KR101648055B1 - 자석을 이용한 퍼즐블록 - Google Patents

Abstract

자석을 포함하는 블록완구에 관한 것으로, 천정 자석수용격실과 격실마개부를 구비하는 커버, 측면의 중앙을 세로로 가로지르며 내측면에는 분할부재를 포함하는 측면 자석수용격실과 바닥 자석수용격실을 구비하는 몸체, 마개부재 및 자석을 포함하는 구성을 마련하여, 자석의 극성에 따른 방향의 제한 없이 어느 방향에서나 블록들을 쉽게 결합할 수 있고, 커버, 몸체 및 마개부재의 간단한 구성을 취하므로 생산성이 향상되고 원가가 절감되며 견고성이 확보되는 효과가 있다.

자석, 블록, 완구

Description

자석을 이용한 퍼즐블록{Puzzle block having magnet therein}

본 발명은 자석을 포함하는 블록완구에 관한 것으로, 특히 육면체인 블록의 각 면 중앙에 자석이 회전 가능하게 위치되도록 하여, 어느 방향으로든 복수개의 블록이 자석의 인력으로 결합되도록 하며, 자석을 수용하는 격실을 포함하는 조립단위를 커버와 몸체로 간략히 설계함으로써 생산성을 향상시키고 경제성을 도모하게 하는 자석을 이용한 퍼즐블록에 관한 것이다.

일반적으로 어린이 놀이기구로서의 블록완구는 전통적으로 널리 알려진 기구 중의 하나이다. 통상적으로는 각기 다른 크기와 형상을 갖는 각각의 블록을 상호 결합하기 위하여 블록의 일측면에는 외측으로 돌출된 체결돌기가 형성되고 타측면에는 다른 블록을 결합하기 위한 요홈이 형성되는 완구형태가 공지되어 있다.

그리고 여기에서 발전하여 상기 체결돌기와 요홈 대신 영구자석이 결합된 형태의 완구들이 개발되었다. 이러한 자석이 결합된 완구의 일례가 하기 문헌들에 개시되어 있다.

대한민국 등록실용신안 제0233577호는 도 1을 참조하여 보면 '적목 블록의 한면 또는 다면 표면에 연결점을 형성하되 한쪽면이 자석(200)이면 반대측면은 금 속(100)을 돌출이 되지 않게 삽입하여, 블록간 결합 및 분리를 쉽게 할 수 있게 하였으며, 각각의 블록은 자석(200)이 삽입되어 있는 면과 금속(100)이 삽입되어 있는 면을 서로 조립함으로써, 다양한 모양을 만들 수 있게 한 금속과 자석을 형성한 적목 블록완구'를 개시하고 있고, 대한민국 등록실용신안 제0250911호는 '내측에 일정크기를 갖는 수용실이 구비된 본체와; 상하로 S극과 N극으로 반분되어 시계방향으로 S극N극, N극S극, S극N극의 순으로 상기 수용실에 삽입 고정되는 영구자석과; 상기 영구자석의 이탈을 방지하기 위하여 본체에 일체로 결합되는 덮개로 구성된 블록'을 개시하고 있다.

그러나, 상기 개시된 자석을 이용한 완구들은 자석의 극성이 특정 방향으로 고정되어 있어서, 블록들을 결합시키는 경우에 형태에 있어서 다양한 변화를 주기 어려운 문제가 있었다.

한편, 도 2를 참조하여 보면, 대한민국 등록특허 제0629306호는 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 '다면체의 각 면을 가로질러 형성되며, 그 내부가 격벽(W)에 의해 다수의 유동소공간으로 구획되고, 차단부재(33)에 의해 각각의 개방단부가 외부와 차단되는 직선형 홈 형상의 유동공간(R)이 구비된 다면체 블록(31)과; 블록의 유동소공간 중 양 단부측 유동소공간에 각각 유동 가능하게 넣어진 자석(32)으로 구성된 블록완구'를 개시하고 있다.

하지만 상기 발명에 있어서는, 블록완구의 구성이 복잡하여 제조가 어려우며 그에 따라 제조에 많은 비용이 소요되고, 캡이 쉽게 분리되어 자석이 망실될 우려가 크다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 자석의 회전에 의하여 어떠한 방향에서도 블록들의 결합이 자유로울 수 있게 하며, 제조 및 조립이 간편하고 견고성을 증대시킨 자석을 이용한 퍼즐블록을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자석을 이용한 퍼즐블록은, 중앙에 위치하는 천정 자석수용격실과 격실마개부를 구비하는 커버, 측면의 중앙을 세로로 가로지르며 내측면에는 분할부재를 포함하는 측면 자석수용격실과 바닥의 중앙에 위치하는 바닥 자석수용격실을 구비하는 몸체, 상기 천정 자석수용격실과 바닥 자석수용격실을 폐쇄하는 마개부재 및 상기 천정 자석수용격실, 측면 자석수용격실 및 바닥 자석수용격실에 회전가능하게 삽입되는 자석을 포함하도록 형성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자석을 이용한 퍼즐블록에 의하면, 육면체의 각 면에 회전가능하게 자석을 배치함으로써, 자석의 극성에 따른 방향의 제한 없이 어느 방향에서나 블록들을 쉽게 결합할 수 있고, 자석이 수용되는 격실을 각 면의 중앙에 위치되도록 함으로써, 블록들을 결합시키는 경우 자연스럽게 정렬된다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 따른 자석을 이용한 퍼즐블록에 의하면, 제조 시 조립 유닛이 커버, 몸체 및 마개부재의 간단한 구성을 취하므로 생산성이 향상되고 원가가 절감되며 견고성이 확보되는 효과가 얻어진다

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

먼저 본 발명의 개념에 대해 설명한다.

본 발명에 의한 자석을 이용한 퍼즐블록은, 놀이용 또는 교육용 완구로 활용될 수 있는 것으로, 단위 블록들을 결합하여 다양한 형태를 만들 수 있는 완구이다. 특히 본 발명에서는, 상기 결합이 이루어지게 하는데 있어서 단위 블록 내 삽입된 자석의 인력을 이용하는 것을 특징으로 하며, 또한 상기 자석이 회전할 수 있게 하여 인접하여 결합되는 단위 블록 내에 삽입된 자석의 극성에 대하여 상호 인력이 작용할 수 있도록 스스로 방향을 바꾸어 결합될 수 있도록 하는 것이다. 그리고, 본 발명에 의한 퍼즐블록은 육면체이거나 삼각기둥 또는 구(球)인 것을 특징으로 하나 이에 한정되지는 않는다.

이하, 본 발명의 구성을 도 3 내지 도 11에 따라서 설명한다.

우선 본 발명에 의한 퍼즐블록이 육면체인 경우를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자석을 이용한 퍼즐블록은, 중앙에 위치하는 천정 자석수용격실(13)과 격실마개부(11)를 구비하는 커버(10), 각 측면의 중앙을 세로로 가로지르며 내측면에는 분할부재를 포함하는 측면 자석수용격실(61)과 바닥의 중앙에 위치하는 바닥 자석수용격실(63)을 구비하는 몸체(60), 상기 천정 자석수용격실(13)과 바닥 자석수용격실(63)을 폐쇄하는 마개부재(65) 및 상기 천정 자석수용격실(13), 측면 자석수용격실(61) 및 바닥 자석수용격실(63)에 회전가능하게 삽입되는 자석(67)으로 구성되어 있다. 본 발명에 의한 단위 블록을 실제 이용하는데 있어서 상하좌우의 방향은 따로 존재하지 않으나, 편의상 커버(10)가 조립되는 면을 상면으로 가정하고 설명한다.

본 발명에 의한 블록 내에는 육면체 각 면의 중앙에 원통형의 자석(67)이 하나씩 위치되며, 각 자석(67)이 위치되는 수용격실은 상기 원통형의 자석(67)이 회전할 수 있도록 여유공간이 확보된다.

커버(10) 및 몸체(60)에 구비되는 자석수용격실은 상기 자석(67)이 내삽되는 곳으로, 자석(67)이 회전할 수 있도록 충분한 공간을 확보하면서도, 육면체의 각 면 중앙에 자석(67)이 위치될 수 있도록 하는 구조적인 설계가 필요하다.

몸체(60)에 형성되는 측면 자석수용격실(61)은, 각 측면의 중앙을 세로로 가로지르며 몸체(60)의 내측 방향으로 돌출되는 격실의 형태로 마련된다. 그리고 자석(67)이 실제로 수용되는 공간이 각 측면의 중앙에 형성될 수 있도록 하기 위해, 바닥으로부터 소정의 높이에서 격실을 구획하는 분할부재를 구비하도록 한다. 즉, 격실에 내삽되는 자석(67)이 바닥으로 치우치지 않고 소정 높이에 위치될 수 있도록 하는 것이다.

상기 분할부재는 크로스바 또는 격벽(69)의 형태로 할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 그리고 바람직하게는 상기 분할부재의 높이가 바닥면으로부터 블록 전체 높이의 1/3 지점이 되도록 한다.

커버(10)에 형성되는 천정 자석수용격실(13)과 몸체(60)의 바닥 자석수용격실(63)은, 격실의 위치 자체를 각 면의 중앙에 오도록 함으로써 별도의 구획없이 자석(67)의 위치를 확보 할 수 있다.

상기 격실의 형태는 본 발명의 도면에서 사각형 또는 원형으로 도시하였으나, 이에 국한되지는 않을 것이다. 그리고 격실의 내측 반경은 내삽되는 원통형 자석(67)이 회전할 수 있는 크기가 되도록 함은 당연하다.

다만, 도 7에 도시된 바와 같이, 특히 측면 자석수용격실(61)의 벽이 모서리 지지 않고 기둥면이 둥근 형태를 가지는 경우에는, 자석(67)이 측면 자석수용격실(61) 내에서 움직이는 도중 블록의 중심에 가까운 벽으로 접근하더라도, 원통형의 자석(67)은 직선면을 가지므로, 도 8에 도시된 것과 같이 공간(S)을 사이에 두고 접하게 되어 블록 내 인접한 타 자석(67)과의 거리가 확보되어 상호 간섭이 적어지는 효과가 있다.

커버(10)에는, 몸체(60)와의 조립시 측면 자석수용격실(61)의 상부를 구획하는 격실마개부(11)가 마련된다. 상기 격실마개부(11)는 몸체(60)와의 결합을 견고하게 하는 기능을 할 뿐 아니라, 상기 분할부재와 마찬가지로 이번에는 자석(67)이 천정면(17)에 치우치지 않도록 하는 역할을 한다. 즉, 상기 분할부재와 격실마개부(11)가 상하에서 측면 자석수용격실(61)을 구획함으로써 자석(67)이 격실 중앙의 공간에 위치되도록 하는 것이다. 바람직하게는, 상기 격실마개부(11)의 길이가 분할부재가 형성되는 높이와 동일하게 할 수 있다.

그리고, 천정 자석수용격실(13)과 바닥 자석수용격실(63)을 폐쇄하는 마개부 재(65)를 더 구비하는데, 상기 마개부재(65)에 의하여 폐쇄된 상기 격실내에 자석(67)이 회전가능하게 위치되게 되는 것이다. 상기 마개부재(65)는 도 4에 도시된 단면도와 같이 십자 형상을 갖는 것이 바람직하다.

이렇게 마련된 본 발명에 의한 블록의 조립과정을 살펴보면 다음과 같다.

몸체(60)에 마련된 각 격실에 자석(67)을 넣고 마개부재(65)로 바닥 자석수용격실(63)을 폐쇄한 후, 천정 자석수용격실(13)에 자석(67)이 삽입된 커버(10)의 격실마개부(11)가 몸체(60)의 측면 자석수용격실(61)에 삽입되도록 결합하면, 자동적으로 마개부재(65)가 천정 자석수용격실(13)을 동시에 폐쇄하면서 조립이 완성된다.

즉, 본 발명에 의한 블록의 구조상 특징으로 인하여, 간단한 조립과정을 통하여도 육면체 각 면의 중앙에 회전가능한 자석(67)이 내부에 형성되도록 하는 퍼즐블록을 획득할 수 있는 것이다.

이 때, 커버(10)는 천정면(17) 모서리에 "ㄱ"자 형상의 단턱(15)을 더 구비하면, 몸체(60)와의 결합력을 더 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 격실마개부(11)와 마개부재(65)에 중공을 형성하면, 원통형 자석(67)이 회전할 때 닿는 면적이 적어 마찰력이 작아지므로, 더욱 원활하게 회전하게 할 수 있는 효과가 얻어진다. 이는 상기 분할부재를 크로스바 형상으로 하거나 또는 도 3에 도시된 것과 같은 격벽(69)의 형태로 하는 이유와 동일하다. 나아가, 재료절감의 효과를 얻을 수도 있다.

도 9 내지 도 11은 본 발명에 의한 블록의 형상이 삼각기둥 또는 구(球)형인 경우를 도시하고 있다.

이러한 형태들의 경우에 있어서도, 자석수용격실의 배치방법 및 블록의 조립방법은 육면체 형태의 블록에서와 거의 유사하다. 즉, 각 면의 중앙에 자석수용격실을 마련하고, 분할부재, 마개부재, 격실마개부를 이용하여 조립을 견고하게 하며 자석의 수용위치를 결정하는 것은 동일하다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 삼각기둥의 경우에는 육면체 블록에서 마련되었던 천정 자석수용격실(13) 및 바닥 자석수용격실(63)을 생략함으로써, 사각형상의 면만 인접 육면체 또는 사각기둥 블록과의 결합에 이용되게 하여 정돈된 정렬형태를 도모하도록 할 수 있다.

그리고, 직각 삼각형의 면을 가지는 삼각기둥의 경우에는, 도 10에 도시된 바와 같이 빗변을 포함하는 면의 측면 자석수용격실을 더욱 생략함으로써, 결합에 있어서 위에서 언급된 것과 같은 정돈된 정렬형태를 도모할 수 있다.

도 11에 도시되고 있는 구(球)형의 블록에 있어서는, 육면체 블록의 경우와 마찬가지로 상호 90도 간격으로 위치되도록 마련되는 자석수용격실(61c)을 구비하게 함으로써 어느 방향에서든 인접 블록과 결합할 수 있도록 한다. 물론, 필요에 의하여 상기 자석수용격실의 일부를 생략할 수 있음은 자명하다. 또한 이 때의 단턱(15c)은, 반구형의 커버(10c) 및 몸체(60c)를 가지고 있는 조립 구조에 비추어 볼 때, 내측 원주면에 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기에서는 정육면체, 삼각기둥 또는 구형의 단위 블록에 대하여 설명하였으나, 블록의 형상이 이에 국한되지 않음은 당업자에게 자명할 것이다. 또한, 상기에서 설명한 블록을 한 방향 또는 둘 이상의 방향으로 연결하여 형성한 것과 같은 단위체의 제작도 가능하다. 예를 들면, 정육면체의 단위블록을 한 방향으로 두개 또는 세개를 연결하여 형성되는 직육면체의 단위 블록은, 자석수용 구조를 동일하게 채택하면서도 서로 접합하는 면에 있는 자석수용격실을 생략하거나 또는 자석을 배제시킴으로서 더욱 다양한 형상의 단위 블록을 만들 수 있다. 결과적으로, 정육면체 단위블록을 두 개 연결한 것과 같은 직육면체 단위 블록은 접합면의 자석을 제외하고 총 10개의 자석이 각 면에 위치되게 제작되는 것이다. 그리고, 이는 삼각기둥 또는 구형의 단위 블록에서도 동일하게 적용될 것이다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 자석을 이용한 퍼즐블록에 이용된다.

도 1은 종래의 금속과 자석을 형성한 적목블록완구를 도시한 사시도.

도 2는 종래의 유동공간을 가지는 자석이 결합된 다면체 블록완구를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 자석을 이용한 퍼즐블록을 도시한 분해도.

도 4는 본 발명에 따른 자석을 이용한 퍼즐블록의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 자석을 이용한 퍼즐블록의 결합관계를 도시한 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 자석을 이용한 퍼즐블록의 결합관계를 도시한 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 자석을 이용한 퍼즐블록으로서 측면 자석수용격실의 기둥면이 둥근형태인 블록을 도시한 분해도.

도 8은 도 7의 둥근형태의 격실에 원통형의 자석이 접했을 경우를 도시한 단면도.

도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 자석을 이용한 퍼즐블록의 또 다른 예를 도시한 분해도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10, 10a, 10b, 10c : 커버 11, 11a, 11b, 11c: 격실마개부

13: 천정 자석수용격실 15, 15a, 15b, 15c: 단턱

17: 천정면

31: 블록 32: 자석

33: 차단부재 W: 격벽

R: 유동공간

60, 60a, 60b, 60c: 몸체

61, 61a, 61b, 61c: 측면 자석수용격실 63: 바닥 자석수용격실

65: 마개부재 67: 자석

69: 격벽

100: 금속 200: 자석

S: 공간

Claims (15)

1. 일측이 개구되어 형성되고 내측면과 바닥에 각각 측면 자석수용격실과 바닥 자석수용격실을 구비하는 몸체,

   상기 몸체의 개구된 일면에 결합되고, 천정 자석수용격실과 격실마개부를 구비하는 커버,

   상기 천정 자석수용격실과 바닥 자석수용격실을 폐쇄하는 마개부재 및

   상기 천정 자석수용격실, 측면 자석수용격실 및 바닥 자석수용격실에 회전 가능하게 삽입되는 원통형의 자석을 포함하고,

   상기 측면 자석수용격실은 측면의 중앙을 세로로 가로지르며 내측면에 분할부재가 마련되고,

   상기 자석의 회전시 각 자석수용격실과의 접촉면적을 줄여서 마찰력을 감소시켜 회전 가능하도록, 상기 분할부재는 크로스바 또는 격벽으로 마련되며,

   상기 격실마개부와 마개부재에는 중공이 형성되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
2. 일측이 개구되어 형성되고 내측면과 바닥에 각각 측면 자석수용격실과 바닥 자석수용격실을 구비하는 몸체,

   상기 몸체의 개구된 일면에 결합되고, 천정 자석수용격실과 격실마개부를 구비하는 커버,

   상기 천정 자석수용격실과 바닥 자석수용격실을 폐쇄하는 마개부재 및

   상기 천정 자석수용격실, 측면 자석수용격실 및 바닥 자석수용격실에 회전 가능하게 삽입되는 원통형의 자석을 포함하고,

   상기 측면 자석수용격실은 상호 90도의 간격으로 원주면을 세로로 가로지르며 내측면에 분할부재가 마련되고,

   상기 자석의 회전시 각 자석수용격실과의 접촉면적을 줄여서 마찰력을 감소시켜 회전 가능하도록, 상기 분할부재는 크로스바 또는 격벽으로 마련되며,

   상기 격실마개부와 마개부재에는 중공이 형성되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에서,

   상기 분할부재의 상단면은 바닥면으로부터 상기 퍼즐블록 전체 높이의 1/3 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에서,

   상기 마개부재는 십자 형상인 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
6. 삭제
7. 제 1 항에서,

   상기 커버는 천정면에 단턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
8. 제 2 항에서,

   상기 커버는 내측 원주면에 단턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에서,

   상기 측면 자석수용격실은 기둥면이 둥근형태를 가지는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
10. 일측이 개구되어 형성되고, 내측면에 측면 자석수용격실을 구비하는 몸체,

    상기 몸체의 개구된 일면에 결합되고, 격실마개부를 구비하는 커버 및

    상기 측면 자석수용격실에 회전 가능하게 삽입되는 원통형의 자석을 포함하고,

    상기 측면 자석수용격실은 측면을 세로로 가로지르며 내측면에 분할부재가 마련되고,

    상기 자석의 회전시 각 자석수용격실과의 접촉면적을 줄여서 마찰력을 감소시켜 회전 가능하도록, 상기 분할부재는 크로스바 또는 격벽으로 마련되고,

    상기 격실마개부에는 중공이 형성되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
11. 삭제
12. 제 10 항에서,

    상기 분할부재의 상단면은 바닥면으로부터 상기 퍼즐블록 전체 높이의 1/3 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
13. 제 10 항에서,

    상기 격실마개부에는 중공이 형성되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
14. 제 10 항에서,

    상기 커버는 천정면에 단턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.
15. 제 10 항에서,

    상기 측면 자석수용격실은 기둥면이 둥근형태를 가지는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 퍼즐블록.

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