KR20030057756A - 일면에 블록 완구 결합 수단을 포함하는 전자회로 지지용블록 프레임 및 이를 이용한 블록 완구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시중에서 판매되는 블록 완구와 손쉽게 결합할 수 있으면서 동시에 전자 회로를 제작하는 체험을 어린이들이 직접 할 수 있도록 구성된, 블록 완구와 결합 가능한 전자회로 지지용 블록 프레임과 이를 이용한 블록 완구의 구조에 대한 것으로서, 본 발명의 전자회로 지지 블록 프레임은 그 본체에 제1면 및 제2면을 포함하며 상기 제1면상에는 블록 완구와 결합될 수 있는 결합 수단을 포함하고, 상기 제2면은 금속성 전기커넥터를 꽂아서 수납할 수 있도록 표면에 다수 개의 전기커넥터 삽입 구멍을 규칙적으로 포함하는 전자회로 성형 기판을 지지하는데 사용된다.

Description

일면에 블록 완구 결합 수단을 포함하는 전자회로 지지용 블록 프레임 및 이를 이용한 블록 완구{BRICK FRAME FOR SUPPORTING ELECTRONIC CIRCUITS, WHICH HAVING BRICK-TOY CONNECTING MEANS ON ONE SIDE, AND BRICK TOY USING THE SAME}

본 발명의 출원인이 2001. 4. 23 에 출원한 "전자회로 제작용 커넥터 및 기판"(출원번호: 10-2001-0021879)에는 전자회로 제작을 용이하게 할 수 있는 기판의 구성 및 방법이 상세히 개시되어 있다. 도 1은 상기 출원건의 기술 내용을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 이를 간단하게 설명하면, 일반적인 회로 기판인 PCB 등과는 달리, 상부에 전자회로를 구성할 전자 부품(110)을 꽂는 방식으로 지지하는 기판(120)과, 이 기판의 하부에서 상기 전자 부품의 리드선을 2차로 지지하는 가요성 지지판(130)이 구성되어 있고, 이 기판에 꽂힐 전자 부품간의 전기적 접속을 담당하는 전기 커넥터(140)가 도시되어 있다. 또한 상기 기판을 관통하는 리드 삽입 구멍(121)이 기판 전체에 걸쳐 균일하게 구성되어 있다. 전자 부품들(110)은 기판상에 꽂혀지면서 전기커넥터(140)들에 의해 전기적으로 통전된다. 따라서 사전에 PCB 등에 회로를 그린 후에 부품을 납땜하는 방식인 복잡하고 위험한 종래 기술에 비해서 상기 전자회로 제작용 기판은 간단하고 안전하게 전자 회로를 구성할 수 있도록 한다는 장점을 갖고 있다. 이러한 장점을 가진 상기 기판은, 특히 전자 회로를 접하고 실험해 볼 기회가 드문 어린이들에게는 좋은 회로 실험 수단이 될 것으로 예상된다.

본 발명은 상기 출원 제10-2001-0021879호의 전자회로 기판 및 가요성 지지판을 수납할 수 있는 전자회로 지지용 블록 프레임에 대한 것으로서, 좀 더 상세하게는 일면에는 상기와 같은 전자회로 기판이 부착되고 다른 면에는 조립식 블록 완구와 접합할 수 있는 접합부를 포함하는 전자회로 지지용 블록 프레임 및 이를 이용한 블록 완구에 관한 것이다.

최근 조립식 블록 완구는 과거와는 달리 발광 다이오드나 완구용 모터 등이 부착되어 입체적인 작동이 가능토록 하는 추세이다. 하지만 이 전기적 구성들은 미리 만들어진 세트로 블록 완구에 포함되어 있어서, 이를 조립하고 즐기는 수요자들인 어린이들은 그 전기적 구성에 대한 지식을 얻을 방법이 없다. 또한 이와 반대로 학교에서 실시하는 회로 및 이에 관련된 교육은 딱딱한 수학식 등이 주를 이루고 있어서, 학습자들이 흥미를 느끼지 못하는 경우가 많다.

따라서 어렸을 때부터 갖고 노는 조립식 블록 완구에 쉬운 전자 회로를 같이 꾸밀 수 있도록 한다면, 공학에 대한 친밀도를 향상시키고 향후 학습에 도움이 되도록 할 수 있다. 즉, 회로 구성을 어린이들이 직접 할 수 있도록 한 완구가 있다면, 놀이에 학습 개념을 결합시킴으로써 흥미롭고 효과적인 교육 및 놀이 도구가 될 것이다.

본 발명은 시중에서 판매되는 블록 완구와 손쉽게 결합할 수 있으면서 동시에 전자 회로를 제작하는 체험을 어린이들이 직접 할 수 있도록 구성된, 블록 완구와 결합 가능한 전자회로 지지용 블록 프레임과 이를 이용한 블록 완구의 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 사용되는 전자회로 기판을 나타내는 모식도.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 전자회로 지지용 블록 프레임의 한 실시예를 나타내는 도면.

도 6 및 도 7은 본 발명의 전자회로 지지용 블록 프레임의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 8은 본 발명의 전자회로 지지용 블록 프레임의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 9는 도 8의 실시예 중 결합형인 경우에 두 모듈이 결합하는 방법을 모식적으로 나타낸 도면.

도 10 내지 도 12는 도 8의 실시예의 응용예들을 나타낸 도면.

도 13 및 도 14는 본 발명의 전자회로 지지용 블록 프레임의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

120: 전자 부품들이 조립되는 기판 210: 전자회로 지지용 블록 프레임

410: 블록 결합 홈

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자회로 지지 블록 프레임은,그 본체에 제1면 및 제2면을 포함하는 것으로서, 상기 제1면상에는 블록 완구와 결합될 수 있는 결합 수단을 포함하고, 상기 제2면은 금속성 전기커넥터를 꽂아서 수납할 수 있도록 표면에 다수 개의 전기커넥터 삽입 구멍을 규칙적으로 포함하는 전자회로 성형 기판을 지지하는데 사용된다. 또한, 상기 금속성 전기커넥터는 전자 부품 리드선이 삽입될 수 있는 리드선 삽입 구멍을 구비하여 전자 부품의 리드선이 상기 삽입 구멍에 삽입되면 상기 삽입 구멍의 측부가 상기 전자 부품의 리드선과 접촉하여 전자 부품들이 전기적으로 통전되도록 구성된다. 상기 제1면 및 제2면은 어느 특정한 면을 지칭하는 것은 아니며, 단지 본 발명의 블록 프레임상에 존재하는 면들 중 기능적으로 상기 목적을 수행하도록 지정된 물리적인 면들을 구분하기 위해서 지칭된 것이다.

본 발명에서 블록 완구 결합 수단이란, 현재 시중에서 유통되는 블록 완구 결합 돌기나 결합 홈을 포함하면서, 동시에 일반적으로 블록 완구로 판단될 수 있는 모든 완구의 모든 결합 수단을 포함한다. 또한, 이러한 결합 수단은 블록 프레임과 결합형이나 일체형인 판형(plate-shaped)상에 전자기판과 동일 방향으로 형성되거나 또는 블록 프레임의 측부면이나 하부면 등에 형성될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 한 실시예를 나타내는 도면이다. 도 2에서는 전자회로 제작용 기판(120)과 상기 기판의 하부에 부착되는 가요성 지지판(130) 및 상기 기판과 지지판을 모두 수용하여 지지하는 본 발명의 전자회로 지지용 블록 프레임(210)이 나타나 있다. 전자회로 제작용 기판(120)은 상기 출원 제10-2001-0021879호에 나타나 있듯이, 구부리거나 휘어짐이 가능한 소재로서 고무나 연질 플라스틱 등의 재료로 만들어지며, 전기 커넥터가 삽입될 수 있도록 관통 구멍(121)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍에는 전도성 전기커넥터(140)가 삽입되는데, 전도성 전기커넥터(140)는 그 자체가 구부러지거나 절단등이 가능하므로 사전에 설계된 형태에 따라 기판 상부의 필요한 위치에 삽입된다. 그 다음 이 전기커넥터(140)를 관통하는 리드선 삽입 구멍에 전자 부품(110)들의 리드선을 삽입하면, 이 리드선 삽입 구멍의 측부에 상기 전자 부품의 리드선이 접촉하여 둘은 전기적으로 통전하는데, 전기커넥터들이 연결되어 있으면, 다른 전기커넥터에 삽입된 전자 부품도 이 전기커넥터와 통전되므로 결과적으로 두 전자 부품은 전기적으로 연결된다. 이런 방식으로 전기커넥터를 통해서 특정 전자 부품들을 전기적으로 연결하면, 전체적으로 특정 기능을 수행하는 전자 회로가 구성된다. 하부의 가요성 지지판(130)은 상기 전자 부품(110)들의 리드선이 전기커넥터를 관통하여 기판 하부로 튀어나올 때, 가요성 지지판에 꽂히도록 하여 이를 지지하는 역할을 수행한다.

좀 더 상세한 사항은 상기 출원 및 본 발명자의 또 다른 출원 제20-2001-0027400호(2001.9.8 출원)를 참조하기 바란다.

상기 블록 프레임(210)은 한 면에 상기 기판 및 지지판 등을 지지하면서 또 다른 면으로는 블록 완구와 결합될 수 있는 연결부를 포함하는 것이 특징이다. 이하에서는 이에 대한 상세한 사항을 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 상기 전자 부품들이 조립된 기판(120) 및 가요성 지지판이 본 발명의 블록 프레임(210)에 완전히 결합된 모습을 도시한 것이다. 기판(120)은 도시된 바와 같이 블록 프레임의 모서리 돌기부(310)에 끼워지는 방식으로 결합될 수 있으며, 가요성 지지판(도시되지 않음)은 기판에 접착제 등으로 부착되거나 블록 프레임(210)에 끼워져 블록 프레임(210) 내부에 장착된다. 또한, 도시된 모서리 돌기부(310) 외에도 다양한 다른 방식, 가령 접착 방법 등으로 기판이 블록 프레임에 고정될 수 있음은 물론이다.

도 4는 상기 블록 프레임의 저면에 구성된 결합 홈(410)을 이용하여 일반적인 블록 완구, 가령 블록판(420)의 결합 돌기에 이를 삽입하면서 두 모듈을 결합하는 과정을 모식적으로 나타낸 도면이다. 참고로 본 발명에서 결합 홈이란 일반적인 블록 완구에서 볼 수 있는 홈을 말하는 것으로서, 이 홈에 블록 완구의 결합 돌기가 삽입되어 체결되는 방식이다. 마찬가지로 결합 돌기도 시중에서 유통되는 블록 완구의 결합을 위한 돌기부와 동일하며, 이러한 모양들은 공지의 블록 완구들이 갖는 모양들과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 발명에서 결합 돌기로 도시되거나 표현된 것에 대해 결합 홈을 이에 대체할 수 있으며, 그 역도 가능함은당업자라면 당연히 알 수 있을 것이다.

블록 프레임(210)의 상부면에는 전술한 기판 및 가요성 지지대를 수납할 수납 공간(430)이 있으며, 상기 결합 홈(410)은 이 수납 공간의 하부에 구성되어 있다. 수납 공간의 하부는 위에서 보건데 평면으로 구성되면서 두께를 갖고 있어 그 두께 내부에 결합 홈(410)이 포함되어 있을 수도 있지만, 위에서 보건데 결합 홈이 드러나도록 구성될 수도 있고, 또는 또 다른 결합 돌기가 이 평면에 형성되어 수납 공간(430) 내부에 또 다른 블록 모듈이 끼워지도록 할 수도 있다. 도 5는 도 4의 실시예가 결합되어 완성되는 형태를 다시 사시도로 표현한 것이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예인 블록 프레임의 정면도(610), 측면도(620, 620') 및 상부면도(630)와 하부면도(640)를 나타내는 도면이다. 특히 상기 블록 프레임의 하부면도(640)에서 볼 수 있듯이, 본 실시예에서는 결합 홈, 또는 결합 돌기(641)가 블록 저면부와 높이 단차를 가지면서 원통형으로 돌출되어 형성되어 있다. 도 7은 상기 도 6의 블록 프레임 저면부를 사시도로 표현한 것이다. 도 7에서의 블록의 결합홈(641) 역시, 시중에 유통되는 블록 완구의 결합홈과 동일하거나 유사한 형태이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다. 도 8에서는 본 발명의 블록 프레임(710)의 측부에 블록 돌기판(720)이 일체형 또는 조립형으로 구성된 형태를 보여주고 있다. 일체형인 경우에는 본 발명의 블록 프레임(710)과 블록 돌기판(720)이 동시에 사출되어 형성되며, 결합형인 경우에는 도 9처럼 블록 프레임(810)의 측부에 형성된 결합 돌기 또는 결합 홈(820)에 블록 돌기판(830)의 결합 돌기 또는 결합 홈(840)이 끼워지는 방식으로 결합된다.

도 10은 본 발명의 한 구성 부분인 전자 회로 기판(920)에 전기 에너지를 공급하는 배터리의 수납 블록 모듈(910)을 상기 도 8의 실시예인 블록 프레임의 블록 돌기판에 끼워서 결합하는 과정을 도시한 것이다. 배터리와 전자 회로 기판(920)간의 전기적 연결은 도시되지 않았지만 일반적인 다양한 방법으로 연결될 수 있다. 가령, 전선이 노출된 상태로 직접 연결할 수도 있지만, 블록 돌기판(920)에 형성된 관통 구멍(1010)을 통해 전선이 블록판 저면을 통해서 기판과 연결될 수도 있으며 이러한 구성이 도 11에 나타나 있다. 이러한 관통 구멍들은 블록 돌기판이나 기타 본 발명의 블록 프레임과 결합하는 블록 모듈의 다양한 위치에서 다양한 형태로 형성될 수 있다.

또한, 이러한 배터리 수납 블록 외에도 기타 다양한 블록들을 결합할 수 있음은 물론이다. 가령, 블록 완구로 만들어진 미니집을 구성한 후, 이 미니집의 창문에 부착되는 꼬마 전구와 현관문에 부저 및 스피커를 설치한다면, 이 부저 및 다이오드를 작동시키는 전자 회로는 기판에 꾸며질 것이고, 이 미니집은 상기 블록 돌기판(720) 위에 설치되고, 배터리 블록은 이 집 내부나 또는 또 다른 위치에 끼워져 완성되는 방식이다. 도 12는 이러한 구성의 한 실시예를 나타낸 것이다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다. 도 13에서는 본 발명의 블록 프레임의 상부면, 즉 전자 회로가 구성되는 기판면의 가장자리에 블록의 결합 돌기가 일체형으로 구성된 형태를 보여주고 있으며, 도 14에는 이 측부 돌기면에, 한 예로서 상기 배터리 수납 블록이 끼워져 결합되는 형태를 나타내고 있다.

전술한 블록 돌기판이나 배터리 수납 모듈은 본 발명이 응용된 한 실시예이며 기타 다양한 블록 모듈들이 결합되어 다양한 완구를 구성할 수 있음은 본 발명을 이해한 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 전자회로를 포함하는 기판은 블록 완구의 내부에 수납되고 이를 덮어 감추면서 그 위에 블록 완구를 구성하는 것도 당연히 가능하다.

전술한 바와 같이 본 발명의 블록 프레임은 일면의 한 부분에는 전자회로 제작용 기판이 수납되거나 부착되고 또 다른 부분이나 면에는 조립식 블록 완구와 접합할 수 있는 접합부, 즉 블록 결합용 돌기나 홈이 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에서는 상기 블록 프레임을 이용하여 손쉽게 제작할 수 있는 전자회로 제작용 기판을 블록 완구에 결합시킬 수 있도록 함으로써, 블록 완구의 최종 사용자, 즉 어린이들이 블록 완구를 즐기는 동시에 필요에 따라 다양한 전자 회로를 구성해 볼 수 있도록 하였다.

물론 상기 전자 회로를 구성하는 방법은 사전에 매뉴얼 등으로 제공되어야한다. 가령, 다수 개의 저항 및 캐패시턴스와 다이오드 등을 이용하여 하나의 기판에서 소리나 빛 등을 낼 수 있는 다양한 회로를 제작하는 것은 일반적인 어린이들이 스스로 설계하여 구성할 수 있는 정도로 간단한 것은 아니지만, 이미 설계된 매뉴얼에 따라 전술한 기판에 구성하는 것은 그리 어렵지 않은 일이다.

또한, 본 발명의 또 다른 장점 중 하나는, 한번 구성된 회로를 뜯어낸 후 매뉴얼에 따라 다른 회로를 꾸미는 것이 용이하므로, 어떤 블록 완구를 만드느냐에 따라 어린이들이 상상하는 다양한 전자 회로를 구성해 볼 수 있다는 것이다. 가령, 전술한 미니집에서 사용되던 꼬마 전구 회로는, 상기 미니집을 뜯어낸 후 다른 블록 완구, 가령 자동차를 블록 완구로 구성하고 이 자동차의 헤드라이트로 집어 넣을 수도 있다. 또는 이 꼬마 전구 회로에 사용된 저항이나 캐패시턴스를 헤드라이트 대신에 이 자동차 완구의 클랙숀 회로에 사용할 수도 있다.

이처럼 필요에 따라 어떠한 형태로도 구성이 가능한 블록 완구의 특징에 본 발명의 전자 회로 및 그 프레임의 장점이 결합함으로써, 어린이들은 자신이 만든 블록 완구에 다양한 기능을 수행할 수 있는 전자 회로를 손쉽게 결합시켜 즐길 수 있다. 본 발명의 블록 프레임은 어린이들의 창의력 향상 및 어릴 때부터 전자 회로에 친숙해질 수 있는 유용한 효과를 가져올 수 있을 것으로 기대된다.

상기 구성 중, 가요성 지지판은 반드시 필요한 부분은 아니며, 좀 더 튼튼하고 안정하게 전자 부품들을 고정시키기 위한 수단일 뿐이다. 또한, 상기 블록 프레임이 반드시 사각형 모양이거나 내부에 전자기판 등을 수용하여 지지할 필요는 없다. 가령, 구성되는 전자회로의 형상에 따라 어린이들이 다양한 기판 모양을 잘라서 구성할 수 있으므로, 이에 맞도록 지지할 수 있는 블록 프레임이면 원형, 타원형 등의 어떤 형태든 가능하다. 또한, 기판 전체를 지지할 필요도 없으며, 가령 기판의 일부 모서리만을 지지해도 된다. 이 경우, 일반적인 직육면체 블록 완구 다수 개가 본 발명의 블록 프레임이 되어 각각 기판의 모서리들을 지지하는 형태도 가능하다. 따라서, 어린이들이 꾸미는 블록 완구의 모양에 따라 블록 프레임의 모양은 적절히 변할 수 있다.

상기 실시예들은 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 이해를 돕기 위한 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에서 기술되는 실용신안등록청구범위에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

1. 전자회로 지지 블록 프레임에 있어서,

   제1면 및 제2면을 포함하고,

   상기 제1면상에는 블록 완구와 결합될 수 있는 결합 수단을 포함하고,

   상기 제2면은 금속성 전기커넥터 -이 금속성 전기커넥터는 전자 부품 리드선이 삽입될 수 있는 리드선 삽입 구멍을 구비하여 전자 부품의 리드선이 상기 삽입 구멍에 삽입되면 상기 삽입 구멍의 측부가 상기 전자 부품의 리드선과 접촉하여 전자 부품들이 전기적으로 통전되도록 함- 를 꽂아서 수납할 수 있도록 표면에 다수 개의 전기커넥터 삽입 구멍을 규칙적으로 포함하는 전자회로 성형 기판을 지지하는 것

   을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
2. 제1항에 있어서, 상기 블록 완구와 결합될 수 있는 결합 수단은, 블록 완구의 결합 돌기 및 블록 완구의 결합 홈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1면과 상기 제2면은 서로 반대 방향으로 향하고 있는 것을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1면과 상기 제2면은 서로 같은 방향으로 향하고 있는 것을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1면과 상기 제2면은 서로 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
6. 제1항 내지 제5항에 있어서, 상기 제1면에는 블록 완구가 결합되는 것을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
7. 제1항 내지 제5항에 있어서, 상기 제2면에는 전자 회로가 구성되는 것을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
8. 제1항 내지 제5항에 있어서, 상기 제1면에는, 상기 제2면에 의해 지지될 전자 회로 성형 기판에 전력을 공급하는 전력 공급 수단이 블록 완구에 의해 지지되면서 결합되는 것을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1면은, 상기 전력 공급 수단과 상기 전자 회로 성형 기판을 전기적으로 연결하는 전선 삽입 구멍을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
10. 전자회로 지지 블록 프레임에 있어서,

    전자 부품 리드선이 삽입될 수 있는 리드선 삽입 구멍을 구비하여 전자 부품의 리드선이 상기 삽입 구멍에 삽입되면 상기 삽입 구멍의 측부가 상기 전자 부품의 리드선과 접촉하여 전자 부품들이 전기적으로 통전되도록 하는 금속성 전기커넥터와,

    상기 금속성 전기커넥터를 꽂아서 수납할 수 있도록 표면에 다수 개의 전기커넥터 삽입 구멍을 규칙적으로 포함하는 전자회로 성형 기판과,

    상기 전자회로 성형 기판을 지지하는 한 면과,

    블록 완구와 결합될 수 있는 결합 수단을 표면상에 포함하는 또 다른 한 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
11. 제10항에 있어서, 상기 전자회로 성형 기판의 하부면에 부착되면서, 상기 삽입될 전자 부품 리드선이 상기 기판의 상부면으로부터 상기 전기커넥터를 관통하여 삽입되면, 상기 리드선을 지지하는 가요성 지지판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자회로 지지 블록 프레임.
12. 전자회로를 포함하는 블록 완구에 있어서,

    제1면 및 제2면을 포함하면서, 상기 제1면상에는 블록 완구와 결합될 수 있는 결합 수단을 포함하고, 상기 제2면은 금속성 전기커넥터 -이 금속성 전기커넥터는 전자 부품 리드선이 삽입될 수 있는 리드선 삽입 구멍을 구비하여 전자 부품의리드선이 상기 삽입 구멍에 삽입되면 상기 삽입 구멍의 측부가 상기 전자 부품의 리드선과 접촉하여 전자 부품들이 전기적으로 통전되도록 함- 를 꽂아서 수납할 수 있도록 표면에 다수 개의 전기커넥터 삽입 구멍을 규칙적으로 포함하는 전자회로 성형 기판을 지지하는,

    전자회로 지지 블록 프레임과,

    상기 제1면상에 형성된 블록 완구와,

    상기 제2면상에 형성된 전자 회로를

    포함하는 것을 특징으로 하는 블록 완구.