KR102425565B1 - 자기부상완구 - Google Patents

Abstract

레일부재와 차량부재에 각각 서로 척력관계에 되도록 자석을 내설하여 차량부재가 레일부재에 대해 부상하여 주행하도록 하되, 레일부재에 내설된 자석의 길이를 달리하여 차량부재가 레일부재에서 주행할 때 이동속도의 변화가 생기도록 함으로써 호기심을 배가시킬 수 있는 자기부상완구가 개시된다.

Description

자기부상완구{MAGNETIC FLOATING TOY}

본 발명은 자기부상완구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레일부재와 차량부재에 각각 서로 척력관계에 되도록 자석을 내설하여 차량부재가 레일부재에 대해 부상하여 주행하도록 하되, 레일부재에 내설된 자석의 길이를 달리하여 차량부재가 레일부재에서 주행할 때 이동속도의 변화가 생기도록 함으로써 호기심을 배가시킬 수 있는 자기부상완구에 관한 것이다.

자기부상열차는 자력의 척력에 의해 레일 상부에 위치한 열차가 레일에서 부상하여 주행하는 열차로서 레일과의 마찰저항이 발생하지 않아 고속 주행이 가능한 관계로 널리 실용화 단계에 있다.

이러한 자기부상열차의 원리를 어린이에게 체감시켜 쉽게 이해시킬 수 있도록 한 다양한 자기부상완구가 소개되고 있다.

일례로, 국내실용신안등록 제20-0323250호에서는 "자력에 의해 상기 레일의 상부에 부상되고, 탑재된 모터의 동력으로 회전하는 프로펠러의 추진력에 의해 상기 레일을 따라 주행하는 열차; 상기 열차가 레일 상부에 부상될 수 있도록 상기 레일 및 열차에 부착되는 영구자석; 및 상기 열차가 레일의 상부에서 탈선하지 않도록 레일과 열차의 경계부분에 형성되는 탈선방지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 자기부상열차"를 소개하고 있다.

하지만, 상기와 같은 자기부상열차는 열차가 레일에서 항상 일정한 속도로 이동하므로 어린이에게 호기심과 재미를 반감시킨다는 단점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 레일부재와 차량부재에 각각 서로 척력관계에 되도록 자석을 내설하여 차량부재가 레일부재에 대해 부상하여 주행하도록 하되, 레일부재에 내설된 자석의 길이를 달리하여 차량부재가 레일부재에서 주행할 때 이동속도의 변화가 생기도록 함으로써 호기심을 배가시킬 수 있는 자기부상완구를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 어린이와 같은 사용자가 차량부재의 출발을 제어할 수 있도록 함으로써 놀이의 흥미를 배가시킬 수 있는 자기부상완구를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 내부에는 영구자석이 내장된 단위블록을 서로 조립하여 소정길이 연장되는 바닥판과 상기 바닥판의 양측 상단에 상기 단위블록과 조립되어 직설되는 펜스로 구성되는 레일부재와; 내부에는 영구자석이 내장되어 상기 레일부재의 바닥판과 펜스 사이의 주행공간에 배치되는 차량부재를 포함하되, 상기 레일부재의 단위블록에 내장된 영구자석과 상기 차량부재에 내장된 영구자석은 서로 동일한 극이 마주보도록 하여 이로 인해 발생되는 척력에 의해 상기 차량부재가 주행공간내에서 부상하도록 하고, 상기 단위블록은 출발 단위블록, 주행 단위블록 및 추진 단위블록으로 구성되되, 출발 단위블록에 내장된 자석 및 추진 단위블록에 내장된 자석은 주행 단위블록에 내장된 자석 보다 길이가 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 자기부상완구을 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 자기부상완구는 레일부재와 차량부재에 각각 서로 척력관계에 되도록 자석을 내설하여 차량부재가 레일부재에 대해 부상하여 주행하도록 하되, 레일부재에 내설된 자석의 길이를 달리하여 차량부재가 레일부재에서 주행할 때 이동속도의 변화가 생기도록 함으로써 호기심을 배가시킬 수 있으며, 어린이와 같은 사용자가 차량부재의 출발을 제어할 수 있도록 함으로써 놀이의 흥미를 배가시킬 수 있다는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 자기부상완구의 개략적인 평면도이며,
도2는 도1의 A-A 단면도이며,
도3 및 도4는 본 발명에 따른 자기부상완구의 작용을 설명하기 위한 작용도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 자기부상완구를 상세하게 설명한다.

첨부된 도1은 본 발명에 따른 자기부상완구의 개략적인 평면도이며, 도2는 도1의 A-A 단면도이며, 도3 및 도4는 본 발명에 따른 자기부상완구의 작용을 설명하기 위한 작용도이다.

상기 도면을 참고하면, 본 발명에 따른 자기부상완구는 레일부재(100), 차량부재(200)를 포함한다.

상기 레일부재(100)는 바닥판(110)과 펜스(150)로 구성되며, 상기 바닥판(110)은 내부에 영구자석(121, 131, 141)이 내장된 단위블록(120, 130, 140)을 서로 조립하여 소정길이 연장형성되며, 상기 펜스(150)는 바닥판의 양측 상단에 상기 단위블록과 조립되어 직설된다.

여기서, 상기 단위블록간의 조립구조 및 단위블록과 펜스의 조립구조는 공지된 다양한 방식을 채택할 수 있으며, 예시적으로 도2에 도시된 바와 같이 돌기/홈 조립구조를 채용할 수 있다. 그리고, 상기 바닥판과 펜스로 이루어진 내부공간은 후술할 차량부재가 주행하는 주행공간(S)이 된다.

상기 차량부재(200)는 내부에는 영구자석(210)이 내장되어 상기 레일부재(100)의 바닥판(110)과 펜스(150) 사이의 주행공간(S)에 배치된다.

여기서, 상기 레일부재의 단위블록(120, 130, 140)에 내장된 영구자석(121, 131, 141)과 상기 차량부재(200)에 내장된 영구자석(210)은 서로 동일한 극이 마주보도록 하여 이로 인해 발생되는 척력에 의해 상기 차량부재가 주행공간(S)내에서 부상하면서 주행공간을 주행하게 된다.

이 때, 상기 영구자석은 다양한 자석이 적용될 수 있으나, 바람직하게는 네오디늄 자석을 적용한다.

한편, 상기 단위블록은 출발 단위블록(120), 주행 단위블록(130) 및 추진 단위블록(140)으로 구성된다.

상기 출발 단위블록(120)은 차량부재의 출발선상에 바닥판에 배치되는 단위블록이고, 상기 주행 단위블록(130)은 차량부재가 주행하는 바닥판에 배치되는 단위블록이며, 상기 추진 단위블록(140)은 주행 단위블록의 중간 위치에 배치되는 단위블록이다.

본 발명은 출발 단위블록에 내장된 자석(121) 및 추진 단위블록에 내장된 자석(141)은 주행 단위블록에 내장된 자석(131) 보다 길이가 길게 형성되는 구성을 개시한다.

즉, 출발시에는 탄력을 받아 출발해야 하기 때문에 자력을 세게하기 위해 길이가 긴 자석을 적용하며, 주행공간 중간 중간에도 자력을 세게 해서 주행에 추진을 가하도록 길이가 긴 자석을 적용한다.

따라서, 도1에 도시된 바와 같이 차량부재(200)는 출발 단위블록(120)의 자력이 센 자석(121)을 통해 탄력을 받아 주행공간을 출발한 다음 주행 단위블록(130)에서는 일정속도로 주행하게 되고, 추진 단위블록(140)에서는 다시 자력이 센 자석(141)을 통해 추진력을 받아 가속할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 레일부재의 단위블럭에 내설된 자석의 길이를 달리하고 이로 인해 자력차이가 발생하도록 함으로써 차량부재가 레일부재에서 주행할 때 이동속도의 변화가 생기도록 함으로써 어린이와 같은 사용자에게 호기심을 배가시킬 수 있다는 잇점이 있다.

한편, 본 발명은 차량부재의 출발을 제어할 수 있도록 설치판(310), 출발안내부재(320) 및 승강유도부재(330)를 더 포함할 수 있다.

상기 설치판(310)은 출발단위블록(120)의 후측 상단에 직설되며, 내부에는 상기 차량부재에 내장된 자석과 척력을 발생하는 영구자석(311)이 내장되며, 일면에는 가이드홈(312)이 상하방향으로 일정길이 형성된다.

상기 출발안내부재(320)는 전면에는 전면판(321)이 형성되고 후면에는 후면판(322)이 형성되고, 양측에는 측면판이 형성되어 상하가 개방되되, 후면판(322)의 후측에는 상기 설치판(310)의 가이드홈(312)을 따라 상하로 가이드되는 가이드돌기(323)가 형성된다.

상기 승강유도부재(330)는 상기 출발안내부재를 승강시키는 부재로서, 후면판(322)의 후면에 설치되는 랙기어(331)와, 상기 설치판(310)의 상단에 마련되는 지지대(332)와, 상기 지지대(332)의 일측에 설치되어 상기 랙기어(331)와 치합되는 피니언기어(333)와, 상기 피니언기어(333)를 회전시키는 핸들(334)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 차량부재의 출발을 제어할 수 있는 것으로, 출발안내부재(320)의 개구된 상부를 통해 차량부재(200)를 출발안내부재 내부에 배치한다. 그러면, 차량부재(200)는 출발단위블록(120)와의 척력관계로 출발안내부재내에서 부상한 상태가 됨과 동시에 설치판에 내장된 자석(311)과의 척력관계로 전방으로 압력을 받은 상태가 되므로, 차량부재는 전면판(321)에 밀착된 상태가 된다.

이 상태에서 승강유도부재의 핸들(334)을 회전시키면 피니언기언(333)과 치합된 랙기어(331)가 상승하면서 출발안내부재(320)가 상승하게 된다. 이와 같이 출발안내부재가 상승하면 주행공간(S)의 전면이 개방되면서 차량부재의 영구자석(121)과 설치판의 영구자석(311)의 척력에 의해 전방으로 압력을 받은 차량부재가 전방 주행공간을 주행하게 된다.

한편, 본 발명은 상기 전면판(321)의 내면에는 상하방향으로 걸림홈(321-1)이 형성되고, 상기 차량부재(200)의 전면에는 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림돌기(201)가 형성되도록 한다.

그러면, 상기 차량부재(200)가 출발안내부재(320)의 내부에 배치된 상태에서는 차량부재의 걸림돌기(201)가 상기 전면판의 걸림홈(321-1)에 걸려 고정된 상태를 유지하며, 전면판(321)이 상승하면 차량부재의 걸림돌기가 전면판의 걸림홈에서 빠져 나와 주행을 시작하게 된다.

상기와 같은 구성에 의해, 출발안내부재의 내부에 배치된 차량부재는 출발단위블록간의 척력과 설치판에 내장된 영구자석의 척력을 받아 불안정한 상태에서도 전면판에 걸림상태를 유지하고 있기 때문에 안정적으로 출발안내부재 내부에서 배치될 수 있다는 잇점이 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자기부상완구는 레일부재와 차량부재에 각각 서로 척력관계에 되도록 자석을 내설하여 차량부재가 레일부재에 대해 부상하여 주행하도록 하되, 레일부재에 내설된 자석의 길이를 달리하여 차량부재가 레일부재에서 주행할 때 이동속도의 변화가 생기도록 함으로써 호기심을 배가시킬 수 있다는 잇점이 있다.

또한, 어린이와 같은 사용자가 차량부재의 출발을 제어할 수 있도록 함으로써 놀이의 흥미를 배가시킬 수 있는 잇점이 있다.

100: 레일부재 110: 바닥판
120: 출발 단위블록 130: 주행 단위블럭
140: 추진 단위블록 121, 131, 141: 영구자석
150: 펜스 200: 차량부재
210: 영구자석 310: 설치판
320: 출발안내부재 330: 승강유도부재

Claims (3)

1. 내부에는 영구자석이 내장된 단위블록을 서로 조립하여 소정길이 연장되는 바닥판과 상기 바닥판의 양측 상단에 상기 단위블록과 조립되어 직설되는 펜스로 구성되는 레일부재와;
   내부에는 영구자석이 내장되어 상기 레일부재의 바닥판과 펜스 사이의 주행공간에 배치되는 차량부재를 포함하되,
   상기 레일부재의 단위블록에 내장된 영구자석과 상기 차량부재에 내장된 영구자석은 서로 동일한 극이 마주보도록 하여 이로 인해 발생되는 척력에 의해 상기 차량부재가 주행공간내에서 부상하도록 하고,
   상기 단위블록은 출발 단위블록, 주행 단위블록 및 추진 단위블록으로 구성되되, 출발 단위블록에 내장된 자석 및 추진 단위블록에 내장된 자석은 주행 단위블록에 내장된 자석 보다 길이가 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 자기부상완구.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 자기부상완구는
   상기 출발단위블록의 후측 상단에 직설되되, 내부에는 상기 차량부재에 내장된 자석과 척력을 발생하는 영구자석이 내장되며, 일면에는 가이드홈이 상하방향으로 일정길이 형성되는 설치판과;
   전면에는 전면판이 형성되고 후면에는 후면판이 형성되고, 양측에는 측면판이 형성되어 상하가 개방되되, 후면판의 후측에는 상기 설치판의 가이드홈을 따라 상하로 가이드되는 가이드돌기가 형성되는 출발안내부재;
   상기 후면판의 후면에에 설치되는 랙기어와, 상기 설치판의 상단에 마련되는 지지대와, 상기 지지대의 일측에 설치되어 상기 랙기어와 치합되는 피니언기어와, 상기 피니언기어를 회전시키는 핸들로 구성되어 출발안내부재를 승강시키는 승강유도부재를 더 포함하여 구성되되,
   상기 출발안내부재의 내부에 차량부재를 배치한 상태에서 상기 승강유도부재의 핸들을 회전시키면 출발안내부재가 상승하면서 주행공간의 전면이 개방되고, 차량부재의 영구자석과 설치판의 영구자석의 척력에 의해 차량부재가 주행공간을 주행하도록 한 것을 특징으로 하는 자기부상완구.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 전면판의 내면에는 상하방향으로 걸림홈이 형성되고, 상기 차량부재의 전면에는 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림돌기가 형성되어,
   상기 차량부재가 출발안내부재의 내부에 배치된 상태에서는 차량부재의 걸림돌기가 상기 전면판의 걸림홈에 걸려 고정된 상태를 유지하며, 전면판이 상승하면 차량부재의 걸림돌기가 전면판의 걸림홈에서 빠져 나와 주행을 시작하도록 한 것을 특징으로 하는 자기부상완구.

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