专利名称：用于可活动玩具的大体积插入件的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及可活动玩具和可以摆姿势的活动人物玩具。更具体地说，涉及内支撑结构是一种硬质塑料骨架的玩偶及活动人偶，且该骨架包括多个用关节连接的结构插入件，并被包在一个外面的、活动的、类似肌肉的材料中。
背景技术：
这些年来已经开发出了许多种不同类型的可活动玩偶及活动人偶，主要用于娱乐和展示。创造一个可活动的或可以摆姿势的人偶通常需要创造一个可动的、用关节连接的躯体和四肢，理想地被构造成使该人偶能保持在任意设置的姿势上。此外，通常还需要该人偶能够多次摆姿势而不损坏其结构。
一类这种可摆姿势的人偶包括一个内骨架或骨骼，其可以包括接头以再现人类骨骼的转动，和一个模塑的外皮或由柔性材料制成的躯体，该材料包围所述骨架并通过粘合或其它方式固定在该骨架上。这种玩具的例子可以从以下美国专利中找到Nos.280986、1189585、1551250、1590898、2017023、2073723、2109422、2392024、2601740、2684503、3277601、3325939、3284947、3395484、3624691、3682282、3716942、3955309、4123872、4136484、4233775、4470784、4932919、4954118、4964836、5017173、5516314、5630745、5762531、5800242、5800243、5989658、6074270、6155904和6217406，以及从公开号为GB2354181、JP49-18954、JP49-18955、JP49-18956、JP51-68772、JP60-970677、JP61-94090、JP61-94091、JP61-94092、JP61-200581、JP62-53686、JP62-164092、JP63-103685、JP11-212369、WO0067869、WO0010665、WO0108776的专利中找到。所有这些专利和公开的内容在此引入以供参考。
制造如上文所述的可活动玩偶和活动人偶可以首先在一个第一模具中注射成型出相对刚性的骨架部件或“插入件”。这些结构插入件可以包括多个向外突出的定位销、浇口及类似物，然后将这些结构插入件放置在一个第二模具中并将其保持在一个适当的位置上，同时将一个相对软的、柔性材料(例如聚氯乙烯或类似物)压入该第二模具中以封装该插入件，从而形成玩偶的四肢或躯干。外表材料的弹性使得该玩偶四肢可以模仿人类四肢的移动来在一个有限的弯曲移动范围内进行弯曲。
已知现有技术的插入件仅占周围肢体体积相对较小的一部分。例如在3682282中，一个小体积插入件通常包括一个长形的、基本平的部段，其由一个或多个与该平部段正交延伸的薄片进行加强，从而使该小体积插入件具有一个大致为X形或T形的横截面。插入件的截面通常向一端或两端逐渐变小呈一个锥形，并且可以与另一个插入件相连，以构成一个关节或肢体，或者构成玩具人的骨架。
发明内容
提供一种大体积结构插入件用于注射模塑玩具人偶的内骨架。该插入件包括一个主体部分，该主体部分体积占据了一个较大比例的玩具人偶相关部分的体积。例如，该大体积(high-volume)插入件可以约占所在肢体体积的至少50％。该插入件还可以具有至少一个连接部分，用以与内骨架的其它部分相连。该插入件可以制成一体的或者模块组装式的，在某些实施例中该插入件可以主要为中空的。
图1是一个玩偶左腿的右视图，其表示出了根据本发明实施例的一个布置在腿的一部分内的大体积插入件。
图2是图1中线2-2处的剖面图。
图3是图1中线3-3处的剖面图。
图4是根据本发明一个实施例的玩偶腿部的上部透视图。
图5是一个玩偶胳膊的右视图，其表示出了根据本发明实施例的一个布置在胳膊的一部分内的大体积插入件。
图6是图1中大体积插入件单独的右视图。
图7是图6大体积插入件的前视图。
图8是图6大体积插入件的左视图。
图9是玩偶腿部的大体积插入件的另一个实施例的右视图。
图10是图9大体积插入件的前视图。
图11是图9大体积插入件的左视图。
图12是玩偶腿部大体积插入件的另一个实施例的局部分解前视图。
图13是图12大体积插入件的右视图。
图14是图12大体积插入件的左视图。
图15是图12大体积插入件沿线15-15的剖视图。
具体实施例方式
这里所公开的大体积插入件优选具有一个基本圆的或椭圆的截面，并且分别接近一个相应肢体或者相对接近肢体部分截面的完整形状。例如，一个大体积插入件的直径可以约等于或大于肢体直径的75％。正如下文将要详细描述的，这典型地对应于约等于肢体在相同点处横截面积的60％的插入件的横截面积，并且典型地对应于约等于肢体相应部分体积的65％-75％的插入件主体的体积。
一个大体积的插入件相对于一个小体积的插入件来说具有很多优点。增加插入件的体积可以减小相应肢体所用的外表软塑料材料的用量。需要这样是因为大多数软塑料包括聚乙烯塑料溶胶，例如聚氯乙烯(PVC)，都被认为没有构成插入件的硬质塑料环保。因而在制造可活动玩偶玩具时采用大体积的插入件可以减小PVC及类似材料的用量，并且在玩具寿命到了的时候还可以减小PVC废弃物的量。将高密度PVC换成低密度硬质塑料还可以减小玩具的总重量，降低运输成本。此外，采用一种空心的大体积插入件由于需要更少的材料所以可以进一步的降低制造成本，这种空心插入件可以制成一个单体部件或者制成一个具有多个模塑部件的复合组件。
图1表示出了一个从右侧(即从腿的内侧)看去的玩偶左腿10。该玩偶腿部包括一个内骨架12，和一个外面的类肌肉层14。该骨架的上腿部包括一个根据这里公开的一个实施例的大体积腿部插入件16。相反，该骨架的小腿部包括一个小体积腿部插入件18。未示出的备选实施例可以让小腿部也包括一个大体积插入件。
在图1中，表示出了一个从腿10的足部伸出的定位浇口(sprue)20，和几个从大体积插入件16上基本沿径向向外伸出的定位销22。浇口20和销22可以用于在接下来的注射模塑工序中将骨架12定位在一个模具中，该下一个注射模塑工序可以用来例如模塑骨架周围的类肌肉层。插入件16还可以包括一个或多个连接部分，用于与内骨架的其它组件相连接。例如，一个圆筒形凸台24可以被构型成与玩具人偶的髋关节相连，一个枢轴连接件26可以被构型成与小腿插入件18连接。下面将给出该大体积插入件16更详细的结构。
腿10的类肌肉层14可以由任意适合的弹性、柔性材料制成。典型地，层14的材料的肖氏硬度可以约在50-80的范围内。比如在所示实施例中，该类肌肉层的肖氏硬度约为65，且是一种PVC材料。通常地，类肌肉层14可以被染色以符合完全组装完闭的玩具的最终颜色的要求。然而，在图1中层14被画成了透明的，从而可以看见腿内的内骨架12。内骨架12可以由一种硬塑料材料构成，典型地由一种聚合树脂材料例如聚丙烯或聚乙烯制成。
图2是图1中线2-2处的腿10的截面图。如图2所示，大体积插入件16可以被构型成基本与玩具腿相应部分的外表面一致，并且就位于该表面之下。换句话说，该插入件可以被构型成占据一个相对较大比例的腿部横截面积并且类肌肉层14在相对较薄的层内环绕该插入件。类似地，图3是图1中线3-3处的腿10的截面图。该视图表示出该插入件可以沿着腿部的长度逐渐缩进呈锥状，以基本符合腿部外表面的锥状。
正如上文提到的，如图1-3所示插入件16的大体积插入件典型地可以具有符合一个肢体或者其它插入件所在的玩偶某部分的外表面的形状。在人体玩偶的情况下，插入件的部分可以大致为截头圆锥体(即，被塑形为圆锥的截头体)，具有一个圆形的、椭圆形的或者长圆形的横截面形状，以及其它。例如，图4示出了玩偶的一个截头圆锥体形的上腿部40，其包括大体积插入件的一个截头圆锥体部分42，其外面由一个截头圆锥形外部类肌肉层44包围。在图4中，玩偶腿部被切断以只表示出包括大体积插入件的主体部分42的部分。然而，应该理解通常一个大体积插入件可以整体设置成包括多个连在该主体部分上的连接部分，用于将该插入件连到玩偶内骨架的其它部分上(参见图6-14)。
为了简明起见，图4同时画出了主体部分42和外层44，其都具有大致圆形的横截面。然而，如上文所述，通常插入件和肢体的形状可以进行较大的变化，并且可以被构型成仿效人体四肢的自然截面形状。在图4所述的腿部中，插入件主体部分42具有最小直径D1和最大直径D2，而大腿部分40(既包括主体部分42也包括外层44)具有最小直径D3和最大直径D4。
还是参考图4，主体部分42和大腿部分40的可能尺寸在下面的表1中列出了。表的第一列包括示范性的大体积插入件主体部分的最小和最大尺寸及截面面积，还有主体部分相应的体积。类似地，该表的第二列包括相应的大腿部分40(既包括主体部分42也包括外层44)示范性的最小和最大尺寸及截面面积，还有大腿部分40相应的体积。如图4所示以及上文所述，D1和D2分别指的是主体部分42的最小和最大直径，D3和D4分别指的是大腿部分40的最小和最大直径。
各直径D1...D4都有相对应的截面面积A1...A4，该面积是在假设插入件和腿的横截面都是圆形的基础上得到的，然后用标准公式A＝π(d/2)2计算直径为d的圆的面积。体积Vinsert和Vleg通过假设插入件和腿部都为截头圆锥形来得到，并利用标准公式来计算长度为L、最小直径为d1、最大直径为d2的截头圆锥体的体积V=πL3[(d12)2+(d22)2+d1d24].]]>表1的第三列表示出了大体积插入件主体部分42的尺寸除以大腿部分40的尺寸得到的比值。注意主体部分42体积占腿部体积的比值fV可以通过下式估算出fV=VinsertVlayer=πL3{(D12)2+(D22)2+D1D24}πL3{(D32)2+(D42)2+D3D44}=D12+D22+D1D2D32+D42+D3D4]]>该值与腿的长度无关表1
如表1所示，该大体积插入件具有一个占据该腿部(或者一般的四肢或其它附属肢体)相应部分尺寸较大比例的尺寸。具体而言，在图4所示的实施例中，插入件的主体部分的直径约为其所在腿部的相关部分直径的至少75％。类似地，该大体积插入件的横截面积大约占腿部相关部分面积的至少60％，且体积大约占腿部相关部分体积的至少60％。
尽管图1-4只画出了放在玩偶腿内的大体积插入件及其各部分，然而类似的插入件也可以用在玩具人偶的其它肢体和/或附属肢体中。例如，图5画出了一个玩偶手臂50，其包括一个内骨架52和一个外侧的类肌肉层54。该内骨架包括一个在上臂内的大体积插入件56和一个在小臂内的小体积插入件58。大体积插入件56可以被构型成占据该手臂50体积较大的比例，并且可以包括类似于上文所述的腿部大体积插入件16的特征，例如一个浇口60和/或各种定位销(未示出)，用来将该插入件固定在模具内。类似地，其它的大体积插入件也可以用在玩具人偶的其它部分上，例如躯干、头部和颈部，以及其它。
图6表示出了图1大体积腿部插入件16的详细视图，其是从腿的右侧(内侧)看去的。插入件16具有一个主体部分70、一个上接头72和一个下接头74。该主体部分可以被构造成与腿部相关部分的形状一样，然而上下接头却典型地被构造成与玩偶或玩具人偶内骨架的其它部分接合(例如相连)。主体部分70的形状大致为截头圆锥体，其从一个靠近上接头72的大横截面渐变为一个靠近下接头74的小横截面，整体呈锥状。主体部分70的特征在于包括几个向外突出的定位销22，用于在外围的类肌肉覆盖物的模塑阶段中固定该插入件。备选地，或者另外的，还可以采用各种其它类型的固定机构例如浇口、小孔或者类似结构以在骨架周围模塑该类肌肉覆盖物的同时固定该插入件。
在图6所示的实施例中，上接头72是一个大的基本平的接头，其具有一个弧形边缘，并从主体部分70上向上伸出。中空的圆筒形凸台24从上接头72上向外伸出，并由上加强筋76来支撑。凸台24使得整个玩偶腿部可以安装到玩偶躯干的髋关节上。下接头73是一个小的基本平的接头，其具有一个弧形边缘，并从主体部分70上沿着一个基本平行于上接头的平面向下伸出。下接头74包括枢轴连接部26，其可用于帮助插入件16可转动地连接到玩偶内骨架的其它组件上，例如一个小腿插入件。
图7示出了图6的插入件16，其从腿的前方看去。如前面所描述过的，从前看去，插入件16的主体部分70的形状类似于人体大腿部的形状。备选的，在另一个实施例中，大体积插入件的形状可以类似于其它的人体附属肢体、动物附属肢体，以及其它。通常，一个大体积插入件的形状可以典型的至少部分地和所在玩具人偶任意部分的外轮廓相一致。
图8画出了图6插入件16从腿左侧(外侧)看去的视图。在所示实施例中，插入件的外侧上设置了三个上加强筋78，其可以增强上接头72与主体部分70接合处的结构稳定性。下接头74的特征在于设置了一个下加强筋80，其类似地也可增强下接头与主体部分接合处的结构强度。枢轴连接部26可以被构造成与玩偶内骨架的其它组件进行可转动的连接。在图示实施例中，该枢轴连接部包括一个凹进的、基本为圆形的齿条82，其用于与小腿插入件接合以构成一个可活动的膝关节。
图9-11分别示出了根据本发明另一实施例的大体积腿部插入件100分别从右、前、左三个方向的视图。插入件100类似于图6-8的插入件16，包括一个主体部分100、一个上接头104和一个下接头106。一个圆筒形凸台108从上接头上向外伸出，并被构造成可将插入件100连接到玩具人偶的髋关节上。上接头104的右侧具有一个浅凸面110，形成了一个相对较厚的横截面以稳定该圆筒形凸台。上接头104的左侧通过一个坚固的斜凸轴来稳定凸台108。下接头106限定出了一个枢轴连接部114，并且可以具有一个基本为圆形的齿条116，齿条116用于与一个小腿部啮合连接。在主体部分102上设置了多个定位销118，用于在接下来的模塑步骤中固定该插入件。
图12表示了根据本发明再一实施例的一个空心的、由两部分组成的大体积插入件150的局部分解视图。插入件150包括一个上接头152、一个第一主体部分154、一个第二主体部分156和一个下接头158。该第一和第二主体部分可被构型成能够相互进行可拆卸的连接，例如，通过将第一部分的连接销160与第二部分的内基本中空凸台162同轴配合在一起。一个空心的、圆筒形凸台164从上接头152上伸出，在下接头158上限定出一个枢轴连接部166，枢轴连接部166可以包括一个基本为圆形的齿条168。
图13示出了图12插入件150的右侧视图，其中该插入件的两个主体部分是接合在一起的。圆筒形凸台164的右侧由一个上加强筋170支撑，其就位在第一主体部分154的上支架172上。类似地，下接头158在一个下支架174上与第一主体部分154相接触。如172和174的支架可以增加该大体积插入件的结构强度和整体性，从而可以延长其使用寿命。第一主体部分154上的孔176是由位于空心连接销160的内部限定。
图14示出了图12插入件150的左侧视图，其中该插入件的两个主体部分是接合在一起的。圆筒形凸台164的左侧由一个第二加强筋178支撑和第二上支架180支撑。在第二主体部分156与下接头158连接处的附近设有一个下加强筋182，以加强下接头连接第二主体部分的区域。第二主体部分156的孔184是由内凸台162的内部限定，并且可以包括多边形埋头孔186。埋头孔186可以用来例如在接下来的注射模塑步骤中帮助将该插入件支撑在一个模具中。
图15示出了插入件150沿图13中线15-15的截面图，其中该插入件的两个主体部分是接合在一起的。该视图更具体地表示出了在本实施例中连接销160是如何在内凸台162中滑动以将部分154和156构成该插入件150的。
可以相信上文公开的内容包括了几个不同的、可单独使用的发明。尽管每个发明都是以优选方式来进行描述的，但是这里所公开以及图示出的特定实施例不能被认为是一种限制，因为可以进行多种改变。本发明的主题包括这里公开的元件、特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合及再组合。类似的，当权利要求描述“一个”或“一个第一”元件或等效物时，这些权利要求应被理解成包括这些元件的一个或多个，既不要求也不排除两个或多个该元件。
以特征、功能、元件和/或特性的组合及再组合所形成的发明将通过提出一个相关申请的新的权利要求来要求保护。这些新的权利要求，无论它们指的是一个不同的发明还是相同的发明，无论与原始权利要求的保护范围不同、更宽、更窄还是相同，其都被认为包括在本文公开的发明的主题内。
权利要求
1.一种用于注射模塑玩具人偶的大体积插入件，包括主体部分，被构造为形成玩具人偶附属肢体的内支撑结构，该主体部分被构造成至少占据附属肢体相关部分体积的50％；和至少一个连接部分，用于连接玩具人偶的另一部分。
2.如权利要求1所述的大体积插入件，其特征在于该主体部分被构造成至少占据附属肢体相关部分体积的60％。
3.如权利要求1所述的大体积插入件，其特征在于该主体部分被构造成至少占据附属肢体相关部分体积的70％。
4.如权利要求1所述的大体积插入件，其特征在于该插入件的最大直径被构造成至少延伸过附属肢体相关部分直径的70％。
5.如权利要求1所述的大体积插入件，其特征在于该插入件的最大直径被构造成至少延伸过附属肢体相关部分直径的75％。
6.如权利要求1所述的大体积插入件，其特征在于该主体部分被构造成至少部分地与该附属肢体的外表面一致。
7.如权利要求6所述的大体积插入件，其特征在于该主体部分是大致截头圆锥体形状的。
8.如权利要求1所述的大体积插入件，其特征在于该主体部分包括多个稳定销，用于在一个模具内固定该插入件。
9.如权利要求1所述的大体积插入件，其特征在于该连接部分被构造为形成可与玩具人偶另一部分相连的可转动连接件。
10.如权利要求9所述的大体积插入件，其特征在于该连接部分包括一个圆筒形凸台。
11.如权利要求9所述的大体积插入件，其特征在于该连接部分包括一个基本平的接头，并且一个圆筒形凸台从该接头上突出来。
12.如权利要求11所述的大体积插入件，其特征在于接头的一部分具有一个凸面，用于支撑该圆筒形凸台。
13.如权利要求9所述的大体积插入件，其特征在于还包括至少一个加强筋，用于支撑该连接部分。
14.如权利要求1所述的大体积插入件，其特征在于至少一个连接部分包括一个第一连接部分和一个第二连接部分，第一连接部分用于和玩具人偶的躯干部分连接，第二连接部分用于和玩具人偶的一个肢体部分连接。
15.如权利要求14所述的大体积插入件，其特征在于该第一和第二连接部分各包括一个大致半圆形的边缘，该边缘被构造成可在玩具人偶的外皮内平滑地转动。
16.一个用于注射模塑玩具人偶骨架的大体积插入件，包括第一主体部分；第二主体部分，其与第一主体部分可拆卸地连接，以形成基本空心的插入件主体部分；和至少一个连接部分，用于连接玩具人偶的另一部分。
17.如权利要求16所述的大体积插入件，其特征在于该插入件主体部分被构造成至少占据玩具人偶相关部分体积的50％。
18.如权利要求16所述的大体积插入件，其特征在于插入件主体部分被构造成至少占据骨架相关部分体积的60％。
19.如权利要求16所述的大体积插入件，其特征在于插入件主体部分被构造成至少占据骨架相关部分体积的70％。
20.如权利要求16所述的大体积插入件，其特征在于插入件主体部分的最大直径被构造成至少延伸过人偶肢体相关直径的70％。
21.如权利要求16所述的大体积插入件，其特征在于至少一个连接部分包括第一连接部分和第二连接部分，第一连接部分用于和玩具人偶的躯干部分连接，第二连接部分用于和玩具人偶的一个肢体部分连接。
22.如权利要求16所述的大体积插入件，其特征在于各连接部分被构型成形成可与玩具人偶另一部分形成相连的可转动连接件。
23.如权利要求22所述的大体积插入件，其特征在于各连接部分包括一个基本平的接头和一个圆筒形的连接件。
24.如权利要求16所述的大体积插入件，其特征在于该第一主体部分包括至少一个圆筒形的、空心的销，第二主体部分包括至少一个圆筒形的、空心凸台，用于可滑动地容纳该销以连接主体部分。
25.一个注射模塑玩具人偶，包括一个躯干和肢体，其由至少一种软的类肌肉外层模塑覆盖在一个内骨架上形成，该内骨架包括至少一个设置在玩具人偶肢体内部的大体积插入件，该大体积插入件包括主体部分，被构造成至少占据肢体相关部分体积的50％；和至少一个连接部分，用于连接内骨架的另一部分。
26.如权利要求25所述的玩具人偶，其特征在于插入件的主体部分被构造成至少占据肢体相关部分体积的60％。
27.如权利要求25所述的玩具人偶，其特征在于插入件的主体部分被构造成至少占据肢体相关部分体积的70％。
28.如权利要求25所述的玩具人偶，其特征在于该主体部分的最大直径被构造成至少延伸过肢体相关部分直径的60％。
29.如权利要求28所述的玩具人偶，其特征在于该最大直径被构造成至少延伸过肢体相关部分直径的75％。
30.如权利要求25所述的玩具人偶，其特征在于至少一个连接部分包括一个圆筒形凸台，其构成了一个与内骨架其它部分的可转动连接件。
31.一个用于注射模塑玩具人偶的大体积插入件，包括一个主体部分，被构造成形成玩具人偶附属肢体的内支撑结构，该主体部分的最大直径被构造成至少延伸过附属肢体相关部分直径的70％；和至少一个连接部分，用于连接玩具人偶的另一部分，其中该连接部分被构造为形成与玩具人偶另一部分相连的可转动连接件。
32.如权利要求31所述的大体积插入件，其中主体部分被构造成至少占据附属肢体相关部分体积的50％。
33.如权利要求31所述的大体积插入件，其特征在于主体部分的最大直径被构造成至少延伸过据附属肢体相关部分直径的75％。
34.如权利要求31所述的大体积插入件，其特征在于该主体部分被构造成至少部分地与该附属肢体的外表面一致。
35.如权利要求34所述的大体积插入件，其特征在于该主体部分是大致截头圆锥体形状的。
36.如权利要求31所述的大体积插入件，其特征在于该连接部分包括一个圆筒形凸台。
37.如权利要求31所述的大体积插入件，其特征在于至少一个连接部分包括第一连接部分和第二连接部分，第一连接部分用于和玩具人偶的躯干部分连接，第二连接部分用于和玩具人偶的一个肢体部分连接。
38.如权利要求37所述的大体积插入件，其特征在于该第一和第二连接部分各包括一个大致半圆形的边缘，该边缘被构造成可在玩具人偶的外皮内平滑转动。
全文摘要
一种大体积结构插入件(16)用于注射模塑玩具人偶的内骨架(12)。该插入件包括一个主体部分(70)，其体积约占玩具人偶相关部分(10)体积的至少50％。该插入件还可以具有至少一个连接部分(24)，用以与内骨架的另一部分相连。该插入件可以制成一体的或者模块组装式的，在某些实施例中该插入件可以主要为中空的。
文档编号A63H3/04GK1688370SQ03824398
公开日2005年10月26日 申请日期2003年9月15日 优先权日2002年9月13日
发明者I·沃伦斯基 申请人:马特尔公司