ПРЕДМЕТ ИЗ УПРУГОГО СПЛОШНОГО ВСПЕНЕННОГО МАТЕРИАЛА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК B29D31/00 B29C69/00 A63H9/00 

Изобретение относится к новым изделиям, изготавливаемым из сплошного вспененного материала, и к способу их изготовления.

Известны предметы (изделия), например прокладки, из сплошного вспененного полимерного материала, получаемые путем штамповки (А.С. СССР N 955437, кл. B 29 H 3/06). Такие изделия могут иметь рельефную боковую поверхность, но не могут образовывать сложные пространственные конфигурации и не обладают способностью к трансформации для получения таких конфигураций из компактного изделия, имеющего простую геометрическую форму.

Известен также способ штамповки таких предметов (изделий) из сплошного вспененного полимерного материала (А. С. СССР N 955437, кл. B 29 H 3/06). Штамповку производят в ножевом штампе. Листовую заготовку укладывают на подкладку, а к ножевому штампу, лезвия которого воздействуют на заготовку, прикладывают усилие пресса. Такой способ позволяет изготавливать изделия относительно простой формы, не обладающие способностью к трансформации. Кроме того, значительная часть материала уходит в отходы.

Изобретение решает задачу создания предмета из упругого сплошного вспененного материала и способа изготовления, позволяющего получать изделия, обладающие способностью к трансформации с образованием сложных пространственных конфигураций при сведении к минимуму отходов используемого материала.

Эта задача решается тем, что предмет из упругого сплошного вспененного материала согласно изобретению имеет на части наружной поверхности соединенные надрезы, проходящие вглубь и выполненные с возможностью выворачивания предмета наизнанку, а также формирования внутри него пространственной структуры, образующей при выворачивании трехмерную фигуру.

Такой предмет позволяет получить при выворачивании сложные пространственные фигуры заданной конфигурации, которые могут представлять собой различные изделия, такие как игрушки, фирменные символы и персонажи. Настоящее изобретение позволяет создать большое разнообразие предметов, которые могут использоваться как игрушки для детей различных возрастов. Занимательность таких игрушек будет обеспечена благодаря их способности к трансформации с образованием новой фигуры. В настоящее время игрушки, выполненные с возможностью трансформации, пользуются большой популярностью. Однако в данном изобретении идея трансформации представлена в новой и оригинальной форме.

Уникальность изделий, выполненных согласно настоящему изобретению, заключается в том, что первоначальная форма предмета из упругого вспененного материала остается неизменной за исключением почти невидимых надрезов, выполненных в предмете при его изготовлении. Предмет остается сплошным, поскольку поверхности внутри него, образующиеся по сторонам надрезов, прижимают друг к другу. В то же время пространственная фигура является неотъемлемой частью предмета и определяется пространственной структурой, образуемой надрезами.

Предмет может быть выполнен из пенополиуретана, а пространственная фигура в компактном вывернутом виде заключена в нем. Под компактным видом подразумевается то, что пространственная фигура частично сложена и слегка деформирована, когда она находится внутри указанного предмета.

Предмет может иметь форму одной из геометрических фигур, например куба, сферы, пирамиды, цилиндра, конуса, параллелепипеда и т.д. Предпочтительной является форма куба, а надрезы могут быть выполнены на его верхней поверхности.

Если предмет выполнен с образованием фигуры четвероногого животного при выворачивании предмета наизнанку, то на указанной поверхности вблизи ее четырех углов могут иметься четыре надреза для формирования ног, а на участке, ограниченном четырьмя указанными надрезами, надрезы в форме равностороннего креста.

Надрезы для формирования ног могут быть выполнены овальными, а стороны равностороннего креста дугообразными.

Фигура, которая образуется при выворачивании предмета наизнанку, может быть фигурой собаки.

Поставленная задача достигается также тем, что при осуществлении способа изготовления предмета из заготовки из упругого вспененного материала, включающего резку, на части ее наружной поверхности выполняют проходящие вглубь соединенные надрезы, которые расположены так, что предмет может быть вывернут наизнанку с образованием пространственной фигуры.

Выполнение надрезов целесообразно осуществлять с использованием специальной технологии резки, называемой резкой по "контурному полю" или резкой по "чистому полю".

Резка по контурному полю является новой технологией получения изделий из вспененного или другого мягкого материала при полном использовании всей массы и внутреннего объема материала, конструкция которых позволяет получить совершенно новую форму без потери материала. При помощи такой технологии резки внутри предмета из упругого вспененного материала образуется пространственная фигура в компактном вывернутом виде. Под компактным видом подразумевается то, что пространственная фигура частично сложена и слегка деформирована, когда она находится внутри указанного предмета. Дополнительным преимуществом предлагаемого способа является тот факт, что лишь очень незначительное количество исходного материала удаляется в виде обрезков. При резке по контурному или чистому полю количество отходов не превышает 5% веса исходного материала.

Возможно выполнение предмета из пенополиуретана. Возможно выполнение надрезов так, чтобы пространственная фигура была заключена в нем в компактном вывернутом виде.

Возможно выполнение предмета так, чтобы он обладал формой одной из геометрических фигур, например куба.

Возможно выполнение надрезов на верхней поверхности куба вблизи его четырех углов и в форме равностороннего креста на участке, ограниченном четырьмя указанными надрезами, причем надрезы должны быть выполнены так, чтобы предмет можно было вывернуть наизнанку с образованием фигуры четвероногого животного.

Возможно выполнение надрезов для формирования ног овальными. Возможно выполнение сторон равностороннего креста дугообразными.

Возможно выполнение предмета так, чтобы при выворачивании предмета наизнанку образовывалась фигура собаки.

При изготовлении предмета возможно выворачивание его наизнанку и выполнение шейного надреза для обеспечения большей свободы головы фигуры животного.

Возможна также дополнительная отделка фигуры животного.

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1-7 и 1А-7А изображают соответственно в вертикальной и горизонтальной проекции последовательные этапы формирования фантазийной фигуры собаки из упругого сплошного вспененного материала;
фиг. 8 изображает вид сверху приспособления для формирования ног собаки, изображенной на фиг. 1-7 и 1А-7А;
фиг. 9 изображает в аксонометрии вид куба с ножными надрезами, выполненными с помощью приспособления, представленного на фиг. 8;
фиг. 10 изображает вид сверху, соответствующий виду на фиг. 9 и изображающий прямые разрезы, соединяющие ножные разрезы;
фиг. 11 изображает вид снизу пористой фигуры собаки, вывернутой наизнанку;
фиг. 12 изображает вид сверху куба с указанием под номерами различных частей и надрезов, формирующих фигуру собаки перед выворачиванием куба наизнанку; и
фиг. 12А изображает вид снизу куба, вывернутого наизнанку, и показывает зеркальное отображение частей, обозначенных теми же номерами, что и на фиг. 12.

На чертежах одинаковые элементы обозначены одинаковыми цифрами. Для улучшения наглядности пронумерованы не все одинаковые элементы.

На фиг. 1 и 1А изображен куб 1 со стороной около 5 см, выполненный из упругого вспененного материала. Для создания таких предметов можно использовать большое число сплошных упругих вспененных материалов. Так, можно использовать целлюлозные или другие синтетические пенопласты. Вспененный материал должен быть достаточно упругим, чтобы обладать определенной способностью к восстановлению формы, т.е. возвращаться к своей первоначальной форме после неоднократного деформирования. Примерами таких сплошных эластичных вспененных материалов являются полиуретаны, в том числе на основе простых и сложных полиэфиров. Также можно использовать упругие пенополиэтилены и пенополиэтилентерефталаты (вспененные майлары) и т.п. Можно использовать также вспененные натуральные и синтетические эластомеры. Предпочтительно использовать в качестве такого материала пенополиуретан на основе сложных эфиров, поставляемый фирмой "Фоумкрафт Инк." под товарным знаком #20000 Polyester Polyurethane. Используемый вспененный материал должен иметь достаточно плотное расположение пор, чтобы его можно было обрабатывать острым режущим инструментом, например бритвенным лезвием. Поры такого вспененного материала могут быть соединены, как в губке, с возможностью адсорбции воды.

Куб 1 имеет верхнюю поверхность 2, переднюю поверхность 3, правую боковую поверхность 4, левую боковую поверхность 5, заднюю поверхность 6 и нижнюю поверхность 7. На поверхности 2 куба 1 выполнены проходящие вглубь соединенные надрезы, подробно описанные ниже. Надрезы выполнены с возможностью выворачивания куба наизнанку, последовательные этапы которого представлены на фиг. 1-7 и 1А-7А, а также формирования внутри него пространственной структуры, образующей при выворачивании фигуру собаки 8, имеющей голову 9 с носом 10 и ушами 11, шею 12, туловище 13, ноги 14 и хвост 15.

Изготовление предмета производят следующим образом. На поверхности 2 заготовки из сплошного упругого вспененного материала в форме куба вблизи четырех углов выполняют 4 овальных ножных надреза 16. Для выполнения этих надрезов заготовку сжимают, прикладывая умеренное усилие к ее четырем сторонам с целью получения более плотной верхней поверхности 2. Затем на поверхности 2 выполняют надрезы при помощи приспособления 17, изображенного на фиг. 8. Это приспособление содержит 4 ножа 18 овальной формы, расположенные вертикально на его верхней поверхности 19. Ножи расположены в соответствии с желаемыми формой ножных надрезов 16 и расстоянием между ними. Получившиеся овальные надрезы показаны на фиг. 9.

Надрезы на поверхности 2 получают путем надавливания ею на овальные ножи 18 приспособления 17 с перемещением ее приблизительно на 2 см. После выполнения надрезов, образующих ноги 14, острым режущим инструментом, например бритвой, производят ряд соединенных прямых и дугообразных надрезов таким образом, чтобы образовался равносторонний крест 20 с дугообразными сторонами. Прямые надрезы оканчиваются небольшой прямоугольной вершиной 21, которая лучше всего видна на фиг. 2 и 2А.

Эти надрезы производят, выбрав сначала две противоположные боковые стороны 4 и 5, которые станут боковыми сторонами туловища собаки. Вблизи каждой из этих сторон равностороннего креста 20 выполняют прямой надрез 22 под углом 70^o с наклоном во внутреннюю часть заготовки. Эти два надреза частично формируют уши 11 собаки 8, как лучше всего видно на фиг.6 и 6А. Два других прямых надреза и их соединяющие надрезы выполнены вблизи передней поверхности 3 и задней поверхности 6 заготовки. Выполненные надрезы 22 лучше всего видны на фиг. 10.

При выполнении надрезов внутри заготовки образующиеся по сторонам разреза поверхности плотно прилегают друг к другу, обеспечивая сплошную структуру предмета.

Передняя сторона заготовки образует переднюю часть 23 головы 9 собаки, как лучше всего показано на фиг. 6 и 6А. Если смотреть сверху на поверхность 2, можно видеть, что первый прямой надрез 24 соединяет два дугообразных надреза, которые образуют голову 9 собаки. Для формирования носа 10 собаки этот надрез выполняют на глубину около 2,5 см с наклоном внутрь и на угловую длину 1/4 круга. Последний надрез на поверхности 2 выполняют путем соединения со вторым прямым надрезом 25 двух дугообразных надрезов, которые формируют заднюю часть головы 9 собаки. Этот надрез производят на глубину около 1,3 см параллельно задней стенке 6. Образовавшиеся надрезы 24 и 25 лучше всего видны на фиг. 10. Как показано на чертежах, ножные дугообразные надрезы 16 и прямоугольные оконечные надрезы 21 образуют равносторонний дугообразный крест. На этой стадии формирования собаки 8 возможно частичное высвобождение ее начерно выполненной фигуры из заготовки путем частичного выворачивания ее наизнанку. Такое высвобождение фигуры из заготовки показано поэтапно на фиг. 2-4 и 2А-4А.

При этом равносторонний дугообразный крест 20 раскрывается вверх, обнажая уши 11 и голову 9 собаки 8. Ножные разрезы 16 раскрываются вверх, открывая ноги 14. В месте, где задняя часть головы 9 собаки 8 соединена с заготовкой, выполняют надрез глубиной около 2,5 см параллельно основанию 6. Этот надрез высвобождает голову собаки из заготовки, позволяя ей выступать вверх. Лучше всего это изображено на фиг.4 и 4А. Теперь фигуру 26 можно полностью вывернуть наизнанку, при этом появляются четыре ноги 14, туловище 13, шея 12 и голова 9. Полную трансформацию фигуры собаки из куба можно лучше всего наблюдать на фиг. 6-7 и 6А-7А, а фиг. 11 показывает вид снизу собаки 8. Фиг. 12 и 12А показывают, как преобразуются периметр 27 куба, внешние 28 и внутренние 29 поверхности ног, боковая поверхность 30 туловища и центр 31 креста 20 после трансформации куба 1 в фигуру собаки 8.

Для окончательного формирования ног 14 необходимо выполнить насечки на каждой ноге в месте ее соединения с туловищем 13 для образования в этом месте прямого угла. Верхнюю и боковые части туловища 13 слегка подрезают, чтобы придать ему форму полусферы. Часть материала на участке 32 под шеей 12 вырезают, в результате чего под шеей образуется просвет шириной около 0,6 см, отделяющий голову 9 от туловища 13.

Хвост 15 образуют путем отщипывания материала от части задних ног 33 и 34 по сторонам туловища 13 так, чтобы задняя часть фигуры выступала наружу. Надрез глубиной около 0,15 см и шириной около 0,6 см выполняют перпендикулярно плоскости, образованной задними ногами 33 и 34 под углом 45^o с наклоном к верхней части туловища 13 собаки.

Для окончательного формирования облика собаки на передней части ее головы 9 по обе стороны от носа 10 крепят белые силиконовые глаза.

Изобретение касается изделий, обладающих способностью к трансформации с образованием сложных пространственных конфигураций. Предмет из упругого сплошного вспененного материала имеет на части наружной поверхности надрезы, проходящие вглубь предмета. Предмет образует трехмерную фигуру. Выполненные на части наружной поверхности надрезы соединены. Проходящие вглубь предмета надрезы выполнены с возможностью формирования внутри него пространственной фигуры и с возможностью выворачивания предмета наизнанку для образования трехмерной фигуры. В способе изготовления предмета из сплошной заготовки из упругого вспененного материала на наружной поверхности заготовки выполняют резкой проходящие вглубь надрезы. Надрезы соединены и их выполняют на части наружной поверхности заготовки. Надрезы располагают с возможностью выворота наизнанку заготовки с образованием пространственной фигуры. Предмет позволяет получать при выворачивании сложные пространственные фигуры заданной конфигурации, такие как игрушки, фирменные символы и персонажи. Занимательность игрушек обеспечена способностью их к трансформации с образованием новой фигуры. 2 с. и 14 з.п.ф-лы, 20 ил.

1. Предмет из упругого сплошного вспененного материала, имеющего на части наружной поверхности надрезы, проходящие вглубь предмета, образующий трехмерную фигуру, отличающийся тем, что выполненные на части наружной поверхности надрезы соединены, а проходящие вглубь предмета надрезы выполнены с возможностью формирования внутри него пространственной фигуры и с возможностью выворачивания предмета наизнанку для образования трехмерной фигуры. 2. Предмет по п.1, отличающийся тем, что он выполнен из пенополиуретана, а пространственная фигура заключена в нем в компактном вывернутом виде. 3. Предмет по п.1 или 2, отличающийся тем, что он имеет форму одной из геометрических фигур. 4. Предмет по п.3, отличающийся тем, что он выполнен в форме куба, а надрезы выполнены на его верхней поверхности. 5. Предмет по п.4, отличающийся тем, что вблизи четырех углов верхней поверхности выполнено четыре надреза для формирования ног, а на участке, ограниченном четырьмя указанными надрезами, выполнены надрезы в форме равностороннего креста, причем надрезы проходят вглубь и выполнены с возможностью выворачивания предмета наизнанку с образованием фигуры четвероногого животного, расположенной внутри в компактном вывернутом виде. 6. Предмет по п.5, отличающийся тем, что надрезы для формирования ног выполнены овальными, а стороны равностороннего креста выполнены дугообразными. 7. Предмет по п.5 или 6, отличающийся тем, что фигура четвероногого животного представляет собой фигуру собаки. 8. Способ изготовления предмета из сплошной заготовки из упругого вспененного материала, при котором на наружной поверхности заготовки выполняют резкой проходящие вглубь надрезы, отличающийся тем, что надрезы соединены и их выполняют на части наружной поверхности заготовки, причем надрезы располагают с возможностью выворота наизнанку заготовки с образованием пространственной фигуры. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что используют заготовку из пенополиуретана, а надрезы выполняют так, что пространственная фигура заключена в нем в компактном вывернутом виде. 10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что предмет выполняют в форме одной из геометрических фигур. 11. Способ по любому из пп.8 - 10, отличающийся тем, что предмет выполняют в форме куба. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что надрезы выполняют на верхней поверхности куба вблизи его четырех углов и в форме равностороннего креста, на участке, ограниченном четырьмя надрезами вблизи углов, причем надрезы выполняют так, что предмет может быть вывернут наизнанку с образованием фигуры четвероногого животного. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что надрезы для формирования ног выполняют овальными, а стороны равностороннего креста выполняют дугообразными. 14. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что при выворачивании предмета наизнанку образуется фигура собаки. 15. Способ по любому из пп.12 - 14, отличающийся тем, что он дополнительно включает выворачивание предмета наизнанку и выполнение шейного надреза для обеспечения большей свободы головы фигуры животного. 16. Способ по любому из пп.12 - 15, отличающийся тем, что он дополнительно включает отделку фигуры животного.