KR20040007246A - 조립 구조물용 요소물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복잡한 구조물을 조립하기 위한 요소들에 관련되는데, 상기 요소는 제 1 길이를 갖는 여러개의 제 1 자석 봉요소, 여러개의 강자성 요소 및 제 2 길이를 갖는 여러개의 제 2 자석 봉요소로 구성된다. 강자성 요소의 상기 두 길이 및 크기는 종래의 결정모양 구조 같은 복잡한 구조물을 조립할 수 있도록 한다.

Description

조립 구조물용 요소물{SET OF ELEMENTS FOR ASSEMBLING STRUCTURES}

본 발명은 크기가 다른 자석과 강자성체를 이용하는 요소물에 관련된다. 특히 크기가 다른 자성이 있는 요소 및 강자성 요소, 선호적으로는 강자성 구(毬)를 이용하는 것에 관련된다.

특히 본 발명으로 여러 종류의 입체구조물을 조립할 수가 있는데, 놀이나 교육을 목적으로 결정체 모양을 만들 수도 있다.

이미 자석으로 연결되는 요소로 복잡한 입체 구조물이나 형상을 만들 수 있는 것이 있다. 영국 특허 N^o726328에 공지된 바와 같이, 자석요소는 NS극만으로 되어 있는 것이 아니라 NSN이나 SNS 등으로 조합되고 형상이 달라서 여러 가지 구조물을 만들 수 있게 되어 이다.

종래의 시스템은 강자성 요소 혹은 봉(bar), 금속구로 구성되는데, 안쪽이 자석이 있어서 입체구조를 만들 수가 있고 또한 결정구조를 만들 수도 있다.

또한 종래의 시스템은 길이가 모두 같은 봉형태의 요소로 구성되며, 상기 요소는 두 개의 자석으로 구성되어 있다. 하나는 양쪽에 단부를 갖는데 강자성 중간의 틈으로 분리되며, 또한 강자성 구(ferromagnetic sphere)로 구성된다. 상기 시스템은 복잡한 입체 구조를 나타낸다.

본 발명이 해결하고자 하는 문제점은 적은 개수의 요소로 좀더 큰 입체 결정형 구조물을 만들고자 하는데 있다.

또한 구형태의 강자성요소 및 봉형태의 자석요소를 갖고 구조적인 관점에서 좀더 크고 복잡한 조립체를 만다는 것이 본 발명의 목적이다.

그러므로 본 발명의 목적은 제 1 길이로 된 제 1 자석봉 요소, 강자성 요소 및 제 2 길이로 된 제 2 자석봉 요소가 여러개로 구성되어 복잡한 구조물을 형성하는 요소들에 관련된다.

특히 상기 제 1,2 길이는 두 개의 봉요소를 이용하여 기존의 2차원 및 3차원 구조물을 여러개를 만들 수 있도록 결정된다.

선호적으로 본 발명을 따라서 강자성 요소는 대칭적인 3차원 형상을 갖는다.

좀더 선호적으로 본 발명을 따라서 강자성 요소는 구형모양을 갖는다.

또한 본 발명을 따라 상기 제 2 봉요소의 제 2 길이는 네 개의 전자석 요소로 사각형 모서리에 각각 연결된 네 개의 제 1 봉요소로 구성된 사각형의 대각선 길이에 상응하도록 결정된다.

또한 본 발명을 따라 제 2 봉요소의 상기 제 2 길이는 네 개의 전자석 요소로 사각형 모서리에 각각 연결된 네 개의 제 1 봉요소로 구성된 사각형 대각선의 일체형 부분(integral fraction)에 상응하도록 선택된다.

상기 일체형 부분은 대각선에 대해서 1/2이 될 수 있다.

또한 상기 일체형 부분은 대각선에 대해서 1/4이 될 수 있다.

선호적으로 본 발명을 따라서 제 2 봉요소의 제 2 길이는 네 개의 제 1 봉요소로 구성된 사각형의 대각선에 1/2인데, 네 개의 강자성 요소에 의해 사각형의 모서리를 따라 서로 결합된다.

강자성 요소의 최대 크기(main dimension)는 평행육면체에서처럼 기하학 모양의 대향된 면 사이의 거리중 하나이다.

본 발명을 따라 최대크기는 구의 직경이다.

또한 상기 강자성 요소는 복잡한 모양의 정점과 대각선을 따라 제공된 제 2 봉요소를 위한 연결요소로 사용될 수 있다.

또한 상기 강자성 요소는 복잡한 모양의 중심에서 제 2 봉요소와 연결되도록 최소한 두 개의 제 2 봉요소의 연결요소 및 복잡한 모양의 정점으로 사용될 수 있다.

선호적으로 상기 강자성 요소의 최대치수는 복잡한 모양을 만들기 위해 사용되는 모서리의 길이에 대해서 약배가 된다.

상기 요소들은 강자성 요소의 크기와는 다른 크기를 갖는 제 2 강자성 요소를 제공할 수 있다.

상기 제 2 강자성 요소는 모양의 대각선을 따라 제공된 제 2 봉요소를 위한 연결요소로 사용된다.

또한 상기 제 2 강자성 요소는 복잡한 모양의 중심에 연결되도록 제공된 연결요소로 사용될 수 있다.

상기 제 1 봉요소는 횡단면이 8각형이 될 수 있다.

상기 제 1 봉요소 혹은 상기 제 2 봉요소는 외부덮개를 갖을 수 있는데, 상기 덮개는 봉요소의 기저부를 덮지 않는다.

또한 상기 제 1 봉요소 혹은 제 2 봉요소는 부분적으로 혹은 완전하게 기저부를 포함할 수 있는 외부 덮개를 갖을 수 있는데, 상기 덮개는 선호적으로 플라스틱으로 만들어진다.

선호적으로 강자성요소는 금속으로 되어 있다.

본 발명은 선호적인 실시예를 따라 도면을 참고로 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 도시된 제 1 자석봉(magnetic bar)을 도시한다.

도 2는 제 1 봉 보다 짧은 제 2 자석봉을 도시한다.

도 3은 강자석구를 도시한다.

도 4는 싱글 모듈로 대각선이 연결된 사각형이 만들어진 것을 도시한다.

도 5는 여러개의 모듈로 대각선이 연결된 사각형이 만들어진 것을 도시한다.

도 6은 구형 커플링 블록과 두 개의 모듈로 연결된 사각형이 만들어진 것을 도시한다.

도 7은 면심입방체를 도시한다.

* 부호 설명 *

1,2 : 자석봉3 : 강자석 연결요소

4 : 자석모듈5,7: 요소

6 : 모듈

도 1에 길이가 일정한 자석봉(1)이 도시되었다. 상기 봉은 폴리프로필렌 같은 플라스틱으로 코팅되어 금속부분을 보호한다. 평가시에 봉은 8각면을 갖는다.

도 2에는 자석봉(1)과 동일한 자석봉(2)이 도시되었는데, 길이가 다르며 일정한 기하학적 값을 얻도록 계산될 수 있다.

도 3은 모양이 구(毬)형인 강자석 연결요소(3)를 도시한다. 상기 요소의 재료는 금속이 될 수 있다.

도 4에는 4개의 구형 연결요소(3)를 각 모서리에 배치하여 4각형을 이루도록 네 개의 자석모듈(1)이 연결된 것이 도시되었다. 두 개의 대향된 정점은 추가되는 자석모듈(4)로 연결되어 동일한 사각형의 대각선을 형성한다. 모듈(1)의 크기가 l,연결구(2)의 반지름이 r, 모듈(4)의 길이를 a라고 가정하면 다음과 같은 관계가 성립된다.

도 5는 도 1에 도시된 동일한 사각형 모양을 도시하는데, 네 개의 모듈(1)과 네 개의 구형 연결요소(3)로 구성되며, 대각선은 두 개의 요소(5)로 구성되는데, 길이가 하나의 요소(4)의 1/2정도이므로 하나의 대각선은 두 개의 모듈을 갖는다.

도 6은 도 4,5에 도시된 것과 동일한 크기의 사각형을 도시하는데, 네 개의모듈(1)과 네 개의 구형 연결요소(3)로 구성되는데, 대각선이 중앙에 하나의 구형 연결요소(3)가 연결된 두 개의 모듈(6)로 이루어진다. 이러한 방식으로 좀더 복잡한 형태를 만들 수가 있다. 모듈(6)의 크기를 b라고 하면 모듈(1)의 크기와 연결요소(3)에 대한 관계는(도 3에 표시된 기호를 이용) 다음과 같다.

도 7은 면심입방체를 도시하는데, 모듈(1)로 형성된 12개의 모서리는 8개의의 구형 연결요소(3)로 이어진다. 입방체의 각 모서리는 모듈(7)에 의해 입방체의 중심에 제공된 또 하나의 연결요소(3)로 이어진다. 모듈로 구성된 모서리의 길이 l, 연결요소(3)의 반경 r, 입방체 중심에서 정심을 연결시키는 요소(7)의 크기 c의 관계는 다음과 같다.

이상적인 입방체의 절대크기(absolute dimension)를 알고 싶다면, 봉의 길이 a,c와 2r을 빼고 연결요소의 최종크기(finished dimension)를 고려한다. 이러한 방식으로, 동일한 입방체에 대해서 모서리 및 입방체 중심 간의 거리는이다. 그 대신 모든 정점에 사용될 하나의 구의 치수를 알고 최종적으로 치수를 결정하길 원한다면, 직경은 이상적인 입방체의 절대 모서리 길이에 대해서배가 된다.

하나의 모듈(1)만 사용하는 면심입방체를 만들 수가 있는데, 직경이 다른 구형 연결요소(3)를 사용할 수도 있다.

본 발명으로 가장 적은 개수의 요소로 결정구조를 나타내고, 동일한 구조물을 더 강하게 하며 복잡한 요소를 만드는데 사용되는 요소의 개수를 최소화하여 경제적인 이점을 얻을 수 있도록 결정구조를 연구하거나 갖고 놀 수 있다.

본 발명은 선호되는 실시예를 따라 설명되었지만 당해업자들은 본 발명의 범위 내에서 변형을 가할 수가 있다.

Claims (22)

1. 복잡한 구조물을 조립하기 위한 요소들에 이어서, 상기 요소는 제 1 길이를 갖는 여러개의 제 1 자석 봉요소, 여러개의 강자성 요소 및 제 2 길이를 갖는 여러개의 제 2 자석 봉요소로 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
2. 제 1 항에 있어서, 강자성 요소는 대칭적인 3차원 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 요소.
3. 제 1 항 혹은 제 2 항에 있어서, 강자성 요소는 구모양인 것을 특징으로 하는 요소.
4. 상기 항 중 한 항에 있어서, 제 2 봉요소의 제 2 길이는 네 개의 전자석 요소에 의해 사각형의 모서리에 대해서 서로 연결된 네 개의 제 1 봉요소로 구성된 사각형의 대각선 길이에 상응하는 것을 특징으로 하는 요소.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서, 제 2 봉요소의 제 2 길이는 네 개의 전자석 요소에 의해 사각형의 모서리에 대해서 서로 연결된 네 개의 제 1 봉요소로 구성된 사각형의 대각선 길이의 일체형 부분(integral friction) 상응하는 것을 특징으로 하는 요소.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 일체형 부분은 대각선의 1/2인 것을 특징으로 하는 요소.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 일체형 부분은 대각선의 1/3인 것을 특징으로 하는 요소.
8. 재 5 항에 있어서, 상기 일체형 부분은 대각선의 1/4인 것을 특징으로 하는 요소.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서, 제 2 봉요소의 제 2 길이는 강자성 요소의 최대치수보다 작은 네 개의 강자성 요소로 형성된 사각형의 모서리에 대해서 서로 연결된 네 개의 제 1 봉요소로 구성된 사각형 대각선의 1/2인 것을 특징으로 하는 요소.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 최대치수는 구의 직경인 것을 특징으로 하는 요소.
11. 제 9 항 혹은 제 10 항에 있어서, 상기 강자성 요소는 상기 대각선을 따라 제공된 제 2 봉요소를 위한 연결요소 및 복잡함 오양의 정점으로 사용되는 것을 특징으로 하는 요소.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 한 항에 있어서, 상기 강자성요소는 복잡한 모양의 중심에서 제 2 봉요소와 연결되도록 최소한 두 개의 제 2 봉요소의 연결요소 및 복잡한 모양의 정점으로 사용되는 것을 특징으로 하는 요소.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 강자성 요소의 최대치수는 복잡한 모양을 만드는데 사용되는 모서리의 길이보다 약배 정도 되고, 상기 모서리 길이는 사용된 두 개의 강자성 요소의 중심간의 거리인 것을 특징으로 하는 요소.
14. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 강자성 요소의 크기와 다른 크기를 갖는 제 2 강자성 요소를 제공하는 것을 특징으로 하는 요소.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 강자성 요소는 모양의 대각선을 따라 제공된 제 2 봉요소를 위한 연결요소로 사용되는 것을 특징으로 하는 요소.
16. 제 14 항 혹은 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 강자성 요소는 복잡한 모양의 중심에서 연결되도록 제공된 연결요소로 사용되는 것을 특징으로 하는 요소.
17. 상기항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 봉요소는 단면이 8각형인 것을특징으로 하는 요소.
18. 상기항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 봉요소는 횡단면인 8각형인 것을 특징으로 하는 요소.
19. 상기항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 봉요소 혹은 제 2 봉요소는 외부 덮개를 갖으며, 덮개는 봉요소의 기저부를 덮지 않는 것을 특징으로 하는 요소.
20. 제 1 항 내지 제 18 항 중 한 항에 있어서, 상기 제 1 봉요소 혹은 제 2 봉요소는 기저부를 부분적으로 혹은 완전히 포함할 수 있는 외부덮개를 갖을 수 있으며, 상기 덮개는 선호적으로 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
21. 제 19 항 혹은 제 20 항에 있어서, 강자성 요소는 금속으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 요소.
22. 전술된 항 중 각 항에 있어서, 도시된 바와 같은 요소인 것을 특징으로 하는 요소.