KR100524152B1 - 자석 퍼즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구형 또는 원기둥형 자석이 판상의 몸체 내부에 유동 가능하게 결합된 자석 퍼즐에 관한 것이다.

본 발명의 자석 퍼즐은, 높이에 비하여 가로와 세로의 칫수가 상대적으로 크며, 내측 테두리부를 따라 그 내부 적어도 어느 한 일측에 자석유동공간(R)이 구비된 판상의 몸체(31)와; 상기 몸체(31)내의 각 자석유동공간(R)에 유동 가능하게 삽입된 구형 또는 원기둥형 자석(32)(33)으로 이루어진 퍼즐 조각(30) 다수로 구성되며, 자석이 몸체 내부에 유동 가능하게 결합되며, 자석이 유동에 의해 회전 가능한 형상을 갖도록 함에 본 발명의 기술적 특징이 있다.

본 발명의 자석 퍼즐은, 자석이 유동 가능하게 결합됨으로써, 두 자석이 접근시 척력에 의해 어느 한 자석이 회전하면서 두 자석 사이에 인력이 작용하게 되기 때문에 퍼즐 조각들을 연결시 자석간의 척력 때문에 퍼즐 조각을 뒤집을 필요 없이 바로 연결할 수 있는 이점이 있다.

Description

자석 퍼즐{Magnetic puzzle}

본 발명은 판상의 퍼즐 조각 다수로 구성된 자석 퍼즐에 관한 것으로, 더 자세하게는 두께에 비하여 가로 및 세로가 상대적으로 큰 판상의 몸체내 테두리부의 적어도 어느 한 일측에 자석유동공간을 형성시키고, 각 자석유동공간 내부에서 자유롭게 유동 가능토록 구형 또는 원기둥형의 자석을 결합시킨 퍼즐 조각 다수로 자석 퍼즐을 구성함으로써, 퍼즐 조각의 몸체와 몸체를 이용하여 다양한 형태의 조형물을 조립시 맞대어진 몸체와 몸체의 각 내부 자석유동공간에 넣어진 자석이 자력에 의해 상대 자석을 잡아당겨 몸체와 몸체가 서로 분리 가능하게 연결될 수 있도록, 자석 스스로가 몸체 내부에서 인접 자석과의 척력에 의해 유동 및 회전하여 두 자석 사이에 항상 인력이 작용되도록 한 자석 퍼즐에 관한 것이다.

수 많은 어린이용 완구들 중에서 어린이들의 창의성 향상 많은 도움을 주며, 단기간이 아닌 장기간에 걸쳐 갖고 놀기에 적합함으로써 전세계 각국에서 오래도록 널리 판매되고 있는 대표적인 완구로는 레고를 들 수 있다.

상기 레고는 다양한 형상의 부품들을 어린이 각자의 취향과 생각에 따라 조립함으로써 어린이들의 상상력과 창의력 향상에 매우 도움이 되고 있는 완구이며, 나이에 따라 각 부품들의 크기를 달리하면서도 서로 다른 크기의 부품 사이에서도 일정한 비율로 그 크기를 달리함으로써, 크기가 다른 부품들을 함께 조립할 수 있도록 하는 등 유아부터 초등학교 고학년 학생까지 함께 즐길 수 있는 대표적인 완구이다.

그러나, 상기 레고는 그 특성상 특정 형상을 만들기 위해서는 그 형상에 맞는 특정 모양의 부품이 반드시 필요한 제약이 따르게 되고, 각 부품들은 직육면체 또는 정육면체를 기본으로 하는 3차원적인 형상으로서, 테마별 여러 종류의 레고를 갖게 되면 부품들의 부피가 커져 보관에 어려움이 있으며, 모아져 있는 많은 레고 부품들 중에서 특정 부품을 찾기 위한 시간이 많이 걸리기 때문에 특정 형상을 조립하기 위한 시간이 과다하게 소요되는 문제가 있다.

상기와 같은 레고의 단점을 해결하고, 특정 테마와 관련된 정형적인 기본 조형물 형상이 없기 때문에 조형물을 만들 때 선입관에 좌우되지 않으면서 기하학적인 창의성을 배양하는데 유익한 자석 놀이 완구가 개발되었는 바, 이를 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 종래의 상기 자석 놀이 완구는, 합성수지 외피에 의해 감싸지며, 금속봉의 양 선단면에 영구자석이 결합된 자석 스틱과 금속구로 구성되며, 금속구를 매개로 하여 상기 다수의 자석 스틱들이 연속적으로 연결되도록 함으로써, 원하는 모형이나 구조물을 만들 수 있도록 한 완구이다.

즉, 엄밀히 말하면 3차원적인 부피를 가지기는 하나, 2차원인 선의 역할을 하는 자석 스틱과 1차원인 점의 역할을 하는 금속구를 이용하여 3차원의 다양한 조형물 모형을 만들 수 있도록 함으로써, 어린이의 공간 지각 능력과 기하학적 조형물에 대한 이해도 및 창의성을 향상시킬 수 있도록 한 것이 상기 자석 놀이 완구이다.

상기와 같은 종래 자석 놀이 완구의 대표적인 실시예를 도 1 내지 도 2에 의해 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 자석 놀이 완구의 사용 상태를 보인 사시도이고, 도 2는 종래 자석 놀이 완구를 구성하는 자석 스틱의 단면도와 기본적인 조립 구조를 보인 단면도이다.

도시한 바와 같이 종래의 자석 놀이 완구는, 양 선단면에 원판 또는 원기둥형 영구자석(11)이 각각 밀착된 금속봉(12)과 영구자석(11)의 외주면 및 영구자석(11)의 외측 선단면(S) 테두리부를 합성수지 외피(13)로 함께 피복시킨 자석 스틱(1)과, 금속구(2)로 구성되며, 각 금속구(2)를 매개로 하여 다수의 자석 스틱(1)이 연결될 수 있는 구조이다.

상기 자석 스틱(1)은 금속봉(12)의 양 선단면에 원반형의 영구자석(11)이 각각 밀착 결합됨으로써 자석 스틱(1)이 막대자석화 하게 되어 그 일측은 N극, 타측은 S극의 극성을 나타내게 된다.

그리고, 상기 자석 스틱(1)의 각 선단면은 자력에 의해 상기 금속구(2)의 표면에 부착되는 바, 그 연결 구조는 삼각형 구조가 가장 기본적인 구조로서, 이 구조를 기본으로 하여 더욱 크고 다양한 형상의 구조물 모형이 만들어지게 된다.

상기와 같은 종래의 자석 놀이 완구는 1차원인 점의 역할을 하는 금속구와 2차원인 선의 역할을 하는 자석 스틱으로 구성되어 보관시 그 부피가 최소화되며, 영구자석에 의해 각 부품들이 부착되기 때문에 분실의 염려가 적은 장점이 있으나, 점과 직선만으로 이루어지기 때문에 조립할 수 있는 형상이 제한되는 단점이 있으며, 평면을 구성할 수 없다는 단점이 있다.

따라서, 상기와 같은 자석 놀이 완구의 단점을 해결하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이, 판상의 몸체(31) 측면을 다라 다수의 자석(32)이 고정 결합된 자석 퍼즐이 개발되었으며, 상기와 같은 판상의 자석 퍼즐을 이용하여 더욱 다양한 구조의 모형을 만들 수 있게 되었다.

그러나, 자석 스틱과 마찬가지로 상기의 판상 자석 퍼즐 역시 자석이 고정된 상태이기 때문에 금속구를 개재시키지 않고 스틱과 스틱, 스틱과 퍼즐 또는 퍼즐과 퍼즐을 직접 연결하는 경우 스틱과 퍼즐에 고정 결합된 자석이 동일한 극을 갖는 경우 서로 붙일 수 없는 경우가 발생되거나, 반대되는 극끼리 접촉할 수 있도록 스틱이나 퍼즐의 결합 방향을 바꾸어 주어야 하는 불편함이 있다.

즉, 종래의 자석 놀이 완구나 자석 퍼즐은 자석이 고정 결합된 상태이기 때문에 척력이 작용될 수 밖에 없는 바, 자석 스틱이나 퍼즐의 연결 방향을 조정하여 척력이 작용되지 않도록 하여야만 하는 불편함이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 자석 놀이 완구나 자석 퍼즐이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 판상의 몸체에 다수의 자석을 결합시키되, 몸체 내부에 결합된 자석이 인접한 몸체 내부의 자석과 동일한 극일 경우 둘 사이에서 발생되는 척력에 의해 일측 자석이 스스로 회전하여 타측 자석과 반대극이 되면서 서로간에 인력이 발생되도록 함으로써, 몸체에 결합된 자석의 극에 관계 없이 어떠한 방향으로도 서로 연결이 가능한 자석 퍼즐을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 몸체 내부의 자석유동공간에 유동 가능한 상태로 삽입되는 구형 또는 원기둥형 자석에 의하여 달성된다.

본 발명의 자석 퍼즐은, 두께에 비하여 가로와 세로의 칫수가 상대적으로 크며, 내측 테두리부를 따라 적어도 하나 이상의 자석유동공간이 구비된 판상의 몸체와; 구형 또는 원기둥형 중 적어도 어느 한 형상을 하며, 상기 몸체 내부의 각 자석유동공간에 회전 및 유동 가능하게 넣어지는 자석으로 구성된 단위 퍼즐 조각 다수로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명 자석 퍼즐에서, 각 자석을 퍼즐 조각의 몸체 내부에 고정시키지 않고 자석의 크기보다 큰 자석유동공간에 넣어 유동이 가능토록 한 것은, 두 퍼즐 조각을 자력의 힘으로 연결하고자 할 때 몸체 내부의 자석이 척력에 의해 몸체 내부의 자석유동공간에서 유동하면서 회전이 가능토록 함으로써, 인접하게 되는 두 자석간에 항상 인력이 작용되도록 하기 위한 것이다.

즉, 어느 한 퍼즐 조각의 몸체 내부 자석유동공간에 넣어진 자석이, 이에 연결되는 타 퍼즐 조각의 몸체 내부 자석유동공간에 넣어진 자석과 동일한 극성을 가질 경우 두 자석 사이의 척력이 작용되고, 이 척력을 해소하기 위하여 어느 한 자석이 자석유동공간 내부에서 유동 및 회전하게 되어 두 자석이 반대 극성을 갖게 됨에 따라 두 자석 사이에 인력이 작용하게 되며, 그에 따라, 일측 퍼즐 조각의 방향을 바꾸지 않고도 퍼즐 조각과 퍼즐 조각을 그대로 상호 연결할 수 있게 되는 바, 상기와 같이 회전 가능한 형상인 구형 또는 원기둥형 자석을 몸체 내부에 결합시키되, 이를 몸체에 고정시키지 않고 그 내부에서 회전 및 유동이 가능토록 자석의 크기보다 상대적으로 큰 자석유동공간에 자석을 넣는 방식으로 결합시킴에 본 발명의 기술적 특징이 있다.

그리고, 상기 구형 자석은 일측 반구와 타측 반구가 각각 S 및 N극이 되며, 원기둥형 자석의 경우 일반적인 원기둥형 자석과 달리 길이 방향으로 두 극이 구분되지 않고 직경 방향으로 구분되도록 함에 그 구조적 특징이 있다.

즉, 본 발명에 사용되는 원기둥형 자석의 경우 길이 방향에 수직한 원형 단면을 길이 방향으로 1/2씩 나누어 각 반원형 단면 기둥 자석이 S 및 N극을 이루는 구조가 됨으로써, 척력과 인력에 의해, 구형의 경우와 같이, 원활한 회전이 가능하게 된다.

상기와 같이, 본 발명은, 각 퍼즐 조각의 몸체 내부에 다수의 구형 또는 원기둥형 자석이 회전 및 유동 가능하도록 결합되는 바, 각 퍼즐 조각을 자력의 힘으로 연결할 때 서로 접촉하게 되는 인접 퍼즐 조각 각각에 결합된 자석의 극이 동일한 극성을 가지는 경우에도 퍼즐 조각과 조각이 척력에 의해 밀려나지 않고, 척력에 의해 퍼즐 조각의 몸체 내부 자석이 스스로 회전하여 인력이 작용되는 상태가 됨으로써, 종래의 자석 놀이 완구나 자석 퍼즐과 같이 인접 자석의 극성을 반대극으로 바꿔주기 위하여 자석 스틱이나 퍼즐 조각의 방향을 바꾸어 줄 필요가 없이, 퍼즐 조각들을 그대로 연결할 수 있게 된다.

본 발명 자석 놀이완구의 상기 목적에 대한 기술적 구성 및 작용 효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의하여 명확하게 이해될 것이다.

도 3에 본 발명 일실시예 자석 퍼즐의 사용 상태도를, 도 4에 본 발명을 구성하는 제1실시예 퍼즐 조각의 사시도를, 도 5에 구형 및 원기둥형 자석의 사시도를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 자석 퍼즐은, 높이에 비하여 가로와 세로의 칫수가 상대적으로 큰 판상의 형상을 하며, 내측 테두리부를 따라 적어도 하나 이상의 자석유동공간(R)이 구비된 판상의 몸체(31)와;

상기 몸체(31)내의 각 자석유동공간(R)에 유동 가능하게 삽입된 구형 자석(32)으로 이루어진 퍼즐 조각(30) 다수로 구성된다.

이때, 상기 몸체(31)는, 그 내부의 구형 자석(32)이 외부에서 보일 수 있도록 투명 내지는 반투명 합성수지 재질이 바람직하며, 몸체(31)의 각 모서리부에 형성시킨 만곡부(B)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 자성을 가진 금속구(M)를 본 발명의 자석 퍼즐과 함께 이용하여 좀더 다양한 조형물 모형 등을 만드는데 필요한 요소로서, 필요에 따라 상기 몸체(31)에 만곡부(B)를 형성시키거나 형성시키지 않을 수도 있다.

또한, 상기와 같이 구형 자석(32)만이 결합된 퍼즐 조각 외에, 도 7과 8에 도시된 바와 같이, 몸체(31) 내부에 원기둥형 자석(33)만이 결합될 수도 있으며, 퍼즐 조각간의 결합력을 향상시키기 위하여 구형 자석(32)과 원기둥형 자석(33)이 함께 결합될 수도 있다.

상기와 같이 몸체(31) 내부의 각 자석유동공간(R)에 자석이 유동 가능하게 넣어진 퍼즐 조각들은 측면이 접촉되는 방식으로 연결되는 바, 자력이 감소되지 않도록 측벽(W)의 두께를 가능한 얇게 만들거나, 도 9에 도시된 바와 같이, 자석유동공간(R)을 형성하고 있는 측벽(W)의 폭 방향 중앙부에 측벽(W)의 길이 방향을 따라 일자형 관통공(H)을 형성시켜 자석의 외주면이 측벽의 외측면까지 드러나도록 함으로써 인접한 자석과 자석이 서로 직접 붙도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같이 구성되는 각 퍼즐 조각(30)의 몸체(31) 외면은, 서로 평행한 상면과 저면 및 이들을 연결하는 측면으로 이루어지는 바, 이 측면을 상면 및 저면과 직각을 이루는 수직측면(S_S)만으로 구성할 수도 있으나, 이러한 경우, 금속구(M)를 퍼즐 조각 몸체(31) 모서리의 만곡부(B)에 개재시키지 않게 되면, 퍼즐 조각과 조각의 연결 역시 수직적인 결합으로 이루어지게 되어 조립될 수 있는 형상에 제약을 받을 수도 있다.

따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 필요에 따라, 몸체(30)의 측면을, 하나의 수직측면(S_S)으로 구성하거나(도 10의 가), 하나 이상의 경사측면(S_S')과 하나의 수직측면(S_S)으로 구성하거나(도 10의 나), 적어도 하나 이상의 경사측면(S_S')으로 구성하거나(도 10의 다), 하나의 경사측면(S_S')으로 구성할(도 10의 라) 수 있으며, 인접 자석간의 접촉을 위하여 각 측면 (S_S)(S_S')의 폭 방향 중앙부에 길이 방향을 따라 관통공(H)을 형성시키는 것도 바람직하다.

그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 퍼즐 조각 몸체(31)의 일측 측면으로부터 내측으로 상면과 저면을 관통하는 일자형 조립홈(G)을 형성시키게 되면 퍼즐 조각과 조각을 서로 관통시키는 형태로 결합시킬 수 있어 더욱 다양한 형상의 모형을 조립할 수가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 자석 퍼즐은, 각 퍼즐 조각의 몸체 내부에 구형 또는 실린더형 자석이 회전 및 유동 가능하게 결합됨으로써, 퍼즐 조각들이 접촉시 각각의 내부에 넣어진 자석이 서로 동일한 극성을 가지게 될 경우, 척력에 의해 두 자석 중 어느 한 자석이 회전하여 두 자석 사이에 인력이 작용하게 되며, 그 결과, 한 퍼즐 조각에 다른 퍼즐 조각 또는 자석 스틱을 연결시 척력 때문에 퍼즐 조각이나 스틱을 뒤집을 필요 없이 바로 연결할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 자석 놀이 완구의 사용 상태를 보인 사시도.

도 2는 종래 자석 놀이 완구를 보인 것으로,

(가)는 자석 놀이 완구를 구성하는 자석 스틱의 단면도이며,

(나)는 자석 놀이 완구의 기본적인 조립 구조를 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명 일실시예 자석 퍼즐을 보인 것으로,

(가)는 구형 자석을 사용한 자석 퍼즐의 사용 상태도이고,

(나)는 원기둥형 자석을 사용한 자석 퍼즐의 사용 상태도이다.

도 4는 본 발명 자석 퍼즐을 구성하는 제1실시예 퍼즐 조각을 보인 것으로,

(가)는 사시도이고,

(나)는 평면도이다.

도 5는 퍼즐 조각을 구성하는 일실시예 자석을 보인 것으로,

(가)는 구형 자석의 사시도이고,

(나)는 원기둥형 자석의 사시도이다.

도 6은 제1실시예 퍼즐 조각들의 조립 상태를 보인 평면도.

도 7은 본 발명 자석 퍼즐을 구성하는 제2실시예 퍼즐 조각의 평면도.

도 8은 본 발명 자석 퍼즐을 구성하는 제3실시예 퍼즐 조각의 평면도.

도 9는 측면에 관통공이 형성된 제4실시예 퍼즐 조각의 부분 조립 단면도.

도 10은 본 발명 자석 퍼즐을 구성하는 퍼즐 조각의 측면을 보인 것으로,

(가)는 측면이 하나의 수직측면만으로 이루어진 퍼즐 조각의 부분 단면도이고,

(나)는 측면이 하나의 수직측면과 한 쌍의 경사측면으로 이루어진 퍼즐 조각의 부분 단면도이며,

(다)는 측면이 한 쌍의 경사측면으로 이루어진 퍼즐 조각의 부분 단면도이고,

(가)는 측면이 하나의 수직측면만으로 이루어진 퍼즐 조각의 부분 단면도이다.

도 11은 조립홈이 형성된 제5실시예 퍼즐 조각을 보인 것으로,

(가)는 사시도이고,

(나)는 조립 사시도이다.

((도면의 주요부분에 대한 부호의 설명))

1. 자석 스틱 2. 금속구 11. 영구자석

12. 금속봉 13. 외피 30. 퍼즐 조각

31. 몸체 32. 구형 자석 33. 원기둥형 자석

B. 만곡부 G. 조립홈 H. 관통공

R. 자석유동공간 S_S. 수직측면 S_S'. 경사측면

W. 측벽

Claims (8)

1. 합성수지 몸체에 영구자석이 결합된 자석 놀이 완구 또는 자석 퍼즐에 있어서,

   내측 테두리부를 따라 단면 칫수에 비하여 길이가 상대적으로 긴 자석유동공간(R)이 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 자석유동공간(R)을 형성하는 측벽(W)의 폭 방향 중앙부에 측벽(W)의 길이 방향을 따라 일자형 관통공(H)이 형성되고, 투명 합성수지 재질 또는 반투명 합성수지 재질 중의 어느 하나로 이루어지며, 높이에 비하여 가로와 세로의 칫수가 상대적으로 큰 판상의 몸체(31)와;

   상기 몸체(31)내의 각 자석유동공간(R)에 유동 가능하게 삽입된 자석(32)(33)으로 이루어진 퍼즐 조각(30) 다수로 구성된 것을 특징으로 하는 자석 퍼즐.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 상기 몸체(31)의 각 모서리부에는 만곡부(B)가 형성된 것을 특징으로 하는 자석 퍼즐.
7. 제 1항에 있어서, 상기 몸체(31)의 측면은, 하나의 수직측면(S_S), 적어도 하나 이상의 경사측면(S_S') 또는 하나 이상의 경사측면(S_S')과 하나의 수직측면(S_S)이 조합된 형태 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자석 퍼즐.
8. 제 1항에 있어서, 상기 몸체(31)에는, 일측 측면으로부터 내측으로 상면과 저면을 관통하는 일자형 조립홈(G)이 형성된 것을 특징으로 하는 자석 퍼즐.