KR20010101460A - 장난감 조립 세트 - Google Patents

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KR20010101460A
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브라이언 쏘렌센 / 스텐 쥬울 피터슨
레고 에이/에스
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Abstract

조립 부재를 상호연결할 수 있는 장난감 조립 세트는 에너지 공급원(10), 에너지 축전지(20), 및 조립 부재와 함께 조성될 수 있는 독립된 단위체로서 에너지 소모체(30)를 포함한다. 에너지 축전지(20)는 에너지 공급원(10)에 결합되어 에너지 공급원(10)으로부터 에너지가 에너지 축전지(20) 내로 전달되어 축적되며, 상기 에너지 축전지는 상기 에너지 축전지(20) 내에 축적된 에너지를 상기 소모체(30)에 공급하기 위해 상기 소모체(30)에 결합될 수 있다.

Description

장난감 조립 세트 {A TOY BUILDING SET}
에너지 축전지가 충전 및 재충전용 충전 장소 내에 위치되어, 충전된 밧테리가 충전 장소로부터 이동되어 밧테리로부터 전기 에너지가 공급되어질 전기 장치의 형태로 소모체에 이동되는 재충전가능한 전기화학 밧테리인 시스템이 공지되어 있다. 재충전가능한 밧테리는 일반적으로 NiCd 또는 NiMH 유형으로서, 재충전에는 일반적으로 1시간 또는 몇시간의 비교적 장시간이 소요된다. 더욱기, 충전 및 재충전은 상당한 에너지 손실이 수반된다.
영구 내장형 전기 콘덴서가 전기 에너지의 축전지로 제공되는 전기 시스템이공지되어 있다. EP 제792 669호는 전기 에너지 공급원으로부터 전기 에너지를 소모체에게 전달하는 가동형 전기 콘덴서를 도시하고 있다. DE 제819 556호는 내장형 스프링 구동식 전기 발생기를 구비한 전기 램프를 도시하고 있다. DE 제29 806 440 U1호는 전기 축전지로서 수동식 전기 발생기 및 재충전 밧테리 또는 전기 축전지를 구비한 전기 램프를 기술하고 있다. GB 2 002 643호는 일부 조립 블록이 내장형 태양열 에너지 전지를 구비한 장난감 조립 세트를 도시하고 있다.
기계 에너지가 인장된 스프링 내에 위치 에너지, 및 플라이휠 내에 운동 에너지로서 축적된 장난감 차량의 경우 등 기계식 시스템이 공지되어 있다. 이러한 예들은 DK 제112 075호, US 제4,595,381호, DE 재2 906 064호, 및 US 제4 430 818호에서 찾아볼 수 있다.
본 발명은 조립 부재로 구성되는 장난감 조립 세트(a toy building set)에 관한 것으로서, 에너지 공급원, 에너지 축전지, 및 블록 부재와 함께 조성될 수 있는 독립 단위체로서 에너지 소모체를 포함하며, 에너지 축전지는 에너지 공급원으로부터의 에너지가 에너지 축전지로 전달되어 축적되도록 에너지 공급원에 결합될 수 있으며, 에너지 축전지는 에너지 축전지 내에 축적된 에너지를 소모체에 공급하기 위해 소모체에 결합될 수 있다. 소모체는 에너지가 사용자에게 유용한 효과를 전환시켜주기에 적합한 소모체이거나, 에너지 축전지 내에 에너지가 얼마나 축적되어 있는지를 직접 또는 간접적으로 나타내는 지시기일 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 기술되어질 것이다.
도1은 본 발명에 따른 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도2는 태양 에너지 전기를 구비한 에너지 공급원을 개략적으로 도시하고 있다.
도3은 기계 에너지의 저장용 에너지 축전지를 도시하고 있다.
도4는 에너지 미터를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 시스템은 사용자가 다양한 에너지 소모 단위체의 에너지 소모를 체크할 뿐만 아니라 다양한 에너지 공급원의 에너지 함량 및 유용성을 체크하고 비교하도록 신규한 교육적인 가능성을 제공한다. 사용자의 환경 및 에너지에 대한 인식이 개선될 수 있으며 동시에, 사용자는 에너지 관련 기술 및 에너지 변환에 대한 기본적인 식견을 갖게한다.
도1은 휠(12)이 장착된 회전성 입력 축(11)을 구비한 내장형 전자기계 발전지를 갖춘 장방형 박스인 에너지 공급원(10)을 도시하고 있다. 휠(12)은 개략적으로 도시되어 있으며 발생기의 수동 작업용 크랭크를 구비하고 있다. 대안의 실시예에서, 휠(12)는 풍력 또는 수력에 의해 발전기를 작동시키기 위한 윙 휠로서, 윙 휠은 발전기의 축(11)을 회전시킬 것이며, 발전기는 기계식 회전 에너지를 전기 에너지로 변환시킨다.
도2는 에너지 공급원(15)이 광 또는 다른 전자기 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 태양열 에너지 전지의 패널을 구비하고 있는 대안의 실시예를 도시하고 있다.
에너지 공급원(10,15)은 상부면 상에 공지된 형태의 복수개의 실린더형 커플링 스터드(13)를 구비하며, 바닥은 공지된 방식으로 마찰 결합으로 다른 부재 상에 커플링 스터드를 수용하기 위해 (도시되지 않은) 공동을 갖는다. 커플링 스터드(13)는 상표명 "레고 테크닉(LEGO TECHNIC)"하에서 시판된 장난감 조립 세트로부터 공지된 형태이며, 원통형 표면의 선택 부품 상에 전기 도전성 금속 부품을 갖는다. 전기 공급원(10)의 내장형 발전기(14)는 이러한 금속 부품과 연결되어, 발전기(14)용 출력 단자로 제공되며 에너지 공급원(10) 단자로 제공된다. 결과적으로, 에너지 공급원(15) 내의 태양열 전지는 출력 단자와 연결된다. 물론, 다른 형태의 커플링 구단은 조립 부재를 함께 조성하기 위해 이용될 수 있으며, 다수의 커플링 수단이 공지되어 있으나, 본 발명은 도시되어진 장난감 조립 세트 내에서 이용되는 것으로 제한되지 않는다.
도1은 내장형 전기 콘덴서(21)를 구비한 장방형 박스인 에너지 축전지(20)를 도시하고 있다. 그 상부면상에서, 에너지 축전지(20)는 에너지 공급원(10) 상의 커플링 스터드(13)와 동일한 형태의 복수개의 커플링 스터드(23)를 구비하고 있다. 에너지 축전지(20)는 하부면 상에 공지된 방식으로 에너지 공급원(10) 상에 커플링 스터드(13)를 수용할 수 있는 (도시되지 않은) 공동을 갖추고 있다. 공동 측면은 공지된 방식과 유사하게 선택된 위치에서 금속 부품을 구비하고 있으며, 전기 콘덴서는 금속 부품에 연결된 단자를 가지고 있어, 전기 축전지용 단자로 제공된다. 콘덴서의 단자는 상부면 상에 커플링 스터드(23)에 연결될 수 있다.
전기 축전지(20)가 공지된 방식으로 에너지 공급원(10) 상에 조성될 때, 커플린 스터드(13) 상의 발전기(14)의 출력 단자는 에너지 축전지(20)의 공동 내에 콘덴서(21)의 단자와 전기 접촉할 것이다.
발전기의 축(11)의 회전은 발전기(14)가 전압, 일반적으로 에너지 축전지(20) 내에 콘덴서(21)에 전달되어질 DC 전압을 발생시키도록 할 것이며, 그 결과 발전기로부터 발생된 전기 에너지는 콘덴서(21) 내에 축적되어질 것이다. 축적된 에너지의 양은 발전기의 축(11) 상에 휠(12)을 구동시키는 에너지 공급원에 따라 달라지며, 더욱이 에너지가 에너지 공급원(10)으로부터 축전지(20)까지 전달되는 주기에 따라 달라진다.
이에 상응하게, 태양 에너지 전지를 구비한 에너지 공급원(15)은 에너지 축전지(20)에 연결되어질 것이며 콘덴서(21)를 충전시킨다.
도1은 내장형 전기 모터(31)를 구비한 장방형 박스인 에너지 소모체(20)를 도시하고 있다. 상부면상에서, 에너지 소모체(30)는 각각 에너지 공급원(10)과 에너지 축전지(20) 상에서 커플링 스터드(13,23)와 동일한 형태의 복수개의 커플링 스터드(33)를 구비하고 있다. 발전기(14)에 대응 방식으로, 소모체의 모터(31)는 커플링 스터드(33) 상에서 금속 부품에 연결된 전기 단자를 구비하고 있어, 모터(31)용 입력 단자 및 소모체(30)용 입력 단자로서 제공된다.
에너지 축전지(20)는 도면에 도시되고 전술되어진 바와 동일한 방식으로 소모체(30)의 상부 상에 결합될 수 있어, 이로 인해 축전지 내의 콘덴서(21)는 소모체(30) 내의 모터(31)에 전기적으로 연결된다.
전술한 도1의 시스템은 하기와 같이 작동한다. 에너지 축전지(20)는 에너지 공급원 상에서 먼저 결합된다. 발전기의 휠(12)은 수동으로 또는 전술한바와 같이 풍력 또는 수력에 의해 회전되거나 다른 방식으로 회전되어, 발전기는 축전지(20) 내의 콘덴서(21)에 전달된 소정의 전기 에너지량을 발생시킨다. 사용자에 의해 선택된 시간 주기 이후에, 축전지(20)는 에너지 공급원(10)으로부터 해제되어 소모체(30)와 함께 결합된다. 이때, 콘덴서에 축적된 에너지는 소모체(30) 내의 모터(31)에 공급되어 모터는 회전되며 휠(34)을 운송하는 모터 상의 축(34)은 유사하게 회전될 것이다.
소모체(30)는 전기 구동식 장난감 차량 또는 다른 대형 기구, 또는 광을 방출하도록 되어 있는 전기 램프일 수 있다.
도3은 에너지 축전지가 에너지 공급원과 연결된 기구에 의해 신장되어, 위치 에너지를 수용하는 기계식 스프링의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 스프링은 헬리컬 형상의 스프링 또는 스프링 강의 나사식 스프링 또는 탄성 고무 밴드일 수 있다. 스프링은 적합한 공지된 측정으로 인장 상태를 유지하고 있으나, 기구 또는 전기 발생기를 구동시키기 위해 에너지가 이용되는 소모체에 이동된다. 기계 에너지 축전지는 시계방향 또는 감겨진 모터일 수 있다.
또 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 에너지 축전지는 중력에 대해 발전기로부터 에너지에 의해 상승된 중량 형태의 질량을 함유하여 전위 에너지를 수용하고 저장한다. 축전지가 소모체에 이동될 때, 축전된 전위 에너지는 기계식 소모체로 방출된다.
제3 실시예에서, 기계식 에너지 축전지는 회전하도록 유도된 플라이휠을 포함하고 있어, 플라이휠은 기계식 에너지를 운동 에너지 형태로 축적시킨다.
기계식 에너지 축전지는 기계 에너지 공급원으로 연결됨으로써 에너지로 충전된다. 이에 따라, 공급원 및 축전지는 도시된 커플링 스터드 및 기계식 상호접속을 위한 대응 공동 등의 적합한 수단, 및 또한 기어 휠 또는 마찰 또는 갈고리 커플링에 의해 기계식 에너지의 전달을 보장하기 위한 수단을 구비한다. 간단한 형태에서, 기계식 에너지 공급원은 에너지 축전지에 결합되거나 수동으로 작동될 수 있는 키이 또는 핸들일 수 있다.
도4에 도시되어진 바와 같이, 소모체는 축전지 내에 저장된 에너지의 함량을 도시하는 지시기일 수 있다. 전기 에너지의 경우에는, 지시기는 일반적으로 전압계, 또는 상당한 자체 소모없이, 선택적으로 일시적인 에너지 소모의 과정 이후에 발생될 수 있는, 적합한 에너지 소모체와 함께 다른 계기 설비일수 있다.
기계 에너지인 경우에는, 에너지 미터는 스프링이 인장되는 힘을 도시하는 공지된 동력계로서 구성될 수 있다. 동력계는 선택으로 스프링과 함께 조성될 수 있다.
도시된 시스템으로, 사용자는 다양한 에너지 공급원을 간단하고 교육적인 방식으로 비교할 수 있으며, 사용자는 간단한 에너지, 에너지 및 그 소모의 발생 등을 쉽게 이해할 수 있다.
에너지 공급원이 하나 이상의 태양 에너지 전지인 시스템은 태양 광에서의 에너지의 비교 및 전기 램프 또는 다른 에너지 공급원으로부터 광의 에너지를 비교한다. 풍차터빈로 인해, 자연풍의 에너지는 전기 송풍기로부터 바람의 에너지와 비교되며, 두개의 상이한 전기 송풍기가 비교되어질 것이다.

Claims (10)

  1. 상호연결가능한 조립 부재를 구비한 장난감 조립 세트에 있어서,
    에너지 공급원(10),
    에너지를 축적하기 위한 에너지 축전지(20),
    에너지 소모체(30)를 포함하며,
    상기 에너지 공급원(10), 에너지 축전지(20), 및 상기 소모체(30)는 조립 세트의 조립 부재와 함께 조립될 수 있는 독립되고 분리가능한 단위체이며, 상기 에너지 축전지(20)는 상기 에너지 공급원(10)에 선택적으로 결합되어 상기 에너지 공급원(10)으로부터 에너지가 에너지 축전지(20)로 전달되어 축적되며, 상기 에너지 축전지(20)는 상기 에너지 공급원(10)으로부터 방출되어 상기 에너지 축전지(20) 내에 축적된 에너지를 상기 소모체(30)에 공급하기 위해 상기 소모체(30)에 선택적으로 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 장난감 조립 세트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에너지 공급원(10)은 전기 에너지 공급원이며, 에너지 축전지(20)는 전기 에너지로서 에너지를 축적시키는 전기 콘덴서(21)를 포함하며, 상기 소모체(30)는 전기 에너지 소모체인 것을 특징으로 하는 장난감 조립 세트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 에너지 공급원(10)은 기계 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 전자기계 발전기(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장난감 조립세트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 발전기는 상기 발전기(14)의 수동 조작을 위한 크랭크(12)를 갖는 것을 특징으로 하는 장난감 조립 세트.
  5. 제3항에 있어서, 상기 발전기는 풍력에 의해 상기 발전기(14)의 작동을 위한 플라이휠(12)를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 장난감 조립 세트.
  6. 제3항에 있어서, 상기 발전기는 수력에 의해 상기 발전기(14)의 작동을 위한 플라이휠(12)을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 장난감 조립 세트.
  7. 제2항에 있어서, 상기 에너지 공급원은 전자기 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장난감 조립 세트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 에너지 공급원(10)은 기계식 에너지 공급원이며, 상기 에너지 축전지(20)는 기계식 에너지로서 에너지를 축적하며, 상기 소모체(30)는 기계식 에너지의 소모체인 것을 특징으로 하는 장난감 조립 세트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 에너지 축전지(10)는 기계 에너지를 축적하기 위해 인장될 수 있는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 장난감 조립 세트.
  10. 제8항에 있어서, 상기 에너지 축전지는 상기 기계식 에너지를 축적하기 위해 중력에 대해 상응될 수 있는 중량을 포함하는 것을 특징으로 하는 장난감 조립 세트.
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