KR20230060020A - 자석완구용 자석 장착구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자석완구용 자석 장착구에 관한 것으로, 그 목적은 특정 구조의 하우징 내에 영구자석을 유동 가능한 상태로 수납하여 자석 장착구를 형성함에 따라, 블럭형 자석완구에서 각 블럭의 결합을 위해 매립 설치되는 자석 장착구를 보다 간단하면서 견고한 구조물로 제작할 수 있도록 한 자석완구용 자석 장착구를 제공함에 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 자석완구용 자석 장착구는, 일면에 자력투과부가 형성되고, 타면은 개방된 원통형상의 하우징과; 상기 하우징의 개방된 면에 결합되어 상기 하우징 내부를 폐쇄시키는 원판형상의 덮개 및; 일정 두께의 원판형상으로 이루어져, 상기 덮개를 매개로 폐쇄되는 하우징 내에 자유롭게 유동 가능하도록 수납되며, 상기 자력투과부를 통해 외부에 자력을 미치도록 제공되는 영구자석;을 포함하여 구성된다.

Description

자석완구용 자석 장착구{MAGNET MOUNTING DEVICE FOR MAGNETIC TOY}

본 발명은 자석완구용 자석 장착구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영구자석을 포함하는 특정 구조물로 제작되어 블럭형태를 갖는 자석완구의 각 면에 매립 설치된 상태에서 각 블럭이 자석의 극성에 구애됨이 없이 상호 결합 가능하도록 하는 자석완구용 자석 장착구에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 자석완구는 선형, 패널형 또는 블럭형 등으로 이루어진 단위 구성부재에 자석을 결합한 후, 상기 자석의 자력을 이용하여 단위 구성부재들을 소정의 형상을 갖는 3차원적 입체구조물로 조립할 수 있도록 이루어진다.

상기 자석완구의 일예로, 목재 또는 플라스틱 재질의 육면체 등으로 이루어진 블럭형 자석완구가 있는데, 상기 블럭형 자석완구는 육면체의 각 표면에 영구자석이 각각 장착 또는 매립 설치되어, 상기 영구자석의 자력을 통한 블럭형 자석완구들 상호 간의 면 결합을 통해 소정의 형상을 갖는 3차원적 입체구조물을 조립할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 영구자석이 블럭의 표면부에 고정되는 경우, 이에 결합되는 다른 단위 블럭에 고정되어 있는 영구자석과의 관계에서 그 극성이 서로 동일한 경우 인력이 아닌 척력이 발생하여 단위 블럭부재들 간의 결합이 불가능해지게 되어, 극성을 확인해 가면 단위 블럭부재들 간의 조립이 이루어지도록 해야만 하므로 조립 자유도가 떨어지는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 국내 등록특허 제10-1600529호에는 "자력을 이용하여 3차원적 입체구조물로 조립할 수 있도록 자석완구의 외면에 결합되는 자석 장착구에 있어서, 상기 자석 장착구(100)는, 내부에 형성되는 원통형의 삽입부와, 상기 삽입부 측인 일면에 형성되어 상기 삽입부의 직경보다 작은 직경을 갖는 투공부가 구비된 하우징; 외면에는 복수 개의 가이드홈이 형성되는 삽입부(110); 외면에는 상기 각 가이드홈으로 삽입되는 복수 개의 가이드축이 형성되어, 상기 삽입부의 각 가이드홈으로 각 가이드축을 각각 삽입함에 따라 상기 삽입부에 유동됨 없이 삽입 설치되는 자석홀더(120); 상기 자석홀더의 내부에서 상하 이동 및 극성 전환을 위한 회전이 가능하게 삽입 설치되는 자력을 갖는 영구자석(130); 상기 하우징의 삽입부 입구 측에 결합되어 상기 삽입부에서 자석홀더와 영구자석이 외부로 탈거되는 것을 방지하는 막음플레이트(140);로 구성된 것."을 특징으로 하는 '자석완구의 자석 장착구'가 개시되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 '자석완구의 자석 장착구'는 블럭형 자석완구에서 상호 맞닿아 결합되는 블럭의 자석 극성이 서로 동일한 경우 인력이 아닌 척력이 발생하여 단위 블럭부재들 간의 결합이 불가능해지는 문제점은 해결하였으나, 상기 자석 장착구(100)가 복잡한 구조를 갖는 하우징(110)과 자석홀더(120), 막음플레이트(140) 등을 포함하여 구성됨과 아울러, 원활한 제품의 제작을 위해서는 상기 영구자석(130)에 소정 홀을 천공해야만 하므로, 이에 부품제작 및 조립 등에 많은 시간 및 비용이 소요되면서 경제성이 떨어지는 문제점이 발생하게 되었다.

국내 등록특허 제10-1600529호 국내 공개특허공보 제10-2011-0026895호 국내 공개특허공보 제10-2004-0065186호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 특정 구조의 하우징 내에 영구자석을 유동 가능한 상태로 수납하여 자석 장착구를 형성함에 따라, 블럭형 자석완구에서 각 블럭의 결합을 위해 매립 설치되는 자석 장착구를 보다 간단하면서 견고한 구조물로 제작할 수 있도록 한 자석완구용 자석 장착구를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자석완구용 자석 장착구는, 일면에 자력투과부가 형성되고, 타면은 개방된 원통형상의 하우징과; 상기 하우징의 개방된 면에 결합되어 상기 하우징 내부를 폐쇄시키는 원판형상의 덮개 및; 일정 두께의 원판형상으로 이루어져, 상기 덮개를 매개로 폐쇄되는 하우징 내에 자유롭게 유동 가능하도록 수납되며, 상기 자력투과부를 통해 외부에 자력을 미치도록 제공되는 영구자석을 포함하여 구성된 것;을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 자력투과부가 형성되는 하우징 일면의 내면은 일정 치수 이상의 두께를 갖도록 형성되고, 그 중앙에는 상기 영구자석의 직경과 대응되게 안착홈이 요입 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게, 상기 자력투과부는 상기 안착홈과 대응되는 하우징 일면에 형성되되, 그 중앙에 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀 주위에는 상기 안착홈에 위치하는 영구자석을 단속함과 동시에 자력이 투과되도록 박막으로 이루어진 단속부가 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게, 상기 하우징 일면의 내면 및 그와 인접한 하우징의 내주면에 걸쳐서는 하우징에 수납된 영구자석을 상기 안착홈 내로 가이드 하기 위한 다수 개의 안착 가이드부가 일정 간격을 이루면서 리브형태로 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자력투과부가 형성되는 하우징 일면의 외면에는 타 자석 장착구와 맞물리도록 톱니부가 원형태로 형성되어 구성됨이 바람직하다.

또, 상기 하우징에 결합되는 덮개의 내면에는 상기 하우징 내주면과 대응되도록 끼움부가 일정 높이로 돌출 형성되며, 상기 끼움부와 일정 간격 이격된 안쪽으로는 일정 높이의 돌출부가 원형상을 이루도록 돌출 형성되어 구성됨이 바람직하다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 대략 원통형상을 갖는 하우징 내에 자유롭게 유동 가능한 상태로 영구자석이 수납되어 자석완구용 자석 장착구가 형성됨에 따라, 보다 간단한 구조로 자석 장착구를 구현할 수 있는 효과가 있게 되며, 이에 따른 부품 및 조립공정의 단순화를 통해 생산성을 향상시킴과 아울러 경제성을 높일 수 있는 효과가 있게 된다.

이때, 자석완구용 자석 장착구는 보다 간단한 구조로 구현된 상태에서도 종래 자석 장착구와 동일한 기능을 나타냄은 물론, 해당 자석 장착구가 적용된 블럭의 반복적인 탈부착 시에도 자석 장착구의 임의적인 고장이나 파손이 방지되면서, 영구자석의 분리에 따라 발생될 수 있는 어린이 등의 각종 안전사고가 미연에 방지될 수 있는 효과도 있게 된다.

도 1은 종래 자석완구용 자석 장착구의 구성을 나타내는 분리사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구의 외관을 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구의 구성을 나타내는 분리사시도,
도 4a 및 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구의 구성을 나타내는 단면도 및 분리단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구 상호 간의 흡착상태를 나타내는 단면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구가 적용된 블럭형 자석완구의 사용상태를 나타내는 사시도이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구의 외관을 나타내는 사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구의 구성을 나타내는 분리사시도, 도 4a 및 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구의 구성을 나타내는 단면도 및 분리단면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 자석완구용 자석 장착구는, 특정 구조를 갖는 하우징(10) 내부에 영구자석(30)이 자유롭게 유동 가능한 상태로 수납되어, 블럭형 자석완구에서 각 블럭(40)의 결합을 위해 매립 설치되는 자석 장착구가 보다 간단하면서 견고한 구조물로 구현될 수 있게 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구는 목재 또는 플라스틱 재질을 매개로 다면체 또는 원통형상 등으로 이루어진 블럭형 자석완구에 적용되어, 각 블럭(40)의 표면에 영구자석(30)을 포함한 구조로 매립 설치되도록 이루어진다.

이에, 상기 영구자석(30)의 자력을 매개로 다수 개의 블럭(40)이 상호 간의 면 결합으로 연결됨에 따라, 소정의 형상을 갖는 3차원적 입체구조물로 조립될 수 있게 된다.

이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구는, 소정 형상을 갖는 하우징(10) 및 덮개(20) 내부에 일정 두께를 갖는 원판형상이나 원통형상으로 이루어진 영구자석(30)이 수납되어 구성된다.

상기 하우징(10)은 대략 원통형상의 몸체로 이루어지되, 그 일면에는 특정 구조로 자력투과부(12)가 형성되고, 타면은 개방된 형태로 이루어져, 상기 덮개(20)를 통해 선택적으로 폐쇄되도록 구성된다.

상기 덮개(20)는 대략 원통형상을 갖는 하우징(10)과 대응되는 원판형상으로 형성되며, 상기 하우징(10)과 결합되는 덮개(2) 내면에는 상기 하우징(10) 내주면과 대응되도록 끼움부(22)가 일정 높이로 돌출 형성되어 구성된다.

상기 끼움부(22)에는 일정 간격으로 다수 개의 홈이 형성되어, 상기 하우징(10)과의 결합 시 소정 탄성력을 제공하도록 구성될 수 있다.

또, 상기 덮개(20)의 끼움부(22)와 일정 간격 이격된 안쪽으로는 대략 원형상을 이루는 돌출부(24)가 일정 높이로 돌출 형성되어, 상기 영구자석(30)을 상기 하우징(10)의 자력투과부(12) 측에 가까워지도록 유도하는 기능을 수행하도록 구성된다.

즉, 상기 덮개(20)에 구비되는 돌출부(24)는 상기 하우징(10) 내에서 영구자석(30)이 상기 덮개(20) 측으로 쏠려 자력투과부(12) 측으로의 자력 제공 기능이 상실되는 것을 방지하는 한편, 영구자석(30)이 상기 덮개(20)와 인접한 지점이 위치함에 따라 동일한 블럭(40)에 장착되는 타 하우징(30) 내의 영구자석(30) 상호 간과 임의적인 간섭이 발생되는 것을 방지하는 기능을 수행하게 된다.

이때, 상기 덮개(20)에 형성되는 돌출부(24)는 상기 하우징(10) 내에서 영구자석(30)의 회전 가능한 공간이 확보되는 범위 내에서 다양한 높이 및 두께, 다양한 형상으로 설계 변경이 가능함은 물론이다.

상기 하우징(10)에서, 상기 자력투과부(12)가 형성되는 하우징(10) 일면의 내면은 대략 1 내지 3밀리미터[mm] 내외의 두께를 갖도록 형성된 상태에서, 그 중앙에는 대략 원통형상이나 원판형상을 갖는 상기 영구자석(30)의 직경과 대응되게 안착홈(16)이 요입 형성되어 구성되며, 상기 자력투과부(12)는 상기 안착홈(16)과 대응되는 위치에 형성되도록 이루어진다.

상기 자력투과부(12)는 상기 하우징(10) 일면의 중앙에 상기 영구자석(30)의 직경 보다 작은 치수의 직경으로 관통홀(12a)이 천공되고, 상기 관통홀(12a) 주위에는 플랜지 형태로 박막의 단속부(12b)가 연장 형성되어 구성된다.

이에, 상기 관통홀(12a) 및 단속부(12b)가 합쳐진 지점의 직경은 상기 안착홈(16)과 동일한 직경을 이루게 되며, 또한 이는 상기 영구자석(30)과 대응되는 직경을 이루게 된다.

상기 단속부(12b)는 상기 안착홈(16)에 위치하는 영구자석(30)이 관통홀(12b)을 통해 이탈되는 것을 방지하는 기능을 수행함과 동시에 대략 0.1 내지 0.3밀리미터[mm] 정도의 치수를 갖는 박막으로 이루어져, 상기 안착홈(16)에 위치한 영구자석(30)으로부터의 자력이 외부로 투과될 수 있도록 이루어진다.

또한, 상기 하우징(10) 일면의 내면 및 상기 하우징(10) 일면과 접하는 하우징의 내주면에 걸쳐서는 해당 하우징(10)에 수납된 영구자석(30) 측으로 외부로부터 인력이 작용할 시에 상기 안착홈(16) 측으로 원활하게 영구자석(30)을 유도하기 위한 다수 개의 안착 가이드부(18)가 대략 리브형태를 이루도록 일체로 형성되어 구성된다.

상기 안착 가이드(18)는 각각의 부재가 대략 직각삼각형 형상을 이루도록 구성되며, 총 8개의 부재가 45° 간격을 이루도록 배치되어 구성된다.

그리고, 상기 자력투과부(12)가 형성되는 하우징(10) 일면의 외면에는 타 자석 장착구와 맞물리면서 각 블럭(40)의 임의적인 미끄러짐을 방지하는 기능을 수행하도록 톱니부(14)가 원형태로 형성되어 구성된다.

상기 톱니부(14)가 상기 자력투과부(12)의 가장자리 부분을 따라 형성됨에 따라, 한 쌍의 블럭(40)이 각 영구자석(30) 상호 간의 인력에 의해 흡착될 시, 상호 간의 결합지점을 명확히 제한됨과 동시에 흡착된 부위의 임의적인 미끄러짐이 방지되면서 한 쌍의 영구자석(30) 상호 간에 잡아당기는 인력을 배가시키는 기능을 수행하도록 이루어진다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 자석완구용 자석 장착구는 다양한 재질로 이루어진 블럭형 자석완구에 적용되되, 다면체 또는 원통형상 등으로 이루어진 블럭(40)의 각 표면에 매립 설치되어 제공된다.

즉, 상기 블럭(40)의 각 표면에는 상기 하우징(10)의 형상과 대응되는 형상으로 장착홈(도시안됨)이 형성되고, 이에 상기 블럭(40)의 각 표면에 요입 형성된 장착홈에는 상기 영구자석(30)이 수납된 하우징(10)이 덮개(20)로 마감된 상태로 매립 설치되게 된다.

이때, 상기 블럭(40) 표면의 장착홈 및 하우징(10) 외면 사이는 소정 접착물질을 매개로 부착되거나, 또는 억지끼움 방식으로 견고하게 결합되어, 외력에 의해 임의적인 분리가 방지되도록 이루어짐이 바람직하다.

한편, 각 표면에 자석 장착구가 매립 설치된 한 쌍의 블럭(40)이 각 블럭의 하우징(10)에 수납된 영구자석(30)을 매개로 상호 흡착되는데 있어서는 상기 한 쌍의 블럭(40)의 소정 표면이 상호 맞닿은 상태가 되도록 함에 따라, 상호 맞닿은 각 표면의 하우징(10)에 각각 내장된 영구자석(30) 상호 간의 사이에는 서로 잡아당기는 인력이 발생하게 된다.

이에 따라, 각 하우징(10) 내에 유동 가능하게 수납된 영구자석(30)은 상기 하우징(10) 내벽을 따라 구비된 안착 가이드부(18)에 유도되면서 안착홈(16) 내로 이동이 이루어지게 되며, 각 하우징(10)에 내장된 영구자석(30)은 서로 상이한 극성이 상호 마주보는 상태로 상기 자력투과부(12)를 통해 상호 간의 견고한 흡착이 이루어지게 된다.

즉, 상기 하우징(10) 내에 영구자석(30)이 자유롭게 유동 가능한 상태로 수납되어 제공됨에 따라, 상호 맞닿는 하우징(10) 각각에 수납된 영구자석(30)은 상호 대응되는 극성이 상기 자력투과부(12) 측에 위치하도록 자연스럽게 유도되면서 "N"극 및 "S"극이 상호 흡착될 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 자력투과부(12)의 가장자리 부분을 형성하는 단속부(12b)는 각 하우징(10)에 내장된 영구자석(30)의 자력이 투과됨과 동시에 영구자석(30)이 하우징(10) 일면에 견고하게 밀착된 상태로 단속되도록 작용하게 된다.

또한, 각 하우징(10)의 일면에 구비된 톱니부(14)는 마주하는 하우징(10)의 톱니부(14)와 상호 맞물리면서 한 쌍의 블럭(40) 상호 간의 결합지점을 명확히 함과 동시에 흡착된 부위의 임의적인 미끄러짐이 방지되도록 작용하면서, 상호 대응되는 극성으로 흡착된 영구자석(30) 상호 간의 인력을 배가시킬 수가 있게 된다.

따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 다수 개 블럭(40)의 각 표면마다 매립 설치되어 제공되는 하우징(10) 내의 영구자석(30)은 서로 잡아당기는 인력에 의해 이웃한 영구자석(30)과 상호 흡착되면서, 자석완구를 형성하는 각 블럭(40)을 다양한 형태의 3차원 입체구조물로 구축할 수 있도록 작용하게 된다.

또한, 상호 결합된 블럭(40)들은 일정 강도 이상의 외력이 인가됨에 따라 상기 영구자석(30) 상호 간의 흡착력이 해제되면서 각각의 블럭(40)으로 용이하게 분리될 수가 있게 된다.

한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 수정이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 및 수정 발명들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되는 것이다

10: 하우징, 12: 자력투과부,
12a: 관통홀, 12b: 단속부,
14: 톱니부, 16: 안착홈,
18: 안착 가이드부, 20: 덮개,
22: 끼움부, 24: 돌출부,
30: 영구자석, 40: 블럭.

Claims (6)

1. 일면에 자력투과부가 형성되고, 타면은 개방된 원통형상의 하우징과;
   상기 하우징의 개방된 면에 결합되어 상기 하우징 내부를 폐쇄시키는 원판형상의 덮개 및;
   일정 두께의 원판형상으로 이루어져, 상기 덮개를 매개로 폐쇄되는 하우징 내에 자유롭게 유동 가능하도록 수납되며, 상기 자력투과부를 통해 외부에 자력을 미치도록 제공되는 영구자석을 포함하여 구성된 것;을 특징으로 하는 자석완구용 자석 장착구.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 자력투과부가 형성되는 하우징 일면의 내면은 일정 치수 이상의 두께를 갖도록 형성되고, 그 중앙에는 상기 영구자석의 직경과 대응되게 안착홈이 요입 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 자석완구용 자석 장착구.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 자력투과부는 상기 안착홈과 대응되는 하우징 일면에 형성되되,
   그 중앙에 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀 주위에는 상기 안착홈에 위치하는 영구자석을 단속함과 동시에 자력이 투과되도록 박막으로 이루어진 단속부가 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 자석완구용 자석 장착구.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 하우징 일면의 내면 및 그와 인접한 하우징의 내주면에 걸쳐서는 하우징에 수납된 영구자석을 상기 안착홈 내로 가이드 하기 위한 다수 개의 안착 가이드부가 일정 간격을 이루면서 리브형태로 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 자석완구용 자석 장착구.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 자력투과부가 형성되는 하우징 일면의 외면에는 타 자석 장착구와 맞물리도록 톱니부가 원형태로 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 자석완구용 자석 장착구.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징에 결합되는 덮개의 내면에는 상기 하우징 내주면과 대응되도록 끼움부가 일정 높이로 돌출 형성되며, 상기 끼움부와 일정 간격 이격된 안쪽으로는 일정 높이의 돌출부가 원형상을 이루도록 돌출 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 자석완구용 자석 장착구.

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