KR101250642B1

KR101250642B1 - 학습교구용 지진경보기

Info

Publication number: KR101250642B1
Application number: KR1020120018866A
Authority: KR
Inventors: 이준석
Original assignee: 이준석
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2013-04-03

Abstract

본 발명은 지진의 특성과 지진계의 원리를 가상으로 학습할 수 있게 하는 학습교구용 지진경보기에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 내부가 빈 케이스; 상기 케이스의 상단부로부터 소정 간격 이격되어 수평방향으로 구비되는 것으로, 도전성을 갖는 제1 관통홀이 형성된 상부접촉부; 상기 상부접촉부로부터 하부로 소정 간격 이격되어 수평방향으로 구비되는 것으로, 도전성을 갖는 제2 관통홀이 형성된 하부접촉부; 일단은 상기 케이스의 상단부에 고정되고 타단에는 소정의 무게를 갖는 무게추가 결합된 것으로, 상기 제1 관통홀과 제2 관통홀의 중심을 수직방향으로 통과하여 구비되는 도전선; 상기 제1 관통홀과 도전성부재로 연결되어 상기 케이스에 고정, 설치되는 전구; 상기 제2 관통홀과 도전성부재로 연결되어 상기 케이스에 고정, 설치되는 버저; 및 상기 전구 및 버저에 전류를 공급하는 것으로, 상기 도전선의 일단과 도전성부재로 연결되는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기를 제공한다.

Description

학습교구용 지진경보기{EARTHQUAKE ALARMING DEVICE FOR EDUCATION}

본 발명은 지진의 특성과 지진계의 원리를 가상으로 학습할 수 있게 하는 학습교구용 지진경보기에 관한 것이다.

지진이란 지구 내부 어딘가에서 급격한 지각변동이 생겨 그 충격으로 생긴 파동, 즉 지진파가 지표면까지 전해져 지반을 진동시키는 현상을 말한다.

우리나라는 지진의 발생원인을 설명하는 판구조론으로 볼 때, 판의 경계에 위치하여 판의 지각운동으로부터 직접 영향을 받는 일본과 달리 지진활동이 활발하지 않은 편이기는 하나, 기상청의 지진자료를 분석해보면, 근래 10년간 연평균 약 40회 이를 정도로 지진의 발생빈도가 높아지고 있는 실정이다. 그러나, 아직까지 우리나라는 지진 대비책이 미미한 실정이므로 일반인은 물론 학생들을 대상으로 한 지진의 이해 및 지진 대비 안전교육의 필요성이 대두되고 있다.

한편, 지진과 관련한 학습교구로는 대한민국 공개특허 제10-2010-0133827호(2010. 12. 22. 공개)에 “지진 학습용 모형장치”가 개시되어 있다.

위 지진 학습용 모형장치는 지진의 현상과 특성 등을 가상으로 학습할 수 있게 하는 것으로, 프레임 상에 진동 가능하게 지지되는 진동 테이블과, 진동 테이블 상에 배치되며, 사용자가 가상 지진에 의한 현상을 관찰할 수 있게 하는 피 실험모형과, 피 실험모형에 가상 지진의 영향이 가해지게 진동 테이블을 진동시키는 진동 기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 위 지진 학습용 모형장치는 주목적이 가상 지진에 의해 피 실험모형에 지진이 미치는 영향을 학습자가 관찰할 수 있도록 한 것으로 지진의 특성이나 지진계의 원리를 학습하는 것과는 거리가 있으며, 이 밖에 지진계의 원리를 학습할 수 있는 교구는 전무한 실정이므로 지진의 특성을 이해하고 이를 미리 감지하는 지진계의 원리를 학습할 수 있도록 초점을 맞춘 학습교구의 개발이 필요하다.

본 발명은 학습자가 쉽고 간편하게 제작할 수 있으며, 직접 제작하는 과정을 통하여 지진의 특성과 지진계의 원리를 학습할 수 있게 한 학습교구용 지진경보기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부가 빈 케이스; 상기 케이스의 상단부로부터 소정 간격 이격되어 수평방향으로 구비되는 것으로, 도전성을 갖는 제1 관통홀이 형성된 상부접촉부; 상기 상부접촉부로부터 하부로 소정 간격 이격되어 수평방향으로 구비되는 것으로, 도전성을 갖는 제2 관통홀이 형성된 하부접촉부; 일단은 상기 케이스의 상단부에 고정되고 타단에는 소정의 무게를 갖는 무게추가 결합된 것으로, 상기 제1 관통홀과 제2 관통홀의 중심을 수직방향으로 통과하여 구비되는 도전선; 상기 제1 관통홀과 도전성부재로 연결되어 상기 케이스에 고정, 설치되는 전구; 상기 제2 관통홀과 도전성부재로 연결되어 상기 케이스에 고정, 설치되는 버저; 및 상기 전구 및 버저에 전류를 공급하는 것으로, 상기 도전선의 일단과 도전성부재로 연결되는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 도전선이 상기 제1 관통홀과 접촉시에는 상기 전구에 전류가 공급되어 전구가 점등되고, 상기 도전선이 상기 제2 관통홀과 접촉시에는 상기 버저에 전류가 공급되어 버저가 작동하는 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 제1 및 제2 관통홀은 원형으로 형성되고, 제2 관통홀은 제1 관통홀에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 상부접촉부 및 하부접촉부는 얇은 판(plate) 형상 또는 바(bar) 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 도전성부재는 알루미늄 테입이며, 상기 도전선은 니크롬선이고, 상기 전구는 엘이디(LED) 전구인 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기를 제공한다.

본 발명에 의하면, 학습자가 학교 등의 교육기관에서 쉽고 간편하게 지진경보기 모형을 제작하여 실험을 할 수 있고, 이러한 제작 및 실험 과정을 통하여 지진의 특성과 지진계의 원리를 쉽게 이해할 수 있어 과학에 관한 흥미를 높일 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습교구용 지진경보기의 사시도,
도 2는 도 1에 대한 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습교구용 지진경보기의 회로구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 학습교구용 지진경보기의 원리를 나타내는 작동상태도,
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 학습교구용 지진경보기의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 학습교구용 지진경보기의 모형 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 학습교구용 지진경보기(100)는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 상단부로부터 소정 간격 이격되어 수평방향으로 구비되는 상부접촉부(20)와, 상기 상부접촉부(20)로부터 하부로 소정 간격 이격되어 수평방향으로 구비되는 하부접촉부(30)와, 무게추(40)가 고정된 도전선(50)과, 전구(60)와, 버저(70) 및 전원부(80)로 구성된다.

상기 케이스(10)는 상단부 및 하단부가 폐쇄되고 내부가 빈 형태로 구비되는데, 그 외형은 육면체나 원기둥 형상 또는 그 밖의 다양한 형태로 형성될 수 있다. 케이스(10)는 종이와 같이 손쉽게 구할 수 있는 재질을 사용하여 제작할 수 있으며, 그 밖에 합성수지 등과 같은 재료를 이용하여 제작할 수도 있다. 또한, 케이스(10)의 전면부는 내부를 관찰할 수 있도록 개방되어 있는 것이 바람직하다.

상부접촉부(20)는 상기 케이스(10)의 상단부로부터 소정의 간격만큼 이격되어 케이스(10)의 내부에 수평방향(가로방향)으로 설치, 고정된다. 상부접촉부(20)에는 제1 관통홀(22)이 형성되는데, 제1 관통홀(22)은 이하에서 설명할 도전선(50)이 통과하는 영역이다.

하부접촉부(30)는 상기 상부접촉부(20)의 하부로부터 소정의 간격만큼 이격되어 상기 케이스(10)의 내부에 수평방향(가로방향)으로 설치, 고정된다. 하부접촉부(30)에는 제2 관통홀(32)이 형성되는데, 제1 관통홀(22)과 마찬가지로 도전선(50)이 통과하는 영역이다.

상부접촉부(20) 및 하부접촉부(30)는 소정의 두께를 갖는 얇은 판(plate) 형태로 제작할 수 있는데 그 형태가 이에 한정되는 것은 아니며, 케이스(10)에의 고정을 용이하게 하기 위해 길이방향 양단부가 케이스(10)의 양측벽을 관통하여 외부로 일부 돌출된 형태로 구비될 수 있다.

제1 및 제2 관통홀(22, 32)은 모두 도전성을 갖도록 제작하는데, 상부접촉부(20) 및 하부접촉부(30)를 모두 금속과 같은 도전성 재질로 제작하거나, 상부접촉부(20) 및 하부접촉부(30)를 종이 등과 같은 절연 재질로 제작하고 여기에 전기적으로 도통할 수 있도록 알루미늄 테입 등과 같은 부재를 상,하부접촉부(10, 20) 및 제1 및 제2 관통홀(22, 32)에 추가로 부착하여 도전성을 갖도록 할 수도 있다.

제1 및 제2 관통홀(22, 32)은 원형으로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 관통홀(32)은 제1 관통홀(22)에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖도록, 즉 제2 관통홀(32)이 제1 관통홀(22)에 비해 더 큰 홀 크기를 갖도록 형성한다.

이는 지진 모의실험을 위해 학습교구용 지진경보기(100)를 흔들 경우, 흔들림이 약한 경우에는 도전선(50)이 제1 관통홀(22)에만 접촉할 수 있도록 하고, 흔들림이 강할 경우에는 도전선(50)이 제1 관통홀(22) 및 제2 관통홀(32) 모두에 접촉할 수 있도록 하기 위함이다.

도전선(50)은 니크롬선과 같은 전기적으로 도통 가능한 재질로 소정의 길이를 갖도록 제작되는데, 일단이 케이스(10) 내부의 상단부에 고정된 상태에서 하부 방향으로 연장되어 제1 관통홀(22) 및 제2 관통홀(32)과 접촉되지 않은 상태에서 각 관통홀(22, 23)의 중심을 수직방향으로 순차적으로 통과하며, 타단에는 소정의 무게를 갖는 무게추(40)가 고정, 결합된다.

전류가 흐르면 빛을 내는 기구인 전구(60)는 케이스(10)의 하단에 고정, 설치되는데, 제1 관통홀(22)과 전기적으로 연결, 즉 도전성부재(90c) 및/또는 도선(92)으로 연결되며, 실험용 꼬마전구나 LED전구 등 다양한 종류의 전구가 모두 사용 가능하다.

전류가 흐르면 신호(경보음)를 발생시키는 버저(buzzer, 70)는 전구(60)와 마찬가지로 케이스(10)의 하단에 고정, 설치되는데, 제2 관통홀(32)과 전기적으로 연결, 즉 도전성부재(90b) 및/또는 도선(92)으로 연결된다.

전원부(80)는 상기 전구(60) 및 버저(70)에 각각 전류를 공급하기 위한 것으로, 케이스(10)의 내부 하단에 고정, 설치된다.

한편, 케이스(10) 내부의 상단부에 고정된 도전선(50)의 일단은 상기 전원부(80)와 전기적으로 연결, 즉 도전성부재(90a) 및/또는 도선(92)으로 연결된다.

본 발명에서는 주변에서 쉽게 구할 수 있는 알루미늄 테입을 도전성부재(90a, 90b, 90c)로 사용하는 것으로 설명하고 예시하고 있으나, 도전성부재(90a, 90b, 90c)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니고 전기가 통할 수 있는 모든 종류의 재료가 사용될 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 학습교구용 지진경보기(100)의 회로구성은 도 3에 도시한 바와 같다.

즉, 도전선(50)과 제1 관통홀(22)은 제1 스위치(S/W 1) 역할을 하여, 도전선(50)이 제1 관통홀(22)과 접촉하는 경우에는 제1 스위치(S/W 1)가 온(ON) 상태가 되어 전구(60)에 전원부(80)로부터 전류가 공급되어 점등이 되고, 도전선(50)과 제1 관통홀(22)의 접촉이 해제되는 경우에는 제1 스위치(S/W 1)가 오프(OFF) 상태가 되어 전원부(80)로부터의 전류 공급이 차단되어 전구(60)는 소등된다.

또한, 도전선(50)과 제2 관통홀(32)은 제2 스위치(S/W 2) 역할을 하여, 도전선(50)이 제2 관통홀(32)과 접촉하는 경우에는 제2 스위치(S/W 2)가 온(ON) 상태가 되어 버저(70)에 전원부(80)로부터 전류가 공급되어 경보음 등과 같은 신호가 발생되고, 도전선(50)과 제2 관통홀(32)의 접촉이 해제되는 경우에는 제2 스위치(S/W 2)가 오프(OFF) 상태가 되어 전원부(80)로부터의 전류 공급이 차단되어 버저(70)의 작동이 중단된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 학습교구용 지진경보기(100)의 모의실험시의 제1 스위치(S/W 1) 및 제2 스위치(S/W 2)의 작동원리를 보여주는 작동상태도이다.

평상시에는 무게추(40)가 달린 도전선(50)은 제1 관통홀(22)과 제2 관통홀(32)와 접촉되지 않은 상태로 유지된다.

만일, 실험자가 약한 지진을 시현하기 위해 학습교구용 지진경보기(100)를 전후좌우로 약하게 흔들 경에는, 학습교구용 지진경보기(100) 내부의 무게추(40)는 관성에 의해 제자리에 있게 되나 무게추(40)에 연결된 도전선(50)은 케이스(10)의 유동에 따라 약하게 움직여 제1 관통홀(22)과의 접촉과 비접촉 상태를 반복, 즉 제1 스위치(S/W 1)의 온(ON) 및 오프(OFF) 상태가 반복되므로 전구(60)가 계속적으로 점멸하게 된다(도 4의 (A) 참조).

만일, 실험자가 강한 지진을 시현하기 위해 학습교구용 지진경보기(100)를 전후좌우로 강하게 흔들 경우에는, 학습교구용 지진경보기(100) 내부의 무게추(40)는 관성에 의해 제자리에 있게 되나 무게추(40)에 연결된 도전선(50)은 케이스(10)의 강한 흔들림에 의해 제1 관통홀(22)은 물론 제2 관통홀(32)과도 접촉 및 비접촉 상태를 반복, 즉 제1 스위치(S/W 1)는 물론 제2 스위치(S/W 2)도 온(ON) 및 오프(OFF) 상태가 반복되므로 전구(60)는 점멸을 반복하고 버저(70)는 비연속적인 신호음을 발생시킨다(도 4의 (B) 참조).

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 학습교구용 지진경보기의 사시도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 상부접촉부(20)는 케이스(10)의 상단부로부터 소정 간격 이격되어 수평방향으로 고정, 설치되는 바(bar) 형태이되, 중간부에 고리(링) 형태의 제1 관통홀(22)이 구비되는 구조로 제작될 수 있다. 하부접촉부(30) 또한 상부접촉부(20)로부터 하부로 소정 간격 이격되어 수평으로 고정, 설치되는 바 형태이되, 중간부에 고리(링) 형태의 제2 관통홀(22)이 구비되는 구조로 제작될 수 있다.

상,하부접촉부(20, 30) 및 제1 및 제2 관통홀(22, 32)은 모두 도전성을 갖도록 제작하는데, 상부접촉부(20) 및 하부접촉부(30)를 모두 금속과 같은 도전성 재질로 제작하거나, 제1 및 제2 관통홀(22, 32)을 금속과 같은 도전성 재질로 제작하고, 상부접촉부(20) 및 하부접촉부(30)는 나무, 수수깡 등과 같은 절연 재질로 제작하되 여기에 전기적으로 도통할 수 있도록 알루미늄 테입 등과 같은 부재를 추가로 부착하여 도전성을 갖도록 할 수도 있다.

이때, 제1 및 제2 관통홀(22, 32)은 원형으로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 관통홀(32)은 제1 관통홀(22)에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖도록, 즉 제2 관통홀(32)이 제1 관통홀(22)에 비해 더 큰 홀 크기를 갖도록 형성한다.

한편, 실험자인 학생들의 흥미 유발을 위해 학습교구용 지진경보기(100)의 디자인을 친근한 동물의 형태로 제작할 수도 있다. 도 6은 본 발명에 따른 학습교구용 지진경보기(100)의 모형을 예시한 사시도인데, 지진경보기 모형의 디자인이 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 동물이나 사물의 형상, 기타 캐릭터의 형상으로 디자인할 수도 있음은 물론이다.

상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 여기에 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 권리범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

10: 케이스
20: 상부접촉부 22: 제1 관통홀
30: 하부접촉부 32: 제2 관통홀
40: 무게추
50: 도전선
60: 전구
70: 버저
80: 전원부
90a, 90b, 90c: 도전성부재
92: 도선
100: 학습교구용 지진경보기

Claims

내부가 빈 케이스;
상기 케이스의 상단부로부터 소정 간격 이격되어 수평방향으로 구비되는 것으로, 도전성을 갖는 제1 관통홀이 형성된 상부접촉부;
상기 상부접촉부로부터 하부로 소정 간격 이격되어 수평방향으로 구비되는 것으로, 도전성을 갖는 제2 관통홀이 형성된 하부접촉부;
일단은 상기 케이스의 상단부에 고정되고 타단에는 소정의 무게를 갖는 무게추가 결합된 것으로, 상기 제1 관통홀과 제2 관통홀의 중심을 수직방향으로 통과하여 구비되는 도전선;
상기 제1 관통홀과 도전성부재로 연결되어 상기 케이스에 고정, 설치되는 전구;
상기 제2 관통홀과 도전성부재로 연결되어 상기 케이스에 고정, 설치되는 버저; 및
상기 전구 및 버저에 전류를 공급하는 것으로, 상기 도전선의 일단과 도전성부재로 연결되는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기.
청구항 1에 있어서,
상기 도전선이 상기 제1 관통홀과 접촉시에는 상기 전구에 전류가 공급되어 전구가 점등되고, 상기 도전선이 상기 제2 관통홀과 접촉시에는 상기 버저에 전류가 공급되어 버저가 작동하는 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 및 제2 관통홀은 원형으로 형성되고, 제2 관통홀은 제1 관통홀에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기.
청구항 1에 있어서,
상기 상부접촉부 및 하부접촉부는 얇은 판(plate) 형상 또는 바(bar) 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기.
청구항 1에 있어서,
상기 도전성부재는 알루미늄 테입이며, 상기 도전선은 니크롬선이고, 상기 전구는 엘이디(LED) 전구인 것을 특징으로 하는 학습교구용 지진경보기.