KR100894166B1 - 자석결합부재를 이용한 조합식 완구 - Google Patents

Abstract

서로 결합되는 완구의 부분에 서로 대응되도록 홈과 돌기를 형성하고, 홈의 저부나 돌기 가운데 적어도 하나에는 자석을 설치하고, 다른 하나에는 반대 극성의 자석이나 자성체를 설치하여 자석과 자석 혹은 자석과 자성체가 결합하면서 홈과 상기 돌기가 서로 결합하도록 이루어지며, 자석 혹은 자성체는 완구의 부분으로부터 이탈이 방지되도록 홈이나 상기 돌기의 직경보다 직경이 큰 매립부를 가지는 것을 특징으로 하는, 자석결합부재를 가지는 조합식 완구가 개시된다.

본 발명에 따르면, 조합식으로 이루어지는 완구에서 부분들 사이의 결합 및 분해가 용이하며, 결합된 상태의 형상이 여러 형태를 이루면서 안정적으로 포즈를 취할 수 있으며, 또한, 완구에서 자석이 분리되어 유아가 삼킬 수 있는 상태가 되는 것을 방지하여 안전상의 문제를 예방할 수 있다.

Description

자석결합부재를 이용한 조합식 완구 {combination type toy having magnetic connection element}

본 발명은 조합식 완구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자석을 결합 수단으로 이용하여 복수의 블럭을 조합시켜 형태를 완성하는 조합식 완구에 관한 것이다.

조립식 완구에는, 적목(積木) 완구, 조목(組木) 완구와 같이 별도의 접착제를 사용하지 않고 간이한 조립 및 분해가 가능하도록 구성된 것과, 프라모델과 같이 접착제를 사용하여 일단 조립한 후에는 용이한 분해가 불가능하도록 구성된 것이 있다.

그런데, 접착제를 사용하지 않는 조립식 완구는, 기본적으로 각 부품 간의 접합이 견고하지 못하므로 소정 형상의 조립이 이루어진 후 약간의 충격만 가해지더라도 그 형상이 허물어진다는 문제점이 있었다. 이런 방지하기 위한 기계적인 체결 구조가 가미될 경우 조립 및 분해의 반복에 의해 제품의 수명이 길지 못하다는 문제점을 안고 있다.

특히, 어린이에 대한 교육의 용도로 구성된 조립식 완구의 경우, 손운동이 섬세하지 못하고 조심성이 취약한 어린이에 의해 사용된다는 측면을 고려할 때, 그 조립이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 조립된 형상이 쉽게 허물어질 수 있어 사용에 불리한 점이 있었다. 가령, 다양한 형상의 부품을 쌓아가는 조립 방식을 채택하는 구조의 경우에도, 그 부품의 접합면에 별다른 접착 구조가 마련되어 있지 아니하므로, 무게 중심이 허물어지지 않는 범위 내에서만 조립체의 구성이 가능한 바, 조립 가능한 형태에 일정한 한계를 가질 수밖에 없었다.

접착재를 사용하지 않는 조립식 완구의 결점을 보완할 수 있는 형태 가운데 하나로 자석을 이용하여 부재사이의 결합력을 어느 정도 유지시키는 자석결합을 이용한 조립식 완구가 있다. 자기 현상은 자체로서 매우 흥미로운 현상으로, 서로 떨어져 결속되지 않은 물체 사이에 눈에 보이지 않는 힘을 이용하여 끌어당기거나 배척하는 성질을 보인다. 자석결합 조립식 완구는 이러한 자기현상을 이용하는 것이므로 사용자의 선호가 높으며, 탈부착이 자유로우면서도 부착 상태에서 어느 정도의 결합력을 지닌다는 장점을 가진다.

그러나, 자석 결합은 자석끼리 혹은 자석과 자성체가 결합된 축방향으로는 비교적 강한 지지력을 가지지만 그에 수직한 방향, 즉, 측면으로부터의 힘이나 충격에는 약하여 자석 결합면이 미끌어지면서 결합된 자석들 사이의 혹은 자석과 자성체 사이의 거리가 멀어지고, 거리가 멀어지면 결합력은 거리의 제곱에 비례하여 훨씨 약해지므로 조립된 상태에서 결합구조가 쉽게 무너질 수 있다. 특히 입체적 지지구조는 입체적 결합의 편이성을 위해 구조 가운데 꺾이는 부분에는 자석 사이에 쇠구슬 등을 관절처럼 이용하는 경우가 많은 데 이는 쇠구술과 자석 사이의 결합된 부분이 점접촉을 하는 경우가 많아 특히 자석에 의한 결합력이 취약하고, 안 정성이 약하다는 단점이 있었다.

또한, 자석 결합 부재를 이용한 완구의 경우, 조립 부재나 조립 부재에 결합된 자석이 부분적으로 파손되거나, 압입한 자석이 빠지거나, 접착재로 고정한 자석이 접착재가 깨지거나 접착력이 약해져 분리될 경우 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 즉, 유아들이 자석을 입속에 넣고, 삼키면 자석끼리 혹은 자석과 자성체가 유아의 소화기관 내에서 생체막을 사이에 두고 자성에 의해 결합되어 분변을 통해 배출되지 않은 채 생체막을 손상시키고, 내출혈을 일으켜 건강과 생명에 중대한 위해가 될 수도 있다. 그러므로, 유아용 완구에 자석을 사용하는 것은 문제를 일으킬 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 자석 결합 부재를 이용한 완구의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조립 및 분해가 용이하며, 조립된 형상이 쉽게 허물어지지 않을 뿐만 아니라, 다양한 조합에 의해 여러 형태 및 포즈를 안정적으로 이룰 수 있으므로 흥미를 유발할 수 있고, 어린이의 창의력 및 표현 능력 개발에 도움을 줄 수 있는 자석 결합부재를 이용한 조합식 완구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 한편으로, 완구에서 자석 조각이 분리되어 유아가 삼킬 수 있는 상태가 되는 것을 방지할 수 있는 자석 결합 부재를 이용한 조합식 완구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 부가적 일 측면에 의하면 조합을 통해 다양한 표정과 몸짓을 가능하게 하는 동물 형태로 완성할 수 있는 자석 결합 부재를 이용한 조합식 완구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자석결합부재를 이용한 조합식 완구는, 서로 결합되는 완구의 부분에 서로 대응되도록 홈과 돌기를 형성하고, 홈의 저부나 돌기 가운데 적어도 하나에는 자석을 설치하고, 다른 하나에는 반대 극성의 자석이나 자성체를 설치하여 자석과 자석 혹은 자석과 자성체가 결합하면서 홈과 상기 돌기가 서로 결합하도록 이루어지며, 자석 혹은 자성체는 완구의 부분으 로부터 이탈이 방지되도록 홈이나 상기 돌기의 직경보다 직경이 큰 매립부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 홈과 이 홈에 끼워지는 돌기의 단면이 서로 대응되는 정다각형으로 이루어지면 홈과 돌기가 결합된 상태에서 서로 결합되는 완구의 부분 사이의 상호회전이 방지되어 안정적이고 고정적인 자세를 취할 수 있으므로 바람직하다.

한편, 이때 홈 및 돌기는 완구의 부분이 다를 때, 서로의 구분을 위해 단면이 서로 다른 각의 갯수를 가지는 정다각형으로 이루어질 수도 있고, 모든 홈 및 돌기가 서로 같은 정다각형으로 이루어지는 것일 수도 있다. 즉, 완구의 어느 부분이냐에 따라 부위가 서로 다를 때에는, 서로 다른 정다각형으로 이루어져 서로 끼워지지 않도록 이루어지거나, 동일한 정다각형으로 이루어져 다른 부위에도 서로 끼워질 수 있도록 이루어질 수도 있다.

본 발명에서 홈과 이 홈에 끼워지는 돌기의 단면은 서로 대응되는 다각형이 아니고, 서로 대응되는 홈과 돌기는, 가령, 톱니바퀴와 같이, 측면에 서로 정합될 수 있는 하나 이상의 볼록부 및 오목부를 가져 홈 및 돌기의 체결에 의해 홈과 돌기 사이의 상호 회전이 제한되는 구조를 가질 수도 있다.

본 발명에서 완구의 부분은 서로 결합될 수 있는 동물의 신체 부분으로 이루어질 수 있으며, 가령, 사자나 코끼리와 같은 동물의 몸통, 사지, 머리, 입, 코 등으로 이루어질 수 있다. 이런 경우, 조합식 완구에서 사지 및 머리는 공통적으로 몸통에 결합되고, 머리에는 입과 코 같은 이목구비 가운데 적어도 하나가 결합되도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 조합식으로 이루어지는 완구에서 부분들 사이의 결합 및 분해가 용이하며, 결합된 상태의 형상이 쉽게 허물어지지 않을 뿐만 아니라, 부분들 사이의 다양한 조합에 의해 여러 형태 및 포즈를 안정적으로 이룰 수 있으므로 흥미를 유발할 수 있고, 어린이의 창의력 및 표현 능력 개발에 도움을 줄 수 있다.

또한, 완구에서 부분들로부터 자석 조각이 분리되어 유아가 삼킬 수 있는 상태가 되는 것을 방지할 수 있으므로 자석 결합 부재를 이용한 완구에서 유아의 삼킴으로 인한 안전상의 문제를 예방할 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물모양 조합식 완구를 나타내는 사시도이다.

도1에서, 동물 완구는 몸통 부분(11), 사지 부분(15A, 15B), 꼬리 부분(19), 머리 부분(13), 코 및 입 부분(17)으로 이루어져 있다. 직접 표현되지는 않지만 사지 및 꼬리와 얼굴 부분은 직접 몸통 부분에 형성된 홈에 삽입되도록 자성체 돌기를 가진다. 몸통 부분(11)에 형성된 홈의 저면에는 자석이 설치되어 자성체 돌기가 삽입되었을 때 자성체 돌기와 자석이 자력에 의해 부착되도록 이루어진다. 머리 부 분(13)에는 입 및 코 부분(17)이 머리 부분(13)과 별도로 형성되어 역시 홈과 돌기 결합 방식으로 머리 부분(13)에 결합된다.

홈과 돌기의 길이는 원칙적으로 동일한 길이로 하며, 직경이나 모양도 동일한(상보적인) 모양을 하여 결합이 쉽게 이루어지도록 한다.

따라서, 동물의 꼬리나 머리 부분을 몸통을 달리하면서 결합시켜 볼 수 있고, 머리 부분에는 입 및 코 부분을 바꾸어가면서 결합시켜 볼 수 있다. 이 경우, 동물의 몸통과 머리, 사지가 어울리는 지를 확인할 수 있고, 원래의 적합한 몸통과 머리가 아닌 경우라도 창조적이고 재미있는 캐릭터를 형성할 수도 있다.

몸통과 머리 부분, 사지부분, 꼬리 부분, 입 및 코 부분을 적합한 조합의 경우 쉽게 알아볼 수 있도록 같은 색깔로 처리할 수도 있고, 그와 상관없이 다양한 색깔로 형성하여 여러 부분의 색깔이 결합할 때의 미감이나 특색을 즐길 수도 있다.

도2는 본 발명의 일 실시예로서 도1에 표현된 조합식 동물 완구 가운데 하나인 코끼리의 몸통 부분(11), 머리 부분(13), 입 및 코 부분(17)이 결합되는 형태를 나타내는 단면도이다.

도2에서, 머리 부분(13)에는 자성체 금속 가령, 스테인레스로 형성된 돌기(130)가 형성되어 있다. 이 돌기(130)는 머리 부분(13)에서 외측으로 돌출된 돌기 부분(133,137)과, 돌기 부분과 연결되면서 머리 부분(13)에 매립된 매립 부분으로 이루어진다. 돌기는 단면이 원형의 막대(rod) 형태이며, 돌출된 돌기 부분(133,137)의 길이는 몸통 부분(11)과 결합하는 돌기 부분(137)은 5mm, 코 및 입 부분(17)과 결합하는 돌기 부분(133)은 3mm가 된다. 매립된 부분은 돌기 부분과 같은 직경을 가지는 부분과 너비가 더 넓게 형성된 부분 매립부(135)로 이루어지며, 더 넓게 형성된 매립부(135)는 몸통 부분(11)과 결합하는 돌기 부분(137) 및 입 및 코 부분(17)과 결합하는 돌기 부분(133)에 공통으로 연결되어 있다. 이런 형태는 머리 부분(13)을 자성체 금속으로 이루어진 돌기(130)를 포함시키는 인서트 사출 방식으로 성형함으로써 제작할 수 있다. 머리 부분(13)은 사출에 적합하고, 독성 물질을 포함하지 않는 여러 가지 합성 수지를 재료로 하여 형성될 수 있다.

코 및 입 부분(17)에는 머리 부분(13)의 작은 길이의 돌기 부분(133)이 삽입되는 홈(173)이 형성된다. 홈(173)의 저면 부분에는 자석(171)이 매설되어 있다. 자석(171)의 직경은 홈(173)의 직경에 비해 더 커서 홈을 통해 매설된 자석이 빠져나올 수 없다. 이런 형태도 머리 부분(13)을 제작할 때와 마찬가지로, 자석(173)을 포함시키는 인서트 사출 방식으로 코 및 입 부분(17)을 성형함으로써 제작될 수 있다. 몸통 부분(11)도 마찬 가지로 홈(112A, 112B)의 저면에 자석(111A,111B)이 매설되도록 인서트 사출방법으로 형성될 수 있다. 다만 몸통 부분(11)에는 머리 부분(13)뿐 아니라 다른 사지 부분이나 꼬리 부분이 결합되므로 이들 부분에 결합되는 위치에는 위치마다 자석이 홈 저면에 있도록 다수의 자석을 매설하면 된다.

도3은 몸통에서 사지 가운데 두 개의 뒷다리 부분과 결합되는 부분에 해당하는 단면을 나타내는 단면도이다.

도3에서 각각의 다리 부분(15B)에는 5mm 길이의 돌기(150B)가 있고, 돌기(150B)는 자성체 금속으로 이루어지며, 돌기 부분(153B)과 매립부(155B)로 이루어진다. 매립부(155B)는 다리 부분(15B) 내부에서 돌기 부분(153B)와 이어지는 자성체 금속이 있어서 돌기 부분의 직경에 비해 직경이 넓어져 단차를 형성하는 부분 이다. 몸통 부분(11)의 내부에는 이들 다리 부분(15B)과 각각 결합될 수 있도록 몸통 부분(11)의 양측면에 홈(118)이 형성되고, 홈(118)의 저면에는 자석(117)이 매설된다. 자석(117)의 직경 혹은 폭은 홈(118)의 직경보다 커서 자석(117)이 홈(118)을 통해 빠져나올 수 없도록 되어 있다.

도면에서는 자석(117)이 각각의 다리 부분(15B)마다 하나씩 형성되어 있지만 몸통 부분의 폭이 좁다면 충분한 홈 길이를 확보하기 위해 도4와 같이 몸통 부분(11) 가운데 다리 부분(15A)위치에 자석(115)을 하나만 설치하고, 두 다리 부분(15A)의 돌기(150A)의 돌출된 돌기 부분(153A)이 홈(116)을 통해 각각 자석(115)의 양 측면에 접근하여 부착되도록 할 수도 있다.

도5는 본 발명의 한 실시예에서, 정상적으로는 몸통 부분(21)에 한 다리 부분(25A)이 있어야 할 자리에 실제로는 머리 부분(23)이 결합된 형태를 나타내는 도면이다. 이런 경우, 정상적으로는 몸통 부분(21)에서 호랑이 모양 완구(20)의 머리 부분(23)이 결합될 자리에 위치하는 홈은 빈 상태가 된다. 여기서는 정상적으로는 머리 부분(23)이 결합될 위치에 형성된 홈이 머리 부분(23)에 가려져 있다. 이런 결합을 통해 호랑이 머리 부분(23)이 측면을 바라보는 형태의 조립 완구를 구성할 수 있다.

도6은 본 발명의 한 실시예에서 몸통 부분에 머리 부분이 결합되는 홈이 위 치를 달리하는 두 개로 형성된 것을 나타내는 도면이다.

도면에서는 실제로 머리 부분(33)이 결합된 홈 외에 아래쪽에 비어있는 홈(312B)이 하나 더 형성됨을 볼 수 있다. 머리 부분(33)이나 꼬리 부분(39)이 결합되는 홈을 두 개로 형성하고, 홈이 형성되는 각도도 서로 달리하여, 어느 홈을 선택하느냐에 따라 머리 부분(33)의 지향 각도를 달리함으로써 전혀 다른 느낌의 조립된 동물 형태 완구를 만들 수 있다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에서 몸통 부분(21')이 않은 상태 혹은 서 있는 상태로 되어 있다. 이 경우, 업드린 상태의 일반 자세에서의 몸통 부분(21)과 사지 부분(다리 부분: 25A, 25B)이 결합되는 것에 비하여 몸통 부분(21')과 사지 부분(25A', 25B')이 결합되는 각도가 90도 변경된다. 즉, 몸통 부분(21')에서 다리 부분(25A', 25B')이 90도 회전한 상태가 된다. 사지가 이렇게 90도 회전된 상태를 안정적으로 유지하기 위해서는 도8과 같이 홈(218')과 돌기(253B')가 단면이 원형을 유지하기 보다는 정사각형이나 정육각형, 정팔각형으로 이루어지는 것이 바람직하다. 정다각형으로 이루어지는 것은 일정 각도씩 회전을 마음대로 시키고, 그 상태로 결합하면 더 이상 홈(218')과 돌기(253B')가 서로 회전하지 않고 안정된 상태를 유지할 수 있도록 하기 위해서이다. 그러나, 각도를 조금씩 움직일 필요가 있으면 정팔각형 (45도씩 변경이 가능함)이 정사각형(90도씩 변경이 가능함)에 비해 더 바람직하며, 원형으로 이루어질 경우, 돌릴 수 있는 각도의 제한이 없다는 이점이 있다.

이상의 실시예에서 자석과 자성체 사이의 틈이 없고, 밀착될수록 자석과 자 성체 사이의 결합력은 커진다. 따라서, 면접촉을 통해 자석과 자성체 사이의 결합력을 높일 수 있도록, 서로 접하게 되는 홈 저면의 자석 면과 돌기 단부의 면은 평편한 면으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 서로 결합되는 돌기 및 홈은 그 축이, 서로 결합되는 완구의 부분에서 표면(접면)에 수직한 수선상에 있도록 하는 것이 바람직하며, 서로 결합되는 완구 부분들의 접하는 부분은 그 접면이 서로 일치하도록 하는 것이 바람직하다.(접면사이의 각도가 0이 되도록 한다.)

홈과 돌기의 직경은 동일하여 서로 결합될 때 다소 압입되면서 밀착하도록 하는 것이 결합력을 높이기 위해 도움이 될 수 있지만, 일차적으로 서로 자력에 의해 결합되는 것이므로 반드시 압입되도록 이루어질 필요는 없다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한　것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물모양 조합식 완구를 나타내는 사시도이다.

도2는 본 발명의 일 실시예로서 도1에서 몸통 부분(11), 머리 부분(13), 입 및 코 부분(17)이 결합되는 형태를 나타내는 단면도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에서 몸통 부분에서 사지 가운데 두 개의 뒷 다리 부분과 결합되는 부분에 해당하는 단면을 나타내는 단면도이다.

도4는 본 발명의 일 실시예에서 몸통 부분에서 사지 가운데 두 개의 앞 다리 부분과 결합되는 부분에 해당하는 단면을 나타내는 단면도이다.

도5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에서 각 부분이 결합되는 형태를 나타내는 사시도들이다.

도 8은 도7의 실시예에서 몸통 부분과 사지(다리) 부분이 사각형의 홈 및 돌기에 의해 결합됨을 나타내는 부분 분해 사시도이다.

Claims (7)

1. 서로 결합되는 완구의 부분에 서로 대응되도록 홈과 돌기를 형성하고, 상기 홈의 저부나 상기 돌기 가운데 적어도 하나에는 자석을 설치하고, 다른 하나에는 반대 극성의 자석이나 자성체를 설치하여 자석과 자석 혹은 자석과 자성체가 결합하면서 상기 홈과 상기 돌기가 서로 결합하도록 이루어지며,

   상기 자석 혹은 상기 자성체는 상기 완구의 부분으로부터 이탈이 방지되도록 상기 홈이나 상기 돌기의 직경보다 직경이 큰 매립부를 가지는 것을 특징으로 하는, 자석결합부재를 가지는 조합식 완구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 홈과 상기 홈에 끼워지는 돌기의 단면이 서로 대응되는 정다각형으로 이루어져 상기 홈과 상기 돌기의 상호회전이 방지되는 것을 특징으로 하는, 자석 결합 부재를 가지는 조합식 완구.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 홈 및 상기 돌기는 상기 완구의 부분이 다를 때, 서로 다른 정다각형으로 이루어져 서로 끼워지지 않도록 이루어지거나, 동일한 정다각형으로 이루어져 다른 부위에도 서로 끼워질 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자석 결합 부재를 가지는 조합식 완구.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 자석 결합 완구에서 서로 대응되는 상기 홈과 상기 돌기는 측면에 서로 정합될 수 있는 하나 이상의 볼록부 및 오목부를 가져 상기 홈 및 상기 돌기의 체결에 의해 상기 홈과 상기 돌기 사이의 상호 회전이 제한되는 것을 특징으로 하는 자석 결합 부재를 가지는 조합식 완구.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 완구의 부분은 서로 결합될 수 있는 동물의 신체 부분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자석 결합 부재를 가지는 조합식 완구.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 동물의 신체 부분은 동물의 몸통과 사지 및 얼굴을 포함하여 상기 몸통에 상기 사지 및 얼굴이 각각 결합되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 자석 결합 부재를 가지는 조합식 완구.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 동물의 신체 부분은 동물의 얼굴과 동물의 이목구비 가운데 적어도 하나를 포함하여, 상기 얼굴에 상기 동물의 이목구비 가운데 적어도 하나가 결합되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 자석 결합 부재를 가지는 조합식 완구.

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