KR102040950B1 - 삼각기둥형 매직큐브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매직큐브가 삼각기둥의 형상인 경우 밑면의 빗변에 대응하는 측면에 구비된 자석이 측면과 수직을 이루어 자력이 약해지는 것을 방지하기 위하여 내부 자력관계를 보정하는 삼각기둥형 매직큐브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 삼각기둥형 매직큐브에 있어서, 삼각기둥의 각 내측면에는 자석이 구비되며, 삼각기둥의 측면끼리 만나는 모서리에 구비되는 자석을 더 포함하는 삼각기둥형 매직큐브에 관한 것이다.

Description

삼각기둥형 매직큐브{trigonal prism magic cube}

본 발명은 자석을 구비하여 블럭 간 탈부착이 가능하도록 마련되는 놀이용 또는 교육용 완구인 매직큐브에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 삼각기둥형 매직큐브에 있어서, 하나의 블럭 내의 자석들끼리의 인력을 보정하여 타 매직큐브의 인력을 향상시켜 부착력이 향상되는 삼각기둥형 매직큐브에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

매직큐브는 놀이용 또는 교육용 완구로서, 삼각기둥, 사각기둥, 원기둥, 사면체 등 단위 블럭의 각 외측면에 자석을 구비하여, 단위 블럭끼리 자석의 인력에 의하여 탈부착이 가능하도록 마련된 것이다. 즉, 큐브란 육면체의 뜻을 내포하지만, 본 출원명세서 매직큐브는 육면체에 한정하지 않고, 블럭의 형상으로 가질수 있는 모든 형태를 포함하는 개념이다.

일 예로 도 1에는 삼각기둥의 단위 블럭이 도시되어 있는데, 이를 참조하면, 단위 블럭은 몸체(10)와 커버(20)로 이루어지며, 몸체(10)를 이루는 삼각기둥의 내측면에는 자석(30)을 수용할 수 있는 격실(11)이 마련되어 있고, 커버(20)에는 격실(11) 상부를 폐쇄하는 격실마개부(21)가 형성되어 있다. 몸체(10)와 커버(20)는 커버(20)에 형성된 삽입돌기(22)가 몸체(11)의 삽입홈(12)에 억지끼움되고, 격실마개부(21)가 격실(11) 상부에 끼워짐으로써 결합될 수 있다. 자석(30)이 각 면의 중앙부에 위치할 수 있도록 격실(11) 하부에는 이격부재(13)가 형성될 수 있으며, 이격부재(13)의 일 예로 격벽과 같은 형태로 형성될 수 있다. 격실(11)의 상부는 격실마개부(21)의 돌출 길이로 인하여 자석(30)의 이동이 제한되고 자석(30)이 삼각기둥 측면의 중앙부에 위치될 수 있다.

도 2는 상기 삼각기둥형 단위 블럭의 문제점을 설명하기 위해 도시한 것이다. 각 자석은 N극(30a)과 S극(30b)을 가지며, 타 블럭 내의 자석의 방향에 맞추어 인력이 생기는 방향으로 회전되어야 하므로, 격실 내에 회전 가능하게 구비된다. 그런데, 삼각기둥의 측면에 구비된 자석끼리의 거리가 매우 좁음에 따라 하나의 단위 블럭 내의 자석들끼리 인력이 발생하게 된다. 특히, 도시된 바와 같이 삼각기둥의 밑면이 직각 이등변 삼각형인 경우, 빗변과 밑변에 대응하는 측면에 구비된 자석끼리의 길이(b)가 매우 좁아져 두 자석간에 척력 또는 인력이 발생될 수 있다. 반면에 밑변과 밑변에 대응하는 측면에 구비된 자석끼리의 길이(a)는 상대적으로 길어 서로 영향을 거의 미치지 않게 된다.

따라서 도시된 바와 같이, 빗변에 대응하는 모서리에 형성된 자석은 양 측에 마련된 밑변에 대응하는 모서리에 형성된 자석에 의해 동일한 인력을 받게 되어, 빗변에 나란한 방향으로 N극(30a)과 S극(30b)이 배치되어, 빗변 쪽으로는 자석의 자력이 미치지 않게 된다. 따라서 타 블럭 내의 자석이 접근하여도 자석이 인력을 발생시키는 방향으로 회전되지 못하여 타 블럭과의 결합력이 매우 낮아지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다. 더욱 상세하게는 매직큐브가 삼각기둥의 형상인 경우 밑면의 빗변에 대응하는 측면에 구비된 자석이 측면과 수직을 이루어 자력이 약해지는 것을 방지하기 위하여 내부 자력관계를 보정하는 삼각기둥형 매직큐브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

따라서 타 블럭과의 결합력을 향상시키는 삼각기둥형 매직큐브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 삼각기둥형 매직큐브는,

삼각기둥의 각 측면의 내측 중앙에는 자석이 구비되며, 삼각기둥의 측면끼리 만나는 모서리에 구비되는 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 종래 세 개의 자석간 균형에 의하여 다른 매직큐브가 결합되는 면에 자석이 N극 또는 S극이 위치하지 않았던 것을 네 개의 자석을 이용하여 보정하였다.

또한 본 발명은, 상기 삼각기둥의 밑면은 직각 이등변 삼각형이며, 상기 모서리는 상기 측면이 직각으로 만나는 모서리에 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명은 두 변 이상의 길이가 같은 이등변 삼각형 또는 정삼각형을 밑면으로 하는 삼각기둥에 모두 적용될 수 있으나, 직각 이등변 삼각형을 밑면으로 하는 삼각기둥에 적용됨이 더욱 바람직하다.

나아가 본 발명의 상기 모서리에 추가적으로 구비되는 자석은 회전되지 않도록 고정되는 것을 특징으로 한다. 이는 삼각기둥형 매직큐브의 제한된 내부 공간에 자석을 배치하기 위함이며, 특히, 이등변 삼각형의 경우 길이를 달리하는 타 자석을 향하여 고정적으로 극성을 띄는 부분이 배치되도록 하여 종래 자석들 간 인력을 효과적으로 보정하기 위함이다.

본 발명에 의한 삼각기둥형 매직큐브는 종래 내부 자석끼리의 인력에 의하여 하나의 자석이 다른 매직큐브와 결합할 수 없는 방향으로 배치되는 것을 방지한다. 특히, 직각 이등변 삼각기둥의 빗변에 대응하는 측면에 위치한 자석이 다른 매직큐브와 결합할 수 있는 방향으로 회전할 수 있도록 자석 간 인력 관계를 보정하므로, 매직큐브의 결합력이 향상되는 장점이 있다.

도 1은 종래 삼각기둥형 매직큐브의 분해사시도이다.
도 2는 종래 삼각기둥형 매직큐브의 자석간 인력에 의한 문제점을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 삼각기둥형 매직큐브의 분해사시도이다.
도 4(a)는 본 발명의 삼각기둥형 매직큐브의 자석간 인력 관계가 보정된 것을 도시한 것이고, 도 4(b)는 제4자석이 회전시 문제점을 설명하고자 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 삼각기둥형 매직큐브(1)의 분해사시도이고, 도 4(a)는 본 발명의 삼각기둥형 매직큐브(1)의 자석(30)간 인력 관계가 보정된 것을 도시한 것이다. 이를 참조하면, 본 발명의 삼각기둥형 매직큐브(1)는 일반적인 매직큐브(1)의 기본적인 구성을 포함한다. 다만, 자석의 수용 구조, 삼각기둥의 길이 등 본 발명의 핵심인 자석(30)의 배치를 제외한 나머지 구성에 대하여, 구체적인 구성 및 수단은 본 발명을 제한하지 않는다.

본 발명의 일 실시예로서, 매직큐브(1)의 단위 블럭은 몸체(10)와 커버(20)로 이루어지며, 몸체(10)를 이루는 삼각기둥의 내측면에는 자석(30)을 수용할 수 있는 격실(11)이 마련되어 있고, 커버(20)에는 격실(11) 상부를 폐쇄하는 격실마개부(21)가 형성되어 있다. 몸체(10)와 커버(20)는 커버(20)에 형성된 삽입돌기(22)가 몸체(10)의 삽입홈(12)에 억지끼움되고, 격실마개부(21)가 격실(11) 상부에 끼워짐으로써 결합될 수 있다. 자석(30)이 각 면의 중앙부에 위치할 수 있도록 격실(11) 하부에는 이격부재(13)가 형성될 수 있으며, 이격부재(13)의 일 예로 격벽과 같은 형태로 형성될 수 있다. 자석(30)의 상부는 격실마개부(21)의 돌출 길이로 인하여 자석(30)의 이동이 제한되고 중앙부에 위치될 수 있다.

나아가 본 발명은 삼각기둥의 측면끼리 만나는 모서리에 구비되는 자석(30)을 더 포함할 수 있다. 자석(30)을 구비하기 위하여, 상기 삼각기둥의 측면끼리 만나는 모서리에는 모서리격실(40)이 형성되고, 자석(30)은 모서리격실(40)에 수용될 수 있다. 이하에서는, 모서리격실(40)에 수용된 자석(30)을 제4자석(34)이라고 하겠다.

본 발명의 일 실시예로서, 삼각기둥의 밑면에 해당하는 삼각형의 형상은 2개 이상의 변의 길이가 같은 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 삼각기둥의 밑면이 이등변삼각형 또는 정삼각형인 것을 특징으로 한다.

이는, 도 2에 도시한 것처럼, 하나의 자석(30)을 기준으로 양 쪽에 놓여진 자석(30)의 위치가 대칭을 이루는 경우, 도 2와 같이 상기 하나의 자석(30)의 N극(30a) 및 S극(30b)이 결합면과 나란한 방향으로 배치되어 극성이 없는 부분이 결합면을 향하기 때문이다. 이 때, 본 발명의 삼각기둥형 매직큐브(1)의 측면과 타 매직큐브(1)가 결합하는 면을 결합면이라고 한다.

다시 말해, 삼각기둥의 밑면 중 길이가 다른 변을 포함하는 측면에 구비된 자석(30)을 제1자석(31), 밑면 중 길이가 같은 변을 포함하는 측면에 구비된 자석(30)을 제2자석(32) 및 제3자석(33)이라고 하면, 제1자석(31)의 양 측에 제2자석(32) 및 제3자석(33)이 같은 길이 및 대칭되는 각도를 가지는 위치에 구비되므로, 제1자석(31)의 양 쪽에서 동일한 벡터를 가지는 인력이 작용하게 된다. 따라서 제1자석(31)은 결합면에 N극 또는 S극이 아닌 무극성을 가진 부분이 향하도록 배치되어, 타 매직큐브(1)의 자석(30)과 결합할 수 없는 배치가 된다.

그러나, 밑면의 이등변이 만나는 측면의 모서리에 배치되는 제4자석(34)을 포함하는 경우, 도 4(a)와 같이 자석(30) 간 인력 균형이 재배치 되면서, 자석(30)의 배치 또한 달라지게 된다. 이 경우 제1자석(31)의 무극성 부분이 결합면을 향하지 않고, 제1자석(31)이 결합면에 약간 경사지거나 극성을 가지는 부분이 결합면을 향하도록 배치될 수 있다. 따라서 타 매직큐브(1)가 접근하는 경우 타 매직큐브(1) 내부에 위치한 자석(30)과 인력을 향상시키는 방향으로 제1자석(31) 내지 제3자석(33)이 회전될 수 있다.

도 4(a)에서 제4자석(34)은 N극(34a)이 매직큐브(1)의 내부를 향하여 배치되어 있다. 따라서 제2자석(32) 및 제3자석(33)은 제4자석(34)과 인력(d)가 발생함에 따라 S극(32b, 33b)이 매직큐브(1)의 내부를 향하도록 약간 경사지게 배치된다. 이에 따라 제1자석(31)은 제2자석(32) 및 제3자석(33)과의 인력(b)을 받아 N극(31a)이 매직큐브(1) 내부를 향하게 된다. 이 때, 제1자석(31)과 제4자석(34)간의 길이가 길어서, 매우 작은 자력(c)의 영향을 받으므로, 고려하지 않아도 될 정도이다.

따라서 제1자석(31) 내지 제3자석(33)은 각 결합면을 향하여 극성(31b, 32a, 33a)이 배치되므로, 타 매직큐브(1)의 자석(30)과 쉽게 결합할 수 있다.

본 발명의 일 실시예로서, 삼각기둥의 밑면은 직각 이등변 삼각형이며, 제4자석(34)은 삼각기둥의 측면이 직각으로 만나는 모서리에 구비될 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 밑면이 이등변삼각형 혹은 정삼각형인 삼각기둥형 매직큐브(1)에 적용될 수 있으나, 복수 개의 매직큐브(1)를 결합시키며 놀이 또는 학습하는 본 발명의 특징상 밑면이 직각 이등변삼각형인 삼각기둥형 매직큐브(1)에 적용됨이 바람직하다. 이 경우 제4자석(34)은 직각을 이루는 측면의 모서리 부분에 배치됨이 바람직하다.

나아가 본 발명의 일 실시예로서, 삼각기둥의 측면이 만나는 모서리에 구비되는 제4자석(34)은 회전되지 않도록 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이는, 모서리격실(40)과 모서리의 간격을 자석(30)의 길이보다 작게 형성함으로써 구현할 수 있다.

도 4(b)는 제4자석(34)이 회전시 문제점을 설명하고자 도시한 것이다. 이를 참조하면, 제4자석(34)이 회전되지 않도록 마련되는 것은, 밑면이 이등변삼각형 또는 정삼각형인 경우에 특히 유효한 배치이다. 즉, 도 4(b)에서 x’와 같이 제4자석(34)이 배치되는 경우, 제2자석(32) 및 제3자석(33)이 y’ 방향으로 배치되고, 제1자석(31)이 z’ 방향으로 배치되면서 극성이 결합면을 향하도록 배치되지 않아 타 매직큐브(1)와의 결합력이 약해지는 문제점이 있기 때문이다.

다시 말해, 제4자석(34)을 모서리격실(40)의 크기를 통해 도 4(a)와 같이 x방향으로 고정시키면 제1 내지 제3자석(33)이 결합면을 향해 극성이 배치되므로, 다른 매직큐브(1)가 접근하면 인력이 상승하는 방향으로 회전하여 다른 매직큐브(1) 내의 자석(30)과 결합할 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1 : 매직큐브
10 : 몸체 11 : 격실
12 : 삽입홈 13 : 이격부재
20 : 커버 21 : 격실마개부
22 : 삽입돌기 30 : 자석
30a : N극 30b : S극
31 : 제1자석 32 : 제2자석
33 : 제3자석 34 : 제4자석
40 : 모서리격실

Claims (3)

1. 삼각기둥의 밑면이 직각 이등변 삼각형인 삼각기둥형 매직큐브에 있어서,
   삼각기둥의 각 측면의 내측 중앙에는 자석이 구비되며,
   삼각기둥의 측면끼리 만나는 모서리에 구비되는 자석을 포함하고,
   상기 모서리는 상기 측면이 직각으로 만나는 모서리에 구비되고,
   상기 모서리에 모서리격실이 형성되며, 상기 모서리격실 내부에 자석이 회전되지 않도록 고정되고,
   상기 삼각기둥에서 빗변에 구비된 자석과 상기 모서리격실에 구비된 자석이 마주보는 위치에 구비된 삼각기둥형 매직큐브.
   
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