KR101130247B1 - 조립식 자석패널 완구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다각형의 단위 패널에 장착된 자석의 자력을 이용하여 단위 패널들을 조립할 수 있도록 한 조립식 자석패널 완구에 관한 것이다.

본 발명의 자석패널 완구는, 상,하 평탄면을 갖는 다각형의 단위 패널 외주연부상에 자석장착홈을 U자형으로 트임 형성하여 이에 자석이 회전가능하게 장착되도록 한 것으로서, 이때 상기 자석은 원통형으로서 상하면을 제외한 원주면이 지지캡으로 감싸지고, 그 지지캡의 양 외측으로는 회전축이 일체로 돌출형성되어 그 회전축이 각각 자석장착홈의 내벽에 형성된 축받이 홈에 삽입되어 회전가능하게 지지되는 구성으로 이루어져 있다.

자석패널, 회전형, 자석장착홈, 완구

Description

조립식 자석패널 완구{PREFABRICATED MAGNETIC PANEL-TYPED TOY}

본 발명은 다각형의 단위 패널에 장착된 자석의 자력을 이용하여 단위 패널들을 조립할 수 있도록 한 조립식 자석패널 완구에 관한 것으로서, 특히 판상체인 단위 패널의 외주면 중앙부상에 U자형상의 트여진 자석장착홈을 형성하여 이에 회전축이 일체로 형성된 지지캡으로 둘러싸인 자석이 회전가능하게 장착되도록 한 것이다.

선형, 패널형 또는 블럭형 등으로 이루어진 다수의 단위 구성부재 들을 조립하여 소정의 형상을 갖는 삼차원적 입체물을 구축하는 조립식 완구에 있어서, 그 단위 부재들 간의 조립 및 조립 후 형태 안정성 유지가 이루어지도록 하는 방식으로는 단위 부재 자체의 일부에 암,수 형상을 형성하여 암,수 결합을 통한 부재들 간의 직접 조립이 가능하도록 끼워맞춤 방식이 가장 일반적으로 적용되어 오고 있다.

한편, 조립시 단위 부재들의 암,수 결합부 위치를 일치시켜서 일정한 힘 이상으로 가압해야만 하는 기계적인 끼움결합 방식과는 달리 단위 조립 부재 상에 영구자석을 장착 또는 매입하여 단지 단위 부재를 가까이 위치시키기만 해도 자력을 통한 단위 부재들 간의 손쉬운 조립이 이루어지도록 하는 자력 결합방식이 자석의 특성과 품질 향상에 더불어 최근에 그 적용범위가 상당히 증가하는 추세에 있다.

자력을 이용한 조립식 완구 중 선형 단위 부재의 경우에는, 선형 또는 막대형의 직선상 본체의 양단부 상에 각각 영구자석을 고정된 된 상태로 지지되도록 하여, 이들 단부 상에 자석이 구비된 단위 선형 부재들이 단부에서의 자석결합으로 직선상으로 연결되도록 하거나 금속 볼을 매개로 하여 3차원적인 입체 구조물로 조립이 되도록 구성되어 있다.

상기 양단부에 자석이 결합된 선형 단위 부재는 단순히 직선상으로 연속적인 연결이 이루어지는 것이어서 다양한 형태로의 조립이 불가능하다는 한계가 있고, 이를 감안하여 금속 볼을 매개로 하여 단위 선형 부재를 조립하는 경우 다양한 조립 형태의 다양화를 도모할 수 있다. 그러나, 금속 볼을 연결 매개체로 사용하는 때에는, 금속 볼의 특성상 바닥을 이리 저리 굴러다녀 취급 및 보관에 어려움이 있으며, 또한 유아나 어린이의 경우 이를 가지고 놀다가 삼키게 되는 심각한 안전사고의 우려가 제기되어 사회적으로도 물의를 일으킨 바가 있다.

한편, 상기 선형 자석 단위부재와 금속볼을 이용하여 3차원의 조립체를 구축하는 경우 선형 부재간의 결합에 의한 트러스 구조물로서 폐쇄된 표면이 아닌 투공부를 갖는 일종의 메쉬면을 보임에 따라 현실적으로 입체감이 떨어지고 조형미의 발현에도 제한이 따르고 있다.

선형 자석 단위부재 조립완구가 지니고 있는 상기의 단점을 보완한 형태의 자력을 이용한 단위부재 조립완구의 한 형태로서, 육면체로 대표되는 목재 또는 플 라스틱 재질의 단위 블럭 표면부에 영구자석을 매입하거나 장착하여 자력을 통한 단위 부재들간의 면간 결합을 통해서 소정 형태로 단위 블럭을 조립할 수 있도록 한 자석이 구비된 블럭 조립완구가 알려져 있다.

상기 자석결합 블럭 조립완구에서 자석의 결합형태를 살펴보자면, 기본적이고 초보적인 형태로서 단위 블럭의 표면부나 면치기된 모서리부에 영구자석을 매입 고정시키는 방식을 들 수 있다. 그런데, 상기와 같이 자석이 블럭의 표면부에 고정되는 경우 이에 결합되는 다른 단위 블럭에 매입 고정되어 있는 자석과의 관계에서 그 극성이 서로 동일한 경우 인력이 아닌 척력이 발생하여 단위 블럭부재들 간의 결합이 불가능해지게 되어, 극성을 확인해 가며 블럭부재들 간의 조립이 이루어지도록 해야 하므로 조립 자유도가 떨어질 수밖에 없다는 문제점을 안고 있다.

이와 같이, 자력을 이용한 조립식 블럭완구에서 자석의 고정에 따른 조립 자유도의 저하를 해소하기 위하여, 블럭에 구비되는 자석이 고정된 위치가 아닌 회전 또는 유동가능하게 설치되도록 함으로써 블럭부재들 간의 접근시 자석의 회전을 통한 극성 반전으로 어떠한 경우라도 자석결합이 가능하도록 하는 회전형 자석 블럭완구가 일본 공개실용신안공보 평8-1387 및 국내 공개특허공보 10-2004-0065186 등을 통해서 알려져 있다.

도1의 (가),(나)는 국내 공개특허공보 10-2004-0065186호의 "회전형 자석접합장치"에 개시된 단위 블럭의 사시도와 자석 장착부 단면도이다.

도시된 바와 같이, 육면체의 목재블럭으로 이루어진 단위 블럭본체(30)의 적어도 어느 한면 상에 자석 장착홈(31)이 형성되어 그 내부에 구형 또는 원통형으로 서 자석장착홈의 크기에 비해 상대적으로 적은 크기의 영구자석(32)이 내장된 상태에서 자석 장착홈(31)의 입구를 자석이탈방지수단으로서의 하부면이 트여진 원통형의 캡(33)이 씌어진 구조를 취하고 있다.

상기 단위 블럭본체(30)는 다른 단위 블럭본체와의 조립을 위해 서로 면간 근접을 시키는 때에 서로 접근되는 자석 장착홈 내부의 회전자석은 그 극성이 서로 반대가 되도록 회전하여 상호간에 인력이 작용하도록 위치변화가 이루어지게 되어 두 블럭이 소정거리 이상 근접되기만 하면 자력에 의해서 대응되는 면간의 자력결합이 이루어지게 된다. 이때, 블럭간의 결합력은 블럭본체에 장착된 영구자석의 세기를 조절하거나 한 면에 장착되는 영구자석의 숫자를 조절함으로써 적절하게 조정할 수 있다.

이와 같은, 회전자석 배입형 조립식 자석블럭은 자력에 의한 확실한 면간 결합이 이루어져서 조립구조물의 형태 안정성을 확보하기가 유리하다는 장점과 함께 선재가 아닌 육면체 목재블럭 조립체 특유의 질감이나 공간감을 발휘할 수 있다는 특징이 있다.

그런데, 상기 회전자석 결합형 조립식 블럭은, 육면체의 평탄한 표면부상에 구비된 자석의 자력을 통해서 서로 단위 블럭의 대응되는 면이 서로 밀착상태로 결합되기 때문에 결합 자유도가 매우 낮다.

다시 말하면, 서로 면간 밀착 결합을 이루는 단위 블럭 간에는 그 결합상태 이외의 형태로 상대적인 위치변화가 전혀 불가능하게 되어, 그 결합상태가 유지된 가운데 어느 한 단위 블럭을 회동시키거나 하여 상대적으로 각도변화가 이루어지게 할 수는 없다는 점에서 조립형태가 제한적일 수밖에 없다.

다음, 상기 선형 단위부재나 육면체 블럭과는 다른 형태로서 평판상의 패널형 본체에 자석이 회전 또는 유동가능하게 내장되도록 한 구조의 조립식 자석 패널완구의 한 형태가 특허 제524154호에 개시되어 있다.

도2의 (가),(나)는 각기 상기 특허의 일부절결 사시도와 조립상태의 종단면도를 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 패널형 자석놀이 완구는 내부공간이 구비된 다각형의 패널본체(40) 내부를 적어도 하나 이상의 분리격벽(41)으로 구획하여 복수 개의 격실(42)을 형성하고, 그 격실(42) 내부에 영구자석(43)이 유동가능하게 삽입되도록 한 구조를 취하고 있다.

이와 같은 종래의 패널형 자석놀이 완구는 중공의 격실 내부에 내장된 자석이 자유롭게 구름유동하면서 위치변화 및 극성변화를 수행하기 때문에 다른 패널과의 결합을 위해 서로 접근시키게 되면 각각의 격실 내부에 있는 영구자석이 상호 반대되는 극성으로 극성전환되어 서로 인력을 작용하여 패널 상호간의 자력결합이 이루어지도록 한다.

상기 패널형 자석놀이 완구는, 소정의 영역을 차지하는 격실 내부를 영구자석이 자유롭게 유동함으로 인해서 다른 단위 패널과의 자력결합시 자석의 위치변화에 따른 패널간의 결합상태 변화를 도모할 수 있다는 점에서 상기 블럭형 회전자석 완구에 비해 결합의 자유도가 향상된 것으로 볼 수 있다.

그러나, 상기 패널형 자석놀이 완구 역시도 그 결합형태를 보면 평면 형태를 띠는 패널의 얇은 모서리면 간의 면간 결합을 이루는 것으로서, 단지 격실의 단부 측 길이에 해당하는 영역만큼 영구자석의 이동이 가능하기 때문에 그 이동거리만큼의 패널결합 직선적인 위치 변화가 가능할 뿐이어서, 이 역시도 결합의 자유도 면에서는 여전히 개선의 필요성이 요구되고 있다.

한편, 상기 종래의 회전자석 결합형 조립식 블럭이나 패널에서는 영구자석 자체가 블럭이나 패널의 내부에 내장되어 있음에 기인하여 조립대상 블럭이나 패널의 접근시에 자발적인 회전을 통해 극성전환이 이루어지는 과정이 외부로 드러나지 않게 되어, 이를 가지고 노는 어린이들에게 자석특성을 이해시키는 학습교구로서의 활용도 면에서 아쉬움이 있다.

본 발명은 상기 종래의 회전자석 결합형 완구에서 지적되고 있는 조립 자유의 한계를 극복하여 조립구조물의 다양화가 이루어지도록 한 새로운 개념의 회전자석 결합형 조립식 패널완구를 제공하는 데 발명의 목적을 두고 있다.

본 발명의 다른 목적은 패널본체에 영구자석이 회전가능하게 결합되도록 함에 있어서, 그 회전과정이 외부로 드러나도록 하여 조립과정에서 자석의 회전이 눈으로 직접 관찰되도록 함과 아울러 소리로도 인식되도록 함으로서 놀이를 통해서 자석의 원리를 이해시키는 학습교구로서 활용될 수 있도록 한 패널형 자석놀이 완구를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 패널본체의 안쪽 영역에 착탈식 분리창을 형성하여 그 분리창에 알파벳이나 한글자모 등의 글씨를 새겨넣거나 특정한 무늬모양을 새겨서 학습효과의 증진을 꾀하는 한편 분리창이 분리된 패널본체만으로도 조립이 이루어질 수 있도록 함으로써 조립구조물의 시각적 미감확대를 도모할 수 있도록 한 패널형 자석놀이 완구를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명을 이루는 조립식 회전자석 완구의 단위 블럭은 평탄한 상,하 표면부를 갖는 다각형의 패널로 이루어진다. 상기 단위 패널본체는 상,하 표면부의 외주연부 길이에 비해 상대적으로 적은 높이를 지니는 판상체로 형성되며, 바람직하기로는 플라스틱 재질의 대략 상,하 동형의 상부 판체와 하부 판체가 일체로 결합된 형태를 취한다.

한편, 상기 다각형의 단위 패널본체는 단일체로 이루어질 수도 있으나, 기능성의 향상을 도모하기 위하여 패널본체의 외형과 전체적으로 동일한 외형을 지니되 그 크기가 축소된 형태의 분리창을 패널본체 내부 영역에 형성하여 착탈식으로 구성하고, 그 분리창에 문자나 그림 등을 새겨넣을 수도 있다.

이와 같은 다각형의 패널본체에 영구자석이 회전가능하게 장착됨에 있어서, 그 영구자석은 패널본체의 내부에 매입되거나 내장되는 형태가 아닌 외부로 드러난 상태에서 패널본체에 대하여 극성전환을 위한 회전이 가능하게 장착된다.

단위 패널본체에는 영구자석의 장착을 위해 적어도 어느 한 다각 외주면상에 대략 U자 형태의 자석장착홈이 트임형성된다. 여기서 "트임형성"이란 직선상의 패널본체 외주연부가 자석장착홈에서 만곡요홈부를 이루도록 패널 전체 두께부가 존재하지 않는 투공요홈부를 일컫는다.

상기 자석 장착홈은 다각형 패널본체의 외주면 중앙에 형성되는 것이 바람직하며, 다각형 패널의 외주연부는 원호상의 볼록곡면을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

상기 자석 장착홈에 회전가능하게 장착되는 자석부재는 원통형의 영구자석과 영구자석의 상하면을 제외한 외주면 전체를 감싸는 지지캡과 지지캡의 양 외측으로 돌출형성된 회전축으로 이루어진다.

상기 자석부재의 회전축은 자석 장착홈의 대향하는 내벽 각각에 형성된 축받이 홈에 회전가능하게 삽입됨으로써 자석부재는 회전축을 중심으로 해서 자석 장착 홈 상에서 회전이 이루어짐으로써 영구자석의 극성전환이 가능하게 된다.

이때, 상기 영구자석의 외주면을 감싸는 지지캡은 그 안쪽에서 지지되는 영구자석의 길이보다 크게 형성되도록 하여 영구자석의 상,하면 보다 지지캡의 상,하단부가 돌출되도록 형성하는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 지지캡의 상,하단부는 전체 둘레가 톱니구조를 이루도록 하여 단위 패널간의 결합시 지지캡 단부 상호간에 톱니결합이 이루어지도록 한다.

한편, 지지캡의 중앙부에 양 외측으로 돌출된 회전축과 회전축이 결합되는 축받이홈 사이에도 느슨한 톱니 결합이 이루어지도록 하여 자석부재의 회전시 회전축의 톱니가 축받이홈의 톱니를 타고 넘어가도록 하여 회전축의 자유로운 회전이 아닌 연속적인 저항을 견디면서 회전이 이루어지도록 구성된다.

이와 같이, 회전축과 축받이 홈 사이의 느슨한 톱니 결합을 통해서 자석부재는 패널본체에 대하여 소정 이하의 외력이나 자력이 작용하더라도 원래의 위치를 유지하게 되며, 그 이상의 외력이나 자력이 가해지는 때에 서로 접촉상태에 있는 느슨한 톱니결합을 타고 넘어서 상대적이 회전이 이루어지게 된다. 이와 같은 자석부재의 회전시에는 톱니를 타고 넘어가는 과정에서 일종의 클릭음이 발생하게 된다.

본 발명의 조립식 자석패널 완구는 패널본체의 외주면 중앙부에 회전가능하게 장착된 자석부재를 통하여 단위 패널 간의 결합이 이루어짐에 있어서, 서로 자석 결합되는 패널들이 면간 접촉을 하는 것이 아니라 패널의 외주연부 보다 약간 외측으로 돌출된 자석부재를 통하여 단위 패널간의 조립이 이루어진다.

따라서, 각 패널의 면간 접촉이 없이 자석부재들 사이의 자력으로 결합된 패널은 결합된 상태를 유지한 채 각각의 자석부재 회전축을 중심으로 회동이 가능하여 조립된 상태의 형태변화가 가능하다.

이에 더하여 본 발명의 자석패널 완구는, 패널의 결합이 이루어지도록 하는 자석부재 사이에 결합면을 중심으로 패널의 상대적인 회전이 가능하게 되어 서로 결합되어진 패널간의 상대적인 결합각도 변화를 유도할 수 있다.

본 발명에서는 패널본체의 안쪽 영역에 착탈식 분리창이 형성되어 그 분리창에 새겨진 알파벳이나 한글자모 등의 글씨나 특정한 무늬모양을 통해서 이를 가지고 노는 유아나 어린이의 학습효과를 기대할 수 있음은 물론 분리창이 분리된 패널본체만으로도 조립이 이루어질 수 있도록 함으로써 조립구조물의 새로운 미감연출을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같이 서로 결합상태를 유지한 가운데 자석부재의 회전축을 중심으로 한 회동이나 자석부재 사이의 결합면을 중심으로 한 회전시 톱니결합을 이기면서 그러한 회전이나 회동이 이루어지기 때문에 필요로 하는 각도나 위치로 패널을 회동 또는 회전시켜 놓으면 그 상태가 그대로 유지됨과 아울러 회동 또는 회전 과정에서 톱니를 타고 넘으면서 클릭음을 발생하여 청각을 자극하는 효과도 있다.

부수적으로, 본 발명의 자석패널 완구는 종래의 회전자석 조립식 완구에서는 영구자석이 단위 조립부재의 표면부 내측에 내장되어 외부로는 보이지 않는 상태여 서 단위 조립부재의 결합시 자석의 극성전환을 위한 영구자석의 회전과정이 외부로 드러나지 않으나, 본 발명은 패널본체 상에 외부로 드러나도록 자석부재가 회전가능하게 결합되어 있어 단위 패널간의 결합과정에서 자석부재의 회전과정이 시각적으로 인식되어 이를 가지고 노는 어린이 등에게 자석의 원리를 이해시키는 학습교구로도 유용하게 활용될 수 있다.

이한, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조하여 본 발명의 자석패널 완구를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도3은 본 발명의 일실시예 단위 자석패널에 대한 사시도이고,

도시된 바와 같이, 본 실시예의 단위 자석 패널은 평탄면으로 이루어진 사각판상의 패널본체(1) 각 외주면 중앙부상에 U자형으로 트임형성된 자석 장착홈(2)이 형성되어 이에 자석부재(3)가 회전가능하게 장착된 구조로 이루어져 있다.

이때, 상기 패널본체(1)는 주로 플래스틱 재질로 이루진 상,하 동형의 상부판체와 하부판체가 합체되어진 구조를 이루며, 외주연부면은 평탄면이 아닌 볼록 원호상 곡면을 이룬다.

그리고 패널본체(1)의 각 외주면 중앙부에 형성되는 자석 장착홈(2)은 대략 U자형을 이루며 그 깊이와 폭은 그 내부에 장착되는 자석부재(3)의 원활한 회전이 이루어지도록 설계된다.

자석 장착홈(2)에 장착되는 자석부재(3)는 원통형의 영구자석(3a)과 그 영구자석의 상하면을 제외한 전체 둘레면을 밀착상태로 감싸는 지지캡(3b) 및 지지캡의 중앙부 양면상에 외측으로 돌출형성된 회전축(3c)으로 이루어진다.

자석 장착홈(2)의 양 수직 내주면 중앙부위에는 수평의 축받이 홈(2a)이 형성되어 이에 상기 자석부재(3)의 회전축(3c)이 회전가능하게 삽입됨으로서 패널본체(1)에 자석부재(3)가 회전가능하게 장착되어 진다.

상기 자석부재(3)의 지지캡(3b)은 그 상단 및 하단의 원형 외주면이 톱니부 (S1)로 이루어져 있다. 상기 지지캡(3b)으로 둘러싸여 지지되는 영구자석 (3a)은 그 상,하면이 지지캡(3b)의 상,하단 톱니부(S1)를 벗어나지 않는 길이로 제한하는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 영구자석(3a)의 상하 길이는 지지캡(3b)의 길이에 비해 적게 형성되도록 한다.

그리고, 자석부재(3)가 패널본체(1)의 자석 장착홈(2)에 장착되어 원통형 영구자석(3a)이 패널본체(1)의 상,하면과 평행한 상태에 있을 때, 지지캡(3b)의 노외부 노출측 톱니부(S1)는 패널본체(1)의 최정점 외주면(다시말하면, 볼록 원호상 외주면의 중앙부) 보다도 외측으로 돌출되게 형성되도록 한다.

한편, 자석부재(3)의 양 회전축(3c)과 그 회전축이 삽입되어 지지되는 자석 장착홈(2)의 축받이홈(3a) 사이에는 느슨한 톱니결합을 이루고 있다. 즉, 회전축 (3c)의 외주면과 축받이홈(2a)의 내주면에는 회전축의 길이방향과 평행한 나사부가 형성된 나사면(S2)으로 형성되어 있다. 이때, 회전축(3c)의 최대 직경부와, 축받이홈(2a)의 내경은 회전축에 소정 이상의 회전력이 가해졌을 때 두 부재간의 톱니결함을 이기고 상대적인 회전운동이 일어날 수 있는 정도가 되도록 설계되어 진다. 상기 회전축(3c)과 축받이홈(2a)의 재질을 약간의 자체 탄성이나 신축력이 있는 합 성수지 재질로 구성하게 되면, 상기의 이른바 "느슨한 톱니결합"은 보다 손쉽게 달성될 수 있을 것이다.

다음, 도6내지 도8을 통해서 본 발명의 일실시예에 따른 단위 자석패널의 조립과정 및 조립된 상태에서의 상대적인 위치변화 형태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도6의 (가),(나)는 사각의 사각형의 단위 패널과 삼각형의 단위 패널 결합 형태를 보인 것으로, 이들 두 패널은 각기 각 변의 중앙부에 장착된 자석부재를 통해서 서로 결합된다. 이때, 자석부재의의 선단부, 즉 톱니부(S1)는 자석본체 (1)의 최외측 단부에 비해서 외측으로 약간 돌출되어 있음에 따라서, 두 단위 패널이 결합되었을 때 서로 인접하는 결합면 사이에는 틈새(T)가 존재하게 된다. 도6의 (가)는 양 패널의 자석부재(3)를 통해서 두 패널이 동일한 평면을 이루며 결합된 상태를 보인 것이고, (나)는 (가)의 상태로부터 사각 패널은 그대로 둔 채 삼각 패널만을 90°회전시킨 것을 나타내고 있다. 이때의 회전중심은 서로 자석결합을 이루고 있는 자석부재의 결합부, 보다 자세하게는 두 지지캡(3b)의 톱니부(S1)가 된다. 도6의 (가) 상태로부터 삼각 패널과 사각 패널을 각각 손으로 잡고 상대적인 회전이 이루어지도록 비틀게 되면 톱니 결합부에서 톱니를 타고 넘으면서 패널의 회전이 이루어져 도6의 (나) 상태로 된다. 이와 같은 회전과정에서 톱니 결합면상에서 클릭음이 발생됨과 아울러 소정 각도로의 점진적인 회전이 유도된다.

다음, 도7의 (가),(나)는 삼각 패널과 사각 패널이 서로 수직으로 결합된 상태와 그 상태로부터 상대적인 회동과정을 보여주고 있다.

도7의 (가)에서와 같이, 삼각 패널과 결합하는 사각 패널의 자석부재(3)는 패널본체(1)의 상,하면에 대하여 자석부재(3)의 원통축이 직교하는 상태를 유지한 가운데 삼각패널의 대응되는 자석부재와 결합을 이루고 있다.

도7의 (나)는 상기 (가) 상태로부터 사각 패널의 자석부재 회전축(3c)을 중심으로 해서 둔각의 범위로 시계방향으로 회동한 상태이다. 이와 같은 회동과정에서는 상기 도6과 관련한 설명에서 언급된 바의 결합패널의 대응되는 면 사이에 존재하는 틈새(T)에 기인하여 자유로운 회동이 보장된다.

도8은 사각 패널과 삼각 패널이 서로 수직으로 결합되되, 사각 패널의 자석부재 원통축은 패널 상,하면과 수평을 이루고, 삼각패널의 자석부재 원통축을 패널 상,하면과 수직한 상태로 결합된 예를 보여주고 있다. 도면에서 점선으로 도시된 삼각 패널은 원래의 상태로부터 삼각 패널본체가 그 자석부재의 회전축을 중심으로 시계방향으로 회동한 상태이다.

도9는 본 발명의 패널본체에 대한 다른 실시예를 보인 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 패널본체(1)는 그 외곽형태에 비해서 축소된 외형을 갖는 분리창(1a)이 패널본체(1)의 내부영역에 착탈가능하게 형성된 구성을 이루고 있다. 이때, 상기 분리창(1a)은 패널본체(1)와 동일한 두께를 구비하며 패널본체(1)에 결합되었을 때, 견고한 결합을 유지함과 아울러 분리의 수월함을 도모하기 위하여 분리창(1a)의 외주면과 패널본체(1)의 투공부(1b) 내주면간에 억지끼워맞춤 결합이 이루어지도록 하거나 요철결합이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 분리창(1a)의 적어도 일면에는 알파벳이나 한글자모 또는 한자를 비롯한 각종 그림을 새겨넣어서 학습기능을 추가적으로 발휘하도록 하거나 장식적 미감 의 발현이 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 본 실시예의 패널본체(1)는 분리창(1a)이 결합된 상태로 다른 단위 패널본체와의 조립이 이루어질 수도 있고, 경우에 따라서는 분리창(1a)이 분리된 상태의 패널본체(1)만으로도 조립체를 형성할 수도 있다. 분리창(1a)이 분리된 패널본체(1)는 투공부(1b)에 의해 전체적으로 링형상의 패널형상을 띰으로써 이러한 링형상 패널본체들이 결합되어 조립구축물을 형성하는 경우에는, 도1내지 도5에 도시된 패널본체를 이용한 조립물과는 구별되는 색다른 외관효과를 나타내게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 조립식 자석패널에서는 회전 자석부재를 통한 패널의 결합상태가 유지된 가운데 다양한 형태로의 변화를 도모할 수 있어서 최소의 단위 패널을 가지고도 다양한 형태를 갖는 조립구조를 연출해 낼 수가 있다.

그리고, 단위 패널들을 서로 조립시키기 위해 접근시키는 과정에서 발생하는 자석부재의 극성정렬을 위한 회전동작이 패널본체의 외부에서 일어나서 시각적으로 인식되어 조립놀이의 흥미를 배가시킴과 아울러 자석의 원리 이해에 활용될 수 있다.

또한, 본 발명은 패널본체와 자석부재간의 회동 지지부가 느슨한 톱니결합을 이루고 있음과 아울러 단위 패널간의 접합부를 이루는 자석부재의 단부면에 존재하는 톱니부를 통해서 패널 간의 결합이 이루어지기 때문에 결합형상의 변화를 미세하게 조정하듯이 조절할 수 있고, 그와 같이 조정되어 변화된 형태가 원위치되거나 원치않는 형태로 변화됨이 없이 제 위치를 고수하게 되는 특징이 있다.

그리고, 부수적인 효과로서, 상기의 결합된 상태에서 결합형상 변화를 기하는 과정에서 톱니결합부에서 클릭음이 발생되어 특히 소리에 민감하게 반응하는 유아나 어린이들에게 청각적인 흥미도 보탤 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 조립식 자석 패널은 단순한 완구로서의 기능을 넘어서서 자석의 원리와 특성을 교육하는 시청각 학습교구로서, 그리고 서로 결합된 상태에 있는 패널의 다양한 형태변화를 통한 공간 인지능력 함양 도구로 활용될 수 있을 것이다.

도1의 (가),(나)는 종래 조립식 자석블럭에 대한 것으로, (가)는 단위 블럭의 사시도이고, (나)는 자석 결합부 확대단면도이다.

도2의 (가),(나)는 종래 조립식 자석패널 완구의 일부절결 사시도와 조립상태의 종단면도.

도3은 본 발명에 따른 일실시예 자석 패널의 사시도.

도4는 도3의 자석부재 장착부에 대한 확대 단면도.

도5는 도3의 자석부재에 대한 분해 사시도.

도6 내지 도8은 본 발명에 따른 자석 패널의 조립구조 및 조립상태에서의 형태 변화를 보여주는 각 조립상태의 변화 전,후 정면도.

도9는 본 발명에 따른 패널본체의 다른 실시예에 대한 사시도.

((도면의 주요부분에 대한 부호의 설명))

1. 패널본체

1a. 분리창

1b. 투공부

2. 자석 장착홈

2a. 축받이홈

3. 자석부재

3a. 영구자석

3b. 지지캡

3c. 회전축

S1. 톱니부

Claims (8)

1. 상,하 평탄면으로 이루어진 패널본체와, 패널본체의 적어도 어느 한 외주연부 상에 U자형으로 트임형성된 자석 장착홈 및 상기 자석 장착홈에 회전가능하게 장착되는 자석부재로 이루어지고, 이때, 상기 자석 장착홈의 대향하는 수직 내벽에는 수평의 축받이홈이 구비되고, 상기 자석부재는 원통형의 영구자석과 영구자석의 원통외주면을 감싸는 지지캡과 지지캡의 중앙부 양 외측으로 돌출형성된 회전축으로 이루어져 상기 자석 장착홈의 축받이홈에 상기 지지캡의 양 회전축이 삽입되어 지지되도록 이루어진 조립식 자석패널 완구에 있어서,

   상기 자석부재는 원통축이 패널본체와 수평을 유지할 때 외측단부가 패널본체의 최외측 주연부 바깥쪽으로 돌출되도록 구성됨을 특징으로 하는 조립식 자석패널 완구.
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8. 제1항에 있어서, 상기 자석부재의 회전축과 자석 장착홈의 축받이홈 사이에는 느슨한 톱니결합이 이루어짐을 특징으로 하는 조립식 자석패널 완구.

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