KR200300089Y1 - 계란형 팽이 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 팽이는 전체적으로 계란 형상이며, 팽이의 양 끝에는 회전시 바닥과 접촉하면서 회전축을 이루는 회전돌기가 형성되고, 팽이의 중앙부에는 함몰부가 형성된다. 본 고안에 따른 계란형 팽이에 의하면 종래의 팽이와는 다르게, 팽이를 어떠한 위치에서 회전시키든지 간에 본래의 회전방향을 회복하여 회전되는 계란형 팽이를 제공할 수 있어, 팽이를 갖고 노는 유아들에게 신비감을 줄 수 있고 과학적 상상력의 증진을 꾀할 수 있는 효과가 있다.

Description

계란형 팽이{Egg-shaped top}

본 고안은 계란 모양을 갖는 팽이에 관한 것이다.

도1은 현재 일반적으로 이용되고 있는 팽이의 형상을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 종래의 팽이는 상면은 평면상으로 구성되고 하면은 원추형으로 경사진모양으로 구성되어, 일반적으로 원추형 면(1)에 끈을 감았다가 팽이를 앞으로 던지면서 끈을 잡아당김으로써 원추형 면(1)과 팽이의 마찰력에 의해 팽이에 회전력을 부여하여 팽이 하부의 회전돌기(2)를 중심으로 팽이가 회전하게 되는 것이다. 한편, 사람의 손으로 팽이를 회전시킬 수 있는 방법도 있지만, 이러한 경우는 팽이의 회전 속도에 한계가 있다.

종래 팽이의 문제점이라 할 수 있는 것은, 끈으로 회전시키든지 아니면 사람의 손으로 회전시키든지, 팽이의 회전돌기(2)를 중심으로 회전시켜야 한다는 것으로서 그렇지 않으면 팽이가 정상적인 방법으로 회전되지 않는 한계가 있다.

이러한 종래 팽이에 있어서의 회전위치의 획일성은 팽이 사용자의 흥미를 반감시키는 요인이 될 수 있다. 본 고안은 이러한 종래 팽이의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 팽이를 어떠한 위치에서 회전시키든지 간에 본래의 회전방향을 회복하여 회전하는 계란형 팽이를 제공하는데 있다.

도1은 종래기술의 사시도

도2는 본 고안의 원리 설명도

도3은 본 고안에 따른 제1실시예의 정면도

도4는 본 고안에 따른 제1실시예의 평면도

도5 및 도6은 본 고안에 따른 제1실시예의 사시도

도7은 본 고안에 따른 제2실시예의 정면도.

도8은 본 고안에 따른 제2실시예의 영구자석의 확대도.

<도면 주요부호의 설명>

1 원추형 면, 2, 10a, 10b 회전돌기, 12a 제1원추체, 12b 제2원추체, 13a, 13b 영구자석, 14 홈, 15 돌기, 20 함몰부

고안의 원리

본 고안은 이른바 "삶은 계란의 역설"이라고 불리는 원리를 응용하였다. "삶은 계란의 역설"이라고 하는 것은 옆으로 누워 있는 삶은 계란을 팽이처럼 돌리면 세로로 일어서서 회전하는 현상을 일컫는 말이다. 물리학자들은 이러한 현상을 수 백년 전부터 운동 방정식을 사용해 규명하려고 연구하여 오다가, 최근에 일본의 게이오 대학 연구팀이 수식을 사용해 증명하는데 성공을 거두었다고 한다.

게이오 대학 연구팀은 계란의 회전 속도를 가속화할 경우 방정식을 단순화할 수 있다는 점에 착안, 삶은 계란과 테이블에 접촉이 일면서 회전 속도가 느려지면 계란의 중심 위치가 높아지는 사실을 알아냈으며 이로부터 테이블과 계란의 각도 방정식을 도출하여 계란이 일어서는 현상을 증명해 냈다. 상세한 원리는 이하에서 설명한다.

도2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 고안에 따른 팽이를 누워있는 상태에서 시계방향으로 회전시키면, 회전을 시작한 팽이의 접지면 A와 B는 둘 중 마찰력이 큰 쪽(무게, 표면 처리 상태, 지면에 가해지는 인위적인 압력 등의 영향에 의해 결정됨) 한 곳만 바닥 접지면과 접촉하고, 중심축 C를 중심으로 E와 F는 공전하며 접지면과의 마찰로 서서히 자전을 시작하게 되고, 이로 인해 공전에너지는 점차 자전에너지로 변환되고 공전속도는 늦어지며 자전속도는 점차 빨라져 팽이 몸체에 강한 원심력이 작용하게 된다.

이러한 상황에서 지면과 접하는 쪽인 A 또는 B는 자전으로 인해 앞으로 전진하려 하지만, 반대쪽 E 또는 F측의 관성으로 전진하지 못하고 진행방향이 상대쪽으로 향하게 되는데 이때의 자전속도는 공전에너지를 거의 흡수한 상태로서 순간적인 높은 가속이 발생하게 된다. 이렇게 되면, 접지쪽은 반대쪽으로 순간적 이동을 일으키는데 이로 인해 반대쪽은 지면 때문에 아래로 갈 수는 없고 위로 향하게 되면 중심축이 수직에 가까워질수록 접지측이 위로 들어올려야 하는 중력은 점차 가벼워지게 되고 결국 팽이는 수직으로 일어서게 되며, 팽이는 자전으로 발생된 원심력의 영향으로 쓰러지지 않고 수직으로 서서 회전하게 되는 것이다.

실시예

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 기술적 사상에 따르는 바람직한 실시예에 대해서 설명한다.

제1실시예

도3은 본 고안에 따른 제1실시예 팽이의 정면도이고, 도4는 평면도이며, 도5 및 도6은 사시도이다.

본 고안의 제1실시예에 따른 팽이는 제1원추체(12a)와 제2원추체(12b)가 대칭적으로 결합되어 대략적으로 계란 형상을 갖는 팽이로서, 제1원추체(12a)의 말단과 제2원추체(12b)의 말단에 각각 회전돌기(10a, 10b)가 형성되고, 제1원추체(12a)와 제2원추체(12b)가 맞닿아 있는 부분에는 소정의 폭(W)으로 원추를 따라 함몰부 (20)가 형성된 것을 특징으로 한다.

일반적인 팽이는 회전돌기가 지면에 닿은 상태에서 순간적으로 강한 회전력을 발생시키면 팽이의 몸체는 축의 바깥쪽으로 원심력을 발생시키는데, 이때 팽이의 몸체는 축을 중심으로 회전하며 위치를 이동하게 된다. 이렇게 되면 팽이의 바깥쪽 몸체는 발생된 원심력을 바탕으로 강한 관성력을 지니게 되는데, 이러한 관성력은 축을 중심으로 팽이의 바깥쪽 전체에 가해져 결국 팽이는 회전돌기를 중심으로 쓰러지지 않고 서있는 상태에서 회전하게 되는 것이다.

그러나, 본 고안의 제1실시예에 따른 팽이는 일반적인 팽이의 회전원리와 동일한 원리로 회전운동을 하지만, 처음에 팽이에 회전력을 가할 때에 기존의 팽이처럼 팽이의 몸체를 세운 채로 회전시킬 필요가 없이 누워있는 팽이를 그대로 회전시키면 스스로 일어나 회전을 할 수 있게 된다. 한편, 중앙부에 형성되는 함몰부(20)는 디자인적 측면에서 단조로움을 회피하여 변화를 꾀하는 한편, 용도에 따라서는 줄을 감을 수 있도록 하여 줄을 감아서 돌리면 높이가 높아서 돌리는 순간 쓰러질 수 있지만, 오뚝이처럼 곧바로 일어나 회전하게 할 수도 있다.

제2실시예

본 고안에 따른 제2실시예 팽이의 구성을 도7을 참조하여 설명한다.

본 고안의 제2실시예에 따른 팽이의 기본 구성 및 고안 원리는 상기 제1실시예에 따른 팽이의 그것과 같다. 그러나, 제2실시예의 팽이는 제1원추체(12a)와 제2원추체(12b)가 맞닿아 있는 부분에 있어서, 도7에서 보는 바와 같이, 제1원추체 (12a)와 제2원추체(12b) 각각에 마주하는 극성(N극 또는 S극)이 서로 다르게 배치된 영구자석(13a, 13b)을 부착하여 제작하였으며, 상기 영구자석(13a, 13b)의 인력을 이용하여 팽이를 합체 및 두 개로 분리가능하도록 하였다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 제2실시예에서는 도8에 나타난 바와 같이, 영구자석(13a, 13b) 상호간의 마주하는 극성을 서로 다르게 배치하여 영구자석(13a, 13b)의 인력을 이용해 팽이의 합체 및 분리가 가능하도록 하였다.

또한, 본 고안의 제2실시예에서는 상기 영구자석(13a, 13b)이 부착된 제1원추체(12a)와 제2원추체(12b)의 합체 및 분리가 용이하도록 위치설정을 하기 위해, 도8에서 보는 바와 같이, 제1원추체 영구자석(13a)의 중심부 및 제2원추체 영구자석(13b)의 중심부에 홈(14) 또는 돌기(15)를 두었다. 본 고안은 도면에서 보는 바와 같이, 제1원추체 영구자석(13a)의 중심부에는 홈(14)을, 제2원추체 영구자석 (13b)의 중심부에는 돌기(15)를 위치시켰으나, 홈(14)과 돌기(15)의 위치는 당업자의 선택에 따라 변경 가능한 것이다.

이와같이, 본 고안의 제2실시예에 따른 팽이는 합체상태에서 회전할 때 사용자가 채찍 등을 이용하여 팽이의 허리부분(함몰부분)을 가격함으로써, 합체된 팽이가 두 개로 분리되어 회전하도록 고안된 것이다. 따라서, 갖고 노는 유아들에게 기존의 팽이와는 다른 새로운 신비감을 줄 수 있다.

본 고안에 따른 계란형 팽이에 의하면 종래의 팽이와는 다르게, 팽이를 어떠한 위치에서 회전시키든지 간에 본래의 회전방향을 회복하여 회전되는 계란형 팽이를 제공할 수 있어, 갖고 노는 유아들에게 신비감을 줄 수 있고 과학적 상상력의 증진을 꾀할 수 있는 효과가 있다. 또한, 영구자석을 이용하여 팽이의 합체 및 분리가 가능하도록 하였다.

Claims (3)

1. 제1원추체(12a)와 제2원추체(12b)가 대칭적으로 결합되어 계란 형상을 갖는 팽이로서,

   제1원추체(12a)의 말단과 제2원추체(12b)의 말단에 각각 회전돌기(10a, 10b)가 형성되고,

   제1원추체(12a)와 제2원추체(12b)가 맞닿아 있는 부분에 원추를 따라 함몰부 (20)가 형성된 것을 특징으로 하는 계란형 팽이.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1원추체(12a)와 제2원추체(12b)가 맞닿아 있는 부분에 있어서,

   제1원추체(12a)와 제2원추체(12b) 각각에는 마주하는 극성(N극 또는 S극)이 서로 다르게 배치된 영구자석(13a, 13b)이 부착되는 것을 특징으로 하는, 계란형 팽이.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 영구자석(13a, 13b)이 부착된 제1원추체(12a)와 제2원추체(12b)의 합체 및 분리가 용이하도록 위치설정을 하기 위하여,

   제1원추체(12a)의 영구자석(13a)의 중심부에는 홈(14)이 위치하고, 제2원추체(12b)의 영구자석(13b)의 중심부에는 돌기(15)가 위치하는 것을 특징으로 하는, 계란형 팽이.