WO2015160060A1

WO2015160060A1 - 자석완구의 자석 장착구

Info

Publication number: WO2015160060A1
Application number: PCT/KR2014/010609
Authority: WO
Inventors: 송경운
Original assignee: 주식회사 에드토이
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2015-10-22
Also published as: KR20150120098A; KR101600529B1

Abstract

본 발명은 조립식 자석완구의 자석 장착구에 관한 것으로서, 자석완구의 외면에 결합되는 자석 장착구의 각 구성들을 간단한 조립가능하여 자석 장착구의 제작이 용이하고, 자석 장착구를 자석완구에 손쉽게 결합하며, 상기 자석 장착구의 내부에 영구자석이 탈거되는 것을 방지하도록 한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 자석완구의 자석 장착구는, 내부에 형성되는 원통형의 삽입부와, 상기 삽입부 측인 일면에 형성되어 상기 삽입부의 직경보다 작은 직경을 갖는 투공부가 구비된 하우징; 상기 하우징의 삽입부 내에 삽입 설치되는 자석홀더; 상기 자석홀더의 내부에서 상하 이동 및 극성 전환을 위한 회전이 가능하게 삽입 설치되는 자력을 갖는 영구자석; 상기 하우징의 삽입부 입구 측에 결합되어 상기 삽입부에서 자석홀더와 영구자석이 외부로 탈거되는 것을 방지하는 막음플레이트;로 구성된 것이다.

Description

자석완구의 자석 장착구

본 발명은 자력을 이용하여 3차원적 입체구조물로 조립할 수 있도록 한 자석완구에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 자석완구의 외면에 결합되는 자석 장착구의 각 구성들을 간단한 조립가능하여 자석 장착구의 제작이 용이하고, 상기 자석 장착구를 자석완구에 손쉽게 결합하며, 상기 자석 장착구의 내부에 영구자석이 탈거되는 것을 방지하도록 하는 자석완구의 자석 장착구에 관한 것이다.

일반적으로, 자석완구는 선형, 패널형 또는 블록형 등으로 이루어진 단위 구성부재에 자석을 결합하여 상기 자석의 자력을 이용하여 단위 구성부재들을 소정의 형상을 갖는 3차원적 입체구조물로 조립할 수 있도록 한 것이다.

상기 자석완구 중에서 선형(막대)의 단위 구성부재 즉, 선형의 자석완구 경우에는 상기 선형의 자석완구 양단부에 영구자석이 고정된 상태로 각각 결합되어 있음으로써, 상기 선형의 자석완구의 양단부에 결합된 영구자석의 자력을 이용하여 상기 선형의 자석완구들을 직선상으로 연결되도록 조립하거나 또는, 금속볼을 매개로 하여 3차원적인 입체 구조물로 조립한다.

그러나, 상기 선형의 자석완구는 단순히 직선상으로 연속적인 연결이 이루어지는 것이어서 다양한 형태로의 조립이 불가능하다는 한계가 있으며, 상기 금속 볼을 연결 매개체로 사용하는 때에는 금속볼의 특성상 바닥을 이리 저리 굴러다녀 취급 및 보관이 어려움이 있으며, 또한 유아나 어린이의 경우 자석완구를 가지고 놀다가 금속볼을 삼키게 되는 심각한 안전사고의 우려가 제기되어 사회적으로도 물의를 일으킨 바가 있으며, 상기 선형의 자석완구와 금속볼을 이용하여 3차원의 조립체를 구축하는 경우 선형의 자석완구 간의 결합에 의한 트러스 구조물로서 폐쇄된 표면이 아닌 투공부를 갖는 일종의 메쉬면을 보임에 따라 현실적으로 입체감이 떨어지고 조형미의 발현에도 제한이 따르고 있다.

그래서, 상기 선형의 자석완구의 단점을 보완하기 위한 형태로서, 육면체로 대표되는 목재 또는 플라스틱 재질의 블록형 자석완구가 있으며, 상기 블록형 자석완구의 각 표면에 영구자석을 각각 장착 또는 매립 설치하여 상기 영구자석의 자력을 통한 블록형 자석완구들 간의 면간 결합을 통해 소정의 형상을 갖는 3차원적 입체구조물로 조립한다.

여기서, 상기 블록형 자석완구에서 영구자석의 결합형태를 살펴보면, 기본적이고 초보적인 형태로서 단위 블록의 표면부나 면치기된 모서리부에 영구자석을 매입 고정시키는 방식을 들 수 있다. 그런데, 상기와 같이 영구자석이 블록의 표면부에 고정되는 경우 이에 결합되는 다른 단위 블록에 매입 고정되어 있는 영구자석과의 관계에서 그 극성이 서로 동일한 경우 인력이 아닌 척력이 발생하여 단위 블록부재들 간의 결합이 불가능해지게 되어, 극성을 확인해 가면 단위 블록부재들 간의 조립이 이루어지도록 해야 하므로 조립 자유도가 떨어질 수 없다는 문제점을 안고 있다.

이와 같이, 자력을 이용한 조립식 블록형 자석완구에서 자석의 고정에 따른 조립 자유도의 저하를 해소하기 위하여, 국내 공개특허공보 10-2004-0065186호 "회전형 자석접합장치'가 게재되어 있는바, 상기 회전형 자석접합장치는 육면체에 목재블록으로 이루어진 단위 블록본체의 적어도 어느 한 면 상에 자석장착홈이 형성되어 그 내부에 구형 또는 원통형으로서 자석장착홈의 크기에 비해 상대적으로 적은 크기의 영구자석이 내장된 상태에서 자석장착홈의 입구를 자석이탈방지수단으로서의 하부면이 트여진 원통형의 캡이 씌어진 구조를 취하고 있고, 상기 캡의 하단 외주연부에는 자유단부 소정폭을 외측으로 절첩하여 형성한 스톱퍼가 구비되어 캡의 이탈을 방지되도록 구성되어, 상기 단위 블록본체는 다른 단위 블록본체와의 조립을 위해 서로 면간 근접을 시키는 때에 서로 접근되는 자석장착홈 내부의 영구자석은 그 극성이 서로 반대가 되도록 회전하여 상호 간에 인력이 작용하도록 위치변화가 이루어지게 되어 상기 두 단위 블록본체가 소정거리 이상 근접되기만 하면 자력에 의해 대응되는 면간의 자력결합이 이루어지게 된다.

상기 회전형 자석접합장치에서 자석 장착구조에서는 주로 목재로 이루어진 블록본체의 표면부에 드릴 등의 공구를 이용하여 원통형의 자석장착홈을 형성하고 그 내부에 영구자석을 삽입한 상태에서 캡을 씌워 영구자석의 이탈이 방지되도록 한 구조를 취하고 있어 상기 블록본체에 자석장착홈의 형성 및 상기 자석장착홈에 영구자석을 삽입한 상태에서 캡의 결합하는 작업 등에 매우 불편하고 작업 공정의 증가로 인한 작업 효율성이 저하되는 문제가 있었다.

그리고, 캡의 하단부에 구비된 스톱퍼에 의해서 블록본체에 고정된 캡을 포함한 영구자석의 이탈 우려가 높다. 즉, 단위 블록본체를 이용하여 조립물을 구축하고 해체하는 과정을 반복하는 가운데 캡 내부에 위치한 영구자석은 캡의 상단면에 충격을 가하거나 서로 자력결합된 영구자석과의 관계에서 캡의 상단면에 접촉한 상태에서 캡을 블록본체의 외측으로 밀어내도록 하는 힘을 작용하거나 상기의 힘이 반복적으로 작용하게 되면 캡이 자석장착홈을 벗어나 결국에는 블록본체로부터 이탈되고 이에 수반하여 그 내부에 위치하던 영구자석까지도 함께 이탈되는 문제가 있었다.

또한, 조립식 자석블록을 가지고 노는 연령대가 유아나 취학 전 아동임을 감안할 때 블록본체로부터 이탈된 대체로 콩알만한 작은 크기의 영구자석은 유아 또는 아동의 입속으로 들어갈 우려가 높으며, 그러한 경우에는 매우 치명적인 위험에 놓이게 되는 등 안전사고의 위험성이 매우 높은 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 자석완구의 외면에 이동 및 회전가능한 형태로 영구자석이 삽입 설치되는 자석홀더를 하우징에 설치한 자석 장착구를 결합함으로써, 상기 자석 장착구의 각 구성들을 간단하게 조립 가능하여 상기 자석 장착구의 제작이 용이함은 물론 상기 영구자석을 포함한 자석 장착구를 자석완구에 손쉽고 용이하게 결합할 수 있을 뿐만 아니라 상기 자석 장착구에서 영구자석이 외부로 탈거되는 것을 방지하도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자력을 이용하여 3차원적 입체구조물로 조립할 수 있도록 자석완구의 외면에 결합되는 자석 장착구에 있어서, 상기 자석 장착구는, 내부에 형성되는 원통형의 삽입부와, 상기 삽입부 측인 일면에 형성되어 상기 삽입부의 직경보다 작은 직경을 갖는 투공부가 구비된 하우징; 상기 하우징의 삽입부 내에 삽입 설치되는 자석홀더; 상기 자석홀더의 내부에서 상하 이동 및 극성 전환을 위한 회전이 가능하게 삽입 설치되는 자력을 갖는 영구자석; 상기 하우징의 삽입부 입구 측에 결합되어 상기 삽입부에서 자석홀더와 영구자석이 외부로 탈거되는 것을 방지하는 막음플레이트;로 구성됨을 특징으로 하는 자석완구의 자석 장착구가 제공된다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 자석완구의 외면에 결합되는 자석 장착구에 삽입부를 갖는 하우징의 삽입부에 삽입되는 영구자석이 상하 이동 및 회전가능하게 삽입되는 자석홀더 및, 상기 자석홀더의 입구를 막는 막음플레이트로 구성함으로써, 상기 자석 장착구의 각 구성들을 간단하게 조립 가능하여 상기 자석 장착구의 제작이 용이할 뿐만 아니라, 상기 영구자석을 포함한 자석 장착구를 자석완구에 용이하게 결합함에 따라 작업 효율성 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기 자석 장착구의 하우징에 형성된 투공부 보다 자석홀더를 크게 형성하고, 상기 자석홀더에 영구자석이 내장된 상태로 설치됨으로써, 상기 영구자석의 자력을 이용하여 자석완구와 자석완구를 조립하여 3차원적인 입체구조물을 조립하는 과정 또는, 상기 자석완구 및 자석 장착구에 가해지는 외부 충격에 의해서도 상기 자석 장착구에 구비된 영구자석이 상기 자석 장착구의 외부로 탈거되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있다.

그러므로, 상기 자석완구를 가지고 노는 연령대의 유아나 취학 전 아동이 상기 자석 장착구의 각 구성 즉, 작은 크기의 각 구성들 즉, 영구자석, 자석홀더 등이 을 입속으로 넣은 경우를 방지하므로 안전사고를 미연에 방지하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명 자석 장착구가 결합된 자석완구를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명 자석완구의 자석 장착구의 각 구성을 분리한 상태의 분리 사시도.

도 3은 본 발명 자석완구의 자석 장착구의 각 구성을 단면한 상태로 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명 자석완구의 자석 장착구의 각 구성이 결합된 상태로 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명 자석완구와 자석완구의 각 자석 장착구가 맞대어진 부분을 확대한 상태로 도시한 단면도.

도 6은 본 발명 자석 장착구가 결합된 자석완구의 사용상태도.

이하, 본 발명에 따른 자석완구의 자석 장착구는 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 자력을 이용하여 3차원적 입체구조물로 구축할 수 있도록 한 블록형태의 자석완구(10)가 구비되어 있고, 상기 자석완구(10)의 외면에는 자력을 이용하여 블록형태의 자석완구(10)들을 붙였다 떼었다하면서 다양한 형태의 입체구조물로 조립가능하도록 자력을 갖는 영구자석(130)이 구비된 자석 장착구(100)가 결합되어 있다.

상기 자석 장착구(100)는 도 1 내지 도 4에서와 같이, 상기 자석완구(10)의 외면에 결합되는 하우징(110)이 구비되어 있고, 상기 하우징(110)의 내부에는 후술할 자석홀더(120)가 삽입될 수 있도록 한 원통형의 삽입부(111)가 형성되어 있으며, 상기 삽입부(111)의 외면에는 복수 개의 가이드홈(112)이 형성되어 있다.

상기 삽입부(111) 측인 하우징(110)의 일면에는 후술할 자석홀더(120)가 탈거되지 않도록 함은 물론 후술할 영구자석(130)의 자력이 외부로 작용될 수 있도록 상기 삽입부(111)의 직경보다 작은 직경을 갖는 투공부(110a)가 형성되어 있다.

상기 하우징(110)의 삽입부(111) 내에 후술할 영구자석(130)이 상하 이동 및 회전가능한 상태로 삽입되는 자석홀더(120)가 삽입 설치되어 있으며, 상기 자석홀더(120)의 외면에는 상기 하우징(110)의 삽입부(111)에 자석홀더(120)가 정확한 위치에서 용이하게 삽입 설치되도록 상기 자석홀더(120)의 삽입을 안내 및 상기 삽입부(111)에 삽입 설치된 자석홀더(120)가 삽입부(111) 내에서 자유롭게 유동 및 회전되는 것을 방지하도록 상기 삽입부(111)의 각 가이드홈(112)에 삽입 설치되는 복수 개의 가이드축(121)이 형성되어 있다.

상기 가이드홈(112)과 상기 가이드축(121)은 동일한 위치 및 개수로 형성되어 있고, 상기 가이드홈(112)은 가이드축(121) 보다 더 많이 형성할 수 있으며, 상기 복수 개의 가이드홈(112)과 가이드축(121)은 서로 마주보는 형태로 양측부에 각각 형성하거나 또는 서로 마주보는 형태로 방사상 형태로 각각 형성할 수 있는데, 이는 상기 자석 장착구(100)의 사용 목적이나 효과 및 제작여건과 구매자의 요구조건에 따라 다양한 형태로 구비하기 위함이다.

상기 자석홀더(120)의 일면 외주면에는 톱니형상의 미끄럼방지돌부(122)가 자석홀더(120)의 외주면을 따라 형성되어 있고, 상기 톱니형상의 미끄럼방지돌부(122)는 하우징(110)의 내면에 자석홀더(120)가 밀착된 상태에서 하우징(110)의 투공부(110a)을 통해 상기 하우징(110)의 외부로 돌출되도록 형성되어 있다.

즉, 상기 자석완구(10)와 다른 자석완구(10)의 외면에 각각 결합된 자석 장착구(100)가 서로 맞닿은 상태에서 상기 미끄럼방지돌부(122)는 도 4와 도 5에서와 같이 하우징(110)의 외부로 돌출되게 위치함에 따라 상기 각 자석홀더(120)의 미끄럼방지돌부(122)는 서로 맞물림으로 인해 상기 자석완구(10)와 다른 자석완구(10) 간에 미끄러지는 현상을 방지할 뿐만 아니라 상기 자석 장착구(100)와 다른 자석 장착구(100)가 맞닿은 상태에서 자석완구(10)를 회전시키면 서로 맞물려 있는 각 자석홀더(120)의 미끄럼방지돌부(122)가 서로 부딪히면서 소리를 발생함에 따라 재미를 한층 높이도록 한 것이다.

상기 미끄럼방지돌부(122)가 형성된 자석홀더(120)의 일면 중앙부에는 상기 자석홀더(130) 내에서 삽입 설치되는 후술할 영구자석(130)의 자력을 향상 즉, 자석완구(10)의 영구자석(130)과 다른 자석완구(10)의 영구자석(130) 간에 잡아당기는 인력을 향상시키도록 하는 통공(123)이 관통 형성되어 있고, 상기 통공(123)은 상기 삽입부(111)의 투공부(110a) 측에 위치 형성되어 있으며, 상기 자석홀더(120)의 통공(123)은 상기 자석 장착구(100)의 사용목적이나 효과 및 제작여건 등에 따라 형성하거나 또는 형성하지 않을 수 있다.

상기 자석홀더(120)의 내부에서 상하 이동 및 극성 전환을 위한 회전이 가능하도록 일정 자력을 갖는 영구자석(130)이 삽입 설치되어 있으며, 상기 영구자석(130)은 원통 형상 또는 원판 형상, 삼각이나 사각형 등의 다각형 형상 또는 불규칙한 형상 등 다양한 형상으로 형성가능하다.

상기 하우징(110)의 삽입부(111) 입구 측에는 상기 삽입부(111)에 삽입 설치되어 있는 자석홀더(120)와 영구자석(130)이 상기 삽입부(111)의 외부로 탈거되는 것을 방지하도록 상기 삽입부(111)의 입구 측을 막는 막음플레이트(140)가 결합되어 있으며, 상기 막음플레이트(140)는 가이드홈(112)을 포함한 삽입부(111)의 형상과 동일하게 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 자석완구(10)의 자석 장착구(100)를 구성하는 하우징(110) 내에 형성된 삽입부(111) 내로 자석홀더(120)를 삽입 즉, 삽입부(111)의 내부에 위치되도록 자석홀더(120)를 위치시킴과 함께 상기 삽입부(111)에 형성된 각 가이드홈(112)에 상기 자석홀더(120)의 각 가이드축(121)을 각각 위치시킨 상태에서 상기 삽입부(111) 측으로 자석홀더(120)를 이동시킨다.

그러면, 상기 각 가이드홈(112)으로 각 가이드축(121)이 각각 삽입됨과 함께 상기 삽입부(111) 내에서 자석홀더(120)의 본체가 삽입 즉, 가이드홈(112)과 가이드축(121)에 의하여 상기 삽입부(111) 내에 자석홀더(120)는 정확한 결합 위치에 손쉽고 용이하게 삽입 설치된다.

그런 다음, 상기 자석홀더(120) 내로 영구자석(130)을 삽입한 후 상기 영구자석(130)이 자석홀더(120) 내에 삽입된 상태에서 상기 삽입부(111)의 입구 측에 막음플레이트(140)가 막도록 위치시킨 다음 상기 막음플레이트(140)를 삽입부(111)의 입구 측에 밀착 결합 즉, 열융착 방식 또는 접착제를 이용한 접착방식 등으로 결합한다.

그러므로, 상기 막음플레이트(140)에 의하여 상기 삽입부(111) 내에 삽입 설치된 자석홀더(120)와 영구자석(130)은 상기 삽입부(111) 내에서 외부로 탈거되는 것이 방지될 뿐만 아니라 상기 자석홀더(120)와 영구자석(130)는 삽입부(111) 내에서 어느 정도의 상하 이동 가능함은 물론 상기 영구자석(130)은 자석홀더(120) 내에서 극성 전환을 위한 회전이 가능하다.

상기 하우징(110)에 자석홀더(120)와 영구자석(130)이 삽입 설치된 자석 장착구(100)를 자석완구(10)의 외면 즉, 도 1에서와 같이 자석완구(10)의 외면에 돌출된 단부 측에 자석 장착구(100)를 각각 결합한다.

이때, 상기 자석완구(10)의 외면에 자석 장착구(100)를 결합하는 방식으로는 열융착 방식 또는 고주파융착 방식 또는 접착제를 이용한 접착방식은 물론 다양한 결합방식이 있으며, 이 중 어느 방식을 채택하여도 무방하다.

상기 외면에 복수 개의 자석 장착구(100)가 각각 결합된 자석완구(10)와 다른 자석완구(10)를 도 6에서와 같이 위치시키게 되면, 상기 자석완구(10)의 자석 장착구(100) 내에 삽입 설치된 영구자석(130)과 상기 다른 자석완구(10)의 자석 장착구(100) 내에 삽입 설치된 영구자석(130)은 회전을 통해 자유로운 극성 전환이 이루어지면서 서로 다른 극성을 갖는다.

그러므로, 상기 각 영구자석(130)은 서로 당기는 인력이 작용되면서 도 5에서와 같이 붙게 되고, 이와 같은 방식으로 상기 자석완구(10)들을 붙여 나감에 따라 상기 자석완구(10)들은 자서결합을 통한 다양한 형태의 3차원적인 입체구조물을 구축할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 자석완구의 자석 장착구는 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있으므로 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되는 것이다.

Claims

자력을 이용하여 3차원적 입체구조물로 조립할 수 있도록 자석완구의 외면에 결합되는 자석 장착구에 있어서,

상기 자석 장착구는, 내부에 형성되는 원통형의 삽입부와, 상기 삽입부 측인 일면에 형성되어 상기 삽입부의 직경보다 작은 직경을 갖는 투공부가 구비된 하우징;

상기 하우징의 삽입부 내에 삽입 설치되는 자석홀더;

상기 자석홀더의 내부에서 상하 이동 및 극성 전환을 위한 회전이 가능하게 삽입 설치되는 자력을 갖는 영구자석;

상기 하우징의 삽입부 입구 측에 결합되어 상기 삽입부에서 자석홀더와 영구자석이 외부로 탈거되는 것을 방지하는 막음플레이트;로 구성됨을 특징으로 하는 자석완구의 자석 장착구.
제 1 항에 있어서,

삽입부의 외면에는 복수 개의 가이드홈이 형성되고, 자석홀더의 외면에는 상기 각 가이드홈으로 삽입되는 복수 개의 가이드축이 형성되어, 상기 삽입부의 각 가이드홈으로 상기 자석홀더의 각 가이드축을 각각 삽입함에 따라 상기 삽입부에 자석홀더는 유동됨 없이 삽입 설치되도록 함을 특징으로 하는 자석완구의 자석 장착구.
제 1 항에 있어서,

자석홀더의 일면 외주면에는 톱니형상의 미끄럼방지돌부가 자석홀더의 외주면을 따라 형성됨을 특징으로 하는 자석완구의 자석 장착구.