KR200399467Y1 - 조립이 용이한 금속볼 - Google Patents

Abstract

본 고안은 통상적으로 자석놀이 완구에 사용되는 자석막대(20)와 자석막대(20) 사이의 연결구인 자성체로 제작된 조립이 용이한 금속볼에 관한 것으로서, 이에 대한 특징적인 구성은, 내부가 충전된 충전내부볼(51) 또는 내부 반쪽볼부재(42) 2개의 단부를 밀착시켜 내부가 중공된 내부볼을 형성하고, 상기 내부볼의 외부표면(42b)과 동일한 내부표면(41a)을 갖는 외부 반쪽볼부재(41) 2개를 내부볼 외부표면(42b)에 밀착시켜 접합하고, 이때 외부밀착단부(41a)와 내부밀착단부(42a)는 서로 일치하지 않게 밀착시켜 접합하여 금속볼을 완성시킨다. 상기와 같은 금속볼의 구조는 누구나 손쉽게 가내수공업의 형태로 조립이 가능하고, 금속볼의 경량화를 실현하여 원하는 구조물을 안정적으로 표현할 수 있으며, 또한 경량화된 다양한 모양의 금속볼을 쉽게 제작할 수 있어 더욱 흥미로운 구조물을 표현할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 고안이다.

Description

조립이 용이한 금속볼{Easy assembling metal ball}

본 고안은 자석놀이 완구에 사용되는 조립이 용이한 금속볼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경량화를 실현하기 위해 좌우측이 동일한 형상을 갖고, 내부가 충전된 비중이 낮은 스폰지나 스티로품등의 소재로 제작된 충전내부볼(51) , 또는 내부 반쪽볼부재(42)과 2개의 단부를 밀착시켜 내부가 중공된 내부볼을 형성하고, 상기 내부 볼의 외부표면(42b)과 동일한 내부표면(41a)을 갖는 외부 반쪽볼부재(41) 2개를 내부볼 외부표면(42b)에 밀착시켜 접합하고, 이때 외부밀착단부(41a)와 내부밀착단부(42a)는 서로 일치하지 않게 밀착시켜 접합하여 금속볼을 완성시킨다. 상기와 같은 금속볼의 구조는 누구나 손쉽게 가내수공업의 형태로 조립이 가능하고, 금속볼의 경량화를 실현하여 원하는 구조물을 안정적으로 표현할 수 있으며, 또한 경량화된 다양한 모양의 금속볼을 쉽게 제작할 수 있어 더욱 흥미로운 구조물을 표현할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 금속볼에 관한 것이다.

종래 자석을 이용한 완구 중에 자석을 구비한 자석막대와 금속볼을 이용하여 다양한 구조물을 제작할 수 있는 완구가 존재하였다. 이에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래 금속볼과 자석막대의 실시예이다.

일반적으로 사용되는 자석막대(20)와 충전금속볼(10)은 어린이들의 지능개발과 창의력을 향상시키도록 고안된 것이다.

이러한 자성체를 이용한 자석완구의 종래기술 구성은, 도1에 도시한 바와 같이, 금속봉(22) 양단에 자석(21)을 부착시킨 상태로 양단의 자석(21)표면이 노출되게 외측부위를 수지(23)로 덮어 형성한 자석막대(20)를 사용하고, 자력에 의해 부착되는 자성체로 이루어진 속이 꽉찬 충전금속볼(10)을 구비한다.

이러한 구성의 특징은 충전금속볼(10)을 기준하여 복수개의 자석막대(20)가 방사방향으로 연결됨으로써 수직 및 수평방향은 물론 다양한 각도로 연결이 이루어져 구조물의 형상을 다채롭게 형성할 수 있다는 점이다.

그러나 상술한 자석을 이용한 자석완구의 종래기술에 있어서, 충전금속볼(10)이 차지하는 중량으로 인해 높이가 높은 구조물을 만들 경우 하단부에 큰 하중이 걸리게 되는 바, 구조물의 연결 형상을 유지하기 어려운 문제점이 존재하였다.

또한, 충전금속볼(10)은 던져지는 경우에는 자체 무게로 인해 사람을 다치게 하거나 가전제품 등의 가재 도구를 손상시킬 수 있는 문제점이 존재하였다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 종래의 기술로는 내부가 중공된 금속볼을 제공하는 구성이 존재하였다.

도2 는 또 다른 종래 내부가 중공된 금속볼의 제작공정 단면도이다.

상기도면에서 도시된 바와 같이 내부가 중공된 볼 직경선상보다 길이(L) 만큼 연장된 각각의 압접반쪽볼부재(31)를 전기적인 방법으로 압접하여 볼의 형태를 만들고, 이때 돌출된 A 부분을 연마하여 완성하는 방법이 시도되어 왔는데, 이 기술은 하기와 같은 여러 가지 문제점을 갖게 된다.

첫재, 압접하면서 발생되는 강한 열기나 가스등이 볼 내부에 형성되어 볼 외부로 빠져나가려 하는 에너지에 의해 표시가 잘 나지 않지만 미세한 균열 및 구멍등이 발생된다는 점이다.

또한 연마공정을 거쳐 A부위를 B부위 처럼 돌기를 없애면 균열이나 구멍 등은 더욱 커지거나 많아지게 된다.

이러한 공정으로 제작된 압접철구(30)를 도금하게 되면 도금액이 미세하게 형성된 균열이나 구멍 등에 들어가게 되어 압접철구(30)안에 남게 된다.

결국 이러한 공정으로 마무리된 압접철구(30)의 경우, 어린이들이 사용도중 압접철구(30)내부에서 유해한 도금액이 흘러나와 인체에 치명적인 상황을 가져올 수 있는 문제점이 있다.

둘째, 압접공정상 전기적인 열이 강하게 발생되므로 볼의 형상에 변화가 일어나 완전한 구 형태를 만드는 것이 어려운 문제점이 있다.

셋째,프레스 및 압접공정이 까다로와 일정한 품질의 제품생산이 어렵고, 생산비가 고가인 문제점이 있다.

다섯째, 도금 공정상 도금액에 압접철구(30)를 담그게 되는데, 이때 부력으로 인해 도금액 위에 뜨게 되어 도금이 매우 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 본 고안은, 조립이 용이한 금속볼에 관한 것으로서 금속볼에 자석막대를 부착시키는 부위를 다양한 각도 및 거리에서 할 수 있도록 하는 금속볼을 제공함에 있다.

또한 본 고안은 중량이 경량화 되어 높이가 높은 구조물이나, 지름이 큰 자석막대등과 같이 하중이 많이 발생하는 구조에 사용할 수 있는 금속볼을 제공함에 있다.

또한 본 고안은 조립공정이 단순하고, 가내수공업으로 쉽게 생산할 수 있는 구조를 갖는 금속볼을 제공함에 있다.

그리고 본 고안은 포물선형상이나 직선등을 표현함에 있어, 금속볼과 금속볼사이를 사이를 체인,로프,관,봉등의 연결부재들을 이용하는 금속볼을 제공함에 있다.

그리고 본 고안은 금속볼의 도금공정을 간편하게 하고,도금액이 금속볼 내부에 남지 않는 안전한 금속볼을 제공함에 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

제 3도는 본 고안의 실시예에 대한 분리 및 조립공정 사시도로서, 도시된 바와 같이 내부가 중공된 원형금속볼(40)은 경량화를 실현하기 위해 좌우측이 동일한 형상을 갖는 내부가 중공된 내부 반쪽볼부재(42) 2개의 단부를 밀착시켜 내부가 중공된 내부볼을 형성하고, 상기 내부볼의 외부표면(42b)과 동일한 내부표면(41a)을 갖는 외부 반쪽볼부재(41) 2개를 내부볼 외부표면(42b)에 본딩 또는 기타 접합수단을 이용하여 밀착시켜 접합하고, 이때 외부밀착단부(41a)와 내부밀착단부(42a)는 서로 일치하지 않게 밀착시켜 접합하여 금속볼을 완성시킨다. 상기 내부볼과 외부 반쪽볼부재(41)를 본딩 접합수단 접합시 구 표면상에서 표면장력이 발생하여 아주 강합 접착력을 유지하므로 서로 분리 되지 않는다. 기타 접합수단으로는 초음파나, 고주파를 이용할 수도 있으며, 조립된 금속볼에 열을 가하여 내부볼의 표면이 외부볼의 표면에 부착되게도 할 수 있다.

그리고 내부볼을 형성하는 또 다른 방법으로 반쪽볼부재 2개의 밀착단부를 요철식으로 형성하여 억지로 끼우는 방식도 채택할 수 있다.

이때, 외부 반쪽볼부재(41)는 금속볼의 용도에 따라 철이나, 철금속이 함유된 스테인레스 소재등의 자성체를 사용하고, 또는 합성수지 및 구리, 알루미늄 등과 같은 자석이 부착되지 않는 소재를 사용할 수도 있다. 그리고 상기 외부 반쪽볼부재(41)의 두께(t)는 0.1∼1.2mm 범위에 있도록 함이 바람직하다.

그리고 내부볼(47)의 소재는 무게가 가벼운 합성수지등을 사용하는 것이 바람직하나, 경우에 따라 철금속과 비철금속을 사용할 수도 있다.

그리고 조립하기 전에는 반쪽으로 분리된 상태이므로, 도금공정이 단순하고, 또한 양질의 도금상태를 얻게되며, 도금한 후 조립하여 금속볼을 제작하므로서 도금액이 내부에 남거나 하여 발생하는 환경문제나 인체유해성 문제를 일으키지 않아 매우 안전하다.

그리고 화이트보드 등과 같이 철판에 직접인쇄한 이후 프레스하여 외부 반쪽볼부재(41,42)를 형성하여 상기와 같은 방법으로 조립하면 다양한 로고, 마크, 그림등이 섬세하게 표현된 외관이 미려한 금속볼을 제작할 수 있다.

그리고 완성된 금속볼은 자석막대(20)를 이용하여 부착할 경우 2개의 외부 반쪽볼부재(41,42)가 밀착되어 있으므로 전체가 자화되는 성질에 의해 자력을 갖게 되어 또다른 자성체를 자력으로 부착시킬 수 있다.

외부 반쪽볼부재(41,42)에 약간의 틈이 발생했다 하더라도 볼 전체가 자화되는 성질에는 큰 변화가 없어 기능에 전혀 문제가 없다.

제4도는 본 고안의 다른 실시예에 대한 분리 및 조립공정 사시도로서, 제3도의 설명과 동일하나, 내부가 충전된 충전내부볼(51)이 사용되었다는 점이 다르고, 상기 볼은 무게를 경량화하기 위해 스폰지,스치로폼, 고무 등과 같은 비중이 낮은 소재를 사용하는 것이 바람직하다.

제5도는 본 고안의 또 다른 실시예에 대한 사시도로서, 제3도의 설명과 동일하며, 단지 볼의 내부까지 관통된 관통홀(67)이 형성되었다는 것이 차이점이다. 상기 관통홀(67)은 단수개 또는 복수개로 형성할 수 있으며, 각종 연결부재(65)를 금속볼 사이를 연결하는 통로로 사용되고, 또는 금속볼위에 금속볼을 수직으로 세울 수 있는 용도로도 관통홀(67)이 이용된다.

제6도는 도5의 G-G선에 대한 단면도로서, 관통 외부반쪽볼 부재(61)에 외부반쪽볼홀(61h)가 형성되고, 관통 내부반쪽볼 부재(62)에 내부반쪽볼홀(62h)가 형성되어 있다.

이때 관통홀(63)이 형성될 수 있도록 각 홀들을 서로 마주보게 배치한후 조립하면 관통구가 형성된 원형금속볼(60)이 쉽게 만들어 진다.

제7도는 도5의 실시예에 대한 단면도로서,각종체인(구슬체인,일반체인,열쇠고리체인등)이나 로프,관,봉 등의 연결부재(65)를 금속볼내부에 배치한후 고정부재(64)로 고정한후 내부볼 및 외부볼의 조립순서에 따라 밀착하여 접합하면 다양한 연결부재(65)가 연결되어 관통구가 형성된 원형금속볼(60)을 제작할 수 있다. 상기 금속볼 다양한 표현이 가능하여 사실감 있는 구조물을 만드는데 필요한 부품이 된다. 이때 상기 금속볼은 다수개를 연속적으로 연결하여 사용할 수 도 있다.

제8도는 본 고안의 형상의 다양한 변화실시예에 대한 사시도로서,표현된 다양한 형상들은 제3도의 기술내용과 동일하며, 확장금속볼(70)의 경우 확장곡면부(71)에서 L1(길이)만큼 확장시킨 것이 차이점이고, 2구금속볼(80)과 3구금속볼(90)은 동일한 크기와 모양을 갖는 2구곡면부(81)또는 3구 곡면부(91)가 형성되어 있다는 것이 차이점이고, 2구변형 금속볼(100)은 서로다른 크기와 모양을 갖는 2구 변형곡면부(101,102) 형성되어 있다는 것이 차이점이고, 3구 변형금속볼(110)은 서로 다른 크기와 모양을 갖는 3구 변형곡면부(111,112)가 형성되어 있다는 것이 차이점이다.

그리고 상기 설명된 다양한 형태의 금속볼들은 중심축방향으로 좌우대칭형의 구조가 채택되며, 사용용도에 따라 4구,5구등 연속적으로 형성할 수 있으며,내부볼 및 외부볼의 밀착단부는 길이방향으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한 일반적으로 사용되는 원형금속볼은 방사방향의 부착가능하게 되어 있으나, 상기 금속볼(70,80,90,100,110)은 방사방향 및 동일한 수평선상에 2개 이상의 자석막대(20)를 배치할 수 있어 원형금속볼이 표현하지 못하는 다양한 모양의 구조물을 만드는데 사용된다.

제9도는 본 고안으로 표현되는 구조물의 평면도로서, 매우 다양한 모양이 표현됨을 보여준다. 도시된 방법은 평면도로써 표현하는 것이 한계가 있으나, 입체적으로 구조물을 만들어 갈 경우에는 정교하고 사실감있는 표현이 가능하다.

제10도는 본 고안의 변형실시예에 대한 상태도로서, 도3의 기술내용과 동일하며, 단지 내부볼과 외부볼이 합성수지,구리,알미늄과 같은 자력에 의해 부차되지 않는 소재로 형성되고, 상기 내부볼 안에 자석(21)을 넣어둔 것이 차이점이다. 금속볼 전체가 비자성이므로 자석이 내부에서 부착되지 않고 자유롭게 음직이다가 철재류(3)에 부착하면 자석의 힘으로 자성체인 철재류(S)에 볼이 부착되어 메모지를 부착시키는 홀더로서 사용되기도 하고, 수평으로 배치된 철재류에서 굴러다니지 않게 되어 분실 및 관리가 용이하게 된다. 그리고 자석완구용 자석막대(20)에 사용시 극성과 상관없이 부착되게 된다. 그 이유는 내부볼 안에 자석이 움직일 수 있는 충분한 공간이 확보되어 자석의 성질에 의해 자석막대(20)의 극성과 반대인 극성으로 자석이 움직이면서 부착되는 원리이다.

상기에서 기술한 바와 같이 본 고안의 금속볼 구조는 누구나 손쉽게 가내수공업의 형태로도 조립이 가능하여, 생산비를 현저하게 낮추는 효과가 있고,금속볼의 경량화를 실현하여 하중을 줄임으로서 높은 구조물을 안정적으로 표현할 수 있고, 원형,2구,3구등의 다양한 모양의 금속볼이 용이하게 제작되어 더욱 흥미로운 구조물을 표현할 수 있으며, 금속볼과 금속볼을 체인등으로 연결하여 구조물에 사용하므로서 자석막대와 철구만으로 표현되었던 단순한 형태의 구조물에서 벗어나 더욱 사실감 있는 모양을 표현할 수 있는 효과가 있으며, 압접식 금속볼처럼 볼을 제작한후 도금하지 않고, 외부볼을 도금한 후에 금속볼을 조립하기 때문에 인체에 매우 유해한 도금액이 금속볼 내부에 남지 않아 어린이들이 안전하게 놀이할 수 있는 효과를 제공한다.

제1도는 종래 금속볼과 자석막대의 실시예이며,

제2도는 또다른 종래 내부가 중공된 금속볼의 제작공정 단면도이며,

제3도는 본 고안의 실시예에 대한 분리 및 조립공정 사시도이며,

제4도는 본 고안의 다른 실시예에 대한 분리 및 조립공정 사시도이며,

제5도는 본 고안의 또 다른 실시예에 대한 사시도이며,

제6도는 도5의 G-G선에 대한 단면도이며,

제7도는 도5의 실시예에 대한 단면도이며,

제8도는 본 고안의 형상의 변화 실시예에 대한 사시도이며,

제9도는 본 고안으로 표현되는 구조물의 평면도며,

제10도는 본 고안의 변형실시예에 대한 상태도이다.

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

10 : 충전금속볼

20 : 자석막대

21 : 자석

22 : 금속봉

23 : 수지

30 : 압접철구

31 : 압접반쪽볼부재

40 : 내부가 중공된 원형금속볼

41 : 외부 반쪽볼부재

41a : 외부밀착단부

41a : 외부 반쪽볼 내부표면

42 : 내부 반쪽볼부재

42a : 내부밀착단부

42b : 내부 반쪽볼 외부표면

50 : 내부가 충전된 원형금속볼

51 : 충전 내부볼

60 : 관통구가 형성된 원형금속볼

61 : 관통 외부 반쪽볼부재

61h : 외부 반쪽볼 홀

62 : 관통 내부 반쪽볼부재

62h : 내부 반쪽볼 홀

63 : 관통홀

64 : 고정부재

65 : 연결부재

70 : 확장금속볼

71 : 확장 외부 반쪽볼부재

80 : 2구 금속볼

81 : 2구곡면부

90 : 3구 금속볼

91 : 3구 곡면부

100 : 2구 변형금속볼

101,102 : 2구 변형곡면부

110 : 3구 변형금속볼

111,112 : 3구 변형곡면부

Claims (9)

1. 좌우측이 동일한 형상을 갖는 내부 반쪽볼부재(42) 2개의 단부를 밀착시켜 내부가 중공된 내부볼을 형성하고, 상기 내부볼의 외부표면(42b)과 동일한 내부표면(41a)을 갖는 외부 반쪽볼부재(41) 2개를 상기 내부볼 외부표면(42b)에 밀착시켜 접합하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 금속볼.
2. 내부가 충전된 충전 내부볼(51)의 외부표면과 동일한 내부표면(41a)를 갖는 외부 반쪽볼부재(41) 2개를 상기 충전 내부볼(51) 외부표면에 밀착시켜 접합하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 금속볼.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 외부 반쪽볼부재(41)는 자성체로 하며,두께는 0.1∼1.2mm로 하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 금속볼.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속볼의 내부까지 관통된 관통홀(63)이 단수개 또는 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 금속볼
5. 제4항에 있어서 체인, 로프, 봉, 관 중 어느 하나로 이루어진 연결부재(65) 양단을 상기 관통홀(63)을 통과해 상기 금속볼의 내부에 위치하게 한 후 고정부재(64)을 이용하여 상기 금속볼에 고정하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 금속볼
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부 반쪽볼부재(41)의 외부표면에 소정의 형상을 직접 인쇄한 후 결합하여 완성하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 금속볼.
7. 제1항에 있어서, 상기 내부볼 및 상기 외부 반쪽볼부재(41)를 자석이 부착되지 않는 소재로 하고, 상기 중공된 내부볼 안에 자석(21)을 구비하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 금속볼
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부볼 및 상기 외부 반쪽볼부재(41)가 결합된 외부볼의 형상은 서로의 크기가 동일한 복수개의 원형볼을 접합한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 금속볼.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부볼 및 상기 외부 반쪽볼부재(41)가 결합된 외부볼의 형상은 서로의 크기가 다른 복수개의 원형볼을 접합한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 금속볼.