KR101450395B1

KR101450395B1 - 자석 부착식 다면체 조립완구

Info

Publication number: KR101450395B1
Application number: KR1020120098567A
Authority: KR
Inventors: 조은님
Original assignee: 조은님
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2014-10-14
Also published as: KR20140032118A

Abstract

본 발명은 자석 부착식 다면체 조립완구에 관한 것으로, 자석의 소요 개수를 최소화하면서도 타 다면체와 전방향으로의 결합이 가능함은 물론 결합력까지도 향상시킬 수 있도록 한 것인바, 3개 이상의 평면 또는 곡면으로 된 표면을 갖는 다면체의 내부에 자석이 유동가능하게 설치된 다면체 조립완구에 있어서; 상기 자석(M)은 다면체(P)의 어느 한 면의 중심에서 해당 면의 일 측변까지 유동되어 육면체의 경우 종래에는 각 면마다 1개씩 총 6개의 자석이 필요했었으나, 본 발명은 4개의 자석만으로도 육면체를 어느 방향으로도 결합시킬 수 있음은 물론, 블록 적층시에도 자석의 극성구조가 견고하게 형성되어 안정된 블록 구조를 만들 수 있도록 되어 있다.

Description

자석 부착식 다면체 조립완구 {Polyhedron erector set with magnet}

본 발명은 자석 부착식 다면체 조립완구에 관한 것으로, 상세히는 고가의 희토류 광물로 만들어지는 자석의 소요 개수를 최소화하면서도 타 다면체와 모든 방향으로의 결합이 가능함은 물론 결합력의 향상과 안정된 결합상태를 유지할 수 있도록 함으로써 자라나는 어린이들이 가지고 놀면서 공간지각력의 발달과 창의력의 향상은 물론 협동심과 사회성을 부여할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 어린이들의 공간지각력 및 창의력의 발달을 위한 완구는 조립블록, 다면체, 조립퍼즐 등 다양한 이름으로 불리고 있다.

이 중에서 본 발명과 관련된 물품은 다면체 블록의 내부에 자석을 삽입하거나 자석 패드를 부착하여 자력에 의해 상호 결합이 가능하도록 한 것인데, 이는 자석 블록 또는 자석 블럭 등으로도 불리고 있으며, 본 발명에서는 이를 자석 부착식 다면체 조립완구라고 통칭한다.

한편, 이와 같이 자석이 결합된 다면체가 모든 방향으로 연속으로 결합이 가능하도록 하기 위하여는 각 면마다 최소 하나 이상의 자석을 사용해야 했었으며, 다면체들이 결합되면서 결합된 입체가 커질수록 그 중량의 힘을 견디지 못해 무너지게 됨으로써 자석의 개수를 늘리거나 가우스가 높은 고가의 자석을 사용하여야 하는 문제점이 있었다.

한편, 영구자석은 알리코 자석, 훼라이트 자석, 희토류 자석 등으로 분류되는데, 이 중에서 희토류 자석은 나머지 두 종류에 비해서 자기특성이 월등히 우수하다. 예를 들면 Nd계 자석의 특성은 페라이트 자석보다 10배 우수한데, Nd계 자석은 Fe가 약 60%, Nd가 약 30%, 나머지가 Dy와 다른 첨가원소로 구성되어 있다. 이 중에서 Dy함량은 자석의 용도에 따라 다르다. 한편, Dy는 지각 존재질량비가 4.8ppm으로 Au(0.004ppm)과 Pt(0.01ppm)보다는 높지만 Nd(25ppm) 비교하여 매우 낮다. 뿐만 아니라, 채광 가능한 광산이 거의 중국에 국한되어 있고 최근 중국이 수출제한 정책을 고수하고 있기 때문에 현재 중희토류 수급문제가 발생하고 있다. 더욱 심각한 문제는 이러한 수급문제가 향후 더욱 심화될 것으로 예상된다는 것이다.

본 출원인이 검색한 바에 의하면 본 발명과 관련된 종래기술로, 자석이 돌 수 있는 회전공간을 만들어서 자석의 극성에 따라서 자석이 회전해서 다른 자석과 척력이 발생하도록 하거나, 자석이 유동공간에서 유동가능하도록 설치한 것으로는 일본실용신안등록 제3069505호의 교재용 자석이 든 블록, 일본특허공개2010-234050호의 완구조립용 블록, 일본특허공개2011-92321호의 완구, 한국특허 제24154호의 패널형 자석놀이완구, 한국특허 제546071호의 입체형 자석놀이완구, 한국특허 제629306호의 자석이 결합된 다면체 블록완구 등이 개시되어 있다.

한편, 상기한 종래기술에 의한 자석 부착식 블록 완구에 있어서는 자석 수를 줄이면서도 기존의 결합력을 그대로 유지하거나 또는 증대시킬 수 있는 방안이 제시되지 못하였으며, 오히려 자석의 소요 개수가 많아지게 되는 구조로 이루어져 있고, 또한, 위에서 언급한 종래기술에 있어서는 자석이 들어 있어서 자력이 작용하는 면과 자석이 없어서 자력이 작용하지 않는 면의 표면을 구별하여 사용자가 조립 전에 미리 계획하고 시행착오를 줄일 수 있도록 하기 위한 어떠한 기술도 제시되어 있지 않았다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 사각기둥과 같은 육면체, 삼각기둥과 같은 오면체, 원기둥체, 원뿔체를 포함하는 자석 부착식 다면체 조립완구에서; 자석의 소요 개수를 최소화하면서도 타 다면체와 전방향으로의 결합이 가능함은 물론 결합력의 향상과 더불어 결합상태도 안정적으로 유지할 수 있는 개선된 구조의 자석 부착식 다면체 조립완구를 제공하는데 있다.

본 발명은 또, 시각이 아닌 촉감 등에 의해 조립완구 내부의 자석 배치구조를 파악할 수 있도록 함으로써 조립 전 또는 조립 과정에서 사용자가 미리 계획하고 시행착오를 줄일 수 있도록 함으로써 시각장애인 등도 사용이 가능하고 조립 또한 신속하게 할 수 있는 자석 부착식 다면체 조립완구를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 3개 이상의 평면 또는 곡면으로 된 표면을 갖는 다면체의 내부에 자석이 유동가능하게 설치된 다면체 조립완구에 있어서; 상기 자석은 다면체의 어느 한 면의 중심에서 해당 면의 일 측변까지 유동되도록 하여 하나의 자석이 이동 및 자극이 반전되면서 2개의 면에 대하여 선택적으로 또는 동시에 자력을 발휘할 수 있도록 함으로써 자석의 소요 개수는 최소화하면서도 인접하는 타 다면체와 결합력의 향상과 안정적인 결합상태를 유지할 수 있도록 한 자석 부착식 다면체 조립완구를 제공한다.

본 발명에서 상기 다면체는 육면체, 오면체, 원기둥체, 원뿔체를 포함하며, 육면체 이상의 면을 갖는 다면체 또한 포함할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 구체적인 실시 예에서 상기 다면체는 육면체로 이루어지며, 육면체는 정육면체, 직육면체, 평행육면체, 능면체(마름모) 등을 포함하고, 이들 육면체에서는 4개의 자석을 배치하는 것에 의해 6개의 표면 모두 자력을 발휘할 수 있도록 되어 있는데, 육면체 자석 배치구조는 대향하는 2개의 표면 예를 들면, 상면과 하면의 중심부에서 우측면과 접하는 변까지, 그리고 전면과 후면의 중심부에서 좌측면과 접하는 변까지 자석이 유동할 수 있는 4개의 유동공간이 형성되고, 각각의 유동공간에는 유동공간을 따라 유동가능하고 자극의 반전이 가능한 막대자석이 내장된 구조로 이루어진다.

본 발명에서 상기 다면체는 목재나 합성수지(플라스틱)를 포함하는 경질 소재, 발포 폼(foam)이나 고무를 포함하는 연질 소재 등으로 제작될 수 있으며, 다면체에 형성되는 유동공간은 다면체의 내부가 채워진 상태의 경우에는 채워진 부분을 제거하여 유동공간을 형성할 수 있고, 다면체의 내부가 비어있는 경우에는 비어있는 내부 공간에 별도의 유동공간을 형성하는 유동공간체를 내장하는 방법으로 형성할 수 있으며, 유동공간의 형성방법이나 구조에 대한 제한은 없다.

본 발명의 구체적인 실시 예에서, 상기 다면체는 삼각기둥, 삼각뿔대, 사각뿔 등을 포함하는 오면체로 이루어지며, 이들 오면체에서는 4개의 자석을 배치하는 것에 의해 5개의 표면 모두 자력을 발휘할 수 있도록 되어 있는데, 오면체의 자석 배치구조는 예를 들면, 삼각기둥에서 대향하는 상면과 하면의 중심부에서 일 측면 예를 들면, 전면과 접하는 변까지 자석이 유동할 수 있는 2개의 유동공간이 형성되고, 각각의 유동공간에는 유동공간을 따라 유동가능하고 자극의 반전이 가능한 막대자석이 내장되며, 나머지 2개의 측면 중심부에는 자석이 고정배치되는 구조로 이루어진다.

본 발명의 구체적인 실시 예에서, 상기 다면체는 반원기둥체 또는 1/4원기둥체를 포함하는 원기둥체로 이루어지며, 이들 원기둥체에서는 2개의 자석을 배치하는 것에 의해 반원기둥체에서는 3개의 평면(상,하면 및 정면)이, 1/4원기둥체에서는 4개의 평면(상,하면 및 좌,우측면)이 모두 자력을 발휘할 수 있도록 되어 있는데, 원기둥체의 자석 배치구조는 상,하면의 중심부에서 전면(반원기둥체) 또는 좌,우 측면(1/4원기둥체)과 접하는 변까지 자석이 유동할 수 있는 2개의 유동공간이 형성되고, 각각의 유동공간에는 유동공간을 따라 유동가능하고 자극의 반전이 가능한 막대자석이 내장되며, 부가적으로 외측의 곡면 중심부에는 고정자석이 부착될 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시 예에서, 상기 다면체는 반원뿔체, 또는 1/4원뿔체를 포함하는 원뿔체로 이루어지며, 이들 원뿔체도 2개의 자석을 배치하는 것에 의해 2개 또는 3개의 평면이 모두 자력을 발휘할 수 있도록 되어 있는데, 이의 배치구조는 하면의 중심부에서 전면(반원뿔체) 또는 좌,우 측면(1/4원뿔체)과 접하는 변까지 자석이 유동할 수 있는 하나의 유동공간이 형성되고, 이 유동공간에는 유동공간을 따라 유동가능하고 자극의 반전이 가능한 막대자석이 내장되며, 부가적으로 원뿔체의 꼭지와 외측의 곡면 중심부에는 고정자석이 부착될 수 있다.

본 발명은 다양한 다면체 블록을 상호 자력에 의해 결합가능하도록 하기 위하여 소요되는 자석의 개수를 최소화할 수 있으므로 자석 부착식 다면체 조립완구의 제조원가를 절감하면서도 타 다면체와 전방향으로의 안정적인 결합이 가능함은 물론 결합력까지도 향상시킬 수 있으며, 자석의 배치구조는 유동공간의 표면 질감과 타 부위와의 표면 질감이 다르게 형성되어 있으므로 시각에 의존하지 않고도 손감각만으로도 마치 자석의 배치구조를 파악하여 결합방향의 결정이 가능하므로 시행착오를 겪지 않고도 신속한 조립이 가능하며, 이와 같은 점은 시각장애인들도 자석 조립완구를 갖고 놀면서 공간에 대한 이해와 창의력의 향상을 도모할 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 의한 자석 부착식 다면체 조립완구의 일 실시 예로서, 육면체의 자석 배치구조를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 A - A'선 단면도,
도 3은 도 1의 육면체 2개가 결합된 상태를 도시한 사시도,
도 4는 도 1의 육면체 다수개가 블록상태로 적층된 사시도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예로서, 오면체의 자석 배치구조를 도시한 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 오면체의 배면 사시도,
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 오면체 2개가 결합된 상태를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예로서, 원기둥체의 자석 배치구조를 도시한 사시도,
도 9는 도 8의 배면 사시도,
도 10은 도 8에 도시된 원기둥체의 결합상태 사시도,
도 11은 도 8의 변형례로서, 1/4원기둥체의 자석 배치구조를 도시한 사시도,
도 12는 본 발명의 다른 실시 예로서, 반원뿔체의 자석 배치구조를 도시한 사시도,
도 13은 도 12의 변형례로서, 1/4원뿔체의 자석 배치구조를 도시한 사시도,

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 구체적인 실시 예에서 상,하,전,후,좌,우면은 다면체의 표면에 대한 설명의 편의를 위해 임의로 명명한 것으로, 이러한 표면은 실시예에 따라서 또는 각 실시 예에 의한 다면체의 배치에 따라서 다르게 표현되거나 통칭하는 용어인 '표면'으로 설명하며, 임의의 표면에 대해 특정의 용어로 지지칭하였더라도 본 발명의 권리범위가 그대로 제한되는 것은 아님은 물론이며, 자석에 대한 설명에 있어서도 막대자석과 고정자석으로 구분하고, 이들을 통칭하는 경우에는 '자석'으로 표현하였다.

또한, 다면체의 설명에 있어서도, 반원기둥체, 1/4원기둥체, 반원뿔체, 1/4원뿔체 등과 같이 임의로 표현하였으나, 본 발명은 이러한 표현에 한정되지 않고 해당 다면체에대한 특정의 용어가 존재하는 경우에는 그와 동일한 의미로 해석됨이 마땅하다.

도 1 내지 도 4에는 본 발명의 일 실시 예에 의한 자석 부착식 다면체 조립완구인 육면체의 자석 배치구조 및 결합상태가 도시되어 있는데, 본 실시 예의 다면체 조립완구는 사각기둥 형태의 육면체로 이루어져 있으며, 육면체로 이루어진 다면체(P)는 4개의 막대자석(M1,M2,M3,M4)을 배치하는 것에 의해 6면(전,후,좌,우,상,하면) 모두 자력을 발휘할 수 있도록 되어 있는데, 이 육면체의 자석 배치구조는 대향하는 2개의 면 예를 들면, 도면에 도시된 바와 같이 상면(F1)과 하면(F2)의 중심부에서 우면(F3)과 접하는 변(E1,E2)까지, 그리고 전면(F4)과 후면(F5)의 중심부에서 좌면(F6)과 접하는 변(E3,E4)까지 자석(M1,M2,M3,M4)이 유동할 수 있는 4개의 유동공간(S1,S2,S3,S4)이 형성되고, 각각의 유동공간(S1,S2,S3,S4)에는 이 유동공간을 따라 유동가능하고 자극의 반전이 가능한 막대자석(M1,M2,M3,M4)이 내장된 구조로 이루어져 있다.

본 실시 예에 의한 다면체(P)는 외곽에 직사각형인 4개의 면(상,하,전,후면)과 정사각형인 2개의 면(좌,우면)이 형성되어 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 좌,우면이 상호 맞대기 식으로 결합되는 것에 의해 정육면체를 형성할 수 있도록 제작되어 있는데, 상,하면(F1,F2)에 형성되는 유동공간(S1,S2)은 도 2의 A - A'선 단면도에서 알 수 있는 바와 같이 막대자석(M1,M2)이 상,하면(F1,F2)의 세로중심에서부터 우면(F3)에 접하는 변(E1,E2)까지 유동될 수 있도록 되어 있으며, 상기 막대자석(M1,M2)은 상기 유동공간(S1,S2)의 상,하 높이보다는 작은 폭과 두께를 가지며, 상기 유동공간(S1,S2)의 전,후 폭보다 작은 길이로 이루어진 막대형으로 이루어져 있다.

즉, 상기 상,하면(S1,S2)에 형성된 유동공간(S1,S2) 내의 막대자석(M1,M2)은 도 2에 도시된 바와 같이 상,하면(F1,F2)의 중심위치에 오게 되는 것에 의해 상,하면(F1,F2)에 연직방향으로만 자력을 발생시키거나 도 4의 블록 결합상태에서와 같이 상,하면(F1,F2)에 접하는 우면(F3)의 상,하부에 최대한 근접하여 상,하면(F1,F2)의 연직 상,하방향과 동시에 우면(F3)에도 수평방향으로 자력을 발생시켜 인접하는 타 다면체와의 연쇄적인 면결합이 가능하도록 되어 있다.

또, 상기 전,후면(F4,F5)에 형성된 유동공간(S3,S4)내의 막대자석(M3,M4)은 도 1과 도 2의 A - A'선 단면도에서 알 수 있는 바와 같이 전,후면(F4,F5)의 중심위치에 오게 되는 것에 의해 전,후면(F4,F5)의 수평방향으로만 자력을 발생시키거나, 도 4의 블록 결합상태에서와 같이 전,후면(F4,F5)에 접하는 좌면(F6)에 최대한 근접하여 전,후면(F4,F5)의 전,후방향과 동시에 좌면(F6)의 측방향으로도 자력을 발생시켜 인접하는 타 다면체와의 연쇄적인 면결합이 가능하도록 되어 있다.

본 실시 예의 육면체에서는 우면(F3)에 인접하는 유동공간(S1,S2)과 좌면(F6)에 인접하는 유동공간(S3,S4)은 상호 90°로 어긋나도록 배치되어 있어 블록 결합시 수평 및 수직방향으로의 회전에 의해 어느 방향으로도 인접한 다면체와 결합이 가능하게 된다.

본 발명에서 상기 다면체(P)는 목재나 합성수지(플라스틱)를 포함하는 경질 소재로 제작하는 것이 바람직하나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 사용자의 연령층이나 사용자의 특성에 따라서 발포 폼(foam)이나 고무를 포함하는 연질 소재 등으로 제작할 수도 있음은 물론이며, 다면체(P)에 형성되는 유동공간(S1~S4)은 다면체(P)의 내부가 채워진 상태의 경우에는 채워진 부분을 제거하여 유동공간을 형성할 수 있고, 다면체(P)의 내부가 비어있는 경우에는 비어있는 내부 공간에 별도의 유동공간을 형성하는 유동공간체를 내장하여 부착하는 방법으로 형성할 수 있으며, 이러한 유동공간의 형성방법이나 구조에 대하여는 특별한 제한을 두지 않는다.

한편, 본 발명에서 상기 유동공간(S1,S2,S3,S4)의 표면 질감 즉, 다면체의 표면과 유동공간(S1~S4)의 외부 표면은 질감을 다르게, 예를 들면 다면체의 표면은 매끄럽게 하고, 유동공간(S1~S4)의 표면은 약간 거친 느낌을 갖도록 형성하거나 그 반대로 질감을 형성하여 사용자가 눈으로 보지 않고도 유동공간의 위치 즉, 자석의 배치상태를 손감각만으로도 인식할 수 있도록 함으로써 시행착오를 겪지 않고도 신속하게 블록 결합을 할 수 있도록 하거나, 시각장애인도 조립완구를 갖고 놀면서 공간지각력과 창의력을 발달시킬 수도 있도록 할 수 있는 것이다.

또, 본 발명에서 상기 육면체는 도면에 도시된 직육면체의 형태에 한정되지 않으며, 도면에 도시된 직육면체 2개를 결합한 것과 같은 정육면체 형태, 도면에 도시된 직육면체를 세로로 반분한 또 다른 형태의 직육면체로도 제작할 수 있음은 물론, 2개의 대응되는 면이 직사각형이나 정사각형이 아닌 사다리꼴 형태의 육면체 형태 등과 같이 다양한 육면체에도 자석의 배치구조를 동일하게 적용할 수 있다.

또한, 본 실시 예에서는 도 4의 블록 결합상태에서 알 수 있는 바와 같이, 다면체가 면결합하게 되면 대응되는 유동공간 내의 자석이 상호 최대한 밀착되어 결합되게 됨으로써 여기에 또 다른 블록이 상,하,좌,우측에 결합되게 될 때 자력이 배가되게 됨으로써 블록의 결합상태가 더욱 견고하게 만들어지게 되는 장점이 있으며, 이로 인해 더욱 안정성이 있는 블록을 조립할 수 있는 것이다.

도 5 내지 도 7에는 본 발명의 다른 실시 예로서, 오면체의 자석 배치구조 및 이들의 결합상태가 도시되어 있는데, 본 실시 예의 다면체 조립완구는 삼각기둥 형태의 육면체로 이루어져 있으며, 오면체로 이루어진 다면체(P)는 4개의 자석(M1,M2,m3,m4)을 배치하는 것에 의해 5면(전,좌,우,상,하면) 모두 자력을 발휘할 수 있도록 되어 있는데, 이 오면체의 자석 배치구조는 대향하는 상,하면(F1,F2)의 중심부에서 전면(F4)과 접하는 변(E1,E2)까지 막대자석(M1,M2)이 유동할 수 있는 2개의 유동공간(S1,S2)이 형성되고, 이 유동공간(S1,S2)에는 이 유동공간을 따라 유동가능하고 자극의 반전이 가능한 막대자석(M1,M2)이 내장되며, 좌,우면(F6,F3)의 중심부에는 고정자석(m1,m2)이 설치된 구조로 이루어져 있다.

본 실시 예에 의한 다면체(P)는 상,하면(F1,F2)이 정삼각형으로 이루어져 있고, 전면(F4) 및 좌,우면(F6,F3)이 직사각형으로 이루어져 있으나, 본 발명은 오면체로 이루어진 다면체에서 상,하면이 정삼각형을 반분한 직각삼각형태의 오면체로 제작하여 이를 2개 결합시키는 것에 의해 본 실시 예와 동일한 외형을 갖도록 형성할 수도 있음은 물론이다.

본 실시 예에서, 상기 상,하면(F1,F2)의 중심은 무게중심을 의미하며, 상,하면(F1,F2)에 형성되는 유동공간(S1,S2)은 막대자석(M1,M2)이 상,하면(F1,F2)의 무게중심에서부터 전면(F4)에 접하는 변(E1,E2)까지 유동될 수 있도록 되어 있으며, 상기 막대자석(M1,M2)은 상기 유동공간(S1,S2)의 상,하 높이보다는 작은 폭과 두께를 가지며, 상기 유동공간(S1,S2)의 전,후폭보다 작은 길이의 막대형으로 이루어져 있다.

즉, 상기 상,하면(S1,S2)에 형성된 유동공간(S1,S2) 내의 막대자석(M1,M2)은 상,하면(F1,F2)의 중심위치에 오게 되는 것에 의해 상,하면(F1,F2)에 연직방향으로만 자력을 발생시키거나, 상,하면(F1,F2)에 접하는 전면(F4)의 상,하부에 최대한 근접하여 상,하면(F1,F2)의 연직 상,하방향과 동시에 전면(F4)에도 수평방향으로 자력을 발생시켜 도 7에 도시된 바와 같이 인접하는 타 다면체와의 연쇄적인 면결합이 가능하도록 되어 있다.

본 실시 예에서, 상기 전면(F4)을 제외한 좌,우면(F6,F3)에는 도 6에 도시된 바와 같이 고정자석(m3,m4)이 부착되어 있어서 인접하는 타 다면체와 맞대기 식의 면결합이 가능하도록 되어 있다.

본 실시 예의 오면체로 이루어진 다면체(P) 또한 도 7에 도시된 바와 같이 2개의 다면체(P)가 맞대기 식으로 결합되게 되면, 상,하면의 중심부에 각각 2개의 자석이 하나로 결합되는 것과 같은 상태가 되게 됨으로써 블록 적층시 보다 강한 자력이 작용하게 됨으로써 결합상태를 더욱 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 다면체의 자석 배치구조를 도시한 것으로, 본 실시 예의 다면체(P)는 반원기둥체로 이루어지며, 반원기둥체에서는 3개의 자석을 배치하는 것에 의해 3개의 평면(상,하면 및 정면)과 하나의 곡면(외곽면)이 모두 자력을 발휘할 수 있도록 되어 있는데, 반원기둥체의 자석 배치구조는 상,하면(F1,F2)의 중심부에서 전면(F4)과 접하는 변(E1,E2)까지 막대자석(M1,M2)이 유동할 수 있는 2개의 유동공간(S1,S2)이 형성되고, 각각의 유동공간(S1,S2)에는 유동공간을 따라 유동가능하고 자극의 반전이 가능한 막대자석(M1,M2)이 내장되며, 외측의 곡면(F7) 중심부에는 고정자석(m1)이 배치되는 구조로 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 본 실시 예의 반원기둥체는 도 10에 도시된 바와 같이 전면(F4)이 맞대기 식으로 결합되면서 원기둥체를 완성하게 되고, 이들 원기둥체는 상하로 연속 결합되는 것에 의해 블록적층시 원하는 길이의 원기둥을 형성하게 되며, 반원기둥체가 원기둥체로 결합될 때에는 상,하면(F1,F2)의 유동공간(S1,S2)에 위치한 막대자석(M1,M2)이 대응되는 다면체의 자석과 맞결합되게 되며, 이에 의해 원기둥체의 상,하면 중심부에 2개의 자석이 하나로 결합되어 안정된 구조의 원기둥을 적층할 수 있게 되는 것이다.

도 11은 도 8의 변형례로서, 1/4원기둥체의 자석 배치구조가 도시되어 있는데, 본 실시 예에서는 도 8의 반원기둥체를 수직으로 2분할하고, 분할된 상,하면(F1,F2)에는 막대자석(M1,M2)을 유동가능하게 설치하고, 외측의 곡면(F7)에는 고정자석(m1)이 부착된 구조로 이루어져 있어, 이들 1/4원기둥체로 이루어진 다면체(P) 2개를 맞대기 결합시키는 것에 의해 도 8에 도시된 실시 예의 반원기둥체형 다면체를 만들 수 있다.

본 실시 예에서는 상,하면(F1,F2)에 형성되는 유동공간(S1,S2)이 좌면(F6)에 접하는 변(E3,E4)에 길이방향을 따라 접하도록 형성됨으로써 1/4원기둥체 2개가 결합될 때 좌면(F6)이 서로 맞대기 식으로 결합되면서 상,하면(F1,F2)의 자석(M1,M2)이 측방향으로 결합되면서 일체를 이루게 되며, 이렇게 결합된 반원기둥체 2개가 다시 결합되어 도 10에 도시된 바와같은 원기둥체를 형성할 수 있게 되는 것이다.

본 실시 예에서 상기 곡면(F7)에는 도 9에 도시된 바와 같이 고정자석이 부가될 수도 있으며, 이 고정자석의 부착위치는 곡면(F)의 중간부분이나 일 측으로 치우친 위치 즉, 2개의 1/4원기둥체가 결합시 도 9에 도시된 고정자석(m1)과 같은 위치가 되는 위치에 부착될 수도 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시 예로서, 원뿔체의 자석 배치구조가 도시되어 있는데, 본 실시 예에서는 반원뿔체의 하면(F2) 중심부에서 전면(F4)에 접하는 변까지 막대자석(M1)이 이동가능하도록 유동공간(S1)이 형성되고, 다면체(P)의 꼭지(V)에는 고정자석(m1)이 부착되어 있는 구조로 이루어져 있어서 2개의 반원뿔체를 맞대기 결합시키는 것에 의해 하면(F2)의 자석(M1)과 꼭지(V)의 자석이 각각 인력이 작용하여 원뿔체를 형성할 수 있도록 되어 있다.

도 13은 도 12의 변형례로서, 1/4원뿔체의 자석 배치구조가 도시되어 있는데, 본 실시 예에서는 도 12의 반원뿔체를 수직으로 2분할하고, 분할된 하면(F2)에는 막대자석(M1)을 유동가능하게 설치하고, 꼭지(V)에는 고정자석(m1)이 부착된 구조로 이루어져 있어, 이들 1/4원기둥체로 이루어진 다면체(P) 2개를 맞대기 결합시키는 것에 의해 도 12에 도시된 실시 예의 반원뿔체형 다면체를 만들 수 있다.

본 실시 예의 1/4원뿔체에 있어서도 하면(F2)에 형성되는 유동공간(S1)은 좌면(F6)에 접하는 변(E4)에 길이방향을 따라 접하도록 형성됨으로써 1/4원뿔체 2개가 결합될 때 좌면(F6)이 서로 맞대기 식으로 결합되면서 하면(F1)의 자석(M1)이 측방향으로 결합되면서 일체를 이루게 되며, 이렇게 결합된 반원뿔체 2개가 다시 결합되어 원뿔체를 형성할 수 있게 되는 것이다.

첨부된 도면에 도시되고 위에서 설명된 실시 예 외에도 본 발명의 다면체는 다양한 형태와 크기로 제작될 수 있으며, 막대자석 및 고정자석의 배치구조는 상술한 실시 예의 배치에서와 동일한 원리에 따라 배치하면 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 다면체 조립완구는 3개 이상의 표면을 갖는 다양한 형상의 다면체에서 각각의 표면이 자력을 갖도록 하면서 인접하는 타 다면체와 자력에 의해 결합이 이루어질 수 함에 있어서, 자석의 소요 개수를 각각의 면에 대응되는 개수보다도 적게 할 수 있으므로 고가이면서 희소성이 높은 희토류의 사용을 최소화하여 제조비용을 절감할 수 있음은 물론, 자석이 유동공간에서 유동 및 자극이 반전되는 것에 의해 블록으로 결합하게 될 경우 대응되는 자석이 하나의 자석으로 결합됨과 동시에 그 결합위치가 자력이 발생하는 면의 중심부에 위치하거나 또는 대응되는 면의 상,하 또는 좌,우 양측에 균형있게 배치되게 됨으로써 안정적인 결합상태를 유지할 수 있으므로 어떠한 형태의 블록(조형물)을 축조하더라도 안정적인 상태를 유지하게 됨으로써 어린이 혼자 또는 여러 어린이가 함께 블록을 축조하는 놀이를 하면서 공간지각력과 창의력 및 협동심과 사회성을 향상시킬 수 있도록 할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

P : 다면체
F1~F6 : 상,하,전,후,좌,우면(평면 상태의 표면)
F7 : 곡면 상태의 표면
M1,M2,M3,M4 : 막대자석
m1,m2 : 고정자석
S1,S2,S3,S4 : 유동공간
E1,E2,E3,E4 : 변

Claims

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3개 이상의 평면 또는 곡면으로 된 표면을 갖는 다면체 내부에는 자석내장되고, 상기 자석이 어느 한 면의 중심에서 해당 면의 일 측변까지 유동 될 수 있는 유동공간이 상기 다면체 내부에 형성되어 2개의 면에 대하여 선택적으로 또는 동시에 자력을 발휘할 수 있도록 구성된 자석 부착식 다면체 조립완구에 있어서,
상기 다면체는 육면체로 이루어지며, 육면체는 정육면체, 직육면체, 평행육면체, 능면체(마름모)를 포함하고, 상기 육면체로 이루어진 다면체는 상면과 하면의 중심부에서 우측면과 접하는 변까지, 전면과 후면의 중심부에서 좌측면과 접하는 변까지 자석이 유동할 수 있는 4개의 유동공간이 형성되며, 각각의 유동공간에는 상기 유동공간의 상,하 높이보다는 작은 폭과 두께를 가지며, 상기 유동공간의 전, 후 폭보다 작은 길이로 이루어져 자극의 반전이 가능한 막대자석이 내장되어 6면 모두 선택적으로 또는 동시에 자력을 발휘할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자석 부착식 다면체 조립완구.
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3개 이상의 평면 또는 곡면으로 된 표면을 갖는 다면체 내부에는 자석내장되고, 상기 자석이 어느 한 면의 중심에서 해당 면의 일 측변까지 유동 될 수 있는 유동공간이 상기 다면체 내부에 형성되어 2개의 면에 대하여 선택적으로 또는 동시에 자력을 발휘할 수 있도록 구성된 자석 부착식 다면체 조립완구에 있어서,
상기 다면체는 삼각기둥, 삼각뿔대, 사각뿔을 포함하는 오면체로 이루어지며, 상기 오면체로 이루어진 다면체는 상면과 하면의 중심부에서 전면과 접하는 변까지 자석이 유동할 수 있는 2개의 유동공간이 형성되고, 각각의 유동공간에는 상기 유동공간의 상,하 높이보다는 작은 폭과 두께를 가지며, 상기 유동공간의 전, 후 폭보다 작은 길이로 이루어져 자극의 반전이 가능한 막대자석이 내장되며, 나머지 2개의 측면 중심부에는 고정자석이 배치되는 것에 의해 5면 모두 선택적으로 또는 동시에 자력을 발휘할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자석 부착식 다면체 조립완구.
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3개 이상의 평면 또는 곡면으로 된 표면을 갖는 다면체 내부에는 자석내장되고, 상기 자석이 어느 한 면의 중심에서 해당 면의 일 측변까지 유동 될 수 있는 유동공간이 상기 다면체 내부에 형성되어 2개의 면에 대하여 선택적으로 또는 동시에 자력을 발휘할 수 있도록 구성된 자석 부착식 다면체 조립완구에 있어서,
상기 다면체는 반원기둥체나 1/4원기둥체를 포함하는 원기둥체로 이루어지고, 이들 원기둥체에는 상, 하면의 중심부에서 전면(반원기둥체) 또는 좌,우 측면(1/4 원기둥체)에 접하는 변까지 자석이 유동할 수 있는 두개의 유동공간이 형성되고, 각각의 유동공간에는 상기 유동공간의 상,하 높이보다는 작은 폭과 두께를 가지며, 상기 유동공간의 전, 후 폭보다 작은 길이로 이루어져 자극의 반전이 가능한 막대자석이 내장되어 반원기둥체인 경우에는 3개의 평면(상,하면 및 정면)이, 1/4원기둥체인 경우에는 4개의 평면(상,하면 및 좌,우측면)이 모두 선택적으로 또는 동시에 자력을 발휘할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자석 부착식 다면체 조립완구.
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3개 이상의 평면 또는 곡면으로 된 표면을 갖는 다면체 내부에는 자석내장되고, 상기 자석이 어느 한 면의 중심에서 해당 면의 일 측변까지 유동 될 수 있는 유동공간이 상기 다면체 내부에 형성되어 2개의 면에 대하여 선택적으로 또는 동시에 자력을 발휘할 수 있도록 구성된 자석 부착식 다면체 조립완구에 있어서,
상기 다면체는 반원뿔체 또는 1/4원뿔체를 포함하는 원뿔체로 이루어지며, 이들 원뿔체는 하면의 중심부에서 전면(반원뿔체) 또는 좌,우 측면(1/4원뿔체)과 접하는 변까지 하나의 유동공간이 형성되고, 각각의 유동공간에는 상기 유동공간의 상,하 높이보다는 작은 폭과 두께를 가지며, 상기 유동공간의 전, 후 폭보다 작은 길이로 이루어져 자극의 반전이 가능한 막대자석이 내장되며, 원뿔체의 꼭지에는 고정자석이 부착되어 2개 또는 3개의 평면과 꼭지가 자력을 발휘할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자석 부착식 다면체 조립완구.
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