KR100517523B1 - 조립 구조물용 요소물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복잡한 구조물을 조립하기 위한 요소(element)들의 세트에 관한 것이며, 상기 요소의 세트는 제 1 길이를 가지는 다수의 제 1 자석 봉요소, 다수의 강자성체 요소 그리고 제 2 길이를 가지는 다수의 제 2 자석 봉요소로 구성되어진다. 상기 강자성체 요소의 상기 두 길이 및 크기는 종래의 결정모양 구조와 같은 복잡한 구조물을 조립할 수 있도록 한다.

Description

조립 구조물용 요소물{SET OF ELEMENTS FOR ASSEMBLING STRUCTURES}

본 발명은 조립 구조물용 요소물(element)의 세트에 관한 것이다. 더 상세하게는 본 발명은 크기가 다른 자석 요소물(magnetic element)과 강자성체 요소물(ferromagnetic element), 선호적으로는 강자성 구(ferromagnetic sphere, 毬)를 이용하는 종류의 세트에 관한 것이다.

특히 본 발명의 세트에 의해서, 여러 종류의 입체구조물을 조립하는 것이 가능하며, 심지어 놀이나 교육 목적을 위한 결정체 모양 뿐만 아니라 재생되는 목적물을 위한 형태로도 만들 수도 있다.

이미 자기적으로 연결되어질 수 있는 요소물(element)로써 3차원의 복잡한 입체 구조물이나 형상을 만들 수 있는 시스템은 이미 공지되어져 있다. 영국 특허 제 726328 호에 개시된 바와 같이, 자석요소(magnetic element)는 단순한 N-S극만으로 되어 있을 뿐만 아니라, 다른 형상을 가지는 NSN 또는 SNS 되어 있을 수 있으며, 또는 다른 구조물을 만들 수 있도록 원래의 방법에 결합되어질 수 있는 다른 것으로 될 수도 있다.

안쪽이 자석이 있는 종래의 시스템은 강자성체 요소 또는 봉(bar) 그리고 금속구로 구성되어지고, 따라서 3차원적 입체구조를 만들 수 있고, 또한 어떤 결정형 구조(crystallographic shape)를 만드는 것이 가능하다.

공지된 종래의 시스템은 모두 동일한 길이를 가지는 봉형태의 요소를 포함하는 세트의 수단으로 구성되어지며, 상기 요소들은 강자성체 중간틈(ferromagnetic interspace)으로 분리된 두개의 단부 각각에 하나씩 두 개의 자석으로 구성되며, 또한 강자성 구(ferromagnetic sphere)로 구성된다. 상기 시스템은 복잡한 3차원적 입체 구조를 구현할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 문제점은 적은 개수의 요소로 더욱 다양한 범위의 3차원적 그리고 결정형 구조물을 만들고자 하는데 있다.

나아가, 봉(bar)과 같은 요소물의 자석요소와 구형태의 강자성 요소를 가지는, 구조적인 관점에서 더욱 안정적인 조립체를 만들 수 있으며, 이러한 방법으로 더 크고 더욱 복잡한 조립체를 조립하는 것이 가능하게 하는 것이 본 발명의 목적이다.

따라서 복잡한 구조물을 조립하기 위한 한 세트의 요소물을 가지는 본 발명의 목적은 제 1 길이로 된 다수의 제 1 자석봉 요소(magnetic bar element), 다수의 강자성 요소(ferromagnetic element) 그리고 제 2 길이로 된 다수의 제 2 자석봉 요소로 구성되어지는 세트에 관한 것이다.

특히 상기 제 1 및 제 2 길이는, 단지 두 개의 봉요소들을 이용하여 기존의 2차원 및 3차원 구조물을 여러 개 만드는 것이 가능한 방법으로 결정되어질 수 있다.

본 발명을 따라서 강자성 요소는 대칭적인 3차원 형상을 갖는 것이 선호되어진다.

더욱 선호적으로는 본 발명을 따라서 강자성 요소는 구형모양을 갖는다.

나아가 본 발명에 따라서, 상기 제 2 봉요소의 제 2 길이는, 측면으로 네 개의 제 1 봉요소로 구성된 사각형의 대각선 길이에 상응하도록 선택될 수 있으며, 이때 상기 제 1 봉요소들은 상기 사각형 모서리에서 네 개의 강자성 요소에 의해 연결하여 지게 되는 것이다.

또한 본 발명에 따라서, 상기 제 2 봉요소의 제 2 길이는, 측면으로 네 개의 제 1 봉요소로 구성된 사각형의 대각선 길이 일체를 구성하는 일 부분(integral fraction)(이하 “일체형 부분”)에 상응하도록 선택될 수 있으며, 이때 상기 제 1 봉요소들은 상기 사각형 모서리에서 네 개의 강자성 요소에 의해 연결하여 지게 되는 것이다.

상기 일체형 부분(integral fraction)은 대각선의 1/2이 될 수 있다.

또한 상기 일체형 부분(integral fraction)은 대각선의 1/3이 될 수 있다.더 나아가 상기 일체형 부분(integral fraction)은 대각선에 대해서 1/4이 될 수 있다.

선호적으로는 본 발명에 따라서, 제 2 봉요소의 제 2 길이는, 측면으로 네 개의 제 1 봉요소로 구성된 사각형의 대각선 길이 1/2에서 강자성 요소 최대 치수(main dimension)를 뺀 크기에 상응하도록 선택될 수 있으며, 이때 상기 제 1 봉요소들은 상기 사각형 모서리에서 네 개의 강자성 요소에 의해 연결하여 지게 되는 것이다.

강자성 요소의 최대 크기(main dimension)는 예를 들어 평행육면체 요소에서 기하학 모양의 대향된 면 사이의 거리중 하나로 구성되어질 수 있다.

본 발명에 따라서, 상기 최대치수(main dimension)는 구의 직경이다.

또한 본 발명에 따라서, 상기 강자성 요소들은 복잡한 모양(구성)의 정점으로서, 그리고 상기 대각선을 따라 제공된 제 2 봉요소들을 위한 연결요소(커플링 요소)로 사용될 수 있다. (도 5)

나아가 본 발명에 따라서, 상기 강자성 요소는 복잡한 모양(구성)의 정점으로 사용될 수 있을 뿐 아니라, 복잡한 모양(구성)의 중심에서 동일한 제 2 봉요소들을 연결시키는, 최소한 두 개의 제 2 봉요소의 연결요소 로서도 사용될 수 있다. (도 6)

선호적으로 본 발명에 따라서, 상기 강자성 요소의 최대치수는 복잡한 모양(3차원 형상)을 만들기 위해 사용되는 일측변 길이 약()배가 되며, 상기 일측변 길이는 사용되어지는 두개의 강자성체 요소 중앙 사이의 거리가 된다.

나아가 본 발명에 따라서, 상기 요소물 세트는 제 1 강자성 요소와는 다른 크기를 갖는 제 2 강자성 요소를 제공할 수 있다.

본 발명에 따라서, 상기 제 2 강자성 요소는 모양의 대각선을 따라 제공된 제 2 봉요소를 위한 연결요소(coupling element)로 사용된다.

또한 상기 제 2 강자성 요소는 복잡한 모양의 중심에서 연결작용을 하도록 제공된 연결요소로써 사용되어질 수 있다. (도 6)

본 발명에 따라서, 상기 제 1 봉요소는 8각형의 단면을 가질 수 있다.

상기 제 1 봉요소 또는/및 상기 제 2 봉요소는 외부덮개(outer cover)를 가질 수 있는 데, 상기 덮개는 봉요소의 기저부(basis)를 덮지 않는다.

나아가 본 발명에 따라서, 상기 제 1 봉요소 또는/및 제 2 봉요소는 기저부를 부분적으로 혹은 완전하게 포함할 수 있는 외부 덮개를 가질 수 있는데, 상기 덮개는 플라스틱으로 만들어지는 것이 선호되어진다.

선호적으로 강자성요소는 강철 금속으로 구성되어지는 것이 선호되어진다.

본 발명은 선호적인 실시예에 따라, 특히 첨부된 도면을 참고로 하여 비제한적인 목적을 위하여 설명될 것이다.

도 1에서는 길이가 일정한 자석봉(magnetic bar, 1)이 도시되어진다. 상기 자석봉은 금속부분을 보호하기 위하여 폴리프로필렌(polypropylene)과 같은 플라스틱재에 의해 코팅되어진다. 나아가 상기 자석봉은 8각형 단면을 가진다.

도 2에서는 자석봉(1)에 상응하는 다른 자석봉(2)이 도시되어지는데, 일정한 기하학적 형상을 얻도록 적절하게 계산되어질 수 있는 다른 길이를 가지는 것이 특징이다.

도 3은 강자성체 연결요소(ferromagentic coupling element, 3)를 도시하고 있는 데, 이 경우에는 모양이 구(毬)형이다. 상기 연결을 실현하는 재료는 예를 들어 금속(철, steel)이 될 수 있다. 도 4에서는 각각의 모서리에 4개의 구형 연결요소(3)를 배치하여 4각형을 이루도록 하는 방법으로 연결되어진 네 개의 자석모듈(magnetic module, 1)을 관찰할 수 있다. 두 개의 대각선으로 대향된 정점은 추가적인 자석모듈(4)로 연결되어지며, 따라서 동일한 사각형의 대각선을 형성한다. 모듈(1)의 크기를 ℓ,연결구(3)의 반지름을 r, 모듈(4)의 길이를 a라고 가정하면 기술된 형상을 만들기 위하여 다음과 같은 관계가 얻어진다.

삭제

도 5는 도 1에 도시된 것과 동일한 사각형을 도시하는데, 네 개의 모듈(자석 봉)(1)과 네 개의 구형 연결요소(3)로 구성되며, 대각선은 단일의 모듈 요소(4)의 절반의 길이를 가지는 두 개의 요소(5)로 구성되어지며, 따라서 두개의 모듈로 구성된 대각선을 형성한다.

도 6은 도 4,5에 도시된 것과 동일한 사각형을 도시하는데, 네 개의 모듈(1)과 네 개의 구형 연결요소(3)로 구성되며, 대각선이 중앙에 하나의 구형 연결요소(3)가 결합된 두 개의 모듈(6)로 이루어진다. 이러한 방식으로 더욱 복잡한 형태를 만드는 것이 가능하다. 모듈(1)의 크기와 연결요소(3)에 대한 b로서 표기되어지는 모듈(6)의 크기 사이의 관계는 다음과 같다(도 3에 표시된 동일한 기호를 사용).

도 7은 12개의 모듈(1)에 의해 실현되는 면심입방체를 도시하는데, 상기 12개의 모듈은 8개의 구형 연결요소(3)에 의해 연결되어진다. 상기 입방체의 모서리 각각은 모듈 요소(7)에 의해 동 입방체의 중심에 제공된 추가적인 연결요소(3)와 연결되어진다. 상기 모듈(1)의 길이를 ℓ, 연결요소(3) 구형의 반경을 r, 입방체 중심에서 정점을 연결시키는 모듈 요소(7)의 크기를 c라고 하면, 이들의 관계는 다음과 같다.

이상적인 입방체의 절대크기(absolute dimension)를 알고자 한다면, 상기 모듈 봉의 길이 a, c 그리고 연결요소의 최종크기(finished dimension)를 감안한 2r로 충분하다. 이러한 방식으로, 동일한 입방체 일 측면에 대한 모서리와 입방체 중심 간 거리의 비는 이다. 이와 달리, 모든 정점에 사용될 단일 구의 치수를 알고자 하며, 이에 따라 입방체 절대 크기가 결정되도록 원한다면, 그 크기는 상기와 같은 구조에 해당하는 이상적인 입방체의 절대 일측변 길이 ()배인 크기의 직경을 가질 것이다. 상기 절대 일측변 길이라 함은 사각형 일측변을 구성하기 위해 두 모서리에서 사용된 강자성체 요소 중심 사이의 거리를 말하는 것이다.

동일한 모듈(1)만을 사용하지만 구형 연결요소(3)는 직경이 다른 것을 사용하여 면심입방체를 만들 수 있다.

본 발명에 의해서, 복작한 요소를 실현하는데 사용되어지는 수많은 요소에 비하여, 더욱 경제적인 이점을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 동일한 구조물을 더 강하게 할 수 있으며, 가장 적은 개수의 요소로 결정구조를 나타내고 연구하거나 갖고 놀 수 있다.

본 발명은 선호되는 실시예에 따라서 비제한적인 목적으로 기술되어지고 있지만, 첨부된 청구항에서 기재된 발명의 범위에서 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 변형 또는/및 수정을 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 한 세트의 제 1 자석봉(magnetic bar)을 도시한다.

도 2는 상기 제 1자석봉 보다 더 짧은 길이를 가지는 본 발명에 따른 한 세트의 제2 자석봉을 도시한다.

도 3은 본 발명에 따른 한 세트의 강자성구(spherical ferromagnetic material)를 도시한다.

도 4는 하나의 모듈(single module)로 대각선이 연결된 사각형이 만들어진 것을 도시한다.

도 5는 여러 개의 모듈로 대각선이 연결된 사각형이 만들어진 것을 도시한다.

도 6은 구형 커플링 요소와 두 개의 모듈로 연결된 사각형이 만들어진 것을 도시한다.

도 7은 면심입방체를 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,2 : 자석봉(또는 모듈) 3 : 강자성 연결요소

4,5,6,7 : 자석모듈 요소

삭제

Claims (22)

1. 다수의 제 1 봉요소(1)와 다수의 강자성체 요소(3)를 포함하며, 복잡한 구조물을 조립하기 위한 조립 구조물용 요소물에 있어서,

   상기 요소물은 제 2 봉요소(2,4,5,6,7)를 추가로 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 요소들은 자석요소이며, 각각 제 1 길이와 제 2 길이를 갖도록 구성되고,

   상기 제 2 봉요소의 제 2 길이는, 네 개의 강자성체 요소(3)가 사각형의 모서리에 위치하며, 이들 모서리 사이를 연결시키는 네 개의 제 1 봉요소(1)로 구성되는 사각형의 대각선을 연결시키는 길이로 선택되거나, 상기 사각형의 대각선을 연결시키는 길이의 일체를 구성시키는 일부분(integral fraction)에 해당하는 길이로 선택되어 지는 것임을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 강자성체 요소(3)는 대칭적인 3차원 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 강자성체 요소(3)는 구모양을 가지는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 일체를 구성시키는 일부분(integral fraction)은 상기 대각선을 연결시키는 길이의 1/2인 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 일체를 구성시키는 일부분(integral fraction)은 상기 대각선을 연결시키는 길이의 1/3인 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 일체를 구성시키는 일부분(integral fraction)은 상기 대각선을 연결시키는 길이의 1/4인 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 봉요소(6)의 제 2 길이는, 측면으로 네 개의 제 1 봉요소로 구성된 사각형으로서, 제 1 봉요소들이 상기 사각형 모서리에서 네 개의 강자석 요소에 의해 연결하여 지게 되는 사각형 대각선 길이 1/2에서 강자성 요소 최대 크기(main dimension)를 뺀 크기에 상응하도록 선택되는 것임을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 최대치수(main dimension)는 구의 직경인 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 강자성체 요소(3)는 상기 대각선을 따라 제공된 제 2 봉요소(2,6)를 위한 연결요소 뿐만 아니라 복잡한 형상의 정점으로서도 사용되어지는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 강자성체 요소(3)는, 복잡한 형상의 중심에서 제 2 봉요소(2,6)와 연결되도록, 두 개 이상의 제 2 봉요소(2,6)의 연결요소 뿐만 아니라 복잡한 모양의 정점으로도 사용되어지는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 강자성체 요소(3)의 최대치수는 복잡한 형상을 만드는데 사용되는 일측변 길이의 약( )배로 되고, 상기 일측변 길이는 사용된 두 개의 강자성체 요소의 중심 사이의 거리인 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 강자성체 요소의 크기와 다른 크기를 가지는 제 2 강자성체 요소(3)가 제공되는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 강자성체 요소(3)는, 모양의 대각선을 따라서 제공된 제 2 봉요소(2,4,6,7)를 위한 연결요소로서 사용되어지는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 강자성체 요소(3)는 복잡한 모양의 중심에서 연결되도록 제공된 연결요소로서 사용되어지는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 봉요소(1)는 8각형의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 봉요소(2,4,6,7)는 8각형의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
19. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 봉요소(1) 또는/및 제 2 봉요소(2,4,6,7)는 외부 덮개를 갖으며, 상기 덮개는 봉요소의 기저부(basis)를 덮지 않는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소
20. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 봉요소(1) 또는/및 제 2 봉요소(2,4,6,7)는 기저부를 부분적으로 또는 완전히 포함할 수 있는 외부덮개를 가질 수 있으며, 상기 덮개는 플라스틱 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
21. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 강자성 요소(3)는 철로서 만들어지는 것을 특징으로 하는 조립 구조물용 요소물.
22. 삭제