WO2015141927A1 - 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조 - Google Patents

자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조 Download PDF

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WO2015141927A1
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최소영
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최소영
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    • G09B1/32—Manually or mechanically operated educational appliances using elements forming, or bearing, symbols, signs, pictures, or the like which are arranged or adapted to be arranged in one or more particular ways comprising elements to be used without a special support
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]

Definitions

  • the present invention relates to a surface structure for inter-block joining of block toys in which magnets are embedded, and more specifically, to form a protrusion and groove structure on the block surface of a block toy in which magnets are embedded.
  • the protrusions and groove-like structures of each block naturally interlock with each other, and a surface structure for block-to-block bonding of a block toy in which a magnet is embedded to allow stable bonding between blocks.
  • a block toy which are made of small blocks made of plastic and made to create a desired three-dimensional shape, are called block toys.
  • a block toy is composed of a plurality of blocks in a set form.
  • block toys with a coupling structure for fitting protrusions and grooves formed in each block into each block are commercially available, block toys must be fitted with force by matching the protrusions and grooves of each block one by one. It is not easy to disassemble each block to make a three-dimensional shape.
  • block toys with magnets are available on the market, which allow magnets to be easily joined between blocks by simply placing magnets inside each block.
  • the blocks can be conveniently joined together and easily disassembled after assembling, the edges of the blocks are rounded so that the joints between each blocks are not firm, so that the shape is collapsed even after a slight impact after assembling in a three-dimensional shape.
  • the present invention forms a structure of protrusions and grooves on the block surface of a block toy in which magnets are embedded, so that the protrusions and grooves of each block naturally engage with each other in the vertical joining, horizontal joining, and vertical joining between blocks. It is an object of the present invention to provide a surface structure for inter-block joining of a block toy with a magnet built therein.
  • the surface structure for the inter-block joining of the block toy in which the magnet of the present invention is incorporated, the upper frame 11 and the lower frame 12 as a block of the block toy is coupled by the engaging projection 13 and the coupling hole (14) It is made of one block and has the shape of a square panel with a hollow in the middle, and the magnet is equipped with an inner space for rotating the magnet at the inner center of the four sides of the upper frame 11 and the lower frame 12.
  • the coupling protrusion 13 is formed on the upper surface of the upper frame 11 and the lower surface of the lower frame 12.
  • horizontal projections 21 and 21-1 between the coupling holes 14 and a plurality of horizontal protrusions 21 are formed on the left side at a predetermined interval with respect to the center of each side, and the horizontal protrusions formed on the left side on the right side ( One less than 21)
  • the flat protrusion 21-1 is formed to be parallel to the edge at a predetermined interval along the edge, and an upper inclined surface 22 is formed at the edge of the upper frame 11, and downward from the upper inclined surface 22. Extends to form an upper vertical surface 23, a lower inclined surface 24 is formed at an edge of the lower frame 12, and extends upwardly from the lower inclined surface 24 to form a lower vertical surface 25.
  • the locking grooves 26 are formed with a plurality of stages on the left side with a predetermined interval based on the center of each side, and the locking jaw 27 with the same number of stages as the stages of the locking grooves 26 formed on the left side on the right side.
  • the locking jaw 27 has the same number of ends as the ends of the engaging groove 26 formed on the upper inclined surface 22.
  • the locking grooves 26 are formed with the same number of steps as the ends of the locking projections 26 formed on the upper inclined surface 22, and the upper vertical surface 23 is inserted at the left side with a predetermined interval based on the center of each side.
  • a groove 28 is formed and an insertion protrusion 29 is formed on the right side, and the lower vertical surface 25 has an insertion protrusion 29 formed on the left side with a predetermined distance from the center of each side, and an insertion groove (on the right side) 28) may be formed.
  • the upper frame 11 and the lower frame 12 is coupled to the block 1 is formed in a horizontal, vertical 60 ⁇ 70mm, thickness 6 ⁇ 9mm, respectively, the height of the horizontal projections (21, 21-1) is 0.25 It may be characterized by being formed to 0.35mm.
  • each groove of the locking groove 26 and the height of each jaw of the locking jaw 27 are each formed 0.25 ⁇ 0.35mm
  • the depth of the insertion groove 28 and the height of the insertion protrusion 29 is It may be characterized in that each formed in 0.4 ⁇ 0.6mm.
  • the present invention forms a structure of protrusions and grooves on the block surface of a block toy in which magnets are embedded, so that the protrusions and grooves of each block naturally engage with each other in the vertical joining, horizontal joining, and vertical joining between blocks. There is an effect to make this happen.
  • the present invention has the effect that the three-dimensional shape assembled with blocks of the block toy with a built-in magnet has structural stability so that the shape does not collapse even if subjected to a certain impact after the assembly.
  • FIG. 1 is a perspective view of a block of a block toy incorporating a conventional magnet
  • FIG. 2 is a perspective view of a block of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a block of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing a vertical joint between blocks of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 6 is a view showing a horizontal junction between the blocks of the present invention.
  • 10 to 12 is a test report measuring the maximum compressive load of the cube assembled from the block (example) of the present invention and the block of the comparative example.
  • Block of the present invention 2 Upper block
  • 21 horizontal protrusion (3 rows)
  • 21-1 horizontal protrusion (2 rows)
  • the block 1 of the block toy in which the magnet of the present invention is built is coupled to the upper frame 11 and the lower frame 12 by the coupling protrusion 13 and the coupling hole 14. It is made of one block and has the shape of a square panel with a hollow in the middle, and the magnet is equipped with an inner space for rotating the magnet at the inner center of the four sides of the upper frame 11 and the lower frame 12.
  • the groove 15 is formed so that the cylindrical magnet 16 is embedded side by side in the longitudinal direction of the edge.
  • Block 1 which is coupled to the upper frame 11 and the lower frame 12 is preferably formed in the form of a panel having a hollow in the middle of the horizontal, vertical 60 ⁇ 70mm, thickness 6 ⁇ 9mm, respectively, which is horizontal This is because, when the length is less than 65 mm and the thickness is 6 mm, the block becomes too small as a block toy, and when the width and length exceeds 70 mm and the thickness is 9 mm, the block is too large as a block toy.
  • the block 1 in which the upper frame 11 and the lower frame 12 are combined is a panel having a hollow at the center portion of 65 mm in width and 7 mm in thickness, respectively, and the width of each of the four sides is 11 mm. Is formed.
  • horizontal projections 21 and 21-1 between the coupling protrusion 13 and the coupling hole 14 are parallel to the edge at regular intervals along the edge. It is provided with. It is preferable that the height of the horizontal protrusions 21 and 21-1 is 0.25 to 0.35 mm, which is equal to the horizontal protrusions of the upper frame 11 when the height of the horizontal protrusions 21 and 21-1 is less than 0.25 mm.
  • the engagement force between the horizontal projections of the lower frame 12 becomes too weak, and if the height of the horizontal projections 21 and 21-1 exceeds 0.35 mm, the horizontal projections may be too high to cause inconvenience in the use of the blocks. Because.
  • the height of the horizontal protrusions 21 and 21-1 is 0.3 mm
  • the upper surface of the upper frame 11 has three rows of horizontal protrusions 21 on the left side of each side at a predetermined interval based on the center of each side.
  • Two rows of horizontal projections 21-1 are formed on the right side
  • the lower surface of the lower frame 12 has two rows of horizontal projections 21-1 on the left side of each side at a predetermined interval with respect to the center of each side and the right side.
  • Three rows of horizontal projections 21 are formed.
  • An upper inclined surface 22 is formed at the edge of the upper frame 11, extends downward from the upper inclined surface 22 to form an upper vertical surface 23, and a lower inclined surface 24 at the edge of the lower frame 12. ) Is formed and extends upwardly from the lower inclined surface 24 to form a lower vertical surface 25.
  • the upper inclined surface 22 has a locking groove 26 formed in three stages on the left side with a predetermined interval based on the center of each side, and a locking jaw 27 formed in three stages on the right side of the lower inclined surface 24.
  • There is a latching jaw 27 is formed in three stages on the left side and a locking groove 26 in three stages on the right side with a predetermined distance from the center of each side.
  • each groove of the locking groove 26 and the height of each jaw of the locking jaw 27 are preferably formed to be 0.25 ⁇ 0.35mm, which is the depth of each groove of the locking groove 26 and the locking
  • the depth of each groove of the locking groove 26 and the height of each jaw of the locking jaw 27 are each 0.3 mm.
  • the upper vertical surface 23 has an insertion groove 28 formed on the left side with a predetermined interval based on the center of each side, and an insertion protrusion 29 is formed on the right side, and the lower vertical surface 25 has the center of each side on the basis of the center.
  • the insertion protrusion 29 is formed on the left side and the insertion groove 28 is formed on the right side at a predetermined interval.
  • the depth of the insertion groove 28 and the height of the insertion protrusion 29 is preferably formed in 0.4 ⁇ 0.6mm, which is the depth of the insertion groove 28 and the height of the insertion protrusion 29 is 0.4mm If less than, for example, the engagement force between the insertion groove 28 of the upper vertical surface 23 and the insertion protrusion 29 of the lower vertical surface 25 is too weak, the depth of the insertion groove 28 and the insertion protrusion This is because if the height of 29 exceeds 0.6 mm, the insertion protrusion 29 may protrude too much, causing inconvenience to the use of the block. In the present embodiment, the depth of the insertion groove 28 and the height of the insertion protrusion 29 are formed to each 0.5mm.
  • Such a configuration is the same on each of the four sides and the edge of the block 1 of the present invention having a square panel form.
  • FIG. 4 is a view showing a vertical joint between the blocks of the present invention
  • Figure 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • On the lower surface of the four sides of the upper block 2 two rows of horizontal protrusions 21-1 are formed on the left side at a predetermined interval based on the center of each side, and three rows of horizontal protrusions 21 are formed on the right side of the lower block.
  • On the upper surface of the four sides of (3) three rows of horizontal protrusions 21 are formed on the left side at predetermined intervals with respect to the center of each side, and two rows of horizontal protrusions 21-1 are formed on the right side.
  • the horizontal protrusions 21 and 21-1 of the upper block 2 and the horizontal protrusions 21 and 21-1 of the lower block 3 are engaged with each other.
  • the two horizontal protrusions 21-1 formed on the left side of the lower surface of the upper block 2 are engaged with the three horizontal protrusions 21 formed on the left side of the upper surface of the lower block 3.
  • FIG. 6 is a view showing a horizontal junction between the blocks of the present invention
  • Figure 7 is a cross-sectional view of the horizontal junction between the blocks of the present invention.
  • the upper vertical surface 23 of the front edge 5-1 of the rear block 5 is formed with an insertion groove 28 on the left side and an insertion protrusion 29 on the right side with a predetermined distance from the center of the side.
  • the lower vertical surface 25 has an insertion protrusion 29 formed on the left side and an insertion groove 28 formed on the right side with a predetermined distance from the center of the side.
  • FIG. 8 is a view showing a vertical junction between the blocks of the present invention
  • Figure 9 is a cross-sectional view of the vertical junction between the blocks of the present invention.
  • the locking jaw 27 On the lower inclined surface 24 of the front edge 6-1 of the horizontal block 6, the locking jaw 27 is formed in three stages on the left side at predetermined intervals with respect to the center of the side thereof, and in three stages on the right side. (26) is formed on the lower inclined surface (24) of the upper edge (7-1) of the vertical block (7) at a predetermined interval based on the center of the side of the engaging groove 26 is formed in three stages on the left side; On the right side, the locking step 27 is formed in three stages.
  • the lower inclined surface 24 has an inclination angle of 45 °, and when the horizontal block 6 and the vertical block 7 are joined, the horizontal block 6 and the vertical block 7 are joined at a right angle of 90 °.
  • the locking grooves 26 and the locking jaws 27 of the horizontal block 6 and the vertical block 7 are engaged with each other, thereby maintaining a firm vertical junction.
  • Block 8 of the Mcformer's block toy product has a square panel shape having a hollow in the center portion as shown in FIG. 1, and a cylindrical magnet 16 in the inner center of the four sides of the block 8. ) Is built side by side with the longitudinal direction of the edge to enable rotational drive.
  • the block 8 has a shape of a panel having a hollow at the center with a width of 65 mm and a thickness of 7 mm, and a width of four sides of 11 mm, and a cross section of the edge of the block is rounded.
  • the two blocks (8) were vertically bonded, horizontally bonded, and vertically bonded in the same manner as in the examples.
  • the cross-section of the edge of the block is rounded, and the two blocks 8 are vertically joined, and then the two blocks are easily separated by holding two blocks joined vertically and pushing them horizontally in opposite directions. After joining two horizontally, two blocks joined horizontally are grabbed and rotated in opposite directions to easily separate the two blocks.
  • the two blocks are easily separated by applying a slight impact after the vertical joining of the two blocks.
  • the maximum compression after forming a cube using the block 8 is performed. The load was measured and the test results are explained in the experimental example.
  • a cube was formed and then subjected to a compression test.
  • the compression test was carried out by mounting the cubes in each material tester and applying a compressive load in the vertical direction at a speed of 5 mm / min. The maximum compressive load was measured on July 25, 2014. A test report was issued by the Korea Testing Institute. .
  • the maximum compressive load of the cube made from the block 8 of the edge-shaped Macformus block toy is 20 N (Newtons), and the maximum compressive load of the cube made of the block 1 of the present invention is 87 N.
  • the maximum compressive load of the cube made of block (1) of the present invention was increased by 335% compared to the cube made of block (8) of the Macformus block toy with rounded edges measured by (Newton).
  • the shape of the block 1 is a square, but the shape of the block is not limited thereto, and a block having various shapes such as a rectangle, a triangle, a hexagon, an octagon, and the like can be used.

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Abstract

본 고안은 자석이 내장된 블록완구의 블록 표면에 돌기와 홈 형태의 구조를 형성하여 블록 간의 상하접합, 수평접합, 수직접합에 있어서 각 블록의 돌기와 홈 형태의 구조들이 자연스럽게 서로 맞물리면서 각 블록 간에 안정적 접합이 이루어질 수 있도록 하는 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조에 관한 것이다.

Description

자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조
본 고안은 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자석이 내장된 블록완구의 블록 표면에 돌기와 홈 형태의 구조를 형성하여 블록 간의 상하접합, 수평접합, 수직접합에 있어서 각 블록의 돌기와 홈 형태의 구조들이 자연스럽게 서로 맞물리면서 각 블록 간에 안정적 접합이 이루어질 수 있도록 하는 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조에 관한 것이다.
주로 플라스틱제의 작은 블록들을 조립하여 원하는 입체 형상을 만들어 즐기는 완구를 블록완구라고 하는데, 블록완구에는 다수개의 블록이 세트 형태로 구성되어 있다.
블록완구에는 각 블록에 형성된 돌기와 홈 들을 서로 끼워맞추는 결합구조를 갖는 조립식 블록완구가 시판되고 있지만 조립 시 각 블록의 돌기와 홈의 위치를 하나하나 일치시켜 힘을 주어 끼워맞추어야 하며, 일단 조립이 되면 다른 입체 형상을 만들기 위해 각 블록들을 분해하기도 쉽지 않은 불편함이 있다.
한편 블록 내부에 자석을 장착하여 각 블록을 서로 가까이 가져가기만 하면 자력에 의하여 블록 간의 손쉬운 접합이 이루어지도록 하는 자석이 내장된 블록완구도 시판되고 있는데, 자석이 내장된 블록완구는 자석을 이용함으로써 편리하게 블록들을 서로 접합시킬 수 있고 조립 후 분해도 쉬운 이점은 있으나 대부분 블록의 가장자리가 라운딩 처리되어 각 블록 간의 접합이 견고하지 못하여 입체 형상으로 조립된 후에 약간의 충격만 가해지더라도 그 형상이 허물어지게 되는 단점이 있다.
본 고안은 자석이 내장된 블록완구의 블록 표면에 돌기와 홈 형태의 구조를 형성하여 블록 간의 상하접합, 수평접합, 수직접합에 있어서 각 블록의 돌기와 홈 형태의 구조들이 자연스럽게 서로 맞물리면서 각 블록 간에 안정적 접합이 이루어질 수 있도록 하는 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 고안의 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조는, 블록완구의 블록으로서 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)이 결합돌기(13) 및 결합공(14)에 의하여 결합되어 하나의 블록으로 만들어져 가운데 부분에 중공이 있는 정사각형의 패널 형태를 가지며, 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)의 4개의 변의 내부 중앙에는 자석의 회전구동을 위한 내부공간이 확보된 자석장착홈(15)이 형성되어 원기둥 형태의 자석(16)이 가장자리의 길이 방향과 나란하게 내장되는 블록에 있어서, 상기 상부 프레임(11)의 상면과 하부 프레임(12)의 하면에는 결합돌기(13)와 결합공(14) 사이에 수평돌기(21, 21-1)가 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 복수개의 수평돌기(21)가 형성되고 우측에는 상기 좌측에 형성되는 수평돌기(21)보다 1개 작은 개수의 수평돌기(21-1)가 형성되어 가장자리를 따라 일정 간격으로 가장자리와 나란한 방향으로 구비되며, 상기 상부 프레임(11)의 가장자리에는 상부 경사면(22)이 형성되고, 상기 상부 경사면(22)에서 하향 연장되어 상부 수직면(23)이 형성되며, 상기 하부 프레임(12)의 가장자리에는 하부 경사면(24)이 형성되고, 상기 하부 경사면(24)에서 상향 연장되어 하부 수직면(25)이 형성되며, 상기 상부 경사면(22)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 복수의 단으로 걸림홈(26)이 형성되고 우측에는 좌측에 형성된 걸림홈(26)의 단과 동일한 개수의 단으로 걸림턱(27)이 형성되며, 상기 하부 경사면(24)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 상기 상부 경사면(22)에 형성된 걸림홈(26)의 단과 동일한 개수의 단으로 걸림턱(27)이 형성되고 우측에는 상기 상부 경사면(22)에 형성된 걸림턱(26)의 단과 동일한 개수의 단으로 걸림홈(26)이 형성되며, 상기 상부 수직면(23)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 삽입홈(28)이 형성되고 우측에는 삽입돌기(29)가 형성되며, 상기 하부 수직면(25)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 삽입돌기(29)가 형성되고 우측에는 삽입홈(28)이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)이 결합된 블록(1)은 가로, 세로 각각 60~70mm, 두께 6~9mm로 형성되고, 상기 수평돌기(21, 21-1)의 높이는 0.25~0.35mm로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 걸림홈(26)의 각 홈의 깊이와 상기 걸림턱(27)의 각 턱의 높이는 각각 0.25~0.35mm로 형성되고, 상기 삽입홈(28)의 깊이와 상기 삽입돌기(29)의 높이는 각각 0.4~0.6mm로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 고안은 자석이 내장된 블록완구의 블록 표면에 돌기와 홈 형태의 구조를 형성하여 블록 간의 상하접합, 수평접합, 수직접합에 있어서 각 블록의 돌기와 홈 형태의 구조들이 자연스럽게 서로 맞물리면서 각 블록 간에 안정적 접합이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 본 고안은 자석이 내장된 블록완구의 블록들로 조립된 입체 형상이 구조적인 안정성을 갖게 하여 조립된 후에 어느 정도의 충격을 받더라도 그 형상이 허물어지지 않게 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 자석이 내장된 블록완구의 블록의 사시도,
도 2는 본 고안의 블록의 사시도,
도 3은 본 고안의 블록의 분해 사시도,
도 4는 본 고안의 블록 간의 상하접합을 나타내는 도면,
도 5는 도 4의 A-A선 단면도,
도 6은 본 고안의 블록 간의 수평접합을 나타내는 도면,
도 7은 본 고안의 블록 간의 수평접합의 단면도,
도 8은 본 고안의 블록 간의 수직접합을 나타내는 도면,
도 9는 본 고안의 블록 간의 수직접합의 단면도,
도 10 내지 12는 본 고안의 블록(실시예)과 비교예의 블록으로 조립한 정육면체의 최대 압축하중을 측정한 시험성적서이다.
[부호의 설명]
1 : 본 고안의 블록 2 : 상부 블록
3 : 하부 블록 4 : 전방 블록
4-1 : 전방 블록의 뒤쪽 가장자리 5 : 후방 블록
5-1 : 후방 블록의 앞쪽 가장자리 6 : 수평 블록
6-1 : 수평 블록의 알쪽 가장자리 7 : 수직 블록
7-1 : 수직 블록의 위쪽 가장자리 8 : 맥포머스 블록완구의 블록
11 : 상부 프레임 12 : 하부 프레임
13 : 결합돌기 14 : 결합공
15 : 자석장착홈 16 : 자석
21 : 수평돌기(3열) 21-1 : 수평돌기(2열)
22 : 상부 경사면 23 : 상부 수직면
24 : 하부 경사면 25 : 하부 수직면
26 : 걸림홈 27 : 걸림턱
28 : 삽입홈 29 : 삽입돌기
이하, 본 고안의 실시예, 비교예 및 실험예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
<실시예>
도 2, 3에 도시된 바와 같이 본 고안의 자석이 내장된 블록완구의 블록(1)은 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)이 결합돌기(13) 및 결합공(14)에 의하여 결합되어 하나의 블록으로 만들어져 가운데 부분에 중공이 있는 정사각형의 패널 형태를 가지며, 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)의 4개의 변의 내부 중앙에는 자석의 회전구동을 위한 내부공간이 확보된 자석 장착홈(15)이 형성되어 원기둥 형태의 자석(16)이 가장자리의 길이 방향과 나란하게 내장된다.
상기 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)이 결합된 블록(1)은 가로, 세로 각각 60~70mm, 두께 6~9mm로 가운데 부분에 중공이 있는 패널 형태로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 가로, 세로 각각 65mm, 두께 6mm에 미달하면 블록완구의 블록으로서 지나치게 작아지며, 가로, 세로 각각 70mm, 두께 9mm를 초과하면 블록완구의 블록으로서 지나치게 커지기 때문이다. 본 실시예에서 상기 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)이 결합된 블록(1)은 가로, 세로 각각 65mm, 두께 7mm로 가운데 부분에 중공이 있는 패널 형태이며, 4개의 변의 폭은 각각 11mm로 형성된다.
상기 상부 프레임(11)의 상면과 하부 프레임(12)의 하면에는 결합돌기(13)와 결합공(14) 사이에 수평돌기(21, 21-1)가 가장자리를 따라 일정 간격으로 가장자리와 나란한 방향으로 구비된다. 상기 수평돌기(21, 21-1)의 높이는 0.25~0.35mm로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 상기 수평돌기(21, 21-1)의 높이가 0.25mm에 미달하면 상부 프레임(11)의 수평돌기와 하부 프레임(12)의 수평돌기 간의 맞물리는 힘이 너무 약해지며, 상기 수평돌기(21, 21-1)의 높이가 0.35mm를 초과하면 수평돌기가 너무 높게 튀어나와 블록의 사용에 불편을 초래하기 때문이다. 본 실시예에서 상기 수평돌기(21, 21-1)의 높이는 0.3mm로 형성되고, 상부 프레임(11)의 상면에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 각 변의 좌측에 3열의 수평돌기(21), 우측에 2열의 수평돌기(21-1)가 형성되며, 하부 프레임(12)의 하면에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 각 변의 좌측에 2열의 수평돌기(21-1), 우측에 3열의 수평돌기(21)가 형성된다.
상기 상부 프레임(11)의 가장자리에는 상부 경사면(22)이 형성되고, 상기 상부 경사면(22)에서 하향 연장되어 상부 수직면(23)이 형성되며, 상기 하부 프레임(12)의 가장자리에는 하부 경사면(24)이 형성되고, 상기 하부 경사면(24)에서 상향 연장되어 하부 수직면(25)이 형성된다.
상기 상부 경사면(22)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 3단으로 걸림홈(26)이 형성되고 우측에는 3단으로 걸림턱(27)이 형성되며, 상기 하부경사면(24)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 3단으로 걸림턱(27)이 형성되고 우측에는 3단으로 걸림홈(26)이 형성된다. 상기 걸림홈(26)의 각 홈의 깊이와 상기 걸림턱(27)의 각 턱의 높이는 각각 0.25~0.35mm로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 상기 걸림홈(26)의 각 홈의 깊이와 상기 걸림턱(27)의 각 턱의 높이가 각각 0.25mm에 미달하면 예를 들어 상부 경사면(22)의 걸림턱(27)과 하부 경사면(24)의 걸림홈(26) 간의 맞물리는 힘이 너무 약해지며, 상기 걸림홈(26)의 각 홈의 깊이와 상기 걸림턱(27)의 각 턱의 높이가 각각 0.35mm를 초과하면 걸림턱(27)이 너무 높게 튀어나와 블록의 사용에 불편을 초래하기 때문이다. 본 실시예에서 상기 걸림홈(26)의 각 홈의 깊이와 상기 걸림턱(27)의 각 턱의 높이는 각각 0.3mm로 형성된다.
상기 상부 수직면(23)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 삽입홈(28)이 형성되고 우측에는 삽입돌기(29)가 형성되며, 상기 하부 수직면(25)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 삽입돌기(29)가 형성되고 우측에는 삽입홈(28)이 형성된다. 상기 삽입홈(28)의 깊이와 상기 삽입돌기(29)의 높이는 각각 0.4~0.6mm로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 상기 삽입홈(28)의 깊이와 상기 삽입돌기(29)의 높이가 0.4mm에 미달하면 예를 들어 상부 수직면(23)의 삽입홈(28)과 하부 수직면(25)의 삽입돌기(29) 간의 맞물리는 힘이 너무 약해지며, 상기 삽입홈(28)의 깊이와 상기 삽입돌기(29)의 높이가 0.6mm를 초과하면 상기 삽입돌기(29)가 너무 많이 튀어나와 블록의 사용에 불편을 초래하기 때문이다. 본 실시예에서는 상기 삽입홈(28)의 깊이와 상기 삽입돌기(29)의 높이는 각각 0.5mm로 형성된다.
상기와 같은 구성은 정사각형의 패널 형태를 갖는 본 고안의 블록(1)의 4개의 변과 가장자리에 각각 동일하게 형성된다.
이하 본 고안의 블록(1) 간 접합에 대하여 살펴보면, 본 고안의 블록(1) 간 접합에는 상하접합, 수평접합, 수직접합이 있다.
도 4는 본 고안의 블록 간의 상하접합을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다. 상부 블록(2)의 4개의 변의 하면에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에 2열의 수평돌기(21-1)가 형성되고 우측에 3열의 수평돌기(21)가 형성되며, 하부 블록(3)의 4개의 변의 상면에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에 3열의 수평돌기(21)가 형성되고 우측에 2열의 수평돌기(21-1)가 형성된다.
상부 블록(2)과 하부 블록(3)이 상하접합을 하면 상부 블록(2)의 수평돌기(21, 21-1)와 하부 블록(3)의 수평돌기(21, 21-1)가 서로 맞물려, 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이 상부 블록(2)의 하면 좌측에 형성된 2개의 수평돌기(21-1)는 하부 블록(3)의 상면 좌측에 형성된 3개의 수평돌기(21)에 맞물려, 상하 접합된 2개의 블록(2, 3)을 잡고 수평으로 서로 반대방향으로 밀더라도 움직이지 않고 견고하게 상하접합이 유지된다.
도 6은 본 고안의 블록 간의 수평접합을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 고안의 블록 간의 수평접합의 단면도이다. 전방 블록(4)의 뒤쪽 가장자리(4-1)의 상부 수직면(23)에는 그 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 삽입돌기(29)가 형성되고 우측에는 삽입홈(28)이 형성되며, 하부 수직면에는 그 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 삽입홈(28), 우측에는 삽입돌기(29)가 형성된다. 후방 블록(5)의 앞쪽 가장자리(5-1)의 상부 수직면(23)에는 그 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 삽입홈(28)이 형성되고 우측에는 삽입돌기(29)가 형성되며, 하부 수직면(25)에는 그 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 삽입돌기(29)가 형성되고 우측에는 삽입홈(28)이 형성된다.
전방 블록(4)과 후방 블록(5)이 수평접합을 하면 전방 블록(4)의 뒤쪽 가장자리(4-1)와 후방 블록(5)의 앞쪽 가장자리(5-1)의 삽입홈(28)과 삽입돌기(29)가 서로 맞물려 수평접합된 2개의 블록(4, 5)을 잡고 서로 반대방향으로 돌리더라도 움직이지 않고 견고하게 수평접합이 유지된다.
도 8은 본 고안의 블록 간의 수직접합을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 고안의 블록 간의 수직접합의 단면도이다. 수평 블록(6)의 앞쪽 가장자리(6-1)의 하부 경사면(24)에는 그 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 3단으로 걸림턱(27)이 형성되고 우측에는 3단으로 걸림홈(26)이 형성되며, 수직 블록(7)의 위쪽 가장자리(7-1)의 하부 경사면(24)에는 그 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 3단으로 걸림홈(26)이 형성되고 우측에는 3단으로 걸림턱(27)이 형성된다.
상기 하부 경사면(24)은 45°의 경사각을 가지며, 수평 블록(6)과 수직 블록(7)이 접합을 하면 수평 블록(6)과 수직 블록(7)은 90°의 직각 상태로 접합된다. 수평 블록(6)과 수직 블록(7)이 수직접합을 하면 수평 블록(6)과 수직 블록(7)의 걸림홈(26)과 걸림턱(27)이 서로 맞물려 견고하게 수직접합이 유지된다.
이와 같은 수직접합이 유지되는 강도를 과학적으로 확인하기 위하여 본 고안의 블록(1)을 이용하여 정육면체를 형성한 후 최대 압축하중을 측정하였으며, 그 시험결과는 실험예에서 설명한다.
<비교예>
시판되고 있는 자석이 내장된 맥포머스(MAGFORMERS) 블록완구 제품을 사용하였다. 상기 맥포머스 블록완구 제품의 블록(8)은 도 1에 도시된 바와 같이 가운데 부분에 중공이 있는 정사각형의 패널 형태를 가지며, 상기 블록(8)의 4개의 변의 내부 중앙에는 원기둥 형태의 자석(16)이 회전 구동이 가능하게 가장자리의 길이 방향과 나란하게 내장된다.
상기 블록(8)은 가로, 세로 각 65mm, 두께 7mm로 가운데 부분에 중공이 있는 패널 형태이고, 4개의 변의 폭은 11mm로 형성되어 있으며, 블록의 가장자리의 단면은 라운딩 처리되어 있다.
상기 블록(8) 2개를 실시예에서와 동일한 방법으로 상하접합, 수평접합, 수직접합을 하였다. 상기 블록의 가장자리의 단면은 라운딩 처리되어 있는 바, 상기 블록(8) 2개를 상하접합한 후 상하 접합된 2개의 블록을 잡고 수평으로 서로 반대방향으로 밀면 쉽게 2개의 블록이 분리되고, 상기 블록 2개를 수평접합한 후 수평 접합된 2개의 블록을 잡고 서로 반대방향으로 돌리면 쉽게 2개의 블록이 분리된다.
상기 2개의 블록을 수직접합한 후 약간의 충격만 가해도 쉽게 2개의 블록이 분리되는데, 이와 같은 수직접합의 강도를 과학적으로 확인하기 위하여 상기 블록(8)을 이용하여 정육면체를 형성한 후 최대 압축하중을 측정하였으며, 그 시험결과는 실험예에서 설명한다.
<실험예>
가장자리가 라운딩 처리된 맥포머스 블록완구의 블록(8)과 본 고안의 블록(1)을 이용하여 각각 정육면체를 형성한 후 압축시험을 하였다.
상기 압축시험은 재료시험기에 상기 정육면체를 각각 장착한 후 5mm/min의 속도로 수직방향으로 압축하중을 가하여 최대 압축하중을 측정하였으며, 2014년 7월 25일 한국산업기술시험원에서 시험성적서가 발급되었다.
상기 시험성적서에 의하면 가장자리가 라운딩 처리된 맥포머스 블록완구의 블록(8)으로 만든 정육면체의 최대 압축하중은 20 N(뉴턴), 본 고안의 블록(1)으로 만든 정육면체의 최대 압축하중은 87 N(뉴턴)으로 측정되어 가장자리가 라운딩 처리된 맥포머스 블록완구의 블록(8)으로 만든 정육면체에 비해 본 고안의 블록(1)으로 만든 정육면체의 최대 압축하중이 335% 증가하는 현저한 효과를 나타내었다.
본 고안에서는 블록(1)의 형상을 정사각형으로 하였으나, 블록의 형상이 이에 한정되는 것은 아니고 직사각형, 삼각형, 육각형, 팔각형 등과 같이 다양한 형상의 블록을 사용할 수 있다.
이상에서 같이 본 고안의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 고안은 설명되고 도시된 실시예에 의한 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니라 첨부된 실용신안등록청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 고안에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능한 것이므로 그러한 모든 변경 및 수정과 균등물들, 특히 패널 형태의 블록의 크기가 변함에 따라 돌기와 홈 형태의 구조의 길이, 높이, 간격 등이 변화되는 것 등도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
무

Claims (5)

  1. 블록완구의 블록으로서 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)이 결합돌기(13) 및 결합공(14)에 의하여 결합되어 하나의 블록으로 만들어져 가운데 부분에 중공이 있는 정사각형의 패널 형태를 가지며, 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)의 4개의 변의 내부 중앙에는 자석의 회전구동을 위한 내부공간이 확보된 자석장착홈(15)이 형성되어 원기둥 형태의 자석(16)이 가장자리의 길이 방향과 나란하게 내장되는 블록에 있어서,
    상기 상부 프레임(11)의 상면과 하부 프레임(12)의 하면에는 결합돌기(13)와 결합공(14) 사이에 수평돌기(21, 21-1)가 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 복수개의 수평돌기(21)가 형성되고 우측에는 상기 좌측에 형성되는 수평돌기(21)보다 1개 작은 개수의 수평돌기(21-1)가 형성되어 가장자리를 따라 일정 간격으로 가장자리와 나란한 방향으로 구비되며,
    상기 상부 프레임(11)의 가장자리에는 상부 경사면(22)이 형성되고, 상기 상부 경사면(22)에서 하향 연장되어 상부 수직면(23)이 형성되며, 상기 하부 프레임(12)의 가장자리에는 하부 경사면(24)이 형성되고, 상기 하부 경사면(24)에서 상향 연장되어 하부 수직면(25)이 형성되며,
    상기 상부 경사면(22)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 복수의 단으로 걸림홈(26)이 형성되고 우측에는 좌측에 형성된 걸림홈(26)의 단과 동일한 개수의 단으로 걸림턱(27)이 형성되며, 상기 하부 경사면(24)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 상기 상부 경사면(22)에 형성된 걸림홈(26)의 단과 동일한 개수의 단으로 걸림턱(27)이 형성되고 우측에는 상기 상부 경사면(22)에 형성된 걸림턱(26)의 단과 동일한 개수의 단으로 걸림홈(26)이 형성되며,
    상기 상부 수직면(23)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 삽입홈(28)이 형성되고 우측에는 삽입돌기(29)가 형성되며, 상기 하부 수직면(25)에는 각 변의 중앙을 기준으로 소정 간격을 두고 좌측에는 삽입돌기(29)가 형성되고 우측에는 삽입홈(28)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)이 결합된 블록(1)은 가로, 세로 각각 60~70mm, 두께 6~9mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수평돌기(21, 21-1)의 높이는 0.25~0.35mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 걸림홈(26)의 각 홈의 깊이와 상기 걸림턱(27)의 각 턱의 높이는 각각 0.25~0.35mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 삽입홈(28)의 깊이와 상기 삽입돌기(29)의 높이는 각각 0.4~0.6mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 자석이 내장된 블록완구의 블록 간 접합을 위한 표면구조.
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