KR20140024731A

KR20140024731A - 조립식 모형제작 시스템.

Info

Publication number: KR20140024731A
Application number: KR1020120091219A
Authority: KR
Inventors: 유제우
Original assignee: 유제우
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2014-03-03

Abstract

이음부와 이음 막대로 이루어진 화학구조식과 기하학적 입체물, 그리고 건축물의 모형 제작 장치에는 몇 가지가 있다.
그 중에서 기하학과 수학을 응용한 학습교재용 모형제작 시스템의 대표적인 케이스는 지오데식돔(geodesic dome) 시스템을 한 단계 발전시킨 조노돔(zonodome)시스템이다.
그러나 자연과 우주를 수학적 규칙으로만 해석하려는 고전적 개념에 의거한 이유 때문에, 조노돔 시스템은 각도와 길이의 비례가 미리 정해져서, 어떤 입체물은 만들 수 없는 경우도 있고, 화학구조식의 모형을 만들 때는 이중결합이나 삼중결합을 표현하기 힘들다. 건축물의 모형을 만들 때도 그러한 규칙을 바탕으로한 건축 모형만을 만들어야 한다는 단점이 있다. 그런데 우주는 수학적 세계에 의해서 닫혀 지는 것이 아니라, 수학적 세계를 포함하고 있을 뿐이기 때문에, 좀 더 다양성을 표현할 수 있는 장치가 필요하다.
본 발명은 볼조인트로 형성된 이음부와 그것에 연결되는 이음막대에 정밀조정이 가능한 가변성을 줌으로써, 조노돔 시스템의 규칙적 활용범위의 구현뿐만이 아니라, 다른 여타 시스템이 구현할 수 없는 입체물들의 형상화를 가능케 하여, 화학연구 및 예술과 건축의 창작 욕구를 끝없이 충족시킬 수 있도록 만들어 졌다.
본 발명은 입체구조의 형상화를 통해서, 인류가 지금까지 발견해 온, 규칙적 세계의 연구 및 학습뿐만이 아니라, 가변적이고, 불규칙적인 것들에 대한 시도와 접촉을 쉽게 만들어서, 창의력을 고양시키고, 그 창의력에 의해서 기대되는 새로운 미래를 위한 교육의 기초를 만드는데 많은 도움을 줄 것이다.
그리고 특히 건축학의 모험적 시도를 위한, 유기적 모형제작에 많은 도움을 준다.

Description

조립식 모형제작 시스템.{omitted}

학습용 화학식 모형제작 및 기하학과 건축물의 조립식 모형제작

화학 모형제작 교재, 지오데식 돔(geodesic dome)시스템과 조노돔(zonodome)시스템

도14)에서 보듯이, 이음부와 이음 막대로 이루어진 화학구조식과 기하학을 응용한 입체물의 모형제작 및 건축용 모형 제작 장치에는 몇 가지가 있다.

일반적인 화학구조식을 표현하는 장치들은 너무 단순해서, 그 이상으로, 좀 더 다양하게 응용된 입체 구조물이나 건축 모형물의 제작은 불가능하다.

그리고 기하학과 수학을 응용한 학습교재용 모형제작 시스템의 대표적인 케이스는 지오데식돔(geodesic dome) 시스템을 한 단계 발전시킨 조노돔(zonodome)시스템이다.

조노돔 시스템은 황금비율과 피보나치수열에 따라서 설계되었고, 그것에 의한 실현 가능범위는 매우 넓고 다양하다.

도14)에서 보듯이, 조노돔 시스템은 황금비례로 만들어진 다수의 막대들과 그것들이 끼워지는 '이중절단 정이십면체'만으로도, 황금 비례와 피보나식 수열이 적용된 입체도형을 다양하게 형상화 시켜주는 장점이 있다.

그러나 자연과 우주를 수학적 규칙으로만 해석하려는 고전적 개념에 의거한 이유 때문에, 조노돔 시스템은 각도와 길이의 비례가 미리 정해져서, 그 제한된 길이와 각도에서 벗어난 입체물은 만들 수 없다.

즉, 일부의 분자식 구조나 원자구조는 가능하지만, 다중결합 화학구조식은 형상화 할 수 없고, 건축물의 모형을 만들 때도 황금 비례와 피보나식 수열의 규칙을 바탕으로 하지 않은 건축 모형은 제작하기 힘들다는 단점이 있다.

예를 들자면, 이음막대들이 직선으로만 되어 있기 때문에 화학 교재를 위하여 분자식을 형상화 할 때, 도9)에서 보듯이, 원자들 사이에, 이중 또는 삼중결합선이 들어 있는 사이클로 헥센같은 화학구조식을 형상화 하기는 힘들다.

왜냐하면 지금 같은 조노돔 시스템으로, 원자들 사이의 이중 또는 삼중 결합선을 만들기 위해서는 구부러진 이음막대가 필요한데, 결국 직선만으로 구부러진 이음을 만들기 위해서, 다수의 '이중절단 정이십면체'의 이음부를 직선막대의 중간에 끼워 넣게 되면, 이음부가 한 개의 원자를 표시하기 때문에, 화학식이 바뀐 엉뚱한 분자식을 만들게 된다.

그렇다고 상기의 문제를 해결하기 위하여, 조노돔 시스템의 막대들을 이어주는 '이중절단 정이십면체'를 한 단계 높은 '삼중절단 정이십면체'를 사용하기는 힘들다.

왜냐하면 그렇게 되면 조각면들이 너무 작아져서, 막대들을 끼우기가 힘들어지고, 이를 해결하려면 '삼중절단 정이십면체'의 사이즈를 너무 크게 만들어야 하기 때문이다. 결국 구부러진 이음 막대를 별도로 준비해야 하는데, 다양한 각도와 길이의 구부러진 이음막대를, 너무 많이 준비해야하는 문제가 발생한다.

결국 조노돔 시스템으로 자연의 모든 형상의 입체화가 가능하기 위해서는, 자연의 모든 입체물과 우리가 상상할 수 있는 모든 입체물들이, 모두 황금비례와 피보나치 수열로만 이루어져 있다는 전제가 필요하다. 그러나 그것은 전혀 잘못된 전제이다.

'이중절단 정이십면체'가 지니지 못한 각도들과 황금비례를 벗어난 길이의 직선들이 포함된 좀 더 다양한 입체들을 형상화하기 위해서는, 각도와 황금비례의 길이로부터 자유로운 새로운 시스템의 결합장치가 필요하다.

조노돔 시스템은 자연계의 수학적 시스템에 대한 이해를 돕고, 어느 단계까지는 창의력의 개발에도 도움이 되겠지만, 그 황금비례와 피보나치 수열이라는 두 가지 규칙만으로 모든 자연을 해석하고, 우리의 상상의 입체물이 제한되는 규칙에 익숙해지면, 나중에는 오히려 창의력의 개발에 한계를 그어버릴 위험이 있다.

우주는 수학적 세계에 의해서 닫혀 지는 것이 아니라, 수학적 세계를 포함하고 있을 뿐이다. 창의력의 발달은 규칙에 갇혀서는 안 된다. 유전자는 단지 규칙적일 수 있지만, 그것에 의해 탄생된 인간의 생명은 감성적이고 불규칙적 요소가 많다. 그리고 창의력의 많은 부분은 인간의 호기심과 불규칙적 감성에 의거한다.

본 발명의 목적은 화학 구조의 조립식 모형제작과, 수열과 비례식의 규칙에 의해서 이루어지는 다양한 입체물의 모형 제작, 그리고 새로운 건축구조의 다양한 시도에 상응하는 조립식 모형제작이 동시에 가능할 뿐만이 아니라, 불규칙적이고 때로는 애매모호한 예술적 모형제작 등 모든 조립식 모형제작을 가능케 하는, 한 가지의 통합적인 새로운 모형조립 시스템을 개발하는 것이다.

결국, 통합적인 새로운 모형조립 시스템에서 절대적으로 해결해야할 문제는 두 가지로 요약된다.

첫째는, 입체 구조물의 조립에서 발생하는 모든 각도의 형상화가 가능해야한다는 것이고,

둘째는, 입체 구조물의 조립에서 발생하는 모든 길이의 이음막대가 준비될 수 있어야 한다는 것이다.

본 발명품은 상기의 두 가지 문제 중에서, 첫 번째의 각도의 문제를 해결하기 위하여,

우선, 이음막대(도1-2, 도2-5)들의 이음부(도1-1, 도2-4)를, 도1)과 도2)에서 보듯이, 원구로 만들거나, 도11)과 같은 '다중절단 정다면체' 또는 '부풀린 정다면체'등으로 만든 다음, 그 이음부(도1-1, 도2-4)와 이음막대(도1-2, 도2-5)들의 결합을, 원구나 상기의 다면체의 중심으로부터 방사상으로 배열된 다수의 볼조인트를 사용하여 이어지도록 만들었다.

여타 조립식 모형제작 구조물들은, 도14)에서 보듯이, 각도가 몇 개로 분할 된 이음부(조노돔 시스템에서는 '이중절단 정이십면체')에, 단순히 이음막대를 끼우는 방식의 구조로 되어 있다. 이렇게 되면 구조물들은 몇 개의 분할 된 구간의 각도 범위 이내에서만 조립이 가능하다.

예를 들어, 도9)에서 보듯이, 사이클로 헥센 같은 화학식 분자모형을 만들 때, 이중결합부분(도9-a)이나 삼중결합부분의 이음은 조노시스템이나 다른 직선이음 막대로 이루어진 시스템들은 형상화가 불가능하다.

왜냐하면 조노시스템과 여타 다른 시스템들은, 하나의 각도에는 하나의 이음구멍만을 사용해야 하기 때문이다. 결국 지금 같은 조노돔 시스템으로, 원자들 사이의 이중 또는 삼중 결합선을 만들기 위해서는 구부러진 이음막대가 필요한데, 결국 직선만으로 구부러진 이음을 만들기 위해서, 다수의 이음부를 직선막대의 중간에 끼워 넣게 되면, 화학식이 바뀐 엉뚱한 분자식을 만들게 된다. 이 문제를 해결하기 위해서는 결국 구부러진 이음막대를 별도로 준비할 수 있지만, 구부러진 각도와 길이를 다양하게 준비해야 한다는 또 다른 문제가 발생케 된다.

그런데, 본 발명품처럼, 이음부와 이음막대들의 이음을 볼조인트를 사용하여 이어주면, 분할 된 구간의 각도가 아니라, 구간 없이 연속된 각도로 이음부와 이음막대들을 이어줄 수 있어서 어떠한 구조물의 형상화도 가능해진다.

그러므로 상기의 첫 번째 문제를 해결 할 수가 있다.

그러나 볼조인트 이음방식도, 한 개의 이음부에 너무 많은 이음막대가 한꺼번에 연결될 경우에는, 360도의 모든 각도를 해결하지 못하고, 약간의 사각지대의 각도 범위를 남길 수도 있다.

그러므로 본 발명품에서는, 도9)에서 보듯이, 볼조인트 이음부와 이음막대로도 연결 할 수 없는 구부러진 이음을, 이음부를 사용하지 않고 이어주기 위해서, 일부의 막대들은 그 막대의 중간에 다수의 조립식 링크 관절을 만든 다음, 이것들을 이어나갈 수 있게 함으로써, 곡선이음의 어떠한 길이에도 상관 없이, 사이클로 헥센보다 복잡한 분자구조물도 형상화 할 수 있게 하였다.

그리고 볼 조인트로 이음막대들을 연결한 본 발명품은, 그 이음막대들이 고정되지 않고 흔들린다는 문제가 발생할 수 있다. 그러나 평면구성과는 달리, 입체물 구성은 반드시 각각의 한 꼭지점에서 세 개 이상의 면들이 만나야만 이루어지기 때문에 유동적인 이음막대들은 입체구조의 연결이 끝나면 상호작용에 의해서 저절로 고정화된다.

그러나 특히 화학 분자식의 표현 같은 경우에는 한 꼭지점에서 세 개 이상의 면들이 만나지 않는 경우가 발생한다.

이를 해결하기 위해서, 도10)에서 보듯이, 이음막대 고정 장치(도10-13)를 만들어 두고, 이음막대의 고정이 필요한 부분에는 이 장치를 사용한다.

다음은, 두 번째 문제로, 모든 길이의 이음막대가 가능하도록 만들어야 하는 문제가 남아 있다.

이 문제의 해결을 위해서, 이음막대들을, 도6)과 도7), 도8)에서 보듯이, 먼저, 그 길이가 큰 단위로 가변적이도록 만든 다음, 나사 장치를 이용해서 정밀하게 필요한 길이가 될 수 있는 '길이 변환 이음막대'를 만들었다.

임의적인 입체 모형 구조물 내에서는, 이음막대가 다양한 각도로 배열되기 때문에 그에 따라서 필요한 이음 막대의 길이는 천차만별이다.

그러므로 이러한 가변적 길이의 이음막대를 사용하지 않는 경우에는, 너무 많은 길이의 기성품을 준비해야 하므로, 할 수 없이 조노돔 시스템처럼 황금비례의 이음막대 또는 일정한 비례의 이음막대를 몇 가지 준비한 다음, 그것들을 이어나가야 한다는 제한이 발생하고, 그 결과 제한된 규칙의 길이로 형성된 모형의 제작만이 가능한 단점들이 발생하게 된다.

그런데 '길이 변환 이음막대'를 사용하는 본 발명품은, 입체구조상의 필요한 모든 길이에 대해서 소숫점 단위까지 정확하게 일치시킬 수 있기 때문에, 모든 필요한 길이의 이음막대를 별도로 준비할 필요가 없다는 장점이 있다.

그런데 볼조인트를 이용한 본 발명품에서는 별도로 풀어야할 다음과 같은 문제가 발생한다.

이음부에 일반적인 산업용 볼조인트를 사용하면 튼튼한 장점이 있다.

그러나 제작 가격과는 상관없이, 보다 튼튼한 모형이 필요한 특수한 경우를 제외하면, 일반적인 산업용 볼조인트를 모형조립에 적용시키는 것은 불가능하다.

왜냐하면 조금 복잡한 입체물의 모형에는 상당히 많은 이음부가 필요한데, 각각의 한 개의 이음부마다 여러 개의 산업용 볼조인트를 장착시켜 놓기도 힘들고, 제작가격이 매우 비싸질 뿐만이 아니라, 조립 절차도 너무 까다롭게 된다.

이것은 조노시스템이나 다른 조립용 모형장치에서, 일반 산업용 볼조인트를 사용하지 못한 또 다른 이유가 될 수도 있다.

그러므로 탈착이 간편하고 제작가격이 비싸지 않은, 모형제작용의 새로운 볼조인트를 개발할 필요가 있다.

이를 해결하기 위해서, 도3)과 4)에서 보듯이, 이음막대들의 양쪽 끝에 방사상의 틈을 만들어 둠으로써, 이음막대들의 탄성을 이용해서 이음막대와 이음부를 연결하도록 하였다.

이음막대와 이음부를 서로 쉽게 탈부착시킬 수 있는 이 장치의 장점은 제작가격이 매우 쌀 뿐만이 아니라, 이음부에 끼워진 이음막대가 단순히 마찰력에 의해서만 빠지지 않도록 고안된 기존의 다른 방식들보다, 조립하는 과정에서, 원하지 않을 때에도 이음막대가 이음부에서 쉽게 빠질 수 있는 경우를 막을 수 있다.

그리고 도3)에서 보듯이, 양 쪽 끝에 볼이 형성된 이음막대(도3-7)는 볼과 이음막대의 연결부위가 쉽게 부러질 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 도15)에서 보듯이, 볼 쪽에서 이음막대 쪽으로 볼트(15)를 돌려 넣어두면 볼과 이음막대의 연결부위가 쉽게 부러지는 것을 방지할 수 있다.

그리고 도16)에서 보듯이, 볼조인트의 볼의 형태를, 원구에 가까운 다각입방면체(도16-17)로 만들고, 또한 그 볼이 끼워지는 오목한 홈을 역시, 원구에 가까운 다각입방면체(도16-16)로 만들어서 서로 끼우면, 이음막대가 일정한 각도에서는 멈추어 서면서도 움직임이 가능하도록 만들 수가 있어서, 조립할 때 매우 편리하다.

복잡한 입체물을 머리 속에 상상만으로 구성하기는 매우 어렵다.

본 발명품은 화학구조식이나 건축 구조, 그리고 다양한 기하학의 모형들을 간편한 조립만으로 형상화 시켜준다.

특히 제한된 규칙의 범위 이내에서 조립이 가능한 다른 시스템과는 달리, 조립과정에서 각도와 길이의 제한 및 직선과 곡선의 제한을 받지 않기 때문에, 예술적 감성의 무한한 상상력에 제한을 두지 않고, 그 상상의 모든 조형물을 간편하게 형상화 할 수 있게 한다.

그리고 별도로 개발된 간단한 모형조립용 볼조인트를 사용한 본 발명품은, 그 제작가격도 매우 경제적이기 때문에, 대량보급이 용이하다.

그리고 특히 자연 친화적이고, 생명공학적인 새로운 건축 모델의 개발에 있어서는 많은 현실적인 도움을 줄 것이다.

무엇보다도 본 발명은 입체구조의 형상화를 통해서, 인류가 지금까지 발견해 온, 규칙적 세계의 연구 및 학습뿐만이 아니라, 가변적이고, 불규칙적인 것들에 대한 시도와 접촉을 쉽게 만들어서, 창의력을 고양시키고, 그 창의력에 의해서 기대되는 새로운 미래를 위한 교육의 기초를 만드는데 많은 도움을 줄 것이다.

도1)은 볼조인트의 결합을 위한, 다수의 볼 형태의 오목한 홈이 형성된 원구형태의 이음부와, 그것에 연결되는 양 쪽 끝에 볼이 형성된 이음막대가 연결된 모습의 단면도.
도2)는 볼조인트의 결합을 위한, 다수의 볼이 형성된 원구형태의 이음부와, 그것에 연결되는 양 쪽 끝에 볼 형태의 오목한 홈이 형성된 이음막대가 연결된 모습의 단면도.
도3)과 도4)는 모형제작용의 간편한 볼조인트를 형성하기 위해서, 상기의 이음 막대들의 양 쪽 끝에 다수의 틈을 이 만들어진 이음 막대의 사시도와 그 이음막대의 전면도
도5)는 이음 막대들의 단면도
도6)은 조립과정에서, 이음 막대들의 길이를 구조물에 알맞은 정밀한 길이로 적응하기 위하여, 이음 막대들의 양 쪽 끝에, 길이조정용 나사장치를 설치한 단면도
도7)은 조립과정에서, 한쪽에서, 큰 단위 길이로 이음 막대들의 길이를 조절할 수 있도록 만들어진 이음 막대들의 단면도와 그 이음 막대들에 도6)의 장치가 함께 설치된 이음 막대들의 단면도
도8)은 조립과정에서, 양쪽에서, 큰 단위 길이로 이음 막대들의 길이를 조절할 수 있도록 만들어진 이음 막대들의 단면도
도9)는, 사이클로 헥센 같은 화학식 분자모형을 만들 때, 볼조인트가 움직일 수 없는 사각지대에 위치해서, 한 개의 이음 막대로는 연결을 못하는 부분(도9-a)을 연결하기 위하여, 이음 막대들의 중간에 다수의 조립식 링크장치를 설치한 이음 막대의 단면도와 사시도
도10)은, 사이클로 헥센 같은 화학식 분자모형을 만들 때, 이음 막대가 유동적으로 움직이게 되는 부분(도9-b)에서 이음막대를 고정시키기 위해서, 이음 막대 고정장치(13)를 설치한 단면도와 이음 막대 고정장치(13)의 사시도
도11)은 볼조인트 이음부에 사용되는, 원구 이외의, 여러 가지 다면체들의 사시도
도12)는 본 발명품으로 구현된 여러 가지 입체 모형들의 실시 예
도13)은 지오데식 돔의 모형과 건축에서 실제로 적용된 실시 예
도14)는 조노돔의 연결부와 연결 막대와 그것들로 만들어진 입체모형의 실시 예
도15)는 양 쪽 끝에 형성된 볼과 그것을 이어주는 이음막대의 목부위(14)가 쉽게 부러질 수 있는 것을 방지하기 위해서, 볼 쪽에서 이음막대 쪽으로 볼트(15)를 돌려 넣은 모양의 단면도
도16)은 원구에 가까운 다각형태로 형성된, 볼이 들어가는 이음부의 홈(16)과 또한 원구에 가까운 다각형태로 형성한 볼(17)로 형성된 볼조인트의 단면도

이음막대와 그 이음막대를 연결시키는 이음부로 이루어지는 조립식 모형제작시스템을 만들기 위해서는, 그 이음막대와 이음부를 어떤 방식으로 이어주느냐가 매우 중요하다.

일반적으로는 이음부에 다수의 관통 구멍이나 홀을 만들고, 그곳에 이음막대를 끼우는 방식을 선택하고 있다. 그러나 이 방식은 이음막대의 이음각도가 제한되는 단점이 있다. 그러나 본 발명품처럼, 볼조인트 이음방식을 선택하면, 이음막대의 이음각도의 제한을 없앨 수 있다.

이를 위해서, 본 발명품은 도1)에서 보듯이, 이음부(도1-1) 내부의 외측에 볼조인트를 형성하기 위한 다수의 홀(도1-3)을 만들어 놓고, 그곳에 볼이 달린 이음막대(도1-2)를 끼우도록 하였다.

그리고 또 다른 유사 방식으로, 도2)에서 보듯이, 이번에는 이음부(도2-4)의 외부에, 볼 조인트를 형성하기 위한 다수의 볼(도2-6)을 만들어 놓고, 이 볼에 오목한 홀이 형성된 이음막대(도2-5)를 끼우도록 하였다.

이 때, 일반적인 여러 가지 산업용 소형 볼조인트를 사용하면 튼튼하고 좋지만, 조립용 모형제작을 위해서는 가격이 너무 비싸지고, 한 번 감싼 볼 주위의 장치로부터 볼을 빼내기가 힘들기 때문에, 이음부의 형태를 너무 복잡한 형태로 유지시켜야 하므로, 특수한 경우를 제외하면 학습용의 모형조립용으로는 적합하지 못하다.

이 문제를 해결하기 위해서, 도3)처럼, 이음부(도3-1) 내부의 외측에는 볼조인트를 형성하기 위한 다수의 홀(도1-3)을 만들어 놓고, 그 정면도(도3-8)에서 보듯이, 이음막대(도3-7)의 양쪽 끝에는 한 개 이상의 빈 틈(도3-9)을 만들어 놓았다.

이렇게 만들어진 볼조인트 구조는, 그 양쪽 끝에 만들어진 빈 틈(도3-9) 때문에, 이음막대(도3-7)의 탄성을 이용해서, 이음막대(도3-7)를 이음부(도3-1)의 홀 속으로 쉽게 밀어 넣거나 뺄 수 있어서 모형 조립용으로 적합하며, 제작 가격이 매우 싸다는 장점이 있다.

또 유사한 방법으로, 도4)에서 보듯이, 이번에는 이음부(도4-4)의 외부에는 볼 조인트를 형성하기 위한 다수의 볼을 만들어 놓고, 그 정면도(도4-11)에서 보듯이, 이음막대(도4-10)의 양쪽 끝에는 한 개 이상의 빈 틈(도4-12)을 만들어 놓았다.

이렇게 만들면 역시, 그 양쪽 끝에 만들어진 빈 틈(도4-12) 때문에, 이음막대(도4-10)의 탄성을 이용해서, 이음막대(도4-10)를 이음부(도4-4)의 홀 속으로 쉽게 밀어 넣거나 뺄 수 있다.

이 때, 도 4-4a)처럼, 이음부(도4-4)의 외부에 만들어진, 볼 조인트를 형성하기 위한 다수의 볼에 빈 틈을 만들어 놓고, 그 이음막대(도4-10a)에는 빈틈을 만들지 않아도 똑같은 효과를 얻을 수 있다.

이러한 상기의 볼조인트 장치들은 제작가격이 비싸지 않고, 이음부와 이음막대의 탈착이 쉬워서 학습용 모형조립 시스템으로 적합하다.

그리고 도12)에서 보듯이, 어떠한 변형된 입체모형도 다양하게 조립을 할 수 있기 위해서는 이음막대의 길이가 다양할수록 좋다. 그러나 이러한 다양한 길이의 이음막대 전체를 미리 만들어 놓는 것은 불가능하다.

그러므로 이음막대들의 길이를 가변적으로 만들어 놓는 것이 중요하다.

이를 실현하기 위해서, 도5)에서 보여주는 본 발명품에서 사용될 수 있는 두 가지 종류의 이음막대의 양 쪽 끝에, 도6)에서 보듯이, 나사 장치를 설치해 놓는다. 이렇게 하면 나사장치를 돌리면서 이음막대의 길이를 소숫점 자리까지 정밀하게, 필요한 만큼 가변시킬 수 있다.

그리고 좀 더 큰 단위로 길이를 가변시키기 위해서는, 도7)에서 보듯이, 이음막대를 둘로 나누고, 한쪽의 외경을 다른 쪽의 내경보다 약간 작게 만들어서, 한 쪽의 이음막대가 다른 쪽의 이음 막대 속으로 끼워질 수 있도록 만들면, 이음막대의 전체길이를 쉽게 가변시킬 수 있게 된다.

이 때, 도7)에서 보듯이, 둘로 나누어진 가변식 이음막대에 이동간격 표시 눈금을 만들어 두면 매우 유용하다.

그리고 도8)에서 보듯이, 이음막대를 셋으로 나누어서, 서로 끼울 수 있게 만들면 더 큰 길이를 쉽게 가변시킬 수 있다.

그리고 본 발명품에서는, 도9)와 같은, 이음부 없이 몇 개의 조립식 링크 관절로 연결시킨 '곡선 표현용 조립식 링크관절을 지닌 이음막대'을 별도로 만들어 둔다. 이 장치는, 이음부를 사용하지 않고, 구조물에 필요한 곡선 부위를 따라서, 단지 이음막대만으로 곡선처럼 사용할 수 있게 한다. 그리고 조립식 링크 관절의 숫자에 따라서 길이를 가변시킨 다음 양 끝의 나사장치로 정밀하게 필요한 길이로 만들 수가 있다.

이러한 장치는 본 발명품보다는 조노돔 시스템이나 다른 조립용 모형제작시스템에 더 필요한 장치이다. 왜냐하면 이음부에 형성된 제한된 구멍의 각도에 따라서 이음막대를 끼우게 만들어진 여타 시스템들은, 한 개의 이음부에, 한 개의 이음막대로, 한 개의 각도만을 표현할 수 있기 때문에, 도9)에서 보듯이, 사이클로 헥센 같은 이중결합이나 다중 결합을 갖는 화학구조식은 형상화 할 수가 없지만, 볼조인트를 사용하는 본 발명품은, 한 개의 이음부에 연결된 다수의 이음막대들이 각각 동일한 각도를 형상화 할 수가 있어서 사이클로 헥센같은 중화학식도 쉽게 형상화 할 수 있기 때문이다.

만약에 기존의 조노돔 시스템에서, 다수의 이음부를 사용해서 상기의 문제를 해결하려고 한다면, 이음부가 하나의 원자를 표시하는 화학 구조물에서는 엉뚱한 화학식을 만들게 된다.

그러나 사이클로 헥센보다 더욱 복잡한 화학식이나 기하 조형물 또는 변형 건축물에서는, 한 개의 이음부에 매우 많은 이음막대를 연결시킬 필요가 있고, 모형의 좁은 공간 내에서 긴 곡선의 표현이 필요할 때가 있으므로 본 발명품에서는, 도9)와 같은, 이음부 없이 몇 개의 조립식 링크 관절로 연결시킨 '곡선 표현용 조립식 링크 관절을 지닌 이음막대'를 별도로 만들어 둔다.

그리고 도9-b)에서보듯이, 사이클로 헥센 같은 화학식 분자모형을 만들 때, 볼조인트로 연결된 이음막대가 유동적으로 움직이게 되는 부분(도9-b)에서, 이음막대를 고정시키기 위해서, 도10)에서 보듯이, 이음막대 고정장치(도10-13)를 만들어 둔다. 볼 조인트는 이음부와 이음막대 사이에 빈 공간이 없으면 움직이지 못하기 때문에, 이음 막대 고정장치(도10-13)를, 도10)의 단면도에서 보듯이, 이음부와 이음막대 사이에 필요시 끼우면 이음막대가 고정된다.

평면구성과는 달리, 입체물 구성은 반드시 각각의 한 꼭지점에서 세 개 이상의 면들이 만나야만 이루어지기 때문에 유동적인 이음막대들은 입체구조의 연결이 끝나면 상호작용에 의해서 저절로 고정화 된다. 그러나 화학구조식에서는 상기의 입체물 구성요건 갖추지 못할 때가 있으므로 이음 막대 고정장치(도10-13)가 필요하다.

그리고도3)에서 보듯이, 양 쪽 끝에 볼이 형성된 이음막대(도3-7)는 볼과 이음막대의 연결부위가 쉽게 부러질 수 있다.

도12)은 특별히, 본 발명품만이 표현이 가능한 입체물들의 조립된 실시 예를 보여준다. 이음막대들이 다양한 각도로 이어지게 되면 , 그 필요한 길이들이 매우 다양하게 변해서, 알맞은 이음막대의 길이를 그때마다 별도로 만들어서 사용하지 않으면 기존의 조노돔 시스템과 여타 시스템으로는 형상화가 불가능하다.

그러나 본 발명품의 가변적인 이음막대의 길이는 소숫점자리까지 그 때마다 정확하게 변할 수 있어서 어떠한 입체물도 형상화가 가능하다.

도13)은 삼각형만의 규칙적 배열에 의한, 지오데식 돔의 구조물과 건축물의 실시 예를 보여주는데 매우 아름답고 튼튼하지만, 역동성이 없고, 그 이상의 표현은 불가능하다.

그리고 도14)는 조노돔으로 만들어진 다양한 형상의 입체구조물의 모형을 보여준다. 그러나 처음에는 신기하지만, 결국은 어떠한 입체물도 황금비례와 피보나치 수열의 규칙에 의한 응용이라는 공통점의 한계를 넘을 수는 없으므로, 기존 규칙에 대한 도전과 파괴에 의해서만 이룰 수 있는 창조력과 상상력의 키워주는 데는 한계가 있다.

자연과 우주를 몇 개의 규칙의 범주 내에 가두려는 시도는 인간의 오만에 불과하다. 첨단 과학에 들어 갈수록, 반 중력이론이나 양자론, 또는 암흑물질처럼, 우주는 오히려 더욱 더 알 수 없는 규칙 속으로 인간을 내몬다.

본 발명품은 도12)에서 보듯이, 창의성 개발에 필요한, 가변적 길이와 가변적 각도에 의해서, 때로는 비규칙성의 조합에 의해서 이루어지는 시험적 입체 구조물들에 대한 다양한 경험까지도 풍부하게 만들어 줄 수 있다.

Claims

도1)과 도2)에서 보듯이, 다수의 크기와 칼라가 다른 원구나 다각면체의 이음부를 만들고, 그 이음부에 다수의 길이와 칼라가 다른, 원형이나 다각의 이음막대나 이음파이프를 연결한, 조립식 입체 모형시스템을 만드는데 있어서, 그 연결 장치를 볼조인트를 이용하여 만든, 조립식 입체모형시스템.
청구항1)에서, 볼조인트를 형성할 때, (도3-1)처럼, 이음부의 내부의 외측면에, 볼조인트의 볼을 넣기 위한 다수의 홀을 만들고, 그 홀에 끼워지는 양쪽 끝에 볼이 형성된 이음막대(도3-7)에 있어서, 하나 이상의 다수의 빈틈(도3-9)이 만들어져서, 이음부와 이음막대를 쉽게 탈부착이 가능하도록 설계된, 조립식 입체모형시스템.
청구항1)에서, 볼조인트를 형성할 때, (도4-4)처럼, 이음부의 외측 표면을 따라서 , 볼조인트를 형성하기 위한 다수의 볼들을 결합시켜 놓은 다음, 이 볼에 끼우기 위한 오목한 홀이 만들어진 이음막대(도4-10)를 만드는데 있어서, 하나 이상의 다수의 빈틈(도4-12)이 만들어져서, 이음부와 이음막대를 쉽게 탈부착이 가능하도록 설계된, 조립식 입체모형시스템.
청구항1)에서, 볼조인트를 형성할 때, (도4-4a)처럼, 이음부의 외측 표면을 따라서 볼조인트를 형성하기 위한 다수의 볼들을 결합시켜 놓고, 이 볼에 다수의 빈틈을 만들어 놓은 다음, 이 볼에 끼우기 위한 오목한 홀이 만들어진 이음막대를 만드는데 있어서, 하나 이상의 다수의 빈틈(도4-12)이 만들어져있거나, 그러한 빈틈이 없는 이음막대(도4-10a)를 이용해서, 이음부와 이음막대를 쉽게 탈부착이 가능하도록 설계된, 조립식 입체모형시스템.
상기의 모든 청구항들에 있어서, 경우에 따라서 볼조인트로 연결된 이음막대의 유동성을 고정시키기 위한, 도10-13)과 같은, 이음 막대 고정 장치가 사용된, 조립식 입체모형시스템.
상기의 모든 청구항들에 있어서, 볼조인트로 연결된 이음막대의 길이를 큰 단위로 가변시키기 위하여, 도7)에서 보듯이, 이음막대를 둘로 나누고, 한쪽의 외경을 다른 쪽의 내경보다 약간 작게 만들어서, 한 쪽의 이음막대가 다른 쪽의 이음 막대 속으로 끼워질 수 있도록 만들어진, 큰 단위 길이 변환 이음막대가 사용된, 조립식 입체모형시스템.
상기의 모든 청구항들에 있어서, 볼조인트로 연결된 이음막대의 길이를 큰 단위로 가변시키기 위하여, 도8)에서 보듯이, 이음막대를 셋으로 나누고, 양쪽의 내경을 중간 의 외경보다 약간 작게 만들거나, 그 반대로 만들어서, 양쪽의 이음막대와 중간의 이음막대가 서로 끼워질 수 있도록 만들어진, 큰 단위 길이 변환 이음막대가 사용된, 조립식 입체모형시스템.
상기의 모든 청구항들에 있어서, 볼조인트로 연결된 이음막대의 길이를 정밀하게 가변시키기 위하여, 도6)처럼, 그 이음막대의 양쪽 끝이나 어느 한쪽, 또는 중간에 나사장치를 설치하여, 이것들을 돌리면서 이음막대의 길이를 정밀하게 조절할 수 있도록 만든, 정밀한 길이 변환 이음막대가 사용된, 조립식 입체모형시스템.
상기의 모든 청구항들에 있어서, 도9)처럼, 볼조인트로 연결된 이음막대의 중간에 다수의 조립식 링크 관절을 장치해서, 이음부들을 사용하지 않고도, 구조물의 곡선을 형상화 할 수 있도록 만든 '곡선 표현용 조립식 링크관절을 지닌 이음막대'가 사용된, 조립식 입체모형시스템.
상기의 모든 청구항들에 있어서, 도7)에서 보듯이, 황금비례 및 여타 비례나 길이단위가 표시되어 있는 이음막대가 사용된, 조립식 입체모형시스템.
상기의 모든 청구항들에 있어서, 양 쪽 끝에 볼이 형성된 이음막대(도3-7)는 볼과 이음막대의 연결부위가 쉽게 부러질 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 도15)에서 보듯이, 볼 쪽에서 이음막대 쪽으로 볼트(15)를 돌려 넣는 장치가 있는, 조립식 입체모형시스템.
상기의 모든 청구항들에 있어서, 이음막대가 일정한 각도에서는 멈추어 서면서도 움직임이 가능하도록 만들기 위해서, 도16)에서 보듯이, 볼조인트의 볼의 형태를, 원구에 가까운 다각입방면체(도16-17)로 만들고, 또한 그 볼이 끼워지는 오목한 홈을 역시, 원구에 가까운 다각입방면체(도16-16)로 만든, 조립식 입체모형시스템.