(57)【要約】【課題】  宇宙空間での地球等天体の動きを表現しつつ、時計機能としても常用できる時計であり、また世界時計としても使用できる装飾性の高い地球儀を提供すること。【解決手段】  透明又は半透明の球体表面に地図が表示された外殻球体と、該外殻球体に内装されて表面には時刻又は時間帯を表す文字・模様・色彩の少なくともいずれかを表示した内殻体と、該内殻体を該外殻球体に対して回転軸を中心に所定の時間周期で相対回転運動させる内殻自転手段とを備える。そして内殻体表面に表示された時刻又は時間帯を表す文字・模様・色彩の少なくともいずれかを外殻球体上の地図と重複して視認することにより各地図上地点における時刻又は時間帯を認識可能に構成する。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明又は半透明の球体表面に地図が表示された外殻球体と、
該外殻球体に内装されて表面には時刻又は時間帯を表す文字・模様・色彩の少なくともいずれかを表示した内殻体と、
該内殻体を該外殻球体に対して回転軸を中心に所定の時間周期で相対回転運動させる内殻自転手段と
を備えた時計表示装置であって、
該内殻体表面に表示された時刻又は時間帯を表す文字・模様・色彩の少なくともいずれかを該外殻球体上の地図と重複して視認することにより各地図上地点における時刻又は時間帯を認識可能に構成した
ことを特徴とする時計表示装置。
【請求項２】
前記外殻球体が地球儀様の表示を備えると共に、内殻体には少なくとも日照の程度を示す表示を備える構成であって、
前記回転軸における相対回転運動が、自転周期で１回転をすることで地球の自転による時間変化を表すと同時に、
公転軸に対する自転軸の傾きを振幅として前記回転軸を公転周期の揺動運動させる回転軸揺動手段を備えて地球の公転による日照の程度の変化を表す
ことを特徴とする請求項１に記載の時計表示装置。
【請求項３】
前記回転軸揺動手段が、
回転軸を自転軸の傾きと同一角度で軸支する軸支アームと、
該軸支アームを公転軸を軸中心に公転周期で１回転させる枢支アーム回転部と
から構成されることを特徴とする請求項２に記載の時計表示装置。
【請求項４】
前記外殻球体が天体であって、当該天体の少なくとも自転周期により当該天体における時間変化を表示可能とした請求項１に記載の時計表示装置。
【請求項５】
透明又は半透明の球体表面に地球儀様の表示がされた外殻球体と、
該外殻球体に内装されて表面には時刻又は時間帯を表す文字・模様・色彩の少なくともいずれかを表示可能な表示手段を設けた内殻体と、
該表示手段において該外殻球体に対して自転軸を中心に所定の時間周期で相対回転表示させる内殻表示制御手段と
を備えた時計表示装置であって、
該表面装置に表示された時刻又は時間帯を表す文字・模様・色彩の少なくともいずれかを該外殻球体上の地図と重複して視認することにより各地図上地点における時刻又は時間帯を認識可能に構成した
ことを特徴とする時計表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、世界時計等の任意地点における時計を表示する装置に関し、より詳しくは地球の自転及び公転に基づいた時間変化及び日照の程度の変化等を簡便に確認可能な時計表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
世界各地の時計を知るために世界時計が古くから用いられており、各地における時計を複数配置したものと共に、地球儀を利用したものがある。
現在商品化されているものは地球儀が自転してその外周に固定して取り付けられている24等分の目盛りより時間を読みとるものである。しかし、地球儀が自転するため日常的に使用には不向きである。すなわち、日常その時計の所有者がいる場所（国）が自転とともに移動するため1日の半分12時間は裏側に回り込むので地球儀を移動させなければ見ることができない。
また地球儀が24時間で1回転するという遅い速度で動作しているので動きを楽しむことができない問題もある。
【０００３】
従来公知の特許文献としては以下のものがある。
【特許文献１】特公平８−１４６３号
【特許文献２】実開平４−１５７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、宇宙空間での地球等天体の動きを表現しつつ、時計機能としても常用できる時計であり、また世界時計としても使用できる装飾性の高い地球儀を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような時計表示装置の構成を提供する。
すなわち、請求項１に記載の発明は、透明又は半透明の球体表面に地図が表示された外殻球体と、該外殻球体に内装されて表面には時刻又は時間帯を表す文字・模様・色彩の少なくともいずれかを表示した内殻体と、該内殻体を該外殻球体に対して回転軸を中心に所定の時間周期で相対回転運動させる内殻自転手段とを備えた時計表示装置を提供する。
そして、該内殻体表面に表示された時刻又は時間帯を表す文字・模様・色彩の少なくともいずれかを該外殻球体上の地図と重複して視認することにより各地図上地点における時刻又は時間帯を認識可能に構成したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記外殻球体が地球儀様の表示を備えると共に、内殻体には少なくとも日照の程度を示す表示を備える構成であって、前記回転軸における相対回転運動が、自転周期で１回転をすることで地球の自転による時間変化を表すと同時に、公転軸に対する自転軸の傾きを振幅として前記回転軸を公転周期の揺動運動させる回転軸揺動手段を備えて地球の公転による日照の程度の変化を表すことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記回転軸揺動手段が、回転軸を自転軸の傾きと同一角度で軸支する軸支アームと、該軸支アームを公転軸を軸中心に公転周期で１回転させる枢支アーム回転部とから構成されることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、前記外殻球体が天体であって、当該天体の少なくとも自転周期により当該天体における時間変化を表示可能としたことを特徴とする。すなわち、火星儀や土星儀などの天体であっても上記と同様に火星時間や土星時間における時間変化を再現することが可能であり、天体教材等として提供することができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、透明又は半透明の球体表面に地球儀様の表示がされた外殻球体と、該外殻球体に内装されて表面には時刻又は時間帯を表す文字・模様・色彩の少なくともいずれかを表示可能な表示手段を設けた内殻体と、該表示手段において該外殻球体に対して自転軸を中心に所定の時間周期で相対回転表示させる内殻表示制御手段とを備えた時計表示装置を提供するものである。
そして、該表面装置に表示された時刻又は時間帯を表す文字・模様・色彩の少なくともいずれかを該外殻球体上の地図と重複して視認することにより各地図上地点における時刻又は時間帯を認識可能に構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、時間の概念が針と文字盤でできた時計やデジタル時計と異なり、宇宙空間の地球の動きから時刻や時間帯を感覚的に知ることができる。また、装飾性が高く、動作を楽しむことのできる時計表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は下記に限定されるものではない。
本発明は、球体である外殻球体と内殻球体とから構成されている。外殻である地球儀は静止しているが内殻球体の回転により動きを表現することができる。1日の昼夜、日の出、日の入り、12ヶ月の公転運動による四季の変化における昼夜の時間の違いが表現できることに特徴を有する。
【００１２】
このように、地球儀が静止しているため日常生活で時計として使用できる。地球儀は手動で回転させることができ、地球儀上の地図地点と内殻の表示内容を重複して視認することで、世界中の各地域の昼夜の区別、時間が分かるようになっている。以下、具体的な構成を図面に基づいて説述する。
【００１３】
図1において、外殻（１）は地球儀、内殻（2）は昼夜表現する球、時間表示盤（3）、本体ケース（4）、回転座（5）からなる。
外殻1は透明又は半透明の素材で形成された球体であり、表面には世界地図と経線、緯線を描画してある。世界地図の描く塗料に関しては透明の塗料であれば色分けする事も可能であり、外殻1を通して内殻2の色を識別できる。
【００１４】
外殻（1）は2つの部品からなる。北半球は半球である。南半球はアーム7が回転できるだけの開口部と時間表示盤3を見ることのできるような形状にしてある。この北半球と南半球を赤道上で接合する。
【００１５】
内殻（2）は外殻（1）の内側に取り付けてある。内殻（2）の形状は任意であって外殻外側と重複して視認できれば板体等でもよいが、本実施例では最も重複して視認しやすい球状で構成している。素材はプラスチックなどで中は空洞のものが好適である。また軽量であれば他の素材でも代用できる。
内殻（2）の大きさは外殻（1）に接触せず、回転に干渉しなければ外殻1の内側の大きさに近い大きさが好ましい。
【００１６】
内殻（2）の表面は朝、昼、夕、夜の区分で塗り分けてある。色分けは内殻（2）を経線で24等分して実際の晴天時の空の色を、またはその時間帯の特徴的な色を塗布する。
朝5時〜6時は薄い水色、7時薄い水色と黄色、8時〜10時水色、11時〜15時明るい青色、16時〜17時水色、18時薄い水色と赤色、19時〜20時濃い青21時〜2時濃紺3時〜4時濃い青のように各色をグランディーションで色分けする。
【００１７】
また、球を2等分する線を記入する。内殻自転軸の取り付け部とその反対側の天頂部にかけて円周を太い経線を描き昼夜の区別ができる明確な線を記入する。
内殻（2）の取り付け場所は内殻自転軸（11）に取り付けてある。内殻自転軸（11）は水平方向から仰角66．6度内側に傾斜してアーム（7）に取り付ける。これは自転軸と公転軸との傾き（23.4度）に基づくものである。
【００１８】
内殻自転軸（11）に取り付けた内殻（2）の球の中心はアーム（7）の中心の垂線上にある。
また内殻（2）を安定して回転させるため内殻自転軸と反対方向に内殻補助用車輪（12）を取り付けてある。
【００１９】
時間表示盤（3）は円錐状で24等分の時間表示の目盛り及び分表示の目盛りを描いてある。
分表示の目盛りの数は地球儀の大きさに比例して刻み判読が可能な数とする。分表示は例えば、地球儀のスケールが大きい場合は1分刻みとし小さい場合は30分刻みとすることができる。
【００２０】
ケース（4）には外殻（1）を固定してある。また下部には回転座（5）があり地球儀を回転させることができる。中には図3に示す駆動部が組み込んである。
【００２１】
次に図2、図3、図4、図5を用いて説述する。
24時間表示用時計モジュール（6）は自転周期である24時間で360度回転する軸がでている。
この軸より歯車ケース（9）の歯車と歯車に取り付けたシャフトを回転させてアーム（7）と内殻自転軸（11）、時間表示盤（3）を駆動させる。
【００２２】
シャフト（10c）は歯車（3c）に固定されており回転する。
シャフト（10b）はシャフト（10c）に内挿され、本体ケースに固定されている。該シャフト（10b）上部にはベアリング（13）を付設し、その外周にアーム（7）が配置されることによりアーム（７）を安定して回転させる支柱として作用する。
【００２３】
シャフト（10a）はシャフト（10b）に内挿され下端を歯車（7i）に固定してあるため連動回転する。また上端はアーム（7）に固定ネジ（8）により固定してある。
【００２４】
時間表示盤（3）は歯車（3d）（3c）とシャフト（10c）で固定されていて一体的に回転する。
アーム（7）はシャフト（10a）とネジ（8）により固定されている。シャフト（10a）は歯車（7i）と結合して一体的に回転する。
【００２５】
内殻自転軸（11）は歯車（3h）と同じ軸にあり両方とも軸に固定してある。
歯車（3d）（3e）（3f）（3g）（3h）は同じ歯数72で歯合しており、内殻の回転数と文字盤の回転数は同一である。
【００２６】
24時間時計表示用モジュール（6）は24時間で1回転する軸がでている。その軸から歯車（3a）（歯数72）と歯車（7a）（歯数73）に回転を伝える。
歯車（3a）は歯車（3b）、歯車（3c）と歯合している。歯車（3c）はシャフト（10c）に固定されており時間表示盤（3）と歯車（3d）（歯数72）に回転を伝える。
さらに歯車（3d）はアームに取り付けられている歯車（歯数72）（3e）（3f）（3g）（3h）とかみ合っておりアーム（7）の回転と歯車（3d）の回転から内殻自転軸（11）を回転させる。
【００２７】
時間表示盤（3）は知りたい目的地を地球儀の経度線から垂直に下ろしてきたところが現在の時間である。
回転座（5）は地球儀全体を回転させる事ができる。これにより世界各地の時間、昼夜の区別を見ることができる。
【００２８】
本発明の以上の構成により、外殻は静止した状態で、内殻の自転により内殻上の日照の程度を表す表示と地球儀を重ねて視認し、時間帯を感覚的に認識することができる。なお、時間表示盤を用いた上記構成に限らず、内殻に直接時間を記載してもよく、文字を大きく表示することで世界時計としての機能を高めることもできる。
【００２９】
次に、本発明の第２の特徴である地球の公転に基づく日照時間の変化を表現する機構について説述する。
まず、24時間表示用時計モジュール（6）より歯車（7a）（歯数61）に回転が伝えられる。歯車（7a）は歯車（7b）（7c）（7d）（7e）（7f）（7g）（7h）（7i）と歯合している。
【００３０】
各歯車の歯合の様子を図5に示す。歯車（7i）はシャフト（10a）に固定してある。シャフト（10a）はアーム（7）へ固定ネジ（8）により取り付けて固定してある。歯車（7a）と（7i）の比は1：1.00274である。歯車（7a）が365回転すると歯車（7i）が366回転する。
【００３１】
これによりアーム（7）は24時間で時計回りに360．986度回転する。
回転開始時間より24時間後には1回転してさらに0．986度時計方向に進む。これを繰り返して365日後には元の位置に戻る。この動きが地球の公転運動を表現する。
【００３２】
時間表示盤（3）、歯車（3d）は24時時計表示用モジュール（6）より歯車（3a）（歯数72）に回転が伝えられる。歯車（3b）（歯数72）と歯車（3c）（歯数72）は歯合しており回転を伝えていく。歯車（3c）はシャフト（10c）に固定され時間表示盤（3）と歯車（3d）を24時間で360度回転させる。
【００３３】
アーム（7）が24時間で360．986度回転した時、内殻自転軸は360度回転する。これにより地球の1日の昼夜の時間の長さを内殻（2）で表現すると共に、時間表示盤（3）により現時刻を表現する。
【００３４】
以上のアーム（7）と内殻自転軸（11）に取り付けられた内殻（2）の動きで地球の自転と公転を表現している。公転の動きにつきさらに詳述する。
図6は1日の動きの状態である。a〜dは内殻（2）とアームの位置を図示してある。
aは季節では冬至頃であり、外殻（1）の経線中心線上の地域の時刻が朝6時のときの状態である。bは12時、cは18時、dは24時を図示してある。
【００３５】
図7は1年間の動き状態である。e〜hは内殻（2）とアーム（7）の位置を図示してある。時刻は同時刻である。
eは冬至の頃であり、外殻（1）の経線中心線上の地域の時刻が朝6時を図示してある。fは春分の6時、gは夏至の6時、hは秋分の6時である。1日0．986度時計回りに進み365日でアームは360度回転して元の位置に戻る。
【００３６】
図8は時間表示盤（3）の表示位置を変更して時間表示盤を地球儀の赤道上に移動して時計機能を優先した場合のモデル図である。このように時計表示盤を移動させることもできる。
【００３７】
本発明は、以上のように外殻を地球儀として世界時計を構成することもできるが、同様の構成により火星儀や土星儀、月面儀といった任意の天体の再現に用いることもできる。すなわち、それぞれの天体（特に惑星・衛星）における自転周期及び公転周期、自転軸の公転軸からの傾きを設定することで、各天体における時間と、それに伴う日照（反射）の様子を再現することができる。天体教材などとして利用すると好適である。
【００３８】
さらに、上記では内殻に文字や模様、色彩を用いて外殻から透視する構成を示したが、内殻を機械的運動ではなく、内殻表面を表示装置で覆い、該表示装置上で同様の表示を再現させる構成でもよい。表示装置としては例えば球の外周に向けて多数並列させた発光ダイオードや、液晶モニタなどを持ち、その表示制御装置としては周知のＣＰＵ装置を用いることができる。
【００３９】
そして、各発光ダイオード又は液晶モニタにおける各画素において、上記運動と同様に色彩の変化を生じさせて、外殻外観から地球儀と重ねた時に、当該地点における日照の程度等がわかるように構成してもよい。この場合、機械的な運動を不要とするので、省エネルギー化、表示の多様化を図ることができる。
一方で外殻には実際に描かれた地球儀を用いることで、手に触れて回転させることが可能であり、直感的な動作を可能にすることができる。
【００４０】
また、より正確な地球の動作をシミュレーションするためには、駆動部にステッピングモーターを使用し、動作制御にマイコンを接続する事で可能である。この場合、外部入力用にテンキーボードを接続する。このテンキーより任意の年月日及び時刻を入力することでその位置へ早送りさせるようにする機能も付加できる。マイコンで制御する事で任意の位置への早送り、また現在地に戻す事が可能となり、更に正確な公転軌道をトレースするための微妙な補正も可能となる。
【００４１】
本発明は以上のような構成を備えることにより、楽しめながら地球の1年間の四季による日照時間の変化、冬至、春分、夏至、秋分などの変化を知ることができて、日常的な時計としても使用できる。昼夜長さ、世界中の地域の昼夜の区別と時刻が分かり実用的な世界時計としても使用できる。
なお、本発明は以上説明した公転動作及び自転動作の組み合わせに限らず、公転動作のみ又は自転動作のみだけで機能させることもできる。例えば図９又は図１０に示すように、公転動作を省き、自転動作する世界時計として提供することもできる。なお、図中の符号は上記実施例と同一の符号により説明している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る時計表示装置の正面図
【図２】同、正面図及び内部透視図
【図３】同、駆動部詳細図
【図４】同、駆動部平面図
【図５】同、矢視B−Bにおける歯車組み合わせを示す説明図
【図６】6時間ごと1日の稼働状態の説明図
【図７】3ヶ月ごと1年間の稼働状態の説明図
【図８】時間表示盤の表示位置を変更する別実施例
【図９】簡易型モデル
【図１０】簡易型モデルの組み立て図
【符号の説明】
【００４３】
1  外殻
2  内殻
2ａ  時間表示兼用内殻
3  時間表示盤
3a〜b 歯車（歯数72）
3d 歯車（歯数72）
3e〜3h  歯車（歯数72）
4  ケース
5  回転座
5ａ  裏蓋
6  24時間表示用時計モジュール
7  アーム
7a 歯車（歯数61）
7b 歯車（歯数50、歯数10）
7c 歯車（歯数40、歯数10）
7d 歯車（歯数30、歯数10）
7e 歯車（歯数20、歯数10）
7f 歯車（歯数50、歯数10）
7g 歯車（歯数50、歯数10）
7h 歯車（歯数50）
7i 歯車（歯数73）
8  固定ネジ
9  歯車ケース
10a シャフト
10b シャフト
10c シャフト
11  内殻自転軸
12  内殻補助用車輪
13  ベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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