(57)【要約】      （修正有）【課題】工具無しで、手でも簡便に分解結合することができ、堅くかつ反復的な分解結合が可能な弾性締結具及びこれを用いたアクチュエータモジュールを提供する。【解決手段】本弾性締結具は、被結合材に形成された挿入孔に弾性的に挿入可能な中空型ソケット２００と、中空型ソケットの中空に結合される固定ピン１００とを含むことを特徴とする。一方、アクチュエータモジュールは、弾性締結具の挿入のための少なくとも１つの挿入孔を具備した第１側板と、同第２側板と、互いに対向する２つの側面を含むハウジングと、上記ハウジング内に内蔵されたアクチュエータの駆動軸に結合され、少なくとも１つの挿入孔を具備した平板形状の第１連結部材と、上記第１連結部材に形成された挿入孔に弾性的に挿入可能になる中空型ソケット及び上記中空型ソケットの中空に結合される固定ピンとを含む弾性締結具とを含んでなることを特徴とする。【選択図】図１
2008180382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被結合材に形成された挿入孔に弾性的に挿入可能な中空型ソケットと、
前記中空型ソケットの中空に結合される固定ピンと、
を含むことを特徴とする弾性締結具。
【請求項２】
前記固定ピンは、ヘッドと前記ヘッドの中心軸方向に突出した突出部とを含み、
前記中空型ソケットは、前記被結合材の前記挿入孔の深さに対応する所定の長さを有する中空型筒と、前記中空型筒の一地点から端部まで形成されて、前記中空型筒の前記端部に前記分岐部を形成する、少なくとも一つの弾性誘導溝とを含むことを特徴とする請求項１記載の弾性締結具。
【請求項３】
前記中空型ソケットは、
前記分岐部が形成された前記中空型筒の一端部に形成された分離型係止段と、
前記分離型係止段から離隔された前記中空型筒の他端部に形成された一体型係止段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項２記載の弾性締結具。
【請求項４】
前記固定ピンの前記突出部の表面には少なくとも一つの係止溝が形成され、前記ソケットの内側面には前記係止溝に対応する少なくとも一つの係止突起が形成されることを特徴とする請求項２記載の弾性締結具。
【請求項５】
前記固定ピンの前記ヘッドの側面部と前記ソケットの前記係止段の側面部は、傾斜して形成されることを特徴とする請求項２記載の弾性締結具。
【請求項６】
前記固定ピンの突出部は、前記ソケットの中空型筒の中空部と相応する構造をなすことを特徴とする請求項２記載の弾性締結具。
【請求項７】
前記ソケットと前記固定ピンとが前記被結合材との結合時に同一方向から前記挿入孔へ挿入されることを特徴とする請求項２記載の弾性締結具。
【請求項８】
前記ソケットと前記固定ピンとが前記被結合材と結合された状態で、前記被結合材は前記ソケットと前記固定ピンの中心軸を中心に回転可能であることを特徴とする請求項２記載の弾性締結具。
【請求項９】
前記中空型筒に少なくとも２つの前記弾性誘導溝が形成されることを特徴とする請求項３記載の弾性締結具。
【請求項１０】
前記固定ピンと前記ソケットとの密着結合のために、前記ソケットの前記一体型係止段と前記分離型係止段の内側端部には斜面が形成され、前記固定ピンの前記ヘッド、前記突出部の連結部、及び前記突出部の開放端部も前記傾斜面に対応するように傾斜して形成されることを特徴とする請求項３記載の弾性締結具。
【請求項１１】
前記ソケットの前記分離型係止段は、ラウンド型であることを特徴とする請求項３記載の弾性締結具。
【請求項１２】
前記ソケットと前記被結合材との結合時に、前記ソケットの一体型係止段と分離型係止段が前記被結合材の安着部に各々結合され、前記安着部の深さが前記ソケットの前記一体型係止段及び前記分離型係止段の高さに対応され、前記ソケットが２つ以上の被結合材を結合する時には、前記ソケットが前記被結合材の外側に突出しないことを特徴とする請求項３記載の弾性締結具。
【請求項１３】
前記被結合材は、厚み中心面を基準にして厚み方向に対称的な形状を有する複数の挿入孔が単位格子型で形成されたことを特徴とする請求項２記載の弾性締結具。
【請求項１４】
前記被結合材は、前記各挿入孔の周りの前記フレーム部分が所定の深さで凹んで 形成される安着部を備えることを特徴とする請求項１３記載の弾性締結具。
【請求項１５】
前記被結合材に結合されたソケットと固定ピンとの結合時に、前記固定ピンの前記ヘッドが前記被結合材の外側に突出することを特徴とする請求項１３記載の弾性締結具。
【請求項１６】
前記固定ピンのヘッドの高さは、前記被結合材の安着部の深さに相応することを特徴とする請求項１５記載の弾性締結具。
【請求項１７】
弾性締結具の挿入のための少なくとも１つの挿入孔を具備した第１側板と、前記第１側板に対向して配置され、前記挿入孔と同一な形態の少なくとも１つの挿入孔を具備した第２側板と、前記第１側板及び前記第２側板の両端部の間に備えられた互いに対向する２つの側面を含むハウジングと、
前記第１側板を通じて前記ハウジング内に内蔵されたアクチュエータの駆動軸に結合され、前記挿入孔と同一な形態の少なくとも１つの挿入孔を具備した平板形状の第１連結部材と、
前記第１連結部材に形成された挿入孔に弾性的に挿入可能になった中空型ソケット、及び前記中空型ソケットの中空に結合される固定ピンを含む弾性締結具と、
を含んでなることを特徴とするアクチュエータモジュール。
【請求項１８】
前記中空型ソケットは、
前記挿入孔の深さに対応する所定の長さを持つ中空型筒と、
各々前記中空型筒の１つの地点から前記中空型ソケットの一端部まで形成された２つ以上の弾性誘導溝を含むように構成され、
前記固定ピンは、
ヘッドと、
前記ヘッドの中心軸方向に突出された突出部と、
を含むように構成されることを特徴とする請求項１７記載のアクチュエータモジュール。
【請求項１９】
前記中空型ソケットは、
前記弾性誘導溝により分岐された前記中空型筒の前記一端部に形成された分離型係止段と、
前記中空型分離型係止段と離隔されて前記中空型筒の所定の地点に形成され、前記挿入孔に所定の深さで凹んだ安着部の上に安着される係止段と、
を具備することを特徴とする請求項１８記載のアクチュエータモジュール。
【請求項２０】
前記安着部の深さは、前記中空型ソケットの前記係止段または前記分離型係止段の幅に対応され、前記中空型ソケットと前記挿入孔との結合時に、前記中空型ソケットの各端部に形成された前記係止段または前記分離型係止段が前記挿入孔に形成された安着部に結合されて、前記中空型ソケットの係止段または分離型係止段が前記挿入孔の外側に突出されないことを特徴とする請求項１９記載のアクチュエータモジュール。
【請求項２１】
前記安着部の深さは、前記固定ピンのヘッドの幅に対応され、前記挿入孔に結合された前記中空型ソケットと前記固定ピンとの結合時に、前記固定ピンのヘッドが前記挿入孔の外側に突出されることを特徴とする請求項２０記載のアクチュエータモジュール。
【請求項２２】
前記中空型ソケット及び前記固定ピンは、弾性材料で形成されることを特徴とする請求項１７記載のアクチュエータモジュール。
【請求項２３】
第２連結部材をさらに含み、
前記第２連結部材は、前記挿入孔と同一な形態である、少なくとも１つの挿入孔を具備した正方形ベースフレームと、前記ベースフレームの各端部に垂直方向に突出形成され、前記ベースフレームの挿入孔と同一な形態の挿入孔が備えられる固定部とを含んでなることを特徴とする請求項２２記載のアクチュエータモジュール。
【請求項２４】
第３連結部材をさらに含み、
前記第３連結部材は、前記挿入孔と同一な形態である、少なくとも１つの挿入孔を具備した長方形ベースフレームと、前記ベースフレームの長軸方向の一端部に垂直方向に突出形成され、前記ベースフレームの挿入孔と同一な形態の挿入孔が備えられる固定部と、前記ベースフレームの前記長軸方向の他端部に傾斜角で突出形成された係止突起とを含み、
前記ハウジングの第１側板と第２側板との間に備えられる互いに対向する２つの側面のうち、少なくとも一側面には、前記係止突起に結合可能な係止溝と係止段が形成されたことを特徴とする請求項２３記載のアクチュエータモジュール。
【請求項２５】
第４連結部材をさらに含み、
前記第４連結部材は、前記挿入孔と同一な形態である、少なくとも１つの挿入孔を具備した長方形の一端部が前記長方形の短軸方向に延びて、前記長方形と三角形の結合形態で形成されたベースフレームと、前記ベースフレームの延びた各端部に垂直方向に突出形成され、前記ベースフレームの挿入孔と同一な形態の挿入孔が備えられる固定部と、前記ベースフレームの前記長軸方向の他端部に傾斜角で突出形成された係止突起とを含み、
前記ハウジングの第１側板と第２側板との間に備えられる互いに対向する２つの側面のうち、少なくとも一側面には、前記係止突起に結合可能な係止溝と係止段が形成されたことを特徴とする請求項２４記載のアクチュエータモジュール。
【請求項２６】
第５連結部材をさらに含み、
前記第５連結部材は、前記挿入孔と同一な形態の少なくとも１つの挿入孔を具備した長方形ベースフレームと、前記ベースフレームの長軸方向の各端部から直角方向に延びて前記ベースフレームに垂直方向に突出形成され、前記挿入孔と同一な形態の少なくとも１つの挿入孔を具備したサイドフレームとを含むように構成されることを特徴とする請求項２５記載のアクチュエータモジュール。
【請求項２７】
前記ハウジングの第１側板と第２側板との間に備えられる互いに対向する２つの側面のうち、少なくとも１つには、前記ハウジング内に内蔵されたアクチュエータに連結される配線の出入のための配線出入口、及び前記配線が前記ハウジングの外側に突出されないように前記配線の出入方向を案内するための配線ガイド溝が形成されることを特徴とする請求項２２記載のアクチュエータモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性締結具及びこれを用いたアクチュエータモジュールに関し、より詳しくは、別途の工具無しにも簡単に分解結合することができ、堅くて、かつ反復的な分解結合が可能な弾性締結具及びこれを用いて万能で結合できるように拡張性を向上させることができるアクチュエータモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、２つ以上の被結合材を相互結合するための従来の結合体中の代表的なものがボルトとナットである。ボルトとナットは、簡単な構造を有するので加工が容易で、かつ被結合材との堅い結合を提供する。
【０００３】
しかしながら、ボルトとナットとを結合するには、スパナレンチ（spanner wrench）のような別途の工具が必要であり、反復的な結合及び分解時にはボルトヘッドと工具との摩擦によりボルトヘッドが摩耗される短所がある。
【０００４】
また、プラスチックのように硬度の低い材料で形成されたボルトとナットを反復的に結合及び分解する場合、または金属材であるボルト及びナットを使用して硬度の低い被結合材を相互結合する場合には、ねじ山の摩耗と破損、またはプラスチック滓の発生などを避けられなくなる。
【０００５】
また、ボルトとナットにより固定された被結合材に持続的な衝撃が加えられるとか、被結合材が反復的な運動機能を遂行する部材であるとか、ボルトとナットの材料の硬度の低い場合には、締結されたボルトとナットとの結合が緩くなるとか、甚だしくは結合が分離されることがある。
【０００６】
特に、組み立て式ロボット、ブロック玩具などの場合には、複数の被結合材を多重結合して目的とする形態のロボット、玩具などを完成することになるが、これのためには被結合材の反復的多重結合と回転が可能であるように被結合材が結合されなければならない。
【０００７】
しかしながら、ボルトとナットとの結合の場合には、被結合材の間の結合が常に固着された状態であるので、結合状態を維持しながら被結合材が互いに反対方向に回転しなければならない環境にはボルトとナットとの結合を利用できない制限がある。
【０００８】
また、ボルトとナットとの結合の場合には、被結合材を３つ以上の多層で積層し、かつボルトとナットにより２つ層ずつ反復的に結合することが不可能である。即ち、１、２層の被結合材を結合した状態で、また被結合材を乗せて２、３層を結合させ、また被結合材を乗せて３、４層を結合させる方式により多層結合をなすようにする場合、ボルトとナットを利用することになると、被結合材の表面に突出したボルトにより新たな被結合材がその上に積層されることが不可能になる。
【０００９】
このように、ボルトとナットを利用する場合には、３つ以上の多層で積層された被結合材を２つ層ずつ反復的に結合することで、多重結合を延長乃至拡張することができる方法がない。
【００１０】
したがって、上記の問題を解決できる新たな構造の結合体の提供が要求されている。
【００１１】
一方、産業用ロボットと異なり、家庭、医療機関、または看護施設などで、種々のサービスを提供するロボットをパーソナルロボットという。このようなパーソナルロボットの１つにエンターテイメントロボットがある。エンターテイメントロボットは遊びを中心とし、自律的な移動が可能であり、人や動物などの形状に類似し、心理的治癒効果を有する等の特徴がある。このようなエンターテイメントロボットは、遊び、心理治癒、教育など、多様な分野で活用されることができる。
【００１２】
エンターテイメントロボットの代表的な例が日本ソニーの‘アイボ’であり、心理治癒ロボットとして有名なアザラシ形の‘パロ’のようなロボットもあり、その他にも非常に多様な形態の小型エンターテイメントロボットが存在する。
【００１３】
このような小型エンターテイメントロボットの場合、あたかもＴＶや冷蔵庫のような家電製品のように、製造業体で指定した仕様範囲内で１つの固定された形態で指定された種類の機能を具現することが一般的である。即ち、１つのロボットを購入する時は、既にそのロボットの機能と形態上の限界を認めて購入することになるので、これは、ＴＶを買う時に冷蔵庫の機能と形状を期待しないで買うことと同様である。
【００１４】
一方、一種の家電製品と見なされるＰＣは、特有の自由度、拡張性と互換性により通常的な家電製品と非常に異なる役割を遂行している。現在、ＰＣはソフトウェアと周辺機器の発達によって、ＴＶ、ＶＣＲ、ＭＰ３、カメラなど、非常に多様な役割を遂行することができるようになった。
【００１５】
同様に、パーソナルロボットにもパーソナルコンピュータ、即ち、ＰＣのような自由度、拡張性、及び互換性を与えることができれば、ユーザが自ら非常に多様な形態に変化させると共に、継続的に新たな動作を遂行するロボットを具現することができる。
【００１６】
したがって、このようにロボットに拡張性及び互換性を与えるための方法として、拡張性あるアクチュエータモジュールを連結部材と共に組み合わせてロボットを構成しようとする試みがあったが、規格化されていないアクチュエータモジュールと連結部材の構造により自由な連結と拡張には限界があった。
【００１７】
また、従来にはボルトとナットとを用いた方法がロボットの構成要素を連結または結合するための締結手段として用いられたが、構成要素の間の自由な回転力の伝達が困難であったし、ボルトとナットとの結合のためにはドライブのような別途の工具が必要であり、反復結合時にはボルトヘッドと工具との摩擦によりボルトヘッドが摩耗される短所がある。
【００１８】
また、アクチュエータモジュールと連結部材をプラスチックで構成する場合に対応してプラスチックのように硬度の低い材料で形成されたボルトとナットとを繰り返して結合させる場合、または硬度の低い被結合材に金属ボルトを結合する場合には、前述したように、ねじ山の摩耗と破損、プラスチック滓の発生などを避けられなくなる問題点があった。
【００１９】
また、ボルトとナットとにより固定された被結合材に持続的な衝撃が加えられるとか、被結合材が反復的な運動機能を遂行する部材であるとか、ボルトとナットの材料の硬度が低い場合には、締結されたボルトとナットとの結合が緩むとか、甚だしくは、結合が分離されることがある。
【００２０】
そして、ボルトとナットとの結合の場合には、被結合材が常に固定された結合状態を維持することになるので、ロボットの関節部のように、被結合材が相互結合された状態を維持しながら互いに反対方向に回転しなければならないなどの環境には利用できない制限があった。
【００２１】
また、ボルトとナットとの結合のためには、被結合材の両面が開放されていなければならないので、多層で積層された被結合材を２つ層ずつ繰り返して結合することで、多重結合を延長乃至拡張することができる方法がなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、前述した諸問題を解決するために案出したものであって、別途の工具無しで、簡単に分解結合することができ、堅くて、かつ反復的な分解結合が可能であり、反復的な分解結合時にも結合体や被結合材の摩耗や破損が発生しない新たな結合体を提供することをその目的とする。
【００２３】
また、本発明は、被結合材の挿入孔に中空型ソケットが挿入された後、ソケットの中空部に固定ピンが追加に挿入されることによって、被結合材と弾性締結具との間の不意の分離が防止できる弾性締結具を提供することをその目的とする。
【００２４】
また、本発明は、滑らかな外側面を有したソケットを利用して被結合材の堅い結合と回転機能を同時に提供する弾性締結具を提供することをその目的とする。
【００２５】
また、本発明は、複数の被結合材に対する多重結合が可能な弾性締結具を提供することをその目的とする。
【００２６】
また、本発明は、厚み中心面を基準にして、厚み方向に対称的な形状を有する複数の挿入孔が単位格子型で形成された被結合材に適合した構造の弾性締結具を提供することをその目的とする。
【００２７】
また、本発明は、上記の特徴を具備することによって、特に、組み立て式ロボット、ブロック玩具などに有用に使われることができる構造の弾性締結具を提供することをその目的とする。
【００２８】
本発明の更に他の目的は、前述したような要請に応ずるために、高い自由度、拡張性、及び互換性を備えたロボットソリューションを提供することで、ユーザ自らロボットを変化させ、アップグレードさせることができる組み立て式ロボット、作動式ブロック玩具などに用いられるアクチュエータモジュールを提供することを更に含む。
【００２９】
即ち、本発明は、アクチュエータモジュールと連結部材に規格化された方式により挿入孔を形成し、上記挿入孔に効果的に結合できる弾性締結具を提供することで、通常的なボルトとナットとの結合手段を用いることに比べて、遥かに効果的な反復結合構造が形成できる万能結合構造を有するアクチュエータモジュールを提供することを目的とする。
【００３０】
また、本発明は、アクチュエータモジュールハウジングの各部分に新たなデザインを導入することによって、アクチュエータモジュールと連結部材の組み立て及び結合を容易にするだけでなく、構成要素の間の結合時に伴われる配線処理問題を円満に解決できる、万能結合構造を有するアクチュエータモジュールを提供することを目的とする。
【００３１】
また、本発明は、被結合材の挿入孔に中空型ソケットが挿入された後、ソケットの中空に固定ピンがさらに挿入されることによって、被結合材と弾性締結具との間の不意の分離が防止されて、安定したロボットの動作を図ることができるアクチュエータモジュールを提供することを目的とする。
【００３２】
また、本発明は、滑らかな外側面を有するソケットを用いて連結部材の堅い結合と回転機能を同時に提供するアクチュエータモジュールを提供することを目的とする。
【００３３】
また、本発明は、厚み方向に対称的な形状を有する多数の挿入孔が単位格子型で規格化されて形成されたフレームで構成されるアクチュエータモジュール及び連結部材を提供することを目的とする。
【００３４】
また、本発明は、上記の特徴を具備することによって、特に、組み立て式ロボット、作動式ブロック玩具などの場合に有用に使われることができる構造のアクチュエータモジュール及び連結部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
上記の目的を達成するための本発明の弾性締結具は、被結合材に形成された挿入孔に弾性的に挿入可能な中空型ソケットと、上記中空型ソケットの中空部に結合される固定ピンとを含むことを特徴とする。
【００３６】
上記固定ピンは、ヘッドと、上記ヘッドの中心軸方向に突出した突出部とを含み、上記中空型ソケットは、上記被結合材の上記挿入孔の深さに対応する所定の長さを有する中空型筒と、上記中空型筒の一地点から少なくとも端部まで形成されて、上記中空型筒の上記端部に上記分岐部を形成する少なくとも一つの弾性誘導溝とを含むことを特徴とする。
【００３７】
また、上記中空型ソケットは、上記分岐部が形成された上記中空型筒の一端部に形成された分離型係止段と、上記分離型係止段と離隔した上記中空型筒の他端部に形成された一体型係止段とをさらに含み、上記中空型筒に少なくとも２つの上記誘導溝が形成されることを特徴とする。
【００３８】
一方、上記中空型ソケットの他の構造としては、上記分岐部が形成された上記中空型筒の両端部に形成された分離型係止段と、上記分離型係止段から離隔された上記中空型筒の所定の地点に形成される一体型係止段を更に含み、上記中空型筒に少なくとも２つの上記弾性誘導溝が形成されることを特徴とすることができる。
【００３９】
また、上記固定ピンの上記突出部の表面には少なくとも一つの係止溝が形成され、上記ソケットの内側面には上記係止溝に対応する少なくとも一つの係止突起が形成されることを特徴とする。
【００４０】
また、上記固定ピンと上記ソケットとの密着結合のために、上記ソケットの上記係止段と上記分離型係止段の内側端部には傾斜面が形成され、上記固定ピンのヘッドと上記突出部の連結部及び上記突出部の開放端部も上記傾斜面に対応するように傾斜して形成されることを特徴とする。
【００４１】
また、上記ソケットと固定ピンは弾性材料で形成されることを特徴とし、かつ、上記固定ピンの突出部と上記ソケットの中空部は互いに相応する幾何学的形態を有することを特徴とする。
【００４２】
一方、上記弾性締結具は、厚み中心面を基準にして厚み方向に対称的な形状を有する複数の挿入孔が単位格子型で形成される被結合材をさらに含むことを特徴とし、上記ソケットと上記固定ピンが上記被結合材との結合時に同一方向から上記挿入孔へ挿入されることを特徴とし、上記ソケットと上記固定ピンが上記被結合材と結合された状態で、上記被結合材は上記ソケットと上記固定ピンの中心軸を中心にして回転可能であることを特徴とする。
【００４３】
また、上記被結合材は、上記各挿入孔の周りの上記フレーム部分が所定の深さに凹んで形成される安着部を具備することを特徴とし、上記ソケットと上記被結合材との結合時に上記ソケットの両端の係止段と分離型係止段が上記被結合材の安着部に結合され、上記安着部の深さが上記ソケットの上記一体型係止段及び上記分離型係止段の高さに対応し、上記ソケットが２つ以上の被結合材を結合する時には上記ソケットが上記被結合材の外側に突出しないことを特徴とする。
【００４４】
また、上記被結合材に結合されたソケットと上記固定ピンの結合時に、上記固定ピンの上記ヘッドが上記被結合材の外側に突出し、上記固定ピンの上記ヘッドの高さは上記被結合材の上記安着部の上記深さに対応することを特徴とする。
【００４５】
一方、前述した目的を達成するための本発明の他の実施形態によると、弾性締結具の挿入のための少なくとも１つの挿入孔を具備した第１側板と、上記第１側板に対向して配置され、上記挿入孔と同一形態の少なくとも１つの挿入孔を具備した第２側板と、上記第１側板及び上記第２側板の両端部の間に備えられた互いに対向する２つの側面を含むハウジングと、上記第１側板を通じて上記ハウジング内に内蔵されたアクチュエータの駆動軸に結合され、上記挿入孔と同一形態の少なくとも１つの挿入孔を具備した平板形状の第１連結部材と、上記第１連結部材に形成された挿入孔に弾性的に挿入可能になった中空型ソケット、及び上記中空型ソケットの中空に結合される固定ピンを含む弾性締結具とを含んでなることを特徴とするろアクチュエータモジュールが提供される。
【発明の効果】
【００４６】
本発明は次のような効果を提供する。
【００４７】
本発明によると、別途の工具無しで簡単に分解結合することができ、堅くて、かつ反復的な分解結合が可能であり、反復結合時にも結合体や被結合材の摩耗や破損が発生しない弾性締結具が提供される。
【００４８】
また、本発明によると、被結合材の挿入孔に中空型ソケットが挿入された後、ソケットの中空部に固定ピンが追加に挿入されることによって、被結合材と弾性締結具との間の不意の分離が防止できる弾性締結具が提供される。即ち、固定ピンが抜けない限り、ソケットが被結合材から分離される現象は起こらない。
【００４９】
また、本発明によると、滑らかな外側面を有するソケットを利用して被結合材の堅い結合と回転機能を同時に提供する弾性締結具が提供される。
【００５０】
また、本発明のよると、複数の被結合材に対する多重結合が可能な弾性締結具が提供される。
【００５１】
また、本発明によると、厚み中心面を基準にして厚み方向に対称的な形状を有する複数の挿入孔が単位格子型で形成される被結合材に適合した構造の弾性締結具が提供される。
【００５２】
また、本発明によると、上記の特徴を具備することによって、特に、組み立て式ロボット、ブロック玩具などに有用に使われることができる構造の弾性締結具が提供される。
【００５３】
一方、本発明によると、高い自由度と拡張性と互換性を備えたロボットソリューションを提供することで、ユーザ自らロボットを変化させ、アップグレードさせることができる組み立て式ロボット、作動式ブロック玩具などに用いられるアクチュエータモジュールが提供される。
【００５４】
また、本発明によると、アクチュエータモジュールと連結部材に規格化した方式により挿入孔を形成し、上記挿入孔に効果的に結合できる弾性締結具を提供することで、通常的なボルトとナットとの結合手段を用いることに比べて、遥かに効果的な反復結合構造を形成することができる万能結合構造を有するアクチュエータモジュールが提供される。
【００５５】
また、本発明によると、アクチュエータモジュールハウジングの各部分に新たなデザインを導入することによって、アクチュエータモジュールと連結部材との組み立てと結合を容易にするだけでなく、構成要素の間の結合時に伴われる配線処理問題を円満に解決することができる、万能結合構造を有するアクチュエータモジュールが提供される。
【００５６】
また、本発明によると、別途の工具無しで、簡単に分解結合することができ、堅くて、かつ反復的な分解結合が可能であり、反復結合時にも結合体や被結合材（即ち、連結部材）の摩耗や破損が生じない新たな構造の弾性結合手段を用いて、多数の連結部材と結合されるアクチュエータモジュールが提供される。
【００５７】
また、本発明によると、被結合材の挿入孔に中空型ソケットが挿入された後、ソケットの中空に固定ピンがさらに挿入されることによって、被結合材（即ち、連結部材）と弾性締結具との間の不意の分離が防止されて、安定したロボットの動作を図ることができるアクチュエータモジュールが提供される。
【００５８】
また、本発明によると、滑らかな外側面を有するソケットを用いて被結合材（即ち、連結部材）の堅い結合と回転機能を同時に提供する弾性締結具を用いて多数の連結部材と結合されるアクチュエータモジュールが提供される。
【００５９】
また、本発明によると、多重結合可能な弾性締結具を具備したアクチュエータモジュールが提供される。
【００６０】
また、本発明によると、厚み方向に対称的な形状を持つ多数の挿入孔が単位格子型で規格化されて形成されたフレームで構成されるアクチュエータモジュール及び連結部材が提供される。
【００６１】
また、本発明によると、上記の特徴を具備することによって、特に、組み立て式ロボット、作動式ブロック玩具などの場合に有用に使われることができる構造のアクチュエータモジュール及び連結部材が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
以下、本明細書の添付図面に図示された実施形態を参照しつつ本発明を詳細に説明する。
【００６３】
図１は本発明の第１実施形態に従う固定ピン１００とソケット２００との結合図であり、図２は本発明の第１実施形態に従う固定ピン１００とソケット２００の図１の反対方向の結合図である。
【００６４】
図１及び図２において、弾性締結具は、固定ピン１００とソケット２００との結合により形成され、固定ピン１００とソケット２００は、ソケット２００のどの方向にも固定ピン１００が挿入できる構造を有する。
【００６５】
また、弾性締結具は、図９に示すように、厚み中心面を基準にして厚み方向に対称的な形状を有する複数の挿入孔が単位格子型で形成される被結合材５００、６００に効果的に結合される構造を有する。
【００６６】
図３は本発明の第１実施形態に従う固定ピン１００の詳細説明のための構造図であり、図４は本発明の第１実施形態に従うソケット２００の詳細説明のための構造図である。
【００６７】
図３の固定ピン１００は基本形であって、握りの役割をするヘッド１１０と、ヘッド１１０の中心軸方向に突出した突出部１２０から構成される。
【００６８】
図３において、突出部１２０の全体的な外観は円筒形で図示されたが、ソケット２００の形態に従って多角形柱の形態を有することができ、ヘッド１１０も突出部１２０及びソケット２００の形態に合せて変形されることができる。但し、突出部１２０と、ソケット２００の中空部は、互いに相応する幾何学的構造（例えば、円筒形、四角形等）を有することが好ましくて、本発明が属する技術分野の当業者は、本発明からこのような条件を満たす多様な幾何学的構造を導出することができ、そのような幾何学的構造は全て本発明の範囲に属する。
【００６９】
図３において、突出部１２０とヘッド１１０との間の連結部１５０、及び突出部１２０の開放端部１６０は、ソケット２００との円滑で、かつ密着された結合のために、傾斜面加工されることが好ましい。
【００７０】
また、突出部１２０の表面にはソケット２００との堅い結合のための係止溝が形成され、好ましくは所定の間隔で配置された２つの係止溝１３０、１４０が形成される。
【００７１】
図４のソケット２００は基本形であって、被結合材の挿入孔（図９参照）の深さに対応する長さを有する中空型筒２２０と、中空型筒２２０の一端部に形成された一体型係止段２１０及び他端部に形成された分離型係止段２３０で構成され、中空型筒２２０上の一定地点から分離型係止段２３０方向に、少なくとも１つ、好ましくは２つ以上、最も好ましくは２つの弾性誘導溝２２５が軸方向に形成されて、中空型筒２２０と分離型係止段２３０を少なくとも２つの部分に分割するように構成される。
【００７２】
ソケット２００の中空型筒２２０の外径と長さに各々に対応する内径と深さを有する被結合材６００、５００の挿入孔（図９の６２０、５２０参照）にソケット２００が結合される際、中空型筒２２０の上記他端部に形成された分離型係止段２３０が被結合材（図９の６００参照）の挿入孔（図９の６２０参照）を通過すると、中空型筒２２０に形成された弾性誘導溝２２５の存在により、少なくとも２つの部分に分割された中空型筒２２０と分離型係止段２３０が中空型筒２２０の中心軸方向に縮みながら被結合材の挿入孔（図９の６２０参照）に円滑に挿入され、次に、中空型筒２２０部分が安定的に挿入されて、最後まで結合された瞬間、縮んだ中空型筒２００と弾性誘導溝２２５がまた弾性的に復元され、この際、中空型筒２００の両端部に形成された分離型係止段２３０と一体型係止段２１０が被結合材（図９の５００、６００）の挿入孔の両端部に形成された安着部（図９の５１０、６１０参照）に各々かかることになって、ソケット２００と被結合材（図９の５００、６００）との間に堅い結合がなされる。
【００７３】
したがって、ソケット２００は前述したような弾性結合が可能な程度の弾性を有する材料で構成されなければならないし、固定ピン１００に対してそのような弾性の制限はないが、製造工程などを考慮する際、ソケット２００と同一材料で構成されることが好ましい。また、弾性誘導溝２２５の長さはソケット２００の全長及び材料の弾性度を考慮して定まるべきである。
【００７４】
次に、被結合材の挿入孔（図示せず）とソケット２００との結合をより堅く形成し、結合後の不意の分離を防止するために、ソケット２００の中空部に固定ピン１００が挿入される。
【００７５】
固定ピン１００とソケット２００との密着結合のために、ソケット２００の分離型係止段２３０の内側端部と一体型係止段２１０の内側端部は、傾斜面２３２、２１２で形成されることが好ましくて、この際、傾斜面２３２、２１２は、固定ピン１００の連結部１５０と開放端部１６０の傾斜面に各々対応するように形成される。
【００７６】
また、中空型筒２２０の内側面には固定ピン１００の係止溝１３０、１４０との結合のための係止突起２４０が一つ以上形成されるが、手で直接固定ピン１００をソケット２００に挿入して固定させる本発明の方式を考えると、分離型係止段２３０側の内側面に一つの係止突起２４０が形成されることが好ましい。
【００７７】
また、固定ピン１００のヘッド１１０の側面部１１５とソケット２００の一体型係止段２１０の側面部２１５は被結合材の挿入孔の周辺部の形態（図示せず）及び握りとしての機能などを考慮して、所定の角度（α）で傾斜して形成されることが好ましいが、これに対しては後述する。
【００７８】
一方、弾性誘導溝２２５が形成された方向のソケット２００端部には必須的に分離型係止段２３０が形成されざるをえないが、その反対方向のソケット２００の端部に形成される係止段２１０は必ず一体型である必要はない。即ち、数個の部分に分離された場合でも本明細書に開示される係止段としての機能が遂行できれば、その形態にはあまり制限がない。
【００７９】
図５は、本発明の第２実施形態に従う固定ピン１００と両方向ソケット３００との結合図である。
【００８０】
本実施形態に従う両方向ソケット３００は、対向する２つの被結合材の挿入孔（図示せず）に同時に挿入できるように、中空型筒３２０、３３０の両端部に全て同一形態の分離型係止段３２２、３３２が形成され、中空型筒３２０、３３０の中央部の外側面に一つの一体型係止段３１０が形成され、中空型筒の第１部分３２０と第２部分３３０に各々弾性誘導溝３２５、３３５が形成された構造を有する。
【００８１】
中空型筒の各部３２０、３３０の各部は、各々一つ以上、好ましくは２つの弾性誘導溝を有する。また、弾性誘導溝３２５、３３５の長さは両方向ソケット３００の全長及び材料の弾性度を考慮して定まるべきであり、弾性誘導溝３２５、３３５の間の角度は中空型筒の第１部分３２０に形成された第１弾性誘導溝３２５と第２部分３３０に形成された第２弾性誘導溝３３５は互いに一致しない角度、好ましくは互いに食い違いながら間角が均等に分割された角度で形成されることが好ましい。
【００８２】
図６は、本発明の第３実施形態に従う延長型固定ピン４００と延長型ソケット４１０との結合図である。
【００８３】
延長型固定ピン４００と延長型ソケット４１０は、積層された２つ以上の被結合材を同時に結合したり、被結合材の挿入孔（図示せず）の深さが深い時に利用できるように、基本形固定ピン１００及び基本形ソケット２００より軸方向の長さがより長い特徴を有する。この際、延長型固定ピン４００と延長型ソケット４１０の長さは任意的に決定できるが、同一規格でブロック化された被結合材との結合が反復的になされる場合には延長型固定ピン４００と延長型ソケット４１０の長さが各々基本形固定ピン１００と基本形ソケット２００の長さの１．５倍、２倍、３倍等で規格化されることが好ましい。
【００８４】
図７は、本発明の第４実施形態に従う延長型固定ピン４００と延長型両方向ソケット４２０との結合図である。
【００８５】
延長型両方向ソケット４２０は、図５の両方向ソケット３００の中空型筒３２０、３３０が中央部を基準にして両方向に同一長さで延びた形態と類似し、中央部に形成された一体型係止段４２２に対して対称する構造を有する。
【００８６】
また、延長型ソケット４１０の長さも任意的に決定できるが、同一規格でブロック化された被結合材との結合が反復的になされる場合には、基本形ソケット２００の長さの１．５倍、２倍、３倍等で規格化されることが好ましい。
【００８７】
図８は、本発明の第５実施形態に従う延長型固定ピン４００と延長型両方向ソケット４３０との結合図である。
【００８８】
第２形態の延長型両方向ソケット４３０は、図５の両方向ソケット３００の中空型筒３２０、３３０のうち、一部分のみが中央部を基準にして一方向に延びた形態と類似し、一体型４３２の係止段が中央部から外れた箇所に位置するので、２つの中空型筒の長さが互いに異なるように設定される。
【００８９】
第２形態の延長型両方向ソケット４３０の２つの中空型筒の長さ割合も任意的に決定できるが、同一規格でブロック化された被結合材との結合が反復的になされる場合には全基本形ソケット２００の長さの２倍、３倍、４倍等で規格化されることが好ましい。
【００９０】
図９は、本発明の第１実施形態に従う固定ピン１００とソケット２００を利用したブロック結合の例示図である。
【００９１】
図９に例示された被結合材５００、６００は、厚みが一定に規格化されたブロックであり、第１被結合材５００と第２被結合材６００は、固定ピン１００とソケット２００を利用した結合に適合した形態を有する複数の挿入孔５２０、６２０を有するように構成される。
【００９２】
各被結合材５００、６００に備えられた挿入孔５２０、６２０の上段部及び下段部には所定深さで凹んでソケット２００の係止段２１０、２３０のための安着部５１０、６１０が形成される。
【００９３】
ソケット２００は、２つの被結合材５００、６００を積層した高さに対応する長さを持って、２つの被結合材５００、６００の挿入孔５２０、６２０を全て貫通する方式により挿入され、ソケット２００両端の係止段２１０、２３０が被結合材５００、６００の開放面に形成された安着部５１０、６１０に各々安着するように弾性結合された後、固定ピン１００がソケット２００の中空部に挿入固定されると、弾性締結具による２つの被結合材５００、６００の間の堅い結合が完了する。
【００９４】
一方、図９でのように、２層以上に積層された被結合材５００、６００が一つのソケット２００と一つの固定ピン１００で構成された一つの弾性締結具だけで結合された場合、弾性締結具を回転軸にして２つ以上の被結合材５００、６００が回転されることができ、これは滑らかな外側面を有するソケット２００を用いながらも堅い結合を生成する本発明の弾性締結具の特徴の１つである。
【００９５】
図１０は、本発明の第１実施形態に従う複数の固定ピン１００、１１００とソケット２００、１２００を利用した多重ブロック結合の例示図である。
【００９６】
図１０は、第１被結合材５００と第２被結合材６００が固定ピン１００とソケット２００を利用して結合された状態で第２被結合材６００と第３被結合材７００を結合する連続的な多重ブロック結合の例を図示している。
【００９７】
多重ブロック結合の場合にも繋がるブロック結合方式は、図９の場合と同一に反復進行され、このような多重ブロック結合が回数には事実上の制限がない。
【００９８】
但し、被結合材５００、６００、７００に形成された安着部５１０、６１０、７１０の深さがソケット２００の係止段の高さ（ｈ）と対応するように形成されているので、ソケット２００のみ第１及び第２被結合材５００、６００に挿入された状態では、ソケット２００が第２被結合材６００の表面の外部に突出しない点に留意しなければならない。これは、ソケット２００が連続的な結合による多重ブロック結合に妨害されない長さを有するように形成されなければならないことを意味する。
【００９９】
従来のボルトとナットを使用して第１被結合材５００と第２被結合材６００とを結合する場合であれば、ボルトのヘッドとナットが各挿入孔５２０、６２０の反対方向から安着部５１０、６１０に安着するようにボルト及びナットが結合される。
【０１００】
したがって、図１０及び図１１に示すように、既に第１被結合材５００と第２被結合材６００が結合された状態で、第２被結合材６００と第３被結合材７００とを結合させる状況では、ボルトとナットを利用した結合を遂行することが不可能になる。これは、ボルトとナットは２つの中で、どれか一つが被結合材の反対方向から挿入される特性を有する構造となっているためである。
【０１０１】
これに比べて、本発明の実施形態に従う固定ピン１００とソケット２００の場合、被結合材に対して同一方向から連続して挿入される構造的特徴を有し、このような構造的特徴により一側面のみ開放された状態で連結された２つ以上の被結合材を相互結合させることができるようになる。
【０１０２】
図１１は図１０の多重ブロック結合が完了した状態の例示図であり、図１２は図１１の多重ブロック結合のＡ−Ａ線を切欠した断面図である。
【０１０３】
図１２では、一側面のみ開放された状態で、３層で積層された被結合材５００、６００、７００を相互結合させることができる本発明の弾性締結具の構造的特性がよく表れている。
【０１０４】
第１固定ピン１００と第１ソケット２００を利用した第１被結合材５００と第２被結合材６００との結合において、第１ソケット２００の上下端部に備えられた２つの係止段は各々第１被結合材５００の下方安着部５１０と第２被結合材６００の上方安着部６１０に弾性結合されて、第１ソケット２００の上段部が第２被結合材６００の上側面と同一面に位置することになり、第１固定ピン１００のヘッド１１０は、第２被結合材６００の上側面の外部に突出して第３被結合材７００の下方安着部７１０に受容される。即ち、本発明の固定ピンのヘッド高さ（ｈ）は被結合材の安着部の深さに相応する。
【０１０５】
第２固定ピン１１００と第２ソケット１２００を利用した第２被結合材６００と第３被結合材７００との結合においては、ヘッドが突出する固定ピンの特性がよりよく表れている。ソケット２００、１２００との結合時にヘッドが突出する長さを有する固定ピン１００、１１００の構造は、別途の工具無しで、手で分離結合が可能な本発明の弾性構造体の特性のために好ましいものである。
【０１０６】
一方、固定ピン１００のヘッド１１０の側面部１１５とソケット２００の一体型係止段２１０の側面部２１５は、被結合材６００、７００の安着部６１０、７１０との過度な嵌りを防止するために、また、握りとしての機能などを考慮して、相互対称される所定の角度（α）で傾斜して形成されている。また、ソケット２００の分離型係止段２３０の側面部は挿入孔への円滑な挿入のためにラウンド型で処理されたり傾斜して形成されることが好ましい。
【０１０７】
図１３は、本発明の実施形態に従う弾性締結具を利用したアクチュエータブロック結合の例示図である。
【０１０８】
図１３では、少なくとも一つの挿入孔８１０が形成されたフレームを具備した形態の多様な種類の被結合材と複数の弾性締結具の結合により構成される関節型ロボットの一部を図示している。例えば、アクチュエータモジュール９００、回転板１０００、Ｕ字型支持台８００などが本発明の実施形態に従う被結合材の特徴を有する部材にて例示されている。
【０１０９】
以下、図１４乃至図２７を参照して前述した弾性締結具を用いた本発明のアクチュエータモジュールについて説明する。
【０１１０】
図１４ａ及び図１４ｂは、本発明の一実施形態に従うアクチュエータモジュールの斜視図である。
【０１１１】
アクチュエータモジュールは、モータ、ギア部、及びセンサ部等で構成されたアクチュエータを内蔵する一体型ハウジング１００と、ハウジング１００の両側開放面を覆うための第１側板１５０及び第２側板１６０から構成される。
【０１１２】
第１側板１５０には、第１側板１５０とハウジング１００との結合のための結合孔１５６が形成され、ボルトのような公知の結合手段１５８が結合孔１５６を通じてハウジング１００に挿入されることにより、第１側板１５０とハウジング１００とが結合される。
【０１１３】
第２側板１６０にも同一な結合孔（図示せず）が形成されて、別途の結合手段（図示せず）によりハウジング１００に結合されるとか、第１側板１５０から挿入されてハウジング１００を貫通する結合手段１５８によりハウジング１００に結合されるとか、これと異なり、第２側板１６０とハウジング１００とが一体型で射出されることによって、ハウジング１００に結合されることができる。
【０１１４】
第１側板１５０と第２側板１６０には、前述した本発明の実施形態に従う弾性締結具の挿入のための１つ以上の挿入孔１５２、１６２が備えられ、挿入孔１５２、１６２と弾性締結具との結合時に弾性締結具のヘッドが突出しないように挿入孔１５２、１６２の枠が凹んで弾性締結具のヘッドに対する安着部１５４、１６４を形成している。
【０１１５】
ハウジング１００の一側面１１０には多様な連結部材（即ち、被結合材）に備えられた係止突起（図示せず）に結合可能な係止溝１１５と係止段１１７が提供され、ハウジング１００の側面１１０と下面１２０との間には連結部材との結合の際、挿入孔１６２を通じて挿入される弾性締結具をガイドするためのガイド溝１２５が形成される。図１４ａ及び図１４ｂでは、遮られて見えないハウジング１００の他側面１１０（図１５ａ参照）も同一な構造で形成されている。
【０１１６】
一方、ハウジング１００の各側板１５０、１６０の幅はハウジング１００の側面１１０の幅と同一に形成され、これによって、アクチュエータモジュールは上記幅と同一なサイズの幅または直径乃至辺の長さを持つ多様な連結部材と共通的に結合可能な規格化された構造を持つ。
【０１１７】
図１４ｃ及び図１４ｄは、本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第１連結部材との結合例示図である。
【０１１８】
第１連結部材１７０は、アクチュエータにより駆動される回転体であって、ボルトのような公知の結合手段１７８が結合孔１７６を通じてハウジング１００の内部のモータ軸の中空に挿入されることにより、第１側板１５０及びハウジング１００に結合される。
【０１１９】
第１連結部材１７０には、１つ以上、好ましくは均等角度で配置された４個の挿入孔１７２が備えられ、各挿入孔１７２には弾性締結具のヘッド安着のための安着部１７４が形成されている。
【０１２０】
第２側板１６０にも安着部１６４を具備した１つ以上の挿入孔１６２が形成されており、アクチュエータに連結される配線の出入のための配線出入口１６６及び上記配線がアクチュエータモジュールの外部に突出されないように配線の出入方向を案内するための配線ガイド溝１６８が形成されている。
【０１２１】
図１５ａ及び図１５ｂは、本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第２連結部材との結合例示図である。
【０１２２】
第２連結部材２００は、図２６ａ及び図２６ｂに示すように、厚み方向に１つ以上の挿入孔２０２が形成された正方形ベースフレーム２０５とベースフレーム２０５の各端部に垂直方向に突出形成されて、ベースフレーム２０５の挿入孔２０２に対し直角方向の挿入孔２１２を限定する固定部２１０で構成される。
【０１２３】
図１５ａにおいて、第２連結部材２００の各固定部２１０の挿入孔２１２とアクチュエータモジュールの各側板１５０、１６０の挿入孔１５２、１６２が整列されるように、第２連結部材２００のベースフレーム２０５をハウジング１００の下面１２０に付着した後、図２２ａ及び図２２ｂに示すような第１型弾性締結具１１００、１２００により挿入孔２１２、１５２、１６２を貫通して固定させる。弾性締結具１１００、１２００の構造については後述する。
【０１２４】
一方、第２連結部材２００のベースフレーム２０５の各辺はハウジング１００の側面１１０の幅に対応するように形成され、これによって第２連結部材２００とハウジング１００との結合の際、第２連結部材２００の固定部２１０の外側面が各側板１５０、１６０の内側面に接することになる。
【０１２５】
図１６ａ及び図１６ｂは、本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第３連結部材との結合例示図である。
【０１２６】
第３連結部材３００は、図２４ａ及び図２４ｂに示すように、長方形のベースフレーム３０５と、ベースフレーム３０５の一端部に垂直方向に突出形成されて、ベースフレーム３０５の挿入孔３０２に対し直角方向の挿入孔３１２を限定する少なくとも１つの固定部３１０と、アクチュエータモジュールハウジング１００の側面１１０に提供された係止溝１１５と係止段１１７に結合可能にベースフレーム３０５の他端部に外側方向に傾斜して突出形成された係止突起３２０とを含むように構成される。
【０１２７】
図１６ａにおいて、第３連結部材３００の係止突起３２０をアクチュエータモジュールハウジング１００の側面１１０に提供された係止溝１１５に挿入して係止段１１７に支持されるようにした後、第１型弾性締結具１１００、１２００によりアクチュエータモジュールの各側板１５０、１６０の挿入孔１５２と第３連結部材３００の固定部３１０の挿入孔３１２を貫通して固定させる。
【０１２８】
一方、第３連結部材３００のベースフレーム３０５の長軸の長さはハウジング１００の側面１１０の係止段１１７の端部と各側板１５０、１６０の反対側の端部との間の長さに対応し、短軸の長さはハウジング１００の側面１１０の幅に対応するように形成され、これによって、第３連結部材３００とハウジング１００との結合の際、第３連結部材３００の各固定部３１０の外側面が各側板１５０、１６０の内側面に接することになる。
【０１２９】
図１７ａ及び図１７ｂは、本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第４連結部材との結合例示図である。
【０１３０】
第４連結部材４００は、図２５ａ及び図２５ｂに示すように、長方形の一端部が上記長方形の短軸方向に延びて長方形と三角形との結合形態で形成されたベースフレーム４０５と、ベースフレーム４０５の延びた各端部に垂直方向に突出形成されて、ベースフレーム４０５の挿入孔４０２に対し直角方向の挿入孔４１２を限定する、少なくとも１つの固定部４１０と、アクチュエータモジュールハウジング１００の側面１１０に提供された係止溝１１５と係止段１１７に結合可能にベースフレーム４０５の他端部に外側方向に傾斜して突出形成された係止突起４２０とを含むように構成される。
【０１３１】
図１７ａにおいて、第４連結部材４００の係止突起４２０をアクチュエータモジュールハウジング１００の側面１１０に提供された係止溝１１５に挿入して係止段１１７に支持されるようにした後、第１型弾性締結具１１００、１２００によりアクチュエータモジュールの各側板１５０、１６０の挿入孔１５２と第４連結部材４００の固定部４１０の挿入孔４１２を貫通して固定させる。
【０１３２】
一方、第４連結部材４００のベースフレーム４０５の長軸の長さは、ハウジング１００の側面１１０の係止段１１７の端部と各側板１５０、１６０の反対側の端部との間の長さに対応し、短軸の最大長さはハウジング１００の各側板１５０、１６０の外側面の間の距離に対応するように形成され、これによって、第４連結部材４００とハウジング１００との結合の際、第４連結部材４００の固定部４１０がハウジング１００の各側板１５０、１６０の外に突出されて、固定部４１０の内側面が各側板１５０、１６０の外側面に接することになる。
【０１３３】
図１８ａ及び図１８ｂは、本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第２連結部材との他の結合例示図である。
【０１３４】
アクチュエータモジュールハウジング１００に第１連結部材１７０が結合された状態で第２連結部材２００がさらに結合される構成が図示されている。
【０１３５】
このような結合を可能にするためには、第１連結部材１７０と第２連結部材２００の挿入孔１７２、２０２が互いに対応する位置に形成されなければならず、好ましくは、図示したように各連結部材１７０、２００に各々４個の挿入孔１７２、２０２が均等角度で形成される。
【０１３６】
また、第１連結部材１７０の直径と第２連結部材２００の各辺の長さは互いに対応されることが好ましい。
【０１３７】
図１９ａ及び図１９ｂは、本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第４連結部材との他の結合例示図である。
【０１３８】
図１９ａでは、第４連結部材４００の係止突起４２０が形成されていないベースフレーム４０５の一面をアクチュエータモジュールハウジング１００の第２側板１６０に付着した状態で、第１型弾性締結具１１００、１２００によりアクチュエータモジュールの第２側板１６０の挿入孔１６２と第４連結部材４００のベースフレーム４０５の挿入孔４０２を貫通して固定させる。
【０１３９】
図２０ａ及び図２０ｂは、本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第５連結部材との結合例示図である。
【０１４０】
第５連結部材５００は、図２７に示すように、長方形のベースフレーム５０５と、ベースフレーム５０５の長軸方向の各端部から直角方向に延びてベースフレーム５０５に垂直方向に突出形成されたサイドフレーム５１０を含むように構成される。したがって、ベースフレーム５０５の挿入孔５０２とサイドフレーム５１０の挿入孔５１２は垂直方向に配置される。
【０１４１】
図２０ａにおいて、第５連結部材５００とアクチュエータモジュールとの結合のためには、第５連結部材５００のサイドフレーム５１０の間にアクチュエータモジュールハウジング１００とスペーサ１３００を挿入し、第１型弾性締結具１１００、１２００によりハウジング１００に予め結合された第１連結部材１７０の挿入孔１７２と第５連結部材５００のサイドフレーム５１０の挿入孔５１２を貫通して固定させ、第２型弾性締結具１１２０、１２２０により第２側板１６０に備えられた挿入孔（図示せず）とサイドフレーム５１０の挿入孔５１２を貫通して固定させる。
【０１４２】
一方、第５連結部材５００は、サイドフレーム５１０が回転体である第１連結部材１７０が結合されたハウジング１００に結合され、ベースフレーム５０５が他のアクチュエータモジュール乃至他の連結部材のような他の構成要素（図示せず）に結合されてアクチュエータモジュールハウジング１００に内蔵されたアクチュエータからの駆動力を上記他の構成要素に伝達するための連結部材であって、ベースフレーム５０５の長軸の長さは、ハウジング１００の側板１５０、１６０の間の距離とハウジング１００に予め結合された第１連結部材１７０の幅とスペーサ１３００の幅を全て合せた距離に対応するように形成され、短軸の長さは、アクチュエータモジュールの各側板１５０、１６０の幅と同一に規格化されている。
【０１４３】
図２１ａ及び図２１ｂは、本発明の実施形態に従う多数のアクチュエータモジュールと多数の連結部材を用いた結合例示図である。
【０１４４】
図２１ａでは、少なくとも１つの挿入孔を具備した多数の構成要素（即ち、アクチュエータモジュール１００、第１連結部材１７０、第２連結部材２００、第４連結部材４００、第５連結部材５００などの連結部材）が上記挿入孔に対応される構造の多数の締結手段（即ち、第１型弾性締結具１２００等）により相互結合されて組み立て式ロボットの一部を構成している。上記の連結部材は全て弾性締結具のための安着部が形成された、少なくとも１つの挿入孔を具備する共通的な特徴を有する。
【０１４５】
図２１ｂでも、少なくとも１つの挿入孔を具備した多数の構成要素（即ち、アクチュエータモジュール１００、第１連結部材１７０、第２連結部材２００、第５連結部材５００、その他の平面ブロックなど）が上記挿入孔に対応される構造の多数の締結手段（即ち、第１型弾性締結具１００等）により相互結合されて作動式ブロック玩具を構成している。上記連結部材も弾性締結具のための安着部が形成された、少なくとも１つの挿入孔を具備する共通的な特徴を有する。
【０１４６】
図２２ａ及び図２２ｂは、本発明の実施形態に従う第１型弾性締結具の結合構成図である。
【０１４７】
図２２ａは固定ピン１２００とソケット１１００とが相互結合されて第１型弾性締結具を形成する結合過程を図示しており、図２２ｂは固定ピン１２００がソケット１１００の反対方向に結合されて第１型弾性締結具を形成する結合過程を図示している。
【０１４８】
上記第１型弾性締結具の特徴は、第１型弾性締結具を構成する固定ピン１２００とソケット１１００が両側方向で結合可能な構造で形成され、フレームの厚み方向に対称的な形状を持つ少なくとも１つの挿入孔を具備したフレームを構成要素とする多様な形態の連結部材に効果的に結合される構造を有するという点である。
【０１４９】
図２２ａ及び図２２ｂにより詳細に説明すると、固定ピン１２００は取っ手の役割をするヘッド１２１０と、ヘッド１２１０の中心軸方向に突出された突出部１２０５から構成される。
【０１５０】
突出部１２０５とヘッド１２１０の連結部１２２０、及び突出部１２０５の開放端部１２３０は、ソケット１１００との円滑で、かつ密着された結合のために斜面加工されることが好ましくて、また、突出部１２０５の表面にはソケット１１００との堅い結合のために、所定の間隔で配置された２つの係止溝１２０２、１２０４が形成される。
【０１５１】
また、ソケット１１００は基本形であって、連結部材の挿入孔の深さに対応する長さを持つ中空型筒１１０５と、中空型筒１１０５の一端部に形成された一体型係止段１１１０及び他端部に形成された分離型係止段１１２０から構成され、中空型筒１１０５の上の一定地点で分離型係止段１１２０方向に２つの弾性誘導溝１１３０が形成されて、中空型筒１１０５と分離型係止段１１２０を２つの部分に分割するように構成される。
【０１５２】
ソケット１１００の中空型筒１１０５の外径と長さに各々対応される内径と深さを有する連結部材の挿入孔にソケット１１００が結合される際、中空型筒１１０５の上記他端部に形成された分離型係止段１１２０が連結部材の挿入孔を通過することになると、中空型筒１１０５に形成された弾性誘導溝１１３０の存在により２つの部分に分割された中空型筒１１０５と分離型係止段１１２０が中空型筒１１０５の中心軸方向に縮みながら連結部材の挿入孔に円滑に挿入され、次に、中空型筒１１０５部分が連結部材の挿入孔に安定的に結合される瞬間、縮まれた中空型筒１１０５と弾性誘導溝１１３０がまた弾性的に復元され、最後に、中空型筒１１０５の上記一端部に形成された一体型係止段１１１０が連結部材の挿入孔に引っかかりながら、結局、連結部材の挿入孔の両端に分離型係止段１１２０と一体型係止段１１１０がかかることになって、ソケット１１００と連結部材の挿入孔（図示せず）との間に堅い弾性結合がなされる。
【０１５３】
したがって、ソケット１１００は、前述したような弾性結合が可能な位の弾性を有する材料で構成されなければならず、固定ピン１２００に対して、そのような弾性の制限はないが、製造工程などを考慮する際、ソケット１１００と同一な材料で構成されることが好ましい。また、弾性誘導溝１１３０の長さはソケット１１００の全長さ及び材料の弾性度を考慮して定まるべきである。
【０１５４】
次に、連結部材の挿入孔とソケット１１００との結合を一層堅く形成し、結合形成後の不意の分離を防止するために、ソケット１１００の中空に固定ピン１２００が挿入される。
【０１５５】
固定ピン１２００とソケット１１００との密着結合のために、ソケット１１００の分離型係止段１１２０の内側端部と一体型係止段１１１０の内側端部は、斜面１１２２、１１１２で形成されることが好ましくて、この際、斜面１１２２、１１１２は、固定ピン１２００の連結部１２２０と開放端部１２３０の斜面に各々対応するように形成される。
【０１５６】
また、中空型筒１１０５の内側面には固定ピン１２００の係止溝１２０２、１２０４との結合のための少なくとも１つの係止突起１１０２が形成される。
【０１５７】
また、固定ピン１２００のヘッド１２１０の側面部１２１５とソケット１１００の一体型係止段１１１０の側面部１１１５は、凹形安着部を具備した連結部材の挿入孔の形態及び取っ手としての機能などを考慮して相互対応する所定の角度で傾斜するように形成されることが好ましい。
【０１５８】
図２３ａは、本発明の実施形態に従う第２型弾性締結具の結合構成図である。
【０１５９】
第２型弾性締結具は、延長型固定ピン１４００と延長型両方向ソケット１３００から構成される。延長型固定ピン１４００と延長型両方向ソケット１３００は、積層された２つ以上の連結部材を同時に結合するとか、連結部材の挿入孔の深さが深い時に利用できるように、基本形固定ピン１２００及び基本形ソケット１１００より軸方向の長さが長いという特徴を持つ。延長型固定ピン１４００と延長型両方向ソケット１３００の長さは任意的に決まることができるが、規格化された連結部材との結合を考慮して、例えば基本形固定ピン１２００と基本形ソケット１１００の長さの２倍、３倍、４倍等で規格化されることが好ましい。
【０１６０】
以上、本発明を好ましい実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の原理は上記の実施形態に記載された範囲により限定されず、当業者は特許請求範囲により定まる技術的範囲内で多様な修正と変形を加えることができ、このような修正及び変形も本発明の権利範囲に属することと解されるべきである。即ち、本発明の本質的技術範囲は請求範囲に表れており、それと同等な範囲にある変形された形態は本発明に含まれたことと解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】本発明の第１実施形態に従う固定ピンとソケットとの結合図である。
【図２】本発明の第１実施形態に従う固定ピンとソケットの図１の結合方向の反対方向の結合図である。
【図３】本発明の第１実施形態に従う固定ピンの構造図である。
【図４】本発明の第１実施形態に従うソケットの構造図である。
【図５】本発明の第２実施形態に従う固定ピンと両方向ソケットとの結合図である。
【図６】本発明の第３実施形態に従う延長型固定ピンと延長型ソケットとの結合図である。
【図７】本発明の第４実施形態に従う延長型固定ピンと延長型両方向ソケットとの結合図である。
【図８】本発明の第５実施形態に従う延長型固定ピンと延長型両方向ソケットの結合図である。
【図９】本発明の第１実施形態に従う固定ピンとソケットを利用したブロック結合の例示図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に従う複数の固定ピンとソケットを利用した多重ブロック結合の例示図である。
【図１１】図１０の多重ブロック結合が完了した状態の例示図である。
【図１２】図１１の多重ブロック結合のＡ−Ａ線を切欠した断面図である。
【図１３】本発明に従う弾性締結具を利用したアクチュエータブロック結合の例示図である。
【図１４ａ】本発明の一実施形態に従うアクチュエータモジュールの斜視図である。
【図１４ｂ】本発明の一実施形態に従うアクチュエータモジュールの斜視図である。
【図１４ｃ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第１連結部材との結合例示図である。
【図１４ｄ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第１連結部材との結合例示図である。
【図１５ａ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第２連結部材との結合例示図である。
【図１５ｂ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第２連結部材との結合例示図である。
【図１６ａ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第３連結部材との結合例示図である。
【図１６ｂ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第３連結部材との結合例示図である。
【図１７ａ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第４連結部材との結合例示図である。
【図１７ｂ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第４連結部材との結合例示図である。
【図１８ａ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第２連結部材との他の結合例示図である。
【図１８ｂ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第２連結部材との他の結合例示図である。
【図１９ａ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第４連結部材との他の結合例示図である。
【図１９ｂ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第４連結部材との他の結合例示図である。
【図２０ａ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第５連結部材との結合例示図である。
【図２０ｂ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと第５連結部材との結合例示図である。
【図２１ａ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと連結部材を用いた他の結合例示図である。
【図２１ｂ】本発明の実施形態に従うアクチュエータモジュールと連結部材を用いた他の結合例示図である。
【図２２ａ】本発明の実施形態に従う第１型弾性締結具の結合構成図である。
【図２２ｂ】本発明の実施形態に従う第１型弾性締結具の結合構成図である。
【図２３ａ】本発明の実施形態に従う第２型弾性締結具の結合構成図である。
【図２３ｂ】本発明の実施形態に従う第３型弾性締結具の結合構成図である。
【図２４ａ】本発明の実施形態に従う第２連結部材の構造図である。
【図２４ｂ】本発明の実施形態に従う第２連結部材の構造図である。
【図２５ａ】本発明の実施形態に従う第３連結部材の構造図である。
【図２５ｂ】本発明の実施形態に従う第３連結部材の構造図である。
【図２６ａ】本発明の実施形態に従う第４連結部材の構造図である。
【図２６ｂ】本発明の実施形態に従う第４連結部材の構造図である。
【図２７】本発明の実施形態に従う第５連結部材の構造図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１００、１１００    固定ピン
２００、１２００    ソケット
１１０    ヘッド
１２０    突出部
１３０、１４０    係止溝
１５０    連結部
１６０    開放端部
２１０、３１０、４２２    一体型係止段 
２２０、３２０、３３０    中空型筒
２２５、３２５、３３５    弾性誘導溝
２３０、３２２、３３２    分離型係止段
３００、４３０    両方向ソケット
４００    延長型固定ピン
４１０    延長型ソケット
４２０、４３０    延長型両方向ソケット
５００、６００、７００    被結合材
５１０、６１０、７１０    安着部
５２０、６２０、８１０    挿入孔
８００    Ｕ字型支持台
９００    アクチュエータモジュール
１０００    回転板
【図１】
2008180382.tif 000003
【図２】
2008180382.tif 000004
【図３】
2008180382.tif 000005
【図４】
2008180382.tif 000006
【図５】
2008180382.tif 000007
【図６】
2008180382.tif 000008
【図７】
2008180382.tif 000009
【図８】
2008180382.tif 000010
【図９】
2008180382.tif 000011
【図１０】
2008180382.tif 000012
【図１１】
2008180382.tif 000013
【図１２】
2008180382.tif 000014
【図１３】
2008180382.tif 000015
【図１４ａ】
2008180382.tif 000016
【図１４ｂ】
2008180382.tif 000017
【図１４ｃ】
2008180382.tif 000018
【図１４ｄ】
2008180382.tif 000019
【図１５ａ】
2008180382.tif 000020
【図１５ｂ】
2008180382.tif 000021
【図１６ａ】
2008180382.tif 000022
【図１６ｂ】
2008180382.tif 000023
【図１７ａ】
2008180382.tif 000024
【図１７ｂ】
2008180382.tif 000025
【図１８ａ】
2008180382.tif 000026
【図１８ｂ】
2008180382.tif 000027
【図１９ａ】
2008180382.tif 000028
【図１９ｂ】
2008180382.tif 000029
【図２０ａ】
2008180382.tif 000030
【図２０ｂ】
2008180382.tif 000031
【図２１ａ】
2008180382.tif 000032
【図２１ｂ】
2008180382.tif 000033
【図２２ａ】
2008180382.tif 000034
【図２２ｂ】
2008180382.tif 000035
【図２３ａ】
2008180382.tif 000036
【図２３ｂ】
2008180382.tif 000037
【図２４ａ】
2008180382.tif 000038
【図２４ｂ】
2008180382.tif 000039
【図２５ａ】
2008180382.tif 000040
【図２５ｂ】
2008180382.tif 000041
【図２６ａ】
2008180382.tif 000042
【図２６ｂ】
2008180382.tif 000043
【図２７】
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