KR101817426B1 - 실험 교육용 지진 실험판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건물의 방진 작용을 학습자들이 보다 이해하기 쉽도록 실험 교육을 할 수 있는 지진 실험 키트에 관한 것 으로써, 더욱 상세하게는 구조물 모형(P)을 올려놓고 방진 작용을 확인 할 수 있는 데스크 판(20)과, 상기 데스크 판(20)을 지탱하기 위해 상기 데스크 판(20)의 하단에 구비된 받침판(30)과, 상기 데스크 판(20)의 하부면 일측과 받침판(30)의 상부면 일측에 평행하게 구비된 홈(11)과, 상기 홈(11)의 내부면에 볼(19)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 실험 교육용 지진 실험판을 이용하여 방진 작용을 일으킬 수 있도록 방진 실험을 위한 실험체를 간편하게 수동으로 흔들 수 있도록 한다.
따라서 제조 및 사용 방법이 간편하고, 사용자의 기호에 따라 방진 구조물 모형을 다양하게 실험할 수 있는 효과가 있다.

Description

실험 교육용 지진 실험판 {Earthquake Experiment panel for education}
본 발명은 건물의 방진 작용을 학습자들이 보다 이해하기 쉽도록 실험 교육을 할 수 있는 지진 실험 키트에 관한 것 으로써, 더욱 상세하게는 방진 작용을 일으킬 수 있도록 방진 실험을 위한 실험체를 간편하게 수동으로 흔들 수 있는 지진 실험판에 관한 것이다.
조산대를 기준으로 세계적으로 발생의 빈도가 점차 높아지고 있는 지진은 많은 사람들의 인명과 재산의 피해를 입히고 있으며, 이러한 지진을 예방하기 위한 지진 예방 교육이나 건물의 방진효과에 관한 학습은 선택이 아닌 필수로써 그 중요성이 점차 확대되고 있다.
지진이 발생했을 때 사람이 할 수 있는 행동과 요법은 한계가 있으며, 지진에 의한 피해를 방지하는 건축 구조물의 학습을 통한 공학기술 혹은 지식을 학생들에게 학습하도록 하여 지속 가능한 방진이 가능하도록 하는 것이 장기적으로 더욱 효과적이다.
그러나 실제 공학에서 이용하는 실습기자재를 통한 학습 방법은 그 예산도 많이 들지만 다수의 교습생을 대상으로 효과적인 지식 전달이 용이하지 않으므로 간단한 기자재를 통하여 원리를 학습하도록 하는 것이 보다 효과적인 방진 구조물 모형의 학습이 가능하다.
방진 구조물 모형은 실험체 자체도 필요하지만, 상술한 실험체를 흔드는 일을 수행함으로써 구조 실험체가 방진 작용을 보일 수 있도록 하는 것 역시 중요하다.
이러한 역할을 할 수 있는 실험장치는 일본 공개 특허공보 공개평 제 H09-061286호로 기록되어 있는 건축물의 진동 실험장치를 그 예시로 들 수가 있는데, 당해 문헌은 진동 실험을 할 경우 간소하고 큰 힘을 사용할 수 있는 진동 실험기를 얻기 위해 상기 방진 구조물 모형의 최상층 양에 추를 매달아 내린 후 흔들기를 함으로써 상기 방진 구조물 모형에 진동을 야기할 수 있도록 추의 진폭이 최대 진폭에 도달했을 때, 한쪽 끝을 건축물의 프레임에 고정한 오일 댐퍼를 직동시킴으로써 상기 방진 구조물 모형이 진동하고, 상기 건축물의 감쇠 상수를 측정 할 수 있는 특징이 있다.
이러한 문헌에 도시되어 있는 내용을 통해 상술한 방진 구조물 모형의 흔들림 정도를 사용자가 육안으로 알 수 있도록 하면서 진동의 양을 오일 댐퍼를 통해 조작할 수 있는 것을 특징으로 하는데, 상술한 문헌을 비롯하여 대부분의 진동 장치는 기계를 통해 자동으로 진동을 만들어냄으로써 그 조작은 편리하지만 장치를 처음 조작하는 사람이 조작하기에 용이하지 않은 문제점이 있고, 장치의 구조가 복잡하여 그 단가가 비싸기 때문에 방진 교육을 위해 적합하지 않은 문제점이 있었다.
(0001) 일본 공개 특허 공보 공개평 제 H09-061286 호 (0002) 일본 공개 특허 공보 공개평 제 H05-281081 호 (0003) 일본 공개 특허 공보 제 2002-214085 호 (0004) 대한민국 등록 특허 공보 제 10-1082912 호
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 하기 위하여 그 제조 및 사용 방법이 간편하고, 사용자의 기호에 따라 방진 구조물 모형을 다양하게 실험할 수 있는 실험 교육용 지진 실험판을 얻고자 하기 위함에 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 구조물 모형(P)을 올려놓고 방진 작용을 확인 할 수 있는 데스크 판(20)과, 상기 데스크 판(20)의 하단에 구비된 한 편, 상기 데스크 판(20)을 지탱하는 받침판(30)과, 사용자가 수동으로 데스크 판(20)을 흔들 수 있도록 상기 데스크 판(20)의 상부 일측에 구비된 손잡이부(201)와, 상기 데스크 판(20)의 하부면 일측과 받침판(30)의 상부면 일측에 평행하게 구비된 홈(11)과, 손잡이부(201)를 통해 데스크 판(20)을 흔들었을 시 받침판(30)이 움직이지 않도록 하는 한 편, 데스크 판(20)이 부드럽게 움직일 수 있도록 상기 홈(11)의 내부면에 볼(19)이 구비된 실험 교육용 지진 실험판이 구조물 모형(P)의 방진 작용을 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 한다.
상술한 구조물 모형(P)은 상기 데스크 판(20)에 의해 고정될 수 있도록 시중에서 널리 공급되는 테이프, 접착제와 같은 접착 수단을 구조물 모형(P)의 하단에 부착하는 방법으로 데스크 판(20)에 고정을 할 수 있도록 할 수 있다.
하지만, 이상과 같은 접착 방법 이외에도 상기 데스크 판(20)의 모서리면 상단에 다수의 스냅 홀더(410)를 부착함으로써 구조물 모형(P)을 고정할 수 있도록 한다.
상술한 방법에 의한 스냅 홀더(410)는 도 4에 도시된 바와 같이 상단에 스냅 단추(411)가 구비되어 있고, 상기 데스크 판(20)의 상단에서 상호 대응하는 다수의 스냅 홀더(410)의 상단에 고정 벨트(450)의 양측 하단을 체결하도록 한다.
상기 스냅 홀더(410)는 상기 스냅 홀더(410)의 상단에 구비된 스냅 단추(411)에 끼울 수 있도록 함으로써 상기 고정 벨트(450)의 하부면이 상기 구조물 모형(P)을 지탱할 수 있도록 한다.
이상과 같은 고정 벨트(450)는 구조물 모형(P)의 하단과 마찰력을 보다 증대시킴으로써 구조물 모형(P)이 보다 용이하게 고정되도록 하기 위해 상기 고정 벨트(450)의 하부면에는 마찰 벨트(460)가 더 구비되도록 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 제조 및 사용 방법이 간편하고, 사용자의 기호에 따라 방진 구조물 모형을 다양하게 실험할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 본 발명에 의한 구성적 결합을 통한 실시를 도시한 실시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 실시에 있어서 고정 벨트(450)와 스냅 홀더(410)의 모습을 생략한 실시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 데스크 판(20)과 받침판(30)의 결합관계를 상세히 도시한 부분 분해도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 스냅 홀더(410)와 고정 벨트(450)의 결합관계를 상세히 도시한 부분 분해도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 고정 벨트(450)의 하단을 상세히 도시한 부분 저면 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 받침판(30)의 하단을 상세히 도시한 부분 저면 분해도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 클립(500)에 의한 구성적 결합을 통한 실시를 도시한 실시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 구조물 모형(P)의 고정 방법에 있어서, 클립(500)의 모습을 상세히 확대도시한 확대 실시도.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 손잡이부(201)가 데스크 판(20)의 일부로 구성되는 실시 예시와 핑거 홀(210)의 모습을 상세히 도시한 실시 사시도.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 클립(500)의 한 예시로써 특히 스프링 클립(535)와 고정 클립(545)을 보다 상세히 도시한 부분 실시 사시도.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 손잡이부(201) 데스크 판(20)으로부터 분리되는 실시 예시를 도시한 부분 실시 사시도.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 게이지(40)의 모습을 상세히 도시한 부분 실시 사시도.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 리미트 홈(110)의 형상과 작용의 예를 도시한 부분 실시 분해도.
이하, 본 발명의 내용에 있어서 도면과 실시예를 토대로 보다 구체적으로 서술한다.
본 발명은 도 2에 도시되어 있는 내용과 같이 구조물 모형(P)을 올려놓고 방진 작용을 확인 할 수 있는 데스크 판(20)과, 상기 데스크 판(20)의 하단에 구비된 한 편, 상기 데스크 판(20)을 지탱하는 받침판(30)과, 사용자가 수동으로 데스크 판(20)을 흔들 수 있도록 상기 데스크 판(20)의 상부 일측에 구비된 손잡이부(201)와, 상기 데스크 판(20)의 하부면 일측과 받침판(30)의 상부면 일측에 평행하게 구비된 홈(11)과, 손잡이부(201)를 통해 데스크 판(20)을 흔들었을 시 받침판(30)이 움직이지 않도록 하는 한 편, 도 3에 도시된 바와 같이 데스크 판(20)이 부드럽게 움직일 수 있도록 상기 홈(11)의 내부면에 볼(19)이 구비된 실험 교육용 지진 실험판이 구조물 모형(P)의 방진 작용을 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 한다.
한 편, 상기 손잡이부(201)는 상기 데스크 판(20)의 상부 일측에 구비하는 것 이외에도 상기 데스크 판(20)의 일부로써 그 일측단에도 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다. 도 9에 도시되어 있는 내용을 토대로 하면, 상기 손잡이부(201)의 내주면에는 사용자의 손가락을 넣을 수 있는 핑거 홀(210)이 더 구비되게 할 수도 있다.
또한, 손잡이부(201)는 도 11에 도시된 바와 같이 탈 부착이 가능하게 할 수도 있다. 도 11에 도시되는 상기 손잡이부(201)의 하단에는 끼움 요철(259)이 구비되고, 상기 데스크 판(20)은 상기 손잡이부(201)가 끼워지는 면과 평행한 일측 상단에 끼움공(255)이 더 구비되도록 함으로써 장치를 휴대할 때 손잡이부(201)를 따로 분리할 수 있도록 한다.
한 편, 상기 데스크 판(20)에 구비되는 끼움공(255)은 상기 손잡이부(201)가 끼워지는 면과 평행한 일측 상단과, 상기 손잡이부(201)가 끼워지는 면과 대응하는 일측 상단에도 같이 구비될 수 있도록 하는데, 본 원 발명에 의한 구성을 사용해서 실험을 하는 사용자의 반대편에 있는 사용자도 함께 데스크 판(20)을 흔들 수 있도록 함으로써 학습에 관한 효과를 높이도록 할 수 있도록 하기 위함이다.
이상과 같은 구성과 작용을 보다 상세히 구현하도록 하기 위해 하나 이상의 구조물 모형(P)을 상기 데스크 판(20)의 상부에 올려 놓을 수 있도록 한다. 상기 구조물 모형(P)은 다양한 방진 구조 실험을 가능하게 할 수 있도록 다양한 크기와 규격에 따라 그 방진 방법 역시도 다양하게 사용하도록 할 수 있게 하고, 이에 관한 상세한 설명은 사용자의 기호에 따라 결정할 수 있는 요소이므로 상세한 설명은 생략하도록 하나, 아무런 방진 구조가 구비되어 있지 않은 기초 모형(P1)과, 다양한 방진 방법 중 택일적인 방진 구조가 하나 이상 구비되어 있는 방진 모형(P2)으로 크게 양분되어 실시될 수 있도록 한다.
상술한 구조물 모형(P)은 상기 데스크 판(20)에 의해 고정될 수 있도록 시중에서 널리 공급되는 테이프, 접착제와 같은 접착 수단을 구조물 모형(P)의 하단에 부착하는 방법으로 데스크 판(20)에 고정을 할 수 있도록 할 수 있다.
하지만, 이상과 같은 접착 방법을 활용하는 한 편, 본 원 발명의 더욱 바람직한 실시를 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 상기 데스크 판(20)의 모서리면 상단에 다수의 스냅 홀더(410)를 부착함으로써 구조물 모형(P)을 고정할 수 있도록 한다.
상술한 방법에 의한 스냅 홀더(410)는 도 4에 도시된 바와 같이 상단에 스냅 단추(411)가 구비되어 있고, 상기 데스크 판(20)의 상단에서 상호 대응하는 다수의 스냅 홀더(410)의 상단에 고정 벨트(450)의 양측 하단을 체결하도록 한다.
상기 스냅 홀더(410)는 상기 스냅 홀더(410)의 상단에 구비된 스냅 단추(411)에 끼울 수 있도록 함으로써 상기 고정 벨트(450)의 하부면이 상기 구조물 모형(P)을 지탱할 수 있도록 한다.
이상과 같은 고정 벨트(450)는 구조물 모형(P)의 하단과 마찰력을 보다 증대시킴으로써 구조물 모형(P)이 보다 용이하게 고정되도록 하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 상기 고정 벨트(450)의 하부면에는 마찰 벨트(460)가 더 구비되고, 상기 고정 벨트(450)의 양측 하단에는 스냅 끼움부(455)가 더 구비되도록 한다.
상기 마찰 벨트(460)는 마찰을 더욱 증가시킬 수 있는 한 편 탄성이 있는 소재로 구비되며, 실리콘, 고무, 라텍스, 폴리우레탄과 같은 소재로 제조되어 사용할 수 있는 하는 것이 바람직한 일 실시예이다.
한 편, 상기 스냅 홀더(410)의 배치는 사용자의 기호와 데스크 판(20)의 규격에 따라 다양하게 배치하여 사용될 수 있도록 함으로써 고정 벨트(450)의 고정력을 보다 높일 수 있는 배치 또한 가능하다.
한 편, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 클립(500)을 통한 구조물 모형(P)의 고정 역시도 가능하게 할 수 있다. 도 8에 도시된 내용을 토대로 이를 더욱 상세히 설명하면 상기 클립(500)은 상단에 스프링(510)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하고, 상기 스프링(510)의 일측단에는 스토퍼(519)가 더 구비되게 함으로써 상기 스프링(510)의 장력에 의한 스토퍼(519)의 고정 효과를 통해 상기 구조물 모형(P)을 지탱할 수 있도록 한다.
이때, 상기 클립(500)은 하단에 단턱(512)이 구비되어 있으며, 상기 단턱(512)의 내주면에는 결합 홈(515)이 구비되어 있기 때문에 사용자 혹은 실시자의 기호에 따라 클립(500)을 고정하고자 하는 데스크 판(20)의 상부 일측에 홈을 파고, 결합 수단(520)을 통해 결합할 수 있도록 하는 것이 바람직한 일 실시예이다.
상기 결합 수단(520)은 종래에 널리 이용되는 나사, 핀, 리벳, 테이프와 같은 결합수단을 사용하도록 하고, 그 중 나사를 통한 결합 방식이 유익하다.
한 편, 상기 클립(500)을 통한 고정 방식은 도 7 내지 도 8에 도시되어 있는 형상 뿐만 아니라 통상의 지식을 가진 이가 판단하였을 때, 상술한 바와 같이 상기 클립(500)에는 스프링(510), 스토퍼(519), 단턱(512), 결합 홈(515)이 구비되어 있는 형태의 클립(500)이라면 모두 권리범위에 포함되어 실시되도록 하는 것을 고려할 수 있다.
예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이 데스크 판(20)의 상부 양측단에 스프링 클립(535)을 구비하는 고정 방식 역시도 상술한 바와 같이 스프링(510), 스토퍼(519), 단턱(512), 결합 홈(515) 이 구비된 상기 클립(500)의 형태 중 하나로 해석될 수 있으며, 상기 스프링 클립(535) 역시도 상술한 권리 범위에 포함되도록 하는 것이 바람직하다. (도 10에는 스프링 클립(535)의 결합 홈(515)는 생략 도시함)
또 다른 예시로 상술한 클립(500)에는 스프링 클립(535) 이외에도 상기 도 10에 도시된 바와 같이 상기 스프링 클립(535)의 대응된 데스크 판(20)의 상부 일측단에 고정 클립(545)을 구비하는 방법 역시도 권리범위에 포함될 수 있다. 상기 고정 클립(545)은 그 자체가 스프링(510)의 작용을 하며, 스토퍼(519), 단턱(512), 결합 홈(515)이 상술한 클립(500)에 구비된 바와 같이 포함되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성을 통해 사용자는 상기 손잡이부(201)를 잡고 데스크 판(20)을 좌 우로 흔들면서 관성 작용으로 구조물 모형(P)이 얼마나 흔들리는지 관찰할 수 있도록 한다. 이때 데스크 판(20)에는 단수 혹은 다수의 구조물 모형(P)을 올려놓고 구조물 모형(P)의 흔들림을 상호 비교할 수도 있다.
한 편, 상기 도 12에 도시된 바와 같이 상기 데스크 판(20)과 받침판(30)의 서로 평행한 일측 모서리면 상부에는 게이지(40)가 구비되도록 함으로써 사용자가 얼마나 큰 진폭으로 지진 실험을 하는지 알 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 상기 게이지(40)에는 눈금(41)이 더 구비될 수 있도록 함으로써 상술한 바를 보다 더 상세히 알 수 있도록 할 수 있다.
한 편, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 게이지(40)의 도시범위까지만 데스크 판(20)이 움직일 수 있도록 하기 위함에 있어서, 상기 받침판(30)의 중심단 상부에는 복수개의 리미트 홈(110)이 구비되고, 상기 리미트 홈(110)에 볼(19)을 삽입하도록 함으로써 리미트 홈(110)의 폭에 따라 데스크 판(20)이 제한적으로 움직일 수 있게 할 수도 있다.
상기 리미트 홈(110)은 각각 그 폭이 상이하게 구비되며, 폭이 짧은 리미트 홈(110)에 볼(19)을 삽입할 경우 진폭이 적은 지진 실험을 수행할 수 있고, 폭이 긴 리미트 홈(110)에 볼(19)을 삽입할 경우 진폭이 큰 지진 실험을 수행할 수 있다.
이러한 실시가 가능하게 하기 위해서는 상기 받침판(30)의 고정이 원활히 이루어지도록 함으로써 구조물 모형(P)에 주는 진동의 변화가 생기거나 데스크 판(20)이 움직이지 않는 현상을 방지하도록 해야 한다.
따라서 상기 받침판(30)의 하부 일측에는 도 6에 도시된 바와 같이 다수의 마찰 캡(301)을 구비하도록 함으로써 받침판(30)이 바닥면에서 움직이지 않도록 해야 하는 것이다.
이상과 같이 구성되어 있는 실험 교육용 지진 실험판은 비교적 간단한 설계로도 사용자가 용이하게 방진 실험을 할 수 있는 효과가 있고, 상술한 구체적인 내용을 근거로 특허 청구범위를 작성함에 따라 이에 적법한 보호를 받을 수 있도록 한다. 단, 그 실시의 범위는 기재된 내용에 국한되지 않고 통상의 지식을 가진 이가 자명하게 도출할 수 있는 범위에 까지 미칠 수 있도록 한다.
P : 구조물 모형 P1 : 기초 모형
P2 : 방진 모형 11 : 홈
19 : 볼 20 : 데스크 판
30 : 받침판 40 : 게이지
41 : 눈금 110 : 리미트 홈
201 : 손잡이부 210 : 핑거 홀
255 : 끼움공 259 : 끼움 요철
301 : 마찰 캡 410 : 스냅 홀더
411 : 스냅 단추 450 : 고정 벨트
455 : 스냅 끼움부 460 : 마찰 벨트
500 : 클립 510 : 스프링
512 : 단턱 515 : 결합 홈
519 : 스토퍼 520 : 결합 수단
535 : 스프링 클립 545 : 고정 클립

Claims (8)

  1. 실험 교육용 지진 실험판을 구성함에 있어서,
    구조물 모형(P)을 올려놓고 방진 작용을 확인 할 수 있도록 단턱(512)을 하단에 구비하는 한 편 일측단에 스토퍼(519)가 구비된 스프링(510)을 상단에 구비한 클립(500)을 상부 일측에 구비한 데스크 판(20)과,
    상기 데스크 판(20)을 지탱하기 위해 상기 데스크 판(20)의 하단에 구비된 받침판(30)과,
    상기 데스크 판(20)의 하부면 일측과 받침판(30)의 상부면 일측에 평행하게 구비된 홈(11)과,
    상기 홈(11)의 내부면에 볼(19)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 실험 교육용 지진 실험판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데스크 판(20)의 상부 일측에 손잡이부(201)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 실험 교육용 지진 실험판.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 받침판(30)의 하부 일측에는 다수의 마찰 캡(301)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 실험 교육용 지진 실험판.
  4. 삭제
  5. 제 2항에 있어서,
    손잡이부(201)는 탈 부착이 가능하게 하도록 상기 손잡이부(201)의 하단에는 끼움 요철(259)이 구비되고,
    상기 데스크 판(20)에 상기 손잡이부(201)가 끼워지는 면과 평행한 일측 상단에 끼움공(255)이 더 구비되도록 하는 것을 특징으로 하는 실험 교육용 지진 실험판.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 데스크 판(20)에 구비되는 끼움공(255)은 상기 손잡이부(201)가 끼워지는 면과 대응하는 일측 상단에도 같이 구비되도록 하는 것을 특징으로 하는 실험 교육용 지진 실험판.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 데스크 판(20)과 받침판(30)의 서로 평행한 일측 모서리면 상부에는 눈금(41)이 구비된 게이지(40)가 더 구비되도록 하는 것을 특징으로 하는 실험 교육용 지진 실험판.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 받침판(30)의 중심단 상부에는 각각 그 폭이 상이하게 구비된 복수개의 리미트 홈(110)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 실험 교육용 지진 실험판.
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