KR100940029B1 - 탄성 결합체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성 결합체에 관한 것으로서, 별도의 공구 없이도 간단하게 분해결합할 수 있으며, 견고하고 반복적인 분해결합이 가능한 탄성 결합체에 관한 것이다.

본 발명에 따른 탄성 결합체는, 피결합재에 형성된 삽입공에 탄성적으로 삽입가능하도록 적어도 일단부가 2 이상의 분기부로 구성되는 중공형 소켓과, 상기 중공형 소켓의 중공에 결합되는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

탄성 결합, 고정핀, 소켓, 걸림턱, 로봇, 블럭 완구

Description

탄성 결합체{Elastic combinational body}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정핀(100)과 소켓(200)의 결합도.

도 2는 본 발명의 상기 실시예에 따른 고정핀(100)과 소켓(200)의 반대 방향의 결합도.

도 3은 본 발명의 상기 실시예에 따른 고정핀(100)의 구조도.

도 4는 본 발명의 상기 실시예에 따른 소켓(200)의 구조도.

도 5는 본 발명의 상기 실시예에 따른 고정핀(100)과 양방향 소켓(300)의 결합도.

도 6은 본 발명의 상기 실시예에 따른 연장형 고정핀(400)과 연장형 소켓(410)의 결합도.

도 7은 본 발명의 상기 실시예에 따른 연장형 고정핀(400)과 연장형 양방향 소켓(420)의 결합도.

도 8은 본 발명의 상기 실시예에 따른 연장형 고정핀(400)과 제 2 형태의 연장형 양방향 소켓(430)의 결합도.

도 9는 본 발명의 상기 실시예에 따른 고정핀(100)과 소켓(200)을 이용한 블록결합의 예시도.

도 10은 본 발명의 상기 실시예에 따른 다수의 고정핀(100, 1100)과 소 켓(200, 1200)을 이용한 다중 블록결합의 예시도.

도 11은 도 10의 다중 블록결합이 완료된 상태의 예시도.

도 12는 도 11의 다중 블록결합의 A-A 선을 절취한 단면도.

도 13은 본 발명의 상기 실시예에 따른 탄성 결합체를 이용한 액츄에이터 블록결합의 예시도.

본 발명은 탄성 결합체에 관한 것으로서, 별도의 공구 없이도 간단하게 분해결합할 수 있으며, 견고하고 반복적인 분해결합이 가능한 탄성 결합체에 관한 것이다.

2 이상의 피결합재를 상호 결합하기 위한 종래의 결합체 중 대표적인 것이 볼트와 너트이다. 볼트와 너트는 간단한 구조를 가져서 가공이 용이하며 피결합재와의 견고한 결합을 제공한다.

그러나 볼트와 너트를 결합하기 위해서는 드라이브와 같은 별도의 공구가 필요하며, 반복결합시에는 볼트 헤드와 공구와의 마찰에 의해 볼트 헤드가 마모되는 단점이 있다.

또한, 플라스틱과 같이 경도가 낮은 재료로 형성된 볼트와 너트를 반복적으로 결합시키는 경우 또는 경도가 낮은 피결합재에 금속 볼트를 결합하는 경우에는, 나사산의 마모와 파손, 플라스틱 찌꺼기의 발생 등을 피할 수 없게 된다.

또한, 볼트와 너트로 고정된 피결합재에 지속적인 충격이 가해지거나, 피결합재가 반복적인 운동기능을 수행하는 부재이거나, 볼트와 너트의 재료의 경도가 낮은 경우에는 체결된 볼트와 너트의 결합이 느슨해지거나 심지어 결합이 분리될 수 있다.

특히, 조립식 로봇, 블럭 완구 등의 경우에는 다수의 피결합재들을 다중 결합하여 목적하는 형태의 로봇, 완구 등을 완성하게 되는데, 이를 위해서는 피결합재들의 반복적 다중 결합과 회전이 가능하도록 피결합재가 결합되어야 한다.

그러나, 볼트와 너트 결합의 경우에는 피결합재 간의 결합이 항상 고정결합이므로 결합된 상태를 유지하면서 피결합재들이 서로 반대 방향으로 회전해야 하는 환경에는 볼트와 너트 결합을 이용할 수 없는 제한이 있다.

또한, 볼트와 너트 결합을 위해서는 각 피결합재의 적어도 일 측면이 개방되어 있어야 하므로, 3개 이상의 다층으로 적층된 피결합재들을 2개층씩 반복적으로 결합함으로써 다중 결합을 연장 내지 확장해갈 수 있는 방법이 없다.

따라서, 상기 문제들을 해결할 수 있는 새로운 구조의 결합체의 제공이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 별도의 공구 없이도 간단하게 분해결합할 수 있으며, 견고하고 반복적인 분해결합이 가능하며, 반복결합시에도 결합체나 피결합재의 마모 나 파손이 발생하지 않는 새로운 결합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 피결합재의 삽입공에 중공형 소켓이 삽입된 후 소켓의 중공에 고정핀이 추가로 삽입됨으로써, 피결합재와 탄성 결합체 간의 비의도적인 분리가 방지되는 탄성 결합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 매끄러운 외측면을 가진 소켓을 이용하여 피결합재의 견고한 결합과 회전기능을 동시에 제공하는 탄성 결합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 다수의 피결합재에 대한 다중 결합이 가능한 탄성 결합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 프레임의 두께방향에 대칭적인 형상을 가지는 다수의 삽입공이 단위 격자형으로 형성된 프레임으로 구성되는 피결합재에 적합한 구조의 탄성 결합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 특징들을 구비함으로써 특히, 조립식 로봇, 블럭 완구 등의 경우에 유용하게 사용될 수 있는 구조의 탄성 결합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 탄성 결합체는, 피결합재에 형성된 삽입공에 탄성적으로 삽입가능하도록 적어도 일단부가 2 이상의 분기부로 구성되는 중공형 소켓과, 상기 중공형 소켓의 중공에 결합되는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정핀은 헤드와, 상기 헤드의 중심축 방향으로 돌출되되 상기 헤드에 비해 상대적으로 작고 일정한 직경의 돌출부를 포함하며, 상기 중공형 소켓은 상기 피결합재의 삽입공의 깊이에 대응하는 소정의 길이를 가짐과 아울러 상기 고정핀이 양단부 어느 쪽으로도 삽입 및 고정 가능하도록 상기 고정핀의 상기 돌출부의 상기 직경에 대응하는 일정한 내경을 갖는 중공형 통과, 상기 중공형 통의 적어도 하나의 지점에서 적어도 하나의 단부까지 형성되어 상기 중공형 통의 상기 단부에 상기 분기부를 형성하는 적어도 하나의 탄성유도홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공형 소켓은, 상기 분기부가 형성된 상기 중공형 통의 일단부에 형성된 분리형 걸림턱과, 상기 분리형 걸림턱과 이격된, 상기 중공형 통의 소정 지점에 형성된 일체형 걸림턱을 더 포함하며, 상기 중공형 통에 적어도 2개의 상기 탄성유도홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정핀의 상기 돌출부의 표면에는 적어도 하나, 바람직하게는 두 개의 걸림홈이 형성되며, 상기 소켓의 상기 내측면에는 상기 걸림홈에 대응하는 적어도 하나, 바람직하게는 한 개의 걸림돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정핀과 상기 소켓의 밀착결합을 위해, 상기 소켓의 상기 일체형 걸림턱과 상기 분리형 걸림턱의 내측단부에는 경사면이 형성되며, 상기 고정핀의 상기 헤드와 상기 돌출부의 연결부 및 상기 돌출부의 개방단부도 상기 경사면에 대응하도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소켓과 고정핀은 탄성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 고정핀 돌출부, 상기 소켓의 내측면, 및 상기 소켓의 외측면의 각 단면은 동일한 기하학적 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 탄성 결합체는 프레임의 두께방향에 대칭적인 형상을 가지는 다수의 삽입공이 단위 격자형으로 형성된 상기 프레임으로 구성되는 피결합재를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 소켓과 상기 고정핀이 상기 피결합재와의 결합시에 동일 방향에서 상기 삽입공으로 삽입되는 것을 특징으로 하며, 상기 소켓과 상기 고정핀이 상기 피결합재와 결합된 상태에서 상기 피결합재는 상기 소켓과 상기 고정핀의 중심축을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피결합재는 상기 각 삽입공 주변의 상기 프레임 부분이 소정 깊이로 함몰되어 형성되는 안착부를 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 소켓과 상기 피결합재의 결합시에 상기 소켓 양단의 걸림턱과 분리형 걸림턱이 상기 피결합재의 안착부에 결합되며, 상기 안착부의 깊이가 상기 소켓의 상기 일체형 걸림턱 및 상기 분리형 걸림턱의 폭에 대응되며, 상기 소켓이 2 이상의 피결합재를 결합할 때에는 상기 소켓이 상기 피결합재의 외측으로 돌출되지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피결합재에 결합된 소켓과 상기 고정핀의 결합시에, 상기 고정핀의 상기 헤드가 상기 피결합재의 외측으로 돌출되며, 상기 고정핀의 상기 헤드의 폭은 상기 피결합재의 상기 안착부의 상기 깊이에 대응하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 명세서의 첨부 도면에 도시된 일 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정핀(100)과 소켓(200)의 결합도이며, 도 2는 본 발명의 상기 실시예에 따른 고정핀(100)과 소켓(200)의 반대 방향의 결합도이다.

도 1 및 도 2에서, 탄성 결합체는 고정핀(100)과 소켓(200)의 결합으로 형성되며, 고정핀(100)과 소켓(200)은 소켓(200)의 어느 방향으로도 고정핀(100)이 삽입될 수 있는 구조를 가진다.

상기 탄성 결합체는 또한 도 9에 도시된 바와 같이 프레임의 두께방향에 대칭적인 형상을 가지는 다수의 삽입공이 단위 격자형으로 형성된 프레임으로 구성되는 피결합재(500, 600)에 효과적으로 결합되는 구조를 가진다.

도 3은 본 발명의 상기 실시예에 따른 고정핀(100)의 구조도이며, 도 4는 본 발명의 상기 실시예에 따른 소켓(200)의 구조도이다.

도 3의 고정핀(100)은 기본형으로서, 손잡이 역할을 하는 헤드부(110)와, 상기 헤드부(110)의 중심축 방향으로 돌출된 돌출부(120)로 구성된다.

도 3에서 돌출부(120)의 전체적 외관은 원통형으로 도시되었지만 소켓(200)의 형태에 따라 다각형 기둥의 형태를 가질 수 있고, 헤드부(110) 또한 돌출부(120) 및 소켓(200)의 형태에 맞추어 변형될 수 있다. 다만, 돌출부(120)와, 소켓(200)의 내측면 및 외측면은 피결합재의 삽입공(미도시)과 동일한 기하학적 구조(예컨대, 원통형, 사각형 등)를 가지는 것이 바람직하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명으로부터 이러한 조건을 만족하는 다양한 기하학적 구조를 도출할 수 있을 것이며, 그러한 기하학적 구조는 모두 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

도 3에서 돌출부(120)와 헤드부(110) 사이의 연결부(150), 및 돌출부(120)의 개방단부(160)는 소켓(200)과의 원할하고 밀착된 결합을 위해 경사면 가공되는 것 이 바람직하다.

또한, 돌출부(120) 표면에는 소켓(200)과의 견고한 결합을 위한 걸림홈이 형성되며, 바람직하게는 소정의 간격으로 배치된 2개의 걸림홈(130, 140)이 형성된다.

도 4의 소켓(200)은 기본형으로서, 피결합재의 삽입공(미도시)의 깊이에 대응하는 길이를 가지는 한편, 상기 고정핀(100)이 소켓 양단부 어느 쪽으로도 삽입및 고정될 수 있도록 하는 내경을 갖는 중공형 통(220)과, 중공형 통(220)의 일단부에 형성된 일체형 걸림턱(210) 및 타단부에 형성된 분리형 걸림턱(230)으로 구성되며, 중공형 통(220) 상의 일정 지점에서 상기 분리형 걸림턱(230) 방향으로 적어도 하나, 바람직하게는 2개 이상, 가장 바람직하게는 2개의, 탄성유도홈(225)이 형성되어 중공형 통(220)과 분리형 걸림턱(230)을 적어도 2개의 부분으로 분할하도록 구성된다.

상기 소켓(200)의 중공형 통(200)의 외경과 길이에 각각에 대응되는 내경과 깊이를 가진 피결합재의 삽입공(미도시)에 상기 소켓(200)이 결합될 때, 중공형 통(200)의 상기 타단부에 형성된 분리형 걸림턱(230)이 피결합재의 삽입공(미도시)을 통과하게 되면 중공형 통(200)에 형성된 탄성유도홈(225)의 존재로 인해 적어도 2개 부분으로 분할된 중공형 통(220)과 분리형 걸림턱(230)이 중공형 통(200)의 중심축 방향으로 오므라들면서 피결합재의 삽입공(미도시)에 원활하게 삽입되고, 이어서 중공형 통(300) 부분이 피결합재의 삽입공(미도시)에 안정적으로 결합되는 순간 오므라진 중공형 통(200)과 탄성유도홈(225)이 다시 탄성적으로 복원되며, 마지막으로 중공형 통(200)의 상기 일단부에 형성된 일체형 걸림턱(210)이 피결합재의 삽입공(미도시)에 걸리면서 결국, 피결합재의 삽입공(미도시) 양단에 상기 분리형 걸림턱(230)과 일체형 걸림턱(210)이 걸리게 되어 소켓(200)과 피결합재의 삽입공(미도시) 사이에 견고한 탄성 결합이 이루어진다.

따라서, 상기 소켓(200)은 상기한 바와 같은 탄성 결합이 가능할 정도의 탄성을 가지는 재료로 구성되어야 하며, 상기 고정핀(100)에 대해서 그와 같은 탄성의 제한은 없지만 제조 공정 등을 고려할 때 상기 소켓(200)과 동일 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 탄성유도홈(225)의 길이는 소켓(200)의 전체 길이 및 재료의 탄성도를 고려하여 정해져야 할 것이다.

다음으로, 피결합재의 삽입공(미도시)과 소켓(200)의 결합을 더욱 견고하게 형성하고 결합 형성 후의 비의도적인 분리를 방지하기 위해서, 소켓(200)의 중공에 고정핀(100)이 삽입된다.

고정핀(100)과 소켓(200)의 밀착결합을 위해 소켓(200)의 분리형 걸림턱(230)의 내측단부와 일체형 걸림턱(210)의 내측단부는 경사면(212, 250)으로 형성되는 것이 바람직하며, 이때 상기 경사면(212, 250)은 상기 고정핀(100)의 연결부(150)와 개방단부(160)의 경사면에 각각 대응되도록 형성된다.

또한, 중공형 통(200)의 내측면에는 고정핀(100)의 걸림홈(130, 140)과의 결합을 위한 하나 이상의 걸림돌기(240)가 형성되는데, 손으로 직접 고정핀(100)을 소켓(200)에 삽입하여 고정시키는 본 발명의 방식을 고려할 때 분리형 걸림턱(230)측의 내측면에 하나의 걸림돌기(240)가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 고정핀(100)의 헤드(110)의 측면부(115)와 소켓(200)의 일체형 걸림 턱(210)의 측면부(215)는 피결합재의 삽입공 주변부의 형태(미도시) 및 손잡이로서의 기능 등을 고려하여 소정 각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직한데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

한편, 탄성유도홈(225)이 형성된 방향의 소켓(200) 단부에는 필수적으로 분리형 걸림턱(230)이 형성될 수밖에 없지만, 그 반대 방향의 소켓(200)의 단부에 형성되는 걸림턱(210)은 반드시 일체형일 필요는 없으며, 수개 부분으로 분리된 경우라도 본 명세서에 개시되는 걸림턱으로서의 기능을 수행할 수 있다면 그 형태에는 큰 제한이 없다.

도 5는 본 발명의 상기 실시예에 따른 고정핀(100)과 양방향 소켓(300)의 결합도이다.

양방향 소켓(300)은 대향하는 2개의 피결합재의 삽입공(미도시)에 동시에 삽입될 수 있도록 중공형 통(320, 330)의 양단부에 모두 동일 형태의 분리형 걸림턱(322, 332)이 형성되고 중공형 통(320, 330)의 중앙부 외측면에 하나의 일체형 걸림턱(310)이 형성되며, 중공형 통의 제 1 부분(320)과 제 2 부분(330)에 각기 탄성유도홈(325, 335)이 형성된 구조를 가진다.

중공형 통의 각부(320, 330)는 각기 하나 이상, 바람직하게는 2개의 탄성유도홈들을 가진다. 또한, 탄성유도홈(325, 335)의 길이는 양방향 소켓(300)의 전체 길이 및 재료의 탄성도를 고려하여 정해져야 할 것이며, 탄성유도홈들(325, 335) 사이의 각도는 중공형 통의 제 1 부분(320)에 형성된 제 1 탄성유도홈(325)과 제 2 부분(330)에 형성된 제 2 탄성유도홈(335)은 서로 일치하지 않는 각도, 바람직하게는 균등하게 분할된 각도로 형성되는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 상기 실시예에 따른 연장형 고정핀(400)과 연장형 소켓(410)의 결합도이다.

연장형 고정핀(400)과 연장형 소켓(410)은 적층된 2 이상의 피결합재를 동시에 결합하거나 피결합재의 삽입공(미도시)의 깊이가 깊을 때 이용할 수 있도록, 기본형 고정핀(100) 및 기본형 소켓(200)보다 축 방향의 길이가 더 긴 특징을 가진다. 이때, 연장형 고정핀(400)과 연장형 소켓(410)의 길이는 임의적으로 결정될 수 있으나, 동일 규격으로 블록화된 피결합재와의 결합이 반복적으로 이루어지는 경우에는 연장형 고정핀(400)과 연장형 소켓(410)의 길이가 각각 기본형 고정핀(100)과 기본형 소켓(200)의 길이의 1.5배, 2배, 3배 등으로 규격화되는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 상기 실시예에 따른 연장형 고정핀(400)과 연장형 양방향 소켓(420)의 결합도이다.

연장형 양방향 소켓(420)은 도 5의 양방향 소켓(300)의 중공형 통(320, 330)이 중앙부를 기준으로 양방향으로 동일 길이로 연장된 형태와 유사하며, 중앙부에 형성된 일체형 걸림턱(422)에 대해 대칭되는 구조를 가진다.

연장형 소켓(410)의 길이 또한 임의적으로 결정될 수 있으나, 동일 규격으로 블록화된 피결합재와의 결합이 반복적으로 이루어지는 경우에는 기본형 소켓(200)의 길이의 1.5배, 2배, 3배 등으로 규격화되는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 상기 실시예에 따른 연장형 고정핀(400)과 제 2 형태의 연장형 양방향 소켓(430)의 결합도이다.

제 2 형태의 연장형 양방향 소켓(430)은 도 5의 양방향 소켓(300)의 중공형 통(320, 330) 중 한 부분만이 중앙부를 기준으로 일방향으로 연장된 형태와 유사하며, 일체형(432) 걸림턱이 중앙부를 벗어난 곳에 위치하므로 2개의 중공형 통의 길이가 서로 다르게 설정된다.

제 2 형태의 연장형 양방향 소켓(430)의 2개의 중공형 통의 길이 비율 또한 임의적으로 결정될 수 있으나, 동일 규격으로 블록화된 피결합재와의 결합이 반복적으로 이루어지는 경우에는 전체기본형 소켓(200)의 길이의 2배, 3배, 4배 등으로 규격화되는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 상기 실시예에 따른 고정핀(100)과 소켓(200)을 이용한 블록결합의 예시도이다.

도 9에 예시된 피결합재들(500, 600)은 두께가 일정하게 규격화된 블록이며, 제 1 피결합재(500)와 제 2 피결합재(600)는 고정핀(100)과 소켓(200)을 이용한 결합에 적합한 형태를 가지는 다수의 삽입공(520, 620)을 가지도록 구성된다.

각 피결합재(500, 600)에 구비된 삽입공(520, 620)의 양단부의 가장자리는 소정 깊이로 함몰되어 소켓(200)의 걸림턱(210, 230)을 위한 안착부(510, 610)를 형성하고 있다.

소켓(200)은 두 피결합재(500, 600)를 적층한 높이(또는, 깊이)에 대응되는 길이를 가져서 두 피결합재(500, 600)의 삽입공(520, 620)을 모두 관통하는 방식으로 삽입되고, 소켓(200) 양단의 걸림턱(210, 230)이 피결합재(500, 600)의 개방면에 형성된 안착부(510, 610)에 각각 탄성 결합된 후, 고정핀(100)이 소켓(200)의 중공에 삽입고정되면, 두 피결합재(500, 600)간의 견고한 결합이 완료된다.

한편, 도 9에서와 같이 2층 이상으로 적층된 피결합재(500, 600)가 하나의 소켓(200)과 하나의 고정핀(100)으로 구성된 하나의 탄성 결합체만으로 결합된 경우, 탄성 결합체를 회전축으로 하여 2 이상의 피결합재(500, 600)가 회전될 수 있으며, 이는 매끄러운 외측면을 가진 소켓(200)을 이용하면서도 견고한 결합을 생성하는 본 발명의 탄성 결합체의 특징의 하나이다.

도 10은 본 발명의 상기 실시예에 따른 다수의 고정핀(100, 1100)과 소켓(200, 1200)을 이용한 다중 블록결합의 예시도이다.

도 10은 제 1 피결합재(500)와 제 2 피결합재(600)가 고정핀(100)과 소켓(200)을 이용하여 결합된 상태에서 제 2 피결합재(600)와 제 3 피결합재(700)를 결합하는 연속적인 다중 블록결합의 예를 도시하고 있다.

다중 블록결합의 경우에도 이어지는 블록결합 방식은 도 9의 경우와 동일하게 반복진행되며, 이러한 다중 블록결합이 횟수에는 사실상 제한이 없다.

다만, 피결합재(500, 600, 700)에 형성된 안착부(510, 610, 710)의 깊이가 소켓(200)의 걸림턱의 길이와 대응되도록 형성되어 있어서, 소켓(200)만이 제 1 및 제 2 피결합재(500, 600)에 삽입된 상태에서는 소켓(200)이 제 2 피결합재(600)의 표면 외부로 돌출되지 않는 점에 유의해야 한다. 이는 소켓(200)이 연속적인 결합을 통한 다중 블록결합에 방해되지 않는 길이를 가지도록 형성되어야 함을 의미하는 것이다.

종래의 볼트와 너트를 사용하여 제 1 피결합재(500)와 제 2 피결합재(600)를 결합하는 경우라면, 볼트의 헤드와 너트가 각 삽입공(520, 620)의 반대 방향에서 안착부(510, 610)에 안착되도록 결합될 것이다. 따라서, 10에 도시된 바와 같이 이미 제 1 피결합재(500)와 제 2 피결합재(600)가 결합된 상태에서 제 2 피결합재(600)와 제 3 피결합재(700)를 결합시키는 상황에서는 볼트와 너트를 이용한 결합을 수행하기가 불가능하게 된다. 이는 볼트와 너트가 피결합재의 반대 방향에서 삽입되는 특성을 가지는 구조로 되어 있기 때문이다.

이에 비해, 본 발명의 상기 실시예에 따른 고정핀(100)과 소켓(200)의 경우, 피결합재에 대해 동일 방향에서 연속적으로 삽입되는 구조적 특징을 가지며, 이러한 구조적 특징으로 인해 일측면만이 개방된 상태로 연결된 2 이상의 피결합재를 상호결합시킬 수 있게 된다.

도 11은 도 10의 다중 블록결합이 완료된 상태의 예시도이며, 도 12는 도 11의 다중 블록결합의 A-A 선을 절취한 단면도이다.

도 12에서는 일측면만이 개방된 상태로 3층으로 적층된 피결합재들(500, 600, 700)을 상호결합시킬 수 있는 본 발명의 탄성 결합체의 구조적 특성이 잘 나타나 있다.

제 1 고정핀(100)과 제 1 소켓(200)을 이용한 제 1 피결합재(500)와 제 2 피결합재(600)의 결합에 있어서, 제 1 소켓(200)의 상하 단부에 구비된 2개의 걸림턱은 각기 제 1 피결합재(500)의 하방 안착부(510)와 제 2 피결합재(600)의 상방 안착부(610)에 탄성결합되어 제 1 소켓(200)의 상단부가 제 2 피결합재(600)의 상측면과 동일면에 위치하게 되며, 제 1 고정핀(100)의 헤드(110)는 제 2 피결합재(600)의 상측면 외부로 돌출되어 제 3 결합재(700)의 하방 안착부(710)에 수용된다.

제 2 고정핀(1100)과 제 2 소켓(1200)을 이용한 제 2 피결합재(600)와 제 3 피결합재(700)의 결합에 있어서는 헤드가 돌출되는 고정핀의 특성이 더 잘 나타나 있다. 소켓(200, 1200)과의 결합시에 헤드가 돌출되는 길이를 가지는 고정핀(100, 1100)의 구조는 별도의 공구 없이 손으로 분리결합이 가능한 본 발명의 탄성 구조체의 특성을 위해 바람직한 것이다.

한편, 고정핀(100)의 헤드(110)의 측면부(115)와 소켓(200)의 일체형 걸림턱(210)의 측면부(215)는 피결합재(600, 700)의 안착부(610, 710)와의 과도한 끼임을 방지하기 위해서, 또 손잡이로서의 기능 등을 고려하여, 상호 대칭되는 소정 각도로 경사지게 형성되어 있다. 또한, 소켓(200)의 분리형 걸림턱(230)의 측면부는 삽입공으로의 원활한 삽입을 위해 라운드형으로 처리되거나 경사지게 형성되는 것 이 바람직하다.

도 13은 본 발명의 상기 실시예에 따른 탄성 결합체를 이용한 액츄에이터 블록결합의 예시도이다.

도 13에서는 적어도 하나의 삽입공(810)이 형성된 프레임을 구비한 형태의 다양한 종류의 피결합재와 다수의 탄성 결합체의 결합을 통해 구성되는 관절형 로봇의 일부를 도시하고 있다. 예컨대, 액츄에이터 모듈(900), 회전판(1000), U자형 지지대(800) 등이 본 발명의 상기 실시예에 따른 피결합재의 특징을 가진 부재들로 예시되어 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 이용하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 원리는 상기 실시예에 기재된 범위에 의해 한정되지 않으며, 당업자는 특허청구범위에 의해 정해지는 기술적 범위 내에서 다양한 수정과 변형을 가할 수 있을 것이며 이러한 수정한 변형 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따르면, 별도의 공구 없이도 간단하게 분해결합할 수 있으며, 견고하고 반복적인 분해결합이 가능하며, 반복결합시에도 결합체나 피결합재의 마모나 파손이 발생하지 않는 탄성 결합체가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 피결합재의 삽입공에 중공형 소켓이 삽입된 후 소켓의 중공에 고정핀이 추가로 삽입됨으로써, 피결합재와 탄성 결합체 간의 비의도적인 분리가 방지되는 탄성 결합체가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 매끄러운 외측면을 가진 소켓을 이용하여 피결합재의 견고한 결합과 회전기능을 동시에 제공하는 탄성 결합체가 제공된다.

또한, 본 발명의 따르면, 다수의 피결합재에 대한 다중 결합이 가능한 탄성 결합체가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 프레임의 두께방향에 대칭적인 형상을 가지는 다수의 삽입공이 단위 격자형으로 형성된 프레임으로 구성되는 피결합재에 적합한 구조의 탄성 결합체가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 특징들을 구비함으로써 특히, 조립식 로봇, 블럭 완구 등의 경우에 유용하게 사용될 수 있는 구조의 탄성 결합체가 제공된다.

Claims (28)

1. 피결합재에 형성된 삽입공에 탄성적으로 삽입가능하도록 적어도 일단부가 2 이상의 분기부로 구성되는 중공형 소켓; 및

   상기 중공형 소켓의 중공에 결합되는 고정핀을 포함하여 구성되되,

   상기 고정핀은 헤드와, 상기 헤드의 중심축 방향으로 돌출되되 상기 헤드에 비해 상대적으로 작고 일정한 직경의 돌출부를 가지며,

   상기 중공형 소켓은 상기 피결합재의 삽입공의 깊이에 대응하는 소정의 길이를 가지는 한편 상기 고정핀이 소켓 양단부 어느 쪽으로도 삽입 및 고정될 수 있도록 상기 고정핀의 상기 돌출부의 상기 직경에 대응하는 일정한 내경을 갖는 중공형 통과, 상기 중공형 통의 적어도 하나의 지점에서 적어도 하나의 단부까지 형성되어 상기 중공형 통의 상기 단부에 상기 분기부를 형성하는 적어도 하나의 탄성유도홈을 구비하며,

   상기 고정핀의 상기 돌출부의 표면에는 적어도 두 개의 걸림홈이 형성되며, 상기 소켓의 내측면에는 상기 걸림홈에 대응하는 적어도 하나의 걸림돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 중공형 소켓은,

   상기 분기부가 형성된 상기 중공형 통의 일단부에 형성된 분리형 걸림턱; 및

   상기 분리형 걸림턱과 이격된, 상기 중공형 통의 소정 지점에 형성된 일체형 걸림턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 중공형 통에 적어도 2개의 상기 탄성유도홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 고정핀의 상기 돌출부의 표면에는 상기 걸림홈이 두 개 형성되며, 상기 소켓의 상기 내측면에는 상기 걸림돌기가 하나 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 고정핀과 상기 소켓의 밀착결합을 위해, 상기 소켓의 상기 일체형 걸림턱과 상기 분리형 걸림턱의 내측단부에는 경사면이 형성되며, 상기 고정핀의 상기 헤드와 상기 돌출부의 연결부 및 상기 돌출부의 개방단부도 상기 경사면에 대응하도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 고정핀의 상기 헤드의 측면부와 상기 소켓의 상기 일체형 걸림턱의 측면부는 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 소켓의 상기 분리형 걸림턱은 라운드형인 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
10. 제 1 항 또는, 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 소켓은 탄성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
11. 제 1 항 또는, 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 고정핀의 돌출부, 상기 소켓의 내측면, 및 상기 소켓의 외측면의 각 단면은 동일한 기하학적 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
12. 제 1 항 또는, 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    프레임의 두께방향에 대칭적인 형상을 가지는 다수의 삽입공이 단위 격자형으로 형성된 상기 프레임으로 구성되는 피결합재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 소켓과 상기 고정핀이 상기 피결합재와의 결합시에 동일 방향에서 상기 삽입공으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 소켓과 상기 고정핀이 상기 피결합재와 결합된 상태에서 상기 피결합재는 상기 소켓과 상기 고정핀의 중심축을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 피결합재는 상기 각 삽입공 주변의 상기 프레임 부분이 소정 깊이로 함몰되어 형성되는 안착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 소켓과 상기 피결합재의 결합시에 상기 소켓 양단에 각각 구비된 일체형 걸림턱과 분리형 걸림턱이 상기 피결합재의 안착부에 결합되며, 상기 안착부의 깊이가 상기 소켓의 상기 일체형 걸림턱 및 상기 분리형 걸림턱의 폭에 대응되며, 상기 소켓이 2 이상의 피결합재를 결합할 때에는 상기 소켓이 상기 피결합재의 외측으로 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 피결합재에 결합된 소켓과 상기 고정핀의 결합시에, 상기 고정핀의 상기 헤드가 상기 피결합재의 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 고정핀의 상기 헤드의 폭은 상기 피결합재의 상기 안착부의 상기 깊이에 대응하는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
19. 제 12 항에 있어서,

    상기 고정핀은 헤드와, 상기 헤드의 중심축 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
20. 제 4항에 있어서,

    상기 일체형 걸림턱은 상기 중공형 통의 타단부에 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 결합체.
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제

Images