KR101743107B1

KR101743107B1 - 3d 관절완구

Info

Publication number: KR101743107B1
Application number: KR1020160093157A
Authority: KR
Inventors: 정동건
Original assignee: 정동건
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2017-06-02

Abstract

본 발명에 의한 3D 관절완구는 일정 크기 및 형상의 부피감을 갖는 두 개의 단위블록이 3차원적인 회전이 가능하도록 관절모듈로 연결되되, 상기 관절모듈은 어느 하나의 단위블록에 고정 결합되는 제1 관절모듈과 다른 하나의 단위블록에 고정 결합되는 제2 관절모듈로 구성되며, 상기 제1 관절모듈과 제2 관절모듈은 회전방향 및 회전각도가 사전에 설정된 바와 같이 한정된다. 본 발명에 의한 3D 관절완구는, 입체적인 관절 동작이 가능하며, 관절구조가 단순하여 조립이 용이하고, 관절의 회전방향 및 회전각도를 한정되어 보다 높은 현실감을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

Description

3D 관절완구 {Three dimensional articular toy}

본 발명은 입체적 동작인 가능한 관절을 구비하는 관구에 관한 것으로, 더 상세하게는 조립이 용이하며 관절의 회전방향과 각도를 한정할 수 있는 관절완구에 관한 것이다.

일반적으로 어린이들이 가지고 노는 완구는 역사적으로 매우 다양한 종류가 존재하여 왔는데, 이러한 완구 중에서 가장 전형적이고 일반적인 것은 사람이나 동물, 로봇 등의 형상을 본 떠 만든 완구라고 할 수 있다.

이러한 완구는 주로 형상 자체에 대해서 많은 연구 개발이 되어 왔기 때문에, 최근에는 사람 또는 동물, 로봇형상을 모방한 것뿐만 아니라 다양한 애니메이션 캐릭터, 자동차 등의 형상을 모방한 것 등 그 형상이 매우 다양하게 변화되고 있다. 그러나 이러한 종래의 완구들은 다양한 형상으로 개발되어 왔음에도 불구하고 그 기능적인 측면의 연구 개발이 충분하지 못하여 일반적으로 완구 인형의 형상 전체가 고정된 하나의 단위체로 구성되는 것이 일반적이었다.

따라서, 로봇이나 사람의 형상을 모방한 완구임에도 불구하고 팔과 다리 등이 움직이지 않고 고정된 형태로 제작되어 생동감이 결여되고 금방 싫증을 느끼게 되는 등의 문제가 있었다. 최근에는 이러한 완구의 기능적인 측면이 강화되어 완구의 몸체 내부에 스피커, 각종 센서 등을 내장하여 다양한 소리 등이 표출될 수 있도록 제작되고 있으며, 특히, 완구가 사람이나 로봇 등의 실제 동작과 유사하게 동작할 수 있도록 다수개의 관절 모듈을 사용하여 제작되고 있는 추세이다.

이와 같이 다양한 동작이 가능하도록 완구에 사용되는 관절 모듈은 일반적으로 완구를 구성하는 2개의 블록이 서로 상대 회전 가능하게 결합되도록 2개의 블록에 각각 결합되는데, 일종의 힌지 구조를 채용한 방식 등이 이용되고 있다. 그러나 이러한 완구용 관절은 결합력이 약하여 일정 기간 사용하게 되면 블록과 관절모듈이 쉽게 분리되는 문제가 있으며, 회전 동작에 대한 조작감이 부족하고, 특정 각도로 회전된 상태가 안정적으로 유지되지 못한다는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 회전각도 조절 및 고정이 가능하도록 구성되는 완구용 관절모듈(대한민국 공개특허 10-2010-0115086호)이 제안된 바 있으나, 상기 완구용 관절모듈은 구조가 복잡하여 어린이가 직접 조립하는데 어려움이 있고, 고장 우려가 높으며, 회전방향을 한정하는데 한계가 있다는 단점이 있다.

KR 10-2010-0115086 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 입체적인 관절 동작이 가능하되, 관절구조가 단순하여 조립이 용이하고, 관절의 회전방향 및 회전각도를 한정할 수 있는 3D 관절완구를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 3D 관절완구는, 설정범위 이내의 두께를 갖는 블록판이 절곡 또는 결합되어 제작되는 둘 이상의 단위블록; 어느 하나의 단위블록을 구성하는 블록판(이하 '제1 블록판'이라 약칭한다)의 내측면에 밀착되는 제1 내측블록과, 상기 제1 블록판의 외측면에 밀착되며 상기 제1 블록판을 관통한 후 상기 제1 내측블록에 체결되는 제1 체결후크를 구비하는 제1 외측블록과, 구형의 내부공간이 형성되며 상기 내부공간이 외부로 노출되도록 일측에 개구부가 형성된 체결소켓과, 상기 체결소켓의 타측으로부터 연장되며 상기 제1 외측블록과 상기 제1 블록판과 상기 제1 내측블록을 관통하도록 체결되는 복수 개의 제1 체결편이 끝단에 구비되는 제1 샤프트와, 상기 제1 샤프트의 중단을 둘러싸도록 형성되어 상기 제1 샤프트의 체결이 완료되었을 때 상기 제1 외측블록의 외측면에 압착되는 제1 압착판을 구비하는 제1 관절모듈; 다른 하나의 단위블록을 구성하는 블록판(이하 '제2 블록판'이라 약칭한다)의 내측면에 밀착되는 제2 내측블록과, 상기 제2 블록판의 외측면에 밀착되며 상기 제2 블록판을 관통한 후 상기 제2 내측블록에 체결되는 제2 체결후크를 구비하는 제2 외측블록과, 상기 체결소켓의 내부공간에 끼워맞춤 방식으로 삽입되는 체결볼과, 상기 체결볼로부터 연장되며 상기 제2 외측블록과 상기 제2 블록판과 상기 제2 내측블록을 관통하도록 체결되는 복수 개의 제2 체결편이 끝단에 구비되는 제2 샤프트와, 상기 제2 샤프트의 중단을 둘러싸도록 형성되어 상기 제2 샤프트의 체결이 완료되었을 때 상기 제2 외측블록의 외측면에 압착되는 제2 압착판을 구비하는 제2 관절모듈;을 포함한다.

상기 체결볼은, 외측면을 원주방향으로 둘러싸도록 일렬로 배열되는 톱니를 구비하고,

상기 체결소켓은, 상기 톱니와 대응되도록 내측면에 일렬로 배열되어 상기 톱니의 끝단이 걸리는 톱니홈을 구비한다.

상기 체결소켓의 측벽 중 상기 톱니와 대응되는 부위에 슬릿이 형성되어,

상기 체결소켓 내에 삽입된 체결볼이 상기 톱니의 길이방향으로 자전될 때 상기 제2 샤프트가 상기 슬릿으로 인입된다.

상기 제1 외측블록의 외측면 중 상기 제1 압착판과 대응되는 면에는 상기 제1 샤프트의 길이방향 중심축을 중심으로 방사형으로 배열되는 복수 개의 제1 블록돌기가 형성되고, 상기 제1 압착판은 상기 제1 블록돌기가 인입되는 제1 돌기홈을 구비하며,

상기 제2 외측블록의 외측면 중 상기 제2 압착판과 대응되는 면에는 상기 제2 샤프트의 길이방향 중심축을 중심으로 방사형으로 배열되는 복수 개의 제2 블록돌기가 형성되고, 상기 제2 압착판은 상기 제2 블록돌기가 인입되는 제2 돌기홈을 구비한다.

상기 톱니는 상기 체결볼을 둘러싸는 제1 원주방향으로 배열되고,

상기 톱니홈은 상기 제1 원주방향과 직각을 이루는 제2 원주방향을 따라 일정 간격 이격되도록 다수 열 구비되어,

상기 체결소켓에 장착된 체결볼이 상기 제2 원주방향을 따라 자전됨에 따라, 상기 톱니는 상이한 톱니홈에 삽입된다.

본 발명에 의한 3D 관절완구는, 입체적인 관절 동작이 가능하며, 관절구조가 단순하여 조립이 용이하고, 관절의 회전방향 및 회전각도를 한정할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 3D 관절완구의 정면도이다.
도 2는 두 개의 단위블록이 제1 관절모듈과 제2 관절모듈에 의해 연결되는 구조를 도시한다.
도 3은 제1 관절모듈과 제2 관절모듈의 분해사시도이다.
도 4 및 도 5는 제1 관절모듈과 제2 관절모듈이 결합된 형상을 도시하는 단면도 및 사시도이다.
도 6은 제1 블록돌기와 제1 압착판의 결합구조를 도시하는 분해사시도이다.
도 7은 본 발명에 포함되는 제1 관절모듈과 제2 관절모듈 제2 실시예의 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 포함되는 제1 관절모듈과 제2 관절모듈 제2 실시예의 사용상태도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 3D 관절완구의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 3D 관절완구의 정면도이고, 도 2는 두 개의 단위블록이 제1 관절모듈과 제2 관절모듈에 의해 연결되는 구조를 도시하며, 도 3은 제1 관절모듈과 제2 관절모듈의 분해사시도이고, 도 4 및 도 5는 제1 관절모듈과 제2 관절모듈이 결합된 형상을 도시하는 단면도 및 사시도이다.

본 발명에 의한 3D 관절완구는 일정 크기 및 형상의 부피감을 갖는 두 개의 단위블록(100)이 3차원적인 회전이 가능하도록 관절모듈로 연결되되, 상기 관절모듈은 어느 하나의 단위블록(100)에 고정 결합되는 제1 관절모듈(200)과 다른 하나의 단위블록(100)에 고정 결합되는 제2 관절모듈(300)로 구성된다. 이때, 상기 단위블록(100)이 내부가 채워진 솔리드 구조라면 제1 관절모듈(200)과 제2 관절모듈(300)이 안정적으로 단위블록(100)에 고정결합될 수 있지만, 본 발명에 의한 3D 관절완구는 상기 단위블록(100)이 설정범위 이내의 두께를 갖는 블록판이 절곡 또는 결합된 구조로 제작되는바, 상기 제1 관절모듈(200)과 제2 관절모듈(300)이 단위블록(100)에 단순히 삽입되는 구조로는 안정적으로 결합된 상태를 유지하지 못할 수 있다.

따라서 상기 제1 관절모듈(200)은, 어느 하나의 단위블록(100)을 구성하는 블록판(이하 '제1 블록판(110a)'이라 약칭한다)의 내측면에 밀착되는 제1 내측블록(210)과, 상기 제1 블록판(110a)의 외측면에 밀착되며 상기 제1 블록판(110a)을 관통한 후 상기 제1 내측블록(210)에 체결되는 제1 체결후크(222)를 구비하는 제1 외측블록(220)과, 구형의 내부공간이 형성되며 상기 내부공간이 외부로 노출되도록 일측에 개구부가 형성된 체결소켓(230)과, 상기 체결소켓(230)의 타측으로부터 연장되며 상기 제1 외측블록(220)과 상기 제1 블록판(110a)과 상기 제1 내측블록(210)을 관통하도록 체결되는 복수 개의 제1 체결편(242)이 끝단에 구비되는 제1 샤프트(240)와, 상기 제1 샤프트(240)의 중단을 둘러싸도록 형성되어 상기 제1 샤프트(240)의 체결이 완료되었을 때 상기 제1 외측블록(220)의 외측면에 압착되는 제1 압착판(250)을 포함하여 구성된다.

또한 제2 관절모듈(300)은, 다른 하나의 단위블록(100)을 구성하는 블록판(이하 '제2 블록판(110b)'이라 약칭한다)의 내측면에 밀착되는 제2 내측블록(310)과, 상기 제2 블록판(110b)의 외측면에 밀착되며 상기 제2 블록판(110b)을 관통한 후 상기 제2 내측블록(310)에 체결되는 제2 체결후크(322)를 구비하는 제2 외측블록(320)과, 상기 체결소켓(230)의 내부공간에 끼워맞춤 방식으로 삽입되는 체결볼(330)과, 상기 체결볼(330)로부터 연장되며 상기 제2 외측블록(320)과 상기 제2 블록판(110b)과 상기 제2 내측블록(310)을 관통하도록 체결되는 복수 개의 제2 체결편(342)이 끝단에 구비되는 제2 샤프트(340)와, 상기 제2 샤프트(340)의 중단을 둘러싸도록 형성되어 상기 제2 샤프트(340)의 체결이 완료되었을 때 상기 제2 외측블록(320)의 외측면에 압착되는 제2 압착판(350)을 포함하여 구성된다.

이와 같이 본 발명에 의한 3D 관절완구는, 제1 내측블록(210)과 제1 외측블록(220)이 제1 블록판(110a)을 사이에 두고 압착되고, 제2 내측블록(310)과 제2 외측블록(320)이 제2 블록판(110b)을 사이에 두고 압착되는바, 제1 블록판(110a)과 제2 블록판(110b)이 종이나 스티로폼과 같이 연성이 큰 재료로 제작되더라도 제1 관절모듈(200)과 제2 관절모듈(300)이 각각 단위블록(100)에 안정적으로 결합될 수 있게 된다.

이때, 상기 제1 체결후크(222)와 제2 체결후크(322)는 끝단이 각각 제1 블록판(110a) 및 제2 블록판(110b)을 관통한 후 제1 내측블록(210) 및 제2 내측블록(310)의 후면에 걸리도록 장착되는바, 별도의 외력이 인가되지 아니하는 한 탈거되지 아니하게 된다. 마찬가지로 제1 체결편(242)과 제2 체결편(342) 역시 각각 제1 내측블록(210) 및 제2 내측블로그이 후면에 걸려 별도의 외력이 인가되지 아니하는 한 탈거되지 아니하게 된다.

또한 사용자는, 체결후크 및 체결편을 구멍에 맞추어 밀어 넣는 조작만으로 제1 관절모듈(200)과 제2 관절모듈(300)을 단위블록(100)에 결합시킬 수 있고, 상기 체결볼(330)을 체결소켓(230) 내측으로 밀어 넣는 조작만으로 두 개의 단위블록(100)을 회전 가능한 구조로 연결할 수 있는바, 조립이 매우 간편해진다는 장점이 있다. 따라서 본 발명에 의한 3D 관절완구는 어린이도 쉽게 조립할 수 있어 활용성이 매우 우수하다는 장점이 있다.

한편, 상기 체결볼(330)의 표면이 매끈하게 제작되면, 상기 체결볼(330)이 체결소켓(230)에 삽입된 상태에서 어느 방향으로도 자전할 수 있으므로, 관절모듈에 의해 연결된 두 개의 단위블록(100)은 어느 방향으로도 입체적인 회전이 가능해진다. 사람이나 로봇 등의 관절은 회전 가능한 방향과 각도가 한정되어 있는데, 상기 언급한 바와 같이 관절모듈이 모든 방향으로 끝까지 회전 가능하도록 제작되면 현실감이 떨어진다는 문제가 발생된다.

또한 두 개의 단위블록(100) 배열각도가 일정하게 유지되기 위해서는 체결볼(330)이 체결소켓(230) 내에서 임의로 회전되지 아니해야 하는데, 상기 체결볼(330) 표면이 매끈하게 제작되면 상기 체결볼(330)이 체결소켓(230) 내에서 임의로 회전되는 문제가 발생될 수 있다. 물론, 상기 체결볼(330)이 억지끼워맞춤 방식으로 체결소켓(230)에 압입되면 체결볼(330)이 임의로 회전되는 현상이 방지될 수 있으나, 체결볼(330)이 수 회에 걸쳐 반복적으로 회전되면 체결볼(330)과 체결소켓(230) 간의 압착력이 떨어지 상기 체결볼(330)이 임의로 회전될 수 있다.

따라서 본 발명에 의한 3D 관절완구는, 제1 관절모듈(200)과 제2 관절모듈(300) 간의 회전방향 및 회전각도가 한정되며, 체결볼(330)이 체결소켓(230) 내에서 임의로 회전되지 아니하도록 구성됨이 바람직하다.

즉, 상기 체결볼(330)은 외측면을 원주방향으로 둘러싸도록 일렬로 배열되는 톱니(332)를 구비하고, 상기 체결소켓(230)은 상기 톱니(332)와 대응되도록 내측면에 일렬로 배열되어 상기 톱니(332)의 끝단이 걸리는 톱니홈(232)을 구비할 수 있다.

체결볼(330)이 체결소켓(230) 내에 삽입되었을 때 상기 톱니(332)의 끝단이 톱니홈(232) 내측으로 삽입되는바, 상기 체결볼(330)은 톱니(332)의 길이방향을 따라서만 회전이 가능하게 된다. 또한, 톱니(332)의 끝단이 톱니홈(232) 내측에 삽입된 상태에서는, 상기 톱니(332)의 끝단이 톱니홈(232)으로부터 빠져나올 수 있을 정도의 외력이 인가되지 아니하는 한 상기 체결볼(330)은 체결소켓(230) 내에서 회전이 불가하게 되고, 이에 따라 두 개의 단위블록(100) 배열각도가 일정하게 유지될 수 있다.

물론, 상기 톱니(332) 끝단이 톱니홈(232)으로부터 빠져나올 수 있는 크기의 회전력을 가하는 경우에는 체결볼(330)이 체결소켓(230) 내에서 회전이 가능해진다. 이때, 사용자는 톱니(332)의 끝단이 다수 개의 톱니홈(232)을 타고 넘어갈 때 발생되는 클릭감을 느낄 수 있으므로, 체결볼(330)의 회전각도를 적절하게 조절할 수 있게 된다.

상기 체결소켓(230)에 원형의 개구부만 형성되면, 체결볼(330)을 어느 정도 회전시켰을 때 제2 샤프트(340)가 체결소켓(230)의 측벽에 간섭되어 더 이상 회전이 불가하게 된다. 본 발명에 의한 3D 관절완구는 체결볼(330) 회전 시 제2 샤프트(340)가 체결소켓(230)의 측벽에 간섭되지 아니하도록, 상기 체결소켓(230)의 측벽 중 상기 톱니(332)와 대응되는 부위에 슬릿(231)이 형성될 수 있다.

이와 같이 체결소켓(230)의 측벽에 슬릿(231)이 형성되면, 상기 체결소켓(230) 내에 삽입된 체결볼(330)이 상기 톱니(332)의 길이방향으로 자전될 때 상기 제2 샤프트(340)가 상기 슬릿(231)으로 인입되는바, 제2 샤프트(340)가 체결소켓(230)의 측벽에 간섭되는 현상 없이 체결볼(330)을 자유롭게 회전시킬 수 있다. 이때, 상기 제2 샤프트(340)가 슬릿(231)의 내측단에 닿은 상태에서는 체결볼(330)이 더 이상 회전되지 못하게 된다. 즉, 상기 체결볼(330)의 회전 가능 범위는 슬릿(231)의 깊이에 따라 결정되는바, 상기 슬릿(231)의 깊이는 해당 단위블록(100)의 용도 및 특성에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

도 6은 제1 블록돌기(224)와 제1 압착판(250)의 결합구조를 도시하는 분해사시도이다.

본 발명에 의한 3D 관절완구에 포함되는 제1 샤프트(240) 및 이에 결합된 체결소켓(230)은 상기 제1 샤프트(240)의 종방향 중심축을 중심으로 자전이 가능하도록 구성되는데, 이때 상기 제1 샤프트(240)가 임의로 자전되지 아니하도록 구성된다.

즉, 상기 제1 외측블록(220)의 외측면 중 상기 제1 압착판(250)과 대응되는 면에는 상기 제1 샤프트(240)의 길이방향 중심축을 중심으로 방사형으로 배열되는 복수 개의 제1 블록돌기(224)가 형성되고, 상기 제1 압착판(250)은 상기 제1 블록돌기(224)가 인입되는 제1 돌기홈(252)을 구비한다. 이때, 상기 제1 돌기홈(252)은 제1 블록돌기(224)의 형상과 개수에 맞춰 형성되는바, 상기 제1 외측블록(220)에 형성된 모든 제1 블록돌기(224)는 제1 돌기홈(252)에 삽입된다. 마찬가지로 상기 제2 외측블록(320)의 외측면 중 상기 제2 압착판(350)과 대응되는 면에는 상기 제2 샤프트(340)의 길이방향 중심축을 중심으로 방사형으로 배열되는 복수 개의 제2 블록돌기(324)가 형성되고, 상기 제2 압착판(350)은 상기 제2 블록돌기(324)가 인입되는 제2 돌기홈을 구비한다.

상기 제1 블록돌기(224)와 제2 블록돌기(324)가 각각 제1 돌기홈(252)과 제2 돌기홈에 삽입된 상태에서는, 상기 제1 블록돌기(224)와 제2 블록돌기(324)가 제1 돌기홈(252)과 제2 돌기홈으로부터 빠져나올 만큼의 외력이 인가되지 아니하는 한 상기 제1 샤프트(240)와 제2 샤프트(340)는 임의로 자전되지 아니하고 고정된 상태를 유지할 수 있다.

제2 외측블록(320)과 제2 압착판(350) 역시 상호 마주보는 면에 제2 블록돌기(324)와 제2 돌기홈(미도시)가 형성되는데, 제2 외측블록(320)과 제2 압착판(350)이 결합되는 구조는 제1 외측블록(220)과 제1 압착판(250)이 결합되는 구조와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명에 포함되는 제1 관절모듈(200)과 제2 관절모듈(300) 제2 실시예의 단면도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 포함되는 제1 관절모듈(200)과 제2 관절모듈(300) 제2 실시예의 사용상태도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 하나의 체결소켓(230)의 내벽에는 톱니홈(232)이 1열만 형성될 수도 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 체결소켓(230) 내벽에 톱니홈(232)이 복열로 형성될 수도 있다.

이때 상기 다수 열의 톱니(332)는, 체결볼(330)을 둘러싸는 방향(이하 '제1 원주방향'이라 약칭함)과 직각을 이루는 방향(이하 '제2 원주방향'이라 약칭함)을 따라 일정 간격 이격되도록 배열된다. 따라서 도 8에 도시된 바와 같이 톱니(332)가 하측에 위치하는 톱니홈(232)에 삽입된 상태에서 제1 샤프트(240)와 제2 샤프트(340)를 하향으로 회전시키면, 상기 톱니(332)는 톱니홈(232)을 타고 넘어가 도 9에 도시된 바와 같이 상측에 위치하는 톱니홈(232)에 삽입된다.

즉, 본 발명에 의한 3D 관절완구에 포함되는 체결볼(330)은, 톱니(332)의 길이방향(제1 원주방향)으로 회전이 가능할 뿐만아니라, 톱니(332)의 길이방향과 직각을 이루는 방향(제2 원주방향)으로도 회전이 가능해짐으로써, 보다 다양한 관절운동을 표현할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 : 단위블록 110a : 제1 블록판
110b : 제2 블록판 200 : 제1 관절모듈
210 : 제1 내측블록 220 : 제1 외측블록
222 : 제1 체결후크 224 : 제1 블록돌기
230 : 체결소켓 231 : 슬릿
232 : 톱니홈 240 : 제1 샤프트
242 : 제1 체결편 250 : 제1 압착판
252 : 제1 돌기홈 300 : 제2 관절모듈
310 : 제2 내측블록 320 : 제2 외측블록
322 : 제2 체결후크 324 : 제2 블록돌기
330 : 체결볼 332 : 톱니
340 : 제2 샤프트 342 : 제2 체결편
350 : 제2 압착판

Claims

설정범위 이내의 두께를 갖는 블록판이 절곡 또는 결합되어 제작되는 둘 이상의 단위블록(100);
어느 하나의 단위블록(100)을 구성하는 블록판(이하 '제1 블록판(110a)'이라 약칭한다)의 내측면에 밀착되는 제1 내측블록(210)과, 상기 제1 블록판(110a)의 외측면에 밀착되며 상기 제1 블록판(110a)을 관통한 후 상기 제1 내측블록(210)에 체결되는 제1 체결후크(222)를 구비하는 제1 외측블록(220)과, 구형의 내부공간이 형성되며 상기 내부공간이 외부로 노출되도록 일측에 개구부가 형성된 체결소켓(230)과, 상기 체결소켓(230)의 타측으로부터 연장되며 상기 제1 외측블록(220)과 상기 제1 블록판(110a)과 상기 제1 내측블록(210)을 관통하도록 체결되는 복수 개의 제1 체결편(242)이 끝단에 구비되는 제1 샤프트(240)와, 상기 제1 샤프트(240)의 중단을 둘러싸도록 형성되어 상기 제1 샤프트(240)의 체결이 완료되었을 때 상기 제1 외측블록(220)의 외측면에 압착되는 제1 압착판(250)을 구비하는 제1 관절모듈(200);
다른 하나의 단위블록(100)을 구성하는 블록판(이하 '제2 블록판(110b)'이라 약칭한다)의 내측면에 밀착되는 제2 내측블록(310)과, 상기 제2 블록판(110b)의 외측면에 밀착되며 상기 제2 블록판(110b)을 관통한 후 상기 제2 내측블록(310)에 체결되는 제2 체결후크(322)를 구비하는 제2 외측블록(320)과, 상기 체결소켓(230)의 내부공간에 끼워맞춤 방식으로 삽입되는 체결볼(330)과, 상기 체결볼(330)로부터 연장되며 상기 제2 외측블록(320)과 상기 제2 블록판(110b)과 상기 제2 내측블록(310)을 관통하도록 체결되는 복수 개의 제2 체결편(342)이 끝단에 구비되는 제2 샤프트(340)와, 상기 제2 샤프트(340)의 중단을 둘러싸도록 형성되어 상기 제2 샤프트(340)의 체결이 완료되었을 때 상기 제2 외측블록(320)의 외측면에 압착되는 제2 압착판(350)을 구비하는 제2 관절모듈(300);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 관절완구.
청구항 1에 있어서,
상기 체결볼(330)은, 외측면을 원주방향으로 둘러싸도록 일렬로 배열되는 톱니(332)를 구비하고,
상기 체결소켓(230)은, 상기 톱니(332)와 대응되도록 내측면에 일렬로 배열되어 상기 톱니(332)의 끝단이 걸리는 톱니홈(232)을 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 관절완구.
청구항 2에 있어서,
상기 체결소켓(230)의 측벽 중 상기 톱니(332)와 대응되는 부위에 슬릿(231)이 형성되어,
상기 체결소켓(230) 내에 삽입된 체결볼(330)이 상기 톱니(332)의 길이방향으로 자전될 때 상기 제2 샤프트(340)가 상기 슬릿(231)으로 인입되는 것을 특징으로 하는 3D 관절완구.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 외측블록(220)의 외측면 중 상기 제1 압착판(250)과 대응되는 면에는 상기 제1 샤프트(240)의 길이방향 중심축을 중심으로 방사형으로 배열되는 복수 개의 제1 블록돌기(224)가 형성되고, 상기 제1 압착판(250)은 상기 제1 블록돌기(224)가 인입되는 제1 돌기홈(252)을 구비하며,
상기 제2 외측블록(320)의 외측면 중 상기 제2 압착판(350)과 대응되는 면에는 상기 제2 샤프트(340)의 길이방향 중심축을 중심으로 방사형으로 배열되는 복수 개의 제2 블록돌기(324)가 형성되고, 상기 제2 압착판(350)은 상기 제2 블록돌기(324)가 인입되는 제2 돌기홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 관절완구.
청구항 2에 있어서,
상기 톱니(332)는 상기 체결볼(330)을 둘러싸는 제1 원주방향으로 배열되고,
상기 톱니홈(232)은 상기 제1 원주방향과 직각을 이루는 제2 원주방향을 따라 일정 간격 이격되도록 다수 열 구비되어,
상기 체결소켓(230)에 장착된 체결볼(330)이 상기 제2 원주방향을 따라 자전됨에 따라, 상기 톱니(332)는 상이한 톱니홈(232)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 3D 관절완구.