角關系的 平面中延伸的桿接合插口使連接件連接在一起，參見Glickman的 美國專利5350331的圖16至圖22。在圖1所示的結構中，利用所 述類型的復合式直角連接件替換其中一個下部連接件將使安裝有 適配桿43的橫向相鄰的適配塊30能夠被連接到混合結構中。因 此，通過本發明的適配塊和適配桿獲得的對接體允許連接復雜的 結構，并且允許組裝出由塊狀件、桿和連接件組成的復雜的混合 結構。應該認識到，在這種連接中，"標準"構造的多個塊狀件可 以包含在這種混合結構中。這種特殊的適配塊和適配桿僅僅需要 用在塊狀件與桿及連接件的連接中。然而，同時，"標準"構造的 塊狀件必須在高度、長度和寬度等方面具有與適配塊相同的尺寸 關系。在"標準"構造的塊狀件設置有更少或者更多的突出圓柱 樁的情形下，其間距將與適配塊中所用的間距一致。換句話說， 將根據與標準K'NEX套件的尺寸相適應的常規尺寸和間距的系統 來制造用在混合系統中的整個塊狀件套件、適配塊和"標準"塊 狀件。
根據本發明的一個方面，如圖12所示，兩個塊狀件30的豎 直層疊組件使桿及連接件結構可以在兩側包圍塊狀件組件。因此， 如圖12所示， 一對塊狀件30以通常的方式被層疊，其中下部塊 狀件的樁36插入上部塊狀件的下部開口端。適配桿43從上部塊 狀件的頂部和下部塊狀件的底部插入相對的圓柱插座對37，以至 于桿端部46沿相反方向突出。依照本發明，塊狀件30的高度和 桿端部46的突出部分的尺寸如下，即，其使已組裝的塊狀件和適 配桿的組合結構的長度等于桿及連接件套件的其中一個中間長度 桿27的長度。
因此，在圖12所示的布置中，與適配桿43 (其突出在已組裝 的塊狀件30的上方和下方)相連的第一對連接件20與水平延伸 的桿27相連接。這些桿27繼而利用它們各自的外端與其它由豎 直的桿27相連的連接件20相連接。容易理解的是，這種尺寸關 系以如下方式提供了獨特的優勢，B卩，將桿及連接件系統與塊型 拼裝系統相結合而提供復雜且有想象力的混合結構。
現在參考圖13，其中示出了一種肩并肩且首尾相連放置的多 個適配塊的組件，從而形成相對大的矩形面板狀結構80。在這一 方面，可以理解的是，如果需要，面板狀結構可以由一件模制件 形成，或者由與圖示尺寸不同的塊狀件的組件形成。在任何情況 下，面板狀結構80在其表面上設置有大量均勻間隔開的樁36以 及居間的圓柱插座37。無論面板狀結構是由單個模制件組成還是 由多個已組裝的塊狀件組成，樁36和插座37之間的間距都與關 于圖1至圖4描述的相應間距相同。
根據本發明，從塊狀件30的側壁31、 33到插座37的中心線 的距離等于從端壁32、 34到塊狀件的最端部插座37的距離。此 外，無論塊狀件是肩并肩放置還是首尾相連放置，相鄰塊狀件30 的相鄰插座37之間的距離相同。該距離也等于塊狀件30的最末 端插座37之間的間距。這種布置在面板狀結構80的橫向和縱向 都提供了間距一致的插口。通過使該間距對應于各個桿元件(當 其在每個端部與連接件相連時)的長度，可以形成面板和桿的組 件，其中桿在面板狀結構80上處于直線方向。例如，在圖13中， 桿26、 81和82在各自的每個端部與連接件20相連，連接件20 安裝在適配桿43上，并且桿26、 81和82在面板狀結構80上縱
向延伸。因為插座37的間距在縱向和橫向一致，所以相同的桿26、 81和82可以沿與圖13所示的相應桿成直角的方向被組裝。
如上所述，在K'NEX系統中，當某一尺寸的桿用作直角三角 形的側邊時，相繼更長的桿可以形成斜邊。因此，如圖13所示， 桿27和83具有適當長度以斜向延伸穿過面板狀結構80，并且通 過連接件20和適配桿43連接到插座37中，其中，桿27的長度 介于桿26和81的長度之間，桿83的長度介于桿81和82的長度 之間。
仍然如圖13所示，圖中示出了含有最短的桿25的斜向結構， 桿25通過連接件20和適配桿43連接到面板上。
顯然，本發明的布置提供了將塊型拼裝玩具元件與桿及連接 件組合以形成多種混合結構的非常多樣化的布置，根據拼裝者的 期望，所述混合結構可以較簡單也可以極其復雜。
在前面對本發明特征的描述中，可以認識到，桿及連接件來 自現有標準尺寸的K'NEX產品，具有特定尺寸的專用適配塊與之 相適應。
本發明的另一方面在于根據標準K'NEX系統的原理提供一種 桿及連接件系統，這種桿及連接件系統可以與大量現有的諸如 Lego和MegaBloks等產品的基部相連。為此，桿及連接件具有特 殊的尺寸以符合現有塊狀套件的尺寸特性。此外，提供了如下特 殊的適配塊和適配桿，即，其使得可以以與圖1至圖6、圖12和 圖13所示的完全相同的方式將桿及連接件與塊狀件對接。
對于與現有Lego系統的對接，所用原理與上述原理相同，并 且部件的形狀與圖l至圖6、圖12和圖13所示的形狀基本上相同， 因此不單獨用圖示出。然而，基本的構建塊是標準Lego塊狀件， 其具有不同的尺寸，因此相應地重新確定適配塊30和K'NEX型 桿及連接件的尺寸。
例如，典型的八個樁的Lego塊狀件具有大約1.252英寸(31.S mm)的長度尺寸和0.622英寸(15.8 mm)的寬度尺寸。八個圓柱 樁以中心距0.315英寸(8.0 mm)、直徑0.1925英寸(4.89 mm) 和高度0.70英寸(17.78 mm)均勻地間隔開。適配塊包括三個圓 柱插座37，這三個圓柱插座在頂部和底部都是開口的，并且有利 地設置有定位凹部41、 42。圓柱插座的中心之間的間隔為0.315 英寸(8.0 mm)，該間隔與相鄰樁36之間的間隔相同。插座37適 于容納適配桿43，適配桿43與同上述標準的K'NEX套件一起使 用的適配桿大致相同，只不過其重新確定的尺寸要稍小一些以用 于稍小的標準尺寸的Lego塊狀件。例如，插座37具有0.196英寸 (4.98 mm)的內徑，適配桿的柄部44的直徑有利地大約為0.195 英寸(4.95 mm)。
K'NEX套件的所有部件的尺寸都被減小，以使得可以利用標 準的Lego塊狀件拼裝出諸如圖1、圖12和圖13所示的組件。為 此，桿元件25、 26和27的尺寸分別重新確定為0.411英寸(10.44 mm)、 0.78英寸(19.81 mm)和1.302英寸(33.07 mm)。更長的 桿系列的尺寸要相對于標準的K'NEX部件且根據為這些部件建立 的尺寸系列而相應地減小。所有連接件的尺寸被相應地減小，以 至于從連接件的中心軸到桿接合插口的端壁24的距離降至0.240 英寸(6.1 mm)。據此，完整的"微型K'NEX"構建套件被提供， 其中，適配塊30在尺寸和構造等所有方面都與標準的Lego塊狀 件相適應，并且適配塊30設置有用于容納特定適配桿的插座開口，
這使得可以將K'NEX和Lego部件有效對接而形成復雜的混合結構。
在圖7至圖11所示的本發明實施方式中，提供了一種利用 KID K'NEX部件的現有的己安裝基部與標準的KID K'NEX系統對 接的塊狀件和適配塊的系統。KID K'NEX系統的部件在許多方面 與標準的K'NEX部件類似，但具有特別不同之處。在美國專利 6674474和6843700中比較詳細地描述了 KID K'NEX系統，其公 開的內容包含在此引作參考。
在圖示KID K'NEX系統中，存在一系列長度逐級遞增的桿50、 51和52，它們與連接件53、 54和55協同作用以形成圖7所示的 結構。與標準的K'NEX套件原理類似，桿50至52 (以及更長的 桿)的長度系列如下，即，其使每個相繼更長的桿可以用作直角 三角形結構的斜邊，相對該桿的相繼更短的桿用作相對側邊。
在KID K'NEX系統中，連接件有利地由柔軟且易彎的塑料制 成，并且僅僅通過桿的端部凸緣56和頸部57夾住桿，不夾住桿 頸部之外的桿本體。連接件形成有從八個到一個的各種數目的桿 接合插口58。通常，桿接合插口以45。或者45°的倍數角向間隔 開。無論其中設置的插口 58的數目是多少，所有連接件具有從其 中心軸到桿接合插口的內端壁的標準距離。對于標準尺寸的部件， i亥距離大約為0.670英寸(17.02 mm)。
在圖7所示的結構中，由長度為2.199英寸(55.85 mm)的桿 相連的連接件55的輪轂開口 60的軸線之間的中心距是3.540英寸 (89.92 mm)。因此，為了與標準的KID K'NEX系統對接，適配 塊(以及任何不具有對接特征的塊狀件)具有3.540英寸(89.92 mm)的長度，該長度等于連接件55的輪轂開口 60之間的中心距。
適配塊的寬度是其長度的一半，即1.770英寸(44.96 mm)。
通常，適配塊在功能上與上述塊狀件30類似，形成有沿縱向 和橫向以中心距0.885英寸(22.48 mm)均勻間隔開的八個圓柱樁 62。樁62可以具有大約0.200英寸(5.08 mm)的高度。在圖示實 施例中，樁62在頂部是開口的，而前述塊狀件30的較小的樁通 常是封閉的。在圖7至圖11所示的實施例中的樁的直徑為0.625 英寸(15.88 mm)。
在圖7至圖11所述的本發明的形式中，適配塊61包括高度 大約為0.875英寸(22.23 mm)的側壁63、 64、 65和66，并且底 部邊緣限定出底平面67。三個圓柱插座68從平坦的頂壁69向下 延伸，通常在底平面67的稍微偏上處終止。插座68在兩端都是 開口的，并且在八個圓柱樁62之間均勻地間隔開。在圖示系統中， 樁62沿縱向和橫向以中心距0.885英寸(22.48 mm)間隔開，圓 柱插座68在中央以相等的距離即0.885英寸(22.48 mm)間隔開， 并且關于樁62對稱地布置。
特殊的適配桿70 (圖11)用于與適配塊61相連。適配桿包 括柄部71、環狀凸緣72、頸部73和端部凸緣74。頸部73和端部 凸緣74在尺寸和形狀上與常規的KID K'NEX桿元件50至52的 頸部57和端部凸緣56相適應。
如圖7所示，從任一端(取決于拼裝者的意圖)將適配桿70 的柄部71插入端部開口的圓柱插座68。適配桿一直被插入到如圖 7所示的環狀凸緣72坐靠在圓柱插座的端部的地方。環狀凸緣72 的厚度優選等于圓柱樁62的高度，以至于連接件55的緊鄰插口 58開口端的外圍區域不與樁62干涉。在環狀凸緣72的厚度恰好 等于樁62的高度的地方，樁62的上端部分可以支撐與相關適配
桿70接合的連接件且增強其穩定性。可以采用適當的定位裝置(未
示出)來臨時固定圓柱插座68中的適配桿70。
包含圖7至圖11所示原理的混合拼裝玩具套件通常包括標準 的KIDK'NEX桿、連接件等元件以及如下構建塊，即，其具有諸 如Lego、 MegaBloks或者Duplo塊狀件的特性，并且具有前述的 尺寸以提供與現有KIDK'NEX系統的標準尺寸一致的間距。塊狀 件可以具有各種大小，例如四個樁、八個樁，并且在某些情形下 可以具有更大數量的樁。根據公知的原理設計塊狀件，以至于一 個塊狀件的圓柱樁62可以容納在上部塊狀件的開口底部區域中。 塊狀件的布置如下，即，使下部塊狀件的圓柱樁和上部塊狀件的 內表面之間存在摩擦接合。通常，豎直肋75、 76被設置以確保適 當的摩擦接合，以至于組裝之后塊狀件以組裝關系被有效地保持 住。
在完整的系統中，可以以適配塊61 (包括端部開口的圓柱插 座68)的方式拼裝所有或者大多數塊狀件，以至于任何塊狀件都 能夠容納適配桿。然而，如果需要的話，塊狀件清單可以由標準 構造的塊狀件和圖8所示類型的特殊適配塊構成。
特別有利的是，與本發明有關并且通常用于塊型拼裝套件的 各種塊狀件被標上了永久的標記以標識塊狀件的特性。每個不同 類型的塊狀件設置有單獨的特性標記，例如一些字母等。用于組 裝采用這種塊狀件的結構的拼裝圖可以通過這種特性標記標識出 塊狀件，使拼裝者容易和幾乎傻瓜似地從混合清單中選擇適當的 塊狀件，而不必利用圖紙說明從視覺上比較塊狀件的形狀和尺寸。 作為示例，在圖2所示的塊狀件中，特性標記77以數字的形式印 在樁36的頂面。如圖2所示， 一些或者所有樁標有數字8，該數
字恰巧但非必須與樁的數量一致。套件的每個不同形狀和/或尺寸 的塊狀件設置有獨有的區別標記77。當用于該套件的構建圖需要
"塊狀件No.8"，拼裝者可以簡單地挑出標有數字8的塊狀件，并
且具有完全的把握他或她把正確的塊狀件用于所顯示的組件。
在圖8所示的本發明的形式中，在樁62是開口圓柱且沒有頂面的 情形下，識別標記78可以印在塊狀件的頂面。標記還可以按預期 情形設置在任何或者所有側壁上。無論所處位置在哪里以及所用 形式如何，標記將區別性地標識不同的塊狀件，并且在用于拼裝 玩具套件的任何打印說明書中為那些塊狀件編碼。
優選的是，在任何一種上述方案中，適配桿與適配塊分開并 且可拆卸地插入適配塊中。然而，形成具有一個或者多個適配桿 (其整體模制為適配塊的固定元件)的適配塊在概念上也與本發 明的某些方面一致。
在任何一個實施方式中，本發明的系統用于大大增強拼裝玩 具套件的可用性和吸引性。對于標準K'NEX桿及連接件套件的現 有基部，可以提供構建塊、適配塊和適配桿以實現從一種拼裝類 型到另一種拼裝類型的自由對接。使用者具有將塊狀件與桿及連 接件特征相結合來形成混合拼裝玩具的近乎無窮的潛力。
對于Lego、 MegaBloks和Duplo拼裝套件的現有基部，桿及 連接件套件被調整比例和尺寸以與現有塊狀件相適應，并且設置 有適配塊和適配桿以允許使用者簡單容易地將桿及連接件結構與 塊狀件結構連接。
對于標準型和KID K'NEX型的現有K'NEX套件，可以包括 或者設置塊狀件套件，在每種情形下都包括本文所述的適配塊和 適配桿。塊狀件套件具有與現有K'NEX套件和KID K'NEX套件
相適應的尺寸，并且在組裝無數種的混合結構中給使用者提供極 高的靈活性。當然，還可以認識到，拼裝者可以選擇形成完全是 塊型的結構、完全是桿及連接件型的結構或者混合結構。
在本發明的所有形式中，無論是與塊型拼裝套件的現有基部
配合還是與K'NEX及KID K'NEX套件的現有基部配合，適配塊 都要設計為在提供橫向桿、縱向桿以及斜向(45° )桿的基礎上 使桿及連接件結構與塊狀件結構相連接。布置如下，即，使得可 以在塊型構建單元的基礎上容易地拼裝出作為K'NEX拼裝套件的 基本結構的直角三角形結構。在這種連接中，塊型構建單元可以 具有幾乎任何尺寸和形狀，只要樁和適配凹部的間距與本發明的 原理一致即可。
當然，可以認識到，本文顯示和描述的本發明的特定形式僅 僅作為代表，可以在不偏離本發明的清楚教導的前提下對其進行 某些改變。因此，在確定本發明的完整范圍時應該參考下面所附 的權利要求書。
權利要求
1、一種多部件拼裝玩具套件，其提供了含有與塊型子結構相連的桿及連接件型子結構的混合結構的構建物，并且包括(a)多個連接件，其由塑料制成，并且包括輪轂狀部分和多個從所述輪轂狀部分徑向延伸的插口形成部分，(b)每個所述插口形成部分包括一對間隔開的夾持臂，該對夾持臂關于從輪轂軸線垂直地延伸的插口軸線對稱布置，而輪轂軸線延伸穿過所述輪轂狀部分，(c)所述夾持臂具有相對面和鄰接面，所述相對面用于夾持與插口軸線對齊的桿元件，所述鄰接面限制與所述夾持臂接合的桿元件進行軸向運動，(d)多個桿元件，每個桿元件具有桿端部分，其包括端部凸緣以及與所述端部凸緣相鄰且直徑比所述端部凸緣小的頸部，所述桿端部分可通過橫向扣合式地插入所述插口形成部分而被容納，以使得可拼裝多部件的桿及連接件組件，(e)多個構建塊元件，其由塑料制成，具有矩形構造，并且每個構建塊元件具有實質上平坦的矩形頂壁以及實質上平坦的矩形側壁和端壁，所述側壁和端壁與所述頂壁的邊緣相連且限定實質上開口的底部，(f)多對實質上呈圓柱形的樁，其從所述頂壁向上突出，沿所述頂壁的橫向和縱向均勻地間隔開，并且被定位為摩擦接合在位于上方的同類塊狀件的開口底部之內，從而使得可拼裝多個塊狀件的組件，其特征在于，(g)所述拼裝玩具套件包括一個或者多個適配塊，所述適配塊用于實現塊狀件組件與桿及連接件組件之間的互連，(h)所述適配塊具有與所述構建塊元件一致的尺寸和形狀，并且每個所述適配塊在其頂壁形成有一個或者多個適配插座，所述適配插座與相鄰的從所述頂壁向上突出的成對樁均勻地間隔開，(i)所述拼裝玩具套件包括一個或者多個適配桿，所述適配桿具有一定尺寸和形狀的柄部以容納和保持在所述適配插座中且從所述適配插座突出，(j)每個所述適配桿包括桿端部，所述桿端部與所述柄部相鄰，并且布置為從所述適配塊豎直地延伸，(k)所述適配桿端部在尺寸和形狀上與所述桿元件的桿端部一致，并且適于與其中一個所述連接件橫向咬合式地接合，以將其中一個所述連接件與所述適配塊相連。
2、 根據權利要求1所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 所述適配插座包括管狀套筒，所述管狀套筒在所述頂壁 是開口的，并且從所述頂壁向下延伸，以及(b) 所述適配桿包括柄部，所述柄部可容納在用于將所述適 配桿剛性支撐在所述適配塊內的所述管狀套筒中，并且由所述管 狀套筒緊密地限制住。
3、 根據權利要求2所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a)所述適配塊具有預定高度的側壁和端壁，并且所述適配 塊的下邊緣限定與其頂壁平行的底平面， (b)所述管狀套筒從頂壁延伸到所述底平面附近的高度處， (C)所述適配桿在其柄部和桿端部之間形成有環狀凸緣，以及(d)所述環狀凸緣可選地與所述適配塊的頂壁或者管狀套筒 的下端末端接合，從而關于所述頂壁或者所述底平面將所述適配 桿的桿端部定位在預定位置處。
4、 根據權利要求3所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a)所述適配桿的柄部形成有定位元件，所述定位元件可與 所述管狀套筒內的定位元件接合以將所述適配桿與所述適配塊以 組裝關系臨時地固定。
5、 根據權利要求4所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 設置在所述適配桿上的定位元件包括從所述柄部延伸的 徑向向外突出的元件，以及(b) 設置在所述管狀套筒上的定位元件包括位于所述套筒內 的凹部，所述凹部設置為容納所述向外突出的元件。
6、 根據權利要求5所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 所述適配桿在其柄部的自由端形成有分叉，(b) 所述向外突出的定位元件包括與所述自由端相鄰的突出 的凸緣，以及(c) 所述管狀套筒形成有與其相對端部相鄰的環形凹部，用 于容納所述突出的凸緣。
7、 根據權利要求6所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 所述環形凹部形成于所述管狀套筒的相對端部的末端處，以及(b) 所述突出的凸緣形成于所述適配桿的自由端的末端處。
8、 根據權利要求1所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 所述多個連接件形成有與其輪轂軸線相距預定距離"D" 的所述插口形成部分，所述距離"D"對于每個連接件而言是相同 的，(b) 所述桿元件以L,， L2……U長度逐漸變大的"n"個桿 的系列被提供，以至于在三個連接件的直角三角形的組件中，兩 個桿元件形成側邊而一個桿元件形成斜邊，且形成斜邊的桿元件 具有在所述尺寸系列中相繼更長的長度，以及(c) 所述適配塊和至少某些所述構建塊具有與兩個連接件的 輪轂軸線之間的距離相等的長度尺寸，所述連接件由長度為"的 桿元件相連，其中"x"是從1到n的整數。
9、 根據權利要求8所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 所述適配塊具有大致為1.252英寸(31.8 mm)的長度， 這是公知規格的現有標準的構建塊的特征尺寸，(b) 長度為U的所述桿元件具有大致為0.780英寸(19.81 mm)的長度，以及(c) 所述預定距離"D"大致為0.240英寸(6.1 mm)。
10、 根據權利要求9所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 所述適配塊具有大致為0.622英寸(15.8 mm)的寬度尺 寸，并且形成有間隔開的直徑大致為0.1925英寸(4.89mm)的四 對樁，所述四對樁沿縱向以大致為0.315英寸(8.0 mm)的中心距 間隔開，每對樁沿橫向的間隔大致為0.315英寸(8.0mm)，以及(b) 三個所述適配插座在所述適配塊的頂壁中形成有開口， 所述開口關于所述四對間隔開的樁對稱地布置。
11、 根據權利要求IO所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a)管狀套筒與每個所述適配插座的開口連通，并且朝所述 底平面向下延伸，用于容納所述適配桿和為其導向。
12、 根據權利要求11所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 所述管狀套筒延伸至且終止在所述底平面附近的高度 處，以及(b) 所述適配桿可從所述適配塊的底部或者頂部容納到所述 管狀套筒內。
13、 根據權利要求12所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 所述管狀套筒在其上端末端和下端末端具有環形凹部，(b) 所述適配桿的柄部具有與所述管狀套筒實質上相同的長 度，以及(c) 所述柄部在其自由端末端處設置有向外突出的定位裝 置，所述定位裝置可與其中一個所述環形凹部接合，以將所述適 配桿與所述適配塊以組裝的位置固定。
14、根據權利要求13所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a)所述適配桿在所述柄部的與所述定位裝置相對的一端形 成有環狀凸緣，用于使所述適配桿關于所述適配塊定位。
15、 根據權利要求9所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a)所述適配塊具有與公知規格的現有標準構建塊的長、寬 和高一致的尺寸，由此所述適配塊可與所述現有標準構建塊互換 地用在塊型拼裝套件中。
16、 根據權利要求1所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a)所述適配插座在構建塊元件的組件中沿縱向和橫向一致 地間隔開，以至于容納在沿縱向或者橫向間隔開的選定適配插座 中的適配桿可通過子組件連接，所述子組件包括一對通過桿元件 連接的連接件。
17、 根據權利要求16所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 所述多個連接件形成有與其輪轂軸線相距預定距離"D" 的所述插口形成部分，所述距離"D"對于每個連接件而言是相同 的，(b) 所述桿元件以LP L2……Ln長度逐漸變大的"n"個桿 的系列被提供，以至于在三個桿元件和三個連接件的直角三角形 組件中，具有相等預定長度的兩個桿元件形成側邊，具有在所述 尺寸系列中相繼更長的長度的一個桿元件形成斜邊，以及(c) 所述適配插座的間距被設置成，使得容納在一對斜向間 隔開的這種適配插座中的適配桿可被連接而形成包括所述三個桿 元件和所述三個連接件的直角三角形組件的一部分。
18、 根據權利要求17所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a) 所述適配塊的尺寸被設定為包括至少四對樁和至少三個 均勻地設置在相鄰對的樁之間的適配插座，(b) 所述適配塊具有矩形構造，并且具有從所述頂壁延伸的 側壁和端壁，以及(c) 所述適配插座被間隔和定位成，適配插座的中心與相鄰 的適配塊側壁或者端壁之間的距離基本上等于所述適配塊上的相 鄰適配插座的中心之間的距離。
19、 根據權利要求18所述的拼裝玩具套件，其特征在于，(a)所述構建塊和適配塊被標有表明塊狀件的尺寸和形狀特 性的標記，從而便于將單個塊狀件與關于拼裝套件的構建說明書
20、 一種適配組合裝置，其形成多部件拼裝玩具套件的一部 分，用于將桿及連接件型組件與塊型組件相連以形成混合結構， 其包括(a) 適配塊部分，其具有矩形構造，包括頂壁以及從所述頂 壁向下延伸的側壁和端壁，(b) 所述頂壁具有多對樁，所述樁從所述頂壁向上突出，用 于與實質上同類的矩形構造的構建塊摩擦接合，(c) 適配桿部分，其關于所述適配塊部分豎直地突出，(d) 所述適配桿部分包括頸部和端部凸緣部分，所述頸部具 有減小的橫截面構造且與所述頂壁相鄰，所述端部凸緣部分與所 述頸部相鄰地位于所述適配桿部分的上端，(e)所述適配桿部分的所述頸部和端部凸緣部分可與形成桿 及連接件拼裝玩具系統一部分的連接件的插口部分相接合，以與 所述適配塊部分形成混合連接結構。
21、 根據權利要求20所述的適配組合裝置，其特征在于，(a)所述適配塊部分的尺寸被設置成，使得當兩個這種適配 塊部分被直接肩并肩放置，并且桿及連接件套件的連接件被連接 到與每個所述適配塊部分有關的適配桿部分時，所述桿及連接件 套件的標準尺寸的桿可直接容納在所述連接件中以及連接在其間。
22、 根據權利要求20所述的適配組合裝置，其特征在于，(a) 所述適配塊部分和所述適配桿部分是可分離的元件，(b) 所述適配塊部分在其中形成有管狀套筒，所述管狀套筒 穿過所述頂壁打開且形成插口，(c) 所述適配桿部分包括柄部，所述柄部在所述適配桿部分 的與所述頸部和凸緣部分相對的端部關于所述頸部和凸緣部分軸 向延伸，以及(d) 所述柄部被容納在所述管狀套筒中。
23、 根據權利要求22所述的適配組合裝置，其特征在于， (a)所述適配桿部分可選地向上或者向下插在所述管狀套筒中。
24、 根據權利要求23所述的適配組合裝置，其特征在于， (a)所述側壁和端壁具有限定底平面的下邊緣，以及(b)所述管狀套筒從所述頂壁延伸到所述底平面附近的高
25、 根據權利要求24所述的適配組合裝置，其特征在于，(a)所述適配桿部分包括位于所述頸部和桿部之間的環狀凸緣部分，所述環狀凸緣部分布置為當所述柄部插入所述管狀套筒 時坐靠在所述適配塊部分上。
26、 根據權利要求25所述的適配組合裝置，其特征在于，(a) 所述環狀凸緣部分限定所述頸部的與所述端部凸緣相對 的一端，(b) 所述連接件由柔軟且易彎的材料制成，并且包括這種材 料制成的桿接合插口部分，以及(c) 所述插口部分包括相對的夾持爪，用于通過所述適配桿 的位于所述端部凸緣部分和所述環狀凸緣部分之間的頸部夾持所 述適配桿。
27、 根據權利要求26所述的適配組合裝置，其特征在于， (a)所述夾持爪的徑向外側部分基本上與所述環狀凸緣部分鄰接。
全文摘要
一種多部件拼裝玩具包括桿和連接件(26，20)以及塊狀件(30)，所述塊狀件經過一定程度的改進以利用兩種類型的構建部件來提供混合結構的構建物。專用的適配塊(30)設置有用于容納特殊適配桿(43)的開口(37)。連接件(20)可以以常規方式與從塊狀件突出的適配桿(43)相連。對于現有的桿及連接件拼裝玩具套件，適配塊具有特殊的尺寸以便能夠建立多個連接點，從而可以形成復雜的混合結構。對于塊型套件的現有大基部，本發明提供了與現有玩具拼裝塊相適應的特殊尺寸的桿及連接件套件，以至于利用標準尺寸的現有塊狀件也可以實現上述復雜的混合結構。
文檔編號A63H33/08GK101193686SQ200680020465
公開日2008年6月4日 申請日期2006年3月30日 優先權日2005年6月7日
發明者J·I·格利克曼 申請人:K’Nex普通合股公司