磁力玩具.pdf

本发明的目的是提供一种磁力玩具，其由磁棒和磁球构成，并能自由地形成各种形状。在该磁力玩具中，每一个磁棒(31)包含磁性线中芯(31A)、套着中芯(31A)的套体(31B)、置于中芯(31A)的磁性端部圆盘(31C)以及将端部圆盘(31C)紧固于中芯(31A)的环形紧固帽体(31D)。环形紧固帽体(31D)包括支承端部圆盘(31C)的环形凸缘部分(F)，以及与凸缘部分(F)成为一体并且旋拧到套体(31B)的各端、与端部圆盘(31C)一起紧固于套体(31B)的圆柱形部分(B)。磁性金属球(32)靠磁力吸附于磁棒(31)的各端。

1.  一种磁力玩具，包含多个磁棒和多个磁性金属球，
其特征是每一个磁棒包括：
由柔韧性金属材料制成的磁性线中芯，
套着该中芯的除该中芯各端以外部分的、由合成树脂制成的套体，
置于该中芯各端的磁性端部圆盘，以及
将磁性端部圆盘紧固于该中芯的环形紧固帽体，其具有形成于其中心部分的通孔，置于端部圆盘外端的边缘来支承端部圆盘的环形凸缘部分，以及从凸缘部分的边缘一体延伸、与端部圆盘一起紧固于套体的每一端的圆柱部分；以及
每一个磁性金属球磁性吸附于磁棒的每一端。

2.  根据权利要求1所述的磁力玩具，其特征是上述中芯包含单根金属丝或多根金属丝绞合在一起的线。

3.  根据权利要求1所述的磁力玩具，其特征是上述中芯由含碳不超过0.2wt％的碳钢或者含有碳作为搀杂物的纯铁所组成。

4.  根据权利要求1所述的磁力玩具，其特征是用于上述套体的合成树脂包含聚氯乙烯、聚丙烯或者聚氨脂。

5.  根据权利要求1所述的磁力玩具，其特征是套体各端的外表面以及环形紧固帽体的内表面刻有螺纹使环形紧固帽体可以旋拧到套体的各端。

6.  根据权利要求1所述的磁力玩具，其特征是套体的外表面有多个沿套体轴向形成的环槽。

7.  根据权利要求1所述的磁力玩具，其特征是还包括套着套体的中芯的各端与磁性端部圆盘之间的中芯紧固帽体，该中芯紧固帽体包括置于中芯各端的圆盘部分，以及从圆盘部分一体延伸并在其内外表面都刻有螺纹、使其紧固于套体各端外表面的第二个圆柱形部分。

磁力玩具
技术领域
本发明一般涉及包括磁棒和磁性金属球的磁力玩具。更具体地说，本发明是有关于以具有磁性的单根金属丝或多根金属丝的绞线作为中芯为特征的磁力玩具，该中芯套着由柔韧的合成树脂材料所制成的套体，当磁性端部圆盘紧固于该被套着的中芯各端后，就形成了磁棒，其能够自由地形成各种形状，比如直的、弯的、和曲的线型，并且能和其它的磁性部件组装起来从而形成三维的组装结构。
背景技术
世界上商业化玩具的典型代表有乐高拼装玩具产品(Lego products)，长期玩这种玩具时，有提高儿童创造性的功能。
在乐高拼装玩具产品中，许多各种形状的组件能根据儿童个人的喜好和想法组装成各种结构。因此，乐高拼装玩具产品被认为是能帮助提高儿童的想象力和创造性的玩具，并且其能形成不同数目和尺寸的组件，而组件的尺寸比例通常依据年龄进行控制，由此儿童可以一直玩这种乐高拼装玩具产品，直到长成十几岁的青少年。
然而，由于需要特殊的组件形状来组装特殊结构，乐高拼装玩具产品存在局限性。另外，每个乐高拼装玩具产品的组件由一个长方体或正方体的三维形状组成。因此，如果儿童有基于几个主题的乐高拼装玩具套件，其全部组装组件要占据很大的储存空间。另外，由于在许多混杂的组件中找出所需组件需要的时间变长，组装一个特定结构也就需要更长的时间。
为解决乐高拼装玩具产品的这些缺点，已经开发出了磁力玩具，其通过允许儿童筹划新的几何设计并建造它们，而不依赖于相关的特定主题的基本设计，利于提高儿童的创造性。
一般来说，磁力玩具由磁棒和金属球组成，各个磁棒覆有合成树脂覆盖物，且各个磁棒有一个金属杆和置于该金属杆每一端的磁性端部圆盘。多个磁棒通过金属球连续地连接起来，从而形成了所需的模型或结构。
也就是说，各种具有三维结构的组装模型能通过组合磁棒和金属球而形成。因此，儿童能凭借玩磁力玩具，加强他们的空间感、创造性以及对几何组装结构的理解。
图1及2A和2B简要地表示了一种具有代表性的磁力玩具。
图1是传统的磁力玩具实际使用时的透视图。再者，图2A和2B分别表示构成图1的传统磁力玩具的磁棒及其基本的组装结构。
如附图所示，传统的磁力玩具包括多个磁棒1和多个金属球2，其中各磁棒1由金属杆12、置于金属杆12每一端的磁性端部圆盘11、套于金属杆12的由合成树脂制成的套体13、以及端部圆盘11外端S的外表面和边缘组成。通过各个金属球2，多个磁棒1连接起来。在磁棒1中，磁性端部圆盘11置于金属杆12的每一端，使得磁棒1能够作为具有圆截面的圆柱型磁铁发挥作用，这样磁棒1的一端为N极，其另一端为S极。
磁棒1的每一端通过磁力吸附于金属球2。这样一来，连接结构基本为三角形。基于这样的形状，可以完成更大更复杂的结构。
磁性端部圆盘11由机械强度和抗腐蚀性极好的稀土钕(Nd)构成，其通过保持高性能的磁性起到降低最终磁力产品的尺寸和重量的作用。端部圆盘11装在金属杆12的每一端而产生密集的磁力线，结果磁力加强了约1000G。通过加强的磁力，任何具有连接在一起的多个磁棒1和多个金属球2的组装结构能得到牢固的维持。
传统的磁力玩具在最小化储存空间需求方面是优越的，这归功于其包含了金属球和磁棒。另外，由于磁性端部圆盘11用来连接磁棒和金属球，所以就不用担心丢失个别的磁棒和金属球。这样一来，传统磁力玩具适合构建包含接点和线体的几何模型，但是不适于组装具有曲线形状例如为环形的复杂结构。
因此，进一步需要圆弧型磁棒和弯曲成各种角度和长度比例的磁棒，以及直线型磁棒。然而，传统磁力玩具不能满足以上需求，并且具有仅容许制备较为简单的组装结构的缺点。
为解决与传统磁力玩具相关的问题，第02-35767和20-26771号韩国实用新型申请公开了磁力玩具。
在第02-35767号韩国实用新型申请公开的磁力玩具中，金属球置于金属条(相当于金属杆)之间，磁性端部圆盘装在两个连接在一起的金属条的各端，然后，两个金属条和金属球以及端部圆盘的边缘套上由合成树脂制成地套体，因此，加了套的磁棒可以金属球为中心弯曲。由于磁棒可以适当地弯曲预定的角度，所以可以产生各种形状结构。然而，以上磁力玩具的不足在于不能将磁棒变为圆弧形。
另外，第20-26771号韩国实用新型申请(名称：玩具)公开的磁力玩具的特征在于用多个磁棒形成各种形状，包括半圆型、1/4圆型或者弯成直角或钝角的形状，因此获得了更多的各种结构形状。然而，因为要有许多具有以上各种形状的磁棒的缘故，选择合适磁棒所需要的时间就会增加，导致所需结构的组装时间延长。由于要制备各种形状磁棒，生产率也就降低了。
还有，由于不可能制备所有可能的磁棒形状，所以组装结构尽管可以有多种形状，但还是有限的。另外，构建结构仅依赖于大量生产的磁棒的形状。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述已有技术中产生的问题而开发的，本发明的目的是提供一种包含多个磁棒和多个金属球的磁力玩具，其特征在于，只要各个磁棒有基本的直线形，各个磁棒能够自由地形成为各种形状，例如具有各种角度和长度比例的弯型、曲型或其组合，由此即使在磁棒种类最小化之时，也能构建几乎所有可能的组装结构。
附图说明
从下面配合附图所作的详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和其它优点将会更明显易懂，附图中：
图1是表示传统磁力玩具实际使用时的透视图。
图2A和2B分别为用于图1传统磁力玩具的磁棒以及该磁力玩具基本组装结构的剖面图；
图3是依据本发明第一实施例的磁力玩具的透视图；
图4是图3中的磁力玩具的剖面图；
图5是适用于依据本发明第二实施例的磁力玩具的磁棒的中芯的透视图；
图6A和6B分别为图3中磁力玩具的磁棒的环形紧固帽体的透视图和剖面图；
图7是依据本发明第三实施例的磁力玩具的磁棒的剖面图；
图8A和8B分别为图7中的磁棒的中芯紧固帽体的透视图和剖面图；
图9是本发明具有相同形状的磁棒的各种形状的前视图；
图10A和10B分别是本发明具有不同长度的磁棒及其形成的各种形状的前视图；以及
图11是依据本发明第四实施例的磁力玩具的磁棒的透视图。
具体实施方式
基于本发明，磁力玩具包括多个磁棒和多个金属球，其特点是各个磁棒能够自由地形成为各种形状并能回复到它们的初始状态。
在该磁力玩具中，每一个磁棒具有由带磁性的、可以重复塑形的金属材料构成的磁性线芯，有柔韧性的合成树脂，例如PVC(聚氯乙烯)、PP(聚丙烯)或者聚氨脂构成的套体，以及紧固于该中芯各端的磁性端部圆盘。依靠磁性金属丝中芯和柔韧性套体，磁棒能够自由地形成为各种形状，例如，像圆型或半圆型这样的曲型，以及具有各种角及长度比的弯型。
为了确保磁性金属丝中芯的塑性变形，普遍采用由含碳量不超过0.2wt％的碳钢或者含有碳作为搀杂物的纯铁所制成的金属线。另外，可以采用具有磁性而且与以上金属线具有相当的强度和柔韧性的金属丝。碳钢中，最好采用低碳钢，例如美国汽车协会准许的含碳量不超过0.08wt％的SAE1006。
然而，如果该中芯包含的碳超过0.2wt％，就会由于对塑性变形存在高阻力，而导致该中芯在重复变形后折断，所以也就难以自由形成该中芯。这样一来，磁力不能从一个磁性端部圆盘转移到另一个磁性端部圆盘，从而降低了磁棒的整体磁力。
在金属丝作为该中芯的情况下，变形阻力随着金属丝的直径变大而增大。因此，要把多根各具小直径的金属丝拧在一起用以替代单根大直径的金属丝。当采用这些绞丝(在下文中，‘线’是指多根绞合在一起的金属丝，而‘金属丝’是指单根丝)时，套体材料会插入这些金属丝。此时，作为该中芯的线和套体间的束缚力可望增大。
参照图3和图4，依照本发明第一实施例的磁力玩具分别用透视图和剖面图进行表示。图5是依照本发明第二实施例用在磁力玩具的磁棒中的线的透视图。
如附图所示，该磁力玩具包括多个磁棒31和多个磁性金属球32。在该磁力玩具中，每一个磁棒31的组成部分有：能够接受重复的塑性变形的磁性金属丝中芯31A，覆盖除了中芯31A的各端之外的外表面的合成树脂构成的套体31B，置于由套体31B套着的中芯31A各端的磁性端部圆盘31C，以及环形紧固帽体31D。该环形紧固帽体31D具体地表示于图6A和6B，其包括形成于其中心部分而暴露该磁性端部圆盘31C的外端S中心的通孔H，置于端部圆盘31C的外端S的边缘来支承端部圆盘31C的环形凸缘部分F，以及从凸缘部分F的边缘一体延伸、与端部圆盘31C一起紧固于套体31B的每一端的圆柱部分B。各个磁性金属球32通过磁棒31的端部圆盘31C磁吸附于磁棒31的每一端。
这样，中芯31A包含单根金属丝M或多根金属丝绞合在一起的线W。
尽管每一个套体31B可以利用粘合剂粘附于环形紧固帽体31D的圆柱形部分B的内表面，但是粘附力可能随着时间而降低。毕竟，因为重复的塑性变形在接触表面上带来的剪力，会使得套体31B从环形紧固帽体31D分离。为了减少上面的问题，在套着套体31B的中芯31A的各端装入环形紧固帽体31D的圆柱形部分B的情况下，圆柱体B的外表面部分地和套体31B压合，由此圆柱形部分B咬合住套体31B。或者，套体31B各端的外表面以及环形紧固帽体31D的圆柱形部分B的内表面刻有螺纹使环形紧固帽体31D可以旋拧到套体31B的各端。这样，套体31B和环形紧固帽体31D之间的紧固力增强，而磁性端部圆盘可拆卸地装置于其间。
另外，在该磁力玩具中，由于磁棒31重复的塑性变形产生的剪力，中芯31A会与套体31B在其之间的边界处分离。因此，中芯31A可能移动到套体31B的一边，或者中芯31A每一端可能倾斜于磁性端部圆盘31C，使得中芯31A的各端与磁性端部圆盘31C的内端S’脱离，或者中芯31A的各端与端部圆盘31C之间的接触面积减少，这样就极大地减少了磁棒31的磁力。
因此，在依据本发明第三实施例的磁力玩具的磁棒中，中芯紧固帽体31E最好用于磁性端部圆盘31C和磁性线芯31A之间。
如图7以及图8A和8B所示，中芯紧固帽体31E包括圆盘部分P，以及从圆盘部分P一体延伸并在其内外表面都刻有螺纹的第二个圆柱形部分B’。套着套体31B的中芯31A的各端装入这样形成的中芯紧固帽体31E。
在被套着的中芯31A紧固于中芯紧固帽体31E前，该帽体31E处于未刻螺纹的状态。因此，被套着的中芯31A的各端装入中芯紧固帽体31E中，然后中芯紧固帽体31E的圆柱形部分B’被压合。由此，圆柱形部分B’在其内外表面上都刻上了螺纹。也就是说，由于圆柱形部分B’在紧固于中芯31A的状态下被压合而刻上螺纹，圆柱形部分B’的内表面更加牢靠地紧固于套体31B的外表面。同时，中芯紧固帽体31E的圆柱形部分B’的外表面的谷或内表面的脊咬合着套体31B的外表面，使得中芯紧固帽体31E更牢固地紧固于套体31B。
另外，中芯紧固帽体31E的圆盘部分P的内端通过电阻焊接工艺紧固于中芯31A的各端。因此，圆盘部分P不会因磁棒31的任何塑性变形脱离中芯31A。另外，在磁性端部圆盘31C放置于圆盘部分P的外端后，圆盘紧固帽体31D刻有螺纹的内表面旋拧到中芯紧固帽体31E的圆柱形部分B’的外表面上。
在磁棒31中，用能够重复接受灵活的塑性变形的金属丝或线作为中芯。如图9所示，磁棒31可以自由形成各种形状，例如半圆型、圆型、弯型、曲型以及直线型。因此，可以产生具有各种形状的所需的组装结构。
构造本发明的磁力玩具的磁棒基本上制造成直线型。由于磁棒本身是柔韧的，所以能自由地形成所需的形状。也就是说，只要有不同长度的直线型磁棒，就可以组装多种具有复杂形状的结构，这可以从图10A和10B看到。
现在转到图11，其表示的是依照本发明第四实施例的磁力玩具的磁棒，磁棒的套体31B有多个沿套体31B的轴向形成的环槽来提高套体31B与中芯31A的塑性变形性。
工业应用
如上所述，本发明提供了一种包含多个磁棒和多个磁性金属球的磁力玩具。每一个磁棒可以反复塑性变形，能够实现传统玩具难以建造的各种组装结构，从而唤起了儿童的兴趣。另外，由于磁棒本身能够自由地形成不同的形状，所以需要很少的不同形状的磁棒，因此提高了生产率并且减少了制造成本。
尽管已经披露了本发明的较佳实施例用于说明本发明的目的，但是在不脱离本发明权利要求的范围和精神下，所属技术领域的技术人员将可作各种可能的改进、增加和替代。