ITAN20130234A1

ITAN20130234A1 - SYSTEM OF MOUNTING ELEMENTS FOR TOY CONSTRUCTION.

Info

Publication number: ITAN20130234A1
Application number: IT000234A
Authority: IT
Inventors: Domenico Ricci
Original assignee: Riplast S R L
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2014-03-06
Also published as: WO2015082074A1

Description

Titolo: “Sistema di elementi montabili per costruzioni giocattolo”. Title: “System of mountable elements for toy constructions”.

A nome di RIPLAST s.r.l. con sede legale in (64020) Bellante (TE), Zona Industriale n. 15, Cod. Fisc. 01691530677, rappresentata dall’Amministratore Unico Sig. Umberto Ricci. On behalf of RIPLAST s.r.l. with registered office in (64020) Bellante (TE), Zona Industriale n. 15, Tax Code 01691530677, represented by the Sole Director Mr. Umberto Ricci.

Inventore designato: Ing. Domenico Ricci. Designated inventor: Engineer Domenico Ricci.

§§§ §§§

Campo dell’invenzione Field of the invention

La presente invenzione riguarda il settore dei giocattoli e più specificamente concerne un sistema di costruzioni basato sull’unione di elementi montabili tra loro allo scopo di realizzare varie strutture. The present invention relates to the toy sector and more specifically concerns a construction system based on the union of elements that can be assembled together in order to create various structures.

Background dell’Invenzione Background of the Invention

Allo stato dell’arte nel settore dei giocattoli e più specificamente nel settore delle costruzioni giocattolo esiste il brevetto WO2003059481 che divulga un sistema di costruzioni del tipo “rods and connectors” in cui la creazione di strutture è possibile soltanto combinando alternativamente questi due elementi; pertanto non è possibile unire tra loro due elementi rods o due elementi connectors. Detto sistema prevede elementi rods di diversa lunghezza tali da permettere la creazione di figure geometriche, ed elementi connectors che permettono la giunzione di rods a distanza angolare fissa; ad esempio 8 elementi nel piano disposti a 45° oppure due o più elementi a distanza angolare di 30°, 60°, 90°, etc. In ogni caso per ciascuna posizione angolare relativa desiderata è necessario uno specifico connector e comunque esistono un numero finito di possibili angoli e rods assemblabili allo stesso connector. Detti elementi rods e connectors hanno la funzione esclusiva di maschio o di femmina, impedendo la giunzione tra due elementi uguali; inoltre non è possibile scegliere di unire due generici elementi mediante dei vincoli di incastro o di cerniera (nel piano o nello spazio) che permette, quest’ultima, movimento relativo tra le parti e quindi la possibilità di variare con continuità l’angolo tra queste. At the state of the art in the toy sector and more specifically in the toy construction sector, there is the patent WO2003059481 which discloses a construction system of the "rods and connectors" type in which the creation of structures is only possible by alternately combining these two elements; therefore it is not possible to join two rods elements or two connectors elements together. This system includes rods elements of different lengths such as to allow the creation of geometric figures, and connector elements that allow the joining of rods at a fixed angular distance; for example 8 elements in the plane arranged at 45 ° or two or more elements at angular distance of 30 °, 60 °, 90 °, etc. In any case, for each desired relative angular position a specific connector is required and in any case there are a finite number of possible angles and rods that can be assembled on the same connector. These rods and connectors elements have the exclusive function of male or female, preventing the junction between two equal elements; moreover it is not possible to choose to join two generic elements by means of interlocking or hinge constraints (in the plane or in the space) which allows, the latter, relative movement between the parts and therefore the possibility of continuously varying the angle between them .

Nel brevetto US5913706 detto sistema di costruzioni prevede inoltre un accoppiamento del tipo giunto sferico usato per rappresentare articolazioni come braccia o gambe e quindi utile solo per risolvere problemi di tipo costruttivo in quanto il sistema è basato principalmente sull’accoppiamento in maniera alternata di elementi rods e connectors. In US patent 5913706 said construction system also provides for a coupling of the ball joint type used to represent joints such as arms or legs and therefore only useful for solving construction problems since the system is mainly based on the alternating coupling of rods and connectors.

Allo stato dell’arte è anche presente il brevetto EP1068886A2 che divulga sempre un meccanismo di costruzioni del tipo “rods and connectors” costituito da elementi longilinei dotati di estremità sferiche da alloggiare in sedi di diversi connectors. Inoltre lungo il corpo dei pezzi possono essere presenti degli elementi femmina in grado di permettere l’unione anche tra due elementi rods. Detto sistema, analogamente a quanto detto per il brevetto WO2003059481, presenta elementi che hanno la funzione esclusiva di maschio o di femmina ed inoltre non è possibile scegliere di unire due generici elementi mediante dei vincoli di incastro o di cerniera (nel piano o nello spazio) in quanto bisogna scegliere l’opportuno pezzo aggiuntivo per realizzare il vincolo. At the state of the art there is also the patent EP1068886A2 which always discloses a construction mechanism of the "rods and connectors" type consisting of long-limbed elements with spherical ends to be housed in the seats of different connectors. Furthermore, along the body of the pieces there may be female elements capable of allowing the union even between two rods elements. This system, similarly to what has been said for the patent WO2003059481, has elements that have the exclusive function of male or female and moreover it is not possible to choose to join two generic elements by means of interlocking or hinge constraints (in the plane or in the space) as it is necessary to choose the appropriate additional piece to make the constraint.

Allo stato dell’arte è noto anche il brevetto WO2012/052509 A1 che divulga un sistema di costruzioni giocattolo in cui gli elementi sono costituiti da una estremità sferica e da una ganascia avente cavità concave. In detto brevetto il tratto cilindrico che ha la sfera in estremità non partecipa direttamente al collegamento, ma funge soltanto da elemento di raccordo tra le parti sferiche. Come nel brevetto US5913706, anche in questo caso la giunzione sferica serve a creare articolazioni utili a realizzare un maggior numero di strutture, ma detta giunzione è sempre del tipo singola sfera/singola ganascia impedendo che ogni elemento possa accogliere una o più sfere di un altro elemento posizionate in configurazioni diverse ottenendo allo stesso tempo incastri e cerniere nel piano o nello spazio. In the state of the art, patent WO2012 / 052509 A1 is also known which discloses a toy construction system in which the elements consist of a spherical end and a jaw with concave cavities. In said patent, the cylindrical section which has the sphere at the end does not participate directly in the connection, but acts only as a connecting element between the spherical parts. As in US patent 5913706, also in this case the spherical joint is used to create joints useful for creating a greater number of structures, but said joint is always of the single sphere / single jaw type, preventing each element from accommodating one or more spheres of another. element positioned in different configurations obtaining at the same time joints and hinges in the plane or in the space.

Il brevetto US5897417 divulga un ristretto numero di elementi recanti delle estremità maschio e femmina. La femmina è rappresentata da una coppia di “petali” che avvolge la sfera e la mantiene in posizione, permettendone la rotazione attorno ad un numero finito di assi. L’accoppiamento può essere di due differenti tipologie: maschio-femmina oppure femmina-femmina, data la particolare geometria della femmina. La sfera ha delle cavità che permettono il posizionamento relativo tra gli elementi secondo un numero ampio ma finito di angolazioni. Data la geometria longilinea dei pezzi, le strutture che si possono ottenere sono prevalentemente a “filo”, nelle quali il collegamento tra gli elementi avviene prettamente di testa, salvo il caso di quell’elemento in cui trasversalmente è possibile incastrarne un secondo in virtù della cava in mezzeria. US5897417 discloses a small number of elements bearing male and female ends. The female is represented by a pair of "petals" that surrounds the sphere and keeps it in position, allowing it to rotate around a finite number of axes. The coupling can be of two different types: male-female or female-female, given the particular geometry of the female. The sphere has cavities that allow relative positioning between the elements according to a large but finite number of angles. Given the long-limbed geometry of the pieces, the structures that can be obtained are mainly "wire", in which the connection between the elements is purely head-on, except in the case of that element in which it is possible to interlock a second one transversely by virtue of the quarry in the middle.

Divulgazione dell'Invenzione Disclosure of the Invention

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di costruzioni in cui la giunzione tra due elementi non sia soltanto di testa, ma possa anche avvenire in altre parti dell’elemento secondo più angolazioni relative. The purpose of the present invention is to create a construction system in which the junction between two elements is not only at the head, but can also take place in other parts of the element according to several relative angles.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di costruzioni mediante il quale si possano realizzare strutture tridimensionali che rispecchiano quelle reali. Another object of the present invention is to provide a construction system by means of which three-dimensional structures that reflect the real ones can be created.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di costruzioni che dia la possibilità di creare giunzioni ad incastro o a cerniera, a seconda di come gli elementi stessi vengono uniti, addirittura utilizzando pezzi uguali. Another object of the present invention is to provide a construction system which gives the possibility of creating interlocking or hinged joints, depending on how the elements themselves are joined, even using identical pieces.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di costruzioni in cui le interconnessioni tra gli elementi fanno sì che questi abbiano una vasta gamma di orientamenti. Another object of the present invention is to provide a construction system in which the interconnections between the elements ensure that they have a wide range of orientations.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di costruzioni mediante il quale si possano realizzare strutture bloccate o dinamiche, dando la possibilità di modificare la forma della struttura finale senza separare i pezzi, avvalendosi dei gradi di libertà non volutamente vincolati. Another purpose of the present invention is that of realizing a construction system by means of which blocked or dynamic structures can be made, giving the possibility to modify the shape of the final structure without separating the pieces, making use of the degrees of freedom not intentionally constrained.

Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di costruzioni che sia in grado di fornire una pluralità di tipi di interconnessioni. Not least object of the present invention is to provide a construction system which is capable of providing a plurality of types of interconnections.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti con la presente invenzione che concerne un sistema di costruzioni giocattolo basato sull’unione di elementi costituiti da una combinazione di un solido assimilabile ad una sfera, di seguito denominato sfera, e da un solido ad esso collegato, di seguito denominato cilindro, la cui alternanza genera elementi maschio e femmina necessari al loro accoppiamento al fine di realizzare strutture di vario genere. These and other purposes are achieved with the present invention which concerns a toy construction system based on the union of elements consisting of a combination of a solid similar to a sphere, hereinafter referred to as a sphere, and a solid connected to it, hereinafter called a cylinder, the alternation of which generates male and female elements necessary for their coupling in order to create structures of various kinds.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione, preferita ma non esclusiva del prodotto oggetto della presente domanda di brevetto, illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unità di disegno in cui: Further features and advantages of the invention will emerge more clearly from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the product subject of this patent application, illustrated by way of example, but not limited to, in the drawing units in which:

• la Fig. 1 mostra in vista assonometrica un generico elemento (1) del sistema di costruzioni in cui sono indicati: una sfera (2), un cilindro (3), delle cave (4) e il bordo della cava (5); • Fig. 1 shows an axonometric view of a generic element (1) of the construction system in which are indicated: a sphere (2), a cylinder (3), some slots (4) and the edge of the slot (5);

• la Fig. 2 mostra in vista assonometrica un modulo base (6) costituito da una sfera (2) ed un cilindro (3) in cui sono messe in evidenza le cave (4) ricavate sulla sua superficie laterale; • Fig. 2 shows in an axonometric view a base module (6) consisting of a sphere (2) and a cylinder (3) in which the slots (4) obtained on its lateral surface are highlighted;

• la Fig. 3A mostra in vista assonometrica secondo una terna di assi cartesiani X-Y-Z due elementi differenti del sistema di costruzioni uniti tra di loro; • Fig. 3A shows in an axonometric view according to a set of three Cartesian axes X-Y-Z two different elements of the construction system joined together;

• la Fig. 3B mostra in vista laterale secondo il piano Y-Z i due elementi differenti della Fig. 3A uniti tra loro; • Fig. 3B shows in side view according to the Y-Z plane the two different elements of Fig. 3A joined together;

• la Fig. 3C mostra in sezione secondo il piano X-Y i due elementi differenti della Fig. 3A uniti tra loro; • Fig. 3C shows in section according to the X-Y plane the two different elements of Fig. 3A joined together;

• la Fig. 4 è un ingrandimento della Fig. 3C in cui si notano dei cilindri sezionati (7) e (8) con i bordi (5) delle cave (4) in evidenza ed un cilindro tratteggiato nascosto (9). • Fig. 4 is an enlargement of Fig. 3C in which sectioned cylinders (7) and (8) can be seen with the edges (5) of the slots (4) in evidence and a hidden hatched cylinder (9).

• la Fig. 5 è un ingrandimento della Fig. 3C in cui la sfera (2) di un elemento viene inserita all’interno di una sede e tale inserimento avviene forzando la sfera (2) con il bordo (5) della cava (4). • Fig. 5 is an enlargement of Fig. 3C in which the ball (2) of an element is inserted inside a seat and this insertion takes place by forcing the ball (2) with the edge (5) of the slot (4 ).

• la Fig. 6 mostra un elemento (1) in cui vengono messi in evidenza tre bordi (5) di cava (4) che permettono l’accoppiamento di due elementi come quello raffigurato nelle Fig. 3A-3B-3C. • Fig. 6 shows an element (1) in which three edges (5) of the groove (4) are highlighted which allow the coupling of two elements like the one shown in Fig. 3A-3B-3C.

• le Figg. 7A-7B e 7C mostrano rispettivamente in vista assonometrica, laterale e secondo una sezione B-B l’unione di due elementi in cui due cave (4) opposte di uno stesso cilindro (3) formano le sedi per accogliere due sfere (2) di un altro elemento. • Figs. 7A-7B and 7C show respectively in axonometric, lateral and according to a section B-B the union of two elements in which two opposite slots (4) of the same cylinder (3) form the seats to accommodate two spheres (2) of a other element.

Nelle figure sottostanti non è riportata alcuna numerazione in quanto sono solo rappresentate differenti tipologie di unione: In the figures below there is no numbering as only different types of union are represented:

• la Fig. 8 mostra in vista assonometrica l’unione di due elementi dove l’unico movimento relativo tra le parti può avvenire solamente attorno all’asse X; • Fig. 8 shows in an axonometric view the union of two elements where the only relative movement between the parts can only occur around the X axis;

• la Fig. 9 mostra in vista assonometrica l’unione di due elementi dove l’unico movimento relativo tra le parti può avvenire solamente attorno all’asse Y; • Fig. 9 shows in an axonometric view the union of two elements where the only relative movement between the parts can only occur around the Y axis;

• la Fig. 10 mostra in vista assonometrica l’unione di due elementi dove l’unico movimento relativo tra le parti può avvenire solamente attorno all’asse Z; • Fig. 10 shows in an axonometric view the union of two elements where the only relative movement between the parts can only occur around the Z axis;

• le Figg. 11-12-13 mostrano in vista assonometrica un esempio di differenti tipologie di unione tra due generici elementi uguali che creano un vincolo di incastro; • Figs. 11-12-13 show in an axonometric view an example of different types of union between two generic equal elements that create an interlocking constraint;

• la Fig. 14 mostra in vista assonometrica l’unione di tre elementi in cui viene messa in evidenza la possibilità di modificare la posizione relativa degli elementi senza separarli in virtù dei gradi di libertà lasciati liberi; • la Fig. 15 mostra alcune differenti tipologie di elementi del sistema di costruzioni; • Fig. 14 shows in an axonometric view the union of three elements which highlights the possibility of changing the relative position of the elements without separating them by virtue of the degrees of freedom left free; • Fig. 15 shows some different types of elements of the construction system;

• la Fig. 16 mostra in vista assonometrica l’unione di due elementi in cui una sfera (2) è trattenuta in una sede formata da 4 cave (4). • Fig. 16 shows in an axonometric view the union of two elements in which a sphere (2) is held in a seat formed by 4 slots (4).

• la Fig. 17 mostra in vista laterale ed assonometrica un esempio di realizzazione di strutture tridimensionali reali. • Fig. 17 shows in lateral and axonometric view an example of realization of real three-dimensional structures.

Descrizione dettagliata dell'Invenzione Detailed description of the invention

Secondo una preferita - ma non limitativa - forma di esecuzione, la presente invenzione concerne un sistema di costruzioni basato sull’unione di elementi montabili tra loro allo scopo di realizzare varie strutture. Detto sistema prevede elementi di diversa forma, come mostrato nelle Figg. 1 e 15, e comunque secondo qualsiasi forma richiesta dalle particolari esigenze costruttive; detti elementi possono essere montati insieme in modo da creare assemblati che possano rappresentare un grande numero di oggetti del mondo reale, di figure geometriche o di fantasia. Il modulo base (6) di ciascuno di detti elementi del sistema di costruzioni è costituito da una sfera (2) e da un cilindro (3) recante delle cave (4) sulla sua superficie. Ogni generico elemento, come l’elemento (1) della Fig. 1 o come quelli della Fig. 15, è costituito da un numero variabile di sfere (2) e cilindri (3) solidali tra loro e la disposizione degli stessi permette l’accoppiamento tra due o più elementi. Le variabili del sistema di costruzioni sono: According to a preferred - but not limiting - embodiment, the present invention relates to a construction system based on the union of elements that can be mounted together in order to create various structures. Said system provides elements of different shapes, as shown in Figs. 1 and 15, and in any case according to any shape required by the particular construction requirements; said elements can be assembled together in order to create assemblies that can represent a large number of objects of the real world, of geometric or fantasy figures. The base module (6) of each of said elements of the construction system consists of a sphere (2) and a cylinder (3) having slots (4) on its surface. Each generic element, such as the element (1) of Fig. 1 or like those of Fig. 15, is made up of a variable number of spheres (2) and cylinders (3) integral with each other and the arrangement of the same allows the coupling between two or more elements. The variables of the construction system are:

- il raggio R della sfera (2), in quanto la distanza tra i centri di due sfere (2) vicine può essere calcolata in funzione del raggio delle sfere (2) stesse secondo la relazione 4Rsen(45°); - the radius R of the sphere (2), since the distance between the centers of two neighboring spheres (2) can be calculated as a function of the radius of the spheres (2) themselves according to the 4Rsen relation (45 °);

- il raggio del cilindro (3), in quanto può essere scelto in modo tale che sia possibile ricavare delle cave (4) che permettano l’opportuna interferenza con le sfere (2). - the radius of the cylinder (3), as it can be chosen in such a way that it is possible to obtain slots (4) that allow the appropriate interference with the spheres (2).

Queste relazioni matematiche possono comunque non essere rispettate qualora si debbano realizzare forme necessarie al particolare caso costruttivo, ma in ogni caso la lunghezza del cilindro (3) sarà tale da congiungere due sfere (2) vicine. However, these mathematical relations may not be respected if shapes necessary for the particular construction case are to be created, but in any case the length of the cylinder (3) will be such as to join two neighboring spheres (2).

Il cilindro (3) reca sulla superficie laterale delle cave (4); la superficie delle cave (4) realizzate sul cilindro (3) ripropone la curvatura di una sfera (2) posta nella sede formata dalle cave stesse permettendo così al bordo (5) della cava (4) di trattenere la sfera (2) di un secondo elemento grazie a dei punti di interferenza (10) e (11) rappresentati dal leggero sottosquadro nella direzione di separazione degli elementi. The cylinder (3) has cavities (4) on the lateral surface; the surface of the slots (4) made on the cylinder (3) reproduces the curvature of a sphere (2) placed in the seat formed by the slots themselves, thus allowing the edge (5) of the slot (4) to retain the ball (2) of a second element thanks to the interference points (10) and (11) represented by the slight undercut in the direction of separation of the elements.

La giunzione tra due o più elementi è possibile in virtù della disposizione relativa delle cave (4) realizzate sulla superficie laterale dei cilindri (3), che è tale da creare delle sedi in grado di trattenere le sfere (2). The junction between two or more elements is possible by virtue of the relative arrangement of the slots (4) made on the lateral surface of the cylinders (3), which is such as to create seats capable of retaining the balls (2).

In uno stesso elemento sono presenti un numero di sfere (2) e cilindri (3) variabile e disposti in modo che uno stesso elemento contenga entrambe le parti, sfere (2) e cave (4), necessarie all’accoppiamento, anche tra elementi uguali. La diversa tipologia di elementi permette diverse modalità di accoppiamento tra due o più elementi, permettendo un numero molto elevato di combinazioni di montaggio e di posizionamenti relativi. La qualsivoglia combinazione tra sfere (2) e cilindri (3) genera elementi di diversa configurazione, come ad esempio quello della Fig. 1 e quelli della Fig. 15 che possono soddisfare le molteplici esigenze costruttive. Le differenti modalità di accoppiamento degli elementi permettono sia il montaggio ad incastro, bloccando quindi tutti i movimenti relativi, sia il montaggio a cerniera, garantendo moto relativo tra gli elementi stessi. La possibilità del collegamento a cerniera permette la modifica della geometria anche dell’assemblato in virtù dei gradi di libertà non vincolati. In the same element there are a variable number of spheres (2) and cylinders (3) and arranged so that the same element contains both parts, spheres (2) and hollow (4), necessary for coupling, even between elements the same. The different typology of elements allows different ways of coupling between two or more elements, allowing a very high number of assembly combinations and relative positioning. Any combination of spheres (2) and cylinders (3) generates elements of different configurations, such as that of Fig. 1 and those of Fig. 15 that can satisfy the many constructive requirements. The different ways of coupling the elements allow both interlocking assembly, thus blocking all relative movements, and hinged assembly, ensuring relative motion between the elements themselves. The possibility of the hinge connection allows the modification of the geometry also of the assembly by virtue of the unconstrained degrees of freedom.

Secondo la Scienza delle Costruzioni, si definisce: According to the Science of Construction, it is defined:

• cerniera nel piano: un vincolo che permette soltanto la rotazione relativa attorno ad un asse; • hinge in the plane: a constraint that allows only relative rotation around an axis;

• cerniera nello spazio: un vincolo che blocca tutte le traslazioni relative ma che permette le rotazioni relative; • hinge in space: a constraint that blocks all relative translations but allows relative rotations;

• l’incastro: un vincolo che impedisce tutti i movimenti relativi rendendo solidali gli elementi collegati. • the joint: a constraint that prevents all relative movements by making the connected elements integral.

Le cave (4) sono realizzate nei cilindri (3) e formano la sede per le sfere (2) di un altro elemento da connettere al primo; la geometria delle cave (4) è tale da permettere l’accoppiamento. Le cave (4) sono disposte sulla superficie laterale del cilindro (3) e possono essere di numerosità opportuna, ad esempio un minimo di quattro cave (4) a distanza angolare di 90° oppure otto cave (4) disposte secondo la distanza angolare di 45° attorno all’asse del cilindro; è comunque possibile aumentare liberamente il numero delle cave limitatamente all’ingombro dimensionale delle stesse, quindi in funzione dell’ampiezza della superficie laterale del cilindro e cioè, in definitiva, del raggio dello stesso. The slots (4) are made in the cylinders (3) and form the seat for the balls (2) of another element to be connected to the first; the geometry of the slots (4) is such as to allow coupling. The slots (4) are arranged on the lateral surface of the cylinder (3) and can be of suitable number, for example a minimum of four slots (4) at an angular distance of 90 ° or eight slots (4) arranged according to the angular distance of 45 ° around the cylinder axis; however, it is possible to freely increase the number of slots limited to their dimensional dimensions, therefore depending on the width of the lateral surface of the cylinder and that is, ultimately, the radius of the same.

L’accoppiamento tra i vari elementi è possibile grazie al posizionamento di una o più sfere (2) di un elemento nella sede o nelle sedi di un altro elemento; la sede che ospita la sfera (2) è costituita da un insieme di cave (4) opportunamente posizionate. Le sedi delle sfere (2) possono essere di diverso tipo, come quella della Fig. 3A dove l’accoppiamento avviene tra una sfera (2) ed una sede formata da tre cave (4), oppure come quella della Fig. 7A dove l’accoppiamento avviene tra due sfere (2) impegnate in una sede formata da due cave (4) opposte appartenenti ad uno stesso cilindro (3), o ancora come quella della Fig. 16 dove una sfera (2) è trattenuta in una sede formata da quattro cave (4). La particolare disposizione relativa delle cave (4) sull’elemento permette il trattenimento della sfera (2) nella sede. L’inserimento e la fuoriuscita della sfera (2) dalla sede è possibile esercitando una lieve pressione sulle parti. The coupling between the various elements is possible thanks to the positioning of one or more spheres (2) of an element in the seat or in the seats of another element; the seat which houses the sphere (2) consists of a set of suitably positioned hollows (4). The seats of the balls (2) can be of different types, such as that of Fig.3A where the coupling takes place between a ball (2) and a seat formed by three slots (4), or like that of Fig. 7A where the 'coupling takes place between two balls (2) engaged in a seat formed by two opposite hollows (4) belonging to the same cylinder (3), or again like that of Fig. 16 where a ball (2) is held in a seat formed from four quarries (4). The particular relative arrangement of the slots (4) on the element allows the ball (2) to be retained in its seat. The insertion and exit of the ball (2) from its seat is possible by exerting a slight pressure on the parts.

Prendendo in considerazione la Fig. 4 ottenuta sezionando con il piano contenente gli assi X-Y si nota che le cave (4), di cui è visibile il bordo (5), dei cilindri sezionati (7) e (8) e la cava (4), di cui è visibile il bordo (5), del cilindro nascosto (9) trattengono la sfera (2) nella sede da esse creata mediante le interferenze (10) e (11) tra la sfera (2) e i bordi delle cave (5) sul cilindro (3) generando un sottosquadro rispetto alla direzione Y di separazione degli elementi stessi; la situazione analoga si genera con l’interferenza generata dalla sfera (2) e il bordo della cava (5) del cilindro nascosto (9). Taking into consideration Fig. 4 obtained by sectioning with the plane containing the X-Y axes, it can be seen that the slots (4), of which the edge (5) is visible, of the sectioned cylinders (7) and (8) and the slot (4 ), of which the edge (5) of the hidden cylinder (9) is visible, hold the sphere (2) in the seat created by them by means of the interferences (10) and (11) between the sphere (2) and the edges of the slots ( 5) on the cylinder (3) generating an undercut with respect to the Y direction of separation of the elements themselves; the similar situation is generated with the interference generated by the sphere (2) and the edge of the groove (5) of the hidden cylinder (9).

La geometria delle cave (4) impedisce le traslazioni relative lungo gli assi X e Z come visibile nella Fig. 3A; tali traslazioni sono impedite anche dalle tangenze tra le sfere (2) coinvolte nell’unione. The geometry of the slots (4) prevents relative translations along the X and Z axes as shown in Fig. 3A; these translations are also prevented by the tangencies between the spheres (2) involved in the union.

L’inserimento della sfera (2) nella sede è possibile solo forzando leggermente gli elementi a contatto sui bordi (5) della cava (4) l’uno contro l’altro lungo la direzione Y, come visibile nella Fig. 5, in modo tale da permettere la sufficiente deformazione degli elementi coinvolti ed il successivo ripristino della forma originale, dovuto al ritorno elastico del materiale, quando la sfera (2) sarà posizionata in corrispondenza della sede formata dalle cave (4) dei cilindri (come visibile nella Fig. 4). The insertion of the ball (2) in the seat is only possible by slightly forcing the contact elements on the edges (5) of the groove (4) against each other along the Y direction, as shown in Fig. 5, so such as to allow sufficient deformation of the elements involved and the subsequent restoration of the original shape, due to the elastic return of the material, when the ball (2) is positioned in correspondence with the seat formed by the slots (4) of the cylinders (as shown in Fig. 4).

Tale deformazione può essere controllata sia agendo sulle proprietà meccaniche del materiale costituente gli elementi sia sulla rigidezza geometrica degli elementi, ad esempio prevedendo in fase di progettazione sottrazione di materiale in alcune zone al fine di aumentare o diminuire la cedevolezza delle parti interessate. Il mantenimento della posizione relativa scelta tra gli elementi, permessa dalle cerniere, può anche essere garantito dall’attrito generato dalla leggera compressione tra le sfere (2) e le cave (4) della sede. This deformation can be controlled both by acting on the mechanical properties of the material constituting the elements and on the geometric stiffness of the elements, for example by providing for the subtraction of material in some areas in the design phase in order to increase or decrease the compliance of the parts involved. The maintenance of the relative position chosen between the elements, allowed by the hinges, can also be guaranteed by the friction generated by the slight compression between the balls (2) and the slots (4) of the seat.

Il sistema di giunzione permette moto relativo tra gli elementi assemblati a seconda di come si scelga di unirli: alcune unioni bloccano tutti i gradi di libertà incastrando gli elementi, altre a cerniera permettono invece di lasciare liberi uno o più gradi di libertà in modo da permettere movimento relativo. A titolo di esempio, nella Fig. 8 gli elementi uniti ammettono movimento relativo tra le parti solamente attorno all’asse X; nella Fig. 9 invece il movimento avviene solo attorno all’asse Y ed in ultimo nella Fig. 10 detto movimento avviene attorno all’asse Z. Le Figg. 8, 9, 10 mostrano due elementi uguali uniti in modo da generare cerniere ed in particolar modo le Figg. 3A e 7A mostrano rispettivamente esempi di collegamenti tra elementi mediante cerniera nello spazio e nel piano; nelle Figg. 11, 12, 13 gli stessi elementi sono uniti in modo da creare incastri. The joining system allows relative motion between the assembled elements depending on how you choose to join them: some joints block all degrees of freedom by fitting the elements, while others hinge allow you to leave one or more degrees of freedom free in order to allow relative movement. By way of example, in Fig. 8 the joined elements admit relative movement between the parts only around the X axis; in Fig. 9 instead the movement occurs only around the Y axis and finally in Fig. 10 said movement occurs around the Z axis. Figs. 8, 9, 10 show two identical elements joined so as to generate hinges and in particular Figs. 3A and 7A respectively show examples of connections between elements by means of hinges in space and in the plane; in Figs. 11, 12, 13 the same elements are joined in order to create joints.

L’entità dei movimenti relativi è limitata dagli ingombri degli elementi coinvolti nell’unione. The extent of the relative movements is limited by the dimensions of the elements involved in the union.

La possibilità di modificare la posizione relativa tra gli elementi a seguito della loro unione è utile sia per ottenere un numero elevato di forme, sia per poter cambiare forma alla struttura, come ad esempio quella ottenuta nella Fig. 14. The possibility of modifying the relative position between the elements following their union is useful both to obtain a large number of shapes and to be able to change the shape of the structure, such as the one obtained in Fig. 14.

Gli elementi del sistema per costruzioni giocattolo della presente invenzione possono essere realizzati in qualsiasi materiale, anche se i materiali polimerici sono quelli più adatti a questo tipo di applicazione. Inoltre gli elementi del gioco possono essere prodotti mediante stampaggio: The elements of the toy construction system of the present invention can be made of any material, even if the polymeric materials are the most suitable for this type of application. In addition, the elements of the game can be produced by molding:

- per iniezione di un unico polimero; - by injection of a single polymer;

- per co-iniezione di due differenti polimeri, in cui il materiale della sfera potrà avere proprietà estetiche e meccaniche differenti da quello del cilindro, come ad esempio: colore, sensazione al tatto, rigidezza. - by co-injection of two different polymers, in which the material of the sphere may have aesthetic and mechanical properties different from that of the cylinder, such as: color, touch sensation, stiffness.

garantendo entrambi una elevata produttività, economicità e qualità. both guaranteeing high productivity, cost-effectiveness and quality.

Al fine di non rendere il prodotto pericoloso per gli utilizzatori, le dimensioni delle sfere (2) e dei cilindri (3) andranno scelte in relazione ai vincoli di peso, maneggevolezza e funzionalità. In order not to make the product dangerous for users, the dimensions of the balls (2) and cylinders (3) must be chosen in relation to the constraints of weight, handling and functionality.

I materiali e le dimensioni del trovato come sopra descritto, illustrato negli uniti disegni e più avanti rivendicato, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze. Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili con altri tecnicamente equivalenti, senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente domanda di brevetto. The materials and dimensions of the invention as described above, illustrated in the accompanying drawings and claimed hereinafter, may be any according to requirements. Furthermore, all the details can be replaced with other technically equivalent ones, without thereby departing from the protective scope of this patent application.

Claims

CLAIMS 1. System of mountable elements for toy constructions in which each element is characterized by the fact that it is composed of: - a variable number of spheres (2); - a variable number of cylinders (3); - a variable number of slots (4) made on the lateral surface of each cylinder (3); being the spheres (2) and the cylinders (3) integral with each other and allowing the arrangement of the same coupling between two or more elements.

2. System of mountable elements for toy constructions according to claim 1, in which the number of slots (4) of a cylinder (3) is variable from a minimum of 4 to a maximum which depends on the dimensional dimensions of the same and therefore on the width of the lateral surface of the cylinder.

System of mountable elements for toy constructions according to claim 1, wherein each groove (4) forms the seat for retaining a sphere (2).

4. System of mountable elements for toy constructions according to claims 1 and 3, in which the surface of the slot (4) made on the cylinder (3) reproduces the curvature of a sphere (2) placed in the seat formed by the slots themselves, thus allowing the edge (5) of the groove (4) to retain the sphere (2) of a second element thanks to the interference points (10) and (11) represented by the slight undercut in the direction of separation of the elements.

5. System of mountable elements for toy constructions according to claim 1 characterized by the fact that each element contains both parts, spheres (2) and hollow (4), necessary for coupling, even between identical elements.

A system of mountable elements for toy constructions according to claim 1, wherein the joint between the assembled elements is an interlocking union which locks all the degrees of freedom of the elements.

System of mountable elements for toy constructions according to claim 1, wherein the joint between the assembled elements is a hinged union in the plane or in the space which allows one or more degrees of freedom to be left free allowing relative movement.

8. System of mountable elements for toy constructions according to claim 1 characterized in that each element can be of any shape depending on the combination of the spheres (2) and the cylinders (3).