專利名稱：用于成套組合玩具的螺釘?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于成套組合玩具的螺釘，這螺釘由一個(gè)帶螺紋的螺釘體構(gòu)成，所述螺紋使螺釘能擰進(jìn)帶有一個(gè)預(yù)制的螺紋孔的成套組合玩具的另一個(gè)部件中，以使螺釘能承受一個(gè)距該部件某一距離處橫向作用于螺釘?shù)穆葆旙w的力的作用。
就構(gòu)造型成套組合玩具而言，把各部件擰在一起是眾所周知的。于是，一些例子表明，除了通常的連接手段(比如連接螺栓以及互補(bǔ)的接受件)以外，受特定負(fù)荷作用的部件也可用專門制造的螺釘連接起來?？梢园堰@些螺釘擰進(jìn)成套組合玩具的其它組合部件中的特定的預(yù)制螺紋孔中。同樣眾所周知的是用螺釘把輪子固定到用成套組合玩具的部件組裝的車底盤上。就這車而論，各部件之間相互增強(qiáng)的連接情況完全令人滿意。這樣的負(fù)荷由螺釘在其縱向吸收，并且螺釘?shù)膹埩ξ招阅芡耆钊藵M意。這樣的螺釘可在諸如美國專利說明書455/110這樣的文獻(xiàn)中見到。
丹麥專利申請(qǐng)872/89中公開了一種妨礙一有關(guān)部件的柔性的螺釘。在此處，應(yīng)力同樣是加在螺釘?shù)膹较蛏稀?br> 不過，負(fù)荷橫向加到螺釘體徑向的螺釘有一個(gè)顯著的缺點(diǎn)。螺釘?shù)穆菁y部分的直徑由該螺釘所伸進(jìn)去的部件的尺寸所決定。就總體結(jié)構(gòu)而言，經(jīng)常使此部件的尺寸盡可能小，這樣使螺紋部分的直徑也盡可能小。作用到螺釘上的力矩，部分由作用到螺釘上的力的橫向分量的大小決定，部分由力的作用點(diǎn)與帶有上述部件的螺釘體的接觸點(diǎn)(螺釘就固定在該部件上，所述的力就作用在該部件的臂上)之間的距離而定。例如，用作輪軸的那些螺釘要求螺紋部分的直徑較小，所以當(dāng)螺釘受到大的靜負(fù)荷或者比如在下落時(shí)受到突然的沖擊的情況下，這些螺釘在上述部件表面周圍的區(qū)域中往往會(huì)損壞。如果用螺釘傳導(dǎo)該螺釘橫向所受的力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的問題。
于是，本發(fā)明的目的是提供一種用于成套組合玩具的螺釘，所述螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)使之能更好地承受橫向加到螺釘?shù)目v軸方向的、并與成套組合玩具中的那些部件的螺釘相距某一距離的力的作用，其中所述螺釘就位于成套組合玩具中的一個(gè)預(yù)制的螺紋孔中。
本發(fā)明的目的是由權(quán)利要求1的特征部分中所述的方式實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)榇_定接合區(qū)域的位置(其徑向距離比螺紋部分的半徑更大)時(shí)要求所產(chǎn)生的力矩由于所產(chǎn)生的力臂的減小而減少。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，接合區(qū)域由螺釘上的一個(gè)錐形接合面構(gòu)成。錐形接合面最好是通過把一個(gè)相應(yīng)的錐形接合面連接到其中放置螺釘?shù)牟考隙纬傻摹Ｂ葆斏系腻F形接合面有利于在小直徑的螺紋部分和直徑大于所述直徑的螺釘體部分之間形成了一個(gè)過渡區(qū)。這點(diǎn)在后者直徑?jīng)]有受到任何限制的情況下特別合適。
通常螺釘和組合部件上的兩個(gè)錐形接合區(qū)域最好分別互補(bǔ)，但接合區(qū)域可以例如是環(huán)形的，并可這樣來形成，即通過逐步擴(kuò)張來形成螺釘。對(duì)大多數(shù)塑料材料來說，塑料結(jié)構(gòu)上如此鋒利的邊緣導(dǎo)致了該結(jié)構(gòu)在上述鋒利邊緣周圍區(qū)域中存在著缺點(diǎn)(凹槽效應(yīng))。因此，實(shí)際中最好使用錐形接合面。
由于在優(yōu)選的實(shí)施例中成套組合玩具通常是用塑料注模法生產(chǎn)的，螺紋的螺距通常較大，所以接合面最好是由互補(bǔ)的凹陷和凸起構(gòu)成，這樣當(dāng)凹陷和凸起相接合時(shí)，螺釘便保持在其插入位置上。這當(dāng)所用的螺釘是用作一個(gè)輪軸時(shí)特別合適，因?yàn)榭吭谒糜谄渲械能嚨囊粋?cè)的螺釘會(huì)受到一個(gè)與輪的輪轂?zāi)ゲ了a(chǎn)生的力的作用，換句話說，引起螺釘松弛或變緊。而用上述互補(bǔ)的凹陷和凸起就能避免這個(gè)問題?？梢园淹蛊疬m當(dāng)?shù)丶庸こ尚螢橐粋€(gè)圓節(jié)?？梢园寻枷葑鞒煞菍?duì)稱的，使之帶有一個(gè)陡的截止面和一個(gè)傾斜的引導(dǎo)面。這些特點(diǎn)能使螺釘即使在其上只做大約一圈螺紋的情況下，也能獲得充分的固位。因此，可只用簡單的工具通過注模法來制造螺釘。
聯(lián)系優(yōu)選的實(shí)施例并參考附圖，下面將更詳細(xì)地?cái)⑹霰景l(fā)明，附圖中

圖1是本發(fā)明用于一種成套組合玩具的螺釘?shù)囊粋€(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的一幅側(cè)視圖，圖2是一個(gè)螺釘與用于圖1中所示螺釘?shù)囊粋€(gè)螺紋孔之間連接的一幅示意圖，圖3是一個(gè)螺釘與用于本發(fā)明螺釘?shù)囊粋€(gè)第一種可供選擇的實(shí)施例的一個(gè)螺紋孔之間連接的示意圖，圖4是一個(gè)螺釘與用于本發(fā)明螺釘?shù)囊粋€(gè)第二種可供選擇的實(shí)施例的一個(gè)螺紋孔之間連接的示意圖，圖5是一個(gè)螺釘與用于本發(fā)明螺釘?shù)囊粋€(gè)第三種可供選擇的實(shí)施例的一個(gè)螺紋孔之間連接的示意圖，圖6是一個(gè)螺釘與用于本發(fā)明螺釘?shù)囊粋€(gè)第四種可供選擇的實(shí)施例的一個(gè)螺紋孔之間連接的示意圖，圖7是說明怎樣把一個(gè)本發(fā)明的螺釘與一個(gè)輪轂一起放入成套組合玩具的另一個(gè)組合部件之中的透視圖，圖8是本發(fā)明的螺釘與螺紋孔的聯(lián)鎖的一種可供選擇的布置的示意圖。
圖1示出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的螺釘。它由一個(gè)帶有螺釘體的螺釘頭12構(gòu)成，螺釘體上有一個(gè)螺紋部分24，螺紋部分24在遠(yuǎn)離螺釘頭12的一端有一個(gè)螺紋25。螺紋部分24向下終止于帶有兩個(gè)正好相反設(shè)置的鎖定孔23的錐形部分22。錐形部分22在直徑較小的螺紋部分24與直徑較大的螺釘?shù)穆葆旙w的其余部分之間構(gòu)成一條輪廓線部分。本發(fā)明的螺釘10最好是由塑料注模法制造的，并且因此通常是空心的。于是，螺釘在頭12和錐形面22之間的螺釘體部分14的直徑比螺紋部分24大。螺釘體部分14上有一個(gè)由引導(dǎo)面21和一個(gè)截止面20構(gòu)成的環(huán)形卷邊19。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，螺釘體14通過一個(gè)錐形引導(dǎo)面15而匯合成一螺釘體部分16，螺釘體部分16的直徑與卷邊19的直徑相同。
由于螺釘10的形狀如圖1中所示，圖7中所示的一個(gè)輪轂40可被安裝并可旋轉(zhuǎn)地固定在螺釘體部分14上，螺釘體部分14位于卷邊19和頭12之間。引導(dǎo)面21允許這樣的接受而同時(shí)阻擋面20又能防止輪轂40脫出。引導(dǎo)面15和螺釘體部分14對(duì)應(yīng)于輪轂40中的孔，并且可使所述孔和互補(bǔ)的引導(dǎo)面(圖中未示出)有利地相對(duì)于所述輪轂的外側(cè)而凹入，從而在裝配過程中，在各部件之間達(dá)到更好的引導(dǎo)效果。
螺釘10上的頭12最好有一些縱向的槽，以使當(dāng)把螺釘10擰進(jìn)另一個(gè)部件時(shí)，能握得更牢。如圖7中所示，螺釘頭12的端面11有一個(gè)開口，該開口適于接受一個(gè)用來擰緊螺釘?shù)奶刂频墓ぞ?。圖7中示出了螺釘如何適于安裝到裝在成套組合玩具中的另一個(gè)部件30上的一個(gè)螺紋孔35中，所述的螺紋孔35具有一個(gè)與螺釘?shù)腻F形部分22互補(bǔ)的錐形部分，并且該錐形部分上有兩個(gè)正好相反設(shè)置的鎖定凸起部37。這些鎖定凸起部37最好為小的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱節(jié)的形狀，而那些孔23為非對(duì)稱的形狀。這樣，這些孔將具有一個(gè)用來把鎖定凸起部37引導(dǎo)進(jìn)接合狀態(tài)的引導(dǎo)面，以及一個(gè)阻礙進(jìn)一步緊固的截止面。尤其是因?yàn)椴牧鲜侨嵝缘?，并且螺紋25的螺距較大，所以這是可能的。很明顯，對(duì)專業(yè)技術(shù)人員來說，還可以使螺釘帶有一些鎖定凸起部，同時(shí)使組合玩具的部件30上的錐形部分36帶有一些互補(bǔ)的鎖定孔。
建議把螺釘用于多種其它用途而不是拘泥于陳規(guī)地用作輪軸，不過本發(fā)明的原理大概還是在所述的連接方式上得到了最好的體現(xiàn)。可以把由成套組合玩具組裝成的車看作是由幾個(gè)單獨(dú)的亞體(subbody)構(gòu)成的物體。例如，這些亞體可以包括帶有上部結(jié)構(gòu)的實(shí)際車輛底盤以及四個(gè)車輪中的每一個(gè)。當(dāng)整個(gè)物質(zhì)受一個(gè)諸如下落引起的負(fù)荷作用時(shí)，在構(gòu)成總體的各亞體之間會(huì)出現(xiàn)扭力。在下落負(fù)荷作用期間，這些力轉(zhuǎn)化為作用于各亞體之間的力矩。所述的力矩部分取決于力的大小，部分取決于所作用的力臂。由于螺釘?shù)慕雍蠀^(qū)域(圖1中的錐形部分22)距螺釘縱軸的徑向距離比螺紋部分24的半徑更大，力的作用點(diǎn)將從螺紋部分的終端22a移到錐形區(qū)域22和螺釘體部分14之間的過渡區(qū)22b上。由此所作用的力臂的大小將會(huì)減小，同時(shí)作用點(diǎn)22b將會(huì)把在距組合部件30某一距離處沿螺釘10的橫向作用的一個(gè)彎曲力轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)作用于螺釘縱向的拉力。
圖2示出了本發(fā)明螺釘?shù)囊粋€(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，其中在螺釘?shù)穆菁y部分24和螺釘?shù)穆葆旙w14的其余部分之間配有一個(gè)錐形的接合區(qū)域22。將螺釘擰進(jìn)部件30，這樣，螺釘就被容納并保持于螺紋孔30和螺紋聯(lián)接42之中。由于涉及到兩個(gè)互補(bǔ)的錐形區(qū)域22和36，所以螺釘?shù)慕雍蠀^(qū)域也將是連續(xù)的錐形面。不過，實(shí)際中兩個(gè)面之間經(jīng)常有一縫隙，但由于螺釘具有柔性，用機(jī)械外力就可以把22和36壓到一起。
圖3示出了本發(fā)明螺釘?shù)牧硪粋€(gè)實(shí)施例，圖中螺釘通過螺紋部分24而與螺紋孔35的螺紋部分呈螺紋聯(lián)接?？梢钥吹?，螺釘?shù)穆葆旙w14與螺釘?shù)穆菁y部分24的直徑相同。此處通過帶有一些錐形面(接合面22就是其中的一個(gè))的一個(gè)卷邊41發(fā)生卸荷。部件30上的螺紋孔以逐步擴(kuò)張的方式而終止，這使得此處的接合面恰好是由一條環(huán)形的接觸線37構(gòu)成的。由于作用點(diǎn)22b位于接觸線37上，所以本實(shí)施例所提供的技術(shù)效果與圖2中所示實(shí)施例基本相同。
可以認(rèn)為圖4中所示結(jié)構(gòu)與圖3中所示結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，這是因?yàn)榇颂幍穆菁y孔35帶有錐形部分36，同時(shí)螺紋部分24與螺釘?shù)穆葆旙w14的其余部分之間是逐步過渡的。此處也有一條環(huán)形接觸線37，作用點(diǎn)22b就位于此線上。螺釘將通過螺紋聯(lián)接42與組合部件相接合。
圖5示出了一個(gè)螺釘，其中螺紋部分24以直徑逐步增加的方式匯合成螺釘?shù)穆葆旙w的其余部分14。正如圖中所見到的，螺紋孔35的直徑一出上述部件的表面就將保持恒定，這使得力釋放接合區(qū)域43被弄成盤形，并且實(shí)際的作用點(diǎn)22b將位于盤形區(qū)域43的外邊緣中。
圖6示出了一種相應(yīng)于圖5中所示的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中作用點(diǎn)22b又進(jìn)一步遠(yuǎn)離了螺紋的縱軸，螺釘體部分14b上帶有一個(gè)環(huán)形部分38，以加大盤形接合區(qū)域43的寬度。在此處，螺釘也將通過螺紋聯(lián)接42與部件30的螺紋孔相聯(lián)。對(duì)于圖4至6中所示的實(shí)施例來說，螺釘?shù)穆菁y部分24都是以直徑逐步增加的方式匯合成螺釘體的螺紋部分14。不過應(yīng)該注意到，螺釘?shù)穆葆旙w在這個(gè)區(qū)域中的強(qiáng)度會(huì)由于凹槽效應(yīng)而降低。
圖8示出了圖1中所示螺釘?shù)囊粋€(gè)可供選擇的實(shí)施例，其中螺釘?shù)穆菁y部分24通過一個(gè)錐形部分22而匯合成螺釘?shù)穆葆旙w部分14。已擰入螺釘?shù)慕M合部件30具有一個(gè)螺紋孔35，該孔同樣也帶有一個(gè)錐形部分36。螺釘通過螺紋聯(lián)接42與組合部件30相聯(lián)，螺釘和該部件之間還通過一對(duì)鎖定凸起39而另外固定，這些凸起設(shè)在螺紋孔的深處之中，并且適于容納于那里所構(gòu)成的兩個(gè)鎖定孔43中的螺釘?shù)哪┒酥小Ｓ纱吮ＷC了裝在螺釘上的一個(gè)輪子所產(chǎn)生的力不會(huì)使螺紋相對(duì)于組合部件30而松動(dòng)。另一方面，這還可因?yàn)槁菁y25具有較大螺距而實(shí)現(xiàn)。螺距較大是為了在游戲時(shí)較容易地安裝螺釘并且為了便于制造螺釘，使只用簡單的工具便可制造它
權(quán)利要求
1.一種用于成套組合玩具的螺釘，包括一個(gè)帶有螺紋部分的螺紋體，用于使螺釘能擰進(jìn)帶有一個(gè)預(yù)制的螺紋孔的成套組合玩具的另一個(gè)部件之中，所述的螺釘適于承受在距該部件某一距離處橫向作用于螺釘?shù)穆葆旙w的力，其特征在于，該螺釘在螺紋部分的延伸段中有一個(gè)接合區(qū)域，該區(qū)域使螺釘在擰進(jìn)時(shí)與上述成套組合玩具中帶有一個(gè)螺紋孔的另一個(gè)部件上的互補(bǔ)的接合區(qū)域相接合，這使得所述螺釘能支撐在位于與該螺釘縱軸的徑向距離比上述螺紋部分的半徑更大的一個(gè)區(qū)域之中。
2.一種如權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，螺釘?shù)慕雍蠀^(qū)域構(gòu)成了一個(gè)環(huán)狀凸緣形的接合面。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的螺釘，其特征在于，上述凸緣是由一個(gè)連續(xù)的錐形面構(gòu)成的。
4.一種如權(quán)利要求2或3所述的螺釘，其特征在于，上述凸緣構(gòu)成了上述螺紋部分與螺釘體部分之間的過渡區(qū)，其中所述螺釘體部分的直徑大于所述螺紋部分的直徑。
5.一種如權(quán)利要求1至4所述的螺釘，其特征在于，該螺釘上的接合面和帶有螺紋孔的其它部件配有一些互補(bǔ)的凹陷和凸起。
6.一種如權(quán)利要求5所述的螺釘，其特征在于，上述螺釘?shù)慕雍厦嬷辽儆幸粋€(gè)凹槽，并且上述其它部件的接合面至少有一個(gè)用于容納在所述凹陷之中的節(jié)。
7.一種如權(quán)利要求6所述的螺釘，其特征在于，上述凹陷是非對(duì)稱的，這使其周圍有一個(gè)用作截止面的陡的側(cè)面以及一個(gè)用作引導(dǎo)面的傾斜的側(cè)面，以使通過節(jié)與凹陷之間的接合而互相鎖定所述那些部件。
8.一種如權(quán)利要求1至7所述的螺釘，其特征在于，所構(gòu)成的螺紋在上述螺釘?shù)穆葆旙w周圍環(huán)繞恰好一周。
全文摘要
一種用于成套組合玩具的螺釘，具有一個(gè)帶有螺紋部分的螺釘體，用于使該螺釘擰進(jìn)帶有一個(gè)預(yù)制的螺紋孔的成套組合玩具的另一個(gè)部件之中。該螺釘適于承受在距該部件某一距離處橫向作用于這螺釘?shù)穆葆旙w的力。該螺釘在螺紋部分的延伸段有一個(gè)接合區(qū)域，這區(qū)域使該螺釘在擰進(jìn)時(shí)與帶有一個(gè)螺紋孔的成套組合玩具的另一個(gè)部件上的互補(bǔ)的接合區(qū)域相接合。于是這螺釘就支撐在位于與螺釘縱軸的徑向距離比螺紋部分的半徑更大的一個(gè)區(qū)域之中。
文檔編號(hào)A63H17/26GK1076638SQ9211431
公開日1993年9月29日 申請(qǐng)日期1992年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月6日
發(fā)明者弗萊明·霍吉伯格·奧爾森 申請(qǐng)人:英特萊格公司