КОНСТРУКТОР

Полезная модель относится к игрушечным строительным наборам, в частности, к конструкторам, компоненты которого соединяют с помощью выступов и гнезд (охватываемых и соответствующих охватывающих элементов-соединителей).
Известны конструкторы типа Лего, компоненты которого соединяют путем совмещения и сжатия выступов и углубления. Выступы и углубления имеют гладкую поверхность и удерживаются вместе за счет трения, что приводит к износу компонентов и нестабильности конструкции, особенно повышающейся по мере износа. Также соединение деталей за счет трения повышает требования к стабильности технологии изготовления, так как при нарушении технологии и незначительном изменении размеров трение может уменьшиться и собираемая конструкция окажется нестабильной. Кроме того, варианты взаимной ориентации компонентов ограничены.
Наиболее близким является решение, описанное в RU 31108. Этот компонент конструктора представляет собой многогранник (в частном случае - куб), на некоторых гранях которого выполнены звездообразные выступы (охватываемые соединители), а на других гранях цилиндрические углубления (гнезда или охватывающие соединители). Компоненты собираются путем попарного соединения выступов и углублений и удерживаются за счет трения. Прочность модели обеспечивается только в многослойной конструкции, как отмечено в описании RU 31108. При этом для извлечения детали изнутри надо разобрать более внешние слои. Конструкция из малого количества компонентов может быть нестабильной, причем эта нестабильность может сильно усиливаться по мере износа компонентов вследствие трения.
Задачей является создание игрушечного конструктора со стабильным защелкиваемым соединением с оптимизированным усилием для соединения и разделения компонентов.
Задача решается тем, что конструктор состоит из компонентов, по меньшей мере часть которых содержат либо охватываемый соединитель, либо охватывающий соединитель, либо любую комбинацию охватываемых и охватывающих соединителей, упомянутые соединители имеют осевую симметрию, наружная поверхность охватываемого соединителя спрофилирована так, что он содержит выступ, шейку и головку, охватывающий соединитель выполнен в виде фигуры вращения, закрепленной своим торцом на основании, внутренняя поверхность охватывающего соединителя спрофилирована так, что она содержит область для приема головки охватываемого соединителя, две области для сопряжения с выступами охватываемого соединителя, две области, соответствующие шейке охватываемого соединителя, чтобы обеспечить возможность присоединения двух охватываемых соединителей с противоположных граней компонента, охватывающий соединитель выполнен с по меньшей мере одной щелью в плоскости, параллельной его оси, для обеспечения упругого расширения охватывающего соединителя во время прохождения головки охватываемого соединителя через область охватывающего соединителя, соответствующую шейке охватываемого соединителя, минимальный диаметр соответствующей шейке охватываемого соединителя области, которая ближе к основанию, больше, чем минимальный диаметр соответствующей шейке охватываемого соединителя области, которая дальше от основания, по меньшей мере часть головки охватываемого соединителя имеет диаметр, превышающий минимальный диаметр соответствующей шейке охватываемого соединителя области, которая ближе к основанию.
Технический результат заключается в обеспечении соединения компонентов конструктора защелкиваемым соединением с оптимизированным усилием для соединения и разделения компонентов при присоединении охватываемых соединителей с противоположных сторон к двухстороннему охватывающему соединителю.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 показан разрез соединения охватываемого и охватывающего соединителей. На фиг. 2 показан разрез соединения двух охватываемых и двухстороннего охватывающего соединителей. На фиг. 3. показан пример воплощения полезной модели, на фиг. 4 - тот же пример с противоположного направления.
Конструктор состоит из компонентов, хотя бы часть которых содержат либо охватываемый соединитель 10, либо охватывающий соединитель 12, либо любую комбинацию охватываемых 10 и охватывающих 12 соединителей. Таким образом, соединители 10 и 12 являются частями компонентов конструктора и позволяют осуществить разъемное соединение компонентов.
Каждый из соединителей 10 и 12 имеет осевую симметрию.
Наружная поверхность охватываемого соединителя 10 спрофилирована так, что он содержит выступ 18, шейку 16 и головку 14. Головка 14 проходит от шейки 16 и имеет расширенную область 20. Шейка 16 соединена с головкой 14 и выступом 18. Шейка 16 может иметь коническую форму, как показано на фиг. 1 и 2.
Охватывающий соединитель 12 образован фигурой вращения 28, диаметр которой меняется по мере удаления от основания 27, к которому фигура вращения 28 присоединена (закреплена своим торцом на основании 27), как показано на фиг. 1.
Внутренняя поверхность охватывающего соединителя 12 по меньшей мере одного компонента имеет такие размеры и пропорции, которые позволяют удержать два охватываемых соединителя 10 двух других компонентов, подсоединяемых с противоположных граней компонента, имеющего описываемый охватывающий соединитель 12. Соответственно, по меньшей мере в одном компоненте внутренняя поверхность охватывающего соединителя 12 спрофилирована так, что она содержит область для приема головки охватываемого соединителя 10, две области 34 для сопряжения с выступами 18 охватываемых соединителей 10, две области 32, соответствующие шейками 16 охватываемых соединителей 10.
По меньшей мере часть головки 14 (области 20) охватываемого соединителя 10 имеет диаметр, превышающий минимальный диаметр каждой области 32, соответствующей шейке 16 охватываемого соединителя 12. Под минимальным диаметром области 32 в данном случае понимается диаметр отверстия в самом узком месте области 32.
Охватывающий соединитель 12 выполнен с по меньшей мере одной щелью 50 в плоскости, параллельной его оси, для обеспечения упругого расширения охватывающего соединителя 12 (фигуры вращения 28) в сторону окружающего зазора 13 во время прохождения головки 14 охватываемого соединителя 10 через область 32 охватывающего соединителя 12, соответствующую шейке 16 охватываемого соединителя 10. Щель 50 может оканчиваться рядом с основанием 27 или может проходить через основание 27. Ширина щели 50 может изменяться в зависимости от расстояния от основания 27.
Целесообразно выполнять минимальный диаметр d1 той соответствующей шейке 16 охватываемого соединителя области 32, которая ближе к основанию 27, большим, чем минимальный диаметр d2 той соответствующей шейке 16 охватываемого соединителя области 32, которая дальше от основания 27:
d1>d2.
Это позволяет сделать сопоставимыми по величине (примерно равными) силы, прилагаемые для вставки или выемки охватываемого соединителя 10 как в охватывающий соединитель 12, находящийся со стороны основания 27, так и в охватывающий соединитель 12, находящийся с противоположной стороны. В этом заключается оптимизация усилия для соединения и разделения компонентов. Конкретные значения зависят от упругих свойств материала и размеров элементов.
С учетом указанного соотношения диаметр головки 14 должен быть более минимального диаметра d1 той соответствующей шейке 16 охватываемого соединителя области 32, которая ближе к основанию 27.
Компонент конструктора с описанным охватывающим соединителем 12 может содержать также и охватываемые соединители 10 (см., например, фиг. 3 и 4).
Компоненты целесообразно изготавливать из пластика, например, из акрилонитрил-бутадиен-стирола или аналогичного полимера. Они могут быть изготовлены с помощью простого двухстороннего инжекционного прессования. Пресс-форма позволяет одновременно изготовить компонент с несколькими охватывающими соединителями 12 и соответствующими охватываемыми соединителями 10 без ограничений.
Необходимость изготовления охватывающего соединителя 12 с основанием 27, смещенным по отношению к плоскости, где смыкаются головки 14 двух противоположных охватываемых соединителей 10, может быть обусловлена технологическими аспектами, точнее - возможностями изготовления пресс-формы для компонента, содержащего, кроме описанного двухстороннего охватывающего соединителя 12, еще и охватываемые соединители 10, оси которых перпендикулярны оси симметрии описанного соединителя 12.
Конструктор используют следующим образом.
Выбирают два компонента конструктора, имеющие охватываемые соединители 10, и третий компоненте описанным охватывающим соединителем 12. Совмещают оси соединителей 10 и 12 и путем нажатия вставляют охватываемые соединители 10 в охватывающий соединитель 12 с разных сторон. В момент прохождения головки 14 через область 32, соответствующую шейке 16, внутренняя поверхность соединителя 12 расширяется за счет увеличения ширины щели 50, а после прохождения головки 14 форма внутренней поверхности охватываемого соединителя 12 восстанавливается, надежно удерживая головку 14 от случайного выскальзывания.
Однако при приложении существенной силы для вытягивания охватываемого соединителя 10 из охватываемого соединителя 12 внутренняя поверхность соединителя 12 опять расширяется, и головка 14 выходит наружу.
Таким образом, могут быть собраны и разобраны различные конструкции из любого количества компонентов.