KR101721961B1 - 삼차원 조립식 퍼즐 조형물 - Google Patents

삼차원 조립식 퍼즐 조형물 Download PDF

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Abstract

본 발명의 삼차원 조립식 퍼즐 조형물은 중단부에 인접한 지점에서 양쪽 단부로 갈수록 굵기가 가늘어지도록 형성되고, 단면의 형상은 상하방향이 비대칭인 메인코어 및 메인코어의 외측둘레를 감싸 메인코어 외측에 결합되는 복수 개의 조형블록을 포함하고, 메인코어는 외측둘레의 굵기가 가장 굵은 지점을 기준으로 양쪽 단부를 향하여 굵기의 변화율이 각각 다르게 형성되고, 조형블록은 메인코어의 외측둘레에 접하여 결합됨으로 조형물을 형성한다.

Description

삼차원 조립식 퍼즐 조형물{ASSEMBLY TYPE THREE DIMENSIONAL PUZZLE SCULPTURES}
본 발명은 삼차원 프린터를 이용해 출력된 삼차원의 부피를 지닌 조립식 조형물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 조형물의 결합에 접착제가 사용되지 않으며, 부피를 지닌 조각들을 정해진 위치에 순차적으로 결합할 수 있도록 하여 교육용 교재 또는 장난감등으로 다양하게 활용될 수 있도록 한 조립식 조형물에 관한 것이다.
일반적으로 특정한 형상을 지닌 모형의 제작은 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있다.
삼차원 형상을 지닌 케릭터, 동물, 사물등의 외형을 복제하여 생산되는 조형물등을 그 예로 들 수 있으며, 이러한 모형 제작 산업 및 기술은 근래들어 삼차원 프린터 기술의 발전과 함께 그 산업적 이용 가능성 및 이를 필요로 하는 시장의 확대로 이어지고 있다.
단순한 형상의 모형이나 조형물과 같은 경우 간단한 성형이나 삼차원 프린터를 통해 쉽게 출력 생산될 수 있으나, 그 구조 및 형상이 복잡한 조형물 또는 모형의 경우에는 각각 영역별로 구획하여 생산되는 방법이 널리 쓰이고 있다.
가공이나 출력의 편의에 따라 분할된 다수 개의 영역을, 각각 독립적으로 제작하고 각각의 분할되어 제작된 영역을 결합함으로 최종 외형을 결정하게 된다.
이때, 각각의 분할된 영역을 결합함에 있어 결합면에 접착제를 도포하여 접착하는 방법, 결합면에 결합홈 및 결합돌기를 형성하여 억지끼움 방식으로 결합하는 방법등이 주로 활용되고 있다.
하지만, 접착제를 통해 조형물의 조립을 완성하는 경우 분해를 할 수 없다는 단점을 지니고 있었고, 억지끼움 방식과 같은 결합방법은 결합돌기 또는 결합홈의 가공상태에 따라 조립이 불편하거나 정교한 결합이 어려운 경우가 빈번하게 발생된다는 단점 또한 지니고 있었다.
특히, 삼차원 프린터를 이용해 조형물을 출력하는 경우에는 출력을 위해 생성되는 서포터와 같은 부분이 제거되어야 하는데 서포터가 제거된 부분의 표면이 매끄럽지 못한 문제점이 있었고, 이러한 문제점은 다수 개의 출력물을 조합하여 구조물을 형성하는 경우 결합면에 단차가 발생되는 단점을 초래하기도 하였다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서 삼차원 프린터를 통해 분할되어 출력되는 조형물의 부분들을 접착제의 사용 없이도 견고하게 조립할 수 있도록 하고, 분해 및 조립을 반복함이 수월하며 조립된 조형물의 외관이 깔끔한 결과를 얻을 수 있고, 삼차원의 부피를 지닌 조각들이 서로 유기적으로 결합될 수 있도록 구성하여 조형물의 조립을 통해 집중력과 관찰력을 높일 수 있는 교재 또는 장난감에 활용될 수 있는 조립식 조형물을 제공함에 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 삼차원 조립식 퍼즐 조형물은 중단부에 인접한 지점에서 양쪽 단부로 갈수록 굵기가 가늘어지도록 형성되고, 단면의 형상은 상하방향이 비대칭인 메인코어 및 메인코어의 외측둘레를 감싸 메인코어 외측에 결합되는 복수 개의 조형블록을 포함하고, 메인코어는 외측둘레의 굵기가 가장 굵은 지점을 기준으로 양쪽 단부를 향하여 굵기의 변화율이 각각 다르게 형성되고, 조형블록은 메인코어의 외측둘레에 접하여 결합됨으로 조형물을 형성한다.
그리고, 메인코어는 적어도 두 개 이상의 코어블록이 결합되어 형성되고, 코어블록은 서로 대응되는 형상으로 형성되는 결합돌기 및 결합돌기를 수용하는 결합홈에 의해 결합된다.
또는, 결합돌기는 코어블록의 결합면 상에 돌출되어 형성되고, 결합면의 방향을 따라 길게 형성되어 결합홈에 결합면과 수평한 방향으로 슬라이딩되어 결합되거나 분리된다.
그리고, 조형블록은 메인코어에 의해 관통되는 체결공이 구비되는 제1블록 및 메인코어의 단부가 수용되는 체결홈이 구비되는 제2블록을 포함한다.
또는, 제1블록은 적어도 두 개 이상의 분리형블록이 결합되어 형성되고, 분리형블록은 일방향으로 슬라이딩되어 결합 또는 분리될 수 있도록 형성되는 결합턱이 구비된다.
그리고, 메인코어 및 조형블록을 관통하여 결합되고, 메인코어에 결합된 조형블록의 외부로 양단부의 적어도 일부가 노출되는 서브코어를 포함한다.
또는, 서브코어는 단면의 형상이 적어도 하나의 변은 길이가 다른 다각형으로 형성되고, 양단부에 조형블록이 결합된다.
그리고, 서브코어는 복수 개가 구비되고, 각각의 서브코어는 서로 굵기가 다르게 형성된다.
또는, 메인코어는 단면의 형상이 적어도 하나의 변은 길이가 다른 다각형으로 형성된다.
상기한 과제를 해결하기 위한 보 발명의 삼차원 조립식 퍼즐 조형물은 삼차원 프린터를 통해 분할되어 출력되는 조형물의 부분들을 접착제의 사용 없이도 견고하게 조립할 수 있도록 하고, 분해 및 조립을 반복함이 수월하며 조립된 조형물의 외관이 깔끔한 결과를 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 삼차원의 부피를 지닌 조각들이 서로 유기적으로 결합될 수 있도록 구성하여 조형물의 조립을 통해 집중력과 관찰력을 높일 수 있는 교재 또는 장난감으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 메인코어 및 서브코어를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 일체형블록을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 분리형블록을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 서브코어에 조형블록이 결합되는 상태를 나타낸 사시도이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물은 하기 되는 것과 같이 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물은 중단부에 인접한 지점에서 양쪽 단부로 갈수록 굵기가 점진적으로 가늘어지도록 형성되고, 단면의 형상은 상하방향이 비대칭인 메인코어(100), 메인코어(100)의 외측둘레를 감싸 메인코어(100) 외측에 결합되는 복수 개의 조형블록(300)을 포함하고, 메인코어(100)는 외측둘레의 굵기가 가장 굵은 지점을 기준으로 양쪽 단부를 향하여 굵기의 변화율이 각각 다르게 형성되고, 조형블록(300)은 메인코어(100)의 외측둘레에 접하여 결합됨으로 조형물을 형성하게 된다.
아래에서는 상기된 각각의 구성을 구체적으로 자세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 메인코어 및 서브코어를 나타낸 사시도이다.
메인코어(100)는 조형물의 뼈대역할을 하는 구성으로서, 다수 개의 코어블록(110)이 결합되어 형성될 수 있고 일정한 길이를 지니며, 길이방향으로 그 굵기가 변화되도록 구비된다.
상세하게는, 메인코어(100)는 길이방향과 직교하는 단면의 형상이 타원 또는 다각형으로 형성될 수 있되, 적어도 상하방향 또는 좌우방향중 어느 하나는 비대칭으로 형성된다.
이는 후술될 조형블록(300)이 결합됨에 있어서, 메인코어(100)가 조형블록(300)에 구비된 체결공(h)을 관통하여 결합되고, 메인코어(100)의 외측면이 체결공(g)의 내측면과 접하여 결합되므로, 조형블록(300)이 회전되지 않고, 정해진 위치에 결합되어 조립될 수 있도록 하기 위함이다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 메인코어(100)는 그 단면의 형상이 오각형으로 구현될 수 있고, 오각형을 형성하는 적어도 하나의 변의 길이가 그 외의 변의 길이와 차이가 나도록 형성될 수 있다.
이러한 메인코어(100)의 단면의 형상은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 조립에 있어 조립난이도를 조절할 수 있는 효과가 있으며, 단면을 형성하는 다각형의 변의 개수가 많아 질수록 또는 동일한 길이를 지닌 변의 개수가 많을수록 메인코어(100)에 결합되는 조형블록(300)이 여러방향으로 메인코어(100)에 결합될 수 있어 조립의 난이도가 높아지게 된다.
코어블록(110)은 복수 개가 결합되어 메인코어(100)를 형성한다.
각각의 코어블록(110)은 결합돌기(112) 또는 결합홈(114)이 구비되거나, 결합돌기(112) 및 결합홈(114)이 모두 구비될 수 있고, 결합면에 형성되는 결합돌기(112) 및 결합홈(114)이 끼움 결합되어 결합될 수 있다.
결합돌기(112)는 도 3에 도시된 바와 같이, 결합면의 방향으로 일정한 길이를 지니며 돌출되고, 결합돌기(112) 및 결합홈(114)은 서로 대응되는 형상으로 형성되어, 일방향으로 슬라이딩되어 끼움 결합될 수 있도록 구비된다.
메인코어(100)의 양단에 배치되는 코어블록(110)은 결합돌기(112) 또는 결합홈(114)중 하나가 구비되고, 메인코어(100)의 중단부에 배치되는 코어블록(110)의 경우 양단부에 결합돌기(112)와 결합홈(114)이 대향되도록 구비되고, 결합돌기(112) 및 결합홈(114)이 슬라이딩되는 방향은 메인코어(100)의 길이방향과 수직하게 형성될 수 있다.
그리고, 메인코어(100)는 길이방향의 중간지점 또는 중간지점과 인접한 부분에서 그 굵기가 최대가 되도록 형성되고, 굵기가 최대가 되는 지점으로부터 양쪽 단부를 향하여 점차 가늘어지는 형상으로 구현된다.
이때, 메인코어(100)의 굵기가 가늘어지는 굵기의 변화율은 굵기가 최대가 되는 지점을 기준으로 양쪽 단부를 향하여 각각 다른 값을 지니도록 구현된다.
후술될 조형블록(300)의 결합 시, 조형블록(300)이 정확한 위치에 조립되었음을 조립자가 인지하기 수월하도록 하는 효과가 있는 것으로, 메인코어(100)의 굵기가 최대가 되는 지점으로부터 양쪽 단부를 향해 각기 다른 변화율로 굵기가 변화됨에 따라 복수 개의 조형블록(300)중 체결공(g)의 크기가 동일하게 형성되는 조형블록(300)이 가급적 발생되지 않도록 하여 조형블록(300)이 메인코어(100)상에서 정확한 위치에 결합될 경우 간섭이나 유격 없이 부드럽게 결합이 되고, 정확한 위치가 아닌 반대 방향 또는 적절한 위치가 아닐 경우에는 결합이 부드럽지 못하거나 메인코어(100)와 조형블록(300)간에 이격이 발생되도록 한다.
이는 예시적인 것으로서 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 메인코어(100)의 단면의 형상 및 굵기의 변화로 구현될 수 있을 것이며, 이러한 단면의 형상 또는 굵기의 변화는 본 발명의 일 실시예를 구현함에 있어, 조립의 난이도를 결정하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 일체형블록을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 분리형블록을 나타낸 사시도이다.
조형블록(300)은 상술하였던 바와 같이, 메인코어(100)로 관통되거나 메인코어(100)의 단부를 수용하여 끼움결합 되며, 외측면이 일정한 케릭터, 동물, 인물등의 조형물의 형상을 지니게 된다.
도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 조형블록(300)은 메인코어(100)에 의해 관통되는 체결공(h)이 구비된 제1블록(312)과 메인코어(100)의 단부를 수용할 수 있는 체결홈(g)이 구비되는 제2블록(314)이 포함될 수 있다.
체결공(h) 및 체결홈(g)은 모두 메인코어(100)의 외측둘레와 대응되는 형상으로 형성되고, 메인코어(100)의 단면의 형상에 따라 본 발명의 일 실시예에서는 오각형으로 관통되어 형성되는 체결공(h), 오각형의 진입부가 형성되는 체결홈(g)이 구비되며, 체결공(h) 및 체결홈(g)의 내측면은 조립 시 메인코어(100)의 외측면과 이격없이 접할 수 있도록 구비된다.
이때, 제1블록(312)은 메인코어(100)의 양쪽 단부에 결합되는 제2블록(314)의 사이에서 굵기가 일정하지 않은 메인코어(100)의 외측둘레 굵기에 따라 대응되도록 형성되는 체결공(h)을 지닌 다수 개가 구비된다.
조형블록(300)은 도 4에 도시된 바와 같은 일체형블록(310)으로 구현될 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같은 분리형블록(320)으로 구현될 수 있다.
분리형블록(320)은 적어도 두 개 이상의 조각으로 분리되는 조형블록(300)으로서, 분리된 면에 서로 엇갈려서 걸릴 수 있는 단턱이 교차되도록 구비되고, 도 5에 도시된 바와 같이 일방향으로 슬라이딩되어 결합 또는 분리될 수 있도록 구비된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물의 서브코어에 조형블록이 결합되는 상태를 나타낸 사시도이다.
서브코어(200)는 메인코어(100) 및 조형블록(300)의 결합으로 외형을 나타낼 수 있는 선형의 조형물 이외에 복잡한 외형을 지닌 조형물의 외부로 돌출되거나 추가되는 부분이 결합될 수 있도록 구비된다.
본 발명의 일 실시예에서는 공룡의 앞다리와 뒷다리를 예로 들어 공룡의 몸통은 굴곡은 있으나 하나의 메인코어(100)를 통해 조형블록(300)이 결합되어 형성되고, 몸통에 추가되는 앞다리, 뒷다리와 같은 특이 외형은 서브코어(200)를 통해 결합될 수 있다.
이를 위해, 서브코어(200)는 타원형 또는 다각형의 단면을 지니도록 형성되는 바(bar)로 형성되고, 메인코어(100) 및 조형블록(300)에는 서브코어(200)가 길이방향으로 관통될 수 있는 관통공(120)이 구비된다.
서브코어(200)는 메인코어(100) 및 조형블록(300)을 관통하여 결합되고, 양쪽의 단부는 조형블록(300)의 외부로 적어도 일부가 노출되도록 그 길이가 결정되고, 이렇게 노출된 서브코어(200)의 단부에는 조형블록(300)인 제1블록(312) 또는 제2블록(314)이 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 서브코어(200)의 단면은 오각형으로 실시될 수 있고, 적어도 하나의 변은 길이가 다르게 구비될 수 있으며, 서브코어(200)는 복수 개가 구비되되, 각각의 서브코어(200)는 그 굵기가 달리 구비된다.
상기와 같은 구성에 근거하여 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 조립식 퍼즐 조형물은 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 메인코어(100)의 단면형상, 체결공(h), 체결홈(g), 결합돌기(112), 결합홈(114), 관통공(120), 결합턱(322)과 같은 구성들의 외측면 또는 내측면에 수직으로 변화되는 구간을 배제하여 삼차원 프린터를 이용해서 각각의 코어블록(110), 조형블록(300), 서브코어(200)등을 출력 시 특정 높이에서 수평하게 측방으로 연장되는 구간이 발생되지 않아 출력품질을 저해하는 서포터를 이용하지 않아도 되는 장점을 지니게 된다.
그리고, 다양한 형상을 지닌 조형물을 조립함에 있어 접착제의 사용없이 단순 구성들간의 결합만으로 견고하게 조립할 수 있게 되며, 조립을 통해 퍼즐과 같은 시행착오를 겪어나가도록 구성되어 집중력과 사고능력, 관찰능력등을 향상시킬 수 있는 교재 또는 장난감으로 활용될 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
h: 체결공
g: 체결홈
100: 메인코어 110: 코어블록
112: 결합돌기 114: 결합홈
120: 관통공
200: 서브코어
300: 조형블록 310: 일체형블록
312: 제1블록 314: 제2블록
320: 분리형블록 322: 결합턱

Claims (9)

  1. 중단부에 인접한 지점에서 양쪽 단부로 갈수록 굵기가 감소하도록 형성되되, 외측둘레의 굵기가 가장 굵은 지점을 기준으로 양쪽 단부를 향하여 굵기의 변화율이 각각 다르게 형성되고 단면의 형상은 상하방향이 비대칭인 메인코어;
    상기 메인코어에 의해 관통되는 체결공이 구비되는 복수 개의 제1블록 및 상기 메인코어의 단부가 수용되는 체결홈이 구비되는 복수 개의 제2블록으로 이루어져 상기 메인코어의 외측둘레를 감싸 상기 메인코어 외측에 결합되는 조형블록; 및
    상기 메인코어 및 상기 조형블록을 관통하여 결합되고, 상기 메인코어에 결합된 상기 조형블록의 외부로 양단부의 적어도 일부가 노출되는 서브코어;를 포함하고,
    상기 체결공 및 상기 체결홈의 내측면과 상기 메인코어의 외측면은 이격없이 면이 접하도록 슬라이딩 결합되고, 각각의 상기 제1블록 및 각각의 상기 제2블록의 상기 체결공 및 상기 체결홈의 크기가 모두 다르게 형성되며 각각의 상기 제1블록 및 각각의 상기 제2블록이 상기 메인코어와 제 위치에서만 이격없이 부드럽게 결합되어 조형물이 형성되며,
    상기 제1블록은 적어도 두 개 이상의 분리형블록이 결합되어 형성되고, 상기 분리형블록은 일방향으로만 슬라이딩되어 결합 또는 분리 될 수 있도록 경사지게 형성되는 결합턱이 구비되는 삼차원 조립식 퍼즐 조형물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인코어는 적어도 두 개 이상의 코어블록이 결합되어 형성되고, 상기 코어블록은 서로 대응되는 형상으로 형성되는 결합돌기 및 상기 결합돌기를 수용하는 결합홈에 의해 결합되는 삼차원 조립식 퍼즐 조형물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결합돌기는 상기 코어블록의 결합면 상에 돌출되어 형성되고, 상기 결합면의 방향을 따라 길게 형성되어 상기 결합홈에 상기 결합면과 수평한 방향으로 슬라이딩되어 결합되거나 분리되는 삼차원 조립식 퍼즐 조형물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서브코어는 단면의 형상이 적어도 하나의 변은 길이가 다른 다각형으로 형성되고, 양단부에 상기 조형블록이 결합되는 삼차원 조립식 퍼즐 조형물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 서브코어는 복수 개가 구비되고, 각각의 상기 서브코어는 서로 굵기가 다르게 형성되는 삼차원 조립식 퍼즐 조형물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메인코어는 단면의 형상이 적어도 하나의 변은 길이가 다른 다각형으로 형성되는 삼차원 조립식 퍼즐 조형물.
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