软块积木组合构件

本发明涉及各种尺寸、颜色和几何形状的组合构件，通过使用双面 钩接头片和陈列毛圈织物，构件能以多种方式可拆装地连接到另一构件 上，从而形成各种有趣的结构。出于教育和训练的目的，本发明能使诸 如幼儿的使用者创造出无数现实的和想像的结构，如家具、仿真动物和 玩具房屋。其它人也可使用本发明，例如零售商用来展示产品。

在现有技术中，玩具组合块的使用是已知的。授权Brooks的美国专 利5,458,522表示了构成玩具房屋的玩具组合块及类似物，并描述了组 合块的现有技术。

已有技术中已开发了各种结构组件。其中一些已经包括了能容易地 连接到另一零件上以形成较大结构并能拆下来的零件。本发明根据对钩 -毛圈紧扣系统的明显改进，提供了具有更高粘结强度、结构稳定、容 易使用和可互换的构件。

在现有技术中，当传统的钩-毛圈紧扣系统用于将积木构件或附件连 接到一起时，钩面和毛圈面材料(不必要的)永久地固定到要连接的物 体上。例如，见下列已有技术专利：

美国专利№:5,458,522

题目：织物扣件组合块

发明人：James A.Brooks,Ⅲ

授权日期：1995.10.17

美国专利№:4,710,145

题目：医疗玩偶图形

发明人：Nancy Hall Vandis

授权日期：1987.12.1

美国专利№:5,458,522

题目：织物扣件组合块

发明人：James A.Brooks,Ⅲ

授权日期：1995.10.17

美国专利№:5,348,510

题目：设计独特的可互换部件玩具

发明人：Paul DuPont et al.

授权日期：1994.9.20

美国专利№:5,322,465

题目：手工木偶套件

发明人：David P.McGill

授权日期：1994.6.21

美国专利№:4,762,494

题目：理疗装置

发明人：Ruth E.Woods

授权日期：1988.8.9

美国专利№:4,504,240

题目：面部零件可拆装的手工木偶

发明人：John J.Thomas

授权日期：1985.3.12

美国专利№:4,722,712

题目：几何玩具

发明人：Katharine L.McKenna

授权日期：1988.2.2

美国专利№:4,937,181

题目：教育展示系统

发明人：John Rogers

授权日期：1990.6.26

美国专利№:4,722,712

题目：几何玩具

发明人：Katharine L.McKenna

授权日期：1988.2.2

美国专利№:4,964,832

题目：积木木偶系统

发明人：Charles Bickoff

授权日期：1990.10.23

美国专利申请№:4,699,385

题目：迷宫棋盘及零件

发明人：Bifulco

授权日期：1997.10.13

上述专利表示了这样的系统，其中钩和毛圈材料永久固定到块或其 它积木件上，以可拆装地将积木块连接在一起。因此，构件使用者不能 自己决定将钩面和毛圈面紧固材料放在构件上的何处。并且，由于传统 的钩面和毛圈面材料价格贵且摸起来不舒服，制造商已经限制固定到要 被连接的构件或其它物体上的钩面和毛圈面材料的量。制造商仅将钩面 和毛圈面材料放在猜测的构件之间最可能发生连接的地方。遗憾的是， 在没有钩和毛圈材料的地方，不能将构件连接到一起；构件只能在有紧 固材料的地方连接在一起。因此，限制了可能的构件组成的构形数量。

由于接头片和紧固材料条必须这样放置在构件上，即，当两个构件 面对面放置时，接头片和粘结材料条必须是相对的类型——一个钩面和 一个毛圈面，因此，上述问题变得更严重了。这种要求产生了一个问题， 因为即使制造商将接头片或加强条固定在构件表面上最可能连接的位 置，制造商还必须估计出在钩面或毛圈面接头片或加强条之间最大数量 的成功配合所使用的材料。对使用者而言，当试图将构件连接到一起时， 可能无法使钩面材料和毛圈材料配套。

在一定程度上，通过确保每个构件在每个可能接触的位置具有一个 同时带有钩面和毛圈面材料的组合物，使得在两个构件接触的任何地 方，总有一些钩面织物会接触到一些毛圈面织物。然而，当采用这种方 法时，接头片和加强条要呈现出纵横交错的外观，这是不美观的。

另一个限制是，由于接头片和加强条或钩面和毛圈面材料不能按使 用者的意愿装在构件上或从构件上取下，因此，使用者不能通过改变将 构件连接到一起的钩面和毛圈面材料的数量来控制构件块之间的粘结 力。

将钩和毛圈材料的接头片或加强条永久固定到构件上的另一个问题 是，一些接头片或加强条不可避免地暴露在完成的结构上，并且不能被 拆下。这样暴露的接头片或加强条有损于所形成结构的整个外观。另外， 由于钩面材料有些僵硬，摸起来不舒服，所以永久固定到构件上的钩面 和毛圈面材料导致各个构件和完成的结构的表面摸起来不舒服。

通过使用双面钩接头片，再结合几何形状的平面构件，本发明解决 了上述问题，从而形成更好的组合构件系统。

1990年10月23日授予Bickoff的美国专利№4,964,832表示了几种木 偶，其中身体的四肢、面部特征以及例如衣服的附件用钩和毛圈材料固 定到躯干和头部上，形成填充玩具、洋娃娃、木偶或玩偶。

本发明实质上包括一个具有平面任何几何形状的构件，所述平面具 有安装到其上用于可拆装地将一个构件连接到另一个构件上的织物紧固 件。每个构件可以是空的或实心的，例如由泡沫材料构成。本发明的构 件至少部分覆盖有陈列毛圈织物，并附有单独的双面钩面接头片，所述 接头片可拆装地固定到所述织物上，以使一个构件连接到另一个构件 上。在本发明的另一实施例中，通过其中的双面钩面接头片加强条被连 接到每个所述构件上，至少加强条的一面覆盖有陈列毛圈织物。

本发明涉及一种新部件，该部件包括相对地体积大、重量轻、柔软 的各种形状的组合块和相对大尺寸的各种紧固部件，其中组合块和紧固 部件均适于幼儿和婴儿以及其它年龄组的人为各种目的使用。更具体 地，组合块的基本尺寸最好允许并吸引使用者在组合块上坐、站、躺、 跳，或被组合块支撑，或者所述尺寸在结构上对结构的组合作出贡献， 所述结构允许并吸引使用者进行上述使用，或者所述结构允许使用者穿 过这样一种结构或坐在该结构下。在操纵或排列一个或多个组合块的过 程中，基本尺寸的组合块不仅能激发小的技能，而且能激发整体技能。 在操纵或排列一个或多个组合块的过程中，组合块激发整体技能。这种 激发整体技能的组合块在教育、设计、娱乐和医疗上有许多好处；除了 组合块的一般用途外，可以预见到，理疗和职业治疗医师可以利用这些 组合块通过在操纵一个或多个组合块的过程中激发整体技能来使病人恢 复。组合块的某些尺寸使组合块可用作保护垫，例如在地板上或尖角家 具上防止儿童受伤。接头片和加强条的尺寸加大以防止被吞咽，其具有 的圆角消除了尖角带来的伤害风险。如上所述，组合块是耐用的，并能 容易地拆下来清洗外套。组合块最好是多边形的平面件，这使得即使是 婴孩也能容易地将双面钩接头片放在具有较大面积的平面上，从而便于 大块的相互组合。较大的孩子能有选择地使接头片跨接组合块，以形成 更牢固的连接。

每个组合块的尺寸和比例都具有较高的通用性，可极大程度地按使 用者的意愿向其提供每个组合块相对于其它组合块的排列方式。为了保 证这种通用性，组合块最好在一特定的尺寸范围内。应考虑使用者的实 际贮存问题和制造成本来确定组合块的尺寸和比例。组合块最好具有一 最小的表面，并且尺寸相互成比例，以匹配地装在由组合块形成的组件 中。例如，立方体形组合块的宽度相对于扁平块要宽得多，从而三个立 方体能安装在扁平块的最长平面上。

参照附图，下面将更全面地描述本发明的上述和其它目的和各种特 征以及操作和构造的细节。

图1是组成本发明的构件的三个软块组合件的立体图，还显示了用于 选择性地将软块连接到一起的双面钩面接头片和双面毛圈织物加强条；

图2是一立体图，显示了一个拿着一个很轻的某一尺寸的软块的小 孩，在将三角形软块连接到矩形软块上之前，正在将一双面钩面接头片 粘到手中的软块上；

图3是沿图1中线3、3截取的局部放大截面图，示意了双面钩软块连 接接头片的结构；

图4是沿图1中线4、4截取的局部放大截面图，示意了双面毛圈软块 加强条的结构；

图5是图1所示的矩形软块的局部放大立体图，图中的一部分被剖去 并以截面形式表示，显示了构件的细节；

图6A是沿图5中线6A、6A截取的局部放大截面图，显示了具有毛圈织 物套的泡沫芯；

图6B与图6A相同，但显示了装在塑料套中的泡沫芯，并且泡沫芯和 塑料套装在毛圈织物套中；

图6C是与图6A和6B相同的局部截面图，但显示了一种改进形式，其 中泡沫芯由胶粘在泡沫芯上的聚集的短毛圈织物件覆盖；

图7是一放大立体图，显示了为了清洗外织物套，如何从外织物套中 取出软块泡沫芯，或当清洗完时再如何将其插入织物套；

图8是说明如何利用双面钩面接头片将两个软块连接到一起的分解立 体图；

图9是如图8所示的连接到一起的两个软块的立体图，通过使用双面 加强条和双面钩面接头片加强了连接；

图10是略微改进的具有消除尖角的圆角双面钩接头片的立体图；

图11是一立体图，示意性地表示了由三种软块组合件和图1所示的双 面钩接头片形成的结构，显示的结构是扶手椅或房子。

现参见附图，尤其是图11，其中显示了用本发明的软块构件12构成 的玩具结构10。参照附图5，每个构件12基本上由一泡沫芯14和一某种 材料的外套16构成，以形成带有钩状表面材料的连接。外套最好由陈列 毛圈织物制成。如图3A中所示的织物15包括衬底材料17和从衬底17的一 面突出的密集的钩19。作为一种织物，它通常手感柔软，可广泛地用于 包装用品，引人注意，并可象其它织物一样应用。陈列毛圈织物经常用 于陈列板，因此而得名。陈列毛圈织物具有多种质地，包括但不限于天 鹅绒或毛毡、粗麻布、或办公地毯。构件12或软块最好是多边形的并具 有平面F。图示的实施例包括三维尺寸为扁形的矩形体20、五面楔形体22 或六面体24，每个较大的面F均是平面而不是曲面。每个构件12的外套 16都能永久固定到芯上(见图6C)，或通过如图5所示的一个狭缝17和 边舌19制成可拆装的。外套16可以是单独制作的织物，然后覆盖在芯14 上，或者，外套可作为制作工艺的一部分直接加在芯14上而不需单独制 作。外套16能用多种方法固定到芯14上，诸如通过缝合外套使其套在芯 上，或者，通过将外套粘结或层压在芯上。在外套将要套在芯上时，首 先用一个薄的软塑料套30或功能等同物包住芯，以使外套更容易地在芯 14上滑动(见图6B)。芯也可包含或包括一结构支撑机构，例如一个或 多个弹簧或充气胆或腔。

对本发明而言，构件12由陈列毛圈织物15或其功能等同物部分地或 完全盖住。通过使用双面钩面接头片40，构件12连接到一起，连接片独 立于构件12而不是永久固定的，并可改变长度和宽度。这些构件12所有 可能的连接面F都是平面(在一个平面上)而不是曲面，从而使要连接 的构件12的面之间的接触区域最大。

接头片40在两方面是独特的。第一方面，接头片40不是仅在一面具 有无数微小的钩42，而是双面的，即在两面都具有这些钩42。第二方面， 参照图1,2和8，接头片40不是永久固定在要被连接的物体上，而是独 立于构件12，可拆装地放置在构件12之间的每一构件上的这些位置上， 即使用者希望构件12在这些位置上被连接在一起，参见图9。接头片40 可制成长条形，从而使接头片40不放在构件12之间，而是放在两个相邻 构件12的外部相邻面上，这对幼儿来说更容易做到，这种接头片40常常 是一种更实际和更结实的连接方法。另外，附图10显示了改进的具有圆 角44的接头片40’，这可以避免可能由尖棱引起的伤害。按这种方式使 用接头片，接头片不必是双面的，其可替代地仅在一面有钩，在另一面 具有毛圈面材料。

为了强化构件之间的粘结，参照图1和4，可使用加强条50。这些加 强条50是平的带材，由两个背靠背熔接或通过如缝合的方式连接的陈列 毛圈织物条组成，从而形成双面陈列毛圈织物条52，或一面覆盖有陈列 毛圈织物15而另一面覆盖有其它织物的织物条。加强条50最好是约2英 寸宽和4至8英寸长，但可以更长些。可这样使用加强条，即通过使用双 面钩接头片40，将加强条50的一端连接到构件12上，再将在相同面上的 条50的另一端连接到另一构件12上。在构件12、双面钩接头片40和加强 条50之间的横向摩擦(剪切摩擦)大大地提高了构件12之间的粘结能力。

本发明的组合结构系统的优点是多方面的。由于便于在所需要的任 何地方放置接头片，从而产生许多变化和构造，因此，本系统是简单并 容易使用的，即使幼儿也能使用本系统。通过改变双面接头片40的数量， 使用者能按照需要改变构件12之间的粘结力。由于不使用时双面接头片 能被取下来，因此构件12的暴露表面F上没有固定上去的难看且表面粗 糙的接头片或加强条，从而形成一个吸引人的赏心悦目的软表面。由于 接头片不是永久地固定，而是随使用者的意愿使用、拆下、再使用的， 因此制造商无须猜测钩面材料的最佳位置。由于只在所需要的地方使用 钩面材料，因此该材料的使用成本更合理。

本发明的构件具有光滑的平面，使得当构件被放在一起时，并排放 置的任何两个面将非常近地靠在一起或接触，且它们的棱边是直线，从 而在构件的相邻面F或棱边上可以放置最大数量的钩面接头片40。

利用永久固定在附件上的钩面材料，或者使用双面接头片，或者当 应用由毛毡材料制成的字母时不使用任何钩面材料，可将诸如仿真汽车 的方向盘、仿真炉子的燃烧器或标志牌的字母等附件安装在构件上。当 构件12的软芯14由软的可压材料制成时，可形成一个舒适的坐或躺的装 备。

最好地，当构件具有五个面F时，所有的面都是平坦、光滑和均匀的 (在一个平面上，而不是凸面、凹面或曲面)。最好地，当构件具有六 个或更多的面时，这些面中的至少六个基本上是平坦、光滑和均匀的。

芯14最好由聚氨酯泡沫或类似软的可压材料制成，并由外套16大体 上或完全包围，外套最好包括扣件工业已知的诸如陈列毛圈等材料。对 于每一个主要用于与其它构件显著接触的构件面而言，外套表面至少20％ 最好由陈列毛圈织物或功能等同的材料以任何便于制造、成本合理的形 式构成。

如果是楔形构件，毛圈面织物或材料或它的功能等同物最好固定在 构件或外套的五个面上。如果是六面或更多面的构件，毛圈面织物或材 料或它的功能等同物最好固定在构件或外套的六个面或更多的面上。

每个构件的外套可设计成永久固定在芯上，或可从芯上拆下，以便 于诸如在洗衣机中清洗。

在芯14和外套16之间最好有一薄的软塑料套30，以使外套在芯上更 容易滑动(见图6B和7)。

当外套被填满时，它的尺寸最好与上述构件相同，并且对放置毛圈 面材料的表面的个数和特征有相同的限制。

双面钩接头片

钩接头片是简单的在两面(双面)具有钩面的平面接头片，最好这 样形成接头片，即通过以背对背的形式永久熔合或连接两片钩表面材 料，或者通过制造一单件的双面钩面材料来形成。接头片可改变长度和 宽度，但最好是约宽大于等于1.25英寸和长大于等于2英寸。接头片最 好制成圆角而不是尖的和90度角，或者接头片由软的类似布的材料制 成。

加强条

加强条是由背对背熔合或通过诸如缝合的方法连接以形成双面陈列 毛圈织物条的两条陈列毛圈织物组成的扁平带材。加强条最好是约2英 寸宽和4至8英寸长，但也可以更长些。加强条也可制成只有一面由陈列 毛圈织物构成，另一面由其它材料制成。

应理解的是，本发明不将它的应用局限于在说明书中描述或在附图 中例举的具体结构和零件布置方式。本领域的技术人员可以容易地懂 得，可以利用基于上述公开内容的构思，作为设计他们用于实现本发明 的几个目的的结构、方法和系统的基础。因此，下面的权利要求应认为 是包括不背离本发明的精神和范围的等同结构。

按照图6B所示的本发明的另一个实施例，塑料层30或功能等同的材 料套围绕泡沫芯14并紧紧地包围该芯，以便于组件进入外套16。当外套 16需要清洗时，这也便于快速和容易地取出芯14。在泡沫芯14和外套16 之间的防水保护套30防止传染性病菌进入泡沫芯14。塑料套30可具有一 个或多个开口以使空气从泡沫芯14到达外围环境并从外围环境返回泡沫 芯14。

图6C显示了本发明的一种改进形式。块组件包括由泡沫材料制成的 芯14和通过如环氧树脂16C的适当粘结胶直接粘结到泡沫芯14的外表面 上的毛圈织物端16B。

按照本发明，在这里构件可配备演奏音乐或发出如警笛或动物声音 的装置。并且，构件可以具有发光装置。

如前所述，本发明提供了适用于婴儿和幼儿以及其它年龄组的人的 大的、重量轻的、软的组合块，该组合块易于组装制作成一个组件，注 入能容纳一个儿童的如附图所示的椅子。已经发现当组合块在一定参数 之内时，可提供最佳的游戏价值和更大的效用、以及多功能性和轻便性。 例如，对于图1所示的矩形扁块Bs而言，构件的高度或X尺寸最好大于1.25 英寸并小于3英寸。分别由字母“Z”和“Y”表示的长度和宽度最好在 下面的范围内：

Y×Z至少为约81平方英寸

Y×Z小于等于约1440平方英寸。

对于图5所示的构件或组合块Br,X、Y和Z的尺寸最好符合如下的关 系：

X等于或大于4英寸

Y约等于或大于X

Y约等于或小于2X

X×Y×Z的积等于或小于约2744立方英寸，并且X×Y×Z的积等于或 大于约126立方英寸。这些体积关系适用于其它多边形块。

立方体组合块Bt等于或小于约2744立方英寸并等于或大于约125立方 英寸。

在构件的优选形状中，如图5所示的立方体，Z尺寸最好大于Y尺寸或 Y最好大于X。

即使在这里已经例举和介绍了本发明的具体实施例，但这并不限制 本发明在随后的权利要求范围内可作出各种变化和改进。例如，构件可 用于与一个具有轮子的平台或底板相连，平台或底板具有一个与平面钩 面或毛圈面材料连接的平面，使得构件能容易地固定到平台或底板上， 以形成卡车或汽车的底盘。带轮子的平台或底板可包括一个操纵机构， 从而使平台通常可用作小型玩具汽车的底板。并且，平台组件可包括一 个靠发条发动的电机或其它的马达或发动机，以便提供运动动力。马达 或发动机可装在组合块本身中。

本申请要求享有1996年10月2日提交的美国临时申请NO.60/027,432 的优先权。