KR200424456Y1 - 입체 별자리 관찰구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 실제 하늘의 별자리 모양이 왜곡되지 않게 표현되어 별자리 운행을 정확하고 이해하기 쉽게 학습할 수 있게 되며, 학습자가 용이하게 조립하여 사용할 수 있도록 천구 형태로 끼워 맞춰지는 입체 별자리 관찰구에 관한 것이다.

본 고안의 주요 구성은, 천구 적도를 기준으로 반구에서 관측 가능한 사계절의 별자리가 내면부에 표현되면서 하단부가 개구된 천구 모형을 형성하며, 절개홈과 끼움돌기를 구비한 구조에 의해 서로 조립되는 복수 개의 모형판들; 상기 모형판들 중 최하단의 모형판에 조립되도록 끼움돌기를 구비하며, 외면부에 별자리를 관측하고자 하는 월이 표시되어 있고, 중앙부에는 상기 천구 모형의 내부를 들여다 볼 수 있는 크기로 원형의 조립 호울이 형성된 월색인편; 상기 월색인편의 조립 호울에 끼워지도록 원형으로 접히는 띠로 형성되며, 방위가 표시되어 있고 상기 천구 모형 내부로 연장되는 복수 개의 지지단이 구비되어 있으며, 시각이 표시되어 있고 천구 모형 외부를 향해 돌출된 돌출단이 구비되어 있는 지지편; 상기 지지편의 돌출단이 끼워지는 조립홈이 형성되어 있고, 상기 지지편과 조립되어 상기 천구 모형을 상대로 지지편과 함께 회전될 수 있게 원형으로 접히도록 형성되며, 상기 돌출단의 시각 표시에 대응하여 외부에서 인식 가능하도록 시각이 표시되어 있는 회전편; 방위가 표시된 고리형태로 이루어지며, 상기 지지편의 지지단이 해당 방위에 대응하여 끼워지는 절개부를 구비하고, 상기 천구 모형 내부에 배치된 상태에서 지평선 역할을 하게 되는 지평선 고리편을 포함하여 이루어진다.

별자리, 천구 모형, 관찰, 모형판, 끼움돌기, 절개홈, 조립

Description

입체 별자리 관찰구 {3-Dimensional Constellation Scope}

도 1 : 본 고안의 전체 외관을 나타낸 사시도

도 2∼도 11 : 본 고안의 각 구성 요소들을 나타낸 전개도

도 12 : 본 고안의 구성 요소들에 대한 조립 형태를 보여주는 분리 사시도

도 13 : 본 고안의 조립 상태 내부를 보여주는 종단면도

도 14 : 본 고안의 천구 모형에 표현된 북쪽 하늘의 별자리를 관찰하는 모습을 나타낸 도면

도 15 : 본 고안의 천구 모형에 표현된 남쪽 하늘의 별자리를 관찰하는 모습을 나타낸 도면

도 16 : 본 고안에 조명수단이 구비된 실시예를 나타낸 저면부 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제1모형판 11,24,34,44 : 플랜지

11a,22,24a,32,34a,42,44a,51a,82 : 절개홈

12,25 : 자석 20 : 제2모형판

21,23,31,33,41,43,52,61,81 : 끼움돌기 30 : 제3모형판

40 : 제4모형판 50 : 제5모형판

50a : 호울 51 : 월 표시부

60 : 월색인편 60a : 조립 호울

70 : 지지편 71,72,73,74 : 지지단

75 : 돌출단 76 : 발광체 설치 호울

80 : 회전편 83 : 조립홈

90 : 지평선 고리편 91 : 삽입돌기

92,93,94,95 : 절개부 100 : 지평선 테두리편

101 : 삽입홈 110 : 발광체

120 : 전원장치

본 고안은 입체 별자리 관찰구에 관한 것으로서, 특히 실제 하늘의 별자리 모양이 왜곡되지 않게 표현되어 별자리 운행을 정확하고 이해하기 쉽게 학습할 수 있게 되며, 학습자가 용이하게 조립하여 사용할 수 있도록 천구 형태로 끼워 맞춰지는 입체 별자리 관찰구이다.

현대에 이르러 갈수록 심각해지고 있는 대기오염과 밝은 조명으로 인해 도시 지역에서는 별자리가 펼쳐진 밤하늘의 광경을 육안뿐만 아니라 천체망원경을 이용하더라도 선명하게 관측하기가 점점 어려워지고 있다. 따라서, 도시지역을 벗어나 환경이 보다 나은 시골지역으로 나가야 그나마 별자리를 관측할 수가 있는데, 교통사정과 바쁜 생활일정 등으로 인해 특별한 기회가 아니고서는 일상적으로 시골지역으로 나가 선명한 밤하늘을 접하기는 매우 곤란하다. 이로 인해, 현대의 학생들과 일반인들은 옛날 사람들과는 달리 생활 속에서 자연스럽게 별자리와 관련한 것들을 체득하기는 거의 불가능하며, 천문관을 찾거나 별자리 학습도구를 이용하여 간접적으로 별자리의 모양과 운행에 대해 학습할 수밖에 없는 실정이다.

한편, 현재 일반적으로 사용되고 있는 별자리 학습도구는 지구의 북반구 또는 남반구에서 관측되는 별자리 및 월일시가 각각 인쇄되어 있는 판지와 투명판으로 구성된 평판형의 구조로 이루어져 있다. 그러나, 이러한 평판형 별자리 학습도구는 천구(天球)를 평면상에 표현하고 있기 때문에 별자리의 모양이 왜곡되어 나타나게 됨으로써 별자리의 모양과 운행을 정확하게 이해하는 데에 문제가 있다.

또, 최근에는 별자리를 천장이나 벽면에 투영하여 입체적으로 관찰할 수 있도록 한 가정용 플라네타리움(planetarium) 제품이 출시되었는데, 이는 광학 렌즈 및 디스크와 같은 고가의 부품이 소요되는 섬세한 기계이기 때문에 학생과 일반인들이 쉽게 구입하여 간편하게 사용하기에는 무리가 있으며, 별자리를 투영하기 위한 어두운 벽면이나 스크린이 요구되고 휴대하기에도 불편한 문제가 있다.

본 고안은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 별자리의 모양과 운행을 정확하게 이해할 수 있는 구조를 가지면서, 학생들은 물론 교사나 일반인들도 저렴한 가격으로 구매하여 간편하게 조립 사용할 수 있는 입체 별자리 관찰구를 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징적인 기술적 구성은 다음과 같이 개시된다.

본 고안의 주요한 기술적 구성은, 천구 적도를 기준으로 반구에서 관측 가능한 사계절의 별자리가 내면부에 표현되면서 하단부가 개구된 천구 모형을 형성하며, 절개홈과 끼움돌기를 구비한 구조에 의해 서로 조립되는 복수 개의 모형판들; 상기 모형판들 중 최하단의 모형판에 조립되며, 외면부에 별자리를 관측하고자 하는 월이 표시되어 있고, 중앙부에는 상기 천구 모형의 내부를 들여다 볼 수 있는 크기로 원형의 조립 호울이 형성된 월색인편(月索引片) ; 상기 월색인편의 조립 호울에 끼워지도록 원형으로 접히는 띠로 형성되며, 방위가 표시되어 있고 상기 천구 모형 내부로 연장되는 복수 개의 지지단이 구비되어 있으며, 시각(時刻)이 표시되어 있고 천구 모형 외부를 향해 돌출된 돌출단이 구비되어 있는 지지편; 상기 지지편의 돌출단이 끼워지는 조립홈이 형성되어 있고, 상기 지지편과 조립되어 상기 천구 모형을 상대로 지지편과 함께 회전될 수 있게 원형으로 접히도록 형성되며, 상기 돌출단의 시각 표시에 대응하여 외부에서 인식 가능하도록 시각이 표시되 어 있는 회전편; 방위가 표시된 고리형태로 형성되며, 상기 지지편의 지지단이 해당 방위에 대응하여 끼워지는 절개부를 구비하고, 상기 천구 모형 내부에 배치된 상태에서 지평선 역할을 하게 되는 지평선 고리편을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 천구 모형을 형성하는 모형판들의 내면부 뿐만 아니라 모형판들의 외면부에도 별자리가 표현될 수도 있다. 또, 이들 모형판에 표현되는 별자리는 지구의 북반구에서 관측 가능한 별자리일 수도 있고, 지구의 남반구에서 관측 가능한 별자리일 수도 있다.

한편, 상기 천구 모형을 형성하는 모형판들의 구성에 대한 바람직한 예로서, 정육각형 판으로 이루어져 최상단부에 위치하는 제1모형판; 상기 제1모형판의 각 변에 대응하여 그 하측에 고리형태의 6면체로 조립되는 제2모형판; 상기 제2모형판의 둘레를 따라 그 하측에 고리형태의 9면체로 조립되는 제3모형판; 상기 제3모형판의 둘레를 따라 그 하측에 고리형태의 9면체로 조립되는 제4모형판, 상기 제4모형판의 둘레를 따라 그 하측에 조립되는 최하단의 모형판인 제5모형판으로 구성되는 것을 들 수 있다. 여기서, 상기 제1모형판의 중앙에 북극성이 표현되고, 이를 정점으로 나머지 모형판들에는 지구의 북반구에서 관측 가능한 별자리들이 표현되는 구성이 개시될 수 있다. 또, 상기 제5모형판의 내면부에는 상기 제1모형판을 개방하여 천구 모형 내부를 관찰할 때 인식이 가능하도록 상기 월색인편의 월 표시에 상응하는 월 표시가 되어 있는 구성이 개시될 수도 있다. 또한, 상기 제1모형판과 상기 제2모형판은 하나씩의 절개홈과 끼움돌기에 의해 조립되고, 이들 절개홈과 끼움돌기가 형성되지 아니한 제1모형판과 상기 제2모형판의 변들 중 일부 변의 서로 접촉하는 면에는 상기 제1모형판의 개폐가 용이하도록 자석이 부착된 구성이 개시될 수도 있다.

전술한 구성에 부가하여, 본 고안의 조립을 보다 용이하게 할 수 있도록, 상기 모형판들의 절개홈과 끼움돌기 및 상기 월색인편의 끼움돌기에는 각각 조립 위치를 표시하는 표지(標識)가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 고안의 천구 모형 내부에 대한 관찰을 보다 용이하게 할 수 있도록, 상기 지지편의 지지단 중 어느 하나에 발광체 설치 호울이 형성되고, 이 발광체 설치 호울에는 상기 천구 모형 내부를 조명하는 발광체가 설치되며, 상기 회전편에는 상기 발광체에 전원을 공급하거나 차단하기 위한 전원장치가 설치된 구성이 개시될 수 있다. 특히, 상기 발광체는 발광다이오드로 개시되는 것이 바람직하며, 상기 전원장치는 상기 회전편에 양면테이프로 부착되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 지평선 고리편의 외주에 복수 개의 삽입돌기가 형성되고, 이 삽입돌기가 끼워지는 삽입홈들이 형성되어 있으면서 상기 지평선 고리편의 상하면과 직교하는 방향으로 둘러싸는 지평선 테두리편이 더 구비된 구성이 개시될 수 있다.

이하에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 전체 외관을 나타내고 있는데, 본 고안의 대략적인 형태는 인간이 지구상에서 바라보게 되는 가상적인 둥근 하늘 즉 천구(天球)의 형상을 따 른 천구 모형을 이루고 있음을 알 수 있다. 따라서, 실제 하늘의 별자리 모양이 전혀 왜곡되지 않게 표현되어 별자리의 모양과 운행을 정확하게 이해할 수 있게 된다. 특히, 천구 모형에는 천구 적도를 기준으로 북반구 또는 남반구에서 관측될 수 있는 사계절의 별자리(북반구의 53개, 남반구의 35개)가 표현되며, 본 실시예에서는 일례로서 도면과 같이 북반구에 위치한 대한민국 서울(위도 37°)을 기준으로 관측 가능한 53개의 별자리가 그 이름과 함께 인쇄된 형태로 표현되어 있다. 천구 모형에 표현되는 별자리는 천구 모형의 내면부에만 표현되어도 무방하지만, 외부에서도 별자리를 인식할 수 있음으로써 보다 쉽게 별자리를 찾을 수 있도록 천구 모형의 외면부에도 표현되는 것이 바람직하다. 이러한 본 고안은 보드지(board 紙)와 같은 종이 또는 이와 유사한 재질의 저렴한 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 후술하는 바와 같이 각각의 구성 요소들이 초등학생들도 쉽게 조립할 수 있을 정도의 조립 구조를 갖게 된다.

본 고안이 구현하는 천구 모형을 형성하기 위한 구성 요소로서, 도 2∼도 6과 같은 다수의 모형판(10,20,30,40,50)들이 구비되는데, 이 모형판(10,20,30,40,50)들은 모두 절개홈(11a,24a,34a,44a,51a)과 끼움돌기(23,33,43,52)를 각각 구비하고 있어서 서로 조립이 된다. 모형판(10,20,30,40,50)들의 상세한 구성은 도 2∼도 6에 예시된 전개도를 통해 알 수가 있는데, 본 실시예에서는 모형판(10,20,30,40,50)들이 도면에서와 같이 제1모형판(10)·제2모형판(20)·제3모형판(30)·제4모형판(40)·제5모형판(50)의 총 5개로 이루어진 예로 개시되어 있으며, 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 2를 참조하여 보면, 제1모형판(10)은 정육각형을 기본 형태로 하는 판 모양으로 이루어져 각 변에는 예컨대 직사각형(다른 형태이어도 무방함)의 플랜지들이 형성되어 있으며, 이 가운데 하나의 플랜지(11)와 변(邊) 사이에는 절개홈(11a)이 형성되어 있고, 이 절개홈(11a)이 형성된 해당 플랜지(11)에는 제2모형판(20)과 바른 위치로 조립될 수 있도록 조립 위치를 표시하는 표지("A1")가 인쇄되어 있다. 이러한 제1모형판(10)의 내면부(천구 모형의 내부를 형성하는 면)와 외면부(천구 모형의 외부를 형성하는 면)에는 각각 북극성을 정점으로 하는 작은곰 별자리가 표현되어 있어서, 천구 모형의 최상단부에 위치하게 된다.

다음으로, 제2모형판(20)이 도시된 도 3을 참조하면, 제2모형판(20)은 내면부와 외면부에 각각 별자리가 인쇄된 고리형태로 이루어져 천구 모형에서 6면체로 나타나게 되며, 양 말단부에는 끼움돌기(21)와 이 끼움돌기(21)가 끼워지는 절개홈(22)이 형성되어 있어서 고리형태로 조립된 상태를 유지할 수 있게 된다. 이들 끼움돌기(21)와 절개홈(22) 부위에는 서로 조립되는 한 쌍임을 지시하는 표지("㉮")가 인쇄되어 있다. 이렇게 제2모형판(20)이 고리형태로 조립된 상태에서 제1모형판(10)의 각 변에 대응하여 그 하측에 조립이 됨으로써, 제1모형판(10)과 제2모형판(20)은 천구의 약 1/3을 차지하는 상층부를 이루게 된다. 이 제2모형판(20)에서 제1모형판(10)의 변들과 접하는 고리 상측 테두리의 한 변에는 제1모형판(10)의 "A1" 표지가 인쇄된 플랜지(11) 측의 절개홈(11a)에 끼워질 끼움돌기(23)가 형성되어 있으며, 이 끼움돌기(23)에도 "A1" 표지가 인쇄되어 있다. 또, 제3모형판(30)과 조립될 고리 하측 테두리의 각 변에는 제1모형판(10)의 플랜지(11)와 동일한 형태로 플랜지(24)들이 형성되어 있고, 각각의 플랜지(24)와 변 사이에는 절개홈(24a)이 형성되어 있으며, 모든 플랜지(24)들에는 제3모형판(30)과의 조립 위치를 표시하는 "B1"∼"B15"까지의 표지가 인쇄되어 있다.

한편, 전술한 바와 같이 제1모형판(10)과 제2모형판(20)에는 이들이 서로 조립되도록 하기 위한 절개홈(11a)과 끼움돌기(23)가 한 쌍이 형성되어 있다고 했는데, 이들 절개홈(11a)과 끼움돌기(23)가 형성되지 아니한 나머지 변들 중 일부 변의 서로 접촉하는 면에는 얇은 두께의 자석(예컨대, 고무자석 : 12,25)이 부착됨으로써, 제1모형판(10)을 제2모형판(20)에 대해 상기 끼움돌기(23)를 축으로 하여 쉽게 개폐할 수 있게 된다. 이는 후술하는 바와 같이, 본 고안을 사용하는 사용자가 제1모형판(10)을 열어서 천구 모형 내부의 남쪽 하늘을 관측하는 데에 용이하도록 하기 위함이다.

다음으로, 도 4에는 제3모형판(30)이 도시되어 있다. 제3모형판(30)은 내면부와 외면부에 각각 별자리가 인쇄된 고리형태로 이루어져 제2모형판(20)의 둘레를 따라 그 하측에 조립이 됨으로써 천구 모형에서 9면체로 나타나게 되며, 양 말단부에는 제2모형판(20)과 같이 끼움돌기(31)와 이 끼움돌기(31)가 끼워지는 절개홈(32)이 형성되어 있어서 고리형태로 조립된 상태를 유지할 수 있게 된다. 또, 이들 끼움돌기(31)와 절개홈(32) 부위에는 서로 조립되는 한 쌍임을 지시하는 표지("㉯")가 인쇄되어 있다. 이렇게 제3모형판(30)이 고리형태로 조립된 상태에서 제2모형판(20)의 각 변에 대응하여 그 하측에 조립이 됨으로써 천구의 약 1/3을 차지하는 중간층부를 이루게 된다. 이 제3모형판(30)에서 제2모형판(20)의 변들 과 접하는 고리 상측 테두리의 변들에는 제2모형판(20)의 "B1"∼"B15" 표지가 인쇄된 플랜지(24) 측의 절개홈(24a)에 끼워질 끼움돌기(33)들이 형성되어 있으며, 이 끼움돌기(33)들에도 "B1"∼"B15"까지 표지가 인쇄되어 있다. 또, 제4모형판(40)과 조립될 고리 하측 테두리의 각 변에는 제2모형판(20)의 플랜지(24)들과 동일한 형태로 플랜지(34)들이 형성되어 있고, 각각의 플랜지(34)들과 변들 사이에는 절개홈(34a)이 형성되어 있으며, 모든 플랜지(34)들에는 제4모형판(40)과의 조립 위치를 표시하는 "C1"∼"C18"까지의 표지가 인쇄되어 있다.

도 5는 제4모형판(40)을 나타내고 있는데, 제4모형판(40)은 내면부와 외면부에 각각 별자리가 인쇄된 고리형태로 이루어져 제3모형판(30)의 둘레를 따라 그 하측에 조립이 됨으로써 천구 모형에서 9면체로 나타나게 된다. 제4모형판(40)의 양 말단부에도 끼움돌기(41)와 이 끼움돌기(41)가 끼워지는 절개홈(42)이 형성되어 있어서 고리형태로 조립된 상태를 유지할 수 있게 되며, 이들 끼움돌기(41)와 절개홈(42) 부위에는 서로 조립되는 한 쌍임을 지시하는 표지("㉰")가 인쇄되어 있다. 이렇게 제4모형판(40)이 고리형태로 조립된 상태에서 제3모형판(30)의 각 변에 대응하여 그 하측에 조립이 됨으로써, 후술하는 제5모형판(50)과 함께 천구의 약 1/3을 차지하는 하층부를 이루게 된다. 이 제4모형판(40)에서 제3모형판(30)의 변들과 접하는 고리 상측 테두리의 변들에는 제3모형판(30)의 "C1"∼"C18" 표지가 인쇄된 플랜지(34) 측의 절개홈(34a)에 끼워질 끼움돌기(43)들이 형성되어 있으며, 이 끼움돌기(43)들에도 "C1"∼"C18"까지 표지가 인쇄되어 있다. 또, 제5모형판(50)과 조립될 고리 하측 테두리의 각 변에는 제3모형판(30)의 플랜지(34)들과 동일한 형태로 플랜지(44)들이 형성되어 있고, 각각의 플랜지(44)들과 변들 사이에는 절개홈(44a)이 형성되어 있으며, 모든 플랜지(44)들에는 제5모형판(50)과의 조립 위치를 표시하는 "D1"∼"D15"까지의 표지가 인쇄되어 있다.

이어서, 도 6은 제4모형판(40)의 둘레를 따라 그 하측에 조립되는 최하단 모형판으로서의 제5모형판(50)을 나타내고 있는데, 제5모형판(50)에는 천구의 가장 아래쪽에 나타나는 별자리들이 표현되어 있으며, 중앙부에는 천구 모형의 내부를 관측하기에 문제가 없을 정도의 크기로 원형의 호울(50a)이 형성되어 있다. 그리고, 별자리가 표현된 부분과 이 호울(50a)의 사이에는 육각형 모양의 월 표시부(51)가 형성되어 있으며, 이 월 표시부(51)의 천구 모형 내부를 향하는 면에 12개월이 표시되어 있다. 이에 따라, 제1모형판(10)을 개방한 상태에서 천구 모형 내부의 남쪽 하늘에 있는 별자리를 관측할 때, 천구 모형 내부를 들여다 보면서 관측하고자 하는 월을 설정할 수 있게 된다. 특히, 월 단위 사이마다 눈금이 나뉘어져 있어서 눈대중으로 관측 일자도 설정할 수가 있다. 육각형 모양인 월 표시부(51)의 각 변에는 절개홈(51a)이 형성되어 있으며, 이 절개홈(51a)에는 후술하는 월색인편(60)의 끼움돌기(61)가 끼워진다. 또, 제5모형판(50)의 외곽에는 제4모형판(40)의 절개홈(44a)에 끼워지는 끼움돌기(52)들이 형성되어 있으며, 이들 끼움돌기(52)에는 제4모형판(40)과의 조립 위치를 표시하는 "D1"∼"D15"까지의 표지가 제4모형판(40)의 플랜지(44)에 대응하여 동일하게 인쇄되어 있다.

한편, 도 7은 상기 제5모형판(50)에 조립이 되는 월색인편(60)의 저면부를 나타내고 있는데, 제5모형판(50)의 월 표시부(51)와 동일하게 육각형 모양으로 이 루어져, 각 변에는 제5모형판(50)의 절개홈(51a)에 끼워지는 끼움돌기(61)가 형성되어 있다. 그리고, 월색인편(60)의 중앙부에는 제5모형판(50)의 호울(50a)과 대등하게 천구 모형의 내부를 관측할 수 있는 크기로 원형의 조립 호울(60a)이 형성되어 있어서, 이 조립 호울(60a)에 후술하는 지지편(70)이 조립된다. 이러한 월색인편(60)에는 제5모형판(50)의 월 표시부(51)와 동일하게 12개월이 표시되어 있는데, 특히 제5모형판(50)에 조립된 상태에서 천구 모형의 외부를 향하는 면에 12개월이 표시됨으로써, 천구 모형 내부의 북쪽 하늘에 있는 별자리를 관측할 때 원하는 달의 별자리를 관측할 수 있도록 해당 월을 천구 모형의 외부로부터 설정할 수 있게 된다. 또, 제5모형판(50)의 월 표시부(51)와 마찬가지로 월 단위 사이마다 눈금이 나뉘어져 있어서 눈대중으로 관측 일자도 설정할 수가 있다.

도 8은 월색인편(60)의 조립 호울(60a)에 조립되는 지지편(70)을 나타내고 있다. 즉, 지지편(70)은 원형으로 접혀지는 띠 모양으로 이루어져 있어서 월색인편(60)의 조립 호울(60a)에 꼭 맞게 끼워지면서 천구 모형의 내부로 들어가게 된다. 특히, 천구 모형의 내부를 향하는 부위에는 천구 모형 내부를 향해 돌출된 복수 개의 지지단(71,72,73,74)들이 구비되어 있는데, 이 지지단(71,72,73,74)들은 지지편(70)이 원형으로 접혀져 천구 모형 내부로 삽입되었을 때 동·서·남·북의 네 방위에 부합되는 간격으로 배치되며, 각각의 지지단(71,72,73,74)에는 동·서·남·북의 방위가 표시되어 있다. 그리고, 천구 모형의 외부를 향하는 부위에는 천구 모형의 외부를 향해 돌출되는 돌출단(75)들이 일렬로 구비되어 있으며, 이들 돌출단(75)은 후술하는 회전편(80)의 절개홈(83)에 끼워짐으로써 지지편(70)과 회 전편(80)의 조립이 이루어지게 된다. 특히, 돌출단(75)에는 본 고안의 사용자가 원하는 시간대의 별자리를 관측할 수 있도록 24시각을 나타내는 시각 표시가 인쇄되는데, 본 실시예에서는 조립의 편이를 위해 두 시간 간격으로 시각이 표시된 12개의 돌출단(75)이 구비되어 있다.

도 9는 천구 모형의 하단부에서 지지편(70)과 조립되는 회전편(80)을 나타내고 있는데, 이 회전편(80)은 "C"자형으로 이루어져 양 말단부에 끼움돌기(81)와 이 끼움돌기(81)가 끼워지는 절개홈(82)이 형성되어 있어서 원형으로 접힌 상태로 조립이 된다. 그리고, 회전편(80)의 둘레면을 따라 상기 지지편(70)의 돌출단(75)과 대응하는 간격으로 조립홈(83)들이 형성되어 있는데, 회전편(80)은 원형으로 접힌 상태로 천구 모형의 하단부에서 지지편(70)의 돌출단(75)이 상기 조립홈(83)에 끼워짐으로써 천구 모형과 조립이 되며, 이에 따라 천구 모형을 상대로 지지편(70)과 함께 회전할 수 있게 된다. 특히, 회전편(80)은 조립홈(83)의 형성부위마다 하나의 면을 이루도록 꺾여짐으로써 손으로 회전 조작을 하기에 편하게 되며, 각각의 면에는 지지편(70)의 돌출단(75)에 인쇄된 시각 표시와 대응하는 시각 표시가 외부에서 인식할 수 있도록 인쇄되어 있어서 사용자가 회전편(80)을 회전시켜 별자리 관측 시각을 설정함으로써 원하는 시간대의 별자리를 관측할 수 있게 된다.

다음으로, 도 10과 도 11은 각각 천구 모형 내부에 설치되어 지평선 역할을 하게 될 지평선 고리편(90)과 이 지평선 고리편(90)의 외주를 둘러싸는 지평선 테두리편(100)을 나타내고 있다. 지평선 고리편(90)은 방위가 표시된 고리형태로 이루어져 있고, 지형선 테두리편(100)은 지평선 고리편(90)의 외곽을 둘러싸도록 고리형태로 접혀지는 띠 모양으로 이루어져 있는데, 도 10의 지평선 고리편(90)과 도 11의 지평선 테두리편(100)은 각각 "동·서·남·북 ·북동·북서·남동·남서"의 총 8개 방위가 표시된 예를 보여주고 있으며, 지평선 고리편(90)의 외주부에는 각각의 방위가 표시된 위치마다 지평선 테두리편(100)과 조립되기 위한 삽입돌기(91)가 형성되어 있다. 또, 지평선 고리편(90)에는 전술한 지지편(70)에 구비된 지지단(71,72,73,74)이 동·서·남·북 방위에 대응하여 끼워지도록 해당 위치에 절개부(92,93,94,95)가 형성되어 있어서, 지평선 고리편(90)이 지지편(70)의 지지단(71,72,73,74)에 조립된 상태로 천구 모형 내부에 설치될 수 있게 된다. 그리고, 지평선 테두리편(100)은 지평선 고리편(90)의 삽입돌기(91)가 끼워지는 삽입홈(101)들을 구비하고 있어서 지평선 고리편(90)과 조립이 이루어지게 되며, 전술한 회전편(80) → 지지편(70) → 지평선 고리편(90) → 지평선 테두리편(100)이 차례로 조립됨으로써 회전편(80)이 회전되면 지평선 고리편(90) 및 지평선 테두리편(100)도 함께 회전하게 되어 회전편(80)에 표시된 시각에 대응하여 변화하는 지평선의 위치에 따른 별자리를 관측할 수 있게 된다. 특히, 지평선 테두리편(100)은 지평선 고리편(90)의 상하면과 직교하는 방향으로 둘러싸게 됨으로써, 상기 회전편(80)의 회전시 함께 회전하는 지평선 고리편(90)의 외곽부가 천구 모형 내면부와 직접적으로 접촉하는 데에 따르는 손상을 방지하면서 지평선 고리편(90)이 원활하게 회전할 수 있도록 한다.

한편, 도 16은 본 고안에 조명수단이 구비된 실시예를 보여주고 있는데, 이 실시예의 경우에는 전술한 도 8의 지지편(70)에서 지지단(71,72,73,74) 중 어느 하 나(예컨대, 도 8과 같이 길이가 가장 긴 북쪽 방위가 표시된 지지단 : 74)에 발광체 설치 호울(76)이 형성되고, 여기에는 천구 모형의 내부를 조명하기에 적합한 발광다이오드와 같은 발광체(110)가 설치된다. 특히, 발광체(110)는 필라멘트 전구보다는 중앙 집중형 발광다이오드가 적합한데, 이는 필라멘트 전구의 경우 확산형 광량으로 인해 암순응 현상이 발생하여 천구 모형 내부의 별자리를 관찰하기가 불편한 반면, 중앙 집중형 발광다이오드의 경우에는 반사광에 의한 조명이 이루어지므로 암순응 현상이 최소화됨으로써 천구 모형 내부의 별자리 관찰이 매우 용이하게 된다. 또, 발광체(110)가 천구 모형 내부 전체를 조명하는 데에 지장이 없도록, 발광체 설치 호울(76)은 지평선 고리편(90)의 아래쪽 위치에서 지지단(74)에 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 회전편(80)에는 발광체(110)에 전원을 공급하거나 차단하기 위한 전원장치(120)가 양면테이프 등의 수단에 의해 설치된다.

이상과 같이 구성된 본 고안은 가위나 칼, 풀과 같은 도구 없이 끼움돌기와 절개홈 등의 자체적인 수단들에 의해 조립이 되는데, 그 조립 순서는 사용자의 편의에 따라 여러 가지로 이루어질 수 있다.

도 12는 본 고안의 조립 형태를 보여주고 있으며, 도 2∼도 12를 함께 참조하면서 본 고안의 조립 방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 회전편(80)을 원형으로 접어서 한 쪽 말단부에 구비된 끼움돌기(81)를 다른 쪽 말단부의 절개홈(82)에 끼워서 원형으로 접힌 상태로 유지한다. 그리고, 지지편(70)을 원형으로 접은 다음, 지지편(70)의 돌출단(75)을 회전편(80)의 조립홈(83)에 끼우는데, 돌출단(75)의 시각 표시 위치와 회전편(80)의 시각 표시 위치가 일치하도록 유의한다. 이어서, 월색인편(60)의 조립 호울(60a)에 지지편(70)을 원형으로 접힌 상태 그대로 끼우는데, 월색인편(60)의 월 표시부분이 아래쪽을 향하도록 함으로써 외부에서 인식이 가능하도록 한다. 또, 월색인편(60)에 천구 모형의 제5모형판(50)을 조립하는데, 제5모형판(50)의 절개홈(51a)에 월색인편(60)의 끼움돌기(61)를 끼우되, 월색인편(60)의 월 표시부분이 제5모형판(50)의 월 표시부(51)와 일치하도록 한다. 다음으로, 상기 지지편(70)의 지지단(71,72,73,74)을 지평선 고리편(90)의 절개부(92,93,94,95)에 끼워서 결합시키는데, 이 때 지지단(71,72,73,74)의 방위 표시 위치와 지평선 고리편(90)의 방위 표시 위치가 일치되도록 한다. 아울러, 지평선 테두리편(100)을 고리형태로 하여 그 삽입홈(101)에 지평선 고리편(90)의 삽입돌기(91)를 끼워서 조립한다.

한편, 도 16과 같이 조명수단이 구비된 실시예의 경우에 있어서는, 지지편(70)의 지지단(예컨대, 길이가 가장 긴 북쪽 방위의 지지단 : 74)에 마련된 발광체 설치 호울(76)에 발광체(110)를 끼우고, 회전편(80)의 내주면에는 발광체(110)에 전원을 공급/차단하는 전원장치(120)를 양면 테이프 등을 이용하여 부착한다.

위와 같이 천구 모형의 하부 및 내부에 위치하게 될 구성 요소들이 조립된 다음에는, 천구 모형을 구성하는 모형판(10,20,30,40,50)들을 본격적으로 조립한다. 즉, 제4모형판(40)을 고리형태로 접어서 그 말단부에 "㉰" 표시와 함께 구비된 끼움돌기(41)와 절개홈(42)을 서로 끼워 고정시킨 다음, "D1"∼"D15"까지의 플랜지(44) 측에 형성되어 있는 절개홈(44a)들에 제5모형판(50)의 "D1"∼"D15" 끼 움돌기(52)들이 끼워지도록 함으로써 제4모형판(40)이 제5모형판(50) 위에 조립되도록 한다. 이어서, 제3모형판(30)도 고리형태로 접어서 그 말단부에 "㉯"표시와 함께 구비된 끼움돌기(31)와 절개홈(32)을 서로 끼워 고정시키고, "C1"∼"C18"까지의 플랜지(34) 측에 형성되어 있는 절개홈(34a)들에 제4모형판(40)의 "C1"∼"C18" 끼움돌기(43)들이 끼워지도록 함으로써 제3모형판(30)이 제4모형판(40) 위에 조립되도록 한다. 또, 제2모형판(20)의 양 말단부에 "㉮"표시와 함께 구비된 끼움돌기(21)와 절개홈(22)을 서로 끼워서 고정시킴으로써 제2모형판(20)을 고리형태로 만든 다음, "B1"∼"B15"까지의 플랜지(24) 측에 형성되어 있는 절개홈(24a)들에 제3모형판(30)의 "B1"∼"B15" 끼움돌기(33)들이 끼워지도록 함으로써 제2모형판(20)이 제3모형판(30) 위에 조립되도록 한다. 끝으로, 제1모형판(10)을 제2모형판(20)에 조립하는데, 제1모형판(10)의 "A1"표지가 표시된 플랜지(11) 측 절개홈(11a)에 제2모형판(20)의 "A1"표지가 표시된 끼움돌기(23)를 끼워서 고정시키며, 제1모형판(10)과 제2모형판(20)의 대향하는 변에 구비된 자석(12,25) 끼리 서로 부착시킴으로써 제1모형판(10)이 제2모형판(20)에 대해 언제든지 쉽게 탈착될 수 있도록 한다.

도 13은 위와 같은 과정에 의해 조립된 본 고안의 내부를 보여주는 종단면도로서, 제1모형판(10)∼제5모형판(50)에 의해 형성된 천구 모형 내부에서 천구의 지평선 역할을 하는 지평선 고리편(90)이 지지편(70)의 지지단(71,72,73,74) 상에 설치되어 있는 것을 알 수 있다.

본 고안은 이렇게 천구와 지평선을 모형으로 구현하고 있는데, 이는 지구 주위의 천체가 지구를 중심으로 운행한다고 하는 천동설의 이론이 적용된 것으로서, 비록 천동설이 잘못된 이론이지만 지구의 관측자가 별자리의 위치와 운행을 입체적으로 이해하는 데에는 매우 편리하다. 특히, 천구 모형의 별자리는 지구에서 관측되는 실제 별자리의 위치에 부합하도록 표현되었기 때문에, 월색인편(60) 및 제5모형판(50)에 표시된 12개월, 그리고 월 단위 사이마다 매겨진 눈금에 의해 헤아릴 수 있는 날짜, 회전편(80)에 표시된 시각을 본 고안의 사용자가 회전편(80)의 회전 조작에 의해 임의로 조정함으로써 원하는 월·일·시의 별자리를 쉽게 학습할 수가 있다. 즉, 본 고안을 두 손으로 잡은 상태에서 월색인편(60) 또는 제5모형판(50)의 월 표시와 눈금을 통해 별자리에 대한 관측 월과 일을 설정하고(예를 들면, 6월 15일은 월색인편(60) 또는 제5모형판(50)의 6월을 나타내는 "⑥"과 7월을 나타내는 "⑦" 사이의 정중앙 눈금 위치가 됨), 이렇게 설정된 관측 월·일 위치 눈금에 일치하도록 회전편(80)을 한 손으로 회전시켜서 회전편(80)의 시각 표시 숫자를 위치시키면 관측 시각이 설정됨으로써, 천구 모형 내부에 표현된 해당 월·일·시의 별자리를 관측할 수가 있다. 더욱이, 회전편(80)의 회전시 회전편(80)에 지지편(70)과 함께 조립되어 있는 지평선 고리편(90)도 회전하게 되므로, 해당 월·일·시에 관측 가능한 지평선 위의 별자리가 천구 모형 내에 정확하게 나타난다. 또, 천구 모형을 형성하는 모형판(10,20,30,40,50)들의 외면부에도 별자리들이 표현되어 있기 때문에, 천구 상에 나타나는 별자리의 위치를 외부에서도 쉽게 가늠할 수가 있다. 그리고, 별자리 관측자의 관측 위치(지구상의 위도)에 부합하여 별 자리가 관측되도록 하려면, 지지편(70)의 지지단(71,72,73,74)에 조립되는 지평선 고리편(90)의 조립 높이를 변경하면 되므로, 지구 반구(북반구 또는 남반구)의 어느 지역에서나 사용자 자신이 위치한 지구 위도에 맞추어 본 고안을 이용해 별자리의 정확한 위치와 운행에 대해 학습할 수가 있다.

한편, 도 14와 도 15는 각각 본 고안의 저면도와 평면도로서, 천구 모형 내부에 표현된 별자리를 관찰할 때의 모습을 보여주고 있다. 즉, 도 14는 본 고안의 저면부로부터 북쪽 하늘을 관찰할 때의 모습을 보여주고 있는데, 이 때는 회전편(80)쪽이 관찰구(觀察口)가 되며, 회전편(80)과 월색인편의 중앙에 형성된 호울을 통해 천구 모형 내부에 표현된 북쪽 하늘의 별자리들을 관찰할 수 있게 된다. 또, 도 15는 본 고안의 상단부로부터 남쪽 하늘을 관찰하는 모습을 보여주고 있는데, 이 때는 천구 모형의 제1모형판(10)을 개방함으로써 형성되는 호울이 관찰구가 되며, 천구 모형 내부에 표현된 남쪽 하늘의 별자리들을 관찰할 수 있게 된다. 이렇게 본 고안의 천구 모형 내부에 표현된 별자리를 관찰할 때, 전술한 도 16에 예시된 조명수단을 이용하면 더욱 명확한 관찰이 이루어질 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 3차원 구조로 된 천구 모형에 별자리가 표현되어 있기 때문에 누구든지 별자리의 모양과 운행을 정확하게 이해할 수 있으므로 학습 효과가 매우 우수한 고안이다.

또한, 본 고안은 종이 또는 이와 유사한 재질의 저렴한 소재로 이루어지므로 가격이 매우 저렴하고, 가위나 칼 및 풀과 같은 도구 없이 끼움돌기와 절개홈 등의 자체적인 수단들에 의해 초등학생들도 30분이면 충분할 정도로 매우 간편하게 조립이 되기 때문에 학생과 교사 및 일반인들 모두가 보편적으로 사용하기에 적합한 고안이다.

Claims (6)

1. 천구 적도를 기준으로 반구에서 관측 가능한 사계절의 별자리가 내면부에 표현되면서 하단부가 개구된 천구 모형을 형성하며, 절개홈과 끼움돌기를 구비한 구조에 의해 서로 조립되는 복수 개의 모형판들;

   상기 모형판들 중 최하단의 모형판에 조립되도록 끼움돌기를 구비하며, 외면부에 별자리를 관측하고자 하는 월이 표시되어 있고, 중앙부에는 상기 천구 모형의 내부를 들여다 볼 수 있는 크기로 원형의 조립 호울이 형성된 월색인편;

   상기 월색인편의 조립 호울에 끼워지도록 원형으로 접히는 띠로 형성되며, 방위가 표시되어 있고 상기 천구 모형 내부로 연장되는 복수 개의 지지단이 구비되어 있으며, 시각이 표시되어 있고 천구 모형 외부를 향해 돌출된 돌출단이 구비되어 있는 지지편;

   상기 지지편의 돌출단이 끼워지는 조립홈이 형성되어 있고, 상기 지지편과 조립되어 상기 천구 모형을 상대로 지지편과 함께 회전될 수 있게 원형으로 접히도록 형성되며, 상기 돌출단의 시각 표시에 대응하여 외부에서 인식 가능하도록 시각이 표시되어 있는 회전편;

   방위가 표시된 고리형태로 이루어지며, 상기 지지편의 지지단이 해당 방위에 대응하여 끼워지는 절개부를 구비하고, 상기 천구 모형 내부에 배치된 상태에서 지평선 역할을 하게 되는 지평선 고리편을 포함하여 이루어지는 입체 별자리 관찰구.
2. 제1항에 있어서,

   상기 천구 모형을 형성하는 모형판들의 외면부에도 별자리가 표현된 것을 특징으로 하는 입체 별자리 관찰구.
3. 제1항에 있어서,

   상기 천구 모형을 형성하는 모형판들은,

   정육각형 판으로 이루어져 최상단부에 위치하는 제1모형판; 상기 제1모형판의 각 변에 대응하여 그 하측에 고리형태의 6면체로 조립되는 제2모형판; 상기 제2모형판의 둘레를 따라 그 하측에 고리형태의 9면체로 조립되는 제3모형판; 상기 제3모형판의 둘레를 따라 그 하측에 고리형태의 9면체로 조립되는 제4모형판, 상기 제4모형판의 둘레를 따라 그 하측에 조립되는 최하단의 모형판인 제5모형판으로 구성된 것을 특징으로 하는 입체 별자리 관찰구.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1모형판과 상기 제2모형판은 하나씩의 절개홈과 끼움돌기에 의해 조립되고, 이들 절개홈과 끼움돌기가 형성되지 아니한 제1모형판과 상기 제2모형판의 변들 중 일부 변의 서로 접촉하는 면에는 상기 제1모형판의 개폐가 용이하도록 자 석이 부착된 것을 특징으로 하는 입체 별자리 관찰구.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 모형판들의 절개홈과 끼움돌기 및 상기 월색인편의 끼움돌기에는 각각 조립 위치를 표시하는 표지가 구비된 것을 특징으로 하는 입체 별자리 관찰구.
6. 제1항에 있어서,

   상기 지지편의 지지단 중 어느 하나에 발광체 설치 호울이 형성되고, 이 발광체 설치 호울에는 상기 천구 모형 내부를 조명하는 발광체가 설치되며, 상기 회전편에는 상기 발광체에 전원을 공급하거나 차단하기 위한 전원장치가 설치된 것을 특징으로 하는 입체 별자리 관찰구.

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