JP6005711B2

JP6005711B2 - 組立構造体

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Publication number: JP6005711B2
Application number: JP2014248504A
Authority: JP
Inventors: 昭洋松浦; 悠馬近藤
Original assignee: Tokyo Denki University
Current assignee: Tokyo Denki University
Priority date: 2014-05-08
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2034-12-09
Also published as: JP2015226748A

Description

本発明は、接合のための単なる結合要素や可変要素等の組立要素を用いずに、可変的な接合を可能とするだけでなく相互の結合パターンを複数とし得る組立構造体に関し、特に、円形状部材を連結、積み重ね等により組み合わせ、人の自由な発想に基づいて動的に変化しうる多様な形態の立体構造物の作成を可能とする組立玩具用基本構造体に好適なものである。

様々な形状の組立構造体を相互に接続して任意の形態を作り出すことが可能な組立玩具は、思考力、情緒等を育む玩具として子供のみならず大人にも広く親しまれている。例えば、直方体を基本形状とする組立構造体としては、凸凹部を嵌合させて直方体状の各組立要素を相互に固定する構造のレゴブロック（登録商標）がよく知られる。但し、その基本特許は1988年に失効しており、類似形状の組立構造体として、「メガブロック」、「ダイヤブロック」、「ナノブロック」、「COKO bricks」等も現在知られている。

他方、直方体を基本形状としない組立構造体に関しては、準正多面体形状のジョイントパーツとロッドから成る「Zomeツール」が知られており、この「Zomeツール」によれば、ジョイントパーツにロッドを差し込むことで、フレーム状の多様な三次元物体を作ることができる。この他、直方体を基本形状としない組立構造体には、正三角形および正方形状の基本パーツと五種類のジョイントパーツを基本構造体とする組立玩具として「LaQ」が知られており、パーツの種類の多さとそれらの形状の特徴から、この「LaQ」は球面等曲面も作り易いものであった。

また、円形状を利用した組立構造体としては、円形の歯車形状の「ロンディ」が知られており、この「ロンディ」は歯車部分を直交させて差し込むことで、組立構造体同士の連結がされる構造とされている。

この一方、このような組立構造体を用いた組立玩具の先行技術文献としては、凸凹部を有する直方体状のブロック等を相互に結合させて固定することが下記特許文献１に開示されている。また、下記特許文献２、３には、複数の孔が設けられた組立構造体をピンやナット等の結合組立要素で接続するものが開示されている。

特表２００３−５０８１３８特開２００４−６５４０１特開２００５−５８４３２

しかしながら、従来の組立玩具のうちの上記レゴブロックは、直方体状の組立要素の凸凹部を他の組立要素に嵌合させて固定する構造であるため、動物の骨格を模したような有機的な形態を作成することが困難である他、組み立てて特定の形態の構造体を作った後に、この構造体を回転させるような、可変的な構造を有する形態を作成することが困難であった。

これに対して、この可変的な構造を有する形態を作成する手段として、ピンやナット等の結合要素やヒンジ部等の特殊な可変機構を有する可変要素等の組立要素を用いることが考えられる。しかし、組立要素の種類が増えるにしたがい、保管の煩わしさが増したり、幼児にとって扱いづらいものになったりする。また、シンプルな組立要素の組合せにより多様な形態を作り出すという組立玩具特有の創造性も失われていくこととなる。

さらに、これらの組立玩具の組立手段としては様々なものがあるが、各組立玩具の結合手段は一種類に限られている。例えば、特許文献２に記載の組立構造体の結合手段は、組立要素の穴に結合組立要素を挿入し固定する方法のみである。このため、組立要素の結合パターンが画一的となり、多数の幾何学的な形状を作れず、数学的思考と空間認識能力の向上の手助けとはなり難い。とりわけ、近年、組立玩具が図形学習や図形の応用方法探求のための教具として教育の現場にも取り入れられていることを鑑みると、１つの結合手段に限られない組立玩具に対する要望は高いといえる。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、接合のための単なる結合要素や可変要素等の組立要素を用いずに、可変的な接合を可能とするだけでなく相互の結合パターンを複数とし得る組立構造体を提供することを目的とする。

上記課題を解決した請求項１記載の発明は、回転し得るように嵌合可能な円筒形状であって、外周面が相互に同一の径とされる２つの円筒部と、
内径面の半径が前記２つの円筒部の半径と同一とされ且つ前記２つの円筒部の高さより幅が狭く中心角が９０度の円弧状に形成されて、２つの円筒部の外周面に沿うように滑らに接続されつつ２つの円筒部を相互に連結する連結部と、
を含む組立構造体である。

このような組立構造体によれば、外周面が相互に同一の径とされる２つの円筒部間が、円弧状に形成される連結部により相互に連結されている。また、これら２つの円筒部が、回転し得るように嵌合可能な円筒形状に形成されていることで、本請求項の組立構造体と同一構造とされる他の組立構造体の円筒部とこれら円筒形状に形成された円筒部との間が回転し得るように、嵌合可能となる。さらに、連結部の内径面の半径が２つの円筒部の半径と同一とされると共に、２つの円筒部の高さより幅が狭い円弧状にこの連結部が形成されている。このことから、他の組立構造体の連結部とこの連結部との間を交差させる形で重ね合わせることにより、他の組立構造体の円筒部とこの組立構造体の連結部との間が相互に接合される。

従って、本請求項の組立構造体によれば、接合のための単なる結合要素や可変要素等の組立要素を用いずに、可変的な接合を可能とするだけでなく相互の結合パターンを２通りとできる。このため、有機的な形態や可変的な構造を有する形態を簡易に作成可能となると共に、多数の幾何学的な形状をも容易に作成可能となる。

以上より、本請求項の組立構造体を複数組み合わせて組立玩具とできる。これに伴って遊具として娯楽目的で使用されるだけでなく、子供の思考力、図形・空間認識能力、情緒等を育む知育玩具、教具としての意義をも有している。また、本請求項の組立構造体は、２つの円筒部と連結部とからなることから、形状の単純さや美しさを持ち、多様な形状を作り出す基本素材として利用できるため、子供の成長を支援する新しい形状の知育玩具、教具としても利用可能になる。

さらに、「ナノブロック」や「レゴブロック」等は大人の使用者も多いことが知られるが、本請求項の組立構造体も、組立により多様な形状の作成が可能となると共に、関節部となる円筒部間の嵌合が回転可能となるのに伴って関節部の運動が可能なため、大人が創造性を発揮する玩具やモデル製作の部材としても利用できる。

請求項２の発明は、前記円筒部の何れかの一端側を細径とした嵌合雄部が、前記円筒部に形成されて、他の組立構造体の前記円筒部の内周面に該嵌合雄部を嵌合可能とする請求項１に記載の組立構造体である。
つまり、本請求項によれば、細径とした嵌合雄部が同一形状の他の組立構造体の円筒部の内周面に嵌合されることで、円筒部同士が回転可能に嵌合されつつ、組立構造体同士が連結されることになる。

請求項３の発明は、前記連結部が一対の連結部とされ、これら一対の連結部により前記２つの円筒部をそれぞれ相互に連結し、
前記２つの円筒部間の距離と一対の連結部の内径面間の最短距離とを同一とした請求項１に記載の組立構造体である。
つまり、本請求項によれば、一対の連結部とされた連結部の内径面間の最短距離が、２つの円筒部間の距離と同一とされることで、相互に異なる組立構造体同士がより確実に円筒部と連結部との間の相互の接合によって、連結される。

請求項４の発明は、前記円筒部の一端側に複数の凸状部を形成し、該複数の凸状部を繋ぐ外接円を前記円筒部の他端側の内周面と同一とし、
前記円筒部の内周面に複数の凸状部を挿入して、他の組立構造体の前記円筒部の内周面に前記円筒部の一端側の複数の凸状部を嵌合可能とする請求項１又は請求項３に記載の組立構造体である。
つまり、本請求項によれば、複数の凸状部を円筒部の一端側に形成したことで、円筒部の内周面に複数の凸状部を挿入してこれら複数の凸状部を嵌合させることが可能となる。これに伴い、円筒部同士がより容易に回転可能に嵌合されて、組立構造体同士が連結されることになる。

請求項５の発明は、前記円筒部が連結部により３つ以上連結される請求項１又は請求項２に記載の組立構造体である。
つまり、本請求項によれば、円筒部が３つ以上とされても、連結部によりこれら円筒部が連結されることで、一体的な構造の組立構造体となる。この場合でも、請求項１と同様に接合のための単なる結合要素や可変要素等の組立要素を用いずに、有機的な形態や可変的な構造を有する形態を簡易に作成可能となると共に、多数の幾何学的な形状をも容易に作成可能となるようになる。
請求項６の発明は、回転し得るように嵌合可能な円筒形状であって、外周面が相互に同一の径とされる３つの円筒部と、
内径面の半径が前記３つの円筒部の半径と同一とされ且つ前記３つの円筒部の高さより幅が狭く中心角が１２０度の円弧状に形成されて、３つの円筒部の内の２つの外周面に沿うように滑らに接続されつつ２つの円筒部を相互に連結する連結部と、
を含む組立構造体である。

本発明の組立構造体によれば、接合のための単なる結合要素や可変要素等の組立要素を用いずに、可変的な接合を可能とするだけでなく相互の結合パターンを複数にできるという優れた効果を有する。
これに合わせて、各組立構造体同士の円筒部を嵌合して相互に繋いで形態を作っていくため、有機的な形態が作りやすい。また、組立後も結合部を回転させることができるため、補助的な結合組立要素を用いることなく、変形を許す動的な物体を作成することができる。さらに、連結部の部分同士を結合することができるため、より多様な組み合わせを模索して多様な形態の作成することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る雌型円筒部を有した組立構造体の斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る雌型円筒部を有した組立構造体を説明する図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は２Ｃ−２Ｃ矢視線図である。本発明の第１の実施の形態に係る雄型円筒部を有した組立構造体の斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る雄型円筒部を有した組立構造体を説明する図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は４Ｃ−４Ｃ矢視線図である。本発明の第１の実施の形態に係る組立構造体を２つ用いて円筒部同士を嵌合させた組立状態を表す斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る組立構造体を２つ用いて連結部同士を重ね合わせた組立状態を表す斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る組立構造体を外接させて積み重ねた組立状態を表す斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る組立構造体を４つ用いて円筒部同士を嵌合させた組立状態を表す斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る組立構造体を４つ用いて円筒部同士を嵌合させた組立状態を表す平面図である。本発明の第１の実施の形態に係る組立構造体を複数用いて生物のうちの人を模した形態を表す斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る組立構造体を複数用いて生物のうちの犬を模した形態を表す写真である。本発明の第１の実施の形態に係る組立構造体を複数用いて生物のうちのきりんを模した形態を表す写真である。本発明の第１の実施の形態に係る組立構造体を複数用いて生物のうちのうさぎを模した形態を表す写真である。本発明の第２の実施の形態に係る雌型円筒部を有した組立構造体の下側から見た斜視図である。本発明の第２の実施の形態に係る雌型円筒部を有した組立構造体の上側から見た斜視図である。本発明の第３の実施の形態に係る雌型円筒部を有した組立構造体の斜視図である。

以下、本発明に係る組立構造体の第１の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態の組立構造体１０の１つのタイプは、図１及び図２に示すようにそれぞれ内外周面が相互に同一の径とされる円筒形状の２つの雌型円筒部１１、１２を有した構造とされている。これら２つの雌型円筒部１１、１２を一対の連結部１５、１６がそれぞれ相互に連結することで、この組立構造体１０は図２（Ａ）に示す上面視において略瓢箪型になっている。この際、各連結部１５、１６の両端は、雌型円筒部１１、１２の下部寄りに対して２つの雌型円筒部１１、１２の外周面に沿うように滑らに接続されている。

これら一対の連結部１５、１６は、その内径面１５Ａ、１６Ａの半径ｒ_cが２つの雌型円筒部１１、１２の半径ｒと同一とされると共に２つの雌型円筒部１１、１２の高さｄの半分程度の幅寸法ｄ_cを有する円弧状にそれぞれ形成されている。また、各連結部１５、１６の内径面１５Ａ、１６Ａを形成する円弧が中心角θを９０°とした扇形ともされている。そして、これら一対の連結部１５、１６は湾曲した凸側が互いに対向するように形成されているものの、一対の連結部１５、１６の内径面１５Ａ、１６Ａ間の最短距離ＭＳは、２つの円筒部間の距離Ｓと同一とされている。

本実施形態の組立構造体１０の円筒部には、図１及び図２に示す上記雌型円筒部１１、１２の他に、図３及び図４に示す雄型円筒部１３、１４が他のタイプとして存在する。これら雌型円筒部１１、１２は、相互に同軸状の内外周面がそれぞれストレートに形成されている。これに対して、雄型円筒部１３、１４は、相互に同軸状の内外周面がその中程で細く形成されている。すなわち、雄型円筒部１３、１４の一端側である上側には、細径とされた嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂが形成されており、この嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂの外径は、雌型円筒部１１、１２の内径及びこの雄型円筒部１３、１４の下側寄りの基本径部１３Ａ、１４Ａの内径と同一とされている。

このため、他の組立構造体１０の雌型円筒部１１、１２及び雄型円筒部１３、１４の内周面に、この嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂが嵌合可能となる。この際、嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂ及びこれらの内周面はそれぞれ円形に形成されているので、結合後も嵌合部分を軸として回転し得るように嵌合可能とされ、これに伴って各組立構造体１０を相対的に回転できる。

上記性質を利用すれば、相互に同一形状に形成された複数の組立構造体１０を図５及び図６に示すように積み重ねていくことができる。
例えば、図５に示すように、２つの組立構造体１０の雄型円筒部１３、１４と雌型円筒部１１、１２とを各１つずつ嵌合させて直線状に繋ぐことができる。ただし点線で示すように、角度をつけて繋ぐことも可能となる。尚、雄型円筒部１３、１４同士の嵌合であっても同様に繋ぐことができる。このように２つの組立構造体１０同士の接触部分が円形状であるため、接続後も接触部分で組立構造体１０を回転させることができる。

また、図示しないものの、複数の組立構造体１０の２つの円筒部をそれぞれ相互に連結して、組立構造体１０を順次積み重ねる形で組み合わせることにより、複数の組立構造体１０を結合することもできる。

他方、図２及び図４に示すように、一対の連結部１５、１６の内径面１５Ａ、１６Ａ間の最短距離ＭＳが２つの雌型円筒部１１、１２間の距離Ｓと同一とされ、連結部１５、１６の周辺は、雌型円筒部１１、１２の一部をも含め、中心角θが９０度の４つの円弧から成るのに伴い、９０度の回転対称性を持っている。

従って、図６に示すように、２つの組立構造体１０を９０度の角度だけ相互に回転して、連結部１５、１６同士を重ね合わせつつ上方の組立構造体１０を下降することで、点線のように配置できる。このことで、一方の組立構造体１０の雌型円筒部１１、１２及び連結部１５、１６と、他方の組立構造体１０の連結部１６、１５及び雌型円筒部１２、１１とが、それぞれ計４組で接合する形にできる。そして、組立構造体１０同士を図６に示す実線の組立構造体１０と点線の組立構造体１０の組み合わせのように結合することで、４つの円が正方形状に配置された図形ともなる。尚、この際の組み合わせとしては、雄型円筒部１３、１４を有した組立構造体１０と雌型円筒部１１、１２を有した組立構造体１０の組み合わせとしても良い。

次に、本実施形態の組立構造体１０の具体的な寸法の例を以下に説明する。
まず、図１及び図２に示す２つの雌型円筒部１１、１２を有した組立構造体１０について説明する。
２つの雌型円筒部１１、１２の高さをｄ、外周面の半径をｒ、厚みをｔとそれぞれする。また、２つの連結部１５、１６の幅をｄ_c、内径面１５Ａ、１６Ａの半径ｒ_c、厚みをｔ_cとそれぞれする。
雌型円筒部１１、１２と連結部１５、１６の寸法は以下のような関係となる。
ｄ＝２ｄ_c
ｒ＝ｒ_c
ｔ＝ｔ_c

さらに、図３及び図４に示す２つの雄型円筒部１３、１４を有した組立構造体１０について説明する。
２つの雄型円筒部１３、１４は、基本径部１３Ａ、１４Ａから嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂが突出した構造とされ、基本径部１３Ａ、１４Ａの上端に嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂと繋がる中間部１３Ｃ、１４Ｃを有する点が雌型円筒部１１、１２と異なる。この雄型円筒部１３、１４の基本径部１３Ａ、１４Ａの高さをｄ₁、中間部１３Ｃ、１４Ｃの高さをｄ₂、嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂの高さをｄ₃、基本径部１３Ａ、１４Ａの外周面の半径をｒ₁、嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂの外周面の半径をｒ₃、基本径部１３Ａ、１４Ａの厚みをｔ₁、中間部１３Ｃ、１４Ｃの厚みをｔ₂、嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂの厚みをｔ₃とそれぞれする。
雄型円筒部１３、１４の寸法および、雄型円筒部１３、１４と雌型円筒部１１、１２との寸法の関係は、以下のようになる。
ｄ₁−ｄ₂＝ｄ₃
ｒ₁＝ｒ
ｒ₃＝ｒ−ｔ
ｔ₁＝ｔ₃＝ｔ
ｔ₂＝２ｔ₁

下記は、雌型円筒部１１、１２、雄型円筒部１３、１４、連結部１５、１６及び組立構造体１０自体がそれぞれ有する寸法の一例である。但し、寸法の単位はmmである。
雌型円筒部１１、１２について
高さｄ＝１０、外周面の半径ｒ＝１０、厚みｔ＝１
雄型円筒部１３、１４について
基本径部１３Ａ、１４Ａの高さｄ₁＝５、外周面半径ｒ₁＝１０、厚みｔ₁＝１
中間部１３Ｃ、１４Ｃの高さｄ₂＝１、厚みｔ₂＝２
嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂの高さｄ₃＝４、外周面半径ｒ₃＝９、厚みｔ₃＝１
連結部１５、１６について
幅ｄ_c＝５、半径ｒ_c＝１０、厚みｔ_c＝１
各組立構造体１０自体について
横最長部の長さＬ＝４８．２（=20+20√2)

次に、本実施形態の組立構造体１０の作用を説明する。
上記のような組立構造体１０によれば、外周面が相互に同一の径とされる２つの雌型円筒部１１、１２間或いは２つの雄型円筒部１３、１４間が、円弧状に形成される一対の連結部１５、１６により相互に連結されている。さらに、一端側を細径とした嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂのいずれかと、他の組立構造体１０のストレートな円筒に形成された雌型円筒部１１、１２のいずれかを嵌合させることで、これらが相互に回転可能に嵌合される。また、この嵌合雄部１３Ｂ、１４Ｂのいずれかと、他の組立構造体１０の雄型円筒部１３、１４のいずれかを嵌合させることで、同じくこれらが相互に回転可能に嵌合される。
このため、回転し得るように嵌合可能な円筒形状に円筒部１１、１２、１３、１４が形成されていることで、組立構造体１０の円筒部１１、１２、１３、１４同士間が回転可能に嵌合されつつ、組立構造体１０同士が連結されることになる。

他方、一対の連結部１５、１６の内径面１５Ａ、１６Ａの半径ｒ_cが２つの雌型円筒部１１、１２の半径ｒと同一とされると共に、２つの雌型円筒部１１、１２の高さｄより幅ｄ_cが狭い円弧状にこれら連結部１５、１６が形成されている。さらに、２つの雌型円筒部１１、１２間の距離Ｓと一対の連結部１５、１６の内径面１５Ａ、１６Ａ間の最短距離ＭＳとが同一とされている。このことから、図６に示すように他の組立構造体１０の連結部１５、１６とこの連結部１５、１６との間を交差させる形で重ね合わせることにより、相互に異なる組立構造体１０同士が円筒部と連結部１５、１６との間の相互の接合によって、連結される。

従って、本実施形態の組立構造体１０によれば、接合のための単なる結合要素や可変要素等の組立要素を用いずに、可変的な接合を可能とするだけでなく相互の結合パターンを２通とできる。このため、有機的な形態や可変的な構造を有する形態を簡易に作成可能となると共に、多数の幾何学的な形状をも容易に作成可能となる。

次に、本実施の形態の組立構造体１０による組立例を説明する。
まず、図７に示すように、複数の組立構造体１０を外接させて積み重ねていくことができる。この際、安定性の観点から雌型円筒部１１、１２を有した組立構造体１０を用いたが、雄型円筒部１３、１４を有したものを用いても良い。また、図８及び図９のように、雌型円筒部１１、１２を有した組立構造体１０と雄型円筒部１３、１４を有した組立構造体１０とを四つ順次連結し、最後に両端の円筒部同士を嵌合させて一致させると、図９に示すように、正方形状に配置された四つの円に加え、中央に元々なかった同一径の円孔Ｑが現れる図形となる。

この円孔Ｑは、それぞれの組立構造体１０の連結部１５、１６の円弧から形成されるため、円筒部１１、１２、１３、１４と同一径を持ち、新たな組立構造体１０の円筒部を嵌め込んで固定することが可能である。これらのことから、組立構造体１０が実体を持った物体として実現されると、それを複数連結して行くことで多様な形状を作成できることを示唆している。さらに、本実施の形態の組立構造体１０により生物を模した形態の作成例のうちの「人」を模した組立玩具１００の組立例を図１０に示す。この「人」を模した組立玩具１００の組立例は、脚部及び腕部を構成する組立構造体１０をそれぞれ回転させることで、直立体勢のみならず様々な体勢を取ることが可能である。また、図１１に示す写真は、生物のうちの「犬」を模した組立玩具の形態を表し、図１２に示す写真は、生物のうちの「きりん」を模した組立玩具の形態を表し、図１３に示す写真は、生物のうちの「うさぎ」を模した組立玩具の形態を表す。これら図１１から図１３の写真に示す組立玩具の組立例においても、脚部等を構成する組立構造体をそれぞれ回転させることで、様々な体勢を取ることが可能である。

次に、本発明に係る組立構造体の第２の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態の組立構造体２０の基本的な構成は、第１の実施形態の組立構造体１０と同一である。但し、本実施形態では、雄型円筒部１３、１４の替わりに、図１４及び図１５に示すように円筒部の下方開口部を下面壁２３Ａ、２４Ａにより閉鎖し、その下面壁２３Ａ、２４Ａ上に略円柱状の凸状部２５を複数（本実施形態では３つ）形成した構造の雄型円筒部２３、２４とする。そして、本実施形態では、連結部１５、１６が一体的なものとされているが、第１の実施形態のように一対の連結部としても良い。

これら複数の凸状部２５の配置としては、これら複数の凸状部２５を繋ぐ外接円の径をこの雄型円筒部２３、２４の他端側及び雌型円筒部１１、１２の内周面の径と同一とする。また、下面壁２３Ａ、２４Ａの背面側からは、複数の凸状部２５の内接円の直径と同一の直径を有する円柱２６が、雄型円筒部２３、２４の内周面と同心円上に立設されている。尚、この円柱２６は図示のように中空な構造とされているが、必ずしも中空にする必要はなく、内部を埋めた構造としても良い。

従って、本実施形態の組立構造体２０によれば、他の組立構造体２０の雄型円筒部２３、２４の他端側や第１の実施形態の雌型円筒部１１、１２の内周面にこれら複数の凸状部２５を挿入して、他の組立構造体１０、２０の円筒部１１、１２、２３、２４の内周面に、これら複数の凸状部２５を嵌合することができる。これに伴い、複数の凸状部２５及び円柱２６により、雄型円筒部２３、２４同士が回転可能に嵌合されて、組立構造体２０同士或いは組立構造体１０と組立構造体２０が連結されることになる。

下記は、雄型円筒部２３、２４、凸状部２５、円柱２６及び組立構造体２０自体がそれぞれ有する寸法の一例である。但し、寸法の単位はmmである。
雄型円筒部２３、２４について
直径Ｅ＝２０、厚みＴ＝０．６、高さＢ＝５、高さＣ＝５
凸状部２５について
高さＡ＝５、直径Ｄ＝６．３
円柱２６について
直径Ｆ＝６．３、厚みＧ＝０．４
組立構造体２０自体について
横最長部の長さＬ＝４８．２（=20+20√2)

次に、本発明に係る組立構造体の第３の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態の組立構造体３０の基本的な構成は、第１の実施形態の組立構造体１０と同一である。但し、本実施形態では、図１６に示すように３つの雌型円筒部３１、３２、３３を正三角形状になるように並べ、各雌型円筒部３１、３２、３３を円弧状に形成した各１本の連結部３４、３５、３６によってそれぞれ連結した構造となっている。そして、円筒部は、第１の実施形態と同様に、雌型円筒部３１、３２、３３だけでなく、図示しないものの雄型円筒部も有していてこれらの組合せが可能となっている。

第１の実施形態では、連結部１５、１６が９０度の中心角を有した円弧に形成されていたが、本実施形態は３つの雌型円筒部３１、３２、３３を有するのに伴って１２０°の回転対称性を持つため、連結部３４、３５、３６が１２０度の中心角θを有した円弧に形成されている。但し、内径面３４Ａ、３５Ａ、３６Ａは、その半径が雌型円筒部３１、３２、３３の外周面の半径と同一とされる円弧状に形成されている。

本実施形態は、雌型円筒部３１、３２、３３及び連結部３４、３５、３６が１２０°の回転対称性を持つため、同一の組立構造体３０を１２０°に回転すれば雌型円筒部３１、３２、３３を連結部３４、３５、３６に重ね合わせて結合することができる。これにより、雌型円筒部３１、３２、３３の各中心点を結ぶと、正六角形状となる形態を作成することができる。

以上のように、本発明の組立構造体には２つの円筒部を用いたものだけでなく、３つの円筒部を三つ又状に配置して円弧状の連結部で繋いだタイプのバリエーションもある。このため、本発明の組立構造体を複数組み合わせ連結することで、幾何学的形状、有機的形状を含む多様な形態の作成が可能である。これらの特徴より本発明の組立構造体は、図形学習や図形の応用方法探究のための教具や、人の自由な発想に基づく形態作成のための玩具として、効果的に使用できる。

他方、上記した組立構造体のサイズは一例で有り、本発明の組立構造体は手に取って使用するため、幼児、小児、十代、大人等の使用対象の相違により、組立構造体の厚みや円筒部の半径のサイズを相異させて各使用対象に合わせたサイズを決定することが考えられる。さらに、組立構造体の材質としてはＡＢＳ樹脂やＰＬＡ樹脂が考えられるが、強度、耐久性、製造のコスト等様々な観点から、他の最適な素材を用いても良い。

また、上記第１の実施形態では、雌型円筒部１１、１２のみ或いは雄型円筒部１３、１４のみからなる組立構造体１０について述べているが、本発明の組立構造体はこれに制限されるものではなく、雌型円筒部と雄型円筒部とを１つの組立構造体に組合せた形で構成してもよい。
以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明は係る実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明は、組立玩具の他にさまざまな理工学あるいは産業分野に適用可能となる。

１０組立構造体
１１、１２雌型円筒部
１５、１６連結部
１５Ａ、１６Ａ内径面
１３、１４雄型円筒部
２０組立構造体
２３、２４雄型円筒部
２５凸状部
３０組立構造体
３１、３２、３３雌型円筒部
３４、３５、３６連結部
３４Ａ、３５Ａ、３６Ａ内径面
Ｓ距離
ＭＳ最短距離

Claims

回転し得るように嵌合可能な円筒形状であって、外周面が相互に同一の径とされる２つの円筒部と、
内径面の半径が前記２つの円筒部の半径と同一とされ且つ前記２つの円筒部の高さより幅が狭く中心角が９０度の円弧状に形成されて、２つの円筒部の外周面に沿うように滑らに接続されつつ２つの円筒部を相互に連結する連結部と、
を含む組立構造体。
前記円筒部の何れかの一端側を細径とした嵌合雄部が、前記円筒部に形成され、他の組立構造体の前記円筒部の内周面に該嵌合雄部を嵌合可能とする請求項１に記載の組立構造体。
前記連結部が一対の連結部とされ、これら一対の連結部により前記２つの円筒部をそれぞれ相互に連結し、
前記２つの円筒部間の距離と一対の連結部の内径面間の最短距離とを同一とした請求項１に記載の組立構造体。
前記円筒部の一端側に複数の凸状部を形成し、該複数の凸状部を繋ぐ外接円を前記円筒部の他端側の内周面と同一とし、
前記円筒部の内周面に複数の凸状部を挿入して、他の組立構造体の前記円筒部の内周面に前記円筒部の一端側の複数の凸状部を嵌合可能とする請求項１又は請求項３に記載の組立構造体。
前記円筒部が連結部により３つ以上連結される請求項１又は請求項２に記載の組立構造体。
回転し得るように嵌合可能な円筒形状であって、外周面が相互に同一の径とされる３つの円筒部と、
内径面の半径が前記３つの円筒部の半径と同一とされ且つ前記３つの円筒部の高さより幅が狭く中心角が１２０度の円弧状に形成されて、３つの円筒部の内の２つの外周面に沿うように滑らに接続されつつ２つの円筒部を相互に連結する連結部と、
を含む組立構造体。