椭圆体块的制作方法

专利名称：椭圆体块的制作方法
技术领域：
本发明涉及组合多个同形的单元而组合成各种各样的形状的块。特别是，涉及适
用于痴呆预防用途、痴呆病人以及残障人的康复用途、开发视力障碍人士的空间的认识能 力用途、或幼童等的智育用途的块。
背景技术：
上述的痴呆预防用途、康复用途、视力障碍人士的空间认识能力开发用途等医疗
用途、或者智育用途的块，以其单元本身的形状简单、单元数量不太多为前提，要求可组合
的数量庞大，可以创造复杂的造型物。另外，要求各单元之间易于装卸等。 另外，在上述的用途中，除了可以培养创造力，还提出了在已经组合好的造型的提
示下组合单元以完成与其所示造型相同的造型、达到培养思考能力的目的。为此，尽管是相
同的完成造型，还需要根据单元之间的相对位置关系来设置能够形成完成造型和不能形成
完成造型的情况。也就是说，为单元之间的接合方向、接合角度设定限制，并且需要下功夫
让人思考组合单元的顺序。

发明内容
在公知方式的块中，在单元表面形成凹凸，利用使凹凸嵌合来组合造型物，存在凹 彼此、凹彼此不能组合的方向，若单元的数少，泽可能的组合数也变得极少，便不能培养创 造力。同时，单元的拼装和分离也需要花费力气。 另外，本发明者以往设计发表了以"椭圆"的形状作为主题的许多的造型物；根据 此经验，创造了组合以椭圆作为主体形状的单元从而完成造型物的块。譬如，椭圆柱的水平 剖面是椭圆面，有长轴和短轴的方向性。但是把水平剖面以其椭圆长轴为轴倾斜，则没有方 向性的正圆的斜剖面便出现了。因此，如果把块的单元设为具有圆形斜剖面的椭圆柱的话， 当圆心相应地使面彼此相对时，即使双方的面旋转，也不在圆周上产生端部，因此，在使单 元的面彼此相对之际，与其相对旋转角度无关，两面具有同样圆周地连接着。但是，由于圆 形斜剖面相对于椭圆柱的轴倾斜，所以，使得通过多个单元组合的造型物成为复杂的形状。 与矩形作为主体的块不同，通过一边用手接触平面和椭圆曲面、平面之间的边界面、平面和 曲面的边界面等不同形状一边进行组合，从而能够体验复杂的触觉。为此，在上述医疗和智 育方面能给予利用者必要的更多剌激。 另外，椭圆柱和单纯的圆柱不一样因为根据手持的位置，柱的粗细会变化，所以 根据手拿单元的触觉，容易理解单元的方向、单元与单元的相对位置关系、造型物的形状 等。所以，是视力障碍人士相对容易利用的形状。 当然，单纯以椭圆作为主体构成单元，对上述用途不能说是最适合的。需要一边形 成以椭圆为基础的单元形状， 一边考虑如上所述背景所记载的培养创造力以及思考力。本 发明是一边考虑这样的事项， 一边创造的东西；其目的是提供由适于医疗用途和智育用途 的椭圆作为主体的单元组合的块。
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为了达成上述目的第1发明，根据以下的事项(1) (10)特别指定。
(1)由在椭圆柱上设有三个斜剖面的形状相同的第一至第四单元构成椭圆块。
(2)椭圆柱的以水平剖面的椭圆长轴为轴倾斜45。的斜剖面为圆。
(3)各单元的三个斜剖面是以上述椭圆长轴作为共同直径互相直交的两个半圆
面、和与半圆面同一直径且与一个半圆面平行的正圆面。 (4)在各单元的斜剖面的面上以及沿椭圆柱侧面的椭圆长轴与短轴的端点的棱线 上设有磁性的结合点。 (5)半圆面与正圆面上的结合点位于距圆心相同距离的同心圆上且连接圆心与结 合点的连线与上述椭圆长轴成45。的位置。
(6)在棱线上的结合点位于把棱线段等分分割为多个的分割点位置。 (7)第1 第3单元在全部结合点上埋设有磁铁，第4单元在全部结合点上埋设未
着磁的磁性体。 (8)第1单元上的磁铁，在全部结合点N极朝外埋设。
(9)第2单元上的磁铁，在全部结合点S极朝外埋设。 (10)第3单元上的磁铁，至少在斜剖面上的结合点以相同的磁极朝外的方式埋 设。 本发明是将对上述(1) (10)的各事项增加了以下的事项(21)的椭圆体块作为 第2发明。 (21)第3单元的磁铁在全部结合点上以相同的磁极朝外的方式埋设。 第3发明是对上述(1) (10)的各事项增加以下的事项(31)的椭圆体块，或是
对上述(1) (10)的各事项与上述事项(21)增加以下的事项(31)的椭圆体块。 (31)在斜剖面上埋设的磁铁是圆盘状，并且在棱线上埋设的磁铁是直径比上述圆
盘细的圆筒状。 第4发明是在上述的第1 第3发明中的任一个所记载的椭圆体块上增加以下的 事项(41)的椭圆体块。 (41)棱线上的结合点位于把棱线段分为6份的5个部位。 第5 第7发明是在上述的第1 第4发明中的任一个中分别增加以下的事项 (51) (61) (71)的椭圆体单元。 (51)各单元的表面分别着色成规定的颜色；四个单元上至少有2种以上的颜色。
(61)各单元的三个斜剖面与椭圆柱侧面的四个面上分别着色成规定的颜色，并且 该四个面上至少有2种以上的颜色。
(71)各单元的结合点根据其磁极的类别以颜色区分。 本发明在上述任一发明所记载的椭圆体块中增加以下的事项(81)。
(81)各单元为木制。 本发明的椭圆体块以设有3个斜剖面的椭圆柱为单元，结合单元与单元的结合点 设置在椭圆柱的斜剖面和棱线上。因此，能组合成复杂形状的造型物。同时，因为根据磁力 相互连接结合点彼此，在分解和组合时不需要花费很大力。因为使用磁力，在展示完成的造 型物时，在台座等上设置磁性体和磁铁便可以以譬如倾斜状态固定。 因为采用结合点上的磁性体的磁极的方向和磁力的有无等不相同的4种单元，所以，并非是单纯堆积单元，如果不考虑单元的组合顺序进行组合，则单元之间会因为磁力而 互斥，即使是同样的形状的造型物也会有能组合与不能组合的情况发生。据此，能通过块的 组合工作来培养思考能力。同时，随着视角的改变，椭圆形变成圆等，造型美观，能够期待有 助于幼儿的情操教育等。 组合以椭圆柱为基础的单元形状和单元彼此，对视力障碍人士来说，根据因把持 单元的位置而异的柱的粗细，容易把握单元的移动和单元间的位置关系。因此，本发明的椭 圆体块，在医疗用途和智育用途方面最为适合。


图1是构成本发明的实施例的椭圆体块的单元的外观图。 图2是上述单元的9面图。 图3是表示上述单元的结合点的位置的5面图。 图4是表示上述椭圆体块的组合例的外观图。 图5是表示上述椭圆体块的组合例的外观图。 图6是表示上述椭圆体块的组合例的外观图。 图7是表示上述椭圆体块的组合例的外观图。 图8是表示上述椭圆体块的组合例的外观图。 图9是表示上述椭圆体块的组合例的立体图。 图10是表示组合两个单元的示例的示意图。 图11是表示组合四个单元的示例的示意图。 图12是表示组合四个单元的示例的立体图。符号说明
1， la， lb， lc， ld 单元 2 椭圆长轴 3 椭圆柱的中轴 11斜剖面(正圆面) 12，13斜剖面(半圆) 14 后棱线 15L 左棱线 15R 右棱线 21、22、23、24、25 结合点
具体实施方式

单元的形状 本发明的椭圆体块由相同形状的4个单元构成。 图1表示构成本发明实施例的椭圆体块的单元的外观图。而图2表示该单元的9 面图。单元1是有3个斜剖面11 13的椭圆柱。并且，该椭圆柱是，水平剖面的椭圆以其 椭圆长轴为轴倾斜，成为45度时的斜剖面(45度斜剖面)为圆形。即，椭圆柱的水平剖面 是长轴与短轴的比例为2 : V2(2的平方根)的椭圆。
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此外，该3个斜剖面11 13包括以水平剖面的椭圆长轴为共同的直径直交在椭 圆柱上的2个半圆面12，13、以及与一个半圆面12平行的正圆面11。即，2个半圆面(12， 13)相对于水平剖面的椭圆长轴，以上述45度斜剖面为对象而形成。正圆面11与不平行的 另一个半圆面13在椭圆柱的水平剖面的椭圆短轴端点处相接、直交。此外，本实施例的单 元的椭圆长轴的长度即半圆(12,13)的直径和正圆11的直径为86mm。
结合点的配置 单元l可以根据磁力相互自由装卸地组合。为此，在单元l表面上的适宜位置，配 置了埋设有磁性体的结合点。在图3中示出了本实施例的结合点的配置。半圆面12，13上 的结合点22， 23位于距中心等距离的同心圆上且从圆心到结合点22， 23的连线与作为椭圆 长轴2的共同直径成45。角的位置上。即，位于以共同直径2的垂直平分线为界、在左右 距中心成45°角的两处位置。正圆面11上的结合点21位于距中心等距离的同心圆上，且 从圆心到结合点21的连线和椭圆柱的水平剖面的椭圆长轴成45。角的四处位置。S卩，位 于以作为椭圆柱的水平剖面的椭圆长轴2的垂直平分线为界、在左右距中心成45。角的位 置。而且，半圆12， 13的结合点22， 23到中心与正圆11的结合点21到中心的距离相同，在 本实施例中，距圆心的距离为半径的V 2倍的位置。 此外，如果让两个圆剖面相对结合，譬如，在斜剖面中心上配置面积比较大的圆盘 状的磁铁或磁性体，面彼此的相对旋转角度可在360。范围内任意结合；光是2个单元的组 合的数目在理论上即为无限。但是，本发明的椭圆体块为了上述医疗或智育的目的，只要求 斜剖面彼此在每90。 、4个相对旋转角度结合便可。S卩，由于限定了单元间可能的结合方 向，于是更容易组合。在另一方面，由于把4个单元根据3个斜剖面的任一组合或是3个斜 剖面和3个棱线的任一组合而组合，最终能组合的完成造型的图案的数目极大。这样，根据 本发明的椭圆体块，能同时达到组合的容易性与培养创造力和思考力的目的。
同时，在单元1的椭圆柱的侧面，在沿着水平剖面的椭圆短轴的棱线14上、以及沿 着长轴的棱线15L， 15R上，配设有把棱线6等分的五处结合点24， 25。 在这里，正圆面11称为a面，跟a面11平行的半圆面12称为b面，另一半圆面13 称为c面。另外，沿着短轴的棱线14称为后棱线，关于沿着长轴的两条棱线15L，15R，当a 面为下、从正面观察c面13时，左边的棱线15L称为左棱线，右边的棱线15R称为左棱线。
单元的种类 4个单元能够根据结合点21 25的磁性体的磁极方向和磁力的有无可分为4种 类形。如果把这4个单元作为第1到第4单元的话，第1单元(以下用la表示)和第2单 元(用lb表示)在所有的结合点21 25中按相同的磁极面向外方的方式埋设磁性体；两 个单元la，lb在面向外方的磁极的极性不同方面有所区别。在这里，定义第1单元la在所 有的结合点21 25中S极面向外；第2单元在所有的结合点21 25中N极面向外。
第3单元(用lc表示)在至少三个斜剖面11 13中的结合点埋设相同的磁极 面朝外的磁铁。换言之，在其与其他单元的斜剖面彼此接触时，肯定能够和第1或者第2单 元的任何一个结合。据此，可以防止给医疗和教育方面的利用者带来巨大的混乱。在本实 施例中，基于上述目的，优先考虑上述组合的容易性，第3单元和第1或第2单元实质上是 相同的，此时，在和第1单元相同的所有结合点上N级是向外的。 根据上面的第1 第4单元，在第1和第2单元之间以及第2和第3单元之间，在任何结合点上都有结合的可能性；对于第1 第3单元，如果把第4单元作为对象的话，在无论哪个结合点上都有结合的可能性。因此，若在第1 第3单元已相互结合的状态下进行组合，则第4单元可以与其中任何一个单元在任何结合点上结合，从而，能够完成由4个单元构成的造型物。 然而，在本实施例中，对于斜剖面的结合点，埋设的是圆盘状的直径6毫米、厚度2毫米的磁铁；而对于棱线上的结合点，由于是埋设在曲面上的，所以埋设的是直径3毫米、长5毫米的直径细的圆筒状磁铁。
单元彼此的组合 图4 图9分别表示的是能够组合四个单元而完成的完成体和结合点的磁极方向。所例示的完成体的单元的配置不仅局限于图示的配置，只要是相向的结合点的磁极不同或者其中一方不着磁，就能组装。 图4 图6所示的是四个单元之间的只有面结合的例子。例如，图4所示的是第一单元la和第三单元lc的位置即使交换了也可以组装；如果把第一单元la和第二个单元lb的位置交换的话，第一单元la的正圆面11和第三单元lc的13在结合点上因磁极同相而斥从而不能进行组合。 图7 图9包括面和棱线的结合的组装。在这种情况下，第1单元和第3单元lc的全部结合点都是N极，于是第3单元可以与第2单元或第4单元的任意结合点结合，但是和第l单元la是不能结合的。 然而，图4 图9所表示的完成体，是为了将用于让视力障碍人士通过指尖接触来把握形状的立体印刷物作为示例而组合块的形状。具体来说，在完成体的组合状态下，全部的单元la到ld的椭圆柱的轴都是属于同一面。比如说，图9所表示的是完成体的透视图，对于各单元的椭圆柱的轴3，若以第1单元la和第2单元lb的c面13为底面、以第1单元 第4单元中的任何一个的a面11为正面来看的话，椭圆柱的轴3都是在同一条直线上的。即，全部的轴3都是在同一平面上的。因此，若以与该同一平面平行的面为刻线的纸面来立体印刷完成体的外形的话，各个单元都以同样的厚度来印刷。视力障碍人士只要用手追寻立体印刷出来的各个单元的最高棱线，就能够认识放在平面上的椭圆柱的轴的方向，进而把握完成体的形状。然后，如果能根据刻线实际组合单元的话，则能够期待有助于培养空间的认识能力。 根据组合能组成的"形式"的数目 —个单元有1个正圆，2个半圆，3个椭圆曲面，一共6个连接面。(图l参照)组合时如果不对照实物是不太容易理解的；不过，首先用2个单元根据A， B， C， D的4个组成方式组装起来。A组，1轴11组；B组，平行的2轴7组；C组，直角2轴18组；D组，椭圆曲面3个地方4组制作， 一共40组的"2个组"(图10参照)。 接下来，按照A-A、 A-B、 A_C、 A_D、 B_B、 B_C、 B-D的顺序组合。这样到D-D则可以组成10组的"4个组"。A-A的组合从A1-A1到All-All共66组，A-B的组合从A1-B1到All-B7共77组。以下到D-D为止的10组"4个组"共计有820组。另夕卜，因为各"4个组"的组合方式有A，B，C，D的4种，所以一共有3280组的"4个组"组合(图11、图12参照)。
各"4个组"组合的"形式"少则几个、多则30多个，所以，把平均作为10 15个计算的话共计将会有远超过3万种的"形式"的信息。
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根据实物在组合图地抄录，现已经有超过3000种的"形式"。为了完整抄录所有「形式」的信息，现正开始运用计算机的来辅助计算。
单元的材料、涂料 本发明的椭圆体块，由于利用磁力来使得单元进行相互的组合，所以需要用不受磁力影响的材料来制作。还有一方面，本发明主要用以医疗用途和幼儿的早期教育的目的。从这样的观点出发，单元以天然的材料制作比较好。当然，也必须考虑材料的刚性和制作的难易程度。而且，在上述的用途中，单元还优选为能够自由处置的轻量。当然，如果使用磁力较强的作为磁铁，则单元之间的装卸便需要更大的力，因此，为了即使使用磁性较弱的磁铁也能够维持组合状态，也需要单元的轻量化。 因此单元优选为木制。在上述实施例所示的单元中，都是使用了质量特别轻的桐木为原料。另外，考虑到防止幼儿放入口中的可能性、对于化学物质的过敏，在各单元表面涂漆着色。 单元的颜色 上述实施例中，4个单元使用了同一种颜色。当然，并不仅限于该例子的限制，4个单元可以使用2种以上的颜色。比如说，第一和第二单元使用相同的颜色，第三和第四单元使用与第一和第二单元不同颜色的相同颜色；或者4个单元彼此使用不同颜色。又或者，3个单元使用相同的颜色，1个单元使用不同的颜色。 另外，在一个单元中，有3个斜剖面和3个椭圆柱侧面这4个面，这4个面也可以使用不同的颜色进行区别。比如，斜剖面和侧面使用不同的颜色，4个面彼此使用不同的颜色，将半圆面、正圆面及侧面进行颜色区分。 像这样，各个单元，或者说在每个单元中的各个面都适当地使用不同的颜色，就算组成相同的形状，由于根据单元的配置，完成造型的颜色的配置也会有所不同，能够期待培养色彩感觉。另外，如果相应于单元的结合点的磁极朝向等来对单元和各面使用不同的颜色，则能够容易地识别相应于色彩组合而可组合的单元组和相对的面组等。
拼合的难易度 本发明的椭圆体块主要用于医疗及智育的目的。当然，该块对于座位对象的人的发育和残障程度没有统一的要求。在上述实施例中，第三单元的结合点处的磁极朝向均为N极面向外方。当然，第三单元的各结合点处磁极的配置也可以是斜剖面的磁极均相同。作为第三单元的结合点的磁极的配置，如将其斜剖面和侧面的结合点设为不同的磁极，或者将后棱线和左右棱线的结合点设为不同的磁极，又或者后棱线与左右棱线其中之一的结合点的磁极相同，则与作为组合对象的单元的可结合位置就会不同，通过组合而需要更为缜密的思考。像这样，适当设定第三单元的结合点的磁极方向，以增加组合的多样性，或对应于不同的残障和发育程度、治疗和教育阶段。 另外，在视觉上，可以相应于磁极将单元及单元的各面或结合点进行颜色的区分，用来判断单元之间能否结合、作为示例而提示的完成体的组合方法等。由此，本发明可根据处理块的人的残障和发育程度、治疗和教育阶段来柔性地设定组合难易度。
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权利要求
椭圆体块，由在椭圆柱上设有三个斜剖面的形状相同的第一至第四单元构成，椭圆柱的以水平剖面的椭圆长轴为轴倾斜45°的斜剖面为圆，各单元的三个斜剖面是以上述椭圆长轴作为共同直径互相直交的两个半圆面、和与半圆面同一直径且与一个半圆面平行的正圆面，在各单元的斜剖面的面上以及沿椭圆柱侧面的椭圆长轴与短轴的端点的棱线上设有磁性的结合点，半圆面与正圆面上的结合点位于距圆心相同距离的同心圆上且连接圆心与结合点的连线与上述椭圆长轴成45°的位置，在棱线上的结合点位于把棱线段等分分割为多个的分割点位置，第1～第3单元在全部结合点上埋设有磁铁，第4单元在全部结合点上埋设未着磁的磁性体，第1单元上的磁铁，在全部结合点N极朝外埋设，第2单元上的磁铁，在全部结合点S极朝外埋设，第3单元上的磁铁，至少在斜剖面上的结合点以相同的磁极朝外的方式埋设。
2. 如权利要求1所述的椭圆体块，其特征在于，第3单元的磁铁在全部结合点上以相同的磁极朝外的方式埋设。
3. 如权利要求1或2所述的椭圆体块，其特征在于，在斜剖面上埋设的磁铁是圆盘状，并且在棱线上埋设的磁铁是直径比上述圆盘细的圆筒状。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的椭圆体块，其特征在于，棱线上的结合点位于把棱线段分为6份的5个部位。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的椭圆体块，其特征在于，各单元的表面分别着色成规定的颜色；四个单元上至少有2种以上的颜色。
6. 如权利要求1 4中任一项所述的椭圆体块，其特征在于，各单元的三个斜剖面与椭圆柱侧面的四个面上分别着色成规定的颜色，并且该四个面上至少有2种以上的颜色。
7. 如权利要求1 4中任一项所述的椭圆体块，其特征在于，各单元的结合点根据其磁极的类别以颜色区分。
8. 如权利要求1 6中任一项所述的椭圆体块，其特征在于，各单元是木制的。
全文摘要
本发明提供适于医疗、智育用途的块。同样形状的第1到第4单元，在以水平椭圆面的长轴为轴倾斜成45度的斜剖面为圆的椭圆柱上，作为剖面具有以椭圆长轴作为共同直径互相直交的两个半圆面、和与一个半圆面平行且直径相同的正圆面，在剖面以及沿椭圆柱的水平椭圆面的长轴与短轴的端点的棱线上具有结合点，剖面的结合点位于连接圆心与结合点的连线与椭圆的长轴成45°且距圆心等距离的位置，棱线上的结合点位于把棱线段等分分割为多个的分割点位置，在第1和第2单元的全部结合点上，磁铁以相同的磁极朝外的方式埋设，两单元的磁极相反，第3单元以在剖面的结合点相同的磁极朝外的方式埋设磁铁，在第4单元的全部结合点埋设未着磁的磁性体。
文档编号G09B19/22GK101721808SQ20081017136
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月23日 优先权日2008年10月23日
发明者松尾光伸 申请人:松尾光伸