专利名称：可扩展玩具构建元件的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及玩具块，更特别地，涉及可扩展、可互相连接的玩具构建元件。
背景技术：
玩具构建块以多种形状和尺寸存在并是广受儿童欢迎的玩具。然而，可获得的玩具构建块不能从第一尺寸扩展到第二尺寸，以增加玩耍过程中的多种构建选择。而且，不可扩展的可互相连接玩具块，例如L EGOk^ DUPLCVi"块，通常以基本几何形状的形式出现，例如立方体或长方体、圆盘或板、多面体等。它们可以通过将玩具块的一个或多个柱插入到另一个玩具块的相应的匹配凹口内而连接在一起。简单的或复杂的玩耍结构，例如那些像建筑物、火车等形状的结构，可以根据这些玩具块连接在一起的方式而形成。然而，这些玩具块自身不能物理地从第一尺寸扩展到第二尺寸。相应地，存在对可互相连接的玩具构建元件的需求，其可从第一尺寸扩展到第二尺寸。
发明内容
在一个方面，本发明提供一种可与一个或多个其他玩具构建元件互相连接的可扩展玩具构建元件。该可扩展玩具构建元件具有一个或多个耦接接头，通过该耦接接头，该可扩展玩具构建元件能够与一个或多个其他玩具构建元件互相连接。该可扩展玩具构建元件还具有第一端部部件和第二端部部件，它们都是空心的并具有开口端，从而限定出第一和第二内腔。位移元件可扩展地将第一端部部件连接到第二端部部件上，从而使得所述可扩展玩具构建元件可在紧凑位置和至少一个扩展位置之间扩展。当该可扩展玩具构建元件处于紧凑位置时，第一端部部件的开口端邻接第二端部部件的开口端，从而使得位移元件完全地包围在第一内腔和第二 内腔内。当该可扩展玩具构建元件处于至少一个扩展位置时，第一端部部件的开口端从第二端部部件的开口端分开，从而至少部分地从第一内腔和第二内腔的每个露出该位移元件。当该可扩展玩具构建元件处于紧凑位置和扩展位置的至少一个中时，该可扩展玩具构建元件可与一个或多个其他玩具构建元件互相连接。本发明的另一方面提供一种包括多个可互相连接玩具构建元件的套装，包括至少一个如同这里描述的可扩展玩具构建元件。
现在将更加详细地描述优选实施方式，所述优选实施方式将在结合如下附图的阅
读中更容易理解。图1是根据至少一个实施方式的可扩展玩具构建元件在紧凑位置中的顶透视图；图2是根据图1的实施方式的可扩展玩具构建元件在扩展位置的顶透视图；图3是根据图1的实施方式的可扩展玩具构建元件在紧凑位置中的底透视图；图4是根据图1的实施方式的可扩展玩具构建元件在扩展位置的分解透视图5A是根据图1的实施方式的接合有第一齿条和第二齿条的旋转元件在紧凑位置中的顶视图；图5B是根据图1的实施方式的接合有第一齿条和第二齿条的旋转元件在扩展位置中的顶视图；图6A是根据另一个实施方式的可扩展玩具构建元件的透视图，其中该可扩展玩具构建元件处于紧凑位置中；图6B是根据图6A的实施方式的可扩展玩具构建元件的透视图，其中该可扩展玩具构建元件处于扩展位置中；图6C是根据图6A和6B示例的实施方式的可扩展玩具构建元件的凸轮的顶视图；图7A是根据另一个实施方式的可扩展玩具构建元件的部分分解的透视图；图7B是图7A的实施方式处于紧凑位置的透视图；图7C是图7A和7B的实施方式在扩展位置的透视图。
具体实施例方式如同这里使用的，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“向上”、“向下”、“靠近”、“末梢”等
旨在仅仅在本可扩展玩具构建元件的上下文中指示相对方向或位置，而独立于可扩展玩具构建元件相对于地面或任何其他外部参考的方位。提供了可扩展的、可互相连接的玩具构建元件，其中该元件可以从紧凑位置扩展到至少一个扩展位置。该可扩展玩具构建元件可以是适用于想要的应用的任何颜色和任何尺寸。可扩展玩具构建元件可以具有任何合适的形状，包括但是不限于棱形形状、平行六面体形状、圆柱形形状或其他想要的应用所需的合适的形状。可扩展玩具构建元件和这里讨论的所有元件可以由任何适合于应用的材料形成，除了本领域技术人员显而易见的其他材料外，包括但是不限于塑料，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和聚氯乙烯(PVC)、木头、金属、橡胶、娃树脂和复合材料。可扩展玩具构建元件和相关的组件可以通过任何合适的制造过程形成，除了本领域技术人员已知的其他制造过程之外，包括但是不限于注塑成型。如同上面讨论的，可扩展玩具构建元件具有能够相对于第二端部部件线性位移的第一端部部件。可扩展玩具构建元件的端部部件每个可以是单个的、单片的组件，或者每个可以由适合于连接在一起的多个组件形成。在至少一个实施方式中，每个端部部件具有内腔，其适合于接收位移组件。而且，每个端部部件具有闭合的靠近端和具有用于提供到内腔的路径的入口的末梢端。这样，当每个端部部件的末梢端互相邻接，从而可扩展玩具构建元件处于紧凑位置时，两个开口也互相邻接，而位移组件完全容纳在可扩展玩具构建元件内。当两个端部部件相对于彼此位移，从而可扩展玩具构建元件处于扩展位置时，该位移组件从每个腔部分地突出，而在通过位移组件的扩展位置中，第一端部部件保持连接到第二端部部件。如上所述，可扩展玩具构建元件的第一端部部件通过位移组件连接到可扩展玩具构建元件的第二端部部件。位移组件适于使得构建块的第一端部部件能够相对于构建块的第二端部部件从第一位置运动到第二位置。这样，构建块可以从紧凑的第一尺寸扩展到延伸的第二尺寸。位移组件可以根据想要的应用的需要而采取多种形式，如将在下面更加详细地讨论的那样。在至少一个实施方式中，可扩展玩具构建元件可以适于使得其可以与其他的类似地合适的构建元件互相连接。合适的互相连接块系统是熟知的，例如那些在商标Lego andDuplo 下买卖的。可扩展玩具构建元件具有一个或多个耦接接头，以适于将可扩展玩具构建元件连接到另一个构建元件。在至少一个实施方式中，一个或多个耦接接头是至少一个柱和至少一个凹口。在一些实施方式中，柱和凹口定尺寸为使得柱摩擦但是可松开地夹在凹口中。还可以设想这样的实施方式，其中，可扩展玩具构建元件的柱适于与在不同的玩具构建元件上的凹口互相连接，所述不同的玩具构建元件上的凹口的尺寸不同于该可扩展玩具构建元件的底面上提供的凹口的尺寸。在至少一个实施方式中，柱是圆柱形的，然而其他柱形状也是可以的，例如不限于多边形、三角形和棱形。在至少一个实施方式中，凹口通过提供在向下突出的外周壁和至少一个向下突出的管之间提供的空间而限定出，然而，还可以设想其他凹口形状，除了其他凹口形状，例如圆柱形插孔或多边形插孔，这些将是本领域技术人员容易认识到的。参见图1，示例了可扩展玩具构建元件10的至少一个实施方式，其中该可扩展玩具构建元件10处于紧凑位置。可扩展玩具构建元件10具有第一端部部件20和第二端部部件40。如上所述，第一端部部件20和第二端部部件40都可以具有柱支承壁22、42，端壁24,44,凹口支承壁26、46，第一侧壁28、48和第二侧壁(未示出)，如可以从图2、3和4中进一步看到的。柱支承壁22、42可以包括向上突起的柱12。参见图2，示例了处于扩展位置的可扩展玩具构建元件10的至少一个实施方式，其中第一端部部件20已经相对于第二端部部件40进行了线性位移，其功能将在下面更加详细地讨论。柱支承壁22、42，凹口支承壁26、46，第一侧壁28、48和第二侧壁(未示出)具有末梢边缘，其为内腔(例如内腔36，如可以从图4中看到)限定出限定出开口。该内腔提供了空间，其中可以安装位移组件。如图1中看到的，当可扩展玩具构建元件10处于紧凑位置时，位移组件完全容纳在提供在每个第一端部部件20和第二端部部件40中的内腔内。当可扩展玩具构建元件10处于扩展位置时，位移组件部分地从每个内腔突出，同时保持连接到每个端部部件，如图2所示那样。参见图4，其中示例了可扩展玩具构建元件10的分解图。在该实施方式中，第一端部部件20具有柱支承壁22、凹口支承壁26、端壁24、第一侧壁28和第二侧壁(未示出)。同样地，第二端部部件40具有柱支承壁42、凹口支承壁46、端壁44、第一侧壁48和第二侧壁(未示出)。用于第一组件20的端壁24、第一侧壁28和第二侧壁(未示出)限定出外周壁，其与柱支承壁22和凹口支承壁26 —起围绕内腔36。如同本领域技术人员将理解的是，第二端部部件40也具有类似的内腔，该内腔未在图4中示出。可以设想，端部部件可以是整体结构或可以通过将两个或更多个组件以本领域技术人员已知的任何合适的方式连接在一起而形成。例如，柱支撑组件可以连接到凹口支撑组件上，以形成端部部件。柱支承壁22、42可以包括突出的柱12。如图3所示，在至少一个实施方式中，凹口支承壁26、46可以包括向下突出的外周壁33、53。在至少一个实施方式中，外周壁33、53将向下延伸与圆柱形柱12向上延伸的相同的距离。凹口支承壁26、46还可以包括向下突出的管38、58。管38、58从底面向下突出，并可以形成为环孔或单个圆筒。在管38、58是环孔的实施方式中，环孔的内径可以定尺寸为使得圆柱形柱12可以用力地夹在环孔内。在至少一个实施方式中，管38、58居中地设置，如图3所示，从而使得凹口提供为能够用力地夹合适尺寸的圆柱形柱12。在至少一个实施方式中，凹口通过在外周壁33、53、管38、58的外表面和唇35、55之间的空间限定出。如图3所示例的，圆形元件，例如上述的圆柱形柱，可以摩擦但可松开的方式夹在这些元件之间，如同本领域技术人员将容易理解的那样。如图1至4所示，在至少一个实施方式中，柱支承壁22、42可以具有半圆形开口32、52。在至少一个实施方式中，凹口支承壁26、46可以具有半圆形开口 34、54，如在图3和4中看到的。回到图4，在至少一个实施方式中，第一端部部件20和第二端部部件40分别具有突出板。一个突出板可以定向为上突出板60，一个突出板可以定向为下突出板61。上突出板60可以连接到第一端部部件20或第二端部部件40，然而，当上突出板60连接到第一端部部件20时，下突出板61将连接到第二端部部件40，反之亦然。突出板可以与可扩展玩具构建元件的端部部件一体地形成，或者替换地，可以作为分开的组件制造，并通过对于本领域技术人员显而易见的任何合适的方式附接到可扩展玩具构建元件的端部部件上。在至少一个实施方式中，上突出板60和下突出板61的每个可以具有接收槽62、63。接收槽62、63可以采取多种合适的形状,在至少一个实施方式中为椭圆形或长圆形。比较于如上所述的可扩展玩具构建元件的端部部件的末梢端和靠近端，每个接收槽具有靠近端82、84和末梢端86、88。接收槽62、63的功能将在下面更加详细地讨论。在至少一个实施方式中，第一端部部件20和第二端部部件40通过位移组件连接。位移组件是双齿条和小齿轮系统。如图4所示，在至少一个实施方式中，第一端部部件20具有连接到在第一内腔36里面的第一端部部件的内表面的第一齿条64，而第二端部部件40具有连接到在第二内腔(未示出)里面的第二端部部件40的相对的内表面的第二齿条65。每个齿条定位为具有向内突出的齿组和外平坦表面。第一齿条64和第二齿条65的功能将在下面更加详细地讨论。参见图4,其中示例了旋转元件70。在至少一个实施方式中,旋转元件70具有中心部，该中心部为适于可旋转地与第一齿条64和第二齿条65连接的小齿轮传动装置72。旋转元件70还可以具有适于可旋转地接收在上接收槽62中的第一圆柱形部74和适于可旋转地接收在下接收槽63中的第二圆柱形部76。当可扩展玩具构建元件10处于紧凑位置时，第一圆柱形部74可以接收在半圆形开口 32、52中，而第二圆柱形部76可以接收在半圆形开口 34、54中，如图1和3所示。参见图5A和5B，当可扩展玩具构建元件10从紧凑位置运动到扩展位置时，旋转元件70可旋转地接合第一齿条64和第二齿条65。在紧凑位置，第一齿条64直接地相反于第二齿条65地设置,如图5A所不。在至少一个扩展位置中，第一齿条64相对于第二齿条65线性地位移，如图5B所示。这样，第一端部部件20 (其附接到第一齿条64或第二齿条65的一个上)可以相对于第二端部部件40 (其附接到第一齿条64和第二齿条65的另一个上)线性地位移，如同本领域技术人员容易理解的那样。参见图4，在紧凑位置，旋转元件70的第一圆柱形部74可以邻接上接收槽62的靠近端82，而旋转元件70的第二圆柱形组件76可以邻接下接收槽63的靠近端84。在至少一个扩展位置，旋转元件70的第一圆柱形部74靠近并可以邻接上接收槽62的末梢端86，而旋转元件70的第二圆柱形组件76靠近并可以邻接下接收槽63的末梢端88。在至少一个实施方式中，位移组件可以是凸轮，其具有可枢转地连接到构建块的第一端部部件的第一凸轮端，和可枢转地连接到构建块的第二端部部件的第二凸轮。参见图6A、6B和6C，示例了可扩展玩具构建元件的至少一个实施方式，其中位移组件是凸轮。在该实施方式中，可扩展玩具构建元件100具有第一端部部件120和第二端部部件140，它们类似于上面讨论的第一端部部件20和第二端部部件40。第一端部部件120通过为凸轮170的位移元件而连接到第二端部部件140。如图6C所示，凸轮170具有第一凸轮端172和第二凸轮端174。第一凸轮端172可枢转地连接到第一端部部件120的内部，而第二凸轮端174可枢转地连接到第二端部部件140的内部。这样，凸轮170定尺寸为使得，在如图6A所示的紧凑位置中，当第一端部部件120邻接第二端部部件140时，其可以枢转地收回到第一端部部件120的内腔和第二端部部件140的内腔中。当第一端部部件120相对于第二端部部件140运动时，第一凸轮端172在第一端部部件120内枢转，第二凸轮端174在第二端部部件140内枢转，从而使得可扩展玩具构建元件100扩展以达到如图6B所示的扩展位置。转到图7A、7B和7C，其中示例了可扩展玩具构建元件的另一个实施方式，其中位移组件是带凸缘的滑块。如图7B和7C所示，可扩展玩具构建元件200具有第一端部部件220和第二端部部件240。在至少一个实施方式中，第一端部部件220具有外壳组件222和限定出第一内腔225的内衬组件228。内衬组件228具有凹口支承壁226，其类似于上述的凹口支承壁26、46。本领域技术人员将理解的是，第二端部部件240具有相应的外壳组件和限定出第二内腔并具有凹口支承壁(未示出)的内衬组件。本领域技术人员将理解的是，在至少一个实施方式中，外壳组件222定尺寸为使得其可滑动地安设在内衬组件228上。外壳组件222可以通过本领域技术人员已知的任何数量的方式固定地附接到内衬组件228上。例如，除了本领域技术人员显而易见的之外，夕卜壳组件222可以通过胶水或协作的定位凹槽/凹口系统而附接到内衬组件228上。在至少一个可选的实施方式中，端部部件220和240可以是整体结构，或可以通过由本领域技术人员已知的任何合适的方式将两个或更多个组件连接在一起而形成，如上对端部部件20、120、40、140所述的那样。另外地，第一端部部件220和第二端部部件240类似于上面讨论的第一端部部件20、120和第二端部部件40、140。例如，两个端部部件都可以包括至少一个向上延伸的圆柱形柱210和凹口支承壁，例如凹口支承壁226。如同本领域技术人员可以理解的是，在至少一个实施方式中，外壳组件可以由具有足够弹性的材料制成，以允许在组装过程中，当定位凹槽接合内衬组件的外壁时，外壳组件的外壁稍微地弓起。如上所述，在该实施方式中，位移组件是带凸缘的滑块270，如图7A所示。带凸缘的滑块270具有第一端271和第二端272。带凸缘的滑块270的每个端具有外周凸缘274。在至少一个实施方式中，带凸缘的梁270是矩形或棱形形状，然而同样可以预期其他形状，所述形状可以在第一内腔225和其在端部部件240的配对的第二内腔中自由地滑动。如图7A所示，内衬组件228具有保持凸缘249。端部部件240具有相应的保持凸缘(未示出)。当可扩展玩具构建元件200处于至少一个扩展位置时，保持凸缘249和其在端部部件240中的配对的保持凸缘用于将外周凸缘274保持在第一内腔225和其在端部部件240中的配对的第二内腔中。本领域技术人员将认识到，在其他实施方式中，保持凸缘可以位于外组件222上或者围绕位于整体结构的端部部件220、240的末梢端处的开口。如同本领域技术人员将显而易见的是，保持凸缘249可以位于每个端部部件220、240的末梢端处的开口的两个相对的侧面上，或者三个或四个侧面上，只要保持凸缘有效地用于将外周凸缘274保持在相应的内腔内。当组装时，如图7B和7C所示，构建元件200可以通过相对于第二端部部件线性地位于第一端部部件而从第一、紧凑位置扩展到第二、扩展位置。这样，当构建元件200处于至少一个扩展位置时，外周凸缘274接合端部部件220的保持凸缘249和端部部件240的相应的保持凸缘，从而使得带凸缘的梁270的端271、272保持在内腔内，例如各个端部部件220,240的第一内腔225内。这样，可扩展玩具构建元件100可扩展玩具构建元件提供为能够通过相对于第二端部部件运动第一端部部件而从紧凑位置扩展到至少一个扩展位置。如同上面讨论的，可扩展玩具构建元件的第一端部部件通过位移组件可运动地连接到可扩展玩具构建元件的第二端部部件。本发明的上述实施方式意在示例说明本发明的优选实施方式，而不旨在限定本发明的范围。本领域技术人员易而显见的、整体上与上述实施方式相一致的不同的变形都包括在本发明的范围内。对于本发明的唯一限定陈述在下面的权利要求中。
权利要求
1.一种可与一个或多个其他玩具构建元件互相连接的可扩展玩具构建元件，该可扩展玩具构建元件包括 适于使该可扩展玩具构建元件与一个或多个其他玩具构建元件互相连接的一个或多个奉禹接接头； 第一端部部件，该第一端部部件是空心的并具有开口端，从而限定出第一内腔； 第二端部部件，该第二端部部件是空心的并具有开口端，从而限定出第二内腔；和 位移元件，该位移元件用于可扩展地将第一端部部件连接到第二端部部件上； 其中所述可扩展玩具构建元件可在紧凑位置和至少一个扩展位置之间扩展， 其中当该可扩展玩具构建元件处于紧凑位置时，第一端部部件的开口端邻接第二端部部件的开口端，从而使得位移元件被完全地包围在第一内腔和第二内腔内；和 其中当该可扩展玩具构建元件处于至少一个扩展位置时，第一端部部件的开口端从第二端部部件的开口端分开，从而至少部分地从第一内腔和第二内腔的每个露出该位移元件；和 其中当该可扩展玩具构建元件处于紧凑位置和至少一个扩展位置的至少一个中时，该可扩展玩具构建元件可与一个或多个其他玩具构建元件互相连接。
2.根据权利要求1所述的可扩展玩具构建元件，其中所述一个或多个耦接接头分别独立地选自柱和成形用于可松开地耦接该柱的凹口 ；其中所述柱适于可松开地耦接所述一个或多个其他玩具构建元件上互补的凹口，而所述凹口适于可松开地耦接所述一个或多个其他玩具构建元件上互补的柱。
3.根据权利要求1所述的可扩展玩具构建元件，其中所述位移元件包括可旋转元件，其适于可旋转地连接第一端部部件的内表面和第二端部部件的相对的内表面。
4.根据权利要求3所述的可扩展玩具构建元件，其中所述位移元件还包括连接到第一端部部件的内表面上的第一齿条和连接到第二端部部件的相对的内表面上的第二齿条；并且其中所述旋转元件是适于可旋转地连接所述第一齿条和所述第二齿条的每个的齿轮。
5.根据权利要求3所述的可扩展玩具构建元件，其中所述位移元件还包括具有第一接收槽的第一板和具有第二接收槽的第二板，并且所述可旋转元件还包括第一圆柱形部和第二圆柱形部，该第一圆柱形部接收在第一接收槽中，而第二圆柱形部接收在第二接收槽中，该第一板连接到第一端部部件和第二端部部件的一个上，而第二板连接到第一端部部件和第二端部部件的另一个上。
6.根据权利要求4所述的可扩展玩具构建元件，其中所述位移元件还包括具有第一接收槽的第一板和具有第二接收槽的第二板，并且所述可旋转元件还包括第一圆柱形部和第二圆柱形部，该第一圆柱形部接收在第一接收槽中，而第二圆柱形部接收在第二接收槽中，该第一板连接到第一端部部件和第二端部部件的一个上，而第二板连接到第一端部部件和第二端部部件的另一个上。
7.根据权利要求1所述的可扩展玩具构建元件，其中所述位移元件是具有第一凸轮端和第二凸轮端的凸轮，该第一凸轮端可枢转地连接到第一端部部件，而第二凸轮端可枢转地连接到第二端部部件。
8.根据权利要求1所述的可扩展玩具构建元件，其中所述第一端部部件的开口端包括第一保持凸缘，而第二端部部件的开口端包括第二保持凸缘，并且位移元件是带凸缘的梁，该带凸缘的梁具有第一端外周凸缘和第二端外周凸缘，该第一保持凸缘用于将第一端外周凸缘保持在第一内腔中，而第二保持凸缘用于将第二端外周凸缘保持在第二内腔中。
9.一种套装,包括多个可互相连接的玩具构建元件，所述可互相连接玩具构建元件包括至少一个根据权利要求1所述的可扩展玩具构建元件。
全文摘要
本发明公开了一种可与一个或多个其他玩具构建元件互相连接的可扩展玩具构建元件，该可扩展玩具构建元件具有一个或多个耦接接头，所述耦接接头适于使该可扩展玩具构建元件与另一个构建元件互相连接。该可扩展玩具构建元件具有带开口的末梢端从而限定出第一内腔的空心的第一端部部件，带开口的末梢端从而限定出第二内腔的空心的第二端部部件；和用于将第一端部部件可扩展地连接到第二端部部件上的位移元件。该可扩展玩具构建元件可在紧凑位置和至少一个扩展位置之间扩展。
文档编号A63H33/08GK103028263SQ201210369579
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月27日 优先权日2011年9月29日
发明者D·L·麦克唐纳 申请人:斯平玛斯特有限公司