KR200462825Y1 - 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양계에서 태양을 중심으로 일정한 간격으로 배치된 여러 행성들 중에서 자전을 하면서 태양을 중심으로 공전하는 지구의 운행 모습을 시각적으로 관찰 할 수 있도록 하여 학습 흥미를 유발시킴은 물론이고 현실감을 증대시켜 과학 교육교재는 물론이고 장식품 등으로도 크게 활용할 수 있도록 한태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구에 관한 것이다.
본 고안에 의하면, 태양계에서 태양을 중심으로 일정한 간격으로 배치된 여러 행성들 중에서 본체 내부에 구비된 자전부를 통해 자전을 하면서 동시에 공전부를 통해서 태양을 중심으로 공전하는 지구의 운행 모습을 시각적으로 관찰할 수 있도록 하여 학습 흥미를 유발시킴은 물론이고 본체 전면부에 부착되는 필름시트지를 통해 내부 설비의 노출을 최소화하게 되므로 현실감을 증대시켜 과학 교육교재는 물론이고 장식품 등으로도 크게 활용할 수 있도록 하는 효과를 나타낸다.

Description

태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구{Learning materials for the revolution of the earth around the sun and th earth's rotation}

본 고안은 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구 나타내는 학습교구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양계에서 태양을 중심으로 일정한 간격으로 배치된 여러 행성들 중에서 자전을 하면서 태양을 중심으로 공전하는 지구의 운행 모습을 시각적으로 관찰할 수 있도록 하여 학습 흥미를 유발시킴은 물론이고 현실감을 증대시켜 과학 교육교재는 물론이고 장식품 등으로도 크게 활용할 수 있도록 한 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구에 관한 것이다.

일반적으로, 태양계는 자전하는 태양을 중심으로 여러 개의 행성들이 일정한 간격으로 배치되어서 공전과 동시에 자전하는 것으로 알려져 있다.

그런데, 천제들은 자전하는 동시에 공전할 뿐만 아니라 각각 다른 물리량, 이를 테면 반경, 태양과의 거리, 공전궤도형태, 공전속도, 자전속도, 자전축 등이 서로 다르기 때문에 복잡한 운행 데이터를 가진다.

이러한 이유로 과거에는 태양계에 관한 교육이 요구되면 시청각 자료나 사진 자료 등에 의존하고 있는 실정이었다. 이는, 현실감이 떨어지는 것은 물론이고 흥미를 유발하지 못해 학습능률이 저하되는 것은 물론이었다.

그래서, 근래에는 보다 현실감을 제공하여 학습 효과를 유발하기 위해 모형 형식으로 된 것을 사용하고 있는 실정인데, 대한민국공개특허번호 제2004-0073065호에서 제안하고 있다.

이 공보를 참조로 하면, 태양을 중심축으로 여러 행성모형을 배치한 뒤 모터의 동력으로 여러 행성모형들이 회전될 수 있도록 구성된 것으로, 모형 형태로 제조되어 시각적으로 보여줌으로써 흥미를 유발하는 효과는 발생될 수 있으나, 태양을 중심으로 공전하는 상태만을 보여주게 되므로 학습교구로써 활용하기에는 무리가 있었고, 현실감이 떨어지는 단점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양계에서 태양을 중심으로 일정한 간격으로 배치된 여러 행성들 중에서 자전을 하면서 태양을 중심으로 공전하는 지구의 운행 모습을 시각적으로 관찰 할 수 있도록 하여 학습 흥미를 유발시킴은 물론이고 현실감을 증대시켜 과학 교육교재는 물론이고 장식품 등으로도 크게 활용할 수 있도록 한 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 태양을 중심으로 지구의 운행을 나타내는 학습교구에 있어서, 전측으로 개방된 공간부가 형성된 케이스와, 상기 케이스 전측에 분리 가능하게 결합되며 투명한 소재로 된 덮개로 이루어지는 본체; 상기 케이스 내벽에 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되며 일측 끝단에는 전측으로 돌출된 결합부가 구비된 회전판과, 상기 케이스 내벽에 설치되어 상기 회전축을 회전시킴으로써 상기 회전축에 결합된 회전판을 같이 회전시키는 구동모터로 이루어지는 공전부; 상기 공전부의 회전판 일측에 구비된 결합부에 결합링을 매개로 회전 가능하게 결합되어서 상기 회전판과 함께 회전되되 중력에 의해 동일한 형상을 유지하면서 회전되는 프레임과, 상기 프레임 하측에 설치되어 모형지구를 결합하여 회전시키는 회전모터로 이루어지는 자전부; 및 상기 본체의 덮개 전면에 부착되며, 모형태양을 중심으로 다수의 모형행성들이 배치되어 있되, 상기 케이스 내부에 구비되는 모형지구가 모형태양을 중심으로 공전하는 모습을 상기 덮개를 통해 시각적으로 확인할 수 있도록 공전궤도를 형성하는 필름시트지;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

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바람직하게 상기 회전판은 회전축을 중심으로 상기 결합부가 구비되는 부분이 구비되지 않은 부분보다 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 태양계에서 태양을 중심으로 일정한 간격으로 배치된 여러 행성들 중에서 본체 내부에 구비된 자전부를 통해 자전을 하면서 동시에 공전부를 통해서 태양을 중심으로 공전하는 지구의 운행 모습을 시각적으로 관찰 할 수 있도록 하여 학습 흥미를 유발시킴은 물론이고 본체 전면부에 부착되는 필름시트지를 통해 내부 설비의 노출을 최소화하게 되므로 현실감을 증대시켜 과학 교육교재는 물론이고 장식품 등으로도 크게 활용할 수 있도록 하는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구를 보인 분리 사시도.
도 2의 "가"는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 공전부를 보인 확대 사시도이며, "나"는 공전부의 평면도.
도 3은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 자전부를 보인 확대 사시도.
도 4는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 공전부와 자전부의 결합관계 및 작동관계를 보인 사시도.
도 5는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구의 동작을 보인 개략적 정면도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안의 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구를 보다 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 일실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구를 보인 분리 사시도이고, 도 2의 "가"는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 공전부를 보인 확대 사시도이며, "나"는 공전부의 평면도이고, 도 3은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 자전부를 보인 확대 사시도이다.

도 1 내지 3을 참조로 하면, 본 고안의 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구는 크게 본체(100), 공전부(200), 자전부(300) 및 필름시트지(400)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 본체(100)는 전측으로 개방된 공간부(112)가 형성된 케이스(110) 및 상기 케이스(110) 전측에 분리 가능하게 결합되어서 상기 공간부(112)를 밀폐하는 덮개(120)를 포함한다. 이때, 상기 덮개(120)는 내부를 투시할 수 있는 투명한 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 미도시 하였으나, 케이스(110) 내부에 조명수단을 구비하여 시각적 효과를 배가시킬 수도 있음은 당연하다.

다음으로, 상기 공전부(200)는 상기 케이스 내부에 회전 가능하게 설치되어 후술할 자전부를 회전시키기 위해 구비되는 것으로, 상기 케이스(110)의 내벽, 즉 후벽에 설치된 브라켓(212)에 전방으로 돌출되는 형태로 회전 가능하게 장착되는 회전축(210), 상기 회전축(210)의 끝단에 수평 방향으로 결합되며 일측 끝단에 전측으로 돌출된 결합부(222)가 구비된 회전판(220) 및 상기 케이스(110) 내벽에 설치되어 상기 회전축(210)을 회전시키기 위해 미부호 설명인 풀리 및 벨트를 매개로 연결되는 구동모터(230)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 회전판(220)은 도 2의 "나"에 도시된 바와 같이, 회전축(210)을 중심으로 결합부(222)가 구비된 부분(b)이 결합부(222)가 구비되지 않은 부분(a)보다 길게 형성되어 있음을 알 수 있으며, 결합부(222)가 구비되지 않은 부분에는 중량체(224)가 구비되어 있음을 알 수 있다.

다음으로, 상기 자전부(300)는 상기 공전부의 일측 끝단에 회전 가능하게 결합되어서, 공전부의 회전력으로 회전되되, 지구모형을 안치하여 지구모형을 회전시키면서 회전되는 것으로, 상기 케이스(110)의 내부 공간부에서 상기 회전판(220)에 형성된 결합부(222)에 회전 가능하게 끼움되는 결합링(322)이 구비된 연결바(320)에 부착되는 프레임(310) 및 상기 프레임(310) 하측에 고정 설치되며 모형지구(340)를 결합하여서 회전 작동시키는 회전모터(330)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 프레임(310)은 모형지구(340)의 상하면과 후면을 감싸는 형태인 측면상 대략 "ㄷ"자 형상을 가지며, 상면에 부착되는 연결바(320)의 결합링(322)을 매개로 상기 회전판(220)의 결합부(222)에 회전 가능한 상태로 결합되는 것이다. 그리고, 상기 회전모터(330)는 미도시된 회전축이 모형지구(340)를 결합하여 회전 동작될 수 있도록 하는 것으로, 미도시 하였으나 일측에 건전지를 구비하여 전원을 공급 받으면서 동작될 수 있도록 한다.

마지막으로, 상기 필름시트지(400)는 상기 본체(100)의 덮개(120) 전면에 부착되며, 모형태양(402)을 중심으로 다수의 모형행성(404)들이 배치되어 있되, 상기 케이스(110) 내부에 구비되는 모형지구(340)가 모형태양(태양이미지)(402)을 중심으로 공전하는 모습을 상기 덮개(120)를 통해 시각적으로 확인할 수 있도록 공전궤도(410)를 형성하게 된다. 이때, 필름시트지(400)가 덮개(120)에 부착되면 상기 공전궤도(410)를 제외한 다른 부분은 필름시트지(400)에 의해 불투명하게 구현되므로 케이스(110) 내부에 구비된 공전부(200)는 육안으로 확인되지 않아 미적으로도 우수하면서도 현실감을 전달할 수 있게 된다. 이러한, 필름시트지(400)는 좀 더 현실적으로 표현하기 위해 실사된 이미지를 이용하여 제작하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 모형태양(402)과 모형행성(404)은 사실감이 있도록 필름시트지(400)에서 돌출된 타입으로 형성할 수도 있으며, 이미지 형태인 것을 사용할 수 있음은 너무나 당연하다.

이제, 하기에서는 상기와 같이 구성된 공전부(200) 및 자전부(300)의 결합관계와 작동관계에 대해서 살펴보기로 한다.

도 4는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 공전부와 자전부의 결합관계 및 작동관계를 보인 사시도이다.

도면을 참조로 하면, 공전부(200)의 회전판(220) 일측에 구비된 결합부(222)에 자전부(300)의 프레임(310)이 연결바(320)의 결합링(322)을 매개로 결합되어 상기 프레임(310)은 결합부(222)를 축으로 회전 가능하게 결합된다. 즉, 상기 회전판(220)은 구동모터(230)를 매개로 회전 작동되는 회전축(210)에 결합되고, 상기 프레임(310)은 회전 작동되는 회전판(220)의 결합부(222)에 결합링(322)을 매개로 회전 가능한 상태로 결합되는 것이다.

이러한 결합 상태에서, 구동모터(230)의 회전력으로 회전축(210)이 회전하게 되면, 이에 결합된 회전판(220) 또한 회전하게 되고, 이 회전판(220)의 결합부(222)에 결합된 자전부(300) 또한 동일한 방향으로 회전을 하게 된다.

이때, 상기 자전부(300)의 프레임(310)은 상기 회전판(220)의 결합부(222)에 결합링(322)을 매개로 회전 가능하게 결합되어 있으므로 위치는 변화되더라도 자중 즉, 중력에 의해 최초 결합된 형상을 항시 유지하게 되면서 회전하게 되는 것이다. 즉, 상기 자전부(300)는 최초 결합시 프레임(310) 하측에 회전모터(330)가 구비되고 그 상측에 모형지구(340)가 결합된 상태이므로 상기 자전부(300)는 상기 회전판(220)과 함께 회전되면서 그 위치는 하측 좌측 상측으로 변화되지만 중력에 의해 항시 회전모터(330)와 모형지구(340)는 동일한 수직선상을 유지하게 되는 것이다. 만약, 상기 자전부(300)를 회전판(220)의 결합부(222)에 회전되지 않은 상태로 결합하게 되면 회전판(220)과 함께 회전되면서 회전모터(330)와 모형지구(340)는 수직선상일 때도 있고, 수평선상에 위치될 때도 있는 등 그 형상이 수시로 변화될 것은 너무나 당연하다.

이러한, 회전 작동시 상기 회전판(220)의 결합부(222) 반대쪽에는 중량체(224)가 구비되어 상기 결합부(222)에 결합되는 자전부(300)와 무게중심을 맞추게 되므로 안정적인 회전 동작이 가능할 것이다.

이제, 하기에서는 상기와 같이 구성되어 결합되는 본 발명의 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구의 전체적인 작동관계에 대해서 살펴보기로 한다.

도 5는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구의 동작을 보인 개략적 정면도이다.

도면을 참조로 하면, 모형태양(402)을 중심으로 다수의 모형행성(404)들이 표시된 필름시트지(400)가 형성하는 공전궤도(410)에는 본체(100) 내부에 구비된 자전부(300) 특히, 회전모터(330)에 회전 가능한 상태로 장착된 모형지구(340)가 확인되며, 여기서는 미도시되었으나 공전부(200)의 구동모터(230)를 작동시켜 회전축(210) 및 회전판(220)을 시계 방향으로 회전시키게 되면 모형지구(340)는 공전궤도(410)를 따라 파선으로 도시된 바와 같이 회전 작동하게 된다.

이때, 상기 자전부(300)의 프레임(310)은 회전판(220)의 결합부(222)에 회전 가능한 상태로 결합되므로 항시 회전모터(330)와 이 회전모터(330)에 결합된 모형지구(340)는 동일 수직선상에 위치되므로 공전궤도(410)를 이탈하지 않게 된다.

그리고, 자전부(300)의 회전모터(330)를 동시에 회전시키게 되면 모형지구(340)는 자전과 동시에 공전을 하게 되는 것이다. 이때, 상기 회전모터(330)는 하루 만에 모형지구(340)를 한 바퀴 회전시키도록 미도시된 제어부에 셋팅되고, 공전부(200)의 구동모터(230)는 365일 만에 모형태양(402)을 한 바퀴 돌도록 셋팅하게 되면 보다 현실감을 느끼게 되고, 나아가 필름시트지(400)가 본체(100) 전면에 부착되면서 내부 설비의 노출을 최소화시키게 되므로 더 큰 현실감을 제공할 수 있어 과학 교재는 물론이고 장식품으로도 활용될 수 있다.

또한, 모형태양(402)을 중심으로 배치된 다수의 모형행성(404)들에 금성, 화성, 목성 등의 실제 이름을 병기하게 되면 태양계를 이해하는데 보다 큰 학습효과를 구현할 수 있게 된다.

한편, 상기 공전부(200)의 회전판(220)이 앞서 살펴본 바와 같이 회전축(210)을 중심으로 하여 자전부(300)가 결합되는 부분이 그렇지 않은 부분보다 길게 되므로 자전부(300)가 구비되지 않은 부분은 길이가 짧아서 공전궤도(410) 내측에 위치하게 되므로 이를 통해서 투시되지 않게 됨을 알 수 있는데 이 또한 설비 노출을 더욱 최소화시켜 현실감을 증대하기 위한 것임을 인지해야 된다.

전술한 내용은 후술할 고안의 실용신안등록청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 고안의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 고안의 실용신안등록청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 고안의 개념과 특정 실시예는 본 고안과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 고안에서 개시된 고안의 개념과 실시예가 본 고안의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 실용신안등록청구범위에서 기술한 고안의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

100 : 본체 110 : 케이스
112 : 공간부 120 : 덮개
200 : 공전부 210 : 회전축
212 : 브라켓 220 : 회전판
222 : 결합부 224 : 중량체
230 : 구동모터 300 : 자전부
310 : 프레임 320 : 연결바
322 : 결합링 330 : 회전모터
340 : 모형지구 400 : 필름시트지
402 : 모형태양 404 : 모형행성
410 ; 공전궤도

Claims (4)

1. 태양을 중심으로 지구의 운행을 나타내는 학습교구에 있어서,
   전측으로 개방된 공간부가 형성된 케이스와, 상기 케이스 전측에 분리 가능하게 결합되며 투명한 소재로 된 덮개로 이루어지는 본체;
   상기 케이스 내벽에 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되며 일측 끝단에는 전측으로 돌출된 결합부가 구비된 회전판과, 상기 케이스 내벽에 설치되어 상기 회전축을 회전시킴으로써 상기 회전축에 결합된 회전판을 같이 회전시키는 구동모터로 이루어지는 공전부;
   상기 공전부의 회전판 일측에 구비된 결합부에 결합링을 매개로 회전 가능하게 결합되어서 상기 회전판과 함께 회전되되 중력에 의해 동일한 형상을 유지하면서 회전되는 프레임과, 상기 프레임 하측에 설치되어 모형지구를 결합하여 회전시키는 회전모터로 이루어지는 자전부; 및
   상기 본체의 덮개 전면에 부착되며, 모형태양을 중심으로 다수의 모형행성들이 배치되어 있되, 상기 케이스 내부에 구비되는 모형지구가 모형태양을 중심으로 공전하는 모습을 상기 덮개를 통해 시각적으로 확인할 수 있도록 공전궤도를 형성하는 필름시트지;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 회전판은 회전축을 중심으로 상기 결합부가 구비되는 부분이 구비되지 않은 부분보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양을 중심으로 공전 및 자전하는 지구를 나타내는 학습교구.

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