КУБ С ФУНКЦИЕЙ ВРАЩЕНИЯ

Полезная модель относится к области интеллектуальных игрушек, в частности трехмерным кубам-головоломкам с новой функцией вращения.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известны трехмерные кубы-головоломки, называемые магическим кубом или кубиком Рубика. Обычно это относится к кубику 3×3×3, содержащему три слоя по каждому направлению трехмерной прямоугольной системы координат. Такой кубик содержит на каждой грани девять плоских поверхностей, каждая из которых обычно окрашена одним из шести основных цветов. На скорость сборки кубика может влиять конструкция блоков, образующих указанный кубик, их связь между собой, наличие смазки и другие факторы.
Из уровня техники известен кубик-головоломка (см. аналог - СА 2557902, кл. A63F 9/08, публ. 01.09.2005) 3×3×3, содержащий двадцать шесть блоков. Шесть центральных блоков соединены с центральной крестовиной, выполненной объемной и установленной внутри кубика.
К недостаткам известной конструкции можно отнести выполнение центральных блоков в виде цельных деталей, что снижает скорость вращения кубика.
Из уровня техники известен кубик-головоломка (см. ближайший аналог - US 5271688, кл. F16B 2/04, публ. 21.12.1993), центральные блоки которого соединены с объемной крестовиной. Каждый центральный блок содержит полый корпус, в верхней части которого неподвижно установлена наружная крышка.
К недостаткам известной конструкции можно отнести выполнение наружных крышек центральных блоков неподвижными, что снижает скорость вращения кубика.
Раскрытие полезной модели
Технический результат заключается в увеличении скорости вращения куба.
Указанный технический результат достигается в кубе с функцией вращения, содержащем угловые, реберные и центральные блоки, при этом реберные блоки расположены между угловыми блоками, а центральные блоки расположены в центре граней куба и соединены с центральной крестовиной, при этом центральные блоки снабжены наружными крышками, новым является то, что в корпусе центрального блока расположен подшипник, обеспечивающий возможность вращения наружной крышки.
В корпусе центрального блока куба неподвижно установлена центральная крышка, содержащая внутренний участок с цилиндрическим отверстием, в котором установлен подшипник.
Подшипник снабжен наружным и внутренним кольцами, при этом наружное кольцо подшипника неподвижно установлено в цилиндрическом отверстии внутреннего участка центральной крышки, а наружная крышка содержит выступ, зафиксированный во внутреннем кольце подшипника таким образом, что наружная крышка вращается вместе с внутренним кольцом подшипника.
Центральный блок содержит выступ с осевым отверстием для крепежного элемента, соединяющего указанный центральный блок с ответным выступом центральной крестовины, при этом на стержне крепежного элемента установлена пружина, упирающаяся одним концевым участком в донный участок корпуса центрального блока, а противоположным вторым концевым участком в нижнюю часть головки крепежного элемента.
Каждый реберный блок содержит два выступа, направленных в противоположные стороны и выполненных с выпуклыми поверхностями, и два дугообразных паза, расположенных с противоположных сторон указанного реберного блока.
Реберные блоки могут содержать углубления для размещения смазки.
Угловые блоки могут содержать углубления для размещения смазки.
Внутренний участок центральной крышки центрального блока может содержать кольцевой выступ, расположенный в цилиндрическом отверстии для ограничения смещения подшипника в сторону донного участка корпуса центрального блока.
В центральной крышке центрального блока может быть выполнено углубление для установки наружной крышки.
Периферийный участок корпуса центрального блока может содержать углубление, образующее под периферийным участком центральной крышки свободную зону.
Совокупность признаков заявляемого куба с функцией вращения находится в причинно-следственной взаимосвязи с достигаемым техническим результатом и представлена в формуле полезной модели.
Сущность технического решения поясняется фигурами.
Фиг. 1 - схематично изображен заявляемый куб с функцией вращения, общий вид.
Фиг. 2 - схематично изображены с внутренней стороны слой куба и центральная крестовина.
Фиг. 3 - схематично изображена взрыв-схема заявляемого куба.
Фиг. 4 - схематично изображена центральная крестовина, соединенная с центральными блоками без наружных крышек.
Фиг. 5 - схематично изображена взрыв-схема центрального блока и крестовины, вид в сечении.
Фиг. 6 - схематично изображена взрыв-схема центрального блока.
На вышеуказанных фигурах изображены:
1 - куб;
2 - угловые блоки;
3 - реберные блоки;
4 - центральные блоки;
5 - центральная крестовина;
5а - выступы крестовины 5;
6 - корпус центрального блока 4;
7 - подшипник;
7а - наружное кольцо подшипника 7;
7b - внутреннее кольцо подшипника 7;
8 - центральная крышка центрального блока 4;
9 - наружная крышка центрального блока 4;
9а - наружный участок наружной крышки 9;
9b - выступ наружной крышки 9;
10 - внутренний участок;
11 - цилиндрическое отверстие;
12 - углубление центральной крышки 8;
13 - отверстие подшипника 7;
14 - кольцевой выступ;
15 - донный участок корпуса 6;
15а - наружная поверхность донного участка 15;
16 - свободная зона;
17 - выступ центрального блока 4;
18 - осевое отверстие;
19 - крепежный элемент;
19а - стержень крепежного элемента 19;
19b - головка крепежного элемента;
20 - пружина;
21 - выступы угловых блоков 2;
21а - выпуклая поверхность;
22 - выступы реберных блоков 3;
22а - выпуклая поверхность;
23 - дугообразные пазы;
24 - углубления.
Следует понимать, что специалисты в данной области техники смогут предложить другие варианты осуществления полезной модели и что некоторые ее детали можно изменять в различных других аспектах, не выходя за рамки сущности и объема настоящей полезной модели. Соответственно, поясняющие фигуры и подробное описание куба с функцией вращения носят иллюстративный, но не ограничительный характер.
Согласно фигурам 1-6 куб 1 с функцией вращения содержит: угловые блоки 2; реберные блоки 3; центральные блоки 4; центральную крестовину 5, выполненную трехмерной с шестью выступами 5а.
Реберные блоки 3 расположены между угловыми блоками 2, а центральные блоки 4 расположены в центре граней куба 1. Каждый центральный блок 4 соединен с возможностью вращения с соответствующим ему выступом 5а центральной крестовины 5.
В связи с тем, что куб 1 содержит шесть граней, то шесть центральных блоков 4 соединены с соответствующими им выступами 5а центральной крестовины 5 (см. фигуру 4).
Каждый центральный блок 4 выполнен сборным из нескольких деталей и содержит: корпус 6, выполненный полым; подшипник 7; центральную 8 и наружную 9 крышки (см. фигуры 5, 6).
Подшипник 7 расположен в корпусе 6 центрального блока 4 и обеспечивает возможность вращения наружной крышки 9.
Центральная крышка 8 неподвижно установлена в корпусе 6 и содержит внутренний участок 10 с цилиндрическим отверстием 11, в котором установлен подшипник 7. Центральная крышка 8 содержит углубление 12, в котором установлена наружная крышка 9.
Подшипник 7 снабжен наружным 7а и внутренним 7b кольцами, между которыми размещены тела качения, при этом внутренним кольцом 7b образовано отверстие 13. Наружное кольцо 7а подшипника 7 неподвижно установлено в цилиндрическом отверстии 11 внутреннего участка 10 центральной крышки 8. Указанное неподвижное соединение может быть обеспечено натягом.
Наружная крышка 9 содержит наружный участок 9а и выступ 9b. Наружный участок 9а наружной крышки 9 расположен в углублении 12 центральной крышки 8. Выступ 9b наружной крышки 9 установлен в отверстии 13 подшипника 7 и неподвижно зафиксирован во внутреннем кольце 7b, при этом внутреннее кольцо 7b подшипника 7 плотно охватывает указанный выступ 9b. Таким образом, наружная крышка 9 имеет возможность вращаться вместе с внутренним кольцом 7b подшипника 7 в центральной крышке 8 и, соответственно, в корпусе 6 центрального блока 4.
Внутренний участок 10 центральной крышки 8 содержит кольцевой выступ 14, расположенный в цилиндрическом отверстии 11 и предназначенный для ограничения смещения подшипника 7 в сторону донного участка 15 корпуса 6 центрального блока 4.
Периферийный участок корпуса 6 центрального блока 4 содержит углубление, образующее под периферийным участком центральной крышки 8 свободную зону 16, что упрощает выдвижение из корпуса 6 центральной крышки 8 вместе с подшипником 7 и наружной крышкой 9. Выполнение центральной 8 и наружной 9 крышек съемными, например, упрощает их замену в случае необходимости.
Центральный блок 4, в частности корпус 6, содержит выступ 17 с осевым отверстием 18. Центральный блок 4 соединен с ответным ему выступом 5а центральной крестовины 5 посредством крепежного элемента 19, в качестве которого может быть использован винт. Стержень 19а крепежного элемента 19 расположен в осевом отверстии 18, а головка 19а указанного крепежного элемента 19 расположена в корпусе 6. На стержне 19а крепежного элемента 19 установлена пружина 20, упирающаяся одним концевым участком во внутреннюю поверхность донного участка 15 корпуса 6, а вторым (противоположным) концевым участком - в нижнюю часть головки 19b крепежного элемента 19.
Каждый угловой блок 2 снабжен выступом 21 с выпуклой поверхностью 21а.
Каждый реберный блок 3 содержит: два выступа 22, направленных в противоположные стороны и выполненных с выпуклыми поверхностями 22а; два дугообразных паза 23, расположенных с противоположных сторон указанного реберного блока 3.
Для того, чтобы угловые 2 и реберные 3 блоки легко поворачивались их выпуклые поверхности 21а и 22а могут быть выполнены полностью или частично сферическими или/и коническими.
В собранном положении куба 1 выступы 21 угловых блоков 2 расположены в дугообразных пазах 23 реберных блоков 3, а выступы 22 реберных блоков 3 сопряжены своими выпуклыми поверхностями 22а с наружной поверхностью 15а донных участков 15 корпусов 6 центральных блоков 4.
Вышеописанные угловые 2, реберные 3 и центральные 4 блоки надежно связаны между собой, при этом обеспечивается легкое вращение слоев куба 1 вокруг осей.
Для обеспечения смазки трущихся в кубе 1 поверхностей и увеличения скорости вращения слоев куба 1, угловые 2 и/или реберные блоки 3 могут содержать углубления 24, в которых размещается смазка. Указанные углубления 24 могут быть выполнены на поверхностях угловых 2 и/или реберных 3 блоков, расположенных внутри куба 1 (см. фигуру 2).
Вышеописанная конструкция куба 1 относится к трехмерным логическим игрушкам - головоломкам, преимущественно 3×3×3, содержащим восемь угловых 2, двенадцать реберных 3 и шесть центральных 4 блоков, образующих шесть граней куба 1. Преимущественным является выполнение всех центральных блоков 4 куба 1 одинаковой конструкции, описанной выше. Для решения игры пользователь должен поворачивать слои куба 1 так, чтобы, в конечном итоге, каждая грань куба 1 стала одноцветной. В связи с тем, что проводятся различные соревнования по скоростной сборке кубов, для многих пользователей является важной высокая скорость вращения куба 1.
Вследствие использования вышеописанной конструкции центральных блоков 4 с вращающимися наружными крышками 9, обеспечивается преимущество быстрого и беспрепятственного поворота куба 1. Пользователь двумя пальцами одной руки зажимает с двух противоположных сторон куба 1 две наружные крышки 9 центральных блоков 4 и пальцем второй руки свободно и быстро вращает куб 1.