KR101926234B1 - 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조물 모형을 제작하거나 실험할 수 있는 실험 교구에 관한 것 으로써, 더욱 상세하게는 발사나무를 이용하여 제작한 교량 구조물을 매달아 하중을 검사할 수 있도록 일측단에 요부(116)가 구비된 한 편 상단에 라운딩(113)이 더 구비된 복수개의 필러(110)를 이격된 일측 상단에 구비한 실험대(100)와, 하부 일측에 복수개의 단턱 요철(172)을 구비한 실험 받침판(170)을 상기 실험대(100)의 좌우 양측단 끝에 구비된 결합 요철(132)을 통해 결합하거나 탈거할 수 있는 것을 특징으로 하는 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구를 구성한다.
한 편 상기 실험대(100)의 하단에 구조물 제작틀(200)을 더 구비하고, 상기 구조물 제작틀(200)은 상부 일측에 단턱(212)이 구비된 단일의 기둥 고정대(210)가 상기 구조물 제작틀(200)을 횡단 구비하는 것을 특징으로 함으로써 당면한 과제를 해결할 수 있도록 한다.
따라서 널리 유통되는 재료를 쉽게 가공하여 다양한 유형의 트러스를 용이하고 정확하게 제작하여 교량 구조물을 만들 수 있고 다양한 장구를 구비하지 않아도 용이하게 하중 견딤 실험을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구 {Teaching aid to the bridge structure of balsa wood}

본 발명은 구조물 모형을 제작하거나 실험할 수 있는 실험 교구에 관한 것 으로써, 더욱 상세하게는 발사나무를 이용하여 제작한 교량 구조물을 매달아 하중을 검사할 수 있는 한 편 교량 구조물의 트러스 배열에 따른 정확한 하중 검사를 목적으로 정확한 교량 구조물을 제작할 수 있도록 할 수 있는 실험 및 제작교구에 관한 것이다.

주변에서 쉽게 구할 수 있는 재료를 통해 구조물 모형을 제작한 후 모형에 하중을 걸도록 함으로써 제작한 구조물 모형이 어느 정도의 무게를 버티는지 실험하도록 함으로써 건축 구조물의 이해 학습이 가능하다. 이러한 방법은 주로 중, 고등학교의 과학적 실습시간에 행해지며 관련된 대회 역시 있을 정도로 보편화 된 실정이다.

일반적으로 상술한 바와 같은 실험 방법을 구현하기 위한 구조물 모형은 주로 발사나무나 플라스틱을 사용하는데, 발사나무를 이용하여 구조물 모형을 제작할 경우 가장 적은 무게로 가장 많은 무게를 버틸 수 있는 것이 특징이었다. 따라서 발사나무나 플라스틱을 이용한 구조물 하중 견딤 실험 방법은 필러(기둥)형 구조물 이외에도 교량형 구조물도 제작하여 하중 견딤 실험을 진행하기도 한다.

하지만, 상술한 실습 및 실험 방법은 용이하게 구할 수 있는 재료들을 단순히 부착하는 방법은 실습생의 역량(솜씨)에 따라서 동일한 구조와 치수로 제작되었다 할 지라도 양호하게 제작된 구조물 모형이 제작될 수도 있는 반면 그렇지 않아서 약간의 하중만 주어져도 무너지는 구조물 모형이 부분적으로 존재했기 때문에 원활한 하중 견딤 실험이 진행되기가 어려웠던 문제가 있었다.

따라서 상술한 실시 예시를 보다 정확한 방법을 사용하여 구현하고자 대한민국 등록 특허공보 제 10-1231737호로 기록된 플라스틱 조립 기구를 이용한 교량의 적재 하중 검출 방법과 같은 기술 문헌이 공개되어 제한적으로 실시되고 있는 실정이다.

당해 문헌은 플라스틱 조립 기구를 이용한 교량의 적재 하중 검출 방법에 대한 것으로, 플라스틱 조립 기구를 이용해 실험용 교량 조립체를 형성하는 단계와, 상기 실험용 교량 조립체의 하부에 추를 달아 파단시 하중을 측정하는 단계와, 금속의 인장 강도를 이용해 상기 실험용 교량 조립체의 파단시 하중에 대한 실체 교량의 적재 하중을 산출하는 단계를 포함한다고 기술되어 있다.

또 다른 예시로는 일본 공개 특허공보 공개평 H08-030191호로 기록된 트러스 부재 응력 실험 장치를 참고할 수 있다.

당해 문헌은 회전 격판 부재와 이동 지승에 응력 측정 대상 위치의 현재 또는 복부 재료에 대응하여 설치되어 연결링을 갖는 힘 측정 부재와, 상기 힘 측정 부재가 배치된 현재 또는 부속 재료 이외의 현재 또는 부속 재료에 대응하여 배치된 일반 부재가 구비된다고 기술되어 있다.

그 후 힘 측정 부재에 작용하는 응력을 힘 측정 부재에 부착된 연결링에 스트레인 게이지를 연결함으로써 트러스를 구성하는 각 부재에 작용하는 응력을 간단하고 확실하게 측정할 수 있다고 기술되어 있다.

이상 기록된 문헌들은 특히 교량의 하중을 측정하기 위한 구조물 모형이며, 실습생들의 재량에 따라 제작된 교량 구조물 모형을 한정된 방법을 통해 하중을 측정할 수 있으며, 연결 부재가 별도로 구비됨으로써 실습생의 제작 역량과는 관계 없이 정확한 하중 실험을 진행할 수 있다.

하지만, 공개된 당해 문헌들은 재료의 가공 및 사용이 용도에 따라 제한되어 있기 때문에 그 가공과 사용이 한정적이라는 문제점이 있었고, 부품을 분실할 경우 다시 구비를 하도록 해야지만 원활한 실험을 진행할 수 있었던 문제점이 같이 존재하게 되었다.

1. 대한민국 등록 특허공보 제 10-1231737호. 2. 일본 공개 특허공보 공개평 H08-030191호. 3. 일본 공개 특허공보 제 2006-0988609호. 4. 대한민국 등록 특허공보 제 10-1094709호. 5. 대한민국 등록 특허공보 제 10-1589977호.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것 으로써 널리 유통되는 재료를 쉽게 가공하여 다양한 유형의 트러스를 용이하고 정확하게 제작하여 교량 구조물을 만들 수 있고 다양한 장구를 구비하지 않아도 용이하게 하중 견딤 실험을 할 수 있는 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구를 얻고자 하기 위함에 있다.

삭제

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 일측 상단에 이격된 복수개의 필러(110)를 구비한 실험대(100)와, 상기 실험대(100)의 좌우 양측단 끝에 구비된 결합 요철(132)을 통해 결합하거나 탈거할 수 있는 실험 받침판(170)으로 이루어 진 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구를 통해 상기 필러(110)의 일측단에 구비된 요부(116)에 발사나무 구조물(B)을 끼운 후 양 쪽 책상의 사이에 실험 받침판(170)이 거치되도록 한다.
상술한 바와 같은 구현을 좀 더 구체적으로 하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 상기 실험 받침판(170)의 하부 일측에는 복수개의 단턱 요철(172)을 구비하도록 함으로써 상기 연장판(180)이 정확한 위치에 결합될 수 있도록 하고, 상기 실험대(100)의 하단에는 구조물 제작틀(200)이 더 구비될 수 있도록 한다.
상기 구조물 제작틀(200)은 도 6a에 도시된 바와 같이 상부 일측에 단턱(212)이 구비된 단일의 기둥 고정대(210)가 상기 구조물 제작틀(200)을 횡단 구비하고, 상기 기둥 고정대(210)의 하부 일측단에 25도 내지 40도(대응각은 140~155도)의 각을 형성하는 소 절삭공(220)과 대 절삭공(230)을 이격 구비하고, 25도 내지 40도(대응각은 140~155도)의 각을 교차(X자형) 구비한 조립공(240)을 상기 소 절삭공(220)과 대 절삭공(230)으로부터 이격 구비할 수 있도록 함으로써 발사나무(D)를 자르거나 혹은 붙일 수 있도록 하는 것이 바람직한 일 실시예이다.
한 편, 상기 언급한 소 절삭공(220)의 적절한 실시예시는 도 3에 잘 나타나 있는데, 상기 소 절삭공(220)은 구비된 공(孔)의 깊이와 너비가 동일하도록 구비함으로써 단일의 발사나무(D)를 비스듬히 자를 수 있으며, 도 3a에 도시된 바와 같이 비스듬히 자른 발사나무(D)의 반대편을 더 자르면서 살대(S)를 제작 할 수 있도록 함으로써 본 원 발명이 당면한 과제를 해결할 수 있도록 하는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 널리 유통되는 재료를 쉽게 가공하여 다양한 유형의 트러스를 용이하고 정확하게 제작하여 교량 구조물을 만들 수 있고 다양한 장구를 구비하지 않아도 용이하게 하중 견딤 실험을 할 수 있는 효과가 있다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 본 원 발명에 의한 실험활동의 적절한 실시예시를 도시한 실시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 실험 받침판(170)으로부터 실험대(100)를 탈거하는 형상을 도시한 분해도.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 실험대(100)로부터 판자형 실험판(181)을 탈거하는 형상을 도시한 부분 분해도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 소 절삭공(220)를 통해 발사나무(D)를 비스듬히 잘라내는 형상 예시를 도시한 실시도.
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 소 절삭공(220)를 통해 비스듬히 잘린 발사나무(D)의 반대편을 잘라내는 형상 예시를 도시한 실시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 대 절삭공(230)를 통해 발사나무(D)를 비스듬히 잘라내는 형상 예시를 도시한 실시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 조립공(240)를 통해 발사나무를 상호 접착하는 형상 예시를 도시한 실시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 실험대(100)를 거치하여 접착된 발사나무(D)를 말리는 실시예시를 도시한 실시도.
도 6a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 접착공(245)의 일측에 구비된 접착제 흐름구멍(247)을 상세히 도시한 실시도.

이하, 본 발명의 내용에 있어서 도면과 실시예를 통해 보다 구체적으로 서술한다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 일측 상단에 이격된 복수개의 필러(110)를 구비한 실험대(100)와, 상기 실험대(100)의 좌우 양측단 끝에 구비된 결합 요철(132)을 통해 결합하거나 탈거할 수 있는 실험 받침판(170)으로 이루어 진 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구를 통해 상기 필러(110)의 일측단에 구비된 요부(116)에 발사나무 구조물(B)을 끼운 후 양 쪽 책상의 사이에 실험 받침판(170)이 거치되도록 한다.

그 후 상기 발사나무 구조물(B)에 바구니(V)를 매단 후, 상기 바구니(V)에 무게 요소(W)를 올리는 방법으로 본 원 발명의 과제를 해결하는 실시예를 구성한다.

한 편, 상기 도 1과 같이 상기 실험 받침판(170)의 하단에는 연장판(180)을 더 끼울 수 있도록 함으로써 쾌적한 실험 환경을 구축할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같은 발사나무 구조물(B)의 제작 및 실시 구현을 좀 더 구체적으로 하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 상기 실험 받침판(170)의 하부 일측에는 복수개의 단턱 요철(172)을 구비하도록 함으로써 상기 연장판(180)이 정확한 위치에 결합될 수 있도록 하고, 상기 실험대(100)의 하단에는 구조물 제작틀(200)이 더 구비될 수 있도록 한다.

한 편, 도 2a에 도시된 바와 같이 상술한 실시예를 구현할 때 상기 실험 받침판(170)과 연장판(180) 대신 중심단부가 오목한 형상을 지닌 판자형 실험판(181)을 사용할 수도 있도록 하는데, 상기 판자형 실험판(181)은 실험대(100)와의 단순한 결합을 통해 상기 실험대(100)의 빠른 설치와 실험이 가능하게 할 수 있는 특징이 있다.

상기 구조물 제작틀(200)은 도 6a에 도시된 바와 같이 상부 일측에 단턱(212)이 구비된 단일의 기둥 고정대(210)가 상기 구조물 제작틀(200)을 횡단 구비하고, 상기 기둥 고정대(210)의 하부 일측단에 25도 내지 40도(대응각은 140~155도)의 각을 형성하는 소 절삭공(220)과 대 절삭공(230)을 이격 구비하고, 25도 내지 40도(대응각은 140~155도)의 각을 교차(X자형) 구비한 조립공(240)을 상기 소 절삭공(220)과 대 절삭공(230)으로부터 이격 구비할 수 있도록 함으로써 상기 발사나무 구조물(B)의 제작을 위한 발사나무(D)를 자르거나 혹은 붙일 수 있도록 하는 것이 바람직한 일 실시예이다.

한 편, 상기 조립공(240)의 상부 일측에는 발사나무(D)를 접착제를 이용하여 도 5와 같이 결합할 때 상기 발사나무(D)가 실험대(100)의 하단에 부착되는 것을 방지하기 위해 접착공(245)이 상기 기둥 고정대(210)와 일체로 구비되며, 상기 접착공(245)의 일측에는 접착제 흐름구멍(247)을 더 구비하도록 함으로써 발사나무(D)의 부착을 위한 접착제를 과도하게 사용하였을 경우 접착제가 흘러내릴 수 있도록 함으로써 접착공(245)에 접착제가 남지 않게 할 수 있는데, 이상과 같은 접착공(245)은 실시자의 선택에 따라 구비되지 않게 할 수도 있으므로 이는 실시자의 임의대로 자유롭게 택일하여 실시될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 언급한 소 절삭공(220)의 적절한 실시예시는 도 3에 잘 나타나 있는데, 상기 소 절삭공(220)은 구비된 공(孔)의 깊이와 너비가 동일하도록 구비함으로써 단일의 발사나무(D)를 비스듬히 자를 수 있으며, 도 3a에 도시된 바와 같이 비스듬히 자른 발사나무(D)의 반대편을 더 자르면서 살대(S)를 제작 할 수 있다.

한 편, 상기 대 절삭공(230)는 상술한 살대(S)를 보다 두껍게 만들고자 할 경우 도 4에 도시된 바와 같이 사용할 수 있는데, 상기 대 절삭공(230)의 공(孔)의 너비가 깊이에 비해 2배의 크기를 지니도록 구비함으로써 복수개의 접착된 발사나무(D)를 비스듬히 자를 수 있도록 함으로써 보다 강한 살대를 제작 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 결합 예시를 상기 도 5와 같이 진행하면서 사용자는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 실험대(100)를 거치할 수 있도록 함으로써 발사나무(D)를 접착 결합할 때 접착제가 마르는 것을 기다리게 할 수 있다. 이때 상기 실험대(100)가 일정한 각을 유지하도록 지탱하는 한 편, 그 고각의 조절이 용이하게 하도록 상기 필러(110)의 상단에 라운딩(113)이 더 구비된다.

상기 라운딩(113)을 통해 실험대(100)의 하부에 책이나 지우개와 같은 높이 조절 수단을 받쳐서 상기 실험대(100)를 거치할 때 다양한 각도로 거치했을 때 안정되게 거치할 수 있다.

이상과 같은 본 원 발명의 구성과 실시를 구현하기 위해 본 원 발명의 상술한 구성요소로부터 추가 혹은 자명하게 도출될 수 있는 구성요소는 상술한 범위 내에서 특허 청구범위를 작성하여 보호할 수 있도록 하지만, 그 실시범위는 당업자가 자명한 도출을 수행하여 용이하게 본 원 발명의 구성을 변경하여 실시하는 범위에까지 속할 수 있도록 한다.

100 : 실험대 110 : 필러
113 : 라운딩 116 : 요부
132 : 결합 요철 170 : 실험 받침판
172 : 단턱 요철 180 : 연장판
181 : 판자형 실험판 200 : 구조물 제작틀
210 : 기둥 고정대 212 : 단턱
220 : 소 절삭공 230 : 대 절삭공
240 : 조립공 245 : 접착공
247 : 접착제 흐름구멍 D : 발사나무
B : 발사나무 구조물 S : 살대
V : 바구니 W : 무게 요소

Claims (6)

1. 일측단에 요부(116)가 구비된 한 편 상단에 라운딩(113)이 더 구비된 복수개의 필러(110)를 이격된 일측 상단에 구비한 실험대(100)와,
   하부 일측에 복수개의 단턱 요철(172)을 구비한 실험 받침판(170)을 상기 실험대(100)의 좌우 양측단 끝에 구비된 결합 요철(132)을 통해 결합하거나 탈거할 수 있는 것을 특징으로 하는 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구에 있어서,
   상기 실험대(100)의 하단에 구조물 제작틀(200)을 더 구비하고,
   상기 구조물 제작틀(200)은 상부 일측에 단턱(212)이 구비된 단일의 기둥 고정대(210)가 상기 구조물 제작틀(200)을 횡단 구비하는 것을 특징으로 하는 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 실험 받침판(170)의 하단에는 연장판(180)을 더 끼울 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 기둥 고정대(210)의 하부 일측단에 25도 내지 40도(대응각은 140~155도)의 각을 형성하는 소 절삭공(220)과 대 절삭공(230)을 이격 구비하고,
   25도 내지 40도(대응각은 140~155도)의 각을 교차(X자형) 구비한 조립공(240)을 상기 소 절삭공(220)과 대 절삭공(230)으로부터 이격 구비하는 것을 특징으로 하는 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 조립공(240)의 상부 일측에는 접착공(245)이 상기 기둥 고정대(210)와 일체로 구비되며,
   상기 접착공(245)의 일측에는 접착제 흐름구멍(247)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 소 절삭공(220)의 깊이와 너비는 상호 동일하도록 구비되고,
   상기 대 절삭공(230)의 너비는 깊이에 비해 2배의 크기를 지니도록 구비하는 것을 특징으로 하는 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구.
   
6. 제 1항에 있어서,
   중심단부가 오목한 형상을 지닌 판자형 실험판(181)을 실험대(100)에 결합할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 발사나무 교량 구조물의 실험 및 제작교구.

Images