立方体及び他の形状を形成するための、分散されて複雑さの程度の低いポリキューブを有するパズル
【課題】パズルを解く方法をユーザに教示することのできるヒントを与えるパズルを提供する。
【解決手段】64個のユニットキューブを有するキューブを形成するように設けられることのできる異なるポリキューブを備えた組立てパズルである。該パズルには十分に分散された複雑さを与えるポリキューブが含まれており、実際に解決を提供することなく与えられる意味の有るヒントを可能にする。さらにまた、前記ポリキューブは異なる外形で配置され、立方体以外の多種類の形状を形成することができる。
【解決手段】64個のユニットキューブを有するキューブを形成するように設けられることのできる異なるポリキューブを備えた組立てパズルである。該パズルには十分に分散された複雑さを与えるポリキューブが含まれており、実際に解決を提供することなく与えられる意味の有るヒントを可能にする。さらにまた、前記ポリキューブは異なる外形で配置され、立方体以外の多種類の形状を形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、キューブを形成するように設けられると共に組み立てられることのできる異なる形状のポリキューブを備えたキューブパズルに関する。キューブの側面は4個のユニットの長さを有し、ポリキューブはそれぞれ1以上の小さなユニットキューブを備え、各小さなキューブは1ユニットの長さの側面を有している。さらに、ポリキューブは立方体以外の多種類の形状を形成する異なる形状に形成可能である。
【背景技術】
【0002】
ベドラムキューブ(Bedlam Cube:登録商標)、クレージーキューブ(Crazee Cube:登録商標)及びテトリスキューブ(Tetris Cube:登録商標)などの現在の4×4×4のキューブパズルは非常に難しいことが知られている。それぞれには多くの解法が発見されているが、それらの1つを発見することは極めて偶然の成り行きであると考えられている。結果として、そのようなキューブへの関心が直ぐに失われる多くのユーザが存在する。前記ベドラムキューブは、それぞれが5個のユニットキューブから成る8個のポリキューブと、それぞれが6個のユニットキューブから成る4個のポリキューブとを備えている。多種類の他の意味ある形状を形成するために適切でない非常の複雑なポリキューブを有する他の4×4×4のパズルも存在する。
【0003】
米国特許第3,065,970号は、異なる長方形の平行六面体を形成するように組み立てられることのできるポリキューブを備えたパズルを開示している。米国特許第4,662,638号は、それぞれが5個のユニットキューブから成る12個のポリキューブと、4個のユニットキューブから成る1個のポリキューブとを備えている。米国特許第5,823,533号は、平面又は二次元のポリキューブを備えた4×4×4のキューブを作るためのパズルを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
現在、一般に、市場で入手可能なパズルは、それらの寸法又は複雑さが最小範囲のポリキューブのセットを備えている。そのようなパズルに対するヒントよりむしろ解法は、インターネットで簡単に見つけることができる。対照的に、それを解く方法をユーザに教示することのできるヒントを与えるパズルを有することは有益であろう。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、より大きなキューブを形成するように設けられると共に組み立てられることのできる異なる形状のポリキューブを備えたキューブパズルに関するものである。より大きなキューブの側面は4個のユニットの長さであり、ポリキューブそれぞれは1以上の小さなキューブを含んでおり、それぞれの小さなキューブは1個のユニットの長さの側面を有している。より詳細には、本発明は、配置において十分に分散された複雑さ又は困難さのポリキューブを含むことに関し、実際に開放を提供することなく与えられる意味のあるヒントを可能にする。組立てパズルは、複数のポリキューブを備えており、少なくとも1個のポリキューブは唯一であり、少なくとも2個のポリキューブは、モノキューブ、ディキューブ、トリキューブ、及び平面のテトラキューブから成るグループから選択され、少なくとも1個のポリキューブはペンタキューブである。さらに、ポリキューブは、立方体以外の多種類の形状を形成する異なる形状に配置可能である。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】立方体を形成するように組み立てられたパズルの図である。
【図2】パズルのポリキューブが適合可能な3ユニット×2ユニット×1ユニットの包絡線の図である。
【図3a】3×2×1の包絡線に適合可能な4ユニットのポリキューブを示している。
【図3b】3×2×1の包絡線に適合可能な4ユニットのポリキューブを示している。
【図3c】3×2×1の包絡線に適合可能な4ユニットのポリキューブを示している。
【図3d】3×2×1の包絡線に適合可能な4ユニットのポリキューブを示している。
【図3e】3×2×1の包絡線に適合可能な3ユニットのポリキューブを示している。
【図3f】3×2×1の包絡線に適合可能な3ユニットのポリキューブを示している。
【図3g】3×2×1の包絡線に適合可能な2ユニットのポリキューブを示している。
【図3h】3×2×1の包絡線に適合可能な1ユニットのポリキューブを示している。
【図4a】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4b】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4c】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4d】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4e】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4f】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4g】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4h】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4i】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4j】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4k】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4m】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4n】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4p】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4q】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図5】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図6】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図7】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図8】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図9】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図10】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図11】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図12】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図13】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図14】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図15】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図16】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図17】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図18】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図19】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図20】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図21】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図22】図21の形状の平面図である。
【図23a】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより同時に作ることのできる2つの形状を示している。
【図23b】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより同時に作ることのできる2つの形状を示している。
【図24a】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより同時に作ることのできる2つの他の形状を示している。
【図24b】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより同時に作ることのできる2つの他の形状を示している。
【図25】パズルのポリキューブを形成するために一緒に付属される部品キットを示している。
【図26】ほとんど完成したパズルを収容可能なボックスを示している。
【発明を実施するための形態】
【0007】
ポリキューブは、1以上の類似するキューブから構成される三次元形状を成している。モノキューブは単一のユニットキューブを備え、ディキューブは2個のユニットキューブを備え、トリキューブは3個のユニットキューブを備え、テトラキューブは4個のユニットキューブを備え、ペンタキューブは5個のユニットキューブを備え、ヘキサキューブは6個のユニットキューブを備え、ヘプタキューブは7個のユニットキューブを備え、オクトキューブは8個のユニットキューブを備えているなどである。
【0008】
各ポリキューブはポリキューブの最大の長さ、幅及び高さに対応する寸法の包絡線を有している。包絡線はポリキューブが適合する矩形の平行六面体であり、ポリキューブの最大の包絡線として説明されてもよい。特定の包絡線を参照しない場合、一般に、包絡線は通常の包絡線と寸法が同じ又はそれより小さい寸法の最小の包絡線にポリキューブを収容する。包絡線の例は3×2×2ユニットであり、それは3×2×2ユニットの包絡線、3×2×2包絡線、3×2×2キューブユニットの寸法の包絡線、又は立方体形状の3×2×2ユニットと呼ばれても良い。「ユニット」という用語は、ユニットキューブの長さ、ユニットキューブの体積、又はユニットキューブ自体を示すために使用されても良い。
【0009】
パズルの目的の1つは、各側面が4個のユニットの長さの寸法を有するキューブを作ることである。そのため、作られるキューブは、それぞれが1個のユニットの長さの側面を有する64個の小さなキューブを備えている。図1はパズルのポリキューブにより作られることのできるキューブを示している。キューブは64個のユニットキューブ10を備えている。各小さなキューブはユニットキューブ又はユニットと呼ばれる。パズルの各ポリキューブは1個以上のユニットキューブを備えていてもよい。ポリキューブのユニットキューブは一緒に結合される個々のユニットキューブであってもよく、或いは、それらは実際のキューブなしにポリキューブの容量の範囲を単に規定してもよい。例えば、1列に3個のユニットキューブを含むポリキューブは、実際に、3個のユニットの長さで1ユニットずつに正方形の断面を有する単一の連続する材料片であってもよい。
【0010】
より多くの人々により解決できるが意欲を掻き立てるキューブパズルを作るため、異なる複雑さのポリキューブの十分な範囲が含まれている。粗く定義すると、ポリキューブの複雑さはポリキューブ内のユニットキューブの数にほぼ調和している。例えば、トリキューブはペンタキューブより複雑ではなく、その結果、トリキューブは通常、ペンタキューブより置きやすい。複雑さの十分な範囲の例はトリキューブ及びペンタキューブが幾つかあることであろう。さらなる別の例は、1個以上のディキューブ又はトリキューブ、1個以上のテトラキューブ及び1個以上のヘクサキューブを有するパズルであろう。ポリキューブの範囲を選択するさらなる方法は、最少のユニットを有するポリキューブ以上の少なくとも2個のユニットをそれぞれが有する少なくとも数個のポリキューブがあることを保証することであろう。ポリキューブの選択はここに与えられる指針に従って注意深くなされるべきである。
【0011】
異なる複雑さのポリキューブを備えることと同様に、ユーザに選択させるためにそれぞれの複雑さのポリキューブを十分な数量備えるべきである。例えば、他のポリキューブより複雑でない1個のポリキューブだけがあった場合、より複雑でない2個のポリキューブがあった場合よりパズルをやさしくさせることに対する影響は小さくなるだろう。さらに、異なる複雑さのポリキューブの間の区別による与えられるヒントは特定のポリキューブを明確にし、単一の特定のポリキューブを区別しないヒントを与えることができることが望ましい。
【0012】
複雑さを定義する別の方法はポリキューブが適合する最小の矩形平行六面体の包絡線を決定することよる。そのような包絡線をより大きく占有するポリキューブはそのような包絡線より小さいポリキューブより複雑であると考えることができる。例えば、十字形状の平面のペンタキューブ(図4q)は3×3×1の立方体形状のユニットの包絡線を有している。十字形のペンタキューブの一方向だけを考えると、16の異なる位置、すなわち、最後のキューブの4層のそれぞれに異なる4の位置の最後の大きなキューブの4×4×4の包絡線に配置可能である。例えば、図4mにおいて所定の方向で3×2×2の包絡線を占めるようなポリキューブは18の異なる位置で最後のキューブの4×4×4の包絡線に配置可能であり、そのため、十字形のペンタキューブより僅かに配置しやすい。より多くのポリキューブがユーザにより配置されると、残っているポリキューブが配置可能な容易さの相違が言明される。パズルの難しさを保持するため、3×3×1の包絡線を有するペンタキューブのように複雑さの程度の高いポリキューブが幾つかあるが多すぎることはない。さらに、複雑さの程度の高いポリキューブの数が多過ぎない場合、4×4×4のキューブ以外の形状を作る可能性が増す。
【0013】
一般に、5個、6個又はそれ以上の数のユニットキューブを有するポリキューブは複雑なポリキューブであると考えられることができる。複雑さの程度の低いポリキューブは1個、2個、3個又は4個のキューブを有する平面のものであると定義することができる。図2は3×2×1の寸法の平面の包絡線を示している。4個又はそれ以下のユニットキューブを有するのと同様に、パズルの少なくとも2個のポリキューブは、複雑さの程度が低いポリキューブであることを保証するため、3×2×1の包絡線に適合する。図3a〜3hはそれぞれパズルで使用される異なるポリキューブを示しており、各ポリキューブは図2の3×2×1の包絡線に適合可能である。ポリキューブのこのグループは平面のテトラキューブ、トリキューブ、ディキューブ及びモノキューブを備えている。3個、4個又はそれ以上のポリキューブが使用可能であると、これらのポリキューブの2個だけを使用する必要はない。モノキューブ及びディキューブのないパズルは通常、他のポリキューブの選択によって、より難しくなる。パズルでは2個又はそれ以上の同一のポリキューブを使用することもできる。
【0014】
以下はパズルの一実施例の説明である。この例のポリキューブは図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されている。ポリキューブは、例えば、木の1個のユニットの正方形部分の長さから切断される、1個のユニットの長さ、2個のユニットの長さ及び3個のユニットの長さの部品から作られているかのように示されている。例えば、図4aのポリキューブは、2個のユニットの長さのもの43に接着される2個のユニットキューブ41,42により作られている。図4gのポリキューブは3個のユニットの長さの部品を備えている。
【0015】
本実施例は、複雑さの程度の低い、中程度、及び程度の高いポリキューブを備えている。複雑さの程度の低いポリキューブは、図2の一般的な3×2×1の包絡線内に適合可能な4個又はより少ないユニットキューブを有するものとして定義される。本実施例のポリキューブセットでは6個の複雑さの程度の低いポリキューブがあることが分かる。これらの6個のポリキューブは図4b及び図4e〜4iに示されている。図4e〜4g及び4iのテトラキューブは、それらのユニットキューブがすべて同一平面上にあるため平面のテトラキューブである。また、本実施例のポリキューブセットでは、図4a、図4c及び図4dに示されているように、中程度の複雑さの3個のポリキューブがあることが分かり、中程度の複雑さは2×2×2の包絡線を有するポリキューブとして定義される。また、本実施例は、図4j、4k、4m、4n、4p及び4qに示されているように、それぞれが5個のユニットキューブを有する複雑さの程度の高い6個のポリキューブを備えている。それらがどのように回転されるかによって、図4j、4k、4m及び4nのポリキューブは、それぞれが第1の面にT字形状のテトラキューブを備え、第1の面の頂部の又はそれに平行な第2の面にさらなるキューブを備えて、3×2×2の包絡線を有するポリキューブとなる唯一のペンタキューブである。そのため、パズルのこの例は異なる複雑さ又は配置の難しさの範囲を有するポリキューブを備えている。
【0016】
複雑さの程度の高い前記6個のポリキューブの中には、他の平面でないペンタキューブより少し複雑さの程度が高いと考えられる2個の平面のペンタキューブがあり、これらは図4pのW型ペンタキューブと図4qの十字型ペンタキューブであり、両方とも3×3×1の包絡線を有している。パズルの全体的な難易度を制限すると共に作られる他の形状の選択を制限し過ぎない1つの方法は、3×3×1の包絡線を有するポリキューブの数を制限することであろう。示された実施例には2個のポリキューブがあるが、その制限は、例えば、1個又は3個又はそれ以上であってもよい。
【0017】
表1は、いろいろな最小の矩形平行六面体の包絡線のそれぞれのため、パズルの実施例そのような包絡線を有するポリキューブの数を示している。各最小の包絡線のため、4×4×4の包絡線の明確な位置の数が示されている。位置の数は、ポリキューブを回転することなく且つ他のポリキューブが存在することなく、キューブの最後の4×4×4の包絡線内にポリキューブが理論上配置可能な異なる位置の数に対応している。一般に、位置の数が少なくなると、ポリキューブの難易度が高くなるが、これは、人間の空間的な気付きの能力に対する要求が少ない時、3×2×1の包絡線を有する平面のテトラキューブが2×2×2の包絡線を有する3次元のテトラキューブより配置しやすいため、正確ではない。難易度の程度は3番目の列に示されている。最小の包絡線は、高い程度、中程度及び低い程度の複雑さに広く分類されている。複雑さが分散されたポリキューブを有するパズルはこれらの3つのカテゴリのそれぞれに少なくとも1個のポリキューブを有するであろう。複雑さが良く分散されたポリキューブを有するパズルはこれらの3つのカテゴリのそれぞれに少なくとも2個のポリキューブを有するであろう。さらに複雑さが良く分散されたポリキューブを有するパズルはこれらの3つのカテゴリのそれぞれで少なくとも3個のポリキューブを有するであろう。
【0018】
非常に複雑さの程度の高いポリキューブは、4×2×2、3×3×3、4×3×2、4×3×3、4×4×2、4×4×3及び4×4×4のように、さらに位置が制限されたもの及び又はより大きい包絡線を有するものとして定義されてもよい。これらの非常に複雑さの高い1個以上のポリキューブがパズルに含まれていても良いが、これは作ることのできる他の形状の数を減少させがちである。
【0019】
上述した複雑さの尺度はおおよその尺度であり、他の方法で定義されてもよいことに注意して下さい。例えば、複雑さはポリキューブのユニットキューブの数としてより直接的に定義されてもよく、ユニットキューブの数が多くなると、複雑さの程度も高くなる。表に見られるように、一般に、ポリキューブのユニット数は定義された複雑さにより増加するが、これらの数は必ずしも最小の包絡線の寸法に基づく尺度と同じ順序とは限らない。A×B×Cの所定の最小の包絡線のため、ポリキューブはA+B+C−2ユニットからABCユニットまで有していてもよく、ポリキューブは通常この範囲の低い方から選択されることに注意して下さい。この定義を使用して複雑さを広げるポリキューブを有するパズルの例は、3個のユニットを有する少なくとも2個のポリキューブ、4個のユニットを有する2個のポリキューブ及び5個のユニットを有する少なくとも2個のポリキューブを有するであろう。
【0020】
【表1】
最後の5行は複雑さの程度の低いポリキューブの最小の包絡線を示すものであると考えられても良い。これらの包絡線は、3×2×1、3×1×1、2×2×1、2×1×1及び1×1×1であり、それらはすべて平面である。本実施例はそのセットに6個のそのような複雑さの低いポリキューブを有していることに注意して下さい。比較では、ベドラムキューブとテトリスキューブがこの程度の複雑さのポリキューブを有していない。
【0021】
パズルの実施例は6個の異なる包絡線サイズの1個をそれぞれが有する少なくとも6個のポリキューブを有していても良い。
【0022】
図5〜21は図4a〜k、4m〜n、及び4p〜qに示されているポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる他の形状を示している。図5〜7はジグザグ状の壁を示している。図8は凹部を有する壁を示している。図9は「O」を示している。図10は逆「U」を示している。図11は「A」を示している。図12はアルコーブを示している。図13はトラクターを示している。図14〜15は犬を示している。図16〜17は塔を示している。図18は支柱を有する十字形を示している。図19は上昇した門を示している。図20は塔を示している。図21は芋虫を示している。図22はその平面図を示している。図23a〜bはポリキューブセットと同時に作ることのできる壁及び塔を示している。また、図24a〜bはポリキューブと同時に作ることのできる壁及び塔を示している。
【0023】
図4a〜qに示されている特定のポリキューブセットの利点はそれがソーマキューブのポリキューブであることである。パズルはソーマキューブのポリキューブを備えている必要はないが、もしそれを備えていれば、主要なパズルが取りかかられる前の最初のパズルとして又は解かれる追加のパズルとして別々に使用可能である。ソーマキューブのポリキューブは図4a〜gに示されており、3個のユニットの側面を有する中位のサイズのキューブを形成するために組み立てられる。別の実施例では、ソーマキューブのポリキューブを備える4×4×4のパズルは、他のポリキューブの数、形状及び又はサイズに制限がない。
【0024】
このパラグラフはキューブを解くヒントを含んでいる。ユーザが額面上でパズルを取り、それを試験又は誤りで解こうとした場合、解法は手当たり次第に届けられるだろう。しかしながら、ユーザはポリキューブの間に重大な差異があることを理解し、これらの差異を利用することによりパズルを解く方法を発見するだろう。そうでなければ、ユーザはパズルを解く方法に関係のある重大な差異があることを知らされるだろう。ユーザが最初に複雑なポリキューブを配置し、最後に複雑でないポリキューブを配置した場合、ユーザは最後のポリキューブを配置する権利を保持する。結果として、ユーザはパズルを試みて完成するためもっと組み合わせてそれらを再配置する可能性を保持する。より複雑なポリキューブが最後まで残された場合、最後のキューブの4×4×4の包絡線の残っている空間に適合しそうもない。最初にどのキューブを使用するかの正しい選択をすることにより、ユーザはパズルの解法を非常に簡略化することができる。与えられる2番目のヒントは、一般的に、パズル中を狙って層状にキューブを作って、最後まで平面である複雑でないポリキューブを残すことがやさしいという事実である。例えば、複雑さの低い平面のポリキューブは3×2×1のユニットの包絡線内にすべて適合し、ポリキューブの幾つかが最小の包絡線であるがすべてではない。例えば、図4b及び4hのポリキューブは3×2×1の包絡線に適合するが、それはそれらの最小の包絡線ではないであろう。
【0025】
このパラグラフは多数の解法の1つを含んでいる。正確な解法のため、平坦な表面に以下の順序でポリキューブを配置し、4×4×4の包絡線を超えないように注意する。ポリキューブは図4a〜qに番号を付けて与えられる。図4cに示されているような方向のポリキューブ4cで始めて、それを持ち上げることなく、90度反時計回りにそれを回転し、最初のキューブの後ろの表面に平らにポリキューブ4bを配置し、2個のユニットの幅で3個のユニットの深さの矩形の基本層を形成し、ポリキューブ4dを左に配置し、他のポリキューブの前部及び既に突出しているポリキューブの後ろの1個のユニットキューブと面一にし、後方で左から右に配置されたポリキューブ4hを基本層で3個のユニットの幅で4個のユニットの深さの矩形包絡線にし、ポリキューブ4gを表面を平らにし左の穴を塞ぎ、4×4の基本層の左側の部分を形成し、ポリキューブ4eを正面左角部及び左側端部で直立させ、右側端部で平坦で右端部の後ろの3個の正方形を覆い、後列の中間でポリキューブ4iを直立させ、ポリキューブ4aを前列の左側の穴で後方右側に向け、ポリキューブ4fをあなたに向かう短い端部で遠い左側角部でL方向に向け、ポリキューブ4pを右側端部の前部で3段にし、ポリキューブ4qを最も深い穴にし、ポリキューブ4jを90°方向に傾斜し、遠い右側角部に配置し、ポリキューブ4nを右側の孔に反対にし、ポリキューブ4kをそのままの位置にする。
【0026】
パズルの他の実施例は、プロキューブがここに定義するカテゴリに入ることを条件に、異なるポリキューブセットを使用する可能性がある。ポリキューブは、特に示されていなくても前記カテゴリに入って使用される。そのようなポリキューブの例は平面のU形状のペンタキューブであろう。1個以上のポリキューブが上述された図4a〜qに示された例のものと異なる場合、例えそれがキューブを作る可能性がまだあるとしても、図5〜24bに特に示されるすべての形状を作る可能性はない。
【0027】
パズルのポリキューブセットはすべて唯一であってもよく或いは2個以上の同一形状を備えていてもよい。しかしながら、それぞれが4×4×2の矩形の平行六面体を形成する2個の同一のパズルのように、パズルが半分のサイズの2個の同一のパズルから実際に構成される場合を避けるため、少なくとも1つのポリキューブは唯一であるべきである。
【0028】
複雑さの程度の低いポリキューブが十分にあり、複雑さの程度の高いものが多過ぎないことを保証するため、パズルには14個、15個又は16個のポリキューブが設けられていることが望ましい。しかしながら、これは厳格な要求ではなく、13個、17個又はそれ以上のように、他の数量のポリキューブであってもよい。
【0029】
非常に複雑さの高い1以上のポリキューブが含まれていてもよいが、これを補償するため、複雑さの低いより多数のポリキューブが含まれ、パズルが難し過ぎないようになっている。もっと複雑なポリキューブが含まれると、パズルで作られる他の意味のある形状の数が減少することを覚えておくべきである。例えば、パズルは、3×3×3の包絡線を有する1個のヘプタキューブ、3×3×2の包絡線を有する1個のヘクサキューブ、7個のペンタキューブ、2個のテトラキューブ、2個のトリキューブ及び1個のディキューブの、合計14個のポリキューブを備えていてもよい。より単純なプロキューブは、1個のヘプタキューブ、1個のヘクサキューブ、3個のペンタキューブ、7個のテトラキューブ、2個のトリキューブ、及び1個のディキューブの、合計15個のポリキューブを備えていてもよい。
【0030】
表2は、パズルのために使用されるポリキューブのグループの例を示している。リストは網羅的ではないが、可能性のある幾つかの他の実施例を与えるために有用である。すべては一般に3×2×1の包絡線、すなわちモノキューブ、ディキューブ、トリキューブ及び平面のテトラキューブに適合する少なくとも2個のポリキューブを有している。2個以外のすべては2個のペンタキューブであり、これらの2個は、少なくとも1個のヘプタキューブ又はヘクサキューブを備えている。パズルのポリキューブの合計数が少なくなると、完成するのが難しくなる。
【0031】
【表2】
【0032】
パズルのポリキューブは、木、プラスチック、金属又は何か他の材料から作られてもよい。それらは中実又は中空であってもよい。例えば、プラスチックの射出成形は軽量中空のポリキューブを作るために使用され、それぞれは2個以上の部品を切り取ったり又は接着したりすることにより形成される。ユニットサイズの木製キューブはクラフトストアから購入され、或いはそうでなければユーザに供給され、一緒に接着されてポリキューブを形成してもよい。木製の正方形部分の長さは、1,2及び3個のユニットの長さに切断され、これらは一緒に接着されてポリキューブを形成してもよい。そのように予め切断された長さのものはクラフトストア又はドルストアから購入することもできる。ユニットの正方形のサイズはユーザに望まれるものとすることができる。使用に便利なユニットの寸法の限定的でない例は、1インチ、2インチ及び40mmである。図4a〜qに示されている実施例は、7個の3ユニットの長さのもの、15個の2ユニットの長さのもの及び13個のユニットキューブを必要とする。代わりに、図4a〜qに示されている実施例は、例えば、図4fのポリキューブがその代わりに3個のユニットの長さのもの及び1個のユニットキューブから作られる場合、8個の3ユニットの長さのもの、13個の2ユニットの長さのもの及び14個のユニットキューブから作られてもよい。
【0033】
部品キットはパズルのポリキューブを作るためにユーザに提供されてもよい。キットはパズルのポリキューブを作るために十分に予め切断された1,2及び3ユニットの長さの木のポリキューブを備えることができる。さらに、キットは随意に接着性のものであってもよい。例えば、図4a〜qに示されている実施例のため、キットは、13個の1ユニットの長さのポリキューブ、15個の2ユニットの長さのポリキューブ及び7個の3ユニットの長さのポリキューブを備えていてもよい。そのようなキットは図25に示されている。このキットは、7個の3ユニットの長さのポリキューブ50、15個の2ユニットの長さのポリキューブ52及び13個の1ユニットの長さのポリキューブ54を備えている。それぞれの長さの木製ポリキューブの正確な数は、完成したパズルのポリキューブセットを作るために少なくとも十分な木製のポリキューブがある限り、異なっていてもよい。パズルの異なるポリキューブセットが選択された場合、木製のポリキューブのそれぞれの長さの最適な数は異なっていてもよい。好適なキットは、作られる接着ジョイントの数を最小にするためできるだけ少ない分離したポリキューブを備えているが、これは厳密な要求ではない。木製の部品は接着ジョイントが作られるところを示すように印が付けられてもよい。代わりに、接着ジョイントが作られるところを示す指示が提供されてもよい。代わりに、プラスチックの部品が一緒に固定されるキットに供給されてもよい。
【0034】
既製のパズルのポリキューブの部品キットはボックスと共に又はその内に提供されてもよい。ボックスの寸法は内部に組み立てられるパズルを含んでいるようになっていてもよい。好ましくは、ボックスの1以上の寸法が完成したパズルの寸法に比べて1ユニット増え、ボックスが不正確に組み立てられたパズルを含むようになっている。例えば、4×4×4の立法の包絡線内にすべてのユニットキューブを配置させて、パズルを完全に完成させるより、ユニットキューブを間違った場所に配置することにより、ユーザがパズルをほとんど完成させることはずっとやさしい。そのため、ボックス内にポリキューブを戻し、もしある場合には蓋を閉めることはユーザにとって完成させるための予備的チャレンジである。これはまたポリキューブが解法通りに組み立てられ、ちょうどいい大きさのボックスにきれいに適合させなければならない場合よりもパズルを簡単に携帯可能にするであろう。例えば、ユニットのボックスの内部寸法は4×4×5であってもよい。図26は4×4×5の内部寸法を有するボックスを示しているが、図25の縮尺と同じではない。ボックスは蓋を備えていてもよく、そうである場合には、蓋は超番式又は取り外し可能であってもよい。図4a〜qの実施例の場合である、パズルが4×8×2の矩形の平面六面体として組立て可能である実施例では、内部ボックスの寸法は4×9×2、4×8×3、又は5×8×2であってもよい。これらの平らなボックスの1つはパズルを包装又は搬送するのに便利である。箱の内部寸法を完成したパズルのものより大きくすることにより、ユーザがパズルを組み立てることに成功しなかった時にもポリキューブを収容するボックスとして使用することができる。そのため、パズルは使用されない時にちょうどよい大きさであってもよい。
【0035】
ポリキューブは、実質的には、例えば、コンピュータスクリーン、又はスマートフォンのスクリーン又は他のコンピュータデバイス上に表示されてもよい。スクリーンは、ユーザがポリキューブを容易に操作可能なように、タッチ又はマルチタッチスクリーンであってもよい。デバイスのコンピュータで読み取り可能な媒体のコンピュータで読み取り可能な命令セットが媒体に接続されたプロセッサにより処理され、ポリキューブを表示し、ユーザの入力に応じて表示されたポリキューブを移動させてもよい。デバイスは、1,2、及び3の直交軸の周りにポリキューブを回転させ、表示されたポリキューブを正しい位置又はお互いに動かし、実質的に一緒に配置されたポリキューブがキューブ又は他の所望な形状を形成した時に検出してもよい。他のヒューマンインターフェースは、マウス又は身振り検出器のようにユーザからの入力を受信するために使用されてもよい。
【0036】
この説明は説明の一部分を形成する添付図面を参照することを含んでいる。図面は正確な縮尺ではないが、パズルの特定の実施例を示している。ここで「例」、「変形例」又は「選択例」と呼ばれる他の実施例は本発明を当業者が実施可能なように十分に詳細に説明されている。それらの実施例は組み合わされてもよく、他の実施例は本発明の範囲から逸脱することなく、利用又は構成又は変更されてもよい。他の実施例又はここで説明した実施例の変形例は、本発明の範囲から逸脱することなく、ここに説明した同一の機能を提供するために使用されてもよい。
【0037】
本明細書において、数値の記載のない用語は1個又はそれ以上を含み、「又は」という用語は別に示されていなければ、排他的でないものとして使用される。さらに、ここに使用された専門語又は専門用語は、他の定義がない限り、記述の目的のためであり、限定するものではないと理解されるべきである。
【技術分野】
【0001】
本発明は、キューブを形成するように設けられると共に組み立てられることのできる異なる形状のポリキューブを備えたキューブパズルに関する。キューブの側面は4個のユニットの長さを有し、ポリキューブはそれぞれ1以上の小さなユニットキューブを備え、各小さなキューブは1ユニットの長さの側面を有している。さらに、ポリキューブは立方体以外の多種類の形状を形成する異なる形状に形成可能である。
【背景技術】
【0002】
ベドラムキューブ(Bedlam Cube:登録商標)、クレージーキューブ(Crazee Cube:登録商標)及びテトリスキューブ(Tetris Cube:登録商標)などの現在の4×4×4のキューブパズルは非常に難しいことが知られている。それぞれには多くの解法が発見されているが、それらの1つを発見することは極めて偶然の成り行きであると考えられている。結果として、そのようなキューブへの関心が直ぐに失われる多くのユーザが存在する。前記ベドラムキューブは、それぞれが5個のユニットキューブから成る8個のポリキューブと、それぞれが6個のユニットキューブから成る4個のポリキューブとを備えている。多種類の他の意味ある形状を形成するために適切でない非常の複雑なポリキューブを有する他の4×4×4のパズルも存在する。
【0003】
米国特許第3,065,970号は、異なる長方形の平行六面体を形成するように組み立てられることのできるポリキューブを備えたパズルを開示している。米国特許第4,662,638号は、それぞれが5個のユニットキューブから成る12個のポリキューブと、4個のユニットキューブから成る1個のポリキューブとを備えている。米国特許第5,823,533号は、平面又は二次元のポリキューブを備えた4×4×4のキューブを作るためのパズルを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
現在、一般に、市場で入手可能なパズルは、それらの寸法又は複雑さが最小範囲のポリキューブのセットを備えている。そのようなパズルに対するヒントよりむしろ解法は、インターネットで簡単に見つけることができる。対照的に、それを解く方法をユーザに教示することのできるヒントを与えるパズルを有することは有益であろう。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、より大きなキューブを形成するように設けられると共に組み立てられることのできる異なる形状のポリキューブを備えたキューブパズルに関するものである。より大きなキューブの側面は4個のユニットの長さであり、ポリキューブそれぞれは1以上の小さなキューブを含んでおり、それぞれの小さなキューブは1個のユニットの長さの側面を有している。より詳細には、本発明は、配置において十分に分散された複雑さ又は困難さのポリキューブを含むことに関し、実際に開放を提供することなく与えられる意味のあるヒントを可能にする。組立てパズルは、複数のポリキューブを備えており、少なくとも1個のポリキューブは唯一であり、少なくとも2個のポリキューブは、モノキューブ、ディキューブ、トリキューブ、及び平面のテトラキューブから成るグループから選択され、少なくとも1個のポリキューブはペンタキューブである。さらに、ポリキューブは、立方体以外の多種類の形状を形成する異なる形状に配置可能である。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】立方体を形成するように組み立てられたパズルの図である。
【図2】パズルのポリキューブが適合可能な3ユニット×2ユニット×1ユニットの包絡線の図である。
【図3a】3×2×1の包絡線に適合可能な4ユニットのポリキューブを示している。
【図3b】3×2×1の包絡線に適合可能な4ユニットのポリキューブを示している。
【図3c】3×2×1の包絡線に適合可能な4ユニットのポリキューブを示している。
【図3d】3×2×1の包絡線に適合可能な4ユニットのポリキューブを示している。
【図3e】3×2×1の包絡線に適合可能な3ユニットのポリキューブを示している。
【図3f】3×2×1の包絡線に適合可能な3ユニットのポリキューブを示している。
【図3g】3×2×1の包絡線に適合可能な2ユニットのポリキューブを示している。
【図3h】3×2×1の包絡線に適合可能な1ユニットのポリキューブを示している。
【図4a】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4b】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4c】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4d】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4e】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4f】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4g】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4h】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4i】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4j】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4k】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4m】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4n】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4p】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図4q】4ユニット×4ユニット×4ユニットのキューブを形成するように配置可能なポリキューブセットの例を示している。
【図5】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図6】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図7】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図8】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図9】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図10】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図11】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図12】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図13】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図14】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図15】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図16】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図17】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図18】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図19】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図20】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図21】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる形状を示している。
【図22】図21の形状の平面図である。
【図23a】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより同時に作ることのできる2つの形状を示している。
【図23b】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより同時に作ることのできる2つの形状を示している。
【図24a】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより同時に作ることのできる2つの他の形状を示している。
【図24b】図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されたポリキューブセットの例を組み立てることにより同時に作ることのできる2つの他の形状を示している。
【図25】パズルのポリキューブを形成するために一緒に付属される部品キットを示している。
【図26】ほとんど完成したパズルを収容可能なボックスを示している。
【発明を実施するための形態】
【0007】
ポリキューブは、1以上の類似するキューブから構成される三次元形状を成している。モノキューブは単一のユニットキューブを備え、ディキューブは2個のユニットキューブを備え、トリキューブは3個のユニットキューブを備え、テトラキューブは4個のユニットキューブを備え、ペンタキューブは5個のユニットキューブを備え、ヘキサキューブは6個のユニットキューブを備え、ヘプタキューブは7個のユニットキューブを備え、オクトキューブは8個のユニットキューブを備えているなどである。
【0008】
各ポリキューブはポリキューブの最大の長さ、幅及び高さに対応する寸法の包絡線を有している。包絡線はポリキューブが適合する矩形の平行六面体であり、ポリキューブの最大の包絡線として説明されてもよい。特定の包絡線を参照しない場合、一般に、包絡線は通常の包絡線と寸法が同じ又はそれより小さい寸法の最小の包絡線にポリキューブを収容する。包絡線の例は3×2×2ユニットであり、それは3×2×2ユニットの包絡線、3×2×2包絡線、3×2×2キューブユニットの寸法の包絡線、又は立方体形状の3×2×2ユニットと呼ばれても良い。「ユニット」という用語は、ユニットキューブの長さ、ユニットキューブの体積、又はユニットキューブ自体を示すために使用されても良い。
【0009】
パズルの目的の1つは、各側面が4個のユニットの長さの寸法を有するキューブを作ることである。そのため、作られるキューブは、それぞれが1個のユニットの長さの側面を有する64個の小さなキューブを備えている。図1はパズルのポリキューブにより作られることのできるキューブを示している。キューブは64個のユニットキューブ10を備えている。各小さなキューブはユニットキューブ又はユニットと呼ばれる。パズルの各ポリキューブは1個以上のユニットキューブを備えていてもよい。ポリキューブのユニットキューブは一緒に結合される個々のユニットキューブであってもよく、或いは、それらは実際のキューブなしにポリキューブの容量の範囲を単に規定してもよい。例えば、1列に3個のユニットキューブを含むポリキューブは、実際に、3個のユニットの長さで1ユニットずつに正方形の断面を有する単一の連続する材料片であってもよい。
【0010】
より多くの人々により解決できるが意欲を掻き立てるキューブパズルを作るため、異なる複雑さのポリキューブの十分な範囲が含まれている。粗く定義すると、ポリキューブの複雑さはポリキューブ内のユニットキューブの数にほぼ調和している。例えば、トリキューブはペンタキューブより複雑ではなく、その結果、トリキューブは通常、ペンタキューブより置きやすい。複雑さの十分な範囲の例はトリキューブ及びペンタキューブが幾つかあることであろう。さらなる別の例は、1個以上のディキューブ又はトリキューブ、1個以上のテトラキューブ及び1個以上のヘクサキューブを有するパズルであろう。ポリキューブの範囲を選択するさらなる方法は、最少のユニットを有するポリキューブ以上の少なくとも2個のユニットをそれぞれが有する少なくとも数個のポリキューブがあることを保証することであろう。ポリキューブの選択はここに与えられる指針に従って注意深くなされるべきである。
【0011】
異なる複雑さのポリキューブを備えることと同様に、ユーザに選択させるためにそれぞれの複雑さのポリキューブを十分な数量備えるべきである。例えば、他のポリキューブより複雑でない1個のポリキューブだけがあった場合、より複雑でない2個のポリキューブがあった場合よりパズルをやさしくさせることに対する影響は小さくなるだろう。さらに、異なる複雑さのポリキューブの間の区別による与えられるヒントは特定のポリキューブを明確にし、単一の特定のポリキューブを区別しないヒントを与えることができることが望ましい。
【0012】
複雑さを定義する別の方法はポリキューブが適合する最小の矩形平行六面体の包絡線を決定することよる。そのような包絡線をより大きく占有するポリキューブはそのような包絡線より小さいポリキューブより複雑であると考えることができる。例えば、十字形状の平面のペンタキューブ(図4q)は3×3×1の立方体形状のユニットの包絡線を有している。十字形のペンタキューブの一方向だけを考えると、16の異なる位置、すなわち、最後のキューブの4層のそれぞれに異なる4の位置の最後の大きなキューブの4×4×4の包絡線に配置可能である。例えば、図4mにおいて所定の方向で3×2×2の包絡線を占めるようなポリキューブは18の異なる位置で最後のキューブの4×4×4の包絡線に配置可能であり、そのため、十字形のペンタキューブより僅かに配置しやすい。より多くのポリキューブがユーザにより配置されると、残っているポリキューブが配置可能な容易さの相違が言明される。パズルの難しさを保持するため、3×3×1の包絡線を有するペンタキューブのように複雑さの程度の高いポリキューブが幾つかあるが多すぎることはない。さらに、複雑さの程度の高いポリキューブの数が多過ぎない場合、4×4×4のキューブ以外の形状を作る可能性が増す。
【0013】
一般に、5個、6個又はそれ以上の数のユニットキューブを有するポリキューブは複雑なポリキューブであると考えられることができる。複雑さの程度の低いポリキューブは1個、2個、3個又は4個のキューブを有する平面のものであると定義することができる。図2は3×2×1の寸法の平面の包絡線を示している。4個又はそれ以下のユニットキューブを有するのと同様に、パズルの少なくとも2個のポリキューブは、複雑さの程度が低いポリキューブであることを保証するため、3×2×1の包絡線に適合する。図3a〜3hはそれぞれパズルで使用される異なるポリキューブを示しており、各ポリキューブは図2の3×2×1の包絡線に適合可能である。ポリキューブのこのグループは平面のテトラキューブ、トリキューブ、ディキューブ及びモノキューブを備えている。3個、4個又はそれ以上のポリキューブが使用可能であると、これらのポリキューブの2個だけを使用する必要はない。モノキューブ及びディキューブのないパズルは通常、他のポリキューブの選択によって、より難しくなる。パズルでは2個又はそれ以上の同一のポリキューブを使用することもできる。
【0014】
以下はパズルの一実施例の説明である。この例のポリキューブは図4a〜4k、4m、4n、4p及び4qに示されている。ポリキューブは、例えば、木の1個のユニットの正方形部分の長さから切断される、1個のユニットの長さ、2個のユニットの長さ及び3個のユニットの長さの部品から作られているかのように示されている。例えば、図4aのポリキューブは、2個のユニットの長さのもの43に接着される2個のユニットキューブ41,42により作られている。図4gのポリキューブは3個のユニットの長さの部品を備えている。
【0015】
本実施例は、複雑さの程度の低い、中程度、及び程度の高いポリキューブを備えている。複雑さの程度の低いポリキューブは、図2の一般的な3×2×1の包絡線内に適合可能な4個又はより少ないユニットキューブを有するものとして定義される。本実施例のポリキューブセットでは6個の複雑さの程度の低いポリキューブがあることが分かる。これらの6個のポリキューブは図4b及び図4e〜4iに示されている。図4e〜4g及び4iのテトラキューブは、それらのユニットキューブがすべて同一平面上にあるため平面のテトラキューブである。また、本実施例のポリキューブセットでは、図4a、図4c及び図4dに示されているように、中程度の複雑さの3個のポリキューブがあることが分かり、中程度の複雑さは2×2×2の包絡線を有するポリキューブとして定義される。また、本実施例は、図4j、4k、4m、4n、4p及び4qに示されているように、それぞれが5個のユニットキューブを有する複雑さの程度の高い6個のポリキューブを備えている。それらがどのように回転されるかによって、図4j、4k、4m及び4nのポリキューブは、それぞれが第1の面にT字形状のテトラキューブを備え、第1の面の頂部の又はそれに平行な第2の面にさらなるキューブを備えて、3×2×2の包絡線を有するポリキューブとなる唯一のペンタキューブである。そのため、パズルのこの例は異なる複雑さ又は配置の難しさの範囲を有するポリキューブを備えている。
【0016】
複雑さの程度の高い前記6個のポリキューブの中には、他の平面でないペンタキューブより少し複雑さの程度が高いと考えられる2個の平面のペンタキューブがあり、これらは図4pのW型ペンタキューブと図4qの十字型ペンタキューブであり、両方とも3×3×1の包絡線を有している。パズルの全体的な難易度を制限すると共に作られる他の形状の選択を制限し過ぎない1つの方法は、3×3×1の包絡線を有するポリキューブの数を制限することであろう。示された実施例には2個のポリキューブがあるが、その制限は、例えば、1個又は3個又はそれ以上であってもよい。
【0017】
表1は、いろいろな最小の矩形平行六面体の包絡線のそれぞれのため、パズルの実施例そのような包絡線を有するポリキューブの数を示している。各最小の包絡線のため、4×4×4の包絡線の明確な位置の数が示されている。位置の数は、ポリキューブを回転することなく且つ他のポリキューブが存在することなく、キューブの最後の4×4×4の包絡線内にポリキューブが理論上配置可能な異なる位置の数に対応している。一般に、位置の数が少なくなると、ポリキューブの難易度が高くなるが、これは、人間の空間的な気付きの能力に対する要求が少ない時、3×2×1の包絡線を有する平面のテトラキューブが2×2×2の包絡線を有する3次元のテトラキューブより配置しやすいため、正確ではない。難易度の程度は3番目の列に示されている。最小の包絡線は、高い程度、中程度及び低い程度の複雑さに広く分類されている。複雑さが分散されたポリキューブを有するパズルはこれらの3つのカテゴリのそれぞれに少なくとも1個のポリキューブを有するであろう。複雑さが良く分散されたポリキューブを有するパズルはこれらの3つのカテゴリのそれぞれに少なくとも2個のポリキューブを有するであろう。さらに複雑さが良く分散されたポリキューブを有するパズルはこれらの3つのカテゴリのそれぞれで少なくとも3個のポリキューブを有するであろう。
【0018】
非常に複雑さの程度の高いポリキューブは、4×2×2、3×3×3、4×3×2、4×3×3、4×4×2、4×4×3及び4×4×4のように、さらに位置が制限されたもの及び又はより大きい包絡線を有するものとして定義されてもよい。これらの非常に複雑さの高い1個以上のポリキューブがパズルに含まれていても良いが、これは作ることのできる他の形状の数を減少させがちである。
【0019】
上述した複雑さの尺度はおおよその尺度であり、他の方法で定義されてもよいことに注意して下さい。例えば、複雑さはポリキューブのユニットキューブの数としてより直接的に定義されてもよく、ユニットキューブの数が多くなると、複雑さの程度も高くなる。表に見られるように、一般に、ポリキューブのユニット数は定義された複雑さにより増加するが、これらの数は必ずしも最小の包絡線の寸法に基づく尺度と同じ順序とは限らない。A×B×Cの所定の最小の包絡線のため、ポリキューブはA+B+C−2ユニットからABCユニットまで有していてもよく、ポリキューブは通常この範囲の低い方から選択されることに注意して下さい。この定義を使用して複雑さを広げるポリキューブを有するパズルの例は、3個のユニットを有する少なくとも2個のポリキューブ、4個のユニットを有する2個のポリキューブ及び5個のユニットを有する少なくとも2個のポリキューブを有するであろう。
【0020】
【表1】
最後の5行は複雑さの程度の低いポリキューブの最小の包絡線を示すものであると考えられても良い。これらの包絡線は、3×2×1、3×1×1、2×2×1、2×1×1及び1×1×1であり、それらはすべて平面である。本実施例はそのセットに6個のそのような複雑さの低いポリキューブを有していることに注意して下さい。比較では、ベドラムキューブとテトリスキューブがこの程度の複雑さのポリキューブを有していない。
【0021】
パズルの実施例は6個の異なる包絡線サイズの1個をそれぞれが有する少なくとも6個のポリキューブを有していても良い。
【0022】
図5〜21は図4a〜k、4m〜n、及び4p〜qに示されているポリキューブセットの例を組み立てることにより作ることのできる他の形状を示している。図5〜7はジグザグ状の壁を示している。図8は凹部を有する壁を示している。図9は「O」を示している。図10は逆「U」を示している。図11は「A」を示している。図12はアルコーブを示している。図13はトラクターを示している。図14〜15は犬を示している。図16〜17は塔を示している。図18は支柱を有する十字形を示している。図19は上昇した門を示している。図20は塔を示している。図21は芋虫を示している。図22はその平面図を示している。図23a〜bはポリキューブセットと同時に作ることのできる壁及び塔を示している。また、図24a〜bはポリキューブと同時に作ることのできる壁及び塔を示している。
【0023】
図4a〜qに示されている特定のポリキューブセットの利点はそれがソーマキューブのポリキューブであることである。パズルはソーマキューブのポリキューブを備えている必要はないが、もしそれを備えていれば、主要なパズルが取りかかられる前の最初のパズルとして又は解かれる追加のパズルとして別々に使用可能である。ソーマキューブのポリキューブは図4a〜gに示されており、3個のユニットの側面を有する中位のサイズのキューブを形成するために組み立てられる。別の実施例では、ソーマキューブのポリキューブを備える4×4×4のパズルは、他のポリキューブの数、形状及び又はサイズに制限がない。
【0024】
このパラグラフはキューブを解くヒントを含んでいる。ユーザが額面上でパズルを取り、それを試験又は誤りで解こうとした場合、解法は手当たり次第に届けられるだろう。しかしながら、ユーザはポリキューブの間に重大な差異があることを理解し、これらの差異を利用することによりパズルを解く方法を発見するだろう。そうでなければ、ユーザはパズルを解く方法に関係のある重大な差異があることを知らされるだろう。ユーザが最初に複雑なポリキューブを配置し、最後に複雑でないポリキューブを配置した場合、ユーザは最後のポリキューブを配置する権利を保持する。結果として、ユーザはパズルを試みて完成するためもっと組み合わせてそれらを再配置する可能性を保持する。より複雑なポリキューブが最後まで残された場合、最後のキューブの4×4×4の包絡線の残っている空間に適合しそうもない。最初にどのキューブを使用するかの正しい選択をすることにより、ユーザはパズルの解法を非常に簡略化することができる。与えられる2番目のヒントは、一般的に、パズル中を狙って層状にキューブを作って、最後まで平面である複雑でないポリキューブを残すことがやさしいという事実である。例えば、複雑さの低い平面のポリキューブは3×2×1のユニットの包絡線内にすべて適合し、ポリキューブの幾つかが最小の包絡線であるがすべてではない。例えば、図4b及び4hのポリキューブは3×2×1の包絡線に適合するが、それはそれらの最小の包絡線ではないであろう。
【0025】
このパラグラフは多数の解法の1つを含んでいる。正確な解法のため、平坦な表面に以下の順序でポリキューブを配置し、4×4×4の包絡線を超えないように注意する。ポリキューブは図4a〜qに番号を付けて与えられる。図4cに示されているような方向のポリキューブ4cで始めて、それを持ち上げることなく、90度反時計回りにそれを回転し、最初のキューブの後ろの表面に平らにポリキューブ4bを配置し、2個のユニットの幅で3個のユニットの深さの矩形の基本層を形成し、ポリキューブ4dを左に配置し、他のポリキューブの前部及び既に突出しているポリキューブの後ろの1個のユニットキューブと面一にし、後方で左から右に配置されたポリキューブ4hを基本層で3個のユニットの幅で4個のユニットの深さの矩形包絡線にし、ポリキューブ4gを表面を平らにし左の穴を塞ぎ、4×4の基本層の左側の部分を形成し、ポリキューブ4eを正面左角部及び左側端部で直立させ、右側端部で平坦で右端部の後ろの3個の正方形を覆い、後列の中間でポリキューブ4iを直立させ、ポリキューブ4aを前列の左側の穴で後方右側に向け、ポリキューブ4fをあなたに向かう短い端部で遠い左側角部でL方向に向け、ポリキューブ4pを右側端部の前部で3段にし、ポリキューブ4qを最も深い穴にし、ポリキューブ4jを90°方向に傾斜し、遠い右側角部に配置し、ポリキューブ4nを右側の孔に反対にし、ポリキューブ4kをそのままの位置にする。
【0026】
パズルの他の実施例は、プロキューブがここに定義するカテゴリに入ることを条件に、異なるポリキューブセットを使用する可能性がある。ポリキューブは、特に示されていなくても前記カテゴリに入って使用される。そのようなポリキューブの例は平面のU形状のペンタキューブであろう。1個以上のポリキューブが上述された図4a〜qに示された例のものと異なる場合、例えそれがキューブを作る可能性がまだあるとしても、図5〜24bに特に示されるすべての形状を作る可能性はない。
【0027】
パズルのポリキューブセットはすべて唯一であってもよく或いは2個以上の同一形状を備えていてもよい。しかしながら、それぞれが4×4×2の矩形の平行六面体を形成する2個の同一のパズルのように、パズルが半分のサイズの2個の同一のパズルから実際に構成される場合を避けるため、少なくとも1つのポリキューブは唯一であるべきである。
【0028】
複雑さの程度の低いポリキューブが十分にあり、複雑さの程度の高いものが多過ぎないことを保証するため、パズルには14個、15個又は16個のポリキューブが設けられていることが望ましい。しかしながら、これは厳格な要求ではなく、13個、17個又はそれ以上のように、他の数量のポリキューブであってもよい。
【0029】
非常に複雑さの高い1以上のポリキューブが含まれていてもよいが、これを補償するため、複雑さの低いより多数のポリキューブが含まれ、パズルが難し過ぎないようになっている。もっと複雑なポリキューブが含まれると、パズルで作られる他の意味のある形状の数が減少することを覚えておくべきである。例えば、パズルは、3×3×3の包絡線を有する1個のヘプタキューブ、3×3×2の包絡線を有する1個のヘクサキューブ、7個のペンタキューブ、2個のテトラキューブ、2個のトリキューブ及び1個のディキューブの、合計14個のポリキューブを備えていてもよい。より単純なプロキューブは、1個のヘプタキューブ、1個のヘクサキューブ、3個のペンタキューブ、7個のテトラキューブ、2個のトリキューブ、及び1個のディキューブの、合計15個のポリキューブを備えていてもよい。
【0030】
表2は、パズルのために使用されるポリキューブのグループの例を示している。リストは網羅的ではないが、可能性のある幾つかの他の実施例を与えるために有用である。すべては一般に3×2×1の包絡線、すなわちモノキューブ、ディキューブ、トリキューブ及び平面のテトラキューブに適合する少なくとも2個のポリキューブを有している。2個以外のすべては2個のペンタキューブであり、これらの2個は、少なくとも1個のヘプタキューブ又はヘクサキューブを備えている。パズルのポリキューブの合計数が少なくなると、完成するのが難しくなる。
【0031】
【表2】
【0032】
パズルのポリキューブは、木、プラスチック、金属又は何か他の材料から作られてもよい。それらは中実又は中空であってもよい。例えば、プラスチックの射出成形は軽量中空のポリキューブを作るために使用され、それぞれは2個以上の部品を切り取ったり又は接着したりすることにより形成される。ユニットサイズの木製キューブはクラフトストアから購入され、或いはそうでなければユーザに供給され、一緒に接着されてポリキューブを形成してもよい。木製の正方形部分の長さは、1,2及び3個のユニットの長さに切断され、これらは一緒に接着されてポリキューブを形成してもよい。そのように予め切断された長さのものはクラフトストア又はドルストアから購入することもできる。ユニットの正方形のサイズはユーザに望まれるものとすることができる。使用に便利なユニットの寸法の限定的でない例は、1インチ、2インチ及び40mmである。図4a〜qに示されている実施例は、7個の3ユニットの長さのもの、15個の2ユニットの長さのもの及び13個のユニットキューブを必要とする。代わりに、図4a〜qに示されている実施例は、例えば、図4fのポリキューブがその代わりに3個のユニットの長さのもの及び1個のユニットキューブから作られる場合、8個の3ユニットの長さのもの、13個の2ユニットの長さのもの及び14個のユニットキューブから作られてもよい。
【0033】
部品キットはパズルのポリキューブを作るためにユーザに提供されてもよい。キットはパズルのポリキューブを作るために十分に予め切断された1,2及び3ユニットの長さの木のポリキューブを備えることができる。さらに、キットは随意に接着性のものであってもよい。例えば、図4a〜qに示されている実施例のため、キットは、13個の1ユニットの長さのポリキューブ、15個の2ユニットの長さのポリキューブ及び7個の3ユニットの長さのポリキューブを備えていてもよい。そのようなキットは図25に示されている。このキットは、7個の3ユニットの長さのポリキューブ50、15個の2ユニットの長さのポリキューブ52及び13個の1ユニットの長さのポリキューブ54を備えている。それぞれの長さの木製ポリキューブの正確な数は、完成したパズルのポリキューブセットを作るために少なくとも十分な木製のポリキューブがある限り、異なっていてもよい。パズルの異なるポリキューブセットが選択された場合、木製のポリキューブのそれぞれの長さの最適な数は異なっていてもよい。好適なキットは、作られる接着ジョイントの数を最小にするためできるだけ少ない分離したポリキューブを備えているが、これは厳密な要求ではない。木製の部品は接着ジョイントが作られるところを示すように印が付けられてもよい。代わりに、接着ジョイントが作られるところを示す指示が提供されてもよい。代わりに、プラスチックの部品が一緒に固定されるキットに供給されてもよい。
【0034】
既製のパズルのポリキューブの部品キットはボックスと共に又はその内に提供されてもよい。ボックスの寸法は内部に組み立てられるパズルを含んでいるようになっていてもよい。好ましくは、ボックスの1以上の寸法が完成したパズルの寸法に比べて1ユニット増え、ボックスが不正確に組み立てられたパズルを含むようになっている。例えば、4×4×4の立法の包絡線内にすべてのユニットキューブを配置させて、パズルを完全に完成させるより、ユニットキューブを間違った場所に配置することにより、ユーザがパズルをほとんど完成させることはずっとやさしい。そのため、ボックス内にポリキューブを戻し、もしある場合には蓋を閉めることはユーザにとって完成させるための予備的チャレンジである。これはまたポリキューブが解法通りに組み立てられ、ちょうどいい大きさのボックスにきれいに適合させなければならない場合よりもパズルを簡単に携帯可能にするであろう。例えば、ユニットのボックスの内部寸法は4×4×5であってもよい。図26は4×4×5の内部寸法を有するボックスを示しているが、図25の縮尺と同じではない。ボックスは蓋を備えていてもよく、そうである場合には、蓋は超番式又は取り外し可能であってもよい。図4a〜qの実施例の場合である、パズルが4×8×2の矩形の平面六面体として組立て可能である実施例では、内部ボックスの寸法は4×9×2、4×8×3、又は5×8×2であってもよい。これらの平らなボックスの1つはパズルを包装又は搬送するのに便利である。箱の内部寸法を完成したパズルのものより大きくすることにより、ユーザがパズルを組み立てることに成功しなかった時にもポリキューブを収容するボックスとして使用することができる。そのため、パズルは使用されない時にちょうどよい大きさであってもよい。
【0035】
ポリキューブは、実質的には、例えば、コンピュータスクリーン、又はスマートフォンのスクリーン又は他のコンピュータデバイス上に表示されてもよい。スクリーンは、ユーザがポリキューブを容易に操作可能なように、タッチ又はマルチタッチスクリーンであってもよい。デバイスのコンピュータで読み取り可能な媒体のコンピュータで読み取り可能な命令セットが媒体に接続されたプロセッサにより処理され、ポリキューブを表示し、ユーザの入力に応じて表示されたポリキューブを移動させてもよい。デバイスは、1,2、及び3の直交軸の周りにポリキューブを回転させ、表示されたポリキューブを正しい位置又はお互いに動かし、実質的に一緒に配置されたポリキューブがキューブ又は他の所望な形状を形成した時に検出してもよい。他のヒューマンインターフェースは、マウス又は身振り検出器のようにユーザからの入力を受信するために使用されてもよい。
【0036】
この説明は説明の一部分を形成する添付図面を参照することを含んでいる。図面は正確な縮尺ではないが、パズルの特定の実施例を示している。ここで「例」、「変形例」又は「選択例」と呼ばれる他の実施例は本発明を当業者が実施可能なように十分に詳細に説明されている。それらの実施例は組み合わされてもよく、他の実施例は本発明の範囲から逸脱することなく、利用又は構成又は変更されてもよい。他の実施例又はここで説明した実施例の変形例は、本発明の範囲から逸脱することなく、ここに説明した同一の機能を提供するために使用されてもよい。
【0037】
本明細書において、数値の記載のない用語は1個又はそれ以上を含み、「又は」という用語は別に示されていなければ、排他的でないものとして使用される。さらに、ここに使用された専門語又は専門用語は、他の定義がない限り、記述の目的のためであり、限定するものではないと理解されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
1ユニットの長さの側面を有する1以上のユニットキューブをそれぞれ有する複数のポリキューブを備えた組立てパズルであって、
前記複数のポリキューブは64ユニットのキューブを結合した体積を有し、
前記複数のポリキューブは4ユニットの側面のキューブを形成するように組み立てられ、
少なくとも1つのポリキューブは唯一のものであり、
少なくとも2つのポリキューブはトリキューブであり、
少なくとも2つのポリキューブはテトラキューブであり、
少なくとも2つのポリキューブはペンタキューブであり、
ポリキューブの総数は14個又は15個又は16個であることを特徴とする組立てパズル。
【請求項2】
前記複数のポリキューブの7個はソーマキューブパズルにより構成されている請求項1に記載の組立てパズル。
【請求項3】
1個のポリキューブは直線状のトリキューブであり、
1個のポリキューブは正方形状のテトラキューブであり、
1個のポリキューブはW字形状のペンタキューブであり、
1個のポリキューブは十字形状のペンタキューブであり、
4個のポリキューブは、第1の面のT字形状のテトラキューブと、該第1の面の上方の第2の面のユニットキューブと、をそれぞれ備えた唯一のペンタキューブである請求項2に記載の組立てパズル。
【請求項4】
少なくとも4×4×5又は4×2×9又は4×3×8又は5×2×8の内部ユニットの寸法を有するボックスをさらに備えている請求項1に記載の組立てパズル。
【請求項1】
1ユニットの長さの側面を有する1以上のユニットキューブをそれぞれ有する複数のポリキューブを備えた組立てパズルであって、
前記複数のポリキューブは64ユニットのキューブを結合した体積を有し、
前記複数のポリキューブは4ユニットの側面のキューブを形成するように組み立てられ、
少なくとも1つのポリキューブは唯一のものであり、
少なくとも2つのポリキューブはトリキューブであり、
少なくとも2つのポリキューブはテトラキューブであり、
少なくとも2つのポリキューブはペンタキューブであり、
ポリキューブの総数は14個又は15個又は16個であることを特徴とする組立てパズル。
【請求項2】
前記複数のポリキューブの7個はソーマキューブパズルにより構成されている請求項1に記載の組立てパズル。
【請求項3】
1個のポリキューブは直線状のトリキューブであり、
1個のポリキューブは正方形状のテトラキューブであり、
1個のポリキューブはW字形状のペンタキューブであり、
1個のポリキューブは十字形状のペンタキューブであり、
4個のポリキューブは、第1の面のT字形状のテトラキューブと、該第1の面の上方の第2の面のユニットキューブと、をそれぞれ備えた唯一のペンタキューブである請求項2に記載の組立てパズル。
【請求項4】
少なくとも4×4×5又は4×2×9又は4×3×8又は5×2×8の内部ユニットの寸法を有するボックスをさらに備えている請求項1に記載の組立てパズル。
【図1】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図3d】
【図3e】
【図3f】
【図3g】
【図3h】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図4d】
【図4e】
【図4f】
【図4g】
【図4h】
【図4i】
【図4j】
【図4k】
【図4m】
【図4n】
【図4p】
【図4q】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23a】
【図23b】
【図24a】
【図24b】
【図25】
【図26】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図3d】
【図3e】
【図3f】
【図3g】
【図3h】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図4d】
【図4e】
【図4f】
【図4g】
【図4h】
【図4i】
【図4j】
【図4k】
【図4m】
【図4n】
【図4p】
【図4q】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23a】
【図23b】
【図24a】
【図24b】
【図25】
【図26】
【公開番号】特開2012−24575(P2012−24575A)
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−156249(P2011−156249)
【出願日】平成23年7月15日(2011.7.15)
【出願人】(511173262)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年7月15日(2011.7.15)
【出願人】(511173262)
【Fターム(参考)】
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