KR101149378B1 - 자석완구의 자석 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자석완구에 관한 것으로서 더 상세히는 자석 완구의 자석장착 구조에 관한 것이다.

본 발명은 하우징 수용홈(7) 저면에 기둥고정홈(5)을 연장 형성한 모듈 본체(1)와, 상기 기둥고정홈 및 하우징수용홈에 삽입 조립되는 기둥(15) 및 하우징 고정판(17)으로 형성된 하우징 고정부(20)와, 상기 고정부와 결합되는 하우징 몸체(10)로 이루어지되, 상기 하우징 고정부(20)와 하우징 몸체(10)가 결합되어 형성된 내부 공간에 회동가능한 영구자석(M)이 수용되며, 최소한 상기 기둥고정홈 저면(5a)과 기둥저면(15a) 또는 기둥고정홈의 내측벽과 기둥의 외측벽이 서로 결착 고정된 것을 특징으로 한다.

이로써 보다 견고한 자석장착이 가능하고, 치밀하지 않은 연한 조직의 목재나 합성수지 등을 모듈의 재료로 사용할 수 있으며, 고정부를 장착한 후 도색 등 마감을 하고 최종적으로 하우징 몸체를 조립할 수 있으므로 도색 작업도 다량으로 수행할 수 있다.

자석완구, 도색, 합성수지, 억지끼움, 자석 장착구조

Description

자석완구의 자석 장착구조{Engagement Structure of Magnet to Magnetic Toy}

본 발명은 자석완구에 관한 것으로서 더 상세히는 자석 완구의 자석장착 구조에 관한 것이다.

육면체와 같은 모듈을 쌓거나 조립하는 완구 가운데는 모듈의 조립면에 자석을 매립하여 모듈끼리 달라붙게 함으로써 더욱 다양한 형상을 만들 수 있도록 한 이른바 자석을 이용한 완구들이 널리 제조 판매되고 있다.

이러한 자석 완구들은 모듈 내 일정한 공간을 형성하여 자석을 수용하되, 자석이 회전할 수 있는 구조를 취하고 있다. 왜냐하면 자석이 가지고 고유의 N극과 S 극에 의해 같은 극이 만나면 서로 밀어내는 척력이 발생하게 되는데, 이 경우 자유롭게 자석이 회동하도록 하여 본체의 결합을 용이하게 하기 위한 것이다.

그러나, 이러한 구조에서는 자석이 회전 구동을 하여 결합할 때 충돌이 일어나고 이러한 충격이 반복되면 시간이 지남에 따라 자석이 본체로부터 이탈되는 경우가 종종 있는데, 만약 분리된 자석을 어린이가 두 개 이상 삼키게 되면 서로 다 른 위치에 있는 자석이 달라붙으면서 장이 협착되는 등 치명적인 사고를 일으키게 된다. 따라서 이러한 자석완구에서는 자석이 이탈되지 않도록 하는 자석의 장착구조가 매우 중요하다.

대한민국 공개특허 10-2008-69381(출원번호10- 2007-7031, 발명자; 한승창)는 모듈 내부에 자석이 회전 가능하게 내부 공간을 두고 본체의 입구를 마개로 봉하는 형태를 취하되, 마개의 하단 둘레부 바깥쪽으로 돌출된 걸림턱을 두거나(동 명세서 도면 1,3; 도면번호 13), 하단둘레를 연장하여 접되 이 경우에도 바깥쪽으로 돌출부(명세서 도면 5; 도면번호 140)를 두어 억지끼움에 의한 고정수단을 사용하고 있다.

그러나 이러한 구조는 걸림턱이 쐐기역할을 해야 하므로 조직이 치밀한 목재를 모듈의 재료로 사용해야 하는 문제점이 있다. 만약 조직이 연한 재질을 사용하면 이탈의 우려가 높기 때문이다. 따라서 나무의 조직이 치밀한 나무를 사용해야 하므로 이로 인한 재료비 상승이 따르게 되고, 가볍고 부드러운 스펀지나 EVA등의 재질에는 활용할 수 없는 한계가 있다.

또한 재질이 단단하기 때문에 억지끼움에 의한 조립시 자석 장착용 부품의 형상이 변형되거나 결합이 원활치 않아 제품의 불량률이 높아지는 문제점이 있다.

특히 이러한 구조에서는 자석 장착용 부품을 장착할 요홈을 자석 장착용부품의 지름보다 약간 작게 형성하고 장착용 부품을 억지 끼움 형식으로 끼워넣게 되는데 홈의 입구에서부터 홈의 바닥에 이르는 과정에서 이러한 억지끼움을 위한 힘이 계속 주어져야 하기 때문에 조립과정에서 변형이 자주 발생한다.

예컨대, 자석장착용 부품의 외측에 돌출형 쐐기가 형성된 경우 억지끼움시 삽입과정에서 장착용 부품이 모듈 본체의 요홈에서 지속적으로 받는 외력으로 인해 기울어지거나 캡의 마개 윗면이 찌그러지게 되는 일이 자주 일어나기 때문이다.

이에 따라 대한민국 등록특허 10-858697호(출원번호10-2007-7033, 발명자 한승창)는 받침과 마개 사이에 자석을 넣은 뒤 조립한 뒤 장착하는 방식을 제시하고 있다(동 명세서 도면6, 7, 8). 그러나 이 경우에도 돌출턱(도면부호 140)에 의한 억지끼움 방식이어서 위의 발명과 동일한 문제점을 안고 있다.

이러한 종래의 자석 완구들은 모두 각각의 모듈 본체에 삽입된 자석이 척력에 의한 회전 결속이 빈번하게 일어나므로 이같은 충돌에 노출되어 점차적으로 자석 또는 자석 장착용 부품이 이탈될 가능성이 매우 높다는 문제점이 있다.

또한, 이러한 목재 완구는 그 특성상 다양한 칼라의 색을 도포하게 되는데 자석이 내장된 상태에서는 모듈끼리 서로 달라붙기 때문에 다량으로 도포작업을 할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 자석완구의 자석장착부 결속이 강화되면서도 간단한 장착구조를 제공하고, 모듈 재질의 선택폭을 확대하며, 조립공정시 작업을 용이하게 하면서 동시에 제품의 불량률을 낮추는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 기본구조는, 하우징 수용홈(7) 저면에 기둥고정홈(5)을 연장 형성한 모듈 본체(1)와, 상기 기둥고정홈 및 하우징수용홈에 삽입 조립되도록 기둥(15) 및 고정판(17)으로 형성된 하우징 고정부(20)와, 상기 고정부와 결합되는 하우징 몸체(10)로 이루어지되, 상기 고정부(20)와 하우징 몸체(10)가 결합되어 형성된 내부 공간에 회동가능한 영구자석(M)이 수용되며, 최소한 상기 기둥고정홈 저면(5a)과 기둥저면(15a) 또는 기둥고정홈의 내측벽과 기둥의 외측벽이 서로 결착 고정된 것을 특징으로 한다.

여기서 하우징수용홈(7)의 내경은 기둥고정홈(5)의 내경과 같거나 크며, 이 경우 고정판 및 기둥도 이에 맞도록 서로 상응하는 외경을 구비하게 된다.

본 발명의 상기 고정부(20)와 하우징 몸체(10)의 결합은 고정부 상단의 외주면과 하우징 몸체 하단의 내주면에 형성된 돌기(25,23)를 이용한 억지끼움인 것을 특징으로 한다. 이 경우 돌기는 연속으로 이어지는 띠 형상이거나 또는 단락된 띠 형상으로 할 수 있다.

아울러 조립을 용이하게 하기 위해 하우징 몸체 하단의 내주면에 형성된 돌기(23)의 바깥쪽(몸체 개방부쪽 바깥 둘레의 하단)에 공간부(R)을 형성하는 할 수 있으며, 하우징 고정부의 기둥 단면에서 기둥 방향으로 홈(H)을 형성할 수 있다.

본 발명의 상기 하우징 위 표면(13)에는 도 8과 같은 미끄럼방지부(33)가 형성될 수 있다.

본 발명은 하우징 고정부의 저면에 하우징 고정용 기둥을 형성하여 본체 모듈의 수용홈에 결착하여 장착하는 데 있는 것이므로, 하우징 몸체와 하우징 고정부를 분리하여 제작한 뒤 자석을 집어넣고 접합하여 하우징을 제작하고 본체 모듈의 하우징 수용부에 장착하는 구조를 취하여도 된다.

즉, 하우징 고정부(20)를 먼저 기둥 및 하우징 몸체의 수용홈(5,7)에 접착고정한 뒤 모듈에 대한 일반적인 마감공정(다듬기 및 도색)을 끝내고, 그 다음에는 자석(M)이 수용하여 하우징 몸체(10)를 하우징 고정부에 조립(억지끼움) 결착하는 순서를 취할 수 있지만, 아예 하우징 고정부(20)와 하우징 몸체(10)를 밖에서 조립하여 억지끼움이 아니라 접착 또는 융착 또는 나사로 구성하여 결합시킨 뒤 모듈 본체에 장착하는 순서를 취할 수도 있다.

본 발명에 따르면 하우징 고정부를 먼저 접착제 등으로 고정한 뒤 일련의 공정을 끝내고 마지막으로 자석을 장착하게 되므로 모듈 도색의 일괄 작업이 가능하 여 작업효율이 높다.

아울러 접착제 오염 등이 없어 제품의 마감이 좋아지게 되며, 또한 홈의 내벽이 아니라 중심에 부착된 하우징 고정부를 향한 억지끼움 구조이므로 홈의 내벽에 억지로 끼울 때 발생하는 불량률도 현저하게 낮아지는 효과가 있게 된다.

본 발명은 기본적으로 종래의 발명에 비해 작업이 용이하지만 청구항 4 내지 6에 의해 조립이 한층 용이하게 된다.

본 발명은 하우징 고정부에 의한 접착방식을 취하면서 상기 하우징 고정부 및 하우징 몸체에 설계된 억지끼움 구조에 의한 결합이므로 종래의 홈 내벽을 억지로 파고들게 하는 억지끼움 방식에 비해 불량률이 낮으면서도 견고한 고정구조를 얻을 수 있다.

본 발명은 모듈 본체와 자석 장착 하우징의 결합이 접착방식이므로 모듈의 재질이 치밀한 조직을 가지는 목재에 한정되지 않고 합성수지나 조직이 연한 목재 등을 사용할 수 있어 모듈 재질의 선택 폭을 넓힐 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하면서 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적으로 자석이 장착된 완구의 블럭 모듈 중 정육면체를 도시한 것을 예로 든 것이다. 따라서 본 발명은 정육면체의 블럭에만 한정되는 것이 아니라 직육면체나 원통형 등 자석을 장착하는 모든 구조물에 적용될 수 있다.

도 2는 도 1의 블럭을 가로로 잘라 (가)-(가)의 방향으로 본 단면도이고, 도 3은 이 단면도의 부품을 분해하여 위로 들어올린 그림이다.

이들 도면을 참고하면서 자석을 장착하는 제작과정을 통해 본 발명의 구조를 설명한다. 먼저, 모듈 본체(1) 표면에 자석을 장착할 위치를 정하고 외경이 다른 2중 비트 날을 드릴에 장착하여 단차진 2단 구멍(홈)을 형성한다. 이는 모듈 본체의 안쪽에 기둥고정홈(5)을, 중심 바깥쪽에는 하우징 수용홈(7)을 형성하기 위한 것이다.

그 다음에는 일단에 기둥고정홈(5)을 삽입 고정하는 기둥(15)과 다른 쪽 끝에 하우징 수용홈(7)의 내경보다 약간 작은 외경의 고정판(17)을 형성한 하우징 고정부(20)를 제작하되, 상기 고정판에 띠 모양의 억지끼움용 돌기(25)를 둘레에 따라 띠 모양으로 형성했다. 물론 이 돌기는 하우징 수용홈(7)의 내경보다 약간 작지만 고정판(17)의 외경보다는 크게 된다.

그 다음에는 상기 고정판의 억지끼움용 돌기(25)와 서로 맞물릴 수 있도록,하우징 고정부와 결합되어 자석(M)을 수용하는 하우징 몸체(10)를 한쪽이 개방된 원통 형태로 제작하고 원통의 개방부 끝 안쪽 내주면 둘레에 억지끼움 돌기(23) 띠를 형성하였다.

이렇게 3개의 부품이 준비되면 조립 공정에 들어가게 된다. 먼저, 접착제를 하우징 고정부의 기둥저면(15a)과 기둥몸체 하단에 발라 이를 본체 모듈의 기둥고정홈(5) 및 하우징수용홈(7)에 맞도록 끼워넣는다. 접착제의 도포 부위가 넓으면 하우징 고정부의 기둥(15)이 기둥고정홈(5)에 밀착되면서 접착제가 고정판 위로 넘쳐 돌기로 밀려들므로써 돌기 아래 공간을 메워 조립성이 나빠지므로 기둥 저 면(15a)과 기둥 몸체(15) 일부에만 적당히 바르는 것이 바람직하다.

이렇게 하우징 고정부(20)만 접착된 상태에서 본체 모듈 표면 마감과 도색작업을 하게 되며, 도색 작업이 끝난 뒤에는 준비된 자석을 넣고 하우징 몸체(10)를 조립하여 제품을 완성하게 된다.

본 실시예에서는 억지끼움용 돌기(25)를 고정판(17) 둘레 상단에 형성하였지만, 도 4처럼 고정판 둘레 중단에 형성하더라도 무방하다. 아울러 도 3과 같이 하우징 몸체 하단 내주면에 형성된 억지끼움용 돌기(23)를 쐐기 모양으로 하였지만, 도 4처럼 약간 둥글게 하여도 무방하다. 다만, 쐐기형이 이탈방지에 바람직하지만 도 4와 같은 모양도 좁은 공간에 원형 마개의 둘레 전체가 억지끼움 되므로 결속력이 매우 강하다.

또한, 본 실시예에서는 하우징 고정부(20)를 본체 모듈(1)에 고정하기 위하여 접착제를 사용하여 기둥고정홈(5)에 기둥(15)을 결착하였으나, 접착제를 사용하지 않고 기둥(15) 몸체를 수나사로 구성하여 기둥고정홈(5)에 고정(이 경우 홈 내경에 암나사를 형성할 수도 있고, 나무재질이라면 형성하지 않을 수도 있다)하거나 기둥표면에 전진방향으로 미세한 쐐기형의 패턴을 형성하여 억지끼움 후 분리되지 않도록 접속력을 강화시킬 수도 있다.

위 실시예는 본 발명의 재질을 목재를 사용한 것인데, 합성수지 사출물을 사용할 경우에는 각부의 부품은 이에 상응하는 형태를 사출할 수 있는 금형을 사용하게 된다.

이밖에 위 실시예에서는 하우징 수용홈(7)과 기둥수용홈(5)의 내경을 달리하 여 단차지게 형성하였지만, 도 5에 도시한 바와 같이 하우징 수용홈(7)과 기둥수용홈(5)의 내경을 동일하게 형성할 수 있으며, 이 경우 고정부 기둥(15)의 외경과 고정판의 외경은 이들 내경에 알맞게 구성된다.

도 6은 조립이 용이하도록 구조를 변형한 것인데, 상기 하우징 고정부 상단의 외주면에 형성된 돌기(25)의 띠를 단락된 형상(미도시)으로 하거나 하우징 몸체 하단의 내주면에 형성된 돌기(23)를 단락된 띠 형상으로 할 수 있다.

또한, 상기 하우징 몸체 하단 외주면 바깥둘레를 함몰시켜 이어지는 공간부(R)를 형성하면 조립이 용이해진다. 이 공간부(R)는 외력을 가하여 하우징을 밀어넣을 때 돌기(23)가 홈 중심부 쪽으로 후퇴할 수 있게 하기 때문이다.

아울러 상기 하우징 고정부의 기둥(15) 단면에 기둥의 길이방향으로 조립이 용이하도록 홈(H)을 형성하였다. 상기 홈은 삽입 조립시 고정부 기둥의 단면을 좁혀주는 효과가 있으며, 조립된 후에는 탄성에 의해 홈 내벽에 밀착하게 된다.

상기 하우징 고정부의 기둥 하단 모서리를 라운딩(R')하면 삽입 조립이 원활해진다. 이러한 라운딩(R')은 하우징 수용홈의 단차진 모서리(하우징 고정부의 기둥이 끼워질 때 처음 만나는 입구)에 형성할 수 있으며, 하우징고정부의 기둥 하단 모서리 및 수용홈의 돌출 모서리 양쪽 모두에 형성할 수 있다.

한편, 도 7에서 도시한 바와 같이 하우징 몸체(10)와 고정부(20)를 둘로 나눈 뒤 이를 억지끼움 하지 않고 접착(또는 융착)하거나 나사로 구성하여 결합할 수 있다. 이 경우에는 도색작업을 한 뒤에 접착제를 발라 조립하여야 하므로, 접착제가 모듈 표면에 오염되는 문제가 생길 수 있다.

또한 도 8에서 도시한 바와 같이 하우징 몸체 위 표면(13) 또는 모듈 본체(1)의 표면에 미끄럼 방지띠 돌기를 형성한 미끄럼 방지부(33)을 둘 수 있다. 이는 모듈끼리 조적 내지 조립과정에서 미끄러지는 것을 방지하여 원하는 형태가 유지되도록 하기 위한 것이다.

위에서 본 실시예는 본 발명 사상을 대표적으로 나타낸 것이므로, 이러한 사상을 포함하는 한, 본 발명의 실시과정에서 작업의 원활 또는 구조의 강화를 위해 통상적으로 형태를 변형하거나 수정하더라도 본 발명의 보호범위에 포함되는 것은 당연하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 조립 상태의 사시도

도 2는 도 1의 가-가의 단면도

도 3은 도 2의 분해도

도 4는 하우징 몸체 억지끼움부(10)의 다른 실시예

도 5는 하우징 고정부 하부 형태의 다른 실시예

도 6은 억지끼움부 및 고정부 하부형태의 다른 실시예

도 7은 하우징 몸체와 고정부 결합의 일 실시예

도 8은 하우징 몸체 위 표면에 미끄럼방지부를 형성한 실시예

**도면의 주요부호에 관한 설명**

1 모듈본체 3 하우징

5 기둥고정홈 5a 기둥고정홈 바닥면

7 하우징 수용홈 10 하우징 몸체

13 하우징 위표면 15 기둥

15a 기둥저면 17 하우징 고정판

20 하우징 고정부 23 억지끼움돌기

25 억지끼움돌기 33 미끄럼방지부

43 접합부

M 자석 R 공간부

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 하우징 수용홈(7) 저면에 기둥고정홈(5)을 연장 형성한 모듈 본체(1)와, 상기 기둥고정홈 및 하우징수용홈에 삽입 조립되는 기둥(15) 및 고정판(17)으로 형성된 하우징 고정부(20)와, 상기 하우징 고정부와 결합되는 하우징 몸체(10)로 이루어지되,

   상기 하우징 고정부(20)와 하우징 몸체(10)가 결합되어 형성된 내부 공간에 회동가능한 영구자석(M)이 수용되며, 상기 기둥고정홈(5)과 기둥(15)이 서로 결착 고정되고,

   상기 하우징수용홈(7)의 내경은 기둥고정홈(5)의 내경과 같거나 크며,

   상기 하우징 고정부(20)와 하우징 몸체(10)의 결합은 하우징 고정부 상단의 외주면과 하우징 몸체 하단의 내주면에 형성된 돌기(25,23)를 이용한 억지끼움인 것을 특징으로 하는 자석완구의 자석장착구조
4. 제3항에 있어서,

   상기 하우징 고정부 상단의 외주면에 형성된 돌기(25) 또는 하우징 몸체 하단의 내주면에 형성된 돌기(23)는 단락된 띠 형상인 것을 특징으로 하는 자석완구의 자석장착구조
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 하우징 몸체 하단 외주면 바깥둘레에 조립이 용이하도록 공간부(R)를 형성한 것을 특징으로 하는 자석완구의 자석 장착구조
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 하우징 고정부의 기둥(15) 단면에 기둥의 길이방향으로 조립이 용이하도록 홈(H)이 형성된 것을 특징으로 하는 자석완구의 자석 장착구조
7. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 하우징 위 표면(13)에 미끄럼방지부(33)가 형성된 것을 특징으로 하는 자석완구의 자석 장착구조

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