(57)【要約】磁性体で軟質金属からなるコア(31A)と、コア(31A)の両端面を除外した外周面を取り囲む合成樹脂外皮(31B)と、コア(31A)の両端面に各々密着される一対の円盤形永久磁石(31C)と、中央部に貫通孔(H)が形成されている前記永久磁石(31C)の外側先端面(S)縁に内面が密着される丸状内側フランジ(F)の外周縁部から直立延長されて前記外皮(31B)の両外周面に内周面が密着結合される円筒形体(B)からなる磁石固定キャップ(31D)と、で構成された多数の磁石スティック(31)と；前記永久磁石(31C)によって磁石スティック(31)の両端面に反復可能に付着できる多数の磁性体金属球(32)とで構成される磁石玩具。
2006527006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形棒状の磁石スティックと金属球で構成された磁石玩具において、
磁性体で軟質金属からなるコア(31A)と、コア(31A)の両端面を除外した外周面を取り囲む合成樹脂外皮(31B)と、コア(31A)の両端面に各々密着される一対の円盤形永久磁石(31C)と、中央部に貫通孔(H)が形成されている前記永久磁石(31C)の外側先端面(S)縁に内面が密着される丸状内側フランジ(F)の外周縁部から直立延長されて前記外皮(31B)の両外周面に内周面が密着結合される円筒形体(B)からなる磁石固定キャップ(31D)と、で構成された多数の磁石スティック(31)と；
前記永久磁石(31C)によって磁石スティック(31)の両端面に反復可能に付着できる多数の磁性体金属球(32)とで構成されることを特徴とする磁石玩具。
【請求項２】
前記コア(31A)は、一本の金属線(M)あるいは多数本の金属線を撚り合わせたワイヤ(W)であることを特徴とする、請求項１の記載の磁石玩具。
【請求項３】
前記コア(31A)は、炭素含量0.2wt%以下の炭素鋼あるいは炭素が不可避不純物からなる純鉄であることを特徴とする、請求項１の記載の磁石玩具。
【請求項４】
前記合成樹脂の外皮(31B)は、PVC、PPまたはウレタンなどであることを特徴とする、請求項１の記載の磁石玩具。
【請求項５】
前記外皮(31B)の両端部外周面と磁石固定キャップ(31D)の内周面には、ねじ山が形成していることを特徴とする、請求項１の記載の磁石玩具。
【請求項６】
前記外皮(31B)の表面には、軸方向に直交する多数のしわが軸方向に沿って形成することを特徴とする、請求項１の記載の磁石玩具。
【請求項７】
前記外皮(31B)に取り囲まれたコア(31A)の両端部と各永久磁石(31C)の間に、コア(31A)の先端面が中央部に固定結合される円板状の側板(P)と、前記側板(P)の外周縁部から直立延長されて、その内・外周面にお互いに相反するねじ山が形成されて、外皮(31B)が外周面に密着結合される円筒状体(B')とからなるコア固定キャップ(31E)が介在されることを特徴とする、請求項１の記載の磁石玩具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は円形棒状の磁石スティックと金属球とからなる磁石玩具に関するもので、より詳しくは磁性を有する金属線あるいは多数の金属線を撚り合わせたワイヤをコアとして、その外周面を軟質合成樹脂材の外皮で取り囲んで、外皮が結合された前記コアの両端面に円盤形の永久磁石を密着結合させて磁石スティックを構成することで、必要に応じて前記磁石スティックを直線型、折曲型、湾曲型などの多様な形象で自由に塑性変形できる3次元的な各種形象の構造物が作れるようにした磁石玩具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの子供向けの玩具の中で子供たちの創意力向上に役に立ち、短期間ではなくて長期間にかけて楽しめて世界各地で長い間広く販売されている代表的な玩具としはレゴ(LEGO)が取り上げられる。
レゴは多様な形象の部品を子供自身の趣向と考えによって組立てることで子供たちの想像力と創意力向上に非常に役に立っている玩具であり、年によって各部品の大きさを異にすることで、大きさが違う部品たちを一緒に組立てるようにするなど乳児から小学校高学年生までのみんなが楽しむことができる代表的な玩具である。
しかし、レゴはその特性上特定形象を作るためにはそれに当たる特定形象の部品が必ず必要となる制約があり、各部品たちは直方体または正六面体に基づいた3次元的な形象としてテーマ別いろんな種類のレゴを持つようになる嵩が大きすぎてしまって保管が難しくなり、数多くの部品の中で特定部品を捜すための多くの時間を要し組立てるのに時間が非常に必要となるという問題がある。
【０００３】
前記レゴの問題を解決して、特定テーマと係わる基本構造物の形象がなくて構造物を作る時先入観に左右されないで幾何学的な創意性を養うのに有益な磁石玩具が開発されたところ、これを詳しく説明すると次のようになる。
一般的に前記磁石玩具は、合成樹脂材の外皮で取り囲まれ、金属棒の両端面に永久磁石が結合された磁石スティックと金属球で構成され、金属球を媒介として前記金属球に多数の磁石スティックが磁力により連続的に連結されることにより、所望の模型や構造物に形成されるようにした玩具である。
すなわち厳密に言えば３次元的であるが、線の役割をする磁石スティックと点の役割をする金属球を利用して多様な造形物模型を形成されるようにすることで子供の空間知覚能力と幾何学的造形物に対する理解度及び創意力を向上させる前記磁石玩具である。
【０００４】
このような従来磁石玩具の代表的な実施例を図１ないし図２Ａ，図２Ｂに基づいて簡略に説明すると次のとおりである。
図１は従来磁石玩具の組立状態を示す斜視図、図２Ａ，図２Ｂは従来磁石玩具を構成する磁石スティックの断面図と基本的な結合構造を示す断面図である。
図１及び図２Ａ，図２Ｂに示すように、従来の磁石玩具は両端面に円盤形永久磁石(11)がそれぞれ密着された金属棒(12)と永久磁石(11)の外周面及び永久磁石(11)の外側先端面(S)縁部を合成樹脂外皮(13)で一緒に被覆させた磁石スティック(1)と金属球で構成され、各金属球(2)を媒介として前記金属球に多数の磁石スティックが磁力により連続的に連結される構造として前記磁石スティック(1)は金属棒(12)の両端面に円盤形の永久磁石(11)がそれぞれ密着結合される磁石スティック(1)を円形断面を持つ棒磁石化することで、磁石スティック(1)の一側はＮ極、他側はＳ極の極性を現わすようになる。
そして、前記磁石スティック(1)の先端面は磁力によって前記金属球(2)の表面に付着されるのだが、その連結構造は三角形構造が一番基本的な構造で、この構造をもとにもっと大きくて多様な形象の構造物模型が形成されるようになる。
この時前記円盤形永久磁石(11)は高性能磁気特性で製品の大きさと重さを減少させることができるし、機械的強度と腐食に対する抵抗力が優秀な希土類元素のネオジム(Nd)磁石が主に使われているのだが、前記金属棒(12)の両端部に付着して稠密な磁力線を誘導することで、約１０００Ｇ程の磁力増加效果が得られ、強化された磁力によって多数の磁石スティック(1)と金属球(2)が連結された大きい構造物の場合にも堅固な構造を維持することができる。
【０００５】
前記のような従来の磁石玩具は１次元の点の役割をする金属球と２次元の線の役割をする磁石スティックだけで構成されて保管時その体積が小さくて、永久磁石によって各部品がお互いにくっついて紛失の心配がなくなる長所があるが、点と直線だけで形成される幾何学的な模型だけに限って、円形みたいな屈曲型は形成することができない欠点がある。
すなわち、磁石スティックで様々な形象の造形物を製作するためには直線ではなくて円弧状に変形する磁石スティックのみならず、多様な角度と長さの比で折曲される磁石スティックなども必要であるが、従来の磁石玩具はこれに答えられなかったため、製作できる造形物の形態が比較的に単純でしかない欠点がある。
【０００６】
前記のような磁石玩具の問題点を解決するための磁石玩具が大韓民国実用新案登録出願第０２−３５７６７号及び第２０−２６７７１号に開示している。
前記大韓民国実用新案登録出願第０２−３５７６７号の磁石玩具は金属ピン(前記金属棒に当たる)と金属ピンの間に金属材の中心球を介した状態で一側金属ピンと他側金属ピンの外側先端面に永久磁石を付着させた後、永久磁石の先端面縁部を含めて二つの金属ピンと中心球全体を合成樹脂材の外皮で取り囲むもので、外皮で取り囲まれた磁石スティックが前記中心球を中心で折曲可能な状態になる構造で、磁石スティックが適切な角度で折曲可能のためもっと多様な形態の造形物の製作は可能であるが、これも円弧状の形態を製作できない欠点がある。
【０００７】
そして、前記大韓民国実用新案登録出願第２０−２６７７１号(名称：遊び玩具)の磁石玩具は磁石スチールを半円形、1/4円形、直角折曲型、鈍角折曲型等の色々な形状で作られていて、もっと多様な形象の造形物の製作が可能であるが、それより磁石スティックの種類が多くなってしまってその中で自分が欲しいのを適切に選択するのに時間がかかり、造形物を製作するのに必要な時間もたくさんかかってしまって、色々な形態の磁石スティックを作らなければならないので製造生産性が落ちることになる。
【０００８】
そして、全ての形態の磁石スティックを全部作れることはできないので、たとえ多様なことはあるが、造形物の形状に制約があって、その形状も整形化した磁石スティックの形状に従属するしかない欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記従来の磁石玩具が持っている問題点を解決するために考案されたもので、磁石スティックの形状を基本的には直線形にするが、湾曲型、多様な角度と長さの比を持つ折曲型、湾曲型と直線形の組合せ型などの多様な形状での反復的な塑性変形できるようにすることで、磁石スティックの種類が最小化されながらも作ろうとするすべての形態の造形物を作ることができる多数の磁石スティックと金属球とからなる磁石玩具を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は反復的に塑性変形の可能な磁性体によって達成する。
本発明の反復的な塑性変形と回復可能な多数の磁石スティックと金属球で構成され、必要に応じて多様な形象に回復可能に塑性変形させることができる前記磁石スティックに技術的特徴があるのであるが、前記磁石スティックに関してより詳しく説明すると次のとおりである。
【００１１】
本発明の玩具を構成する前記磁石スティックは、鉄線のような磁性を有する反復的な塑性変形が可能な磁性体金属をコアに使用し、その外周面にＰＶＣ、ＰＰ、またはウレタンなどの軟質の合成樹脂材の外皮を被覆させた後、その両端面に永久磁石を密着結合させる構造として磁性体金属からなるコアと軟質の外皮によって前記磁石スティックは必要によって円形、半円形等の円弧型と折曲の角度と折曲長さの比が多様な折曲型など、その形象にほとんどかかわらず自由に形象変化が可能になる。
【００１２】
したがって前記磁性体金属コアの塑性変形性を確保するために０．２ｗｔ％以下の炭素を含む炭素鋼または不純物として炭素を含む純鉄からなる鉄線やこのような鉄線の強度及び軟性等と同等な水準の物性を持って磁性を有する金属線を使うのが望ましくて炭素鋼中ではアメリカ自動車学会の規格である０．０８ｗｔ％以下の炭素を含むＳＡＥ１００６素材のような低炭素鋼がもっと望ましい。
【００１３】
しかし前記コアが０．２ｗｔ％以上の炭素を含めば塑性変形に対する抵抗性が大きくなり反復的な塑性変形による加工硬化量が大きいため反復変形によってコアが破断されて一側永久磁石の磁力を他側永久磁石で伝達することができなくなることで磁石スティックの全体的な磁力が弱くなる恐れがある。
【００１４】
そして前記コアで使われる金属線の場合、その直径が大きければ大きいほど変形抵抗性が大きくなって、コアとして一本の大径金属線代わりに小径の金属線多数本を集束することも望ましく、多数本の金属線を撚り合わせたワイヤ(以下では撚り合わせる多数本の金属線をワイヤ、単線の場合は金属線と称する)を使う場合は各金属線間に外皮が侵入することで、コアで使われたワイヤと外皮との結合力向上も期待することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明磁石玩具の前記目的に対する技術的構成及び作用効果に関する事項は本発明の実施例を図示している図面を参照した下記に詳細に説明している。
図３は本発明の一実施例の磁石玩具の斜視図、図４はその断面図、図５はワイヤの斜視図を示している。
【００１６】
図示されたところ本発明の磁石玩具は磁性体金属とからなる反復的な塑性変形が可能なコア(31A)とコア(31A)の両端面を除外した外周面を取り囲む合成樹脂外皮(31B)と外皮で取り囲まれるコア(31A)の両端面にそれぞれ密着される円盤形永久磁石と各永久磁石の外側先端面(S)中央部が外部で現われるように中央部に貫通孔(H)が形成されて前記外側先端面(S)縁部に内面が密着される丸状内側フランジ(F)の外周縁部から直立延長されて前記外皮(31B)の両端部外周面に内周面が密着されて固定結合される円筒部(B)とからなる磁石固定キャップ(31D)で構成される多数本の磁石スティックと；前記磁石スティックの永久磁石(31C)によって磁石スティック(31)の両端部に反復可能に付着する多数の磁性体金属球(32)で構成される。
【００１７】
この時前記コアの磁性体金属は一本の金属線や多数本の金属線が撚り合わせたワイヤが使われる。
【００１８】
そして前記外皮(31B)の両端部外周面と円筒部(B)の内周面を接着剤で結合させることもいいが、接着剤の経時変化による接着力劣化が塑性変形によって招来される二つの境界面の位相変化による結合部の分離を防止するのに難しくなってしまい、磁石固定キャップ体(B)に外皮が結合されたコアの端部を挿入した状態で前記円筒部(B)の外周面を部分的に外皮側に向けて圧搾することで、円筒部(B)が部分的に外皮の中に陷沒されるとかするとか外皮の外周面と円筒部(B)内周面にねじ山をそれぞれ形成させて螺子結合させることで結合力を向上させると同時に永久磁石を分離可能に結合させることも望ましい。
【００１９】
また前記のように構成される本発明の磁石玩具は前記磁石スティックの反復的な塑性変形による曲率半径差によってコア(31A)と外皮(31B)の境界部でお互いに分離されてコアが外皮に対して一側で押されるとか、コアの先端面が永久磁石に対してななめになるとコアの一側先端面と永久磁石の内側先端面がお互いに離れていたりするとかなどの接触面積が小さくなくなって磁石スティックの磁力が急激に落ちる恐れがある。
【００２０】
したがって永久磁石とコアの間にコア固定キャップを介在させることが望ましくてその構造を詳しく説明すると次のとおりである。
【００２１】
図７及び図８Ａ，図８Ｂに示すように、円盤状側板(P)の外周縁部から内・外周面にお互いに相反するねじ山が形成された円筒部(B')が直立延長形成された一対コア固定キャップ(31B)内部に外皮が結合されたコアの両端部をそれぞれ挿入結合させることができる。
この時コアが結合される前、前記円筒部(B')の内・外周面にはねじ山が形成されてない状態であり、前記コア固定キャップ(31E)に外皮が結合されたコアの両端部が密着された状態で挿入結合された後、前記円筒部(B')を圧縮加工してその内・外周面にねじ山を形成させるために、円筒部(B')の内周面と外皮の外周面がもっと密着されるとともに外周面の凹部または内周面の凸部が外皮表面からその内部に陷沒しながらコア固定キャップと外皮がしっかり結合するようになる。
【００２２】
またコア固定キャップの側板(P)内面中央部をコアの先端面に抵抗熔接などの方法で固定結合させることで磁石スティックのどんな塑性変形に対しても前記側板(P)とコアが分離されないようにして前記側板の外面に永久磁石(31C)を密着させた状態でねじ山が形成された磁石固定キャップ(31D)の内周面を前記円筒部(B')の外周面に螺子結合させるようになる。
【００２３】
前記のような本発明の磁石玩具を構成する磁石スティックは反復的で軟質の塑性変形が可能な金属線あるいはワイヤをコアで使うことによって図９に示す半円形、折曲型、湾曲及び直線複合型など様々な形象での変形が可能でそのため多様な形態の造形物の製作が可能になる。
【００２４】
前記本発明の磁石玩具を構成する磁石スティックは直線型で作られたり、磁石スティック自体が軟質だから多様な形象での変形が可能なため、従来と違って多様な形象ではなくて一つの形象、すなわち直線型だけで作られ、図１０Ａ，図１０Ｂに示すように必要に応じてただその長さだけを異にして複雑な形象の造形物を製作することができるようになる。
そしてコアとともに塑性変形される外皮の塑性変形性を向上させるためでも図１１に示すように軸方向に直交する多数のしわを軸方向で形成させることも望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上で説明したところ、本発明の磁石玩具を構成する磁石スティックは多様な形象で反復的な塑性変形が可能だから従来には作ることができなかった造形物を作ることができて子供たちの興味をもっと引き起こすことができるし、各磁石スティック自体が色々形象で変形されることができるから従来色々形態に固定された多くの種類の磁石スティックが必要なくなって磁石スティック製造生産性が向上し、それによって製造原価を節減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来磁石玩具の組立状態を示す斜視図
【図２Ａ】従来磁石玩具を示す、磁石玩具を構成する磁石スティックの断面図
【図２Ｂ】従来磁石玩具を示す、磁石玩具の基本的な組み立て構造を示す断面図
【図３】本発明の１実施形態磁石玩具を示す斜視図
【図４】本発明の１実施形態磁石玩具を示す断面図
【図５】本発明の１実施形態磁石スティックを構成するコアの斜視図
【図６Ａ】本発明の１実施形態磁石固定キャップを示す斜視図
【図６Ｂ】本発明の１実施形態磁石固定キャップを示す断面図
【図７】他の実施形態磁石スティックの断面図
【図８Ａ】１実施形態コア固定キャップを示す斜視図
【図８Ｂ】１実施形態コア固定キャップを示す断面図
【図９】同じ長さの１実施形態に磁石スティックの多様な変形状態を示した正面図
【図１０Ａ】長さが違う１実施形態磁石スティックの多様な変形状態を示した縦面図
【図１０Ｂ】長さが違う１実施形態磁石スティックの多様な変形状態を示した縦面図
【図１１】他の実施形態磁石スティックの斜視図
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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