KR100517627B1 - 학습 교구용 해시계 및 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 학습 교구용 해시계 및 그 조립방법에 관한 것으로, 반구형의 대접 모양으로 내측에 수평으로 동지에서 하지에 이르는 24절기를 13선의 계절선으로 나타내고, 수직으로 시각선이 그려진 시반; 상기 시반의 내측 영점 위치에 고정되어 그늘을 만들어 내는 영침; 상기 시반을 고정하기 위한 받침대로 이루어져 해시계(앙부일구)를 학생들이 학습용으로 직접 제작하고 조립할 수 있도록 하는 종이공작이 가능하도록 한 것이다.

Description

학습 교구용 해시계 및 그 조립방법{Sundial for Practice Tool and Assembly Method thereof}

본 발명은 학습 교구용 해시계와 그 해시계를 조립하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 앙부일구(仰釜日晷; 해시계)를 직접 조립하여 제작하는 학습용 해시계를 제공하고, 이를 조립하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 해시계는 지구의 자전에 의하여 물체의 그림자가 이동하는 것으로부터 시간의 경과를 측정하는 장치로서, 초기에는 수직으로 세운 막대나 기둥이 지면에 드리우는 그림자의 이동을 살펴서 시각을 측정했다. 해시계에 관한 기록은 성경에 나오는 일구(日晷)도 해시계이고, 고대 이집트의 신전(神殿)의 입구에 세워진 오벨리스크도 같은 구실을 한 것이며, 이들의 원형은 그노몬(gnomon)으로, BC 6세기의 아낙시만드로스가 발명한 것이다. 메소포타미아에는 폴로스라고 하는 해시계가 있었는데, 이것은 연직(鉛直)으로 세운 막대 바로 아래에 막대길이와 같은 반지름의 반구(半球)를 놓아 만든 것으로, 반구 안쪽에 새긴 가로·세로의 눈금으로 막대의 그림자를 재도록 되어 있었다.

이집트는 해시계를 BC 10세기∼BC 8세기부터 만들었는데, 연직 막대 밑에 눈금용 돌을 놓은 형태로 된 것들이었다. 눈금은 균일하게 새긴 것이 아니고, 계절에 따라 1시간의 크기가 변하는 방식이었다. 오늘날 일반적으로 볼 수 있는 해시계는 그노몬식의 기둥을 수직으로 세워 그 그림자를 보는 형식의 것은 많지 않으며, 지구의 자전축(自轉軸)과 평행한 막대, 또는 판의 가장자리 선의 그림자를 보는 형식의 것들이 많다.

그림자를 어떻게 투영하는가에 따라 팽이형·반원통형·수평형·수직형 등으로 구별된다. 팽이형 해시계는 북극(北極)을 향한 막대의 중간에 원판을 꿰뚫어놓고 그 원판 상에 막대와의 교점을 중심으로 15°씩 눈금을 매겨 막대의 그림자가 원판의 1눈금을 경과할 때를 1시간으로 읽는 것이다. 반원통형 해시계는 원통을 반으로 자른 것을 북극을 향해서 놓아 단면의 중심에 막대를 원통의 외벽과 평행으로 놓고, 그 막대의 그늘을 원통 내부에 새겨진 눈금으로 읽는 것이다.

이러한 해시계에 의하여 얻어진 시각은 진태양시(眞太陽時)이므로, 보통 사용되는 평균태양시(平均太陽時)로 고치는 데는 그 값에 균시차(均時差)를 가감해야 한다.

이와 같은 해시계로서 우리나라의 역사는 1437년(세종 19) 처음으로 만들어져, 혜정교(惠政橋)와 종묘 남가(南街)에 각각 석대를 쌓아 그 위에 설치하여 한국 최초의 공중시계 역할을 하다가 임진왜란 때 유실되어 없어지고, 2∼3세기 후에 만들어진 2개의 앙부일구가 남아 보물로 지정되었다. 반구형(半球型)의 대접 모양에 네 발이 달려 있는데, 동지에서 하지에 이르는 24절기를 13선의 계절선(季節線: 緯線)으로 나타내고, 이에 수직으로 시각선(時刻線: 子午線)을 그었으며, 시표(時標)는 북극을 향해 비스듬히 세워졌는데, 그 선과 글은 은상감(銀象嵌)으로 새겨, 우아한 모습을 하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 해시계(앙부일구; 반구형)를 학생들이 학습용으로 직접 제작하고 조립할 수 있도록 하는 종이공작이 가능한 종이 오브제(Object)를 제공하는 학습 교구용 해시계와 해시계의 조립방법을 제공하기 위한 것이 목적이다.

본 발명은 상기의 목적을 위하여, 반구형의 대접 모양으로 내측에 수평으로 동지에서 하지에 이르는 24절기를 13선의 계절선으로 나타내고, 수직으로 시각선이 그려진 시반; 상기 시반의 내측 영점 위치에 고정되어 그늘을 만들어 내는 영침; 상기 시반을 고정하기 위한 받침대;를 포함하는 학습 교구용 해시계를 제공한 것이 특징이다.

또한, 본 발명은, (a) 해시계의 제작에 필요한 각 부분품의 전개도를 준비하는 단계; (b) 상기 준비된 전개도에서 시반을 떼어 내거나 오려내어 계절선 및 시각선이 표시된 부분을 내측으로 향하도록 하고 상하의 끝 부분을 모아 반구형으로 접은 다음에 접착하는 단계; (c) 상기 준비된 전개도에서 영침과 부속품을 떼어 내거나 오려낸 후에 영침의 배면에 덧판을 붙이고 지지판을 부착하는 단계; (d) 상기 준비된 전개도에서 받침대를 떼어 내거나 오려낸 후에 접은 다음에 접착하는 단계; (e) 상기 제작된 시판의 내측 영점 부위에 영침을 놓고 접착하는 단계; (f) 상기 영침이 접착된 시판의 배면에 받침대를 붙여 접착하는 단계;를 포함하여 이루어진 학습 교구용 해시계 조립방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 학습 교구용 해시계의 전개도이고, 도 2는 해시계의 조립상태를 나타낸 사시도이다.

먼저, 본 발명의 학습 교구용 해시계는 종이 오브제의 일종이다. 종이 오브제는 오리기와 접기를 섞어서 여러 가지 모양을 입체적으로 구성해 가는 것으로, 종이라는 평면에서 조형의 미를 건축해갈 수 있도록 한 것이다. 오브제는 영어의 오브젝트(object)와 같은 뜻의 물체 또는 객체를 뜻한다.

도 1의 전개도에서, 시반(時盤)(10)은 반구형(半球形)의 대접 모양으로 내측에 수평으로 동지에서 하지에 이르는 24절기를 13선의 계절선(緯線)으로 나타내고, 수직으로 시각선(子午線)이 그려진 것이다. 시반(10)은 해시계 실험장치를 이용하거나 실제 태양의 그림자를 측정하여 계절선과 시각선을 그려 넣고 24절기 및 시간을 적어 넣을 수도 있지만, 미리 인쇄된 전개도를 준비할 수도 있다.

시반(10)은 상단부에 굵은 실선과 점선의 호로 표시되는 24절기를 나타내는 13선의 계절선이 표시되는데, 좌측에는 동지와 하지 사이에 대설, 소설, …, 대서, 소서까지 표시하고, 우측에는 소한, 대한, …, 소만, 만종까지 표시한다. 그리고 각 절기에는 해당하는 날짜를 기입한다. 그리고 시반(10)의 호에 수직하게 굵은 실선과 가는 점선으로 표시되는 시각선이 표시되는데, 상단에는 진(辰; 오전 7시-9시)시부터 신(申; 오후 3시-5시)시까지 표시하고, 하단에는 묘(卯; 오전 5시-7시)시부터 유(酉; 오후 5시-7시)시까지 표시하며, 묘시에서 유시 사이에는 오전 6시부터 오후 6시까지 숫자로 표시한다. 또한, 시반(10)의 중앙으로부터 하단에 영침(12)을 부착하는 영점을 표시한다.

그리고 시반(10)을 포함한 구성요소는 자르는 선(일점쇄선)과 접는 선(점선)을 표시하는 것이 바람직하다.

영침(影針)(12)은 상기 시반(10)의 내측 영점 위치에 고정되어 시반에 표시되는 계절선 및 시각선 위에 그늘을 만들어 내는 것이다. 영침(12)은 배면에 직립성을 강화하기 위하여 덧붙이는 덧판(14)이 있고, 덧판(14)이 붙여진 영침(12)의 배면 중심에 직각으로 영침(12)이 일정 각도의 직립상태를 유지하도록 부착하는 2장의 보조 지지판(16, 17)이 포함된다. 영침(12)의 형상은 필요에 따라 원하는 모양으로 만들 수는 있지만, 불꽃모양으로 제작하는 것이 바람직하다. 그리고 영침(12)의 기울기는 앙부일구의 영침이 부착되는 각도를 참조하는 것이 바람직하다.

받침대(18)는 상기 시반(10)이 반구형이므로 일측으로 기울여지는 것을 방지하기 위하여 시반의 하단 무게중심에 부착하는 것이다. 받침대(18)는 직사각형이지만, 시반(10)을 고정하기 위한 어떠한 형태 및 크기라도 좋다.

본 발명의 학습 교구용 해시계의 재질은 A4 또는 A3 크기의 판지, 골지, 마분지 중에서 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하고, 조립시에는 접착제, 예를 들어, 접착성 테이프 또는 풀이나 아교 등으로 접착하는 것이 바람직하다. 더욱이 글루건(Glue Gun) 등과 같이 고체의 아교를 녹여 붙이는 도구가 준비되면 더욱 좋다.

이와 같이 미리 준비된 전개도 또는 직접 제작된 전개도를 학습 교구용 해시계로 조립방법을 도 3의 흐름도를 참조하여 설명한다.

우선, 해시계의 제작에 필요한 각 부분품의 전개도를 준비한다(S11). 전개도는 직접 제작을 하거나 미리 준비된 전개도를 준비한다. 그리고 상기 준비된 전개도에서 시반(10)을 떼어 내거나 오려내어 계절선 및 시각선이 표시된 부분을 내측으로 향하도록 하고 상하의 끝 부분을 모아 반구형으로 접은 다음에 접착한다(S12). 이때, 가능하면 정확하게 반구형으로 접는 좋다. 접착성 및 종이 공작의 편의를 위하여 글루건 등을 이용한다.

다음으로, 상기 준비된 전개도에서 영침(12)과 각 부속품을 떼어 내거나 오려낸 후에 영침(12)의 배면에 덧판(14)을 붙이고 보조 지지판(16, 17)을 부착한다(S13). 이때, 덧판(14)은 영침(12)의 강도를 더해주고, 보조 지지판(16, 17)은 영침(12)이 전후로 쓰러지는 것을 방지하기 위하여 영침(12)의 중앙선으로부터 직각으로 부착한다.

그리고 상기 준비된 전개도에서 받침대(18)를 떼어 내거나 오려낸 후에 접은 다음에 접착한다(S14). 받침대(18)의 날개부분은 오려 내어 받침대의 좌우에 붙이거나 받침대(18)의 좌우측 또는 전후측에 붙여두어도 좋다.

이와 같이 해시계의 각 부속품의 제작이 완료되면, 상기 제작된 시반(10)의 내측에 표시해둔 영점 부위에 영침(12)을 놓고 접착한다(S15). 영침(12)이 부착되면, 상기 영침(12)이 접착된 시반(10)의 배면의 무게 중심에 받침대(18)의 날개를 붙여 접착한다(S16).

이렇게 해시계의 조립이 완성되면 실제 햇빛이 있는 야외에서 실습을 할 수 있도록 한다. 해시계의 위치를 정하기 위하여 별도의 나침반 등이 필요할 것이고, 나침반을 이용하여 자북의 위치와 위도를 가감하여 시간과 절기를 쉽게 읽을 수 있다.

더욱이 해시계를 통하여 우리 선조가 제작한 해시계와의 차이점이나 해시계의 정확성 등을 판단할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 학습 교구용 해시계는 종이 공작이 가능한 해시계의 전개도를 제작하여 직접 학습용으로 조립함으로서, 해시계의 원리이해와 절기 및 시간, 그리고 영침 설치의 원리를 정확하게 알 수 있어 지구의 자전과 공전 및 지축의 기움 등의 학습에 효과적이다. 또한, 수학의 입체 도형 학습은 물론 종이 공작을 통하여 성취감을 느낄 수 있는 장점이 있다.

더욱이 반구형으로 종이공작 앙부일구를 제작하여 해시계의 원리를 학습함으로서, 선조들이 제작한 앙부일구의 과학적이고 실용적인 노력을 학습할 수 있도록 한 것인바, 상술한 실시예에만 한정되지 않고, 당업자가 용이하게 변경 또는 치환할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 학습 교구용 해시계의 전개도,

도 2는 본 발명의 학습 교구용 해시계의 조립상태를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명의 학습 교구용 해시계의 조립과정을 나타낸 흐름도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 설명 ♣

10: 시반 12: 영침

14: 덧판 16, 17: 보조 지지판

18: 받침대

Claims (5)

1. 반구형의 대접 모양으로 내측에 수평으로 동지에서 하지에 이르는 24절기를 13선의 계절선으로 나타내고, 수직으로 시각선이 그려진 시반;

   상기 시반의 내측 영점 위치에 고정되어 그늘을 만들어 내는 영침;

   상기 시반을 고정하기 위한 받침대;를 포함하여 이루어진 학습 교구용 해시계.
2. 제1항에 있어서, 상기 해시계의 재질은 A4 또는 A3 크기의 판지, 골지, 마분지 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 학습 교구용 해시계.
3. 제1항에 있어서, 상기 해시계는 접착성 테이프 또는 풀, 아교 중에서 어느 하나로 접착하는 것을 특징으로 하는 학습 교구용 해시계.
4. 제1항에 있어서, 상기 영침은 배면에 직립성을 강화하기 위하여 덧붙이는 덧판과,

   상기 덧판이 붙여진 영침의 배면 중심에 직각으로 영침이 일정 각도의 직립상태를 유지하도록 부착하는 복수의 보조 지지판이 더 포함된 것을 특징으로 하는 학습 교구용 해시계.
5. (a) 해시계의 제작에 필요한 각 부분품의 전개도를 준비하는 단계;

   (b) 상기 준비된 전개도에서 시반을 떼어 내거나 오려내어 계절선 및 시각선이 표시된 부분을 내측으로 향하도록 하고 상하의 끝 부분을 모아 반구형으로 접은 다음에 접착하는 단계;

   (c) 상기 준비된 전개도에서 영침과 부속품을 떼어 내거나 오려낸 후에 영침의 배면에 덧판을 붙이고 보조 지지판을 부착하는 단계;

   (d) 상기 준비된 전개도에서 받침대를 떼어 내거나 오려낸 후에 접은 다음에 접착하는 단계;

   (e) 상기 제작된 시판의 내측 영점 부위에 영침을 놓고 접착하는 단계;

   (f) 상기 영침이 접착된 시판의 배면에 받침대를 붙여 접착하는 단계;를 포함하여 이루어진 학습 교구용 해시계 조립방법.