KR100346554B1 - 구형 관절체 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주로 옥외 디스플레이, 광고탑, 무대 등의 철재 가설물을 조립하기 위해 쓰이고, 나아가 소형의 옥내외 가설장치, 완구 등에도 쓰일 수 있는 관절체 유니트에 관한 것이다.

이같은 본 발명은, 중앙연결체(3)가 6방향(-X, X, -Y, Y, -Z, Z)으로 배치되고 이 중앙연결체(3)의 사방에 사면연결체(4)가 힌지결합되어 하나의 구형을 이루는 구관절체(1)를 이룬다. 중앙연결체(3) 또는 사면연결체(4)의 전면에는 필요에 따라 적정수의 컨넥터(5)를 볼트로 결합시킨다. 컨넥터(5)의 단부에는 결합핀을 끼워 4개의 다리를 갖는 트러스골조(2)를 결합시킨다. 트러스골조(2)의 조립방향을 직각의 6방향보다 세분된 방사상의 18방향 이상으로 조립할 수 있어 현장 조립성이 우수하다.

Description

구형 관절체 유니트{Spherical Joint Unit}

본 발명은 주로 옥외 디스플레이, 광고탑, 무대 등의 철재 가설물을 조립하기 위해 쓰이고, 나아가 소형의 옥내외 가설장치, 완구 등에도 쓰일 수 있는 관절체 유니트에 관한 것이다.

종래에 주로 가설물 조립용으로 쓰이는 관절체 유니트는 도 7에서 보는 바와 같이 육면체의 각 면에 니플과 비슷한 모양의 결합돌기(71)를 네 귀퉁이에 면과 직각방향으로 돌출시킨 관절체(72)을 구비하고, 이 관절체(72)의 각 면에 4개의 다리를 갖는 트러스골조(73)를 끼워 조립시킨 것이다. 트러스골조(73)의 4개 다리는 각각 원통형으로 이루어져 있어서 상기 관절체(72)의 결합돌기(71)에 동시에 억지끼움된다.

위와 같은 종래의 관절체 유니트는 6방향(-X, X, -Y, Y, -Z, Z)으로만 연결된다. 그래서 트러스골조의 조립방향도 직각방향으로만 연결할 수 밖에 없어서 가설물의 조립구조가 제약을 받고 있었다.

본 발명의 목적은 트러스골조의 조립방향을 직각의 6방향에 더하여 보다 세분된 방사상의 18방향으로 조립할 수 있는 현장 조립성이 우수한 관절체 유니트를 제공하는데 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 각각의 조립편으로 연결되는 관절체 유니트가 내부를 중공형으로 구성하는 완충체의 구조를 취함으로서 관절부위에 집중하는 구조물의 하중을 효과적으로 흡수, 구조물의 안정성을 확보할 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 구관절체에 트러스골조가 결합된 본 발명의 실시예의 결합상태도.

도 2는 도 1의 구관절체 사시도.

도 3은 도 1의 구관절체 6방향 중앙에 위치하는 중앙연결체 사시도.

도 4는 중앙연결체와 중앙연결체의 중간에 연결되는 사면연결체 사시도.

도 5는 구관절체에 트러스골조를 연결하는 컨넥터 사시도.

도 6은 구관절체의 일부와 트러스골조의 결합상태를 나타낸 단면도.

도 7은 종래의 관절체 유니트 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:구관절체(球關節體), 2:트러스골조(truss骨組), 3:중앙연결체, 4:사면연결체, 5:컨넥터, 6,6a:결합자리, 8,8a,8b:결합구멍, 9:베이스, 10,10a:고정돌기, 11,11a:플랜지, 12:힌지핀, 13,13a:힌지돌기, 14:날개, 15,15a:걸림턱, 16:결합관, 17:결합핀, 18:다리

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 사방 측면에 힌지돌기가 형성된 복수개의 중앙연결체가 6방향(-X, X, -Y, Y, -Z, Z)으로 배치되고, 이 중앙연결체들 사이에서 그 중앙연결체의 힌지돌기와 힌지핀으로 결합시킬 수 있는 힌지돌기가 양측에 형성된 복수개의 사면연결체가 동심상으로 연결되어 하나의 구형을 이루는 구관절체와; 상기 중앙연결체와 사면연결체의 전면에 끼워져 볼트와 너트로 결합시킬 수 있는 베이스의 사방에 중공의 결합관이 형성된 컨넥터와; 4개의 중공형 다리를 갖는 트러스골조; 그리고 상기 컨넥터의 결합관과 상기 트러스골조의 다리를 각각 연결시킬 수 있는 결합핀으로 구성시킨 것이다.

본 발명은 상기와 같은 구성에 따라, 중앙연결체 6개와 사면연결체 12개를 서로 연결하면 하나의 구(球)모양을 이루는 구관절체를 얻을 수 있으며, 이러한 구관절체의 중앙연결체 또는 사면연결체 전면에는 각각 컨넥터를 임의로 끼워 볼트와 너트로 고정시킬 수 있다. 컨넥터에는 결합핀을 이용하여 트러스골조를 결합시킬 수 있다. 따라서 트러스골조는 구관절체의 중심을 향하여 1~18개의 트러스골조를 방사상으로 조립할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명한다.

도 1은 구관절체(1)와 트러스골조(2)의 결합상태도이다. 도 2는 구관절체(1)를 나타낸 것이며, 도 3은 그 중앙연결체(3)를, 도 4는 그 사면연결체(4)를, 도 5는 그 컨넥터(5)를 각각 나타낸 것이다. 도 6은 구관절체(1)와 트러스골조(2)의 결합상태를 나타낸 단면도이다.

도시한 바에 따르면, 구관절체(1)는 6개의 중앙연결체(3)와 12개의 사면연결체(4)가 하나의 세트를 이룬다. 중앙연결체(3)는 구관절체(1)의 6방향(-X, X, -Y,Y, -Z, Z)에서 각 면을 형성하는 것이고, 사면연결체(4)는 하나의 중앙연결체(3)를 기준으로 보았을 때 그 사방에 위치한다. 각 사면연결체(4)는 각 중앙연결체(3)의 측면에서 원주방향으로 45°씩 기울어져 연결된다.

먼저, 중앙연결체(3)의 구조를 보면, 전면에 원형의 결합자리(6)가 파여져 있으며, 이 결합자리(6)의 중앙에는 볼트(7)를 끼우기 위한 결합구멍(8)이 형성되어 있다. 결합자리(6)는 컨넥터(5)의 베이스(9) 바닥을 끼우기 위해 형성시킨 것으로, 컨넥터(5)의 베이스(9)가 축방향으로 회전하지 못하도록 하기 위한 고정돌기(10)도 사방에 돌출되어 있다. 결합구멍(8)은 컨넥터(5)의 베이스(9)가 결합자리(6)에 끼워졌을 때 볼트(7)를 끼워 구관절체(1)와 컨넥터(5)를 고정시키기 위한 것이다.

이러한 중앙연결체(3)의 사방에는 측면이 구관절체(1)의 중심을 향하여 기울기(45°)를 갖는 플랜지(11)가 형성되어 있고, 각 플랜지(1)의 중앙에는 힌지핀(12)을 끼울 수 있는 힌지돌기(13)가 형성되어 있다. 힌지돌기(13)는 힌지핀(12)을 이용하여 사면연결체(4)와 연결시키기 위해 형성시킨 것이다.

사면연결체(4)의 구조를 보면, 전면에 원형의 결합자리(6a)가 파여져 있으며, 이 결합자리(6a)의 중앙에는 볼트(7)를 끼우기 위한 결합구멍(8a)이 형성되어 있다. 결합자리(6a)는 컨넥터(5)의 베이스(9) 바닥을 끼우기 위해 형성시킨 것으로, 컨넥터(5)의 베이스(9)가 축방향으로 회전하지 못하도록 하기 위한 고정돌기(10a)도 양측에 돌출되어 있다.

결합구멍(8a)은 컨넥터(5)의 베이스(9)가 결합자리(6a)에 끼워졌을 때볼트(7)를 끼워 구관절체(1)와 컨넥터(5)를 고정시키기 위한 것이다. 이러한 사면연결체(4)의 양측에는 측면이 구관절체(1)의 중심을 향하여 기울기(45°)를 갖는 플랜지(11a)가 형성되어 있고, 양 플랜지(11a)의 양쪽에는 힌지핀(12)을 끼울 수 있는 힌지돌기(13a)가 형성되어 있다. 힌지돌기(13a)는 힌지핀(12)을 이용하여 중앙연결체(3)와 연결시키기 위해 형성시킨 것이다.

컨넥터(5)는 원통형의 베이스(9) 중앙에 볼트(7)를 끼우기 위한 결합구멍(8b)과 그 보스가 형성되어 있고, 사방에는 리브 형태의 날개(14)가 일체로 형성되어 있으며, 4개의 날개(14) 단부에는 내부가 원통상으로 관통하며 그 중간에 단면상 반원 모양의 걸림턱(15)이 약간 돌출한 결합관(16)이 각각 일체로 형성되어 있다. 베이스(9)의 하단 가장자리는 상기한 중앙연결체(3)와 사면연결체(4)의 결합자리(6,6a)에 살짝 끼워질 수 있는 것이다.

이 베이스(9)의 하단 가장자리에는 중앙연결체(3)와 사면연결체(4)의 결합자리(6,6a)에 돌출하는 고정돌기들(10,10a)이 끼워질 수 있는 홈들이 파여져 있어서 베이스(9)가 중앙연결체(3)와 사면연결체(4)에서 축방향으로 회전하지 못하도록 하고 있다. 결합관(16)은 결합핀(17)의 한쪽이 억지끼움되도록 하기 위해 형성시킨 것이다.

트러스골조(2)는 4개의 다리(18)가 평면상 정사각의 모서리에 위치하도록 배치하고 그 각각의 다리(18)를 연결선(19)으로 고정시킨 것으로 연결선(19)은 트러스 형태로 엇갈리게 한 점은 기존의 것과 동일하다. 이러한 트러스골조(2)의 다리들(18)은 결합핀(17)이 끼워질 수 있는 원통상의 파이프로서 그 중간에 단면상 반원 모양의 걸림턱(15a)이 약간 돌출되어 있다.

결합핀(17)은 컨넥터(5)의 결합관(16)과 트러스골조(2)의 다리(18)를 각각 억지끼움하여 결합시키기 위한 것으로서, 양쪽이 압력을 받으면 오므라질 수 있는 형태로 갈라져 있다. 그리고 상기한 컨넥터(5)의 결합관(16) 내부와 트러스골조(2)의 다리(18) 하단 내부에 형성되어 있는 걸림턱(15,15a)에 각각 걸려 있게 할 수 있는 걸림홈들이 양쪽에 파여져 있다.

이와 같은 실시예의 관절체 유니트 결합과정을 설명하면, 먼저 도 3과 같은 중앙연결체(3)의 사방에 형성된 플랜지(11)에 사면연결체(4)의 플랜지(11a)를 맞춘다. 그러면 중앙연결체(3)의 힌지돌기(13)와 사면연결체(4)의 힌지돌기(13a)가 일치되게 결합되며, 중앙연결체(3)와 사면연결체(4)는 45°를 이룬다. 이 상태에서 힌지돌기(13,13a)에 힌지핀(12)을 끼운다.

이러한 방식으로 복수개의 중앙연결체(3)와 사면연결체(4)를 번갈아가며 연결시킨다. 도 2는 6개의 중앙연결체(3)와 12개의 사면연결체(4)가 구형으로 완전히 조립된 상태를 나타낸다. 이러한 하나의 구관절체(1)에는 1~18개의 트러스골조(2)를 선택적으로 조립할 수 있다. 도 1은 3개의 트러스골조(2)가 중앙연결체(3)에 45°방향으로 순차 조립되어 있으며, 또 하나의 트러스골조(2)를 조립하기 위해 컨넥터(5)를 중앙연결체(3)가 있는 방향으로 이동시키는 상태를 도시하고 있다.

상기한 바와 같이 구관절체(1)에 트러스골조(2)를 조립하기 위해서는 먼저 컨넥터(5)를 중앙연결체(3) 또는 사면연결체(4)에 결합시켜야 한다. 다시말해 베이스(9)의 바닥을 중앙연결체(3) 또는 사면연결체(4)의 결합자리(6,6a)에 끼우고 결합구멍(8,8a)에 볼트(7)를 끼운 후 너트(20)로 조이면 된다. 컨넥터(5)가 구관절체(1)에 고정되면 컨넥터(5)의 각 결합관(16)에 결합핀(17)의 한쪽을 억지로 밀어넣어 스냅 결합시킨다. 이렇게 결합관(16)에 결합핀(17)이 모두 끼워지면 각 결합핀(17)의 다른쪽 단부에 트러스골조(2)의 다리(18)를 억지로 동시에 밀어넣어 스냅 결합시키면 적어도 하나의 트러스골조(2)의 조립이 완료된다.

이와같이 조립된 트러스골조(2)의 단부에 제공되는 상기 구관절체(1)는, 각각의 조립편으로 연결되는 관절체 유니트가 내부를 중공형으로 구성하는 완충체의 구조로 이루어짐으로 인해 관절부위에 집중하는 구조물의 하중을 효과적으로 흡수할 수 있게 되는 것이며, 이로인해 구조물의 안정성을 확보하는데 매우 유익하다.

본 발명의 상기 실시예에서는 구조적으로 가장 안정된 형태를 유지하기 위하여 4각형의 중앙연결체(3)를 6면에 동일하게 배치하여 최대 18방향의 조립각도를 제공하였다. 그러나 본 발명의 실시예는 이에 한정되는 것이 아니라 구조적으로 안정을 해치지 아니하는 범위내에서 상기 중앙연결체(3)의 6각형 또는 8각형의 구조로 대체할 수 있다. 이때 이들 중앙연결체 가운데 상하면에 위치하는 부재만을 6각 또는 8각의 다각형(다각형의 면수; n)으로 배치하고 측면부재는 본 발명의 실시예에서 사용된 4각형의 구조를 가지도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 중앙연결체의 갯수는 2+n개, 그리고 사면연결체(4)의 갯수는 3n개가 조립 가능해지는 것이므로 전체적으로는 최대 4n+2개의 방향성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 본 발명을 구성하는 구관절체(1)와 컨넥터(5) 및 트러스골조(2)의 주요 재질로는 알루미늄합금이 주로 채택될 수 있지만 용도에 따라서는 스테인리스강이나 합성수지 또는 그 유사 재질을 사용할 수 있다. 또 본 발명에서는 컨넥터에 결합핀으로 조립할 수 있는 것이라면 트러스골조의 형태에 구애받지 않는다.

이와 같이 구관절체에 소요갯수 만큼의 컨넥터를 필요한 각도에서 조립하고, 그 각각의 컨넥터에 트러스골조를 결합시키면 되는 것으로, 구관절체의 중심에서 방사상으로 18방향 이상으로 트러스골조를 조립할 수 있어서 다관절(多關節)의 견고한 조립효과가 있다. 이와 같은 본 발명은 옥외 디스플레이, 광고탑, 무대 등의 철재 가설물을 비롯하여 소형의 옥내외 가설장치, 완구 등에 다양하게 쓰일 수 있어서 그 용도가 매우 넓으며 현장에서의 조립성도 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 사방 측면에 힌지돌기가 형성된 복수개의 중앙연결체가 6방향(-X, X, -Y, Y, -Z, Z)으로 배치되고, 이 중앙연결체들 사이에서 그 중앙연결체의 힌지돌기와 힌지핀으로 결합시킬 수 있도록 힌지돌기가 양측에 형성된 복수개의 사면연결체가 동심상으로 연결되어 하나의 구형을 이루는 구관절체와;

   상기 중앙연결체와 사면연결체의 전면에 끼워져 볼트와 너트로 결합시킬 수 있는 베이스의 사방에 중공의 결합관이 형성된 컨넥터와;

   4개의 중공형 다리를 갖는 트러스골조; 그리고

   상기 컨넥터의 결합관과 상기 트러스골조의 다리를 각각 연결시킬 수 있는 결합핀으로 구성시킨 것을 특징으로 하는 구형 관절체 유니트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구절관체가, 중앙연결체 가운데 상하면에 위치하는 부재만을 6각 또는 8각의 다각형(다각형의 면수; n)으로 배치하고 측면부재는 4각형의 구조를 가지도록 하여, 상기 중앙연결체의 갯수를 2+n개, 그리고 사면연결체의 갯수를 3n개가 조립되는 최대 4n+2개의 방향성을 확보할 수 있도록 함을 특징으로 하는 구형 관절체 유니트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 중앙연결체와 사면연결체의 외면에는, 컨넥터의 베이스 바닥이 끼워지는 원형의 결합자리가 파여져 있고, 이 결합자리의 중앙에는 볼트를 끼우기 위한 결합구멍이 형성되며, 상기 결합자리의 내주연에는 컨넥터의 베이스가 축방향으로 회전하지 못하도록 고정돌기가 형성됨을 특징으로 하는 구형 관절체 유니트.