专利名称：带有活动接头的玩具造型的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及可活动的玩具造型，特别涉及带有大量特殊活动零件的玩具造型，从而给造型提供逼真的视觉和感觉。
背景技术：
现在已经知道有带活动肢干的玩具造型。但由于制造和组装完整的玩具造型较昂贵，因此，带有大量活动肢干的玩具造型并不广泛应用。此外，当玩具造型的全长减少到约10-12英寸以下时，由于制造小肢干和在小肢干上安装许多可活动零件较困难，因此制造和组装费用大量增加。给相当小的玩具造型提供许多活动零件的另外一个问题与制造小的接头有关，因为这些接头必须是耐用的和具有高精度公差，以便在接头的活动表面之间提供足够的、适当操纵接头所需的摩擦。此外，还有一个长久以来就有的目的，就是在将任何不希望有的间隙降低到最小程度的情况下将活动肢干逼真地连接到相邻的躯干部分上，从而使活动造型的外表面具有相当连续和逼真的外观。
发明内容
因此，最好提供一种带有许多活动肢干的玩具造型，这些活动肢干具有改进的、使用寿命增加的接头结构，以便能变换出许多逼真的姿态。最好还提供一些方法，它能减少组装各种尺寸、包括小尺寸和具有活动肢干的玩具造型所需要的时间和工作量。最好再提供各种全长小于10英寸并能提供改进的接头操纵的玩具造型。此外，还希望制造带有弹性的活动肢干和躯干部分的玩具造型，且该躯干部分的外表面无螺钉或其它可见的紧固件，在连接部件之间只有很小的间隙。
本发明提供一种具有活动肢干、而该活动肢干具有大量接头的玩具造型。本发明的玩具造型包括一个或一个以上的可枢转连接的零件，该零件具有用第一材料、较佳的是第一热塑性材料制成的第一接头件，以及用第二热塑性材料制成的第二接头件，第二热塑性材料具有比第一热塑性材料熔点低的熔点。第一和第二接头件在本发明的注塑方法里当场可枢转地互相连接。这样，按照本发明的一个方面，本发明包括在一种注塑工艺里当场连接第一接头件和第二接头件的方法，其中，第一接头件用第一材料形成，第二接头件用一种是热塑性材料的第二材料形成，将第一接头件插入注塑模的预定位置上，并作为一插入件，然后，注塑第二热塑性材料，形成环绕着第一接头件的第二接头件，且两者可枢转地连接。在一较佳实施例里，第一热塑性混合物是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)，第二热塑性混合物是具有约160℃熔点的聚氯乙烯(PVC)混合物，它们的熔点相差至少约70℃。
图1是局部剖视的、表示具有本发明特征的玩具造型的前视图；图2是图1所示玩具造型的立体分解图，它描述了玩具造型的头部、躯干和左侧肢干，可以想见，右侧肢干与左侧肢干是对称的；图3是图1所示玩具造型中的零件的立体分解图，它包括自肩部延伸至该组件前面的手肘的左臂组件，以及在图示的超声波焊接装置里进行超声波焊接；图4是图1所示玩具造型中的上部躯干、头/头接头、左臂和右臂组件、以及躯干接头在组装和超声波焊接前的立体分解图；图5是图4所示的组装步骤完成后的上部躯干、下部躯干、以及左腿和右腿组件在组装和超声波焊接、以制成图1所示的玩具造型前的立体分解图；图6是在现场注塑过程中作为插入件使用的第一接头件的立体图，其中，该插入件与第二接头件可枢转地连接，以形成图1所示玩具造型中的可枢转的左臂；图7是图8中的插入件的剖视图，它与第二接头件连接，并包括一枢销，它正在一注塑模里成形，为清楚起见，部分模具被去掉；图8是用图7所示的注塑模制成的、可枢转连接的第一和第二接头件的立体图，它用虚线表示图6所示插入件(第一接头件)的位置和连接；图9是一插入件的立体图，该插入件提供与图1所示玩具造型中的躯干接头对应的、本发明的球窝接头的球体；图10是图9中的插入件的剖视图，它与一承窝连接，并正在一注塑模里成形，为清楚起见，部分模具被去掉；图11是用图10所示的注塑模制成的球窝接头的立体图，它用虚线表示图9所示插入件(第一接头件)与球窝接头的承窝(第二接头件)本体连接位置；图12是用于图1所示玩具造型中的手/手腕的插入件的立体图；图13是按照本发明的方法、(与图12中的插入件一起)用来成形左手的手指件和枢销的立体分解图；图14是本发明一造型中的左手的诸手指件的立体图，其中，各手指件在注塑制成左手前可枢转地安装在一枢销上；图15用本发明的注塑方法制成的、图1所示玩具造型中的左手的立体图；以及图16是图12和14中的插入件与本发明玩具造型中的左手连接的剖视图，它正在一注塑模里成形，且为清楚起见，部分模具被去掉。
具体实施例方式
参看图1，它显示了用标号10表示的一玩具造型。玩具造型10包括躯干12和包括左臂14、右臂16、左腿18和右腿20、以及头部22的诸肢干。
在图1中以不同取向表示的左臂14和右臂16包括用标号24、42、58、66、80和102表示的许多臂部件。这些臂部件分别在接头14a、14b、14c、14d、14e和14f，以及16a、16b、16c、16d、16e和16f处互相连接，以提供活动的左臂14和右臂16。由于两臂14和16、两腿18和20、以及它们的零件是互相对称的，因此，我们将详细描述左臂14和左腿18，而对应的右臂16和右腿20的结构和组装是相同的。
首先参看图1和2，第一臂部件24具有一球形顶部26和从其上下垂并与其一体形成的短柱身26a，它们提供左肩的外形，且大约是上臂的1/3以上。球形体26有一通向第一臂部件24内部的弓形开口27。具有杠杆臂28的接头件25在接头14a处可枢转地安装在第一臂部件24上。杠杆臂28的一端终止于圆盘30，另一端终止于环31。环31有一安装接头件25的孔。杠杆臂28的环31延伸通过弓形开口27，并可枢转地安装在形成于第一臂部件上的枢销33(下面介绍)上。
这种将接头件25安装在躯干12里的方法将容许第一臂部件24在接头14处绕大约90°的弧线A枢转。这样，当第一臂部件24安装在躯干12上时，如下面将更详细描述的，臂部件24将能够在躯干的臂孔36里枢转，这样，第一臂部件上的球形体26的外表面和臂孔36的圆形边缘38之间的间隙在第一臂部件24沿弧线A的所有位置上都是很小的。
第一臂部件24还包括一通过短轴34与短柱身26a的底表面间隔开的圆盘32，第一臂部件24通过圆盘32与第二臂部件42可转动地连接。如图2所清楚显示的，第二臂部件42具有互补的第二臂部件外壳42a和42b，它们通过在第二臂部件外壳42a上的、并具有一孔52的圆柱销50接纳自第二臂部件外壳42b内表面延伸的组装销54而互相固定。在组装第二臂部件外壳时，第一臂部件上的圆盘32位于对应的圆形内腔46里，而短轴34延伸通过在第二臂部件42顶壁44上的孔，该孔是由顶壁44上的、互补的半圆缺口48a和48b形成的。由于圆盘32位于内腔46里并抵顶着顶壁44的内表面44a，第二臂部件42可相对第一臂部件24在接头14b处环绕短轴34转动360°。此外，第二臂部件外壳42a有一沿第二臂部件42的、靠近圆柱销50的弯曲体表面延伸的弓形开口56，如下面所述的，该开口将容许在接头14c处的活动。
左臂14还包括作双枢转件用的第三臂部件58。第三臂部件58具有一板60，在板的相对两端，孔62和64横向延伸通过。第三臂部件58通过孔62与第二臂部件42上的圆柱销50连接，从而提供接头14c(枢转接头)。
左臂14还包括第四臂部件66，它在接头14d处与第三臂部件58可枢转地连接。第四臂部件66包括互补的第四臂部件外壳66a和66b。第四臂部件外壳66a上设有圆柱销68，它延伸通过孔64，从而提供枢转运动。圆柱销68上有一可与第四臂部件外壳66b上的、互补的组装销71配合的孔70。从图1和2上可看到，第四臂部件66在结构和功能上类似于第二臂部件42，只是其全长较短并与第二臂部件42的取向相反。这样，第四臂部件66具有一圆形内腔72(类似于圆形内腔46)和一底壁74，底壁74限定两半圆缺口74a和74b，而两半圆缺口形成一与内腔72连通的孔76。
这样，通过将圆柱销68插入第三臂部件58上的孔64而将第四臂部件66连接在第三臂部件58上，并提供接头14d。由此可见，第三臂部件58提供了一双枢转件，它容许第二臂部件42和第四臂部件66分别在接头14c和14d处单独地相对第三臂部件58枢转。
当第二臂部件和第四臂部件相对枢转时，各臂部件可枢转约90°的弧度(用B和C表示)，这样，第二和第四臂部件总的可相对枢转约180°，使第三臂部件起类似肘节的作用。由于第三臂部件58作双枢转件用，而自然人的肘节具有单枢转接头，故第二和第四臂部件互相隔开。
最好参看图1，当左臂14完全沿纵向延伸时，第三臂部件58紧靠在第二臂部件42底部上的弓形开口56的端壁56a上和形成于第四臂部件的弓形开口78上的端壁78a上，从而提供一连续的外侧臂表面。第三臂部件58上设有自外侧边缘83向外延伸并略微向下弯曲的翼状延伸部分80，以便充填由于第二和第四臂部件42和66在第三臂部件58的相反端枢转安装引起的间隙，从而确保活动的左臂14具有环绕第三臂部件58的全范围运动。这样，翼状延伸部分将容许臂14呈现出相当连续的外侧臂表面，而第二和第四臂部件42和66在不会与枢转的臂部件干扰的情况下与第三臂部件58连接。
左臂14还包括第五臂部件80，它通过下臂接头件82在接头14e处与第四臂部件66可转动地连接。接头件82包括一圆盘84和一板86，它们通过一短轴88互相隔开。第五臂部件80包括互补的外壳80a和80b，第五臂部件外壳80a具有带孔92的圆柱销90，它与自互补的第五臂部件外壳80b上延伸出来的组装销94配合。第五臂部件80还具有一圆形内腔96和一带孔100的顶壁98，通过孔100可与内腔96连通。从图1和2可清楚地看出，第五臂部件80和第四臂部件66在结构和操作上除了尺寸略有不同外基本上是相同的。当第四和第五臂部件66和80通过下臂接头件82在接头14e处可转动地连接时，第四和第五臂部件66和80在它们的各自壁74和98处紧密配合，此时，短轴88延伸通过孔76和100，而圆盘84坐在壁74的内表面上，板86坐在壁98的内表面上。这样，第四和第五臂部件66和80可环绕轴88相对转动360°，而圆盘84在内腔72里转动。
左手102(下面将详细讨论)包括一具有中心孔106的环。环104通过轴110与左手102的底壁108间隔开。通过将环104安装在圆柱销90上，使左手102在接头14f处可枢转地连接第五臂部件80上，此时，轴110延伸通过在臂部件80上的弓形开口91。因此，左手102在圆柱销90上枢转。
左腿18包括许多腿部件，它们在一系列接头处互相连接，以提供结构和运动与上述臂14对应的活动腿。这样，腿18包括第一、第二、第三、第四和第五腿部件124、142、158、166和180，它们与左臂部件24、42、58、66和80，以及右臂部件24r、42r、58r、66r和80r和右腿部件124r、142r、158r、166r和180r类似。
参看图1和2，第一腿部件124具有一球形顶部126和从其上下垂并与其一体形成的短柱身126a，它们提供左臀部的外形，且大约是上腿的1/3以上。球形体126有一通向第一腿部件124内部的弓形开口127。具有杠杆臂128的接头件125在接头18a处可枢转地安装在第一腿部件124上。杠杆臂128的一端终止于圆盘130，另一端终止于环131。环131有一安装接头件125的孔。杠杆臂128的环131延伸通过弓形开口127，并可枢转地安装在形成于第一腿部件上的枢销133(下面介绍)上。
这种将接头件125安装在躯干12里的方法将容许第一腿部件124在接头18a处绕大约90°的弧线D枢转。这样，当第一腿部件124安装在躯干12上时，如下面将更详细描述的，腿部件124将能够相对躯干12枢转，这样，第一腿部件上的球形体126的外表面和腿孔136的圆形边缘138之间的间隙在第一腿部件124沿弧线D的所有位置上都是很小的。
第一腿部件124还包括一通过短轴134与短柱身126a的底表面间隔开的圆盘132，第一腿部件124通过圆盘132与第二腿部件142可转动地连接。如图2所清楚显示的，第二腿部件142具有互补的第二腿部件外壳142a和142b，它们通过在第二腿部件外壳142a上的、并具有一孔152的圆柱销150接纳自第二腿部件外壳142b内表面延伸的组装销154而互相固定。在组装第二腿部件外壳时，第一腿部件上的圆盘132位于对应的圆形内腔146里，而短轴134延伸通过在第二腿部件142顶壁144上的孔，该孔是由顶壁144上的、互补的半圆缺口148a和148b形成的。由于圆盘132位于内腔146里并抵顶着顶壁144的内表面144a，第二腿部件142可相对第一腿部件124在接头18b处环绕短轴134转动360°。此外，第二腿部件外壳142a有一沿第二腿部件142的、靠近圆柱销150的弯曲体表面延伸的弓形开口156，如下面所述的，该开口将容许在接头18c处的移动。
左腿18还包括作双枢转件用的第三腿部件158。第三腿部件158具有一板160，在板的相对两端，孔162和164横向延伸通过。第三腿部件158通过孔162与第二腿部件142上的圆柱销150连接，从而提供接头18c(枢转接头)。
左腿18还包括第四腿部件166，它在接头18d处与第三腿部件158可枢转地连接。第四腿部件166包括互补的第四腿部件外壳166a和166b。第四腿部件外壳166a上设有圆柱销168，它延伸通过孔164，从而提供枢转运动。圆柱销168上有一可与第四腿部件外壳166b上的、互补的组装销171配合的孔170。从图1和2上可看到，第四腿部件166在结构和功能上类似于第二腿部件142，只是其全长较短并与第二腿部件142的取向相反。这样，第四腿部件166具有一圆形内腔172(类似于圆形内腔146)和一底壁174，底壁174限定两半圆缺口174a和174b(用虚线表示)，而两半圆缺口形成一与内腔172连通的孔176。
这样，通过将圆柱销168插入第三腿部件158上的孔164而将第四腿部件166连接在第三腿部件158上，并提供接头18d。由此可见，第三腿部件158提供了一双枢转件，它容许第二腿部件142和第四腿部件166分别在接头18c和18d处单独地相对第三腿部件158枢转。
最好参看图1，当左腿18完全沿纵向延伸时，第三腿部件158紧靠在第二腿部件142底部上的弓形开口156的端壁156a上和形成于第四腿部件的弓形开口178上的端壁178a上，从而提供一连续的外侧腿表面。
当第二腿部件和第四腿部件相对枢转时，各腿部件可枢转约90°的弧度(类似于弧线C和D)，这样，第二和第四腿部件总的可相对枢转约180°，使第三腿部件起类似肘节的作用。由于第三腿部件158作双枢转件用，而自然人的肘节具有单枢转接头，故第二和第四腿部件互相隔开。为了在第二和第四腿部件142和166安装在第三腿部件158上时充填在第二和第四腿部件142和166外表面上的间隙，第三腿部件158上设有自第三腿部件158的外侧边缘183向外延伸并略微向下弯曲的翼状延伸部分180，以便充填第二和第四腿部件142和166之间的间隙，从而确保活动的左腿18具有环绕第三腿部件158的全范围运动。这样，翼状延伸部分将容许腿18呈现出相当连续的外侧腿表面，而第二和第四腿部件142和166与第三腿部件158连接。
左腿18还包括第五腿部件180，它通过圆盘184在接头18e处与第四腿部件166可转动地连接，圆盘184通过一短轴188与第五腿部件180隔开。第五腿部件180具有在它下部延伸通过的孔190。当第四和第五腿部件166和180通过将圆盘184插入第四腿部件166的内腔172而在接头18e处可转动地连接时，第四和第五腿部件166和180在它们的各自壁174和198处紧密配合，此时，短轴188延伸通过孔176，而圆盘184坐在壁174的内表面上。这样，第四和第五腿部件166和180可环绕轴188相对转动360°，而圆盘184在内腔172里转动。
左脚202包括L形左脚外壳202a和202b。左脚外壳202a有一在“L”上部的、具有孔206的枢销204，和一在“L”底部终端处的、具有孔210的枢销208。左脚202还具有大脚趾件210和较小的脚趾件212，它们各具有邻近端210a和212a，以及横向延伸的孔210b和212b。脚趾件可枢转地安装在枢销208上，而第五腿部件180安装在枢销204上。左脚外壳202b通过其上的销钉214和216与孔206和210配合安装而与左脚外壳202a连接。
仍参看图1和2，躯干12包括一上躯干250和一下躯干252，它们在接头12a处可枢转地和可转动地互相连接。如图1所显示的，上躯干250具有一缩小的下端256，下端256由一逐渐削尖的壁258限定，而壁258具有一轴环，它部分地位于下躯干252的上孔260里。因此，上孔260基本为圆形，以便接纳上躯干250的缩小端256，这样，当上躯干250通过身体接头254与下躯干252连接时，躯干12可活动。在一个具体的较佳实施例里，上躯干可相对下躯干在直立位置上左右枢转约30°(例如，各侧15°)，并可前后枢转约30°(向后5°和向前15°)，大致类似于环绕人的腰部的运动范围。身体接头254(它将在下面参考附图9-11详细介绍)作球窝接头用。
玩具造型10的头部22基本上是空的，较佳的是用现有技术中已知的滚塑技术、用诸如PVC的热塑性树脂制成。头部的底部261有一内卷的半圆球形底壁262，它限定一空腔263，而在半球的顶部有一通孔264。头部22通过头部接头件266固定在上躯干250上，头部接头件266有一球形体，其上部267支承着一蘑菇形固定件270，固定件270的大小和形状使其可与通孔264扣接并位于头部22的内腔里，而头部接头件266的上部267位于空腔263里。接头件266有一第二固定圆盘269(类似接头件25上的圆盘30)，它利用下面将要描述的连接杠杆臂25和第一臂部件24的类似方法，通过杠杆臂274可枢转地连接在接头件266里，并与缝槽280连接。当头部22连接在躯干12上时，头部22可环绕着位于头部接头件266里的枢转接头(类似于第一臂部件24里的枢转接头)枢转，并环绕着圆盘269转动。这样，头部22可相对于躯干250旋转和点头。
躯干250包括若干缝槽280，以便可转动地安装左臂14、右臂16和头部22。现在介绍左臂14的安装，但应该知道，右臂16和头部22也是这样安装的。参看图4，左臂14通过将圆盘30安装在安装结构里而连接在上躯干250上，而该安装结构包括由直立的、平行间隔的壁282和284形成的缝槽280。壁284有一沿着其暴露边缘的半圆形切口286，而壁282的内表面290上有一水平延伸的直立隆起缘288。第一臂部件24上的圆盘30有一凹槽37，它与隆起缘288互补，当圆盘30在缝槽280里转动时，凹槽30作掣子用。躯干外壳250a上设有互补的安装结构(未画出)。这样，当互补的上躯干外壳250a和250b沿边缘紧密配合时，互补的安装结构包括直立的壁，它们互相靠近形成供第一臂部件24上的圆盘30用的固定座，而臂部件24上的轴28延伸通过壁上的半圆形切口286，从而使左臂14可转动地安装在上躯干250上。固定在轴上的圆盘(例如，固定在轴28上的圆盘30)和固定座(例如，缝槽280，而壁284具有一孔，以便可转动地安装圆盘30)是互补的接头件或固定装置的一个例子，它包括一可转动的接头，而该接头可用来连接玩具造型10的相邻身体部件。
上躯干250和下躯干252在接头12a处通过身体接头件254互相连接，而身体接头件254具有一矩形体300，它带有一对在矩形体300侧壁304上横向延伸的轨道302。身体接头件254还包括一可转动和可枢转地安装在矩形体300里的球形件306，球形件306有一从其上下垂的、并与一板310连接的轴308。
身体接头件上的矩形体300通过安装结构281安装在躯干250里，这与前面描述的将第一臂部件24上的圆盘30安装在缝槽280里不同。安装结构280具有一有一半圆形切口314的底壁312。底壁312与一对直立的、平行间隔的侧壁316连接，侧壁316具有互补的矩形切口318。将身体接头件254上的矩形体300安装在底壁312上，使凹口318与身体接头件上的轨道302啮合，而轴308延伸通过通过切口314和上躯干250底部上的开口。
下躯干252具有另一种类型的安装结构283，它包括一顶板320，而顶板320的边缘上有一半圆形的切口322。顶板320有一对平行的增强侧壁324，以便有助于在结构上支承顶板320。互补的顶板和增强侧壁形成于下躯干外壳252a和252b上，当外壳252a和252b沿边缘紧密配合时，顶板互相邻接，而使板310位于顶板320之下。轴308的长度最好是预定的，这样，当矩形体300位于底壁312上，而板310位于顶板320下时，上躯干的缩小端部256可枢转并可转动地位于下躯干252的基本圆形的上孔260里。
参看图3，玩具造型10的组装是通过利用超声波焊接装置分步连接玩具造型10的肢干和躯干零件进行的。超声波焊接装置包括一底座350和一超声波凹模352，它们以相当高的频率、例如20kHz-40kHz的频率共振，且输出功率从约1000瓦到约4000瓦，以加热在超声波焊接装置里的零件的表面，使塑料零件的表面沿边缘焊接在一起。如现有技术中已知的，超声波焊接装置的输出功率的持续时间可以控制，以确保要邻接表面之间的良好焊接。
参看图3-5，在本发明的一个较佳实施例里，超声波焊接组装经过一系列的步骤将肢干部件连接成活动的肢干分组件，再将肢干分组件互相连接以形成完整的肢干，然后将完整的肢干连接在上下躯干250和252上，并使上下躯干250和252互相连接。
如图3所示，将臂部件外壳42a插入超声波底座350里，并通过将圆盘32插入内腔46里而与第一臂部件24连接。通过板60上的孔62，第三臂部件58与臂部件外壳42a上的圆柱销50连接，而臂部件外壳42b沿边缘与互补的臂部件外壳42a紧密配合，且组装销54位于圆柱销50的孔52里。当臂部件外壳42a和42b互相紧密配合时，圆盘32(由此使第一臂部件24)可转动地位于第二臂部件42的内腔46里，而第三臂部件58可枢转地安装在第二臂部件42的圆柱销50上。然后，施加超声波能，在不影响上述转动和可枢转连接的情况下，沿边缘焊接(较佳的是由ABS形成的)臂部件42a和42b。这样形成的组件是第一左臂分组件。
在组装左臂的下一步骤里，将第四臂部件66的臂部件外壳66a和66b合在一起，以便进行超声波焊接，此时，第一左臂分组件已连接好(在上述超声波焊接步骤里完成)，通过使圆柱销68延伸通过自第一左臂分组件延伸的第三臂部件58上的孔64，而使组装销71被接纳在孔70里，且使下臂接头件82上的圆盘84插入内腔72里。在完成第二超声波焊接步骤之后，形成第二左臂分组件，在第三超声波焊接步骤里，它与第五左臂部件80和左手102连接。在第三超声波焊接步骤里，臂部件外壳80a和80b沿边缘紧密配合，并基本上如上面所述的那样焊接，从而使下臂接头件82上的板86位于内腔96里，使环104可枢转地位于圆柱销90上。在第三超声波焊接步骤之后，完成左臂14的安装。
左腿的组装按基本上相同的方法、即利用上面所述的组装左臂的三个超声波焊接步骤进行。由此，参看图1和2，在步骤(1)中，通过一次超声波焊接步骤将第一左腿部件124、左腿部件外壳142a和142b、以及第三左腿部件158连接在一起，并提供第一左腿分组件；在步骤(2)中，通过另一超声波焊接步骤，并通过使自第一左腿分组件延伸的第三腿部件158上的孔164与左腿部件外壳166a上的圆柱销168连接，以及使圆盘184插入内腔172，而将第一左腿分组件连接在第五腿部件180上，形成第二左腿分组件；在步骤(3)中，脚趾件210和212可枢转地安装在枢销208上，而枢销204延伸通过第五左腿部件180上的孔190，使腿部件外壳202a和202b沿边缘合在一起，并在超声波焊接前使销钉214和216分别位于孔206和210里，由此，既连接第二左腿分组件，又连接脚趾件210和212，最终形成左腿18。
用与左臂14和左腿18相同的方法组装右臂16和右腿20。
现在参看图4，通过将圆盘30插入缝槽280里，使左臂14和右臂16连接在上躯干250里。通过将圆盘269插入缝槽280里连接头部22(先连接在头部接头件266上)。并且，使身体接头件254上的矩形体300位于底板312上，使轨道302位于侧壁316的凹口318里。然后，沿边缘对齐上躯干外壳250a和250b，使互补的缝槽位于各臂孔附近，并在躯干顶部和底部开孔，以便邻接头部接头件266和身体接头件254，并连接(臂14和16上的)圆盘30和(头部22上的)圆盘269和(身体接头件254上的)轨道302，然后进行超声波焊接，形成具有左臂14、右臂16、头部22和身体接头件254的上躯干250。
参看图5，通过(1)将板310置于顶板320下面，并使轴308延伸通过半圆形切口322，以及(2)将圆盘130置于由下躯干壁336和338限定的内腔330里，并使轴128延伸通过下躯干252上的切口332和334。在取向时，使第一腿部件124和124r的球形外壁126和126r嵌入下躯干252的中凹侧壁336和338里。然后，使下躯干外壳252a和252b沿边缘紧密配合，并通过超声波焊接而互相连接，从而与上躯干250和左右腿18和20连接，完成玩具造型10的组装。
按照本发明的另一方面，本发明必然伴有一种注塑法，以便提供一种接头，使第一接头件可枢转地与第二接头件连接。该方法包括以下步骤(1)将具有基本是圆形孔的第一部分的第一接头件插入一注塑模，该注塑模有内壁，该内壁限定一至少形成第二接头件的型腔，然后，将第一接头件置于注塑模里，使第一部分与模具壁保持间隔关系，而第一接头件的第二部分在模具型腔的外面；以及(2)在适当的注塑条件下将热塑性混合物注入模具型腔，使热塑性混合物充满型腔，包裹第一接头件的第一部分，充填其中的孔，从而形成一包括带有当场注塑的枢销的第二接头件的接头，该枢销使第一接头件与第二接头件可枢转地连接，其中，注塑步骤是在不会不利地影响第一接头件的形状和结构完整性的注塑条件下进行的。
按照本发明的还有一个方面，本发明必然伴有一种注塑法，以便制造一种球窝接头，使第一接头件与第二接头件可枢转地连接，该方法包括以下步骤(1)将一具有圆球体第一部分的接头件插入一注塑模，该注塑模有内壁，该内壁限定一至少形成第二接头件的型腔，将第一接头件放入注塑模时，使圆球体的大部分与模壁保持间隔关系，而第一接头件的圆球体的小部分在模具型腔的外面；以及(2)在适当的注塑条件下将热塑性混合物注入模具型腔，使热塑性混合物充满型腔，包裹第一接头件的的圆球体的大部分，充填其中的孔，从而形成一包括球窝的第二接头件，该球窝使第一接头件与第二接头件可枢转地连接，其中，注塑步骤是在不会不利地影响第一接头件的形状和结构完整性的注塑条件下进行的。
术语“适当的注塑条件”指的是现有技术中已知的温度、时间和压力条件，它们容许将可流动的热塑性混合物导入注塑模的型腔，从而充满型腔。如本技术领域的技术人员知道的，这种适当的注塑条件可根据选定的热塑性材料而按常规确定。此外，短句“不会不利地影响第一接头件的注塑条件”指的是温度、时间和压力条件，少了这些条件，将会使具有通孔的的第一接头件或包括圆球体的第一接头件熔化、扭曲，或与第二接头件融合，从而使第一接头件和第二接头件不会适当地相对枢转。
在枢转地连接第一接头件和第二接头件的本发明方法里，较佳的是使用立式注塑机，因为这样可在注塑过程中较容易地对插入的零件进行定位和固定。然而，也可使用其它的注塑装置，诸如传统的卧式注塑机，但需使用适当设计的模具。
在本发明的注塑过程中，第一刚性接头件是用第一材料制成的，该第一材料具有比第二接头件高的熔点。第一材料可以是任何适于作插入零件的适当材料，如塑料、金属等等，只要该第一材料具有显著高于在要求保护的工艺里使用的第二热塑性材料熔点的熔点。然而，第一接头件和第二接头件最好分别由第一和第二热塑性材料制成。此外，第一接头件最好是注塑而成的。
在一个具体的较佳实施例里，第一热塑性材料将具有至少比第二热塑性材料高约30℃的熔化温度。更佳的是，第一热塑性混合物具有比第二热塑性材料高约50℃到约300℃的熔化温度，而最好具有比第二热塑性材料高约70℃到约140℃的熔点。适当的第一热塑性材料可具有在200℃到350℃范围内的熔点，而适当的第二热塑性材料可具有在140℃到180℃或更高范围内的熔点。较佳的第一热塑性混合物包括具有约300℃熔点的聚碳酸酯，具有约300℃熔点的尼龙，具有约230℃熔点的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)，具有约260℃熔点的聚甲醛树脂(POM)(例如商标名称为Celcon的POM)，等等。较佳的第二热塑性混合物包括具有约160℃熔点的聚氯乙烯或Kraton(一种丁苯橡胶的商标名称，一种合成橡胶混合物)。在本发明的具体的较佳实施例里，第一塑料混合物是ABS，而第二塑料混合物是PVC。
由此，可令人欣喜地看到，第二塑料混合物与第一塑料混合物相比是相当柔软，而第一和第二接头件之间的显著的摩擦系数既容许它们相对运动，又能确保它们在新的相对位置上保持不动。这同样也可应用于其它配对的接头件(包括分别形成，然后组装的接头件)，以便形成玩具造型10的枢转接头和旋转接头。
参看图6-8，它们介绍了本发明注塑方法的一个实施例。图6显示了一插入件25’，它包括环31和圆盘30’，环31上具有通孔35，圆盘30’上具有沿圆盘外周边缘30e切割出的锁闩380。环31和圆盘30’在杠杆臂28的两端。环35具有向通孔35中心突出的键382。键382用来增加环31与(在本发明的注塑方法里形成的)枢销33之间的枢转摩擦。锁闩380可防止在圆盘30’和在注塑过程中形成于圆盘30’上的圆盘30之间的相对运动。
参看图7，将第一接头件25’(较佳的是用ABS制成)放在立式注塑模388里，模具388沿线389分开，杠杆臂28的一部分和环31延伸进入模具388的第一型腔390，而杠杆臂28的又一部分和带锁闩的圆盘部分延伸进入模具388的第二型腔392。如图所示，杠杆臂的中间部分位于模具388里，它既不与第一型腔390连通，又不与第二型腔392连通。本技术领域的技术人员应该明白，用来充填第一型腔390和第二型腔392的第二热塑性混合物是在注塑条件下，利用与第二型腔连通的浇道391和与第一型腔连通的浇道(未画出)注塑的。
图8显示了在完成注塑工艺后的第一臂部件24，它带有用虚线表示的、被在注塑步骤中使用的第二热塑性混合物包裹的环31的一部分和圆盘30’。如图7所示，当场形成的枢销33通过环31上的孔35。
可以看到，右臂部件24r、左腿部件124和带有右腿部件124r是用相同的方法形成的。
图9-11显示了用来制造球窝身体接头254的本发明注塑工艺的一个实施例。身体接头254包括第一接头件450(见图9)和第二接头件300，它们可相对枢转和旋转。第一接头件450包括球形件306和板310，它们互相间隔地位于轴308的两端。第一接头件450是用第一热塑性材料、较佳的是ABS制成的。如图10所示，将第一接头件450插入模具460，使球形件306的大部分(至少大于其表面积的一半，较佳的是大于其表面积的75％)位于模具型腔462里，使球形件306的小部分(小于其表面积的一半)、以及轴308和板310位于模具460里，它们不与模具型腔462连通。在注塑步骤中，将第二热塑性材料注入模具型腔462里，以形成第二接头件300，第二接头件300具有环绕球形件306外表面形成的内表面，从而形成身体接头254的球窝。图11显示了制成的身体接头254，它带有位于身体接头254的矩形体300内的大部分球形件306(用虚线表示)。
按照本发明的另一方面，本发明必然伴有一种方法，以制造具有可枢转的手指的身体部件、诸如具有可枢转的手指件400、402和404的玩具造型10的手102。参看图12-16，本发明的这个实施例使用注塑方法，以便当场将包括注塑的手指件400、402和404的插入件组装成一可活动的接头。这些手指件各由第一热塑性材料、较佳的是ABS注塑而成的，它们呈现出在常态位置上的、放松的手指形状。手指件400、402和404各具有带孔400b、402b和404b的基部端400a、402a和404a，一枢销406横向延伸通过各孔，使手指件400、402和404可枢转地安装在该枢销上，如图14所示。可枢转地安装的手指件位于枢销136的中间，它们与枢销的各端(即，手指件400和枢销头部408之间，以及手指件404和枢销紧固件410之间)有间隙。如图13和14所示，手指件的基部端400a、402a和404a具有一小于枢销406长度的组合宽度。这种将手指件400、402和404可枢转地安装在枢销406上的结构构成第一接头件(利用可枢转地安装在枢销136上)，作为注塑左手102的插入件。此外，将手腕接头件412(较佳的是用ABS制成)作为用来注塑左手的第二插入件，它包括一端固定在圆盘416上、另一端固定在环418上的轴414。环418具有通孔420和防止环相对(用第二热塑性材料制成的)孔衬套424转动的凹口422，孔衬套424是在一注塑步骤中(参看图16)注塑在环上的。在组装左臂14过程中，当将左手102可枢转地安装在第四臂部件80的枢销90上时，孔衬套424可增加枢转摩擦，从而防止在接头14f处的不希望出现的移动。参看图1和2。
如图16所示，在一立式注塑步骤中制成左手102，其中，枢销406的露出端(包括头部408和紧固件410)和手腕接头件412互相相对地插入模具430里，模具430具有大小和形状正好形成带拇指438的左手102的手掌436的第一型腔432。手掌部分436(其形状由模具的形状限定)环绕着枢销406形成，并与枢销406固定(较佳的是包裹着枢销头部408和紧固件410)，以便将手指件可枢转地固定在手掌部分436上，手掌部分还环绕着手腕接头件412的轴414和圆盘416形成。第二型腔434限定孔衬套424的表面，孔衬套424在注塑过程中与手掌部分436同步形成，以便制成左手102。注塑模430使手指件400、402和404不与注塑模的型腔连通，这样，用来形成手掌部分436的材料不会充填手指件之间的区域。然而，这种注塑的确可相对手指件400和406的外侧面400c和406c形成齐平表面，从而沿着枢销头部408和枢销紧固件410与枢销406固定。
申请人在上面描述了本发明。但对于本技术领域的技术人员来说，在申请人的描述范围内，其它的改进和变化是显而易见的，而这些改进和变化是在附后的权利要求书限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种具有躯干的玩具造型，包括一上躯干件，它具有缩小的下端；一下躯干件，其上端具有一圆形孔，以便安装所述上躯干件的缩小的下端；以及一球形接头，它具有一本体部件和可枢转地和转动地安装在该本体部件里的球形件，该球形件包括一从其自身延伸的轴，球形接头的本体部件安装在上躯干和下躯干之一上，由此安装上躯干件，并使其可枢转地和转动地位于下躯干件的圆形孔里。
2.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，球形接头的本体部件具有一对自它们相对侧横向延伸的轨道，上躯干包括互补的外壳，各外壳具有一对内部形成的、直立的壁，各壁具有在其边缘处的、与横向延伸的轨道之一啮合的凹口。
3.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，还包括一固定在轴端部的、横向对着其纵轴线取向的板，其中，下躯干包括互补的外壳，各外壳具有内部形成的壁，壁的边缘带有缺口，以便将球形接头的板端接纳在下躯干里。
4.一种玩具造型，包括(1)一躯干，它具有(a)一上躯干件，它具有一缩小的下端；(b)一下躯干件，其上端具有圆形孔，以便安装可枢转地和转动地设置在所述上躯干件的所述本体部件里的缩小的下端；以及(c)一球形接头，它具有一本体部件和一球形件，该球形件还包括一从其本身延伸的轴，球形接头的本体安装在上躯干和下躯干之一上，而球形接头的轴安装在上躯干和下躯干之另一上，这样，上躯干件可枢转地和转动地安装在下躯干件的圆形孔里；以及(2)至少一对肢干，各包括(a)将肢干安装在玩具造型躯干上的装置；(b)第一肢干部件，其近端具有一体形成的第一枢销，以便将第一肢干部件可枢转地连接在安装装置上，并在其远端具有一体形成的转动件；(c)第一对互补的外壳，以限定一第二肢干部件，其近端具有尺寸和形状能接纳转动件的内侧空腔，其远端具有内部一体形成的、互补的枢销和安装销钉；(d)一第三肢干部件，它是一细长件，具有带第一孔的第一端和带第二孔的第二端；(e)第二对互补的外壳，以限定第四肢干部件，其近端具有内部一体形成的、互补的枢销和安装销钉；其中，第二肢干部件的枢销被接纳在细长件的第一孔里，而第四肢干部件的枢销被接纳在细长件的第二孔里。
5.一种活动肢干，包括一末端肢干部件，它具有一从其近端延伸的、并终止于一具有一孔的环里的轴；以及一第二肢干部件，其远端具有形成于第二肢干部件内的内枢销，所述枢销能与所述孔啮合，以便可枢转地安装在末端肢干部件里。
6.如权利要求5所述的活动肢干，其特征在于，还包括一接头件，它自所述第二肢干部件的近端延伸，而所述接头件的远端被接纳在所述第二肢干部件的近端；一第三肢干部件，它可操作的连接在接头件的近端；以及所述第二和第三肢干部件之一具有尺寸和形状能转动地接纳接头件的一端的内侧空腔。
7.如权利要求5所述的活动肢干，其特征在于，第二肢干部件的远端具有一能允许轴的枢转运动的圆形孔。
8.如权利要求5所述的活动肢干，其特征在于，末端肢干部件还包括可枢转地安装在其远端的手指/足趾。
9.一种活动肢干，包括一末端肢干部件，其近端具有形成于所述末端肢干部件内的内枢销；一第二肢干部件，它自所述末端肢干部件的近端延伸，从而其远端通过所述内枢销可枢转地安装在所述末端肢干部件的近端内；以及一第三肢干部件，其远端具有尺寸和形状能转动地接纳所述第二肢干部件的近端的内侧空腔。
10.如权利要求9所述的活动肢干，其特征在于，末端肢干部件是由一对互补的外壳形成的。
11.如权利要求9所述的活动肢干，其特征在于，第三肢干部件是由一对互补的外壳形成的。
12.如权利要求9所述的活动肢干，其特征在于，一转动件设置在所述第二肢干部件的近端，而所述第三肢干部件的远端具有一内侧空腔，该内侧空腔的尺寸和形状可接纳所述转动件，从而使所述末端肢干部件能够相对所述第三肢干部件转动和枢转。
13.如权利要求9所述的活动肢干，其特征在于，一孔延伸通过所述第二肢干部件的远端，而所述枢销与所述孔啮合，从而将第二肢干部件的远端可枢转地安装在所述末端肢干部件的近端。
14.如权利要求9所述的活动肢干，其特征在于，所述末端肢干部件的近端具有一圆形孔，以便允许第二肢干部件的枢转运动。
15.如权利要求9所述的活动肢干，其特征在于，所述末端肢干部件还包括可枢转地安装在其远端的手指/足趾。
16.一种活动肢干，包括一末端肢干部件，它具有从其近端延伸的一轴，所述轴终止于一孔；一第二肢干部件，其远端具有形成在第二肢干部件内的内枢销，所述枢销能与孔啮合，从而可枢转地安装末端肢干部件；一接头件，它自所述第二肢干部件的近端延伸，所述接头件的远端安装在所述第二肢干部件的近端里；一第三肢干部件，它可操作地安装在所述接头件的近端；以及第二和第三肢干部件之一具有尺寸和形状能转动地安装接头件一端的内侧空腔。
17.如权利要求16所述的活动肢干，其特征在于，所述第二肢干部件的远端具有一圆形孔，以便允许所述末端肢干部件的枢转运动。
18.如权利要求16所述的活动肢干，其特征在于，一转动件设置在所述接头件的近端上，而所述第三肢干部件的远端具有尺寸和形状能容纳所述转动件的内侧空腔。
19.如权利要求16所述的活动肢干，其特征在于，所述第二肢干部件是由一对互补的外壳形成的。
20.如权利要求16所述的活动肢干，其特征在于，第三肢干部件是由一对互补的外壳形成的。
21.如权利要求16所述的活动肢干，其特征在于，末端肢干部件还包括在其远端可枢转地安装的手指/足趾。
全文摘要
一种玩具造型，它具有多个通过枢转接头与躯干连接的肢干，所述枢转接头是在一立式注塑步骤中注塑而成的，该注塑步骤当场形成枢转接头的一个部件，并使其与预先形成的枢转接头的第二部件可枢转地互相连接。
文档编号C08L23/10GK1410143SQ01137749
公开日2003年4月16日 申请日期1998年8月13日 优先权日1998年6月1日
发明者李绍伟, 关赵强 申请人:Cj合伙有限公司