專利名稱：電耦聯(lián)搭建元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明涉及一種玩具搭建組件，其大致包括多個(gè)這樣的玩具搭建元件，所述玩具搭建元件至少在一側(cè)上設(shè)置有耦聯(lián)突柱或某種其他類型的突出的耦聯(lián)元件，而在另一側(cè)上，設(shè)置有互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件，所述器件構(gòu)造為能與突出的耦聯(lián)元件相互連接，目的是將該類型的多個(gè)玩具搭建元件進(jìn)行互連。更具體地，本發(fā)明涉及搭建元件和制造這種玩具搭建元件的方法，且所述搭建元件包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體，所述導(dǎo)體構(gòu)造在搭建元件中，以實(shí)現(xiàn)在通過(guò)搭建來(lái)連結(jié)這種元件時(shí)，通過(guò)將突出的耦聯(lián)元件與構(gòu)造為與之互補(bǔ)的耦聯(lián)器件進(jìn)行互連，可以在兩個(gè)互連的搭建元件中的導(dǎo)體之間建立電接觸，在相對(duì)于搭建元件正常使用狀態(tài)來(lái)觀察時(shí)，所述搭建元件具有帶有頂面和底面的本體部分，且其中，所述頂面構(gòu)造為具有多個(gè)互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)突柱，且其中，所述底面構(gòu)造為具有互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件，所述耦聯(lián)器件構(gòu)造為用于與另一搭建元件上的對(duì)應(yīng)耦聯(lián)突柱進(jìn)行互連；且其中，搭建元件的本體部分用電絕緣熱塑性材料制造，其中，至少一個(gè)導(dǎo)電導(dǎo)體構(gòu)造為延伸穿過(guò)本體部分并將搭建元件頂面上的至少一個(gè)耦聯(lián)突柱上的至少一個(gè)電接觸面連接到在搭建元件底面上的一個(gè)互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件上的至少一個(gè)電接觸面。
背景技術(shù)：
從在美國(guó)專利No. 6805605和歐洲專利No. 191060、193544以及259874中所示的實(shí)施例中可以得知這類搭建元件，這些文獻(xiàn)都顯示了具有導(dǎo)電插入件的公知搭建元件，所述插入件是導(dǎo)電體的形式，其將搭建元件頂面上的耦聯(lián)突柱連接到搭建元件底面上的互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件。通過(guò)使用這類搭建元件，由此可以實(shí)現(xiàn)在玩具搭建組件中建立電功能；且其中，該電功能由此成為玩具的集成部分。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的搭建元件和包括上述類型搭建元件的玩具搭建組件，由此，可以為搭建元件的簡(jiǎn)單構(gòu)造和適應(yīng)性提供更多的選擇，目的是建立想要在給定玩具搭建元件中提供的電功能。新穎的技術(shù)手段能實(shí)現(xiàn)的是，玩具搭建構(gòu)造中導(dǎo)體完全或部分地用電絕緣且可固化(curable)的液體材料制造，多個(gè)導(dǎo)電元件混合并分布到所述材料中，如纖維或顆粒，以這種方式，大量導(dǎo)電元件能使得導(dǎo)體將電流傳送通過(guò)導(dǎo)體并從耦聯(lián)突柱上的電接觸面?zhèn)魉偷交パa(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件上的電接觸面。部分或完全構(gòu)成導(dǎo)體的電絕緣且可固化液體材料可以通過(guò)多種不同材料構(gòu)造，如通過(guò)化學(xué)硬化(chemical setting)來(lái)固化的材料，如雙組分材料或在光或其他輻射影響時(shí)固化的材料。而且，能通過(guò)液體材料凝固化過(guò)程簡(jiǎn)單地固化的材料也可以使用。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，搭建元件的本體部分中以及導(dǎo)體中的導(dǎo)電材料優(yōu)選地包括熱塑性材料，由此這兩部分可以容易在注射模制過(guò)程中制造。導(dǎo)體中的導(dǎo)電材料可以有利地包括主要由碳構(gòu)成的纖維或顆粒。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，搭建元件的頂面設(shè)置有至少兩個(gè)耦聯(lián)突柱和在其底面上的相應(yīng)的至少兩個(gè)互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件，且搭建元件包括至少兩個(gè)分開(kāi)的導(dǎo)體，所述至少兩個(gè)分開(kāi)的導(dǎo)體通過(guò)本體部分的電絕緣材料而彼此分開(kāi)。由此，由于通過(guò)這種用可固化液體材料形成的導(dǎo)體所帶來(lái)的設(shè)計(jì)上的自由度，可以為出于特定目而構(gòu)造搭建元件提供大量可能性。特別有利的是，搭建元件的本體部分包括頂板和外周邊，該頂板具有形成搭建元件頂面的主要平面表面，且在該頂面上布置耦聯(lián)突柱，一個(gè)或多個(gè)耦聯(lián)周壁從該外周邊布置，且所述耦聯(lián)周壁用電絕緣材料制造且從頂板延伸并以給定距離向下延伸到搭建元件底面上；且其中，互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件從頂板延伸并如同耦聯(lián)周壁那樣以一距離向下延伸到搭建元件的底面上。在該情況下，至少一個(gè)導(dǎo)體可以具有至少一個(gè)連接部件，該連接部件在兩個(gè)或多個(gè)分開(kāi)耦聯(lián)突柱和/或互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件上的電接觸面之間延伸并電連接到所述電接觸面；且其中，導(dǎo)體的連接部件延伸到頂板的遠(yuǎn)離所述表面的一側(cè)且在分開(kāi)的耦聯(lián)突柱和 /或互補(bǔ)構(gòu)造的連接器件之間延伸。由此，導(dǎo)體有利在在搭建元件上的耦聯(lián)周壁之間得到保護(hù)。在該情況下，耦聯(lián)突柱在頂板表面上方的高度可以小于耦聯(lián)周壁和互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件從底頂板下延伸的距離，這能實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)搭建元件互連時(shí)讓耦聯(lián)突柱不能接觸到導(dǎo)體的連接器件。如上所述，搭建元件通過(guò)一種方法被有利地制造，該方法包括兩個(gè)或多個(gè)步驟的注射模制，且包括搭建元件的本體部分被獨(dú)立注射模制的注射模制步驟；和一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立注射模制步驟，其中搭建元件的導(dǎo)體被注射模制。在該情況下，注射模制步驟的順序可以依照元件的目的和構(gòu)造自由地選擇。由此，搭建元件的本體部分可以首先在具有內(nèi)部模具空間的模具腔中注射模制， 所述內(nèi)部模具空間對(duì)應(yīng)于不具有導(dǎo)體的本體部分的外形，隨后搭建元件的本體部分布置在具有對(duì)應(yīng)于搭建元件最終形狀的模具空間的另一模具腔中，隨后，通過(guò)將導(dǎo)體注射模制到搭建元件的本體部分上來(lái)制造導(dǎo)體。至此，不同材料可以用于完整或部分地形成導(dǎo)體，但是有利的方式是使用熱塑性材料用于搭建元件本體部分的注射模制；且，對(duì)于導(dǎo)體的注射模制，應(yīng)使用含有一定量導(dǎo)電顆?；蚶w維的熱塑性材料，所述一定量導(dǎo)電顆?；蚶w維的濃度是能使得導(dǎo)體在一個(gè)或多個(gè)耦聯(lián)突柱和/或一個(gè)或多個(gè)互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件之間傳導(dǎo)電流。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的搭建元件的透視圖，是從下方以傾斜角度觀察的；圖2是顯示了圖1所示的搭建元件的透視圖，是從上方以傾斜角度觀察的；圖3和4是顯示了圖1和2中所示的搭建元件的中間產(chǎn)品的透視圖，是分別從上方和下方以傾斜角度觀察的；
圖5和6是用于模制圖3和4所示的中間產(chǎn)品的模具部分的透視圖；圖7和8是用于注射模制根據(jù)本發(fā)明的最終搭建元件的模具部分的透視圖，如圖 1禾口 2所示。
具體實(shí)施例方式圖1和2顯示了根據(jù)本發(fā)明的搭建元件的例子，其中搭建元件在圖2中被從下方顯示，包括基本方形的本體部分1，其具有四個(gè)耦聯(lián)周壁5，所述周壁還在圖3和4中被顯示為是分開(kāi)的中間產(chǎn)品。搭建元件具有多個(gè)耦聯(lián)管狀部h、2b，所述管狀部相對(duì)于圖2所示的耦聯(lián)突柱3a、!3b形成互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件。通過(guò)將兩個(gè)這類搭建元件互連，耦聯(lián)突柱3a、 3b和互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件2a、2b構(gòu)造為使得，從尺寸角度看且以本身公知的方式，它們將彼此壓靠在一起，以實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)搭建元件互連時(shí)在它們之間形成摩擦；且由此，兩個(gè)搭建元件被相對(duì)于彼此保持在一起。至少在所述耦聯(lián)突柱2a、2b和耦聯(lián)管狀部3a、!3b在這種互連的情況下相觸碰的區(qū)域中，可以建立電接觸面，用于傳遞電源電流形式的電流以對(duì)電功能元件供電，或傳遞電信號(hào)形式的電流以傳送信息。為此，在公知的玩具搭建組件中，金屬部件被構(gòu)建或模制到搭建元件中，以實(shí)現(xiàn)這些金屬部件形成將搭建元件中的這些接觸面進(jìn)行連接的導(dǎo)體。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述導(dǎo)體^、4b如圖1和2所示用模制的、可固化材料形成，如含有一定量的導(dǎo)電材料纖維或顆粒的熱塑材料，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體^、4b能在一個(gè)或多個(gè)耦聯(lián)管狀部2a、2b和一個(gè)或多個(gè)耦聯(lián)突柱3a、北之間傳導(dǎo)電流。由此，圖1和2顯示了其中一個(gè)導(dǎo)體如將耦聯(lián)管狀部加和耦聯(lián)突柱3a彼此電連接。以同樣的方式，另一導(dǎo)體4b在耦聯(lián)突柱北和耦聯(lián)管狀部2b之間形成電連接。由此，搭建元件已經(jīng)被形成，其具有對(duì)角延伸的成排耦聯(lián)突柱3a、3b，所述突柱彼此電連接，但是很明顯，導(dǎo)體如、4b的其他構(gòu)造可以實(shí)現(xiàn)這種搭建元件的構(gòu)建所述搭建元件具有其他分布形式的、彼此電連接的耦聯(lián)突柱；且，鑒于該目的，導(dǎo)體在模制過(guò)程中構(gòu)造為對(duì)于構(gòu)造具有該目的的導(dǎo)體來(lái)說(shuō)存在很高的自由度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，該設(shè)計(jì)能以其他的方式構(gòu)造，例如通過(guò)修改哪個(gè)耦聯(lián)突柱或耦聯(lián)管狀部彼此連接，并可選擇地允許一個(gè)耦聯(lián)突柱和/或一個(gè)耦聯(lián)管狀部與兩個(gè)導(dǎo)體接觸?，F(xiàn)在，圖3顯示了包括在如圖1和2所示的搭建元件上的本體部分1和耦聯(lián)周壁 5的中間產(chǎn)品，且從該處可以看到，該中間產(chǎn)品包括具有孔7的頂板6，其中，所述導(dǎo)體能延伸穿過(guò)頂板6，從而它們由此能在搭建元件頂面上的一個(gè)或多個(gè)耦聯(lián)突柱3a、!3b與搭建元件底面上的一個(gè)或多個(gè)耦聯(lián)管狀部2a、2b之間形成電連接。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選制造方法，由此通過(guò)使用一種注射模制工具首先注射模制出圖3和4所示的中間產(chǎn)品，從而制造搭建元件，所述模制工具包括圖5和6所示的兩個(gè)注射模制模具，其中，圖5顯示了凹模具部分8且圖6示出了相關(guān)的凸模具部分9。圖5和6沒(méi)有顯示注射模具部分的所有構(gòu)成，因?yàn)閷?duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能容易想到其具體構(gòu)造。隨后已經(jīng)模制的中間產(chǎn)品被布置在圖7和8所示的另一模制工具中，其中，圖7顯示了凹模具部分10且圖8顯示了相關(guān)的凸模具部分11。由此可以以公知的方式在中間產(chǎn)品上模制上述導(dǎo)體4a、4b以及導(dǎo)電耦聯(lián)管狀部2a、2b和導(dǎo)電耦聯(lián)突柱3a、3b。
明顯的是，搭建元件的該制造方法和基本構(gòu)造可以在另一實(shí)施例中作出，而由此不脫離本發(fā)明的原理，因?yàn)榇罱ㄔ梢杂酶嗷蚋俚鸟盥?lián)突柱或耦聯(lián)管狀部來(lái)構(gòu)造； 且可以根據(jù)想要通過(guò)個(gè)別搭建元件實(shí)現(xiàn)的具體目的來(lái)構(gòu)建更多或更少的分開(kāi)導(dǎo)體。至于用于模制上述導(dǎo)體的材料，除了使用具有例如金屬或含碳纖維或顆粒這樣的成分的熱塑性材料之外，其可以包括能通過(guò)非冷卻的其他方式來(lái)固化的材料。由此，可以使用例如能凝固的材料或能化學(xué)固化的材料，例如是兩種組分的塑料材料形式或在光或加熱或其他的影響下能固化的塑料材料。
權(quán)利要求
1.一種用于玩具搭建組件的搭建元件，所述搭建元件包括在相對(duì)于搭建元件正常使用狀態(tài)來(lái)觀察時(shí)具有頂面和底面的本體部分，且其中，所述頂面構(gòu)造為具有多個(gè)耦聯(lián)突柱，且其中，所述底面構(gòu)造為具有互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件，所述耦聯(lián)器件構(gòu)造為用于與另一搭建元件上的對(duì)應(yīng)耦聯(lián)突柱進(jìn)行互連；且其中，搭建元件的本體部分用電絕緣熱塑性材料制造，其中，至少一個(gè)導(dǎo)電導(dǎo)體構(gòu)造為延伸穿過(guò)本體部分并將搭建元件頂面上的至少一個(gè)耦聯(lián)突柱上的至少一個(gè)電接觸面連接到在搭建元件底面上的一個(gè)互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件上的至少一個(gè)電接觸面，其特征是，所述導(dǎo)體包括電絕緣的且可固化的材料，所述材料中混入并分布多個(gè)導(dǎo)電元件，如纖維或顆粒，其方式是使得大量的導(dǎo)電元件使所述導(dǎo)體能將電流傳動(dòng)通過(guò)該導(dǎo)體并從耦聯(lián)突柱上的電接觸面?zhèn)魉偷交パa(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件上的電接觸面。
2.如權(quán)利要求1所述的搭建元件，其特征是，在搭建元件的本體部分中的以及在導(dǎo)體中的電絕緣材料包括熱塑性材料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的搭建元件，其特征是，導(dǎo)體中的導(dǎo)電材料包括主要由碳構(gòu)成的纖維或顆粒。
4.如權(quán)利要求1所述的搭建元件，其特征是，在搭建元件的頂面上，搭建元件具有至少兩個(gè)耦聯(lián)突柱，且在其底側(cè)具有相應(yīng)的至少兩個(gè)互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件，且其中，搭建元件包括至少兩個(gè)分開(kāi)的導(dǎo)體，所述至少兩個(gè)分開(kāi)的導(dǎo)體通過(guò)本體部分中的電絕緣材料而彼此分開(kāi)。
5.如權(quán)利要求4所述的搭建元件，其特征是，搭建元件的本體部分包括頂板，該頂板具有基本平面的表面，該表面形成搭建元件的頂面，且在該頂板上布置所述耦聯(lián)突柱；和外周邊，一個(gè)或多個(gè)耦聯(lián)周壁從該外周邊布置，且所述耦聯(lián)周壁用電絕緣材料制造并以給定的距離從頂板向下延伸到搭建元件的底面；且其中，互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件從頂板延伸并如耦聯(lián)周壁那樣以一距離向下延伸到搭建元件的底面上。
6.如權(quán)利要求5所述的搭建元件，其特征是，至少一個(gè)導(dǎo)體具有至少一個(gè)連接部件，所述至少一個(gè)連接部件在兩個(gè)或多個(gè)分開(kāi)的耦聯(lián)突柱和/或互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件上的電接觸面之間延伸并電聯(lián)接至所述電接觸面；且其中，導(dǎo)體的連接部件延伸到頂板的朝向遠(yuǎn)離所述表面方向的側(cè)面且在分開(kāi)的耦聯(lián)突柱和/或互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件之間延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的搭建元件，其特征是，在頂板的所述表面上方的偶聯(lián)突柱的高度小于耦聯(lián)周壁和互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件從頂板向下延伸的距離，由此實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)搭建元件互連時(shí)耦聯(lián)突柱不能接觸到導(dǎo)體的連接部件。
8.—種制造根據(jù)前述權(quán)利要求中之一的搭建元件的方法，其特征是，所述搭建元件以兩個(gè)或多個(gè)步驟的注射模制進(jìn)行制造，且包括搭建元件的本體部分獨(dú)立地注射模制的注射模制步驟，以及搭建元件的導(dǎo)體被注射模制的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的注射模制步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，搭建元件的本體部分在具有內(nèi)部模具空間的模具腔中被首先注射模制，所述內(nèi)部模具空間對(duì)應(yīng)于不具有導(dǎo)體的本體部分的外形，該步驟之后，搭建元件的本體部分被布置在另一模具腔中，該另一模具腔具有的模具空間對(duì)應(yīng)于搭建元件的最終形狀，該步驟之后，導(dǎo)體通過(guò)其注射模制而被制造到搭建元件的本體部分上。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征是，熱塑性材料被用于搭建元件的本體部分的注射模制；且，包括一定量的導(dǎo)電顆粒或纖維的熱塑性材料被用于導(dǎo)體的注射模制，所述一定量的導(dǎo)電顆?；蚶w維的濃度是使得導(dǎo)體能在一個(gè)或多個(gè)耦聯(lián)突柱和/或一個(gè)或多個(gè)互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件之間傳導(dǎo)電流。
全文摘要
一種用于玩具搭建組件的搭建元件，包括本體部分，具有在頂面上的耦聯(lián)突柱(3a、3b)和在底面上的互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件(2a、2b)，且其中，一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體(4a、4b)設(shè)置為將一個(gè)或多個(gè)耦聯(lián)突柱與一個(gè)或多個(gè)互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件連接；且其中，導(dǎo)體包括電絕緣且可固化的材料，多個(gè)導(dǎo)電元件混入并分布在該材料中，如纖維或顆粒，其方式是導(dǎo)體能將電流傳導(dǎo)通過(guò)導(dǎo)體并從耦聯(lián)突柱傳導(dǎo)到互補(bǔ)構(gòu)造的耦聯(lián)器件上的電接觸面。
文檔編號(hào)A63H33/04GK102164642SQ200980137568
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者弗蘭克·B·里斯維格 申請(qǐng)人:樂(lè)高公司