KR101573963B1 - 도전성 조립 요소 - Google Patents

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Abstract

장난감 조립 세트용 조립 요소는 상면 상의 결합 스터드(3a, 3b) 및 바닥면 상의 상보적 결합 수단(2a, 2b)을 구비하는 본체부(1)를 포함하고, 하나 이상의 전기 전도체(4a, 4b)는 하나 이상의 결합 스터드와 하나 이상의 상보적 결합 수단을 연결하도록 제공되며, 상기 전도체는 섬유 또는 입자와 같은 복수의 도전성 요소가 혼합되어 배치된 전기 절연성이면서 경화성인 물질로 이루어지고, 상기 전도체는, 전도체가 상기 결합 스터드 상의 전기적 접촉면으로부터 상기 상보적 결합 수단 상의 전기적 접촉면으로 전류를 전달할 수 있는 방식으로, 섬유 또는 입자와 같은 복수의 도전성 요소가 혼합되어 배치된 전기 절연성 경화 물질로 이루어진다.

Description

도전성 조립 요소{ELECTRICALLY CONDUCTING BUILDING ELEMENT}
본 발명은 일반적으로 다수의 장난감 조립 요소(toy building element)를 포함하는 장난감 조립 세트(toy building set)에 관한 것이며, 다수의 장난감 조립 요소는 상기 유형의 여러 장난감 조립 요소의 상호 연결을 위해 적어도 일측에 결합 스터드(coupling stud) 또는 다른 종류의 돌출된 결합 요소를 포함하고 타측에 상기 돌출된 결합 요소와 서로 연결 가능하도록 형성되는 상보적 결합 수단을 포함한다.
보다 구체적으로, 본 발명은 조립 요소 및 이러한 장난감 조립 요소의 제조 방법에 관련되고, 상기 조립 요소는 조립에 의해 이러한 요소들을 결합할 때 상기 돌출된 결합 요소 및 이에 보완적으로 형성되는 결합 수단을 서로 연결함으로써 두 개의 상호 연결된 조립 요소 내의 전도체들 사이에 전기적인 접촉을 형성하는 것이 가능하도록, 조립 요소 내에 설치되는 하나 이상의 전도체를 포함하며, 조립 요소는 조립 요소의 일반적인 사용 상태에서 보이는 상면 및 바닥면을 구비하는 본체부를 포함하며, 상기 상면은 다수의 보완적으로 형성된 결합 스터드로 구성되고, 바닥면은 다른 조립 요소 상의 대응하는 결합 스터드와 서로 연결되도록 형성되는 상보적 결합 수단으로 구성되며, 조립 요소의 본체부는 전기적으로 절연성의 열가소성 플라스틱 물질로 이루어지고, 하나 이상의 도전성 전도체는 본체부를 통해 연장되고 적어도 조립 요소의 상면의 하나 이상의 결합 스터드 상의 전기적 접촉면을 조립 요소의 바닥면의 상보적 결합 수단 상의 하나 이상의 전기적 접촉면에 연결시키도록 구성된다.
상기 유형의 조립 요소는, 예를 들어 미국특허 제6,805,605호 및 유럽특허 제191060호, 제193544호 및 제259874호에 도시된 바와 같이 다양한 실시예로 공지되어 있고, 상기 문헌들 모두는 조립 요소의 상면 상의 결합 스터드를 조립 요소의 바닥면 상의 상보적 결합 수단에 전기적으로 연결하는 도전체 형태의 도전성 인서트(insert)를 구비하는 공지의 조립 요소를 도시한다.
이러한 유형의 조립 요소를 사용함으로써 장난감 조립 세트 내에 전기적 기능이 설치될 수 있고, 따라서 전기적 기능이 장난감에 내장된다.
이에 기초하여, 본 발명의 목적은, 주어진 장난감 조립 요소에 원하는 전기적 기능을 형성하기 위하여 조립 요소의 간단한 구성 및 개조를 위한 더 많은 선택사항이 제공되는, 전술한 유형의 조립 요소 및 전술한 유형의 조립 요소를 포함하는 장난감 조립 세트를 제공하는 것이다.
상기 장난감 조립 내의 전도체는, 많은 수의 도전성 요소가 상기 전도체를 통해 결합 스터드 상의 전기적 접촉면으로부터 상보적 결합 수단 상의 전기적 접촉면으로 전류를 전달하는 것을 가능하게 하는 방식으로, 섬유 또는 입자와 같은 복수의 도전성 요소가 혼합되어 분포되는 전기 절연성 경화 액상 물질로 전체적 또는 부분적으로 이루어짐으로써 본 발명의 목적이 달성된다.
상기 전도체를 부분적 또는 전체적으로 형성하는 전기 절연성이면서 경화성인 액상 물질은 2-성분 물질과 같이 화학적 설정에 의해 경화되는 물질 또는 빛 또는 다른 조사의 영향으로 경화되는 물질과 같이 다양한 물질로 구성될 수 있다. 게다가, 물질은 간단히 액상 물질을 고화시켜 경화하여 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 조립 요소의 본체부 및 전도체 내의 도전성 물질은 바람직하게 열가소성 플라스틱 물질을 포함하고, 본체부 및 전도체는 사출 성형 공정으로 용이하게 제조될 수 있다.
전도체 내의 도전성 물질은 유리하게는 본질적으로 탄소로 구성되는 섬유 또는 입자를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 조립 요소의 상면은 둘 이상의 결합 스터드 및 이에 대응하는 바닥면 상의 둘 이상의 상보적 결합 수단을 구비하고, 조립 요소는 본체부의 전기 절연성 물질에 의해 서로 이격되는 둘 이상의 별개의 전도체를 포함한다. 이로써, 경화성 액상 물질로 형성되는 이러한 전도체를 구비하는 설계의 자유에 의하여, 특정 목적으로 조립 요소를 구성하기 위한 많은 수의 가능성이 제공된다.
특히 유리하게는, 조립 요소의 본체부가 조립 요소의 상면을 형성하는 본질적으로 평평한 표면을 갖는 상판을 포함하고, 상기 상판 상에는 상기 결합 스터드가 배치되고 외주연부로부터 하나 이상의 결합 스커트(coupling skirt)가 배치되며, 상기 결합 스커트는 전기 절연성 물질로 이루어지고 상판으로부터 조립 요소의 바닥면 상에서 아래로 주어진 거리로 연장되고, 상보적 결합 수단은 결합 스커트와 같이 상판으로부터 조립 요소의 바닥면에서 아래로 일정한 거리로 연장된다.
이와 관련하여, 하나 이상의 전도체는 둘 이상의 별개의 결합 스터드 및/또는 상보적 결합 수단 상의 전기적 접촉면 사이에서 연장되고 전기적 접촉면에 전기적으로 연결되며, 전도체는 별개의 결합 스터드 및/또는 상보적 결합 수단 사이에서 상판을 통해 연장된다. 이에 따라, 전도체는 조립 요소 상의 결합 스커트 사이에서 최적으로 보호된다.
이와 관련하여, 상판의 표면 위에서의 결합 스터드의 높이는, 두 조립 요소가 서로 연결될 때 결합 스터드가 전도체의 커넥터 피스와 접촉할 수 없도록 하기 위하여, 결합 스커트 및 상보적 결합 수단이 상판으로부터 아래쪽으로 연장되는 거리보다 작을 수 있다.
전술한 바와 같이, 유리하게는 조립 요소가 사출 성형 단계를 포함하는 둘 이상의 단계에 의한 사출 성형을 포함하는 방법에 의하여 제조되고, 조립 요소의 본체부는 별도로 사출 성형되며, 하나 이상의 별도의 사출 성형 단계에서 조립 요소의 전도체가 사출 성형된다. 이와 관련하여, 사출 성형 단계의 순서는 상기 요소의 목적 및 구성에 따라 자유롭게 선택될 수 있다.
이로써, 조립 요소의 본체부는 우선 전도체가 없는 본체부의 외부 형상에 대응하는 내부 사출 공간(mould space)을 갖는 몰드 캐비티(mould cavity)에서 사출 성형될 수 있고, 이어서 조립 요소의 본체부는 조립 요소의 최종 형상에 대응하는 사출 공간을 갖는 다른 몰드 캐비티에 배치되며, 이어서 전도체가 조립 요소의 본체부 상에 사출 성형으로 형성된다.
상기 목적으로, 전체적 또는 부분적으로 전도체를 형성하기 위해 다른 물질이 사용될 수 있으나, 적절한 방법에서는 조립 요소의 본체부의 사출 성형을 위하여 열가소성 플라스틱을 사용하고, 전도체의 사출 성형을 위하여는 일정량의 도전성 입자 또는 섬유를 전도체로 하여금 하나 이상의 결합 스터드 및/또는 하나 이상의 상보적 결합 수단 사이에 전류를 전도시킬 수 있는 농도로 함유하는 열가소성 플라스틱 사용한다.
도 1은 본 발명에 따른 조립 요소를 하부 경사 방향에서 바라본 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 조립 요소를 상부 경사 방향에서 바라본 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 조립 요소의 중간제품을 각각 상부 경사 방향 및 하부 경사 방향에서 바라본 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 중간제품을 사출 성형하기 위한 몰드부(mould part)의 사시도이다.
도 7 및 도 8은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 완성 조립 요소를 사출 성형하기 위한 몰드부의 사시도이다.
따라서, 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 조립 요소의 일례를 도시하고, 도 2의 하부에 도시된 조립 요소는 도 3 및 도 4에서 별도의 중간제품으로 추가 도시된 네 개의 결합 스커트(5)를 구비하는 실질적으로 정사각형의 본체부(1)를 포함한다. 조립 요소는 도 2에 도시된 결합 스터드(3a, 3b)에 대하여 상호 보완적으로 결합하는 수단을 형성하는 복수의 결합 튜브(coupling tubulars)(2a, 2b)를 구비한다. 상기 유형의 두 개의 조립 요소의 상호 연결에 의해, 결합 스터드(3a, 3b) 및 상보적 결합 수단(2a, 2b)은 크기 관점에서 본래 공지된 방식으로 구성될 수 있고, 두 조립 요소가 서로 연결될 때 이들 사이에 마찰이 발생하도록 이들은 서로에 대해 가압하며, 두 조립 요소는 서로에 대해 지지된다.
이처럼 서로 연결되는 경우, 적어도 상기 결합 스터드(2a, 2b) 및 결합 튜브(3a, 3b)가 접촉하는 영역에서 전류를 전기적 기능 소자를 작동시키는 전원 전류의 형태 또는 정보를 전송하는 전기적 신호의 형태로 전송하기 위한 전기적 접촉면을 형성하는 것이 가능하다.
공지된 장난감 조립 세트에서는 이러한 목적으로, 금속성 성분이 조립 요소 내에서 상기 접촉면들을 연결하는 전도체를 형성하도록, 금속성 성분이 조립 요소에 설치 또는 성형된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전도체(4a, 4b)가 하나 이상의 결합 튜브(2a, 2b)와 하나 이상의 결합 스터드(3a, 3b) 사이에 전류를 전도시킬 수 있도록, 상기 전도체(4a, 4b)는 대신에 상당량의 도전성 물질의 섬유 또는 입자를 함유하는 열가소성 플라스틱과 같은 경화성 성형 물질로 형성된다.
따라서, 도 1 및 도 2는 전도체(4a) 중 하나가 결합 튜브(2a)와 결합 스터드(3a)를 전기적으로 서로 연결하는 것을 도시한다.
이와 동일한 방식으로, 다른 전도체(4b)는 결합 스터드(3b)와 결합 튜브(2b) 사이에 전기적 연결을 형성한다.
이에 따라, 조립 요소는 서로 전기적으로 연결되고 대각선으로 연장되는 결합 스터드(3a, 3b)의 열을 구비하여 형성되지만, 전도체(4a, 4b)의 명백히 다른 구성이 서로 전기적으로 연결되는 결합 스터드의 다른 배치를 갖는 조립 요소의 형성을 가능하게 할 수 있고, 상기 전도체는 성형 공정으로 형성되며, 상기 목적을 고려하면 전도체 구성에 관하여 자유도가 높다.
상기 설계가, 다른 방법으로, 예를 들어 어느 결합 스터드 또는 어느 결합 튜브가 서로 연결되는지를 변경하고 선택적으로 하나의 결합 스터드 및/또는 하나의 결합 튜브가 양 전도체와 모두 접촉하게 함으로써 구성될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
이제, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 조립 요소 상에서 본체부(1) 및 결합 스커트(5)를 포함하는 중간제품을 도시하고, 여기서 상기 중간제품이 구멍(7)을 갖는 상판(6)을 포함하는 것이 나타나며, 상기 전도체는 조립 요소의 상면 상의 하나 이상의 결합 스터드(3a, 3b)와 조립 요소의 바닥면 상의 하나 이상의 결합 튜브(2a, 2b) 사이에 전기적인 연결을 생성할 수 있도록 상판(6)을 통해 연장될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 제조 방법에 의해, 도 5 및 도 6에 도시된 두 개의 사출 성형 몰드를 포함하는 사출 성형 도구를 사용하여 초기에 도 3 및 도 4에 도시된 중간제품을 사출 성형함으로써 조립 요소가 제조되며, 여기서 도 5는 암 몰드부(female mould part)(8)를 도시하고 도 6은 결합되는 수 몰드부(male mould part)(9)를 도시한다. 당업자에 있어서 사출 성형 몰드부의 상세한 구성을 시사하는 것은 용이한바, 도 5 및 도 6은 사출 성형 몰드부의 모든 구성을 도시하지는 않는다.
이후, 성형 준비된 중간제품이 도 7 및 도 8에 도시된 다른 사출 성형 도구에 배치되며, 여기서 도 7은 암 몰드부(10)를 나타내고 도 8은 결합되는 수 몰드부(11)를 도시한다. 이로써, 공지된 방식으로 중간제품 상에서 도전성 결합 튜브(2a, 2b) 및 도전성 결합 스터드(3a, 3b)와 함께 전술한 전도체(4a, 4b)를 성형하는 것이 가능하다.
명백히, 상기 조립 요소의 제조 방법 및 기본 구조는 본 발명의 원리를 벗어나지 않으면서 조립 요소가 더 많거나 더 적은 결합 스터드 또는 결합 튜브로 구성될 수 있는 것과 같이 다른 실시예로 이루어질 수 있고, 개별적인 조립 요소의 수단에 의해 달성되도록 원하는 특정 목적에 기초하여 더 많거나 더 적은 별개의 전도체를 형성하는 것이 가능하다. 전술한 전도체를 성형하는 재료에 관하여, 예를 들어 금속성 또는 탄소에 기초한 섬유 또는 입자를 함유하는 열가소성 플라스틱의 사용 이외에도, 냉각 이외의 다른 방식으로 경화되는 물질로 구성될 수 있다. 따라서, 예를 들어 굳는 물질 또는 화학적으로 경화되는 물질, 예를 들어 2-성분 플라스틱 물질 또는 빛 또는 열의 영향 또는 다른 영향을 미치는 플라스틱 물질의 형태로 사용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 장난감 조립 세트용 조립 요소이며,
    상기 조립 요소는 상기 조립 요소의 정상적인 사용 상태에서 보이는 상면 및 바닥면을 구비하는 본체부를 포함하고, 상기 상면은 다수의 결합 스터드로 구성되고, 상기 바닥면은 다른 조립 요소 상의 대응하는 결합 스터드와 서로 연결되도록 구성된 상보적 결합 수단으로 구성되며, 상기 조립 요소의 본체부는 전기 절연성의 열가소성 플라스틱으로 형성되고, 하나 이상의 도전성 전도체는 상기 본체부를 통해 연장되고 적어도 상기 조립 요소의 상면의 하나 이상의 결합 스터드 상의 전기적 접촉면을 상기 조립 요소의 바닥면의 상보적 결합 수단 상의 하나 이상의 전기적 접촉면에 연결시키도록 구성되고,
    상기 전도체는, 많은 수의 도전성 요소가 상기 전도체로 하여금 상기 전도체를 통해 전류를 상기 결합 스터드 상의 전기적 접촉면으로부터 상기 상보적 결합 수단 상의 전기적 접촉면으로 전달하는 것을 가능하게 하는 방식으로, 복수의 도전성 요소가 혼합되어 분포된 전기 절연성 경화 물질을 포함하고,
    상기 조립 요소의 본체부의 전기 절연성 물질은 사출 성형되는 열가소성 플라스틱을 포함하고, 상기 전도체의 전기 절연성 물질은 별개로 사출 성형되는 열가소성 플라스틱을 포함하는 조립 요소.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 전도체 내의 도전성 물질은 본질적으로 탄소로 이루어지는 섬유 또는 입자를 포함하는 조립 요소.
  4. 제1항에 있어서, 상기 상면에서 상기 조립 요소는 둘 이상의 결합 스터드 및 상기 바닥면 상의 대응하는 둘 이상의 상보적 결합 수단을 구비하고, 상기 조립 요소는 상기 본체부의 전기 절연성 물질에 의해 서로 이격되는 둘 이상의 별개의 전도체를 포함하는 조립 요소.
  5. 제4항에 있어서, 상기 조립 요소의 본체부는 상기 결합 스터드가 배치되는 상기 조립 요소의 상면을 형성하는 본질적으로 평평한 표면을 구비하는 상판 및 하나 이상의 결합 스커트가 배치된 외주연부를 포함하고, 상기 결합 스커트는 전기 절연성 물질로 이루어지고 상기 조립 요소의 상판으로부터 바닥면 상에서 아래쪽으로 주어진 거리로 연장되며, 상기 상보적 결합 수단은 상기 결합 스커트와 같이 상기 상판으로부터 상기 조립 요소의 바닥면 상에서 멀어져 아래쪽으로 연장되는 조립 요소.
  6. 제5항에 있어서, 하나 이상의 전도체는 둘 이상의 별개의 결합 스터드 및 상보적 결합 수단 상의 전기적 접촉면 사이에서 연장되고 상기 전기적 접촉면에 전기적으로 연결되며, 상기 전도체는 상기 별개의 결합 스터드 및 상기 상보적 결합 수단 사이에서 상기 상판을 통해 연장되는 조립 요소.
  7. 제6항에 있어서, 상기 상판의 표면 위에서의 상기 결합 스터드의 높이는 상기 결합 스커트와 상기 상보적 결합 수단이 상기 상판으로부터 아래쪽으로 연장되는 거리보다 작은 조립 요소.
  8. 제1항에 따른 조립 요소의 제조 방법이며,
    상기 조립 요소는 사출 성형 단계를 포함하는 둘 이상의 단계의 사출 성형에 의해 제조되고, 상기 조립 요소의 본체부는 별도로 사출 성형되며, 하나 이상의 별도의 사출 성형 단계에서 상기 조립 요소의 전도체가 사출 성형되는 조립 요소의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조립 요소의 본체부는 우선 전도체가 없는 상기 본체부의 외부 형상에 대응하는 내부 사출 공간의 몰드 캐비티에서 사출 성형되고, 이어서 상기 조립 요소의 본체부는 상기 조립 요소의 최종 형상에 대응하는 사출 공간을 가진 다른 몰드 캐비티에 배열되며, 이어서 상기 전도체가 상기 조립 요소의 본체부 상에서 사출 성형되어 제조되는 조립 요소의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 조립 요소의 본체부의 사출 성형을 위해 열가소성 플라스틱이 사용되고, 상기 전도체의 사출 성형을 위해 상기 전도체가 하나 이상의 결합 스터드 및 하나 이상의 상보적 결합 수단 사이에 전류를 전도시킬 수 있는 농도로 일정량의 도전성 입자 또는 섬유를 함유하는 열가소성 플라스틱이 사용되는 조립 요소의 제조 방법.
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