KR100486189B1 - 작동 완구용 주행 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작동 완구용 주행 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터와 감속 기어를 사용하지 않으면서 바퀴를 구동시켜 전후진 및 회전이 가능하도록 구성하여 작동완구의 부피를 극소화시킬 수 있는 작동 완구용 주행 장치에 관한 것이다.

본 발명은 소정 형태로 제작된 평판 형상의 베이스 플레이트(5)와; 상기 베이스 플레이트(5)에 소정 거리 이격되도록 고정 설치되고 서로 대향되는 극성을 갖는 제1, 2자석(1, 2)과; 상기 제1, 2자석(1, 2)에서 이격되도록 설치되고, 코일이 권취되어 전류가 인가되면 상기 제1자석(1) 또는 제2자석(2)과 반발하는 극성의 자력을 발생시키는 코일부(3)와; 힌지(4)에 의해 회전 가능하게 상기 베이스 플레이트(5)에 설치되고, 상기 코일부(3)가 일단에 고정 설치되며, 타단에 브레이킹 아암(6)이 형성된 아암(7)과; 상기 힌지(4)에 의해 회전 가능하게 상기 베이스 플레이트(5)에 설치되고, 양단에 앞바퀴(9)가 설치되며, 상기 브레이킹 아암(6)이 일정 각도 회전하면 접촉하는 주행 아암(10)과; 상기 코일에 소정 패턴으로 전류를 공급하도록 제어하는 제어 유닛(11)과; 상기 제어 유닛(11)에 전원을 공급하는 전원부(13)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명을 이용하면, 부피가 매우 큰 부품인 모터, 감속 기어등을 사용하지 않고도 전진, 후진, 회전 운동을 할 수 있는 부피가 작은 작동 완구용 주행장치를 제작할 수 있는 잇점이 있다.

Description

작동 완구용 주행 장치{Traveling Device for Plaything}

본 발명은 작동 완구용 주행 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터와 감속 기어를 사용하지 않으면서 바퀴를 구동시켜 전후진 및 회전이 가능하도록 구성하고, 작동 완구의 부피를 극소화시킬 수 있는 작동 완구용 주행 장치에 관한 것이다.

일반적으로, R/C 자동차와 같은 작동 완구는 바퀴 구동용 모터와 함께 모터에서 발생된 회전을 감속시키는 감속기를 가지고 있어, 모터에서의 회전동력을 감속기에 의해 감속시켜 구동 바퀴로 감속된 회전력을 전달하여 작동 완구를 주행시키게 된다.

즉, 모터를 내장한 자동차와 같은 작동 완구는 모터의 회전수를 감속 기어를 통해 낮춤과 동시에 구동력을 증대시켜 자동차를 주행시키게 된다.

물론, 상기한 자동차와 같은 작동 완구는 모터에 전류를 공급하는 건전지 또는 충전지를 장착할 수 있게 되어 있다.그러나, 상기한 바와 같이 작동 완구의 구동력을 발생시키는 부품으로 모터 및 감속 기어를 사용하게 되면 상기한 모터 및 감속 기어의 부피로 인하여 작동 완구의 부피가 매우 커지기 때문에, 소형이고 높이가 매우 낮은 작동 완구를 만들 수 없게 되는 문제점이 있다.이러한 문제점을 해결하기 위하여, 부피가 매우 작은 모터(초소형 모터) 및 감속 기어를 사용할 수 있는데, 이 방법을 사용하면 출력이 낮아질 뿐만 아니라 부품의 단가가 매우 비싸기 때문에 작동 완구의 제조 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.또한, 상기한 모터 및 감속 기어는 회전을 발생시키는 부품이기 때문에, 이를 통해 곤충이 기어가는 것과 같은 보행 운동을 구현하기 위해서는 별도의 복잡한 링크 수단이 설치되어야 하는데, 이렇게 하면 작동 완구의 크기가 커지고 제조 비용이 증가함과 아울러 부품의 증가에 따라 고장 발생율이 높아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 작동 완구에서 모터 및 감속 기어를 사용하지 않으면서도 작동 완구의 전후진 및 회전을 가능하게 함과 아울러 작동 완구의 부피 및 높이를 대폭 감소시킬 수 있는 작동 완구용 주행 장치를 제공한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 작동완구용 주행 장치의 구성을 도1(평면도)과 도2(측면도)를 참고로 하여 설명하기로 한다.

본 발명의 작동완구용 주행 장치는,

소정 형태로 제작된 평판 형상의 베이스 플레이트(5)와; 상기한 베이스 플레이트의 중간 부분에 소정 거리 이격되도록 고정 설치되고 서로 대향되는 극성(N극과 S극)을 갖는 제1, 2자석(1, 2)과; 상기한 제1, 2자석(1, 2)의 상면에서 약간 이격되도록 근접 설치되고, 일정 턴수로 코일이 권취되어 전류가 인가되면 일정한 극성의 자력을 발생시키는 코일부(3)와; 상기한 코일부(3)가 일단에 고정 설치되고, 힌지(4)에 의해 자유롭게 회전 가능하게 베이스 플레이트(5)에 설치되며, 타단에 "T" 형상으로 브레이킹 아암(6)이 형성된 아암(7)과; 상기한 힌지(4)에 의해 자유롭게 회전 가능하게 설치되고, 브레이킹 아암(6)이 일정 각도 회전하면 한쪽 앞바퀴(9)가 접촉되도록 양단에 앞바퀴(9)가 설치된 주행 아암(10)과; 상기한 코일에 소정 패턴으로 전류를 공급하도록 제어하는 마이크로 프로세서(미도시)를 포함하는 제어 유닛(11)과; 상기한 제어 유닛(11)에 전원을 공급하도록 베이스 플레이트(5)에 설치된 건전지(12)와 온-오프 스위치(미도시)를 포함하는 전원부(13)로 이루어져 있다.

즉, 제1, 2자석(1, 2)의 표면(코일부(3)과 근접된 부분)에는 서로 대향되는 극성을 갖도록 자석이 배치되어 코일에 일정 극성의 자력이 발생되면 코일부(3)가 한쪽 자석에 의해 반발되면서 아암(7)이 힌지(4)를 중심으로 회전하도록 구성되는 데, 아암(7)의 회전시에는 브레이킹 아암(6)이 일측 앞바퀴(9)에 접촉되면서 계속 밀면 자유 상태인 타측 앞바퀴(9)만이 회전하여 전진하게 되고, 이를 양측 방향으로 반복하면 베이스 플레이트(5)가 전진할 수 있도록 구성한 것이다.

물론, 베이스 플레이트(5)의 후면에는 뒷바퀴(14)가 설치되어 앞바퀴(9)에 의해 구동할 때 베이스 플레이트(5) 전체가 이동할 수 있도록 한다.

여기서, 브레이킹 아암(6)과 앞바퀴(9)의 이격 거리(D)는 한쪽이 접촉할 때 다른 쪽이 비접촉하는 범위 내에서 작을수록 좋다. 이는 브레이킹 아암(6)의 회전 운동 시에 앞바퀴(9)와 브레이킹 아암(6)이 일단 접촉한 상태에서 계속 앞바퀴(9)를 밀어 주행 아암(10)이 회전되도록 하여 타측 앞바퀴(9)가 전진할 수 있도록 하기 위함이다.

이제, 본 발명의 구성에 따른 본 발명의 작동완구용 주행장치의 조립 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다.

먼저, 베이스 플레이트(5)의 중간 부분에 예를 들어 N극이 상부 표면인 제1자석(1)과, S극이 상부 표면인 제2자석(2)을 일정 거리 이격시키면서 고정한다.

제1, 2자석(1, 2)이 고정되면, 주행 아암(10)과 아암(7)이 힌지(4)에 의해 자유롭게 회전 가능하게 베이스 플레이트(5)에 결합시키고, 아암(7)의 제1, 2자석(1, 2)에 근접한 부분의 상면에는 코일부(3)가 결합된다.

코일부(3)는 비교적 얇은 높이로 형성된 원통형의 보빈(미 도시)에 일정 턴수로 코일을 권취하여 제작하는 일반적인 구성을 가진다.

또한, 상기한 코일은 제어 유닛(11)과 와이어 등을 통해 전기적으로 연결되어 있다.

다음으로 본 발명의 주행장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.

이상과 같이 조립된 상태에서 제어 유닛(11)에서 정방향의 전류를 코일에 흘리게 되면 전류의 방향에 따라 코일에 자력이 발생되는데, 예를 들어 N극의 자력이 발생되었다고 하면 코일부(3)는 제1자석(N극)(1)과 반발하면서 제2자석(S극)(2)측으로 이동하게 된다.

코일부(3)가 제2자석(2)측으로 이동하려고 하면 상기한 아암(7)이 힌지(4)를 중심으로 도3a와 같이 반시계 방향으로 회전하게 되고, 좌측의 앞바퀴(9)와 좌측의 브레이킹 아암(6)이 접촉하게 됨과 아울러 우측의 앞바퀴(9)와 브레이킹 아암(6)은 이격된다.

좌측의 앞바퀴(9)와 좌측의 브레이킹 아암(6)이 접촉하게 되면 좌측의 앞바퀴(9)는 마찰력에 의해 고정되는 상태가 되기 시작하여, 여기서 도3b에서와 같이 좌측의 브레이킹 아암(6)이 좌측의 앞바퀴(9)를 더욱 밀어 주행 아암(10)이 반시계 방향으로 회전되도록 하면 우측의 앞바퀴(9)만이 구동하여 일정 거리 이동하게 된다.

즉, 상기한 좌측의 앞바퀴(9)는 고정된 상태이기 때문에 이를 축으로 우측의 앞바퀴(9)가 구동하게 되면서 작동 완구 전체가 일정 거리 전진하게 된다.

이때, 상기한 제어 유닛(11)이 역방향의 전류를 코일에 흘리게 되면 상기한 코일부(3)에 S극이 형성되면서 도3c에서와 같이 코일부(3)이 제1자석(1)측으로 이동하게 되어 아암(7)이 힌지(4)를 중심으로 시계 방향 회전하게 되는 바, 상기한 시계 방향 회전시에도 동일한 메카니즘이 적용되어 좌측 앞바퀴(9)가 전진하게 된다.

상기한 좌우 방향의 회전 운동을 반복하면서 지그재그방식으로 좌우측 앞바퀴(9)가 전진을 반복하게 되면, 결과적으로 베이스 플레이트(작동 완구)(5) 전체가 전진을 하게 된다.

여기서, 상기한 제어 유닛(11)에서 코일에 전류를 흘리는 시간을 정, 역방향에서 동일하게 하면 좌우측 앞바퀴(9)가 동일한 거리를 회전 및 전진하기 때문에 결과적으로 전진을 하게 된다.

여기서, 상기한 정역방향의 전류 공급 펄스의 진폭을 매우 좁게 즉, 제어 유닛(11)에서 전류의 공급의 단속 폭을 매우 짧게 하면 상기한 아암(7)의 좌우 회전이 빠르게 이루어지면서 전진 속도가 빨라지고, 폭을 넓게 하면 전진 속도가 느려지게 된다.한편, 이상과 같은 단동식 작동 완구는 후진이 불가능하지만, 도5a에 도시된 바와 같이 코일부를 2개 형성한 복동식으로 구성하면 전후진 및 회전이 가능하게 된다.

한편, 이상과 같은 단동식 작동 완구는 후진 및 회전이 불가능하지만, 도5a에 도시된 바와 같이 코일부를 2개 형성한 복동식으로 구성하면 전후진 및 회전이 가능하게 된다.

이러한 복동식 주행장치는, 소정 형태로 제작된 평판 형상의 베이스 플레이트(5)와; 상기한 베이스 플레이트(5)의 중간 부분에 소정 거리 이격되도록 고정 설치되고 서로 대향되는 극성(N극과 S극)을 갖는 제1, 2자석(1, 2)과; 상기한 제1, 2자석(1, 2)의 상면에서 약간 이격되도록 근접 설치되고 일정 턴수로 코일이 권취되어 전류가 인가되면 일정한 극성의 자력을 발생시키는 제1코일부(3')와; 상기한 제1코일부(3')가 일단에 고정 설치되고, 힌지(4)로 자유롭게 회전가능하게 베이스 플레이트(5)에 설치되며, 타단에 앞바퀴(9)가 설치된 회전 플레이트(15)와; 상기한 회전 플레이트(15)에 고정 설치되는 제3, 4자석(16, 17)과; 상기한 제3, 4자석(16, 17)의 상면과 근접하여 이격되도록 배치된 제2코일부(3")와; 상기한 제2코일부(3")가 일단에 연결 설치되고, 힌지(4)에 회전 자유롭게 설치되며, 타단에 "T" 형상으로 브레이킹 아암(6)이 형성된 아암(7)과; 제1코일부(3')와 제2코일부(3")의 코일에 소정 패턴으로 전류를 공급하도록 제어하는 마이크로 프로세서를 포함하는 제어 유닛(11)과; 제어 유닛(11)에 전원을 공급하도록 베이스 플레이트(5)에 설치된 건전지 등과 같은 전원부(13)를 포함한다.

이러한 복동식 작동완구용 주행장치를 이용하여 후진을 하는 경우를 도5b와 도5c와 도6(2번째 도면)에 따라 설명하도록 한다.

제어 유닛(11)에서 제2코일부(3")에 전류를 인가하면 예를 들어, 아암(7)이 힌지(4)를 중심으로 반시계 방향으로 회전하여 도5b에서와 같이 브레이킹 아암(6)이 좌측 앞바퀴(9)에 접촉하게 되어 좌측 앞바퀴(9)가 구동하지 못하게 함과 동시에, 제어 유닛(11)에서 제1코일부(3')에 역방향(제2코일부(3")에 인가된 전류와 역방향)의 전류를 흘리게 된다.이렇게 제1코일부(3')에 역방향의 전류가 흐르게 되면 힌지(4)를 중심으로 회전 플레이트(15)가 시계 방향으로 회전하게 되어, 결과적으로 좌측 앞바퀴(9)가 고정된 상태에서 회전 플레이트(15)가 시계 방향 회전하게 되고 우측 앞바퀴(9)가 뒤쪽으로 당겨지게 된다. 이러한 과정을 좌우측 번갈아 반복하면 전진 때와 마찬가지로 지그재그 방식으로 후진을 할 수 있게 된다.물론, 제1, 2코일부(3', 3")에 인가되는 전류치는 동일한 진폭을 사용하면 후진하고(2번째 도면), 상이한 진폭(3번째 도면)을 사용하게 되면 회전도 가능하게 된다. 그리고, 제1, 2코일부(3', 3")에 동일한 패턴의 전류를 인가(1번째 도면)하면 전진을 하게 된다.이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 수정이 가능하다.

이상과 같은 본 발명을 이용하면, 부피가 매우 큰 부품인 모터, 감속 기어등을 사용하지 않고도 전진, 후진, 회전 운동을 할 수 있는 부피가 작은 작동 완구용 주행장치를 제작할 수 있는 잇점이 있다.

또한, 이러한 주행장치를 가진 작동 완구는 매우 작은 크기를 갖고 낮은 높이를 갖도록 제작할 수 있기 때문에, 열쇠고리를 부착하여 휴대가 간편하게 하거나 휴대용 장식물 등으로 사용하다가 전원을 켜면 즉시 작동 완구로 사용할 수 있는 잇점이 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 작동 완구용 주행 장치의 평면도.

도2는 도1의 측면도.

도3a는 도1에서 브레이킹 아암이 주행 바퀴중 일측에 접촉된 상태를 도시한 평면도.

도3b는 도3a에서 브레이킹 아암이 더욱 회전되어 주행 바퀴를 회전시키면서 주행하게 되는 것을 도시한 평면도.

도3c는 도3b에서 브레이킹 아암이 역회전하면서 타측 주행 바퀴를 구동시키는 것을 도시한 평면도.

도4는 도1에 따른 코일에의 전류 공급 상태를 나타낸 그래프.

도5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복동식 주행 장치를 도시한 평면도.

도5b는 도5a에서 제1코일에 의해 브레이킹 아암이 일측 바퀴에 접촉된 상태를 도시한 개략 평면도.

도5c는 도5b에서 제2코일에 의해 후진하는 상태를 도시한 평면도.

도6은 도 5a에 따른 복동식 주행 장치에서 전진, 후진, 회전일 경우 제1,2코일에 공급되는 전류의 상태를 도시한 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 제1자석 2: 제2자석

3: 코일부 3': 제1코일부

3": 제2코일부 4: 힌지

5: 베이스 플레이트 6: 브레이킹 아암

7: 아암 9: 앞바퀴

10: 주행 아암 11, 11': 제어 유닛

12: 건전지 13: 전원부

14: 뒷 바퀴 15: 회전 플레이트

16: 제3자석 17; 제4자석

Claims (7)

1. 소정 형태로 제작된 평판 형상의 베이스 플레이트(5)와;

   상기 베이스 플레이트(5)에 소정 거리 이격되도록 고정 설치되고 서로 대향되는 극성을 갖는 제1, 2자석(1, 2)과;

   상기 제1, 2자석(1, 2)에서 이격되도록 설치되고, 코일이 권취되어 전류가 인가되면 상기 제1자석(1) 또는 제2자석(2)과 반발하는 극성의 자력을 발생시키는 코일부(3)와;

   힌지(4)에 의해 회전 가능하게 상기 베이스 플레이트(5)에 설치되고, 상기 코일부(3)가 일단에 고정 설치되며, 타단에 브레이킹 아암(6)이 형성된 아암(7)과;

   상기 힌지(4)에 의해 회전 가능하게 상기 베이스 플레이트(5)에 설치되고, 양단에 앞바퀴(9)가 설치되며, 상기 브레이킹 아암(6)이 일정 각도 회전하면 접촉하는 주행 아암(10)과;

   상기 코일에 소정 패턴으로 전류를 공급하도록 제어하는 제어 유닛(11)과; 상기 제어 유닛(11)에 전원을 공급하는 전원부(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 완구용 주행장치.
2. 소정 형태로 제작된 평판 형상의 베이스 플레이트(5)와;

   상기 베이스 플레이트(5)에 소정 거리 이격되도록 고정 설치되고 서로 대향되는 극성을 갖는 제1, 2자석(1, 2)과;

   상기 제1, 2자석(1, 2)에서 이격되도록 설치되고 코일이 권취되어 전류가 인가되면 상기 제1자석(1) 또는 제2자석(2)과 반발하는 극성의 자력을 발생시키는 제1코일부(3')와;

   힌지(4)에 의해 회전 가능하게 상기 베이스 플레이트(5)에 설치되고, 상기 제1코일부(3')가 일단에 고정 설치되며, 타단에 앞바퀴(9)가 설치된 회전 플레이트(15)와;

   상기 회전 플레이트(15)에 소정 거리 이격되도록 고정 설치되고 서로 대향되는 극성을 가지는 제3, 4자석(16, 17)과;

   상기 제3, 4자석(16, 17)에서 이격되도록 설치되고 코일이 권취되어 전류가 인가되면 상기 제3자석(16) 또는 제4자석(17)과 반발하는 극성의 자력을 발생시키는 제2코일부(3")와;

   상기 힌지(4)에 의해 회전 가능하게 상기 베이스 플레이트(5)에 설치되고, 상기 제2코일부(3")가 일단에 설치되며, 타단에 브레이킹 아암(6)이 형성되며, 작동시 상기 회전 플레이트(15)의 앞바퀴(9) 쪽 부분과 상기 브레이킹 아암(6)이 접촉하는 아암(7)과;

   상기 제1코일부(3')와 제2코일부(3")의 코일에 소정 패턴으로 전류를 공급하도록 제어하는 제어 유닛(11)과;

   상기 제어 유닛(11)에 전원을 공급하는 전원부(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 완구용 주행장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 브레이킹 아암과 주행 아암의 접촉은,

   상기 브레이킹 아암이 상기 앞바퀴에 접촉하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 작동 완구용 주행장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 회전 플레이트의 앞바퀴 쪽 부분과 상기 브레이킹 아암의 접촉은,

   상기 브레이킹 아암이 상기 앞바퀴에 접촉하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 작동 완구용 주행장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,

   상기 작동 완구는 기어가는 곤충 완구인 것을 특징으로 하는 작동 완구용 주행장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,

   상기 작동 완구에 열쇠고리 설치 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 작동 완구용 주행장치.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,

   상기 작동 완구는 휴대용 장식물인 것을 특징으로 하는 작동 완구용 주행장치.