KR101415083B1 - 조립완구용 금속볼 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 일체로 사출성형되어 완전한 구(球)형상을 이루는 내부 구체(球體)의 바깥 표면에 자력(磁力)에 감응(感應)하는 금속재의 외부 커버가 씌워지도록 함으로써 조립완구를 구성하는 자석막대에 대한 부착성이 향상되도록 하고, 내부 구체의 내부에 다양한 형상과 크기를 갖는 공간부가 형성되도록 하여 경량화(輕量化)함으로써 원하는 구조물을 안정적으로 조립할 수 있도록 하는 한편, 빈번하게 만지는 경우에도 유해물질에 노출되지 않도록 함으로써 안전성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 새로운 조립 완구용 금속볼이 개시된다.
본 발명은 구(球)형상으로 사출성형되며, 내부의 중심선을 따라 관통된 형태의 체결공이 형성되고, 상기 체결공의 양단부에 안착홈이 형성된 내부 구체(球體)와; 자력(磁力)에 감응되는 재질로 이루어지고, 상기 내부 구체의 서로 마주하는 방향으로부터 씌워져 내부 구체의 바깥쪽 표면을 완전히 감싸주며, 중심부에는 상기 내부 구체상의 체결공과 동일한 크기의 끼움공이 형성되고, 상기 끼움공의 가장자리면에는 저면에 상기 내부 구체상의 안착홈에 끼워지는 돌출턱을 갖는 리벳안착홈이 형성된 한 쌍의 반구(半球)형 커버와; 자력에 감응되는 재질로 이루어지고, 상기 반구형 커버상의 끼움공을 통하여 내부 구체상의 체결공에 억지끼움방식으로 체결되며, 상기 반구형커버의 바깥면의 곡률반경과 동일한 곡률반경의 머리부를 갖는 리벳을 포함하여 구성된다.

Description

조립완구용 금속볼{Metal ball for assembly plaything}

본 발명은 조립완구용 금속볼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일체로 사출성형되어 완전한 구(球)형상을 이루는 내부 구체(球體)의 바깥 표면에 자력(磁力)에 감응(感應)하는 금속재의 커버가 씌워지도록 함으로써 조립완구를 구성하는 자석막대에 대한 부착성이 향상되도록 하고, 내부 구체의 내부에 다양한 형상과 크기를 갖는 관통공 또는 공간부가 형성되도록 하여 경량화(輕量化)함으로써 원하는 구조물을 안정적으로 조립할 수 있도록 하는 한편, 빈번하게 만지는 경우에도 유해물질에 노출되지 않도록 함으로써 안전성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 조립완구용 금속볼에 관한 것이다.

일반적으로, 조립완구는 아이들이 가지고 놀게 할 목적으로 여러 가지 모양의 부품을 끼워 맞추어 조립하면서 다양한 형태의 물품을 만들어낼 수 있도록 한 완구를 일컫는 것이다.

이 같은 조립완구는 아이들 스스로 생각한 여러 가지 형태의 구조물을 직접 형상화할 수 있기 때문에 발달과정에 있는 아이들의 창조성과 상상력을 키워주고, 공간감각능력을 향상시키며, 참을성과 끈기를 길러주게 되는 한편, 원하는 형상의 구조물을 만들어 나가는 과정에서 많은 시행착오를 경험하기 때문에 학습능력 또한 크게 증대되는 것으로 알려진다.

상기 조립완구의 일종으로서 자석을 구비한 자석막대와 금속볼을 이용하여 다양한 형상의 구조물을 직접 제작할 수 있도록 하는 자력을 이용한 조립완구가 제안되고 있다.

상기 자력을 이용한 조립완구는 양쪽 끝부분에 자석을 장착시킨 상태의 다수개의 자석막대와, 자력에 의해 부착되는 자력감응재(磁力感應材) 또는 자성체(磁性體)로 이루어진 속이 완전히 채워진 다수개의 금속볼로 이루어지며, 놀이시에는 상기 금속볼을 기준으로 복수개의 자석막대가 방사방향으로 연결되도록 하거나 수직 및 수평방향은 물론 다양한 각도로 연결되도록 할 수 있어 구조물의 형상을 다채롭게 형성할 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기 자력을 이용한 조립완구에 적용되는 종래의 금속볼은 내부가 완전히 채워진 형태로 이루어져 상대적으로 중량이 많이 나가기 때문에 높이가 높은 구조물을 만들 경우 하단부에 큰 하중이 걸리게 되면서 구조물의 연결상태를 유지하기 어렵다는 문제가 있다.

또, 조립작업시 부주의로 인하여 금속볼이 떨어지거나 아이들이 다른 아이 또는 가재도구를 향하여 던져 맞추는 경우에는 금속볼의 무게로 인해 사람을 다치게 하거나 가전제품 등의 가재 도구가 손상될 수 있다는 문제가 있다.

이에 따라 최근에는 내부가 비어 있는 중공(中空)형 금속볼이 제안되고 있는바, 상기한 중공형 금속볼은 내부가 비어 있는 한 쌍의 반구(半球)를 제작하되, 서로 접하는 각각의 반구의 단부에 바깥쪽으로 향하는 플랜지(Flange)를 형성한 상태에서 상기 플랜지를 서로 밀착시킨 다음 전기적인 방법으로 압접하여 볼(Ball)의 형태를 만들고, 이 때 압접부위의 바깥쪽으로 돌출된 플랜지를 연마·제거하고 표면을 도금하여 완성하였다.

그러나, 이와 같은 종래의 중공형 금속볼의 제작시에는 한 쌍의 반구를 압접하는 과정에서 발생되는 강한 열기나 가스가 금속볼의 내부에 충전되고, 상기 금속볼의 내부에 충전된 열기나 가스가 금속볼의 외부로 빠져나가려 하는 에너지에 의해 미세한 균열 및 구멍이 형성되며, 이러한 미세 균열이나 구멍은 연마공정을 거치면서 더욱 커지거나 많아지게 된다는 문제가 있다.

또, 상기한 중공형 금속볼을 도금하게 되면 도금액이 미세하게 형성된 균열이나 구멍을 통하여 금속볼의 내부로 유입된 후 잔류하게 되는데, 이 상태에서 판매되어 어린이들이 사용하게 되면, 상기 금속볼의 내부로부터 유해한 도금액이 흘러나와 인체에 치명적인 상황을 가져올 수 있는 문제가 있다.

또, 상기한 종래의 중공형 금속볼에서는 제작과정중의 압접공정시 전기적인 열이 강하게 발생되므로 볼의 형상에 변화가 일어나 완전한 구(球)형태가 이루어지지 않게 되며, 반구(半球)제작을 위한 프레스작업 및 압접작업이 까다로워 균일한 품질의 제품을 생산할 수 없고, 생산비가 높다는 문제가 있다.

또, 도금과정에서 도금액에 중공형 금속볼을 담그게 되는데, 이 때 금속볼의 부력으로 인하여 금속볼이 도금액에 안전히 담궈지지 않고 도금액의 윗쪽으로 떠 오르기 때문에 도금작업이 매우 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 일체로 사출성형되어 완전한 구(球)형상을 이루는 내부 구체(球體)의 바깥 표면에 자력(磁力)에 감응(感應)하는 금속재의 외부 커버가 씌워지도록 함으로써 조립완구를 구성하는 자석막대에 대한 부착성이 향상되도록 한 새로운 조립완구용 금속볼을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내부 구체의 내부에 다양한 형상과 크기를 갖는 공간부가 형성되도록 하여 경량화(輕量化)함으로써 원하는 구조물을 안정적으로 조립할 수 있도록 한 새로운 조립완구용 금속볼을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 놀이를 위하여 빈번하게 만지는 경우에도 유해물질에 노출되지 않도록 함으로써 안전성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 새로운 조립 완구용 금속볼을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 조립공정을 단순화시켜 가내수공업으로 쉽게 생산할 수 있도록 한 새로운 조립완구용 금속볼을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 구(球)형상으로 사출성형되며, 내부의 중심선을 따라 관통된 형태의 체결공이 형성되고, 상기 체결공의 양단부에 안착홈이 형성된 내부 구체(球體)와; 자력(磁力)에 감응되는 재질로 이루어지고, 상기 내부 구체의 서로 마주하는 방향으로부터 씌워져 내부 구체의 바깥쪽 표면을 완전히 감싸주며, 중심부에는 상기 내부 구체상의 체결공과 동일한 크기의 끼움공이 형성되고, 상기 끼움공의 가장자리면에는 저면에 상기 내부 구체상의 안착홈에 끼워지는 돌출턱을 갖는 리벳안착홈이 형성된 한 쌍의 반구형 커버와;자력에 감응되는 재질로 이루어지고, 상기 반구형 커버상의 끼움공을 통하여 내부 구체상의 체결공에 억지끼움방식으로 체결되며, 상기 반구형커버의 바깥면의 곡률반경과 동일한 곡률반경의 머리부를 갖는 리벳을 포함하여 구성된다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 내부 구체에는 무게를 줄이기 위한 다수개의 관통공이 형성된 특징을 갖는다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 동일한 길이를 갖는 수직지지체와 수평지지체가 "+"형 단면구조를 갖도록 일체로 사출성형되고, 서로 교차된 부분을 제외한 나머지 둘레면에 공간부가 형성된 내부 구체(球體)와; 자력(磁力)에 감응되는 재질로 이루어지고, 상기 내부 구체를 구성하는 수직지지체의 서로 마주하는 반대쪽으로부터 씌워져 내부 구체의 바깥쪽 표면을 완전히 감싸주는 한 쌍의 반구형 커버와; 자력에 감응되는 재질로 이루어지고, 상기 반구형 커버를 통하여 내부 구체를 구성하는 수직지지체에 억지끼움방식으로 체결되는 리벳을 포함하여 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에서 상기 내부 구체를 형성하는 수직지지체의 내부 중심선상에는 체결공이 형성되고, 상기 체결공의 양단부에는 안착홈이 형성되는 한편, 상기 반구형 커버의 중심부에는 상기 내부 구체를 형성하는 수직지지체상의 체결공과 동일한 크기의 끼움공이 형성되고, 상기 끼움공의 가장자리면에는 저면에 상기 수직지지체상의 안착홈에 끼워지는 돌출턱을 갖는 리벳안착홈이 형성된 특징을 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에서 상기 내부 구체를 형성하는 수평지지체의 둘레면은 상기 반구형 커버의 내주면의 곡률반경과 동일한 곡률반경으로 곡면지게 형성된 특징을 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에서 상기 리벳의 머리부는 상기 반구형 커버의 바깥면의 곡률반경과 동일한 곡률반경으로 형성된 특징을 갖는다.

본 발명을 적용하면, 일체로 사출성형된 내부 구체(球體)의 바깥 표면에 자력(磁力)에 감응(感應)하는 금속재의 커버가 씌워지기 때문에 조립완구를 구성하는 자석막대상의 자석의 자력에 의한 자화(磁化)가 전체적으로 균일하게 이루어져 부착성이 현저하게 향상된다는 효과가 있다.

또, 내부 구체의 내부에 다양한 형상과 크기를 갖는 공간부 또는 관통공이 형성되기 때문에 전체의 무게가 경량화(輕量化)됨에 따라 원하는 높이가 높은 구조물도 안정적으로 조립할 수 있다는 효과가 있다.

또, 놀이를 위하여 빈번하게 만지는 경우에도 도금액 같은 유해물질에 노출되지 않음에 따라 안전성이 크게 향상되며, 종래와는 달리 제조공정을 단순화시켜 가내수공업으로 쉽고 저렴하게 생산할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립완구용 금속볼을 나타내는 분리사시도
도 2는 도 1의 결합 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립완구용 금속볼을 구성하는 내부 구체의 확대 평단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립완구용 금속볼의 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조립완구용 금속볼을 나타내는 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조립완구용 금속볼의 결합상태 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 조립완구용 금속볼을 자석막대에 나란히 부착시킨 상태를 나타내는 정면도이다.
도 8은 도 7의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 조립완구용 금속볼을 중심으로 자석막대를 방사상으로 부착시킨 후 그 끝에 금속볼을 부착시킨 상태를 나타내는 정면도이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예 따른 조립완구용 금속볼(10)에서는 구(球)형상으로 사출성형된 내부 구체(球體:12)가 마련되는데, 상기 내부 구체(12)의 내부 중심선상에는 체결공(14)이 관통되게 형성되고, 상기 체결공(14)의 양단부에는 안착홈(16)이 형성되도록 구성된다.

본 발명에서 상기 내부 구체(12)의 바깥쪽 표면에는 한 쌍의 반구형 커버(18)가 서로 마주하는 방향으로부터 씌워져 내부 구체의 바깥쪽 표면을 완전히 감싸주도록 구성된다.

상기 반구형 커버(18)의 중심부에는 상기 내부 구체(12)상의 체결공(14)과 동일한 크기의 끼움공(20)이 형성되고, 상기 끼움공(20)의 가장자리면에는 저면에 상기 내부 구체(12)상의 안착홈(16)에 끼워지는 돌출턱(22)을 갖는 리벳안착홈(24)이 형성되도록 구성된다.

상기 반구형 커버(18)는 자력에 감응되는 재질로 이루어지는 별도의 리벳(26)에 내부 구체(12)에 견고하게 체결되는데, 상기 리벳(26)은 반구형 커버(18)상의 끼움공(20)을 통하여 내부 구체(12)상의 체결공(14)에 억지끼움방식으로 체결된다.

상기 리벳(26)의 머리부(28)는 상기 반구형 커버(18)의 바깥면의 곡률반경과 동일한 곡률반경을 갖도록 형성된다.

상기한 본 발명의 일 실시예에서 상기 내부 구체(12)에는 무게를 줄이기 위한 다수개의 관통공(30)이 형성될 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조립완구용 금속볼(50)에서는 동일한 길이를 갖는 수직지지체(52)와 수평지지체(54)가 "+"형 단면구조를 갖도록 일체로 사출성형되고, 서로 교차된 부분을 제외한 나머지 둘레면에 공간부(56)가 형성된 내부 구체(球體:58)가 마련된다.

상기 내부 구체(58)의 외부 표면에는 자력(磁力)에 감응되는 재질로 이루어지는 한 쌍의 반구형 커버(60)가 상기 내부 구체(58)를 구성하는 수직지지체(52) 의 형성방향의 서로 마주하는 반대쪽으로부터 씌워져 결합되도록 구성되며, 상기 내부 구체(58)의 바깥쪽 표면을 완전히 감싸주는 한 쌍의 반구형 커버(60)는 별도의 리벳(62)에 의하여 내부 구체(58)를 구성하는 수직지지체(52)에 억지끼움방식으로 체결되도록 구성된다.

이를 위하여, 상기 내부 구체(58)를 형성하는 수직지지체(52)의 내부 중심선상에는 체결공(64)이 형성되고, 상기 체결공(64)의 양단부에는 안착홈(66)이 형성되도록 구성된다.

또, 상기 반구형 커버(60)의 상부면 중심부에는 상기 내부 구체(58)를 형성하는 수직지지체(52)상의 체결공(64)과 동일한 크기의 끼움공(68)이 형성되고, 상기 끼움공(68)의 가장자리면에는 저면에 상기 수직지지체(52)상의 안착홈(66)에 끼워지는 돌출턱(70)을 갖는 리벳안착홈(72)이 형성되도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에서 상기 내부 구체(58)를 형성하는 수평지지체(54)의 둘레면은 상기 반구형 커버(60)의 내주면의 곡률반경과 동일한 곡률반경으로 곡면지게 형성되도록 구성된다.

또, 상기 리벳(62)의 머리부(62a)는 상기 반구형 커버(60)의 바깥면의 곡률반경과 동일한 곡률반경을 갖도록 형성될 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 작용은 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 조립완구용 금속볼(10)을 제작하는 경우, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 구형상으로 사출성형된 내부 구체(12)의 서로 마주하는 방향으로부터 반구형 커버(18)을 씌워 그 마주하는 끝부분이 서로 밀착되도록 하면, 상기 반구형 커버(18)의 끼움공(20) 가장자리면의 저면에 형성된 돌출턱(22)이 내부 구체(12)상의 체결공(14) 가장자리면에 형성된 안착홈(16)에 안착된다.

이 상태에서 상기 반구형 커버(18)에 형성된 끼움공(20)을 통하여 내부 구체(12)상의 체결공(14)의 내측으로 리벳(26)을 억지끼움방식으로 압입하여 체결하면, 상기 내부 구체(12)의 바깥면과 반구형 커버(18)의 내측면이 완전히 밀착된 상태가 되면서 그 조립이 완료되는 것이다.

이 때, 상기 리벳(26)의 머리부(28)는 반구형 커버(18)상의 끼움공(20)의 ㄱ가장자리면에 형성된 리벳안착홈(24)에 끼워져 안착되기 때문에 외부로 돌출되지 않게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조립완구용 금속볼(50)을 제작하는 경우, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 동일한 길이를 갖는 수직지지체(52)와 수평지지체(54)가 "+"형 단면구조를 갖도록 일체로 사출성형되고, 상기 수직지지체(52)와 수평지지체(54)의 서로 교차된 부분을 제외한 나머지 둘레면에 공간부(56)가 형성된 내부 구체(58)를 준비한다.

이 상태에서 상기 내부 구체(58)를 구성하는 수직지지체(52)의 형성방향의 서로 마주하는 반대쪽으로부터 한 쌍의 반구형 커버(60)을 씌워 그 마주하는 끝부분이 서로 밀착되도록 하면, 상기 반구형 커버(60)의 끼움공(68) 가장자리면의 저면에 형성된 돌출턱(70)이 내부 구체(58)를 구성하는 수직지지체(52)상의 체결공(64) 가장자리면에 형성된 안착홈(66)에 안착된다.

이 상태에서 상기 반구형 커버(60)에 형성된 끼움공(68)을 통하여 내부 구체(58)를 구성하는 수직지지체(52)상의 체결공(64)의 내측으로 리벳(62)을 억지끼움방식으로 압입하여 체결하면, 상기 내부 구체(58)를 구성하는 수평지지체(54)의 바깥면과 반구형 커버(60)의 내측면이 완전히 밀착된 상태가 되면서 그 조립이 완료되는 것이다.

이 과정에서 상기 리벳(62)의 머리부(62a)는 반구형 커버(60)상의 끼움공(68)의 가장자리면에 형성된 리벳안착홈(72)에 끼워져 안착되기 때문에 외부로 돌출되지 않게 된다.

이와 같이 만들어진 다수개의 금속볼(10)(50)은 끝부분에 자석(80)이 장착된 다수개의 자석막대(82)를 이용하여 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 다양한 구조물의 조립에 응용되는 것이다.

예로서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 단일의 자석막대(82)의 양쪽 끝에 본 발명에 따른 금속볼(10)(50)을 부착시키면 자석막대(82)에 부착된 금속볼(10)(50)은 자석(80)의 자력에 의하여 자화(磁化)되기 때문에 또 다른 금속볼(10)(50)을 연속하여 부착시킬 수 있게 된다.

또, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조립완구용 금속볼(10)(50)을 중심으로 다수개의 자석막대(82)를 방사상으로 부착시킨 후 그 끝에 금속볼(10)(50)을 부착시키는 등 다양한 형태의 구조물을 만들어 갈 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조립완구용 금속볼(10)은 상대적으로 크기가 작은 경우에 적용되고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조립완구용 금속볼(50)은 상대적으로 크기가 큰 경우에 적용될 수 있다.

이 같은 본 발명에서는 내부 구체(12)(58)의 내부에 각각 관통공(30)이나 공간부(56)가 형성되는 경우 제품의 무게가 매우 가벼워지기 때문에 높이가 높은 구조물을 조립하는 경우에도 하중을 충분히 지탱할 수 있게 된다.

10,50 : 금속볼 12,58 : 내부 구체(球體)
14,64 : 체결공 16,66 : 안착홈
18,60 : 반구형 커버 20,68 : 끼움공
22,70 : 돌출턱 24,72 : 리벳안착홈
26,62 : 리벳 30 : 관통공
56 : 공간부 80 : 자석
82 : 자석막대.

Claims (6)

1. 동일한 길이를 갖는 수직지지체(52)와 수평지지체(54)가 "+"형 단면구조를 갖도록 일체로 사출성형되고, 상기 수직지지체(52)와 수평지지체(54)가 서로 교차된 부분을 제외한 나머지 둘레면에 공간부(56)가 형성된 내부 구체(球體)(58)와;
   자력(磁力)에 감응되는 재질로 이루어지고, 상기 내부 구체(58)를 구성하는 수직지지체(52)의 형성방향의 서로 마주하는 반대쪽으로부터 씌워져 내부 구체(58)의 바깥쪽 표면을 완전히 감싸주는 한 쌍의 반구형 커버(60)와;
   자력에 감응되는 재질로 이루어지고, 상기 반구형 커버(60)를 통하여 내부 구체(58)상의 수직지지체(52)에 억지끼움방식으로 체결되는 리벳(62)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립완구용 금속볼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내부 구체(58)를 형성하는 수직지지체(52)의 내부 중심선상에는 체결공(64)이 형성되고, 상기 체결공(64)의 양단부에는 안착홈(66)이 형성되는 한편;
   상기 반구형 커버(60)의 중심부에는 상기 내부 구체(58)를 형성하는 수직지지체(52)상의 체결공(64)과 동일한 크기의 끼움공(68)이 형성되고, 상기 끼움공(68)의 가장자리면에는 저면에 상기 수직지지체(52)상의 안착홈(66)에 끼워지는 돌출턱(70)을 갖는 리벳안착홈(72)이 형성된 것을 특징으로 하는 조립완구용 금속볼.
3. 제1항에 있어서,
   상기 내부 구체(58)를 형성하는 수평지지체(54)의 둘레면은 상기 반구형 커버(60)의 내주면의 곡률반경과 동일한 곡률반경으로 곡면지게 형성된 것을 특징으로 하는 조립완구용 금속볼.
4. 제1항에 있어서,
   상기 리벳(62)의 머리부(62a)는 상기 반구형 커버(60)의 바깥면의 곡률반경과 동일한 곡률반경으로 곡면지게 형성된 것을 특징으로 하는 조립완구용 금속볼.
5. 삭제
6. 삭제

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