JP3771559B2 - 自転と公転が可能な地球儀装置 - Google Patents

Description

本発明は自転と公転を行う地球儀装置に関し、より詳しくは斜めな自転軸を中心として自転する回転本体内に地球の公転状態を表す公転ユニットが内蔵されることで、単一装置で地球の自転と公転の所定の状態を同時に演出する地球儀装置に関する。

一般に、地球儀はベース、ベースに固着されたアーチ型ベアリングアーム及びベアリングアームの両端にスライド可能に結合される中空の球からなり、中空の球の表面には地球上の陸地、海、山及び各国家が平面的または立体的に形成される。このような地球儀は単純に装飾的な機能がより大きく、一部経度と緯度情報を表示して実用的な用途として使用されている。

一層改良して提示される地球儀は、地球儀内に太陽を表す照明装置を内蔵し、時計装置と連動するようにして昼夜の区別をより視覚的に表現している。
米国特許第６、２９９、４５１号

しかしながら、大部分の地球儀は単純に地球儀の自転を表すだけで、事実上、地球儀という単一装置で地球儀の自転と公転の所定の状態を同時に表現するのは不可能であった。勿論、太陽を中心とする公転状態を表す公転装置に別途の駆動装置で地球の自転を表すことはできるが、単一の地球儀としては不可能であった。

さらに、地球の自転と公転を行う単一の地球儀装置に、太陽を中心とする複数の惑星の公転を同時に具現することは全く開示されていない。

したがって、本発明の目的は、地球の自転と公転を単一の地球儀で具現できる地球儀装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、地球の自転と公転が可能な単一の地球儀に、太陽を中心とする複数の惑星の公転を表すことができる地球儀装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも一つ以上の支持ロッドの一端が固定され、公転軸の一端が回転可能に固定されるベース；
前記支持ロッドに固着される支持アーム；
互いに対向する両地点が前記支持アームに回転可能かつ一定角度斜めに結合されて自転可能で中空な地球儀；及び、
前記地球儀の内部に受納され、前記公転軸と結合されて前記地球儀の両地点を中心として円運動し、前記地球儀の自転によって昼夜を区分する公転ユニットを含み、
前記公転ユニットは、前記地球儀の内側面に沿って一定間隔をおいて離隔され、平坦な円板形状であり、前記地球儀の内部空間を２つに分割する昼夜区分プレートと、
前記昼夜区分プレートの両側にそれぞれ別個に設けられた光ソースと、
前記昼夜区分プレートに接続され、前記公転軸の他端近傍に設けられた公転ギアと歯合することにより、前記公転軸の回転により前記昼夜区分プレートを回転させる部材とを、有する、自転と公転が可能な地球儀装置が提供される。

望ましくは、地球儀は、駆動モータにより回転する自転軸と歯合して回転する。

また、本発明によれば、ベースの中央に設けられ、公転軸に歯合して回転し、地球模型が設置された地球軌道を備えた内惑星公転軌道装置をさらに含み、望ましくは、内惑星公転軌道装置は、中央に太陽模型が設置され、太陽を中心として水星模型が設置された水星軌道と金星模型が設置された金星軌道とが地球軌道内に設置され、前記水星軌道、金星軌道及び地球軌道は各々独立的に回転する。

望ましくは、ベース上に設置され、地球儀の自転位置と公転ユニットの公転位置に関連して使用者コンピュータから電送される情報を表示するディスプレイをさらに含む。

本発明によれば、昼夜区分プレートの最上下端に設置され、地球儀の内側面を加圧して公転ユニットの回転中心点の役割を果たすベアリングユニットを更に含むことは好ましい態様である。

望ましくは、支持アームの内部には電源線及び制御線のための空間が形成され、地球儀の外皮は内部に空間が形成されるように二重で形成され、空間に位置表示ランプが設置されて電源線及び制御線が連結される。

本発明の他の側面によれば、上記地球儀装置の構成に加えてベースの中央に設置され、中央に太陽模型が設置され、太陽を中心として水星模型が設置された水星軌道、金星模型が設置された金星軌道及び地球模型が設置された地球軌道が各々隣接して形成され、水星軌道、金星軌道及び地球軌道は各々独立的に回転し、地球軌道は公転軸に歯合して回転する内惑星公転軌道装置を含むことは好ましい態様である。

本発明のまた他の側面によれば、上記地球儀装置の構成に加えて地球儀の北極点で地球儀と結合し、内部に内蔵される駆動モータのモータ軸が地球儀の北極点のみに結合される駆動装置を含むことは好ましい態様である。

本発明のまた他の側面によれば、上記地球儀装置の構成に加えてベースの中央に設置され、公転軸に歯合して回転し、地球模型が設置された地球軌道を備えた内惑星公転軌道装置を含み、公転軸を地球軌道のギア列から分離し、地球軌道を回転させて地球模型を地球軌道に表記された特定日に位置後、分離された公転軸を地球軌道と結合することで、地球儀が特定日に該当する全体状況と同様に演出するようにすることは好ましい態様である。
また、本発明の他の側面によれば、前記公転ユニットが、前記昼夜区分プレートと一体で形成され、前記昼夜区分プレートの端部に設けられた同軸円筒形のハウジングと、
前記ハウジングと一体で形成され、あるいは前記ハウジングに対して回転可能に取り付けられ、前記ハウジングの側壁との間に通路を形成するように前記ハウジングの内部に位置し、外側面にギア列が形成されたギア本体と、
前記ギア本体が前記ハウジングと一体で形成されている場合には、前記ハウジングの側壁内側に回転可能に挟止され、一方、前記ギア本体が前記ハウジングに対して回転可能に取り付けられている場合には、前記ハウジングの側壁に固定され、内部にギア列が形成されたギアケースとを、
更に有し、前記公転軸の他端近傍の外周に設けられた公転ギアが、前記通路内に挿入され、前記ギア本体及び前記ギアケースの双方のギア列と歯合することにより、前記公転軸が回転したとき、前記ギア本体又は前記ギアケースが回転し、よって前記ハウジングを介して前記昼夜区分プレートが回転するよう構成されたことは好ましい態様である。

望ましくは、内惑星公転軌道装置は、中央に太陽模型が設置され、太陽模型を中心として水星模型が設置された水星軌道と金星模型が設置された金星軌道とが、各々独立的に回転するように地球軌道内に設置され、ベースには地球軌道に沿って１年単位の日、曜日、節気及び公転日数が表記され、公転日数に基づいて地球の日に従う水星と金星の位置変化が分かる。

また、太陽模型、水星模型、金星模型及び地球模型の内部には光ソースが提供されて夜間に発光される。

本発明は、一つの地球儀で自転と公転を行うことで、昼と夜の変化とそれに伴う地域的時間差、季節と各節気の変化とそれに伴う太陽と地球の位置及び距離などの変化、太陽系システムによる各惑星間の公転に伴う位置の変化関係などを現実と同様に演出できる。

また、インターネットを通じて遠隔地のサーバーと連結した使用者コンピュータから電送される各種情報、例えば日、時間、気候、朝晩の差、各惑星と衛星の出没時間及びその他をディスプレイに表示することで、地球儀が演出する現在の状況を詳細に報告し、使用者コンピュータ上にさらに詳細な情報を提供して教育目的に追加的に役立ち、音声出力装置等による天体のあらゆる状況を提供することで、学生らの教育的効果に最適の条件を提示できる。

また、一つの地球儀に宇宙のあらゆる状況を自然現象と同様に演出することで、教育的効果だけでなく日常生活でも有用に使用できる。

以下、添付図面に基づき、本発明の一実施例を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例による地球儀装置を示す斜視図である。
地球儀装置は、駆動ユニットと電源供給ユニットが内蔵され、各種支持ロッドまたは駆動軸が支持されるベース２００と、回転する地球儀５００と、地球儀５００を回転可能に支持する支持アーム７００と、地球儀５００内に設置される公転ユニット６００とからなる。

図１及び図２を参照すれば、ベース２００の下部には地球儀装置自体を回転させる支持プレート１００が回転可能に結合される。ベース２００が支持プレート１００に対して回転可能なので、固定された地球儀装置を多様な方向で観察できる。

ベース２００の表面にはディスプレイ２０２、多機能スイッチ２０６及び地球儀装置の駆動と動作状態を表示する発光ランプ２０４が設置される。各機能スイッチ２０６の役割に対しては後述する。また、具体的に示さなかった、ベース２００の側面には各種電源線や制御線の入出力のための通路が形成される。

ベース２００の内部には、電源供給ユニット２０８と制御用インターフェースユニット２１０が分けられて設置され、自転軸８１０と公転軸８５０の一端が位置する空間２２２が形成される。空間２２２内には自転軸駆動モータ２１６が受納され、公転軸８５０は一端に公転軸分銅８５０ｂが付着されて固定スクリュー８５０ａにより回転可能にベース２００に結合される。

電源供給ユニット２０８は自転軸８１０の一端に固定された駆動モータ２１６、後述する公転ユニット６００のランプ、地球儀５００の表面に設置される位置表示ランプ及び各惑星と発光ランプ２０４に電源を印加する。また、制御用インターフェースユニット２１０はインターネット接続が可能な外部コンピュータシステムと連結して現在の自転及び公転を行う地球に関連した各種情報を受信してディスプレイ２０２に表示する。

ディスプレイ２０２の画面には各国の現在時間は勿論、月、日、曜日、温度、湿度、潮の干満の時刻、２４節気の変化、地球の各種情報及び各惑星と天体での星座の位置等、多様なデータをディスプレイする。すなわち、平常時はデジタル時計で使用されるが、現在の時間で地球が太陽に対してどの地点に置かれているかが該当地域の発光ランプの点滅によって分かり、その他の情報が必要であれば、機能スイッチング２０６によって制御インターフェースユニット２１０に連結した使用者コンピュータからインターネットを通じて情報を得てディスプレイしたり音声出力装置２２０を通じて情報を出力できる。

図２を参照すれば、地球儀５００の表面から一定間隔をおいて地球儀５００を回転可能に支持する支持アーム７００は下部支持アーム７０４と上部支持アーム７０６からなり、それぞれの支持アーム７０４、７０６は固定ナット７０８により両端が結合されて円形の支持アーム７００をなす。

下部側に位置した固定ナット７０８はベース２００に一端が固定された第１支持ロッド７０２に連結し、自転軸８１０を受納して一端がベース２００に固定される第２支持ロッド７０２の他端が他の位置で支持アーム７００を支持する。

支持アーム７００と支持ロッド７０２の内部は中空状態で各種制御線や電源線の通路で利用され、特に、支持アーム７００には各種目盛または多様な付加ユニットが設置されることができる。

支持アーム７００には地球儀５００が回転可能に結合されるが、図４を参照すれば、地球儀を支持アームに結合する方法が説明されている。

すなわち、下部支持アーム７０４と上部支持アーム７０６の接合端にヒンジ７２０を適用し、上下部支持アーム７０６、７０４をヒンジ７２０を中心として他端を分離後、地球儀５００を挿入して結合する方法がある。また、下部支持アーム７０４と上部支持アーム７０６の接合両端を完全に分離して地球儀５００を挿入後、両端を固定ナット７０８で固定する方法がある。

このとき、上下部支持アーム７０６、７０４の両端には各々結合溝/結合突起７０４ａ、７０６ａが形成され、これらにより１次的に結合され、固定ナット７０８によって相互固着される。

図５は本発明に適用される地球儀を示す分解断面図である。
示すように、地球儀５００は南半球５００ａと北半球５００ｂに分離結合されるが、南半球５００ａと北半球５００ｂの各々に結合のための凹凸５１０、５１２が雌雄で形成され、一方向から他の方向に回転力が伝達されるので、堅く結合する必要がある。

南半球５００ａの南極点には支持アーム７００に回転可能に接触される円筒形突出部５０６が形成される。円筒形突出部５０６の内側には自転軸８１０と公転軸８５０が同時に挿入できる十分な直径を持ち、地球儀５００の内部と連絡する貫通孔が形成される。貫通孔の側壁には自転軸８１０の端部に結合された回転ギアと歯合するギア列５０６ａが形成される。

また、地球儀５００の外皮には地図が描かれ、地図上の位置を表示する位置表示ランプ５１４が設置される。位置表示ランプ５１４に電源を印加するための導電路５１６が地球儀の内側に形成される。このために、地球儀５００の外皮を一定の厚さまたは二重で形成することができる。これらを利用してレーザー用光ファイバー線やプラスチック伝導体を適用して導電路が自由に配置されるようにする。これに対しては後述する。

また、南極点と北極点を中心として後述する公転ユニットの一側を支持案内するための一対のガイド５２２が地球儀５００の内側面に突出形成される。これは公転ユニットの昼夜区分プレートが南極点や北極点を中心として回転する場合、決まった軌道を離脱しないようにする。

また、上部支持アーム７０６の最上端部には付加装置連結部１２３があるが、図２０に示すように、月及び太陽系システム３００が結合されることができる。

一方、北半球の北極点には地球儀５００と支持アーム７００が回転可能に結合されるようにピボットユニット５０８が設置される。

図８を参照すれば、ピボットユニット５０８は上部支持アーム７０６の北極位置表示孔７０６ｂに螺合する支持ボルト８１４からなる。支持ボルト８１４の端部は針状で地球儀５００の対応位置に突出形成される収納突起５２０に接触される。支持ボルト８１４が地球儀５００に付加する力は一定でなければならないので、支持ボルトの加圧力を設定後、これを維持するために支持ボルトの回転を防止する水平、垂直固定ピン７０６ｃが支持ボルト８１４と支持アーム７０６を垂直と水平方向で結合させる。

一方、地球儀５００に形成される収納突起５２０の周囲には地球儀５００の内部でランプから発生される熱を放出するための熱放出孔５２２が多数個形成される。

図６は自転軸と公転軸及び支持アームの結合状態を示す斜視図、図７は公転軸に対する詳細斜視図である。
示すように、南半球５００ａの南極点に形成される円筒形突出部５０６にはボールベアリングが内蔵された回転リング７５０が挟まれ、回転リング７５０は下部支持アーム７０４に形成された支持ホルダー７０４ｂに挟まれる。したがって、垂直軸に対して２３.５°の傾きで自転してその荷重が偏心で作用する地球儀の駆動をスムーズにする。また、支持ホルダー７０４ｂの底面には自転軸８１０、公転軸８５０及び後述する導電ロッド９５０が貫通される貫通孔が形成され、図６には下部支持アーム７０４の内部に沿って設置される導電線９８０ａと導電ロッド９５０が連結していることを示す。

また、自転軸８１０の上端部に自転ギア８１６がスクリュー８１８により固定される。自転ギア８１６は地球儀５００の南極点に形成された円筒形突出部５０６の内側のギア列５０６ａと螺合することで、自転ギア８１６の回転力を地球儀に伝達する。

自転ギア８１６は自転軸駆動モータ２１６により回転され、駆動モータ制御装置(図示省略)により１日１回転するように制御され、例えば、タイマーシステムと連動して分単位でモータ２１６が駆動される。

図６は図２のように自転軸と公転軸共に設置される場合を示すが、図３のように自転軸は無くて公転軸のみ設置して手動で地球儀を作動できる。

図７を参照すれば、公転軸８５０は、前記のように、一端が固定スクリュー８５０ａによりベース２００に回転可能に固定され、下部には公転軸分銅８５０ｂが設置されて安定した回転を維持する。公転軸８５０の回転は実質的に手動による。これは１年の間に自動で１回転するように構成することが非効率的かつ非経済的であるためである。

公転軸８５０を回転させるために円筒形ノブ８５６が利用されて公転軸８５０に挿入されるが、このために公転軸８５０には多段で段差８５０ｃ、８５０ｄ、８５０ｅが形成される。ノブ８５６の外側面にはギアが形成され、公転軸８５０に挿入され、固定ナット８５８がスクリュー８５０ｅに結合されてノブ８５６の位置が固定される。ノブ８５６が緩んでいないように、公転軸の各段差部にねじを軸方向に形成し、これに対応するノブ８５６の内側にもねじを形成して螺合する。

公転軸８５０の他端には地球儀５００の内部に挿入されて公転ユニットの昼夜区分プレートを回転させる公転軸公転ギア８５０ｆが設置される。

また、 公転がモータ駆動により行われる場合、ノブ８５６の外側面に形成されたギア列、公転軸公転ギア８５０ｆのギア列、ノブのギア列と結合される地球軌道ギア列８６０ｃ及び昼夜区分プレートのスタンディングギア列は、全部同一に１年に１回転するように回転半径、ギア列のサイズ及びギア列の個数などを考慮して設定すべきである。

また、公転軸８５０の上端には公転ユニットに電源を印加する電源供給端子８５０ｇ、８５０ｈが設置されて公転軸８５０の内部の通過孔を通じて延長される電源線と連結する。

このように、公転軸は１年に１回だけ回転させられるため、使用者は頻度高く使用しないが、教育目的でよく使用し得る。この時、地球儀と惑星公転軌道上にある地球を一年の各日や２４節気などの一定の時点に合わせてその時の地球状況を互いに一致させなければならない。すなわち、固定ナット８５８を解除し、ノブ８５６を手動で上に上げて歯合している地球軌道ギア列８６０ｃから分離し、公転軸８５０を任意に調整後、再結合して使用すればよい。

一方、図２のように、地球儀を動力によって回転する場合、自転軸８１０と公転軸８５０とも地球儀の中心線すなわち南極点と北極点が連結している中心線と一致しない。これは南極地点に地球儀の回転空間を確保し、この空間内で自転軸８１０と公転軸８５０が挿入されるためである。この空間内で、自転軸中心線８１２は地球中心線と平行に配列されなければならず、公転軸中心線８５２は地球中心点５０４に向けて位置しなければならない。

しかしながら、図３のように、手動運行される場合には公転軸８５０のみ設置される。このとき、公転軸中心線８５２は地球中心点５０４と一致するので、自転軸中心線８１２とも一致するように設置される。

図９は地球儀の回転のための駆動装置を北極点に設置する場合を示す断面図である。
地球儀の自転が動力による場合、自転軸８１０と公転軸８５０とが共に設置されて地球儀５００の南極地点が面積を広く占めるので、学生らに教育的に南極地域を説明しにくいという問題点がある。また、地球の南半球に生きている使用者らは地球儀を反対に回転して南極が上に向かうように使用する場合がある。このような場合、自転のための駆動装置を北極地点に位置させて南極で占める地図上の設置面積を低減することにより、地図上に南極と北極とも表記できる。

まず、地球儀５００の北極点に設置されたブラケット５２０を上部支持アーム７０６に形成された貫通孔７０６ｂと中心線が一致するように位置させ、臨時固定リング７１２を利用してブラケット５２０と上部支持アーム７０６を結合させる。

続いて、駆動モータ８２０が受納され、駆動軸が突出されて端部に回転チャック８２０ａが設置され、入口に駆動モータの流動を防止する流動防止リング８２６が設置されたケース８２２を、回転チャック８２０ａがブラケット５２０と結合されるように位置後、ケース固定リング７１４を回して上部支持アーム７０６に結合後、臨時固定リング７１２を分離させる。

したがって、地球儀５００はブラケット５２０により駆動モータ８２０の回転力を回転チャック８２０ａを通じて伝達されて回転するようになる。

このとき、駆動モータ８２０はケース８２２内に延長される導電線８２４により電源を供給され、導電線８２４の端部に形成されたコネクターと上部支持アーム７０６内部に延長される導電線の端部に形成されたコネクターとが境界面で結合されることにより、電気的に連結する。

図１０乃至図１３は本発明に適用される公転ユニットを示す図、図１０は昼夜区分プレートの断面詳細図、図１０Ａは公転ユニットの電源供給構造の他の実施例を示す図、図１１及び図１２は昼夜区分プレートの側面及び正面の斜視図である。

本発明で提示された昼夜区分プレート６０２は地球が太陽を１年に１回公転することを地球儀の内部で演出するために提示されるもので、地球儀５００の内径より若干少ない円板形状で地球儀の内径から微細な間隔をおいて回転するようになる。

基本的に、昼夜区分プレート６０２の両側には光ソースが設置され、最上部と最下部が地球儀の内側面と接触して北極点と南極点を中心として一定な円を形成するように回転する。これに伴い、地球儀の外部から見る時、内側の光ソースにより夜と昼が一定な周期で交差される効果を持つ。

昼夜区分プレート６０２は円板形で地球儀５００の内側面と微細な間隔をおいて離隔され、図１１のように、両側に設置された光ソース６２０からの光が互いに出ないように端部に沿って絶穀部６０２ａを形成し、黒い布、ブラシまたはスポンジなどを付着して光を吸収できる。

昼夜区分プレート６０２の最上部と最下部の両端には円筒形のボールジョイント６０４が各々形成され、その内部にスプリングなどの弾性部材６０４ｃ、磁石６０４ｂ及びボールベアリング６０４ａが順次積層される。したがって、ボールベアリング６０４ａは弾性部材６０４ｃにより加圧されて地球儀５００の内側を加圧し、前記ガイド５２２に沿って円運動をする。

また、昼夜区分プレート６０２の下端部には、プレートが安定して回転できるように、重さ中心の役割をする同時にプレートの円運動のための駆動力を伝達する同軸円筒形ハウジング６１０が一体で形成される。

ハウジング６１０は、図１２のように、同軸円筒形で昼夜区分プレート６０２を中心として両側に突出され、その内部に外側面にギア列が形成されたギア本体６１０ｄが一体で形成され、ハウジング６１０の側壁と内部のギア本体６１０ｄとの間に通路が形成される。また、ハウジング６１０の側壁内側には内部にギア列が形成されたギアケース６１０ｃが回転可能に挟止し、これに伴い、後述のように、公転軸８５０に設置された公転ギア８５０ｆとギア本体６１０ｄのギア列とが歯合して回転しても、ギアケース６１０ｃは反対方向に回転するようになる。すなわち、ギアケース６１０ｃは昼夜区分プレート６０２の回転にもかかわらず安定的に立つことができる。

したがって、前記の構造とは反対に、ギア本体６１０ｄが回転するようにし、ギアケース６１０ｃをハウジングの側壁に固定し、公転ギア８５０ｆとギアケース６１０ｃのギア列とを歯合しても同じ効果を持つ。

ここで重要なことは、ギア本体６１０ｄと公転ギア８５０ｆのギア列の大きさ及びギア列の個数が、公転軸のノブ８５６のギア列と地球軌道ギア列８６０ｃの大きさ及び個数に対してそれぞれ回転半径によって互いに比例または反比例で同様に１年に１回転する。これに対しては後に詳細に説明する。

また、昼夜区分プレート６０２の両側表面は、効率的な照明のために、互いに異なる性質や色相の反射物質が塗布でき、ハウジング６１０は光ソース６２０からの光が遮断されないように昼間側６１０ａは透明で形成され、夜間側６１０ｂは半透明または不透明で形成されることが望ましい。

また、昼夜区分プレート６０２の両側中央には照明のための光ソース６２０が設置される。光ソース６２０はソケット６２０ａに固定され、光放射方向に反射カバー６２０ｂが設置されて外部に放射される照明を均一にし、タイマーセンサーなどを利用して日の出、日の入りまたは夜間就寝時等に応じて光ソース６２０の照度や色相などを多様に変化できる。

また、反射カバー６２０ｂに固定されて外側に黄道表示ランプ６８０を設置することができるが、黄道表示ランプ６８０は地球儀５００を外部から見る時、自転する過程で地球のどちらが太陽に一番近いかを黄道表示ランプ６８０の明るさによって表すことで、地球軸の傾きにともなう黄道との変化が常に分かる。

このような構造の公転ユニット６００は、使用者が公転軸８５０のノブ８５６を手動で回すと、公転軸８５０の端部に設置された公転ギア８５０ｆがハウジング６１０のギア本体６１０ｄを回転させる。これに伴い、ハウジング６１０と昼夜区分プレート６０２は北極点と南極点を中心として１年に１回転するように円運動する。また、光ソース６２０に電源を印加して発光させることで、地球儀５００の自体の自転により各地域で昼夜が時々刻々で変化することになる。

ハウジング６１０の形態は多様に変形でき、例えば、図１３のように小さなサイズの地球儀に適用する場合にはハウジング６１０のサイズも小さくなるだけでなく、形態も変形され、公転ギアのサイズも微細に具現される。

図１３乃至図１５は多様な電源供給方法を示す。
本発明において、電源が供給される部分は、公転ユニット６００の光ソース６２０、地球儀の外皮に設置される位置表示ランプ５１４、黄道表示ランプ６８０、地球儀を回転させる駆動モータ２１６、８２０、動作状態を示す発光ランプ２０４及び制御インターフェース２１０などである。

このために、前記のように、基本的に地球儀の外皮、支持アーム、自転軸及び公転軸の内部は各種電源線や制御線の通路で利用される。

図１３を参照すれば、公転軸８５０の内部通路に延長される電源及び制御線は公転軸８５０の端部に形成されたコネクター８５０ｇ、８５０ｈと連結し、このコネクター８５０ｇ、８５０ｈはハウジング６１０の通路底面と側壁に沿って形成された導電膜６２０ｃ、６２０ｄと接触して、図１１の導電路６２０ｃ、６３０ｃを通じて各々光ソース６２０または位置表示ランプ５１４に伝達される。

位置表示ランプ５１４に電源を供給する一つの方法では図１１と図１２に示すように、導電路６３０ｃと連結するサポート６３０の内部に弾性部材６３０ａを入れ、弾性部材６３０ａに接触パッド６３０ｂを設置し、接触パッド６３０ｂが地球儀５００の内側に形成された導電路(図５の５１６)と接触するようにして、この導電路５１６に連結した位置表示ランプ５１４が発光される。導電路５１６は特定緯度に沿って一定の幅で全体的に形成されるので、スイッチをオンすれば、該当緯度に設置された位置表示ランプ５１４が発光する。

他の方法として、図６のように、下部支持アーム７０４に一体で形成される支持ホルダー７０４ｂに導電ロッド９５０を固定ナット９８０で固定させ、下部支持アーム７０４の内部を通じて延長される電源及び制御線９８０ａを弾性部材からなるコネクター９５２、９５４に連結する。このコネクター９５２、９５４を図１４と図１５のように、地球儀の円筒形突出部５０６の内壁に形成された接触パッド５２４ａ、５２４ｂに連結すれば、地球儀の外皮に内蔵された電源及び制御線５２４を介して赤道境界部５２６を通過して位置表示ランプ５１４に電源が印加される。

また他の方法として、図１４及び図１５のように、地球儀５００の外皮を一定の厚さで形成したりまたは内部に一定の空間が確保されるように二重で形成し、外皮内部や確保された空間にプラスチック伝導体やプラスチック回路板５３０などを利用して、発光部を形成したりまたは光ファイバーによってレーザーを放射することで、一定の位置が確認されるようにすることができる。

このように、地球儀上に位置を表示することにより、特に夜間の場合、自身が生きている地域がどの位置にあるかを確認できる。また、黄道表示ランプ６８０により相対的に太陽がどの位置にあるかも確認できる。

図１５は前記方法と同様であるが、位置表示ランプ５１４ごとに他の導電ロッド９５０ａ、９５０ｂをおく方法として、主に図３で提示された地球儀に公転軸８５０のみ設置される、すなわち自転軸８１０が設置されない場合に使用できる。

図１６乃至図１９は太陽系システムによる各惑星の公転軌道ユニットを示す。
内惑星公転軌道装置２１８には、太陽模型２ａ、水星模型２ｂ、金星模型２ｃ、地球模型２ｄが、各々それに該当する公転軌道の太陽自転軌道８６８、水星軌道８６６、金星軌道８６４、地球軌道８６０上に固定されて軌道の回転によって動き、各公転軌道に隣接して水星周期目盛８６６ａ、金星周期目盛８６４ａ、地球周期目盛８６０ａが表示されることで、回転する各惑星の現在の位置が分かる。その中、水星は公転軌道が他惑星に比べて顕著に楕円をなし、公転は円形で回転するが、公転週期目盛は楕円で表記して自然現象と同様に演出されるようにすることで、使用者の教育の助けになるようにする。

図１８における複数の惑星の公転週期表示において、水星の公転週期は地球時間で８７.９７日であるから８８日の目盛を表記し、金星は２２４.７日であるから２２５日で算定して一週間(７日)間隔をおいて３２個の目盛を表記し、地球は１２月で表記したが制限された図面の規格によるもので、実際の製品では一週間単位又はその他に表記することができる。

また、地球軌道８６０の外側面にはギア列８６０ｃが形成され、公転軸８５０のノブ８５６と歯合してノブの回転によって地球軌道８６０が回転する。また、地球軌道８６０の外側のベース２００上には１年の各日及び２４節気が表記されて太陽、内惑星及び地球の位置関係が表記され、その位置で地球の現在状況が地球儀５００に同様に表示される。

ここで重要なことは、このような地球公転軌道及び内惑星の公転軌道の規格は、地球儀内部に設置される公転ユニットのハウジング６１０内のギア本体６１０ｄのギア列の規格と一致したり、一定に比例または反比例することである。すなわち、１年に１回転をする地球の公転と同様に昼夜区分プレート６０２も１回転をするために、各々装置の回転半径の大きさによってギア列のサイズと個数が一定の比率で適用される。したがって、各々歯合して回転する地球軌道ギア列８６０ｃと公転軸のノブのギア列８５６の規格及び倍率は、ギア本体６１０ｄのギア列と公転軸公転ギア８５０ｆの規格及び倍率と同一または一定に比例または反比例する。よって、何れか一方を大きくまたは小さくすれば、その比率によって大きくまたは小さくして両方が１年に１回転の条件を充足させるようにする。

また、各軌道には蛍光物質が塗布され、惑星内部には発光素子が設置され、地球儀５００の位置表示ランプ５１４と共に夜間にもその位置が分かる。また、回転方法は手動で動くことができ、示していないが、ベース２００の余裕空間に駆動装置を設けて自動で作動及び回転できる。

図１９のように、各々の公転軌道は隣接する側壁と底面にボールベアリング８６９を介して分離されて別個で円滑に回転するようになり、各惑星２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ内部に設置された発光ランプへの電源供給はベース２００から供給される電源が各軌道の底面に形成されたコネクター２ａｂ、８６０ｂ、８６４ｂ、８６６ｂを通じて伝達される。

図２０を参照すれば、パッド型太陽系システム３００は、地球儀５００の支持アーム７００の付加装置連結部１２３に連結した支持ロッド１３０によって支持され、ボールジョイントで結合してどの方向でも回転可能に構成され、付加装置連結部１２３と支持ロッド１３０の内部を通過する電源と制御線などが太陽系システムに供給されて各惑星と星座の作動装置及び発光ランプに伝達される。

また、地球儀５００の外皮と支持アーム７００との間には赤道に沿って時間目盛リング７３０が設置されるが、時間目盛リング７３０は雌雄一対からなり、両端に形成された凹凸ホームにより支持アーム７００に設置された時間目盛リング結合部７３２で結合される。

また、時間目盛リング７３０の下端部はギア列が形成され、支持アーム７００に結合部７３２と共に一体で設置された回転用ボルト７３４の端部がギア列に結合され、回転用ボルト７３４を回転させれば時間目盛リング７３０が移動する。したがって、これを利用して地球儀５００の内部に設置される昼夜区分プレート６０２と時間目盛リング７３２の基準目盛を一致させる。すなわち、昼夜区分プレート６０２の左右両端中、東方端は常に日の出の時刻を表し、西方端は常に日の入りの時刻を表すので、時間目盛リング７３２に表示された日の出の時刻を昼夜区分プレート６０２の東方端と一致させれば、地球儀５００が自転しながら地球儀上のすべての地域の時間がわかる。

また、時間目盛リング７３０を赤道ではない他の地域の緯度と一致するように設置すれば、該当地域の位置表示ランプ５１４からの光を時間目盛リング７３０の蛍光または夜光物質によって夜間にも識別され、該当地域に対して他の地域との時間差をより容易に区別できる。

上記のように、本発明に対して記述したが、説明以外にも本発明を利用した多様な技術と応用製品は本発明の思想の範囲にあることは当業者として当然である。
一例として、地球儀の上端の付加装置連結部を利用して昼夜区分プレートに直角方向である太陽に向かう距離測定装置を地球儀の縮尺と同じ縮尺で設置して、太陽から該当地域の距離が一日の毎時間ごとに相違になる距離を測定できる。このような応用方法も本発明で提示される付加装置連結部、昼夜区分プレート及び位置表示ランプ等によりで可能であるが、このように前記地球儀を利用した多様な応用が可能である。

本発明による地球儀装置の斜視図である。 本発明の一実施例による地球儀装置の主断面図である。 本発明の他の実施例による地球儀装置の主断面図である。 地球儀を支持アームに結合する方法を説明する説明図である。 本発明の地球儀を示す分解断面図である。 支持アームと地球儀の下部側結合関係、自転軸及び公転軸が支持アームを通過する状態を示す説明図である。 公転軸の構造を示す分解斜視図である。 支持アームと地球儀の上部側結合関係を示す斜視図である。 地球儀の北極点で地球儀を駆動する駆動装置を示す断面図である。 本発明の一実施例による公転ユニットを示す断面図である。 本発明の他の実施例による公転ユニットを示す断面図である。 公転ユニットを示す側面斜視図である。 公転ユニットを示す底面斜視図である。 公転ユニットのハウジングの変形例を示す断面図である。 本発明の一実施例による電源供給方式を説明するための説明図である。 本発明の他の実施例による電源供給方式を説明するための説明図である。 本発明の一実施例による公転軌道装置を示す斜視図である。 本発明の他の実施例による公転軌道装置を示す斜視図である。 図１７の平面図である。 公転軌道装置の断面図である。 本発明の地球儀に太陽系システムが連結する姿を示す斜視図である。

Claims (13)

1. 少なくとも一つ以上の支持ロッドの一端が固定され、公転軸の一端が回転可能に固定されるベース；
   前記支持ロッドに固着される支持アーム；
   互いに対向する両地点が前記支持アームに回転可能かつ一定角度斜めに結合されて自転可能で中空な地球儀；及び、
   前記地球儀の内部に受納され、前記公転軸と結合されて前記地球儀の両地点を中心として円運動し、前記地球儀の自転によって昼夜を区分する公転ユニットを含み、
   前記公転ユニットは、前記地球儀の内側面に沿って一定間隔をおいて離隔され、平坦な円板形状であり、前記地球儀の内部空間を２つに分割する昼夜区分プレートと、
   前記昼夜区分プレートの両側にそれぞれ別個に設けられた光ソースと、
   前記昼夜区分プレートに接続され、前記公転軸の他端近傍に設けられた公転ギアと歯合することにより、前記公転軸の回転により前記昼夜区分プレートを回転させる部材とを、有する、自転と公転が可能な地球儀装置。
2. 前記地球儀は、駆動モータにより回転する自転軸と歯合して回転することを特徴とする、請求項１に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
3. 前記ベースの中央に設けられ、前記公転軸に歯合して回転し、地球模型が設置された地球軌道を備えた内惑星公転軌道装置をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
4. 前記内惑星公転軌道装置は、中央に太陽模型が設置され、前記太陽を中心として水星模型が設置された水星軌道と金星模型が設置された金星軌道とが前記地球軌道内に設置され、前記水星軌道、金星軌道及び地球軌道は各々独立的に回転することを特徴とする、請求項３に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
5. 前記ベース上に設置され、前記地球儀の自転位置と前記公転ユニットの公転位置に関連して使用者コンピュータから電送される情報を表示するディスプレイをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
6. 前記昼夜区分プレートの最上下端に設置され、前記地球儀の内側面を加圧して前記公転ユニットの回転中心点の役割を果たすベアリングユニットを含むことを特徴とする、請求項１に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
7. 前記支持アームの内部には電源線及び制御線のための空間が形成され、前記地球儀の外皮は内部に空間が形成されるように二重で形成され、前記空間に位置表示ランプが設置されて電源線及び制御線が連結されることを特徴とする、請求項１に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
8. 前記ベースの中央に設置され、中央に太陽模型が設置され、前記太陽を中心として水星模型が設置された水星軌道、金星模型が設置された金星軌道及び地球模型が設置された地球軌道が各々隣接して形成され、前記水星軌道、金星軌道及び地球軌道は各々独立的に回転し、前記地球軌道は前記公転軸に歯合して回転する内惑星公転軌道装置を含むことを特徴とする、請求項１に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
9. 前記地球儀の北極点で前記地球儀と結合し、内部に内蔵される駆動モータのモータ軸が前記地球儀の北極点のみに結合される駆動装置を含むことを特徴とする、請求項１に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
10. 前記ベースの中央に設置され、前記公転軸に歯合して回転し、地球模型が設置された地球軌道を備えた内惑星公転軌道装置を含み、
    前記公転軸を前記地球軌道のギア列から分離し、前記地球軌道を回転させて前記地球模型を前記地球軌道に表記された特定日に位置後、前記分離された公転軸を前記地球軌道と結合することにより、前記地球儀が前記特定日に該当する全体状況と同様に演出するようにすることを特徴とする、請求項１に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
11. 前記内惑星公転軌道装置は、中央に太陽模型が設置され、前記太陽模型を中心として水星模型が設置された水星軌道と金星模型が設置された金星軌道が、各々独立的に回転するように前記地球軌道内に設置され、
    前記ベースには前記地球軌道に沿って１年単位の日、曜日、節気及び公転日数が表記され、前記公転日数に基づいて前記地球の日に従う前記水星と金星の位置変化が分かることを特徴とする、請求項１０に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
12. 前記太陽模型、水星模型、金星模型及び地球模型の内部には光ソースが提供されて夜間に発光されることを特徴とする、請求項１１に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。
13. 前記公転ユニットが、前記昼夜区分プレートと一体で形成され、前記昼夜区分プレートの端部に設けられた同軸円筒形のハウジングと、
    前記ハウジングと一体で形成され、あるいは前記ハウジングに対して回転可能に取り付けられ、前記ハウジングの側壁との間に通路を形成するように前記ハウジングの内部に位置し、外側面にギア列が形成されたギア本体と、
    前記ギア本体が前記ハウジングと一体で形成されている場合には、前記ハウジングの側壁内側に回転可能に挟止され、一方、前記ギア本体が前記ハウジングに対して回転可能に取り付けられている場合には、前記ハウジングの側壁に固定され、内部にギア列が形成されたギアケースとを、
    更に有し、前記公転軸の他端近傍の外周に設けられた公転ギアが、前記通路内に挿入され、前記ギア本体及び前記ギアケースの双方のギア列と歯合することにより、前記公転軸が回転したとき、前記ギア本体又は前記ギアケースが回転し、よって前記ハウジングを介して前記昼夜区分プレートが回転するよう構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の自転と公転が可能な地球儀装置。