KR20150112058A - 롤링 볼의 블록결합 학습교구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일들을 고정하는 블록들을 단시간에 배치할 수 있도록 하여 한정된 수업시간에 볼을 낙하시키는 실험 시간을 좀 더 늘릴 수 있도록 하는 볼 낙하 학습교구에 관한 것으로, 내부가 비어있는 육면체로 구성되고, 각각의 사각판에는 사각홀이 형성되며, 사각홀의 각변의 단부에는 내측이 개방된 두 개의 레일 삽입홈이 형성되고, 연결수단을 통해 수직이나 수평으로 적층이 가능한 다수의 블록과; 상기 블록의 사이에 두 개가 나란하게 조립 배치되어 길이 방향을 따라 볼이 이동되는 것으로, 양쪽의 단부에는 상기 블록의 레일 삽입홈에 이탈 가능하게 삽입 고정되는 하나 이상의 삽입 조립홈이 형성되는 다수의 레일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

롤링 볼의 블록결합 학습교구{Block Assembly for Creative Activities with Rail Components and Rolling Ball}

본 발명은 롤링 볼의 블록결합 학습교구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레일들을 고정하는 블록들을 단시간에 배치할 수 있고, 다양한 형태로 조립하여 활용할 수 있도록 함으로써, 방과 후 학교, 수학 과학 영재반, 발명반, 돌봄 교실 등에서 학생을 대상으로 하여, 체험 활동을 통해 창의력 교육을 도모할 수 있도록 하는 롤링 볼의 블록결합 학습교구에 관한 것이다.

일반적으로 초등학생의 과학 실험을 위한 학습교구는 여러 종류가 알려져 있고, 종래의 학습교구 중에는 볼의 흐름 관찰 및 물리적 원리를 이해시킬 수 있도록 볼을 낙하시키는 학습교구도 있다.

볼을 낙하시키는 학습교구는 레일을 따라 볼을 낙하시키는 롤러코스터가 널리 알려져 있다. 이러한 롤러코스터는 레일이 특정한 형태로만 결합되는 레일 고정식 롤러코스터와, 레일의 굴곡 형태를 자유로이 변경시킬 수 있는 조립식 롤러코스터가 알려져 있다.

종래에 학습교구로 사용되고 있는 조립식 롤러코스터의 일 예로 대한민국 실용신안등록 제371786호의 “교육용 롤러코스터”(이하, “종래의 교육용 롤러코스터”라 한다.)를 살펴보면 다음과 같다.

종래의 교육용 롤러코스터는 소정길이를 갖는 다수의 단위막대를 연결 조립하여 구성한 막대조립체와, 상기 막대조립체에 고정 지지되어 소정 경로를 제공하는 것으로 필요에 따라 그 경로를 변경할 수 있는 플렉시블 레일과, 상기 플렉시블 레일이 제공하는 경로를 따라 운동하는 볼을 포함한다.

상기 플렉시블 레일은 일정폭을 갖는 띠의 형태를 취하고, 그 상면에는 상기 경로를 이루며 볼의 이동을 안내하는 선형돌기가 평행하게 형성되어 있고, 하면에는 벨크로테입으로 고정되어 있다. 또한, 상기 막대조립체를 구성하는 단위막대에는 상기 플렉시블 레일을 단위막대에 고정시키기 위한 것으로서 상기 벨크로테입에 부착 고정되는 대응 벨크로테입이 구비된 것이다.

그런데, 이러한 구성을 가지고 있는 종래의 교육용 롤러코스터는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

먼저, 종래의 교육용 롤러코스터를 조립하여 낙하실험을 할 경우에는, 단위막대들을 커넥터들로 연결하여 막대조립체를 조립하게 되는데, 막대조립체의 조립시간이 오래 걸리게 된다. 따라서 종래의 교육용 롤러코스터를 조립하여 초등학교 수업시간에 볼의 낙하 실험을 진행할 경우에는, 약 40분 정도의 수업시간 중 막대조립체를 조립하는 시간이 절반 이상을 차지하게 됨으로써, 정작 학생들에게 필요한 볼 낙하의 실험 시간이 단축되어 충분한 실험을 수행할 수 없는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 종래의 교육용 롤러코스터는 막대 조립체를 구성하는 단위막대들이 레일의 일부를 가리게 됨으로써, 볼의 낙하 실험을 진행하는 과정에서 볼의 흐름 관찰에 방해를 받게 되는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 종래의 교육용 롤러코스터를 통해 볼의 낙하 실험을 진행하는 과정에서는, 레일이 유동됨에 따라 볼이 낙하 중 레일로 부터 이탈되는 경우가 빈번하게 발생되는 문제점을 가지고 있었다.

대한민국 실용신안등록 제371786호“교육용 롤러코스터”(2004. 12. 22)

본 발명은, 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 레일들을 고정하는 블록들을 단시간에 배치할 수 있도록 하고, 블록에 레일을 삽입 끼움을 통해 유동되지 않게 견고하게 고정하여 볼의 낙하 운동 중에 볼이 레일로 부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 하는 롤링 볼의 블록결합 학습교구를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 연결 브래킷의 끼움 결합을 통해 블록들을 수직 또는 수평으로 견고하게 적층할 수 있고, 블록들을 수직 또는 수평으로 적층하는 과정에서 블록들을 분리 가능하게 바로 연결할 수 있도록 하는 롤링 볼의 블록결합 학습교구를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 여러 종류의 레일을 선택적으로 사용할 수 있도록 하여 학습교구의 형태를 자유롭게 변경시킬 수 있고, 레일들을 상호 겹쳐지게 길이 방향으로 무한정 연결시킬 수 있으며, 학생들의 창의적인 아이디어를 따라 다양한 결합 조립체를 만들어 낼 수 있는 롤링 볼의 블록결합 학습교구를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 “롤링 볼의 블록결합 학습교구”는, 상기 목적을 달성하기 위하여, 내부가 비어있는 육면체로 구성되고, 각각의 면을 형성하는 사각판에는 사각홀이 형성되며, 사각홀의 각변의 단부에는 내측이 개방된 두 개의 레일 삽입홈이 형성되고, 연결수단을 통해 수직이나 수평으로 적층이 가능한 다수의 블록과; 상기 블록의 사이에 두 개가 나란하게 조립 배치되어 길이 방향을 따라 볼이 이동되는 것으로, 양쪽의 단부에는 상기 블록의 레일 삽입홈에 이탈 가능하게 삽입 고정되는 하나 이상의 삽입 조립홈이 형성되는 다수의 레일과; 상기 조립된 레일을 따라 이동하게 되는 롤링 볼; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 “롤링 볼의 블록결합 학습교구”의 상기 연결수단은, 상호 적층되는 두 개의 블록에서 서로 마주보게 배치되는 두 개의 레일 삽입홈에 삽입되는 두 개의 연장 삽입부를 가지는 연결 브래킷으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 “롤링 볼의 블록결합 학습교구”의 상기 연결수단은, 상기 블록의 각각의 사각판에 형성되어 두 개의 블록을 적층되게 연결하는 하나 이상의 조립홀과 조립홀에 삽입되는 하나 이상의 결합돌기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 “롤링 볼의 블록결합 학습교구”의 상기 레일은, 각각이 양측 폭이 좁고 상하 폭이 길게 형성되고, 직선으로 형성되는 직선레일과, 경사지게 형성되고 양쪽의 단부가 수평으로 형성되는 경사레일과, 하나 이상의 굴곡부를 가지며 양쪽의 단부가 수평으로 형성되는 굴곡레일과, 선으로 형성되고 한쪽의 단부는 상향진 반원호형으로 형성되는 회전 직선레일과, 경사지게 형성되고 한쪽의 단부는 상향진 반원호형으로 형성되고 다른 한쪽의 단부는 수평으로 형성되는 회전 경사레일과, 상하 방향의 반원호형으로 형성되고 양쪽 단부는 수평으로 형성되는 반원형부의 직경을 달리하는 두 개의 수직 곡선레일과, 직선형으로 형성되어 구부림이 가능한 내,외측 두 개의 수평 곡선레일을 포함하고 있으며, 상기 각 레일들 중에서 어느 하나로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 “롤링 볼의 블록결합 학습교구”의 상기 레일 삽입홈의 양측 폭의 길이는 두 개의 레일이 겹쳐지게 삽입될 수 있도록 상기 레일의 양측 폭의 길이보다 2배로 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 “롤링 볼의 블록결합 학습교구”는, 상부에 다수의 레일 삽입홈이 형성되어 나란하게 배치되는 레일들의 하부에 삽입 고정되는 하나 이상의 간격 유지대;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 “롤링 볼의 블록결합 학습교구”는, 나란하게 배치되는 두 개의 레일을 따라 이동되는 볼에 의해 타격되는 볼 타격부;를 더 포함하고, 상기 볼 타격부는, 각각의 하부에 고정 삽입홈이 형성되어 상기 간격 유지대의 양쪽 상부에 삽입 고정되는 두 개의 상부 돌출브래킷과, 두 개의 상부 돌출브래킷의 상부 사이에 회전되게 장착되는 회전축과, 상기 회전축에 장착되어 볼에 의해 타격되는 종 또는 회전날개,를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 “롤링 볼의 블록결합 학습교구”는, 나란하게 배치되는 두 개의 레일을 따라 이동되는 볼에 의해 타격되는 도미노부;를 더 포함한다. 상기 도미노부는, 나란하게 배치되는 두 개의 레일의 상부에 고정되는 수평판과, 수평판의 상부에 볼의 타격방향을 따라 간격을 두고 세워지는 다수의 도미노판들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 레일들을 고정하는 블록들을 단시간에 배치할 수 있으므로, 소정의 주어진 시간 내에 더 많은 볼의 운동 및 낙하 실험을 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 블록에 레일을 삽입 끼움을 통해 유동되지 않게 견고하게 고정하여 볼의 낙하 실험 중에 볼이 레일로 부터 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 실험 중에 실험이 중단되는 것을 예방하는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 조립 완성 후 레일이 외부로 노출되어 있으므로, 레일 위를이동하거나 낙하되는 볼을 육안으로 명확하게 관찰할 수 있도록 하는 효과도 있다.

또한, 본 발명은, 연결 브래킷을 이용하여 다수의 블록들을 수직 또는 수평으로 견고하게 적층할 수 있으므로, 블록들의 조립시간을 좀 더 절약할 수 있으며, 또한 짧은 시간내에 각 블록들을 분리하여 보관할 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명은, 여러 종류의 레일을 선택적으로 사용할 수 있도록 하여 학습교구의 형태를 자유롭게 변경시킬 수 있도록 함으로써, 학생들이 다양한 형상으로 조립하여 학생들의 창의력을 더욱 북돋울 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명은, 다양한 형상 및 형태의 레일들을 결합하여 블록 조립체를 형성할 수 있고, 다양한 형태의 낙하 운동 및 볼의 운동 상태를 관찰할 수 있는 장점도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 블록을 나타낸 사시도이고;
도 2는 본 발명에 따른 연결수단을 나타낸 것으로,
도 2a는 연결수단의 일 실시예를 나타낸 사시도이고,
도 2b는 연결수단의 다른 실시예를 나타낸 사시도이며;
도 3은 본 발명에 따른 레일들 나타낸 것으로,
도 3a는 직선레일을,
도 3b는 경사레일을,
도 3c는 굴곡레일을,
도 3d는 회전 직선레일을,
도 3e는 회전 경사레일을,
도 3f는 수직 곡선레일을,
도 3g는 수평 곡선레일을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 간격 유지대를 나타낸 도면이고;
도 5는 본 발명에 따른 직선레일과 경사레일의 사용 상태를 나타낸 것으로,
도 5a는 직선레일의 결합상태를,
도 5b는 경사레일의 결합상태를,
도 5c는 직선레일과 경사레일의 결합상태를 나타내고,
도 5d는 도 5c의 A-A선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 경사레일과 굴곡레일을 사용하는 상태를 나타낸 사시도이고;
도 7은 본 발명에 따른 회전 직선레일과 회전 경사레일을 사용하는 상태를 나타낸 사시도이며;
도 8은 본 발명에 따른 수직 곡선레일과 수평 곡선레일의 결합상태를 나타낸 것으로,
도 8a는 수직 곡선레일의 결합상태를,
도 8b는 수평 곡선레일의 결합상태를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 여러 레일들을 복합적으로 사용한 상태를 나타낸 사시도이고;
도 10은 본 발명에 따른 볼 타격부가 설치된 나타낸 것으로,
도 10a는 종이 설치된 상태를,
도 10b는 회전날개가 설치된 상태를 나타내고 있으며;
도 11은 본 발명에 따른 도미노부가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 기술사상이 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 변형이 가능함을 미리 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 블록을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연결수단을 나타낸 것으로, 도 2a는 연결수단의 일 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 2b는 연결수단의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명에 따른 레일들 나타낸 도면들이고, 도 4는 본 발명에 따른 간격 유지대를 나타낸 도면이다. 아울러, 도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 여러 레일들을 사용한 상태를 나타낸 도면들이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 롤링 볼의 블록결합 학습교구는 기둥의 역할을 하는 다수의 육면체 블록(1)과, 상기 육면체 블록(1)들의 사이에 두 개가 나란하게 배치되는 다수의 레일(3)을 포함한다.

상기 육면체 블록(1)은 내부가 비어있는 육면체로 구성되어 있고, 전ㆍ후ㆍ좌ㆍ우ㆍ상ㆍ하 방향의 각 면은 사각형의 얇은 판으로 이루어진 사각판(11)으로 형성되어 있다. 상기 각각의 사각판(11)의 내부에는 사각홀(12)이 형성되어 있고, 상기 사각홀(12)의 각변의 단부에는 상기 레일(3)들을 삽입 고정할 수 있도록 내측이 개방된 두 개의 레일 삽입홈(14)이 형성되어 있다. 아울러, 상기 육면체 블록(1)은 연결수단(2)을 통해 수직이나 수평으로 적층이 가능하다. 또한, 상기 육면체 블록(1)은 저가로 대량생산이 가능하도록 합성수지재로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 레일 삽입홈(14)의 양측 폭의 길이는 두 개의 레일(3)이 겹쳐지게 삽입될 수 있도록, 상기 레일(3)의 양측 폭의 길이보다 2배로 길게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 두 개의 레일(3)을 겹쳐서 상기 레일 삽입홈(14)에 결합시킬 경우, 상기 레일(3)과 상기 육면체 블록(1)이 하나의 블록 조립체를 형성하게 된다. 이 경우, 상기 레일(3)의 결합방식은, 도 5d에 도시된 바와 같이, 볼(B)이 출발하여 이동하는 쪽의 레일(3)이 안쪽으로 겹쳐지도록 설치하고, 볼(B)이 이동하여 지나가는 쪽의 레일(3)을 바깥쪽에 겹쳐지도록 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 연결수단(2)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 수직이나 수평으로 적층되는 두 개의 육면체 블록(1)을 서로 결합시키는 역할을 한다.

상기 연결수단(2)의 일실시예는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 두 개의 육면체 블록(1)을 서로 결합시키는 연결 브래킷(21)으로서, 이것은 양쪽으로 굽어진 형상의 연장 삽입부(22)와 그 사이에 존재하는 몸체 브래킷부(23)를 포함하고 있다. 상기 연결 브래킷(21)은 상기 두 개의 육면체 블록(1)에 끼움 결합을 통하여 상기 육면체 블록(1)들을 수직 방향 또는 수평 방향으로 결합할 수 있도록 해준다. 상기 연장 삽입부(22)는 상호 결합되는 두 개의 육면체 블록(1)에서 서로 마주보게 배치되는 레일 삽입홈(14)에 삽입되어지게 된다. 상기 연결 브래킷(21)은 판 형태로 구성되는 것이 바람직하고, 대량으로 생산이 가능하도록 합성수지재로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 연결 브래킷(21)를 이용할 경우, 짧은 시간내에 상기 육면체 블록(1)들을 신속하게 조립할 수 있게 된다.

한편, 상기 연결수단(2)의 다른 실시예는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 육면체 블록(1)의 사각판(11)에 형성되어 있는 결합홈(25) 또는 결합돌기(26)로 구성될 수 있다. 상기 결합홈(25)은 상기 육면체 블록(1)의 사각판(11)에 오목하게 형성되어 있는 반면에, 상기 결합돌기(26)는 상기 육면체 블록(1)의 사각판(11)에 볼록하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 사각판(11)에는 상기 결합홈(25)만으로 형성될 수 있고, 상기 결합돌기(26)만으로 형성될 수 있으며, 상기 결합홈(25)과 상기 결합돌기(26)가 서로 지그재그 형식으로 교대로 형성되어 있을 수도 있다.

상기 육면체 블록(1)을 서로 결합시킬 경우, 상기 결합돌기(26)를 다른 육면체 블록(1)에 형성된 상기 결합홈(25)에 삽입시킴으로써, 결합작업을 완료할 수 있고, 이를 통하여 상기 육면체 블록(1)들이 간단히 조립할 수 있게 된다. 따라서, 학생들은 상기 결합홈(25)과 상기 결합돌기(26)를 이용하여, 상기 육면체 블록(1)들을 더욱 신속하게 결합시킬 수 있을 뿐만 아니라, 완성된 제품은 더욱 깔끔하고 단정한 외관을 갖출 수 있는 장점이 있는 것이다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 레일(3)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 떨어져 있는 2개의 육면체 블록(1)들을 서로 결합시킴과 동시에, 롤링 볼(B)이 이동할 수 있는 통로를 형성하게 된다. 상기 레일(3)은 상기 롤링 볼(B)이 이동하는 통로를 형성하면서, 학생들에게 그 이동 과정에서 다양한 운동에너지를 관찰할 수 있도록 하기 위하여, 다양한 형상으로 제조되어 조립될 수 있도록 구성되어진다. 상기 레일(3)은 서로 짝을 이루는 2개로 구성되는 것이 바람직하고, 서로 동일한 형상 및 동일한 길이를 가진 것을 서로의 짝으로 준비하는 것이 바람직하다. 상기 레일(3)은 각각 양측 폭이 좁고 상하 폭이 길게 형성되고, 두 개가 나란하게 배치되어 길이 방향을 따라 볼(B)을 이동시키는 역할을 한다.

상기 레일(3)은 일정한 길이를 가진 양쪽 단부에 형성된 삽입 조립홈(31)을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 상기 삽입 조립홈(31)은 레일(3)의 양쪽의 단부에 형성되어 있고, 상기 육면체 블록(1)의 레일 삽입홈(14)에 삽입되어지며, 이를 통하여 상기 레일(3)과 상기 육면체 블록(1)을 서로 결합시키게 된다. 상기 삽입 조립홈(31)을 통하여 2개의 육면체 블록(1)이 서로 결합하게 되면, 서로 떨어져 있던 육면체 블록(1)이 상기 레일(3)을 매개체로 하여 하나의 블록조립체 학습교구를 형성하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기 레일(3)의 형상 및 그 기계적인 구조를 다르게 구성할 경우, 다양한 형태의 블록조립체 학습용 교구를 형성하게 되는 효과를 달성할 수 있는 것이다. 또한, 상기 다양한 형태의 블록조립체 학습용 교구를 통하여, 롤링 볼(B)의 이동 방향을 변화시키거나 운동에너지의 변화를 기할 수 있는 장점도 있다고 할 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 레일(3)의 변형 예는 본 발명의 첨부도면에 예시적으로 제공되어 있다. 상기 레일(3)은 예컨대, 도 3a, 도 3b, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 볼(B)을 직선이나 경사지게 또는 굴곡지게 이동시킬 수 있도록 하기 위하여, 직선으로 형성되는 직선레일(32)로 구성되거나, 경사지게 형성되고 양쪽의 단부가 수평으로 형성되는 경사레일(33)로 구성될 수도 있으며, 또는 하나 이상의 굴곡부를 가지며 양쪽의 단부가 수평으로 형성되는 굴곡레일(34)의 형태로 구성될 수도 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 레일(3)의 다른 변형 예는, 도 3d, 도 3e 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 볼(B)을 원호를 따라 이동시킬 수 있도록 하기 위해, 직선으로 형성되고 한쪽의 단부는 상 방향으로 반원호형으로 형성되는 회전 직선레일(35)로 구성될 수 있고, 또는 경사지게 형성되고 한쪽의 단부는 상 방향으로 반원호형으로 형성되며 다른 한쪽의 단부는 수평으로 형성되는 회전 경사레일(36)로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 레일(3)의 또 다른 변형 예는, 도 3f, 도 3g, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 수직으로 적층되는 두 개의 육면체 블록(1)의 사이로 볼(B)이 이동될 수 있도록 하기 위해, 상하 방향의 반원호형으로 형성되고 양쪽 단부는 수평으로 형성되는 반원호형부의 반지름을 달리하는 두 개의 수직 곡선레일(37)로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 레일(3)은 수평으로 적층되는 두 개의 블록(1)의 사이로 볼(B)을 이동시킬 수 있도록 직선형으로 형성되어 구부림이 가능한 내,외측 두개의 수평 곡선레일(38)로 구성될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명은 상술한 직선레일(32), 경사레일(33), 굴곡레일(34), 회전 직선레일(35), 회전 경사레일(36), 수직 곡선레일(37), 수평 곡선레일(38) 등의 레일을 선택적으로 사용할 수 있고, 학생들이 이를 통하여 다양한 블록조립체를 형성하여 독창적이고 창의적인 학습교구를 마음껏 실현할 수 있으며, 각 블록조립체 마다 자유롭게 변형된 상태에서 다양한 볼(B) 낙하 실험을 진행할 수 있는 장점이 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 롤링 볼의 블록결합 학습교구는, 도 4에 도시된 바와 같이, 나란하게 배치되는 두 개의 레일(3) 사이가 상호 벌어지는 것을 방지할 수 있도록, 상부에 다수의 레일 삽입홈(41)이 형성되어 나란하게 배치되는 레일(3)들의 하부에 삽입 고정되는 하나 이상의 간격 유지대(4)를 더 포함할 수도 있다. 상기 간격 유지대(4)는 대량생산이 가능하도록 합성수지재로 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 간격 유지대(4)를 통해, 나란하게 배치되는 두 개의 레일(3) 사이가 상호 벌어지는 것을 방지함으로써, 실험 중에 볼(B)이 두 개의 레일(3) 사이로 이탈되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 학습교구의 사용 상태를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 학습교구를 통해 볼(B)의 낙하실험을 진행할 경우에는, 하나의 육면체 블록(1)이나 수직 또는 수평으로 조립된 육면체 블록(1)들을 바닥에 배치한 다음, 바로 각각의 육면체 블록(1)들의 사이에 상기 직선레일(32), 경사레일(33), 굴곡레일(34), 회전 직선레일(35), 회전 경사레일(36), 수직 곡선레일(37), 수평 곡선레일(38) 등을 선택적으로 조립함으로써, 간단하게 학습교구용 블록조립체를 완성한다.

조립이 완료되어지면, 상기 학습교구의 레일(3)에 볼(B)을 투입하여 볼(B)이 레일(3)을 타고 이동되게 함으로써, 볼(B)의 운동을 관찰하거나 낙하 실험을 진행할 수 있는 것이다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 본 발명은 도 5c에 도시된 바와 같이, 경사레일(33)과 직선레일(32)에서 이동되는 볼(B)의 낙하 실험이 가능하고, 또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 경사레일(33)과 굴곡레일(34)에서 이동되는 볼(B)의 낙하 실험이 가능하며, 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 회전 경사레일(36), 회전 직선레일(35), 수평 곡선레일(38), 직선레일(32), 수직 곡선레일(37) 등을 통한 볼(B)의 낙하 실험도 가능한 것이다.

따라서, 본 발명의 학습교구는 레일(3)들을 고정하는 육면체 블록(1)들을 단시간에 배치할 수 있도록 하여 소정의 짧은 수업시간에 볼(B)을 낙하시키는 실험시간을 좀 더 늘릴 수 있는 장점이 있는 것이다. 또한, 본 발명은 레일(3)을 삽입 끼움을 통해 유동되지 않게 견고하게 고정하여 볼(B)의 낙하 실험 중에 볼(B)이 레일(3)로 부터 이탈되는 것을 방지하는 장점도 있는 것이다. 또한, 본 발명은 레일(3)이 외부로 노출되어 있으므로, 낙하되는 볼(B)을 학생들이 육안으로 명확하게 관찰할 수 있는 장점도 있는 것이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 변형 실시예에 관한 것으로서, 상기 레일(3) 위에 종을 설치하거나, 회전날개를 설치할 수 있다. 도 10a는 종이 설치된 상태를, 도 10b는 회전날개가 설치된 상태를 나타낸다.

본 발명에 따른 학습교구는 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 볼(B)을 통한 타격 실험을 가능하게 할 수 있도록, 나란하게 배치되는 두 개의 레일(3)을 따라 이동되는 볼(B)이 그 운동에너지를 가지고 충돌하는 볼 타격부(5)를 더 포함할 수도 있다.

상기 볼 타격부(5)는 볼(B)의 운동에너지가 전달하는 충격력을 학생들이 직접 육안으로 관찰할 수 있도록 하는 것인데, 상기 레일(3)의 간격 유지대(4)에 결합되어 사용되는 것이 바람직하다. 상기 볼 타격부(5)는 상기 간격 유지대(4)의 양쪽에 삽입 고정되는 두 개의 상부 돌출브래킷(51)과, 상기 상부 돌출브래킷(51)의 상부 사이에 회전되게 장착되는 회전축(52)과, 상기 회전축(52)에 장착되어 있고 이동하는 볼(B)에 의해 충돌을 일으키는 종(53) 또는 회전날개(54)로 구성되는 것이 가장 바람직하다. 상기 간격 유지대(4)와 상기 상부 돌출브래킷(51)은 끼움결합부(56)에 의해 결합시키는 것이 바람직하다.

상기 볼 타격부(5)를 조립하여 사용할 경우, 상기 레일(3) 위를 달리는 상기 볼(B)이 지나가면서, 상기 종(53)이나 회전날개(54)를 충돌하게 되고, 그 과정에서 상기 종(53)의 흔들림이나 소리를 발생시키게 되거나, 상기 회전날개(54)의 회전속도 또는 회전하는 시간의 차이를 나타내게 된다. 따라서, 상기 볼(B)의 이동속도를 달리하거나 상기 볼(B)의 크기를 달리함으로써, 상기 볼(B)의 충돌에 의한 충격력의 차이를 눈으로 확인하거나 소리로 확인할 수 있고, 회전날개(54)의 회전속도와 회전시간을 눈으로 확인할 수 있게 된다.

본 발명은, 이와 같은 실험을 통하여, 운동에너지와 속도의 관계, 운동에너지와 질량의 관계, 운동에너지와 충격력 등에 관한 물리적인 개념을 학생들이 쉽게 이해할 수 있는 특장점이 있는 것이다.

도 11은 본 발명에 따른 도미노부(6)가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.

또한, 본 발명에 따른 학습교구는 도 11에 도시된 바와 같이, 볼(B)을 이용한 또 다른 형태의 타격 실험을 할 수 있도록 하기 위하여, 상기 레일(3)을 따라 이동되는 볼(B)에 의해 충돌되는 도미노부(6)를 더 포함할 수 있다.

상기 도미노부(6)는 볼(B)의 타격으로 통해 도미노 실험을 가능하게 할 수 있도록, 나란하게 배치되는 두 개의 레일(3)의 상부에 고정되는 수평판(61)과, 수평판(61)의 상부에 볼(B)의 타격방향을 따라 간격을 두고 세워지는 다수의 도미노판(62)들과, 수평판(61)의 상부에 배치되어 제일 마지막으로 쓰러지는 도미노판(62)에 의해 이동되는 이동볼(63)로 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 상기 도미노부(6)를 통해, 볼(B)의 타격을 통한 도미도 실험도 가능하게 함으로써 다양한 학습 효과를 얻을 수 있는 장점도 있는 것이다.

이상에서 본 발명에 의한 롤링 볼의 블록결합 학습교구를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다.

또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

1 : 블록
11 : 사각판, 12 : 사각홀, 14 : 레일 삽입홈
2 : 연결수단
21 : 연결 브래킷, 22 : 연장 삽입부
25 : 결합홈, 26 : 결합돌기
3 : 레일
31 : 삽입 조립홈, 32 : 직선레일
33 : 경사레일, 34 : 굴곡레일
35 : 회전 직선레일, 36 : 회전 경사레일
37 : 수직 곡선레일, 38 : 수평 곡선레일
4 : 간격 유지대
41 : 레일 삽입홈
5 : 볼 타격부
51 : 상부 돌출브래킷, 52 : 회전축
53 : 종, 54 : 회전날개
6 : 도미노부
61 : 수평판, 62 : 도미노판
63 : 이동볼
B : 볼

Claims (5)

1. 내부가 비어있는 육면체로 구성되고, 각각의 사각판(11)에는 사각홀(12)이 형성되며, 사각홀(12)의 각변의 단부에는 내측이 개방된 두 개의 레일 삽입홈(14)이 형성되고, 연결수단(2)을 통해 수직이나 수평으로 결합이 가능한 다수의 육면체 블록(1)과;
   상기 육면체 블록(1)의 사이에 두 개가 나란하게 조립 배치되어 길이 방향을 따라 이동 통로를 형성하며, 양쪽의 단부에는 상기 육면체 블록(1)의 레일 삽입홈(14)에 이탈 가능하게 삽입 고정되는 하나 이상의 삽입 조립홈(31)이 형성되는 다수의 레일(3)과;
   상기 레일(3)의 이동 통로를 따라 이동하게 되는 볼(B); 을
   포함하는 것을 특징으로 하는 롤링 볼의 블록결합 학습교구.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 연결수단(2)은,
   상기 육면체 블록(1)의 각각의 사각판(11)에 형성되어 있는 결합홈(25)이거나 결합돌기(26)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 롤링 볼의 블록결합 학습교구.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 레일(3)은,
   각각이 양측 폭이 좁고 길게 형성되어 있고,
   직선으로 형성되는 직선레일(32),
   경사지게 형성되고 양쪽의 단부가 수평으로 형성되는 경사레일(33),
   하나 이상의 굴곡부를 가지며 양쪽의 단부가 수평으로 형성되는 굴곡레일(34),
   직선으로 형성되고 한쪽의 단부는 상향진 반원호형으로 형성되는 회전 직선레일(35),
   경사지게 형성되고 한쪽의 단부는 상향진 반원호형으로 형성되고 다른 한쪽의 단부는 수평으로 형성되는 회전 경사레일(36),
   상하 방향이 반원호형으로 형성되고 양쪽 단부는 수평으로 형성되는 반원형부의 직경을 달리하는 두 개의 수직 곡선레일(37),
   직선형으로 형성되어 구부림이 가능한 내,외측 두 개의 수평 곡선레일(38),들 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 롤링 볼의 블록결합 학습교구.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 레일(3)은,
   상기 볼(B)에 의해 충돌되는 볼 타격부(5);를 더 포함하고,
   상기 볼 타격부(5)는,
   각각의 하부에 고정 삽입홈(56)이 형성되어 상기 간격 유지대(4)의 양쪽 상부에 삽입 고정되는 두 개의 상부 돌출브래킷(51)과,
   상기 상부 돌출브래킷(51)의 상부 사이에 회전되게 장착되는 회전축(52)과,
   상기 회전축(52)에 장착되어 볼(B)에 의해 충돌되는 종(53) 또는 회전날개(54),를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤링 볼의 블록결합 학습교구.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 레일(3)은,
   상기 볼(B)에 의해 충돌되는 도미노부(6);를 더 포함하고,
   상기 도미노부(6)는,
   나란하게 배치되는 두 개의 레일(3)의 상부에 고정되는 수평판(61)과,
   수평판(61)의 상부에 볼(B)의 타격방향을 따라 간격을 두고 세워지는 다수의 도미노판(62)들과,
   수평판(61)의 상부에 배치되어 제일 마지막으로 쓰러지는 도미노판(62)에 의해 이동되는 이동볼(63),을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤링 볼의 블록결합 학습교구.

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