KR101291065B1 - 정다면체 순환실습용 교구 및 이의 조립방법 - Google Patents

정다면체 순환실습용 교구 및 이의 조립방법 Download PDF

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박인애
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Abstract

본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구 및 이의 조립방법은, 정4면체로 조립하기 위해 양단에 제1자석이 각각 설치되는 다수의 제1막대와, 상기 정4면체가 내부에 위치되는 정6면체로 조립하기 위해 양단에 제2자석이 각각 설치되는 다수의 제2막대와, 상기 정6면체가 내부에 위치되는 정12면체로 조립하기 위해 양단에 제3자석이 각각 설치되는 다수의 제3막대 및, 상기 제1자석 내지 제3자석을 부착시켜, 상기 제1막대들 내지 상기 제4막대들의 꼭지 점을 형성하는 다수의 금속 볼을 포함한다.

Description

정다면체 순환실습용 교구 및 이의 조립방법{REGULAR SOLIDS EDUCATIONAL TOYS AND METHOD OF ASSEMBLING THE SAME}
본 발명은 순환실습용 교구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정해진 순서에 따르도록 정4면체로 시작해서 정4면체로 끝나는 순환 조립구조를 통해 복합적인 정다면체를 완성함으로써, 조립의 재미뿐 아니라 수학적인 이해를 위한 학습의 교구로 활용할 수 있는 정다면체 순환실습용 교구 및 이의 조립방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조립 블록완구는 구형상의 연결구슬과, 이 연결구슬을 연결하기 위한 막대 등으로 이루어져 있다.
이러한, 종래의 조립 블록완구는 다수개의 연결구슬과 연결막대를 이용하여 건물, 교각, 다면체 등 원하는 형상을 조립할 수 있도록 하는 완구이다.
그러나, 종래의 조립 블록완구는 다수의 블록을 조립하여 단순한 형태의 다면체 만드는데 그치므로, 순차적인 조립 순서를 통해 다양한 형상의 정다면체를 수학적으로 구성할 수 있는 학습 및 전시용 조립완구가 요구되고 있다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록실용 제20-0226875호(2001년03월30일)가 있으며, 상기 선행문헌에는 다양한 방향 및 각도로의 결합이 가능하도록 하여 다양한 형태 및 모양의 조립이 가능하며, 조립된 후에 각각의 단위블록으로 수월하게 해체될 수 있는 조립식 블록완구에 대한 기술이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 정4면체, 정6면체, 정12면체, 정20면체, 정8면체, 정4면체 순으로 정다면체를 순환 조립하여 복합적인 형태의 정다면체를 완성함으로써, 수학적인 이해를 위한 교구의 용도로 사용할 수 있는 정다면체 순환실습용 교구 및 이의 조립방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 정다면체 순환실습용 교구는, 정4면체로 조립하기 위해 양단에 제1자석이 각각 설치되는 다수의 제1막대와, 상기 정4면체가 내부에 위치되는 정6면체로 조립하기 위해 양단에 제2자석이 각각 설치되는 다수의 제2막대와, 상기 정6면체가 내부에 위치되는 정12면체로 조립하기 위해 양단에 제3자석이 각각 설치되는 다수의 제3막대 및, 상기 제1자석 내지 제3자석을 부착시켜, 상기 제1막대들 내지 상기 제4막대들의 꼭지 점을 형성하는 다수의 금속 볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제3막대들의 외부에는 상기 정12면체가 내부에 위치되는 정20면체로 조립하기 위해 양단에 제4자석이 각각 설치되는 다수의 제4막대가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 제4막대들의 외부에는 상기 정20면체가 내부에 위치되는 정8면체로 조립하기 위해 양단에 제5자석이 각각 설치되는 다수의 제5막대가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 제5막대들의 외부에는 상기 정8면체가 내부에 위치되는 정4면체로 조립하기 위해 양단에 제6자석이 각각 설치되는 제6막대가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 제3막대는 상기 정12면체 중 6개의 5각 면에 조립하기 위해 양단에 제3-1자석이 각각 설치되는 다수의 제3-1막대가 더 구비되며, 상기 제3-1자석들은 상기 금속 볼이 이루는 상기 5각 면의 양측 꼭지 점에 각각 부착되어, 상기 5각 면을 대각으로 분할하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제3-1막대들은 상기 5각 면을 대각으로 분할하여 3각 면과 4각 면을 각각 형성시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제5막대들은 제5-1막대 및, 상기 제5-1막대보다 상대적으로 길이가 짧은 제5-2막대로 구비되며, 상기 제5-1막대와 상기 제5-2막대의 일단은 상기 제4막대들의 꼭지 점들에 연결되어 각각의 모서리부를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 정4면체와 상기 정6면체 및 상기 정12면체는 상기 금속 볼들에 의해 꼭지 점들을 서로 공유하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제3막대들이 형성하는 정12면체는 그 중심으로부터 상기 정20면체의 3각 면의 중심을 관통하는 임의의 선분 위에 각 꼭지 점들이 위치되며, 상기 제3막대들은 상기 정20면체를 형성하는 상기 제4막대와 접하여 상호 지지하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 양태에 따른 정다면체 순환실습 교구는, 다수의 제1막대에 의해 형성되는 정4면체와, 상기 정4면체가 내부에 위치되도록 다수의 제2막대에 의해 형성되는 정6면체와, 상기 정6면체가 내부에 위치되도록 제3막대에 의해 형성되는 정12면체와, 상기 정12면체가 내부에 위치되도록 다수의 제4막대에 의해 형성되는 정20면체와, 상기 정20면체가 내부에 위치되도록 다수의 제5막대에 의해 형성되는 제8면체 및, 상기 정8면체가 내부에 위치되도록 다수의 제6막대에 의해 형성되는 정4면체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 한편, 본 발명의 다른 양태에 따른 정다면체 순환실습 교구는, 제1막대들의 양단에 각각 설치된 제1자석과 금속 볼들을 부착하여, 정4면체를 형성시키는 제1단계와, 제2막대들의 양단에 각각 설치된 제2자석과 금속 볼들을 부착하여, 상기 정4면체가 내부에 위치되도록 정6면체를 형성시키는 제2단계와, 제3막대들의 양단에 각각 설치된 제3자석과 금속 볼들을 부착하여, 상기 정6면체가 내부에 위치되도록 정12면체를 형성시키는 제3단계와, 제4막대들의 양단에 각각 설치된 제4자석과 금속 볼들을 부착하여, 상기 정12면체가 내부에 위치되도록 정20면체를 형성시키는 제4단계와, 제5막대들의 양단에 각각 설치된 제5자석들과 금속 볼들을 부착하여, 상기 정20면체가 내부에 위치되도록 정8면체를 형성시키는 제5단계 및, 제6막대들의 양단에 각각 설치된 제6자석과 금속 볼들을 연결하여, 상기 정8면체가 내부에 위치되도록 정4면체를 형성시키는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제4단계의 이전에는 제3-1막대의 양단에 각각 설치된 제3-1자석과 상기 금속 볼들을 부착하여, 상기 정12면체 중 6개의 5각 면을 보강하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3-1자석들은 상기 금속 볼들이 이루는 상기 5각 면의 양측 꼭지 점에 각각 부착되어, 상기 5각 면을 대각으로 분할하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1단계(S100) 내지 제4단계(S400)에서 상기 정4면체와 상기 정6면체 및 상기 정12면체는 상기 금속 볼들에 의해 꼭지 점들을 서로 공유하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제4단계(S400)에서 상기 제3막대들이 형성하는 정12면체는 그 중심으로부터 상기 정20면체의 3각 면의 중심을 관통하는 임의의 선분 위에 각 꼭지 점들이 위치되며, 상기 제3막대들은 상기 정20면체를 형성하는 상기 제4막대와 접하여 상호 지지하는 것이 바람직하다.
본 발명은 정4면체로 시작해 정4면체로 조립이 완료되는 순환 조립구조를 통해 복합적인 형태의 정다면체 조립 물을 완성하기 위한 것으로, 순차적인 순환 조입 과정을 통해 수학적인 이해를 위한 학습의 교구로 사용할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 다양한 형태의 정다면체를 조립하는 과정에서 놀이의 재미를 느낄 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 다양한 형태의 정다면체를 일체화시킴으로써 다수의 정다면체가 일정 조립 강도에 의해 하나의 몸체를 이룰 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구의 제1막대 내지 제6막대를 보여주기 위한 정면 이미지이다.
도 2는 본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구의 제1막대 내지 제6막대를 보여주기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구의 제1자석 내지 제6자석의 단부에 오목 홈이 형성된 상태를 보여주기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구의 조립방법을 순차적으로 보여주기 위한 블럭도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구의 조립방법에 따른 조립 순서를 순차적으로 보여주기 위한 이미지이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구의 제1막대(100) 내지 제6막대(600)를 보여주기 위한 정면 이미지이다.
그리고, 도 2는 본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구의 제1막대(100) 내지 제6막대(600)를 보여주기 위한 단면도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 정다면체 순환실습용 교구는 다수의 제1막대(100)와, 다수의 제2막대(200)와, 다수의 제3막대(300) 및 다수의 금속 볼(700)로 구성된다.
그리고, 다수의 제4막대(400)와, 다수의 제5막대(500) 및, 다수의 제6막대(600)가 더 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 다수의 제1막대(100)에 의해 형성되는 정4면체와, 상기 정4면체가 내부에 위치되도록 다수의 제2막대(200)에 의해 형성되는 정6면체와, 상기 정6면체가 내부에 위치되도록 제3막대(300)에 의해 형성되는 정12면체를 형성시킬 수 있다.
또한, 상기 정12면체가 내부에 위치되도록 다수의 제4막대(400)에 의해 형성되는 정20면체와, 상기 정20면체가 내부에 위치되도록 다수의 제5막대(500)에 의해 형성되는 제8면체 및, 상기 정8면체가 내부에 위치되도록 다수의 제6막대(600)에 의해 형성되는 정4면체를 형성시킬 수 있다.
먼저, 상기 제1막대(100)는 일정 길이를 가지며, 종 방향 양단에는 한 쌍의 제1자석(110)이 각각 설치된다.
그리고, 상기 제1막대(100)는 정4면체로 형성시키기 위해 6개가 구비될 수 있다.
즉, 상기 제1막대(100)들은 금속 볼(700)들이 이루는 4개의 꼭지 점을 기준으로 4개의 3각 면을 형성한다.
제2막대(200)들은, 일정 길이를 가지며, 종 방향 양단에는 한 쌍의 제2자석(210)이 각각 설치된다.
그리고, 상기 제2막대(200)들은 제1막대(100)들이 형성하는 정4면체가 내부에 위치되도록 정6면체로 형성된다.
이를 위해, 상기 제2막대(200)는 12개가 구비될 수 있으며, 상기 제2막대(200)들은 8개의 꼭지 점을 기준으로 6개의 4각 면을 형성한다.
이 중에, 상기 제2막대(200)들이 형성하는 정6면체는 제1막대(100)들이 형성하는 정4면체와 금속 볼(700)이 이루는 4개의 꼭지 점을 서로 공유하면서 연결된다.
제3막대(300)는, 일정 길이를 가지며, 종 방향 양단에는 한 쌍의 제3자석(310)이 각각 설치된다.
그리고, 상기 제3막대(300)는 제2막대(200)들이 형성하는 정6면체가 내부에 위치되도록 정12면체로 형성된다.
이를 위해, 상기 제3막대(300)는 30개가 구비될 수 있으며, 상기 제3막대(300)들은 금속 볼(700)이 이루는 20개의 꼭지 점을 기준으로 12개의 5각 면을 형성한다.
이 중에, 상기 제3막대(300)들이 형성하는 정12면체는 제2막대(200)들이 형성하는 정6면체와 금속 볼(700)이 이루는 8개의 꼭지 점을 공유하면서 연결된다.
한편, 상기 제3막대(300)들이 형성하는 정12면체 중 6개의 5각 면에는, 양단에 한 쌍의 제3-1자석(321)이 각각 설치되는 다수의 제3-1막대(320)가 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제3-1자석(320)들은 금속 볼(700)들이 이루는 5각 면의 양측 꼭지 점에 각각 부착되어, 상기 5각 면을 대각으로 분할할 수 있다.
이 상태에서는, 상기 제3-1막대(320)들이 정12면체의 각 5각 면을 보강하게 되므로, 정12면체의 형태는 견고히 유지될 수 있다.
제4막대(400)는, 일정 길이를 가지며, 종 방향 양단에는 한 쌍의 제4자석(410)이 각각 설치된다.
그리고, 상기 제4막대(400)는 제3막대(300)들이 형성하는 정12면체가 내부에 위치되도록 정20면체로 형성된다.
이를 위해, 상기 제4막대(400)는 30개로 구비될 수 있으며, 상기 제4막대(400)들은 금속 볼(700)이 이루는 12개의 꼭지 점을 기준으로 20개의 3각 면을 형성한다.
여기서, 상기 제4막대(400)들이 형성하는 정20면체는, 제3막대(300)들이 형성하는 정12면체와 꼭지 점을 공유하지 않는다.
단, 상기 제3막대(300)들이 형성하는 정12면체는 그 중심으로부터 정20면체의 3각 면의 중심을 관통하는 임의의 선분 위에 각 꼭지 점들이 위치된다.
그리고, 상기 제3막대(300)들은 정20면체를 형성하는 제4막대(400)들과 접하여 상호 지지한다.
즉, 상기 제3막대(300)들이 형성하는 정20면체는 제4막대(400)들이 형성하는 정20면체와 기계적 결속은 이루고 있지 않으나, 서로 지지하는 상태로 하나의 몸체를 이루게 된다.
제5막대(500)는, 일정 길이를 가지며, 종 방향 양단에는 한 쌍의 제5자석(510)이 각각 설치된다.
그리고, 상기 제5막대(500)는 제4막대(400)들이 형성하는 정20면체가 내부에 위치되도록 정8면체로 형성된다. 이를 위해, 상기 제5막대(500)는 24개로 구비될 수 있다.
특히, 상기 제5막대(500)들은 12개의 제5-1막대(501) 및, 상기 제5-1막대(501)보다 상대적으로 길이가 짧은 12개의 제5-2막대(502)의 합(24개)으로 구비된다.
여기서, 상기 제5-1막대(501)들과 상기 제5-2막대(502)들은 일직선으로 연결되어 12개의 모서리부를 각각 형성한다.
그리고, 상기 제5-1막대(501)들 및 상기 제5-2막대(502)들의 일단은 제4막대(400)들의 12개 꼭지 점에 각각 연결되고, 상기 제5-1막대(501)들와 상기 제5-2막대(502)들의 반대되는 일단을 서로 연결시켜 8면체를 형성시킬 수 있다.
이때, 상기 제5-1막대(501)들과 상기 제5-2막대(502)들이 12개의 모서리부를 형성하게 되며, 이때, 금속 볼(700)이 이루는 6개의 꼭지 점을 기준으로 8개의 3각 면을 형성한다.
제6막대(600)는, 일정 길이를 가지며, 종 방향 양단에는 한 쌍의 제6자석(610)이 각각 설치된다.
그리고, 상기 제6막대(600)는 제5막대(500)들이 형성하는 정8면체가 내부에 위치되도록 정4면체로 형성된다. 이를 위해, 상기 제6막대(600)는 12개로 구비될 수 있다.
이와 같은 상기 제6막대(600)들은, 전술한 제5막대(500)들과 같이 2개가 일직선으로 연결되어 하나의 모서리부를 형성한다. 단, 상기 제6막대(600)들은 제5막대(500)들과 달리 동일한 길이를 갖는다.
즉, 상기 제6막대(600)들의 일단이 제5막대(500)들이 형성하는 정8면체의 6개 꼭지 점에 각각 연결되며, 상기 제6막대(600)들의 반대되는 일단이 일단을 서로 연결시켜 4면체를 형성시킬 수 있다.
이때, 상기 제6막대(600)들이 형성하는 정8면체는 금속 볼(700)들이 이루는 4개의 꼭지 점을 기준으로 4개의 3각 면을 형성한다.
이와 같이 설명된, 제1막대(100)들 내지 제6막대(600)들은 나무, 합성수지재 등을 이용해 일정 길이를 갖는 원통, 타원, 다각 등, 다양한 형상으로 제작할 수 있다.
그리고, 제1자석(110)들 내지 제6자석(610)들의 일단이 제1막대(100)들 내지 제6막대(600)들의 양단에 삽입된 상태로 결합되고, 반대되는 타단이 돌출 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1자석(110)들 내지 제6자석(610)들은 제1막대(100)들 내지 제6막대(600)의 지름보다 작은 지름으로 돌출 형성된다.
도 3은 본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구의 제1자석(110)들 내지 제6자석(610)들의 단부에 오목 홈(111, 211, 311, 321a, 411, 511, 611)이 형성된 상태를 보여주기 위한 단면도이다.
또한, 제1자석(100)들 내지 제6자석(600)의 일단은 평면 또는, 구 형상의 금속 볼(700)과 접촉 면적을 높이기 위해 오목한 오목 홈(111, 211, 311, 321a, 411, 511, 611)을 형성될 수 있다.
즉, 상기 오목 홈(111, 211, 311, 321a, 411, 511, 611)은 구 형상을 갖는 금속 볼(700)의 외주 면과 대응되는 홈을 형성되므로, 제1자석(110) 내지 제6자석(610)의 일단은 금속 볼(700)들의 외주 면과 넓은 면적으로 부착될 수 있다.
아울러, 제1자석(100)들 내지 제6자석(600)들은 일단이 제1막대(110)들 내지 제6막대(610)들의 양단에 삽입 또는 부착될 수 있다.
여기서, 상기 제1자석(100)들 내지 제6자석(600)들과 제1막대(100)들 내지 제6막대(600)들의 결합 관계는 다양하게 실시할 수 있다.
이와 같은 상기 제1자석(110)들 내지 제6자석(610)들은, 원통, 타원, 다각 등과 같이 다양한 형상으로 제작할 수 있다.
따라서, 제1자석(110)들 내지 제6자석(610)들의 일단은 외부로 돌출 형성되어 후술 될 금속 볼(700)에 서로 다른 극(N/S)으로 부착될 수 있다.
이와 더불어, 상기 제1자석(110)들 내지 제6자석(610)들은 서로 다른 극(N/S)으로 한 쌍을 이룰 수 있다.
전술한 금속 볼(700)은, 자석이 부착될 수 있도록 금속제를 이용해 구 형상으로 제작되며, 전술한 제1자석(110)들 내지 제6자석(610)들을 부착시키기 위한 용도로 사용된다.
즉, 상기 금속 볼(700)은 제1자석(110)들 내지 제6자석(610)들을 부착시켜, 제1막대(100)들 내지 제6막대(600)들이 정다면체를 이룰 수 있도록 다수의 꼭지 점을 형성시킨다.
그리고, 상기 금속 볼(700)은 총 42개가 사용될 수 있는데, 정4면체 형성 과정에서 4개가 사용되고, 정6면체 형성 과정에서 추가로 4개가 사용되며, 정12면체 형성 과정에서 추가로 12개가 사용될 수 있다.
또한, 상기 금속 볼(700)들은 정20면체 형성 과정에서 추가로 12개가 사용되고, 정8면체 형성 과정에서 추가로 6개가 사용되며, 정4면체 형성 과정에서 추가로 4개가 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구의 조립방법을 순차적으로 보여주기 위한 블럭도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 정다면체 순환실습용 교구의 조립방법에 따른 조립 순서를 순차적으로 보여주기 위한 이미지이다.
이하, 도 4 내지 도 5f를 참조로 본 발명의 정다면체 순환실습용 교구의 조립방법을 설명하면 다음과 같으며, 전술한 구성과 동일 구성에 대해서는 반복하여 설명하지 않도록 한다.
도 4와 도 5a에 도시한 바와 같이, 제1단계(S100)는 제1막대(100)들의 제1자석(110)들과 금속 볼(700)들을 부착하여, 정4면체를 형성시킨다.
그리고, 상기 제1단계(S100)에서 제1막대(100)들은 정4면체를 형성시키기 위해 6개를 사용하며, 제1막대(100)들은 금속 볼(700)들이 이루는 4개의 꼭지 점을 기준으로 4개의 3각 면을 형성한다.
도 4와 도 5b에 도시한 바와 같이, 제2단계(S200)는 제2막대(200)들의 제2자석(210)들과 금속 볼(700)들을 부착하여, 정4면체가 내부에 위치되도록 정6면체를 형성시킨다.
그리고, 상기 제2단계(S200)에서 제2막대(200)는 정6면체를 형성시키기 위해 12개를 사용하며, 상기 제2막대(200)들은 금속 볼(700)들이 이루는 8개의 꼭지 점을 기준으로 6개의 4각 면을 형성한다.
이때, 상기 제2막대(200)들이 형성하는 정6면체는 제1막대(100)들이 형성하는 정4면체와 금속 볼(700)들이 이루는 4개의 꼭지 점을 서로 공유하면서 복합적인 정다면체 형태를 갖는다.
도 4와 도 5c에 도시한 바와 같이, 제3단계(S300)는 제3막대(300)들의 제3자석(310)들과 금속 볼(700)들을 부착하여, 정6면체가 내부에 위치되도록 정12면체를 형성시킨다.
그리고, 상기 제3단계(S300)에서 제3막대(300)는 정12면체를 형성시키기 위해 30개를 사용하며, 상기 제3막대(300)들은 금속 볼(700)들이 이루는 20개의 꼭지 점을 기준으로 12개의 5각 면을 형성한다.
이때, 상기 제3막대(300)들이 형성하는 정12면체는 제2막대(200)들이 형성하는 정6면체와 금속 볼(700)이 이루는 8개의 꼭지 점을 공유하면서 연결된다.
이와 같이, 전술한 제1단계(S100) 내지 제3단계(S300)에서 정4면체와 정6면체 및 정12면체는, 금속 볼(700)들에 의해 꼭지 점들을 서로 공유하면서 연결되므로, 정다면체 형상이 견고하게 유지될 수 있다.
다음으로, 도 4와 도 5d에 도시한 제4단계(S400)는 제4막대(400)들의 제4자석(410)들과 금속 볼(700)들을 부착하여, 정12면체가 내부에 위치되도록 정20면체를 형성시킨다.
그리고, 상기 제4단계(S400)에서 제4막대(400)들은 정20면체를 형성시키기 위해 30개를 사용할 수 있으며, 상기 제4막대(400)들은 금속 볼(700)들이 이루는 12개의 꼭지 점을 기준으로 20개의 3각 면을 형성한다.
또한, 상기 제4막대(400)들이 형성하는 정20면체는 전술한 제3막대(300)들이 형성하는 정12면체와 꼭지 점을 공유하지 않는다.
단, 상기 제4단계(S400)에서 제3막대(300)들이 형성하는 정12면체는, 그 중심으로부터 정20면체의 3각 면의 중심을 관통하는 임의의 선분 위에 각 꼭지 점들이 위치된다.
그리고, 상기 제3막대(300)들은 정20면체를 형성하는 제4막대(400)들과 접하여 상호 지지한다.
한편, 상기 제4단계(S400)의 이전에는 제3-1막대(320)의 양단에 한 쌍으로 설치된 제3-1자석(321)과 금속 볼(700)들을 부착하여, 정12면체 중 6개의 5각 면을 보강하는 단계(S310)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제3-1자석(320)들은 금속 볼(700)들이 이루는 5각 면의 양측 꼭지 점에 각각 부착되어, 5각 면을 대각으로 분할하는 상태로 보강을 이룰 수 있다.
도 4와 도 5e에 도시한 바와 같이, 제5단계(S500)는 제5막대(500)들의 제5자석(510)들과 금속 볼(700)들을 부착하여, 정20면체가 내부에 위치되도록 정8면체를 형성시킨다.
그리고, 상기 제5단계(S500)에서 제5막대(500)들은 12개의 제5-1막대(501) 및, 상기 제5-1막대(501)보다 상대적으로 길이가 짧은 12개의 제5-2막대(502)의 합으로 구비된다.
또한, 상기 제5단계(S500)에서 제5-1막대(501)들과 제5-2막대(502)들은 일직선으로 연결되어 12개의 모서리부를 각각 형성한다.
즉, 상기 제5-1막대(501)들 및 제5-2막대(502)들의 일단은 제4막대(400)들의 12개 꼭지 점에 연결되며, 상기 제5-1막대(501)들과 제5-2막대(502)들의 반대되는 일단을 서로 연결시켜 8면체를 형성시킬 수 있다.
이때, 상기 제5-1막대(501)들과 상기 제5-2막대(502)들이 하나의 모서리를 형성하면서 금속 볼(700)들이 이루는 6개의 꼭지 점을 기준으로 8개의 3각 면을 형성한다.
도 4와 도 5f에 도시한 바와 같이, 제6단계(S600)는 제6막대(600)들의 제6자석(610)들과 금속 볼(700)들을 연결하여, 정8면체가 내부에 위치되도록 정4면체를 형성시킨다.
그리고, 상기 제6단계(S600)에서 제6막대(600)들은 정4면체로 형성시키기 위해 12개를 사용할 수 있으며, 상기 제6막대(600)들은 2개가 일직선으로 연결되어 하나의 모서리부를 각각 형성한다.
즉, 상기 제6막대(600)들의 일단이 제5막대(500)들이 형성하는 정8면체의 6개 꼭지 점에 각각 연결되며, 상기 제6막대(600)들의 반대되는 일단이 일단을 서로 연결시켜 4면체를 형성시킨다.
이때, 상기 제6막대(600)들이 형성하는 정8면체는 금속 볼(700)이 이루는 4개의 꼭지 점을 기준으로 4개의 3각 면을 형성한다.
이와 같이, 전술한 제4단계(S400) 내지 제6단계(S600)에서 정20면체와 정8면체 및 정4면체는, 금속 볼(700)들에 의해 꼭지 점을 서로 공유하므로, 견고한 정다면체 형상을 유지할 수 있다.
이와 같이, 전술한 단계(S100, S200, S300, S400, S500, S600)들을 통해 조립된 정4면체와 정6면체 및 정12면체는 정20면체의 내부에 지지가 된 상태로 위치되므로, 복합적인 정다면체의 형상이 견고히 유지될 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 정4면체로 시작해 정4면체로 조립이 완료되는 순환 조립구조를 통해 복합적인 형태의 정다면체 조립 물을 완성하기 위한 것으로, 순차적인 순환 조입 과정을 통해 수학적인 이해를 위한 학습의 교구로 사용할 수 있다.
그리고, 다양한 형태의 정다면체를 조립하는 과정에서 놀이의 재미를 느낄 수 있으며, 다양한 형태의 정다면체를 일체화시킴으로써 다수의 정다면체가 일정 조립 강도에 의해 하나의 몸체를 이룰 수 있다.
지금까지 본 발명의 정다면체 순환실습용 교구 및 이의 조립방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제1막대 110: 제1자석
200: 제2막대 210: 제2자석
300: 제3막대 310: 제3자석
320: 제3-1막대 321: 제3-1자석
400: 제5막대 410: 제4자석
500: 제6막대 501: 제5-1막대
502: 제5-2막대 510: 제5자석
600: 제6막대 610: 제6자석
700: 금속 볼

Claims (16)

  1. 종 방향 양단에 제1자석이 각각 설치되며, 꼭지 점을 형성하는 금속 볼들에 상기 제1자석들을 각각 부착하여, 꼭지 점 4개를 갖는 정4면체의 모서리부를 형성하는 6개의 제1막대;
    종 방향 양단에 제2자석이 각각 설치되며, 상기 정4면체가 4개의 꼭지 점을 공유하면서 내부에 위치되도록 금속 볼들에 제2자석들을 각각 부착하여, 꼭지 점 8개를 갖는 정6면체의 모서리부를 형성하는 12개의 제2막대; 및
    종 방향 양단에 제3자석이 각각 설치되며, 정8면체가 8개의 꼭지 점을 공유하면서 내부에 위치되도록 금속 볼들에 제3자석들을 각각 부착하여, 꼭지 점 20개를 갖는 정12면체의 모서리부를 형성하는 30개의 제3막대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정다면체 순환실습용 교구는,
    종 방향 양단에 제4자석이 각각 설치되며, 상기 정12면체가 꼭지 점을 공유하지 않으면서 내부에 위치되도록 금속 볼들에 상기 제4자석들을 각각 부착하여, 꼭지 점 12개를 갖는 정20면체의 모서리부를 형성하는 30개의 제4막대가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정다면체 순환실습용 교구는,
    종 방향 양단에 제5자석이 각각 구비되며, 상기 정20면체가 내부에 위치되도록 금속 볼들에 상기 제5자석들을 각각 부착하여, 꼭지 점 6개를 갖는 정8면체의 모서리부를 형성하는 24개의 제5막대가 더 구비되되,
    상기 제5막대들은, 12개의 제5-1막대 및, 상기 제5-1막대들보다 상대적으로 길이가 짧은 12개의 제5-2막대로 구비되며,
    상기 제5-1막대들와 상기 5-2막대들은, 일단의 제5자석을 상기 정20면체의 12개 꼭지 점에 각각 부착하여 상기 정8면체의 12개 모서리부를 형성하고, 타단의 제5자석을 금속 볼들에 각각 부착하여 6개의 꼭지 점을 형성하는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정다면체 순환실습용 교구는,
    종 방향 양단에 제6자석이 각각 설치되며, 상기 정8면체가 내부에 위치되도록 금속 볼들에 상기 제6자석들을 각각 부착하여, 꼭지 점 4개를 갖는 정4면체의 모서리부를 형성하는 12개의 제6막대가 더 구비되며,
    상기 제6막대들은,
    일단의 제6자석을 상기 정8면체의 4개 꼭지 점에 각각 부착하여 상기 정4면체의 6개 모서리부를 형성하고, 타단의 제6자석을 금속 볼들에 각각 부착하여 4개의 꼭지 점을 형성하는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3막대는,
    상기 정12면체 중 6개의 5각 면에 조립하기 위해 종 방향 양단에 제3-1자석이 각각 설치되는 다수의 제3-1막대가 더 구비되며,
    상기 제3-1자석들은,
    일단의 제3-1자석들을 정8면체의 6개 꼭지 점에 각각 부착하고, 타단의 제3-1자석들을 상기 정12면체의 6개 꼭지 점에 각각 부착하여, 상기 정12면체 중 6개의 5각 면을 대각으로 분할하는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3-1막대들은,
    상기 정12면체 중 6개의 5각 면을 대각으로 분할하여 3각 면과 4각 면을 각각 형성시키는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 정4면체와 상기 정6면체 그리고, 상기 정6면체와 상기 정12면체는,
    상기 금속 볼들에 의해 꼭지 점들을 공유하는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제3막대들이 형성하는 정12면체의 20개 꼭지 점은,
    상기 정20면체의 3각 면의 중심을 관통하는 임의의 선분 위에 위치되며,
    상기 제3막대들은,
    상기 정20면체를 형성하는 상기 제4막대들과 접하여 상호 지지되는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구.
  10. 6개로 구비된 제1막대의 종 방향 양단을 각각 연결하여, 4개의 꼭지 점을 갖도록 형성되는 정4면체;
    상기 정4면체가 4개의 꼭지 점을 공유하면서 내부에 위치되도록 8개로 구비된 제2막대의 종 방향 양단을 각각 연결하여, 8개의 꼭지 점을 갖도록 형성되는 정6면체;
    상기 정6면체가 8개의 꼭지 점을 공유하면서 내부에 위치되도록 30개로 구비된 제3막대의 종 방향 양단을 각각 연결하여, 8개의 꼭지 점을 갖도록 형성되는 정12면체;
    상기 정12면체가 꼭지 점을 공유하지 않으면서 내부에 위치되도록 30개로 구비된 제4막대의 종 방향 양단을 각각 연결하여, 12개의 꼭지 점을 갖도록 형성되는 정20면체;
    상기 정20면체의 꼭지 점들이 모서리부에 연결되면서 내부에 위치되도록 24개로 구비된 제5막대의 종 방향 양단을 각각 연결하여, 6개의 꼭지 점을 갖도록 형성되는 제8면체; 및
    정8면체의 꼭지 점들이 모서리부에 연결되면서 내부에 위치되도록 12개로 구비된 제6막대의 종 방향 양단을 각각 연결하여, 4개의 꼭지 점을 갖도록 형성되는 정4면체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구.
  11. 6개로 구비된 제1막대들의 종 방향 양단에 각각 설치된 제1자석과 금속 볼들을 부착하여, 4개의 꼭지 점을 갖는 정4면체를 형성시키는 제1단계(S100);
    12개로 구비된 제2막대들의 종 방향 양단에 각각 설치된 제2자석과 금속 볼들을 부착하여, 상기 정4면체가 4개의 꼭지 점을 공유사면서 내부에 위치되도록 8개의 꼭지 점을 갖는 정6면체를 형성시키는 제2단계(S200);
    30개로 구비된 제3막대들의 종 방향 양단에 각각 설치된 제3자석과 금속 볼들을 부착하여, 상기 정6면체가 8개 꼭지 점을 공유하면서 내부에 위치되도록 20개의 꼭지 점을 갖는 정12면체를 형성시키는 제3단계(S300);
    30개로 구비된 제4막대들의 종 방향 양단에 각각 설치된 제4자석과 금속 볼들을 부착하여, 상기 정12면체가 꼭지 점을 공유하지 않으면서 내부에 위치되도록 12개의 꼭지 점을 갖는 정20면체를 형성시키는 제4단계(S400);
    24개로 구비된 제5막대들의 종 방향 양단에 각각 설치된 제5자석들과 금속 볼들을 부착하여, 상기 정20면체가 내부에 위치되도록 6개의 꼭지 점을 갖는 정8면체를 형성시키는 제5단계(S500); 및
    12개로 구비된 제6막대들의 종 방향 양단에 각각 설치된 제6자석과 금속 볼들을 연결하여, 상기 정8면체가 내부에 위치되도록 4개의 꼭지 점을 갖는 정4면체를 형성시키는 제6단계(S600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구의 조립방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제4단계(S400)의 이전에는,
    제3-1막대의 종 방향 양단에 각각 설치된 제3-1자석을 상기 정8면체의 6개 꼭지 점과, 상기 정12면체의 6개 꼭지 점에 각각 부착하여, 상기 정12면체 중 6개의 5각 면을 대각으로 분할하여 보강하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구의 조립방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보강하는 단계에서 상기 제3-1자석들은,
    상기 정12면체 중 6개의 5각 면을 대각으로 분할하여 3각 면과 4각 면을 각각 형성시키는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구의 조립방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1단계(S100) 내지 제4단계(S400)에서 상기 정4면체와 상기 정6면체 그리고, 상기 정6면체와 상기 정12면체는,
    상기 금속 볼들에 의해 꼭지 점들을 서로 공유하는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구의 조립방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제4단계(S400)에서 상기 정12면체의 꼭지 점 20개는,
    상기 정20면체의 3각 면의 중심을 관통하는 임의의 선분 위에 위치되며,
    상기 제3막대들은,
    상기 정20면체를 형성하는 상기 제4막대와 접하여 상호 지지되는 것을 특징으로 하는 정다면체 순환실습용 교구의 조립방법.
  16. 삭제
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