JPH01238685A - インドの移動とヒマラヤ造山表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えば、学校教育における地学の視聴覚教材や
、科学博物館等における一般公開展示において、現在量
も有力視されているプレートテクトニクス学説を解説す
る、インドの移動とヒマラヤ連山表示装置に関するもの
である。

（従来の技術） 従来、プレートテクトニクス学説の表現手段としては、
図＠（例えば斉藤端二　綱用秀夫「変動する地球Ｊ　１
９８４年１２月１８日、岩波書店；上田誠也「生きてい
る地球Ｊ　１９８３年３月２９日、岩波書店）、スライ
ド、アニメーションおよびイラスト、写真等と文章とを
紺合廿た壁面展示等がある。例えば壁面展示においては
、プレートテクトニクス学説の特徴的な現象を成立過程
に応して順次表現した複数のイラストおよびその説明文
を年代順に配置し、それらを見学者が移動しながら見学
するものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこの種の従来の表現手段においては、前記
プレートテクトニクス学説の現象を表現するのが平面（
２次元）であるため立体（３次元）的な表現ができず、
したがって大陸、海洋底、プレート等が互いに関連して
複雑な動きを成すプレートテクトニクス学説の現象を従
来の平面的な表現手段から十分に理解することは、予め
プレートテクトニクス学説の知識を有する者にしかでき
ず、そのため特に学校教育で地学の基礎を学ぶ学生等に
とっては十分な理解が困難であるという問題があった。

なお前述したアニメーションにおいては、立体的な表現
が成されでいるように見えるが、この場合、アニメーシ
ョンはある定点から一定の範囲を見た限定的な立体表現
であるため、現象を局部的に認識することしかできず、
したがっである現象の起っている部分と、その周囲の大
陸、海洋底との関連的な動きを全体的かつ多視点的に把
握することができないため、このアニメーションによる
表現手段は十分に立体的であるとは言えないものである
。

本発明の目的は、上述した従来の表示装置の欠点を除去
し、前述したプレートテクトニクス学説の特徴的な現象
を立体的かつ経時変化的に表現しろるインドの移動とヒ
マラヤ連山表示装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、第１回に示すように約１億年前から現在にか
けて、１つの大陸であった陸地が海底の生成および拡大
や、それらに起因する大陸移動によって変形され、現在
の地形が形成されたという地球成因説の中の最も有力な
一説である、プレートテクトニクス学説における特徴的
な現象、すなわちインド洋海底の移動によるインド亜大
陸の移動およびインド亜大陸とユーラシア大陸との衝突
合体と、この現象に付随する現象とを表示するインドの
移動とヒマラヤ連山表示装置において、前記現象を立体
的かつ経時変化的に表示するために、地球球体の陸地、
大陸棚および海洋底を表わし固定部と可動部とを具える
球体状の表層と、この表層の内側に同心状に離間して配
置され、表層を支持する球体状の基層と、この基層の内
側に配置され、前記表層の可動部を作動させる駆動機器
と構造体とを具える作動構造と、前記表層、基層および
作動構造を支持し、所定の形状を保持させる支持構造と
を有する地球儀状の表現手段１と、始動手段２から始動
信号が入力されると制御信号手段３を動作させて制御信
号手段３から所定のタイミングで複数の制御信号を取出
す制御手段４と、 この制御手段４の制御信号に応じて前記表現手段１に動
力源５から受けた駆動エネルギーを供給し、照明手段７
に電気エネルギーを供給する駆動手段６と、 この駆動手段６から供給された電気エネルギーにより表
現手段１の内部およびシステム全体にたいする照明を行
なう照明手段７と、 前記制御信号手段３の音声信号に応じて所定のタイミン
グで前記表現手段１の作動説明を行なう音響手段８とを
設けることにより、前述したプレ−トテクトニクス学説
の特徴的な現象を立体的かつ経時変化的に表現するもの
である。

（作　用） いま、始動手段２から始動振動を制御手段４に入力する
と、制御手段４は制御信号手段３を動作させ、その制御
信号手段３から所定のタイミングで複数の制御信号を取
出し、駆動手段６に出力する。これら制御信号により動
力ａ５より駆動エネルギーを受けた駆動手段６は、前記
表現手段１の表層を作動させる駆動機器に駆動エネルギ
ーを所定のタイミングで供給する。この駆動エネルギー
により、前記表現手段１内の駆動機器は、予め設定され
た所定の作動順序で表層の可動部等を作動させる。この
結果、地球儀状の表現手段１ではプレートテクトニクス
学説の前述した特徴的な現象が順次表現される。

一方、照明手段７は、駆動手段６が制御手段４から制御
信号を受けて出力した電気エネルギーにより前記表現手
段１の、その時点の作動部分を地球儀内部および外部か
ら効果的に照明する。それと同時に、音響手段８は、制
御信号手段３から出力された音声信号により所定のタイ
ミングでその時点の表現手段１の作動説明を行なう。

このように構成することにより、プレートテクトニクス
学説の現象を立体的かつ経時変化的に表現することがで
きる。

（実施例） 以下に本発明のインドの移動とヒマラヤ造山表示装置を
図面を用いて詳細に説明する。

第２図（ａ）は本発明の一実施例の全体構成を示すブロ
ック線図である。この装置は、タイマおよび手動スイッ
チを有する始動装置２０と、始動装置２０から始動信号
を受けてテープデツキ２１を始動させてエンドレステー
プ２１ａに予め記録された制御信号を取出す信号分析増
幅装置２２と、空気圧縮機２３で圧縮され、空気乾燥機
２４で乾燥され、調圧調質装置２５で調圧および調質さ
れた圧縮空気を前記制御信号に応じて供給および排出す
る電磁弁２６と、その圧縮空気の速度制御を行なう速度
制御弁２７と、速度制御された圧縮空気を入力される空
圧装置２８ａおよび内部照明装置２８ｂを具える、例え
ば直径的３ｍの地球儀２８と、前記制御信号に応じて前
記内部照明装置２８ｂおよび地球儀２８の外部照明袋装
置２９を作動させるリレー３０と、前記エンドレステー
プ２１ａに予め記録された音声信号を増幅する増幅器３
１と、その出力により地球（＠２Ｂの作動説明をするス
ピーカ３２とを具えたものである。

いま、始動装置２０から始動信号が予め設定されたタイ
ミング（一定間隔または手動の場合の任意の時点）で出
力されると、信号分析増幅装置２２はそれを受けてテー
プデツキ２１を始動させ、エンドレスチー１２１ａに予
め記録された制御信号を所定のタイミングで取出し、電
磁弁２６およびリレー３０に出力する。このとき電磁弁
２６は、空気圧縮機２３で圧縮され、空気乾燥機２４で
乾燥され、調圧調質装置２５で調圧および調質された圧
縮空気を、前記制御信号に応して速度制御弁２７に給気
および排気する。速度制御弁２７は所望の作動速度とな
るように空気量を調整して、地球儀２８の表層を作動さ
せる空圧機器２８ａに圧縮空気を給気および排気する。

この結果、空圧機器２８ａは後述する第８図に示す所定
のタイミングで表層の可動部等を作動させるので、地球
＠２８上でプレートテクトニクス学説の前述した特徴的
な現象が順次表現される。一方、リレー３０が前記制御
信号に応じて所定のタイミングで地球儀２８の内部照明
袋！２８ｂおよび外部照明装置２９に電気エネルギーを
出力するため、これら照明装置は地球儀の作動に応じて
効果的に照明を行ない、特に外部照明装置２９は、場面
が変わる際の暗転をも行なう。それと同時にテープデツ
キ２１のエンドレステープ２１ａに予め記録された音声
信号が増幅器３１により増幅され、スピーカ３２から作
動説明や効果音として放送される。なおここでエンドレ
ステープ２１ａには、１トラツク上に３０チャンネル分
の信号の録音が可能なトラックを４本具えてあり、その
内の３トラツクを音声信号に、ｌトラックを制御信号に
使用しており、制御信号は信号分析増幅装置２２におい
て個々の信号（オンまたはオフの信号）に識別される。

このようにしたため、地球儀の作動と作動説明とを必ず
同期さセることかできる。さらに前記制御信号の中には
、テープデツキ２１を停止させる信号もあるため、本方
法に用いる装置は始動して１サイクルの動作が完了すれ
ば、ヘルド巻戻し動作の後に自動的に停止するように構
成することができる。

なお、本実施例では駆動機器として空圧機器を用いたが
、電気機器を用いて同様に作動させることもてきる。そ
の場合の構成を第２図（ｂ）に示す。

また本装置に用いる空圧装置は、制御信号（ＯＮ、ＯＦ
Ｆの二稙信月）のＯＮとＯＦＦとを反転させることによ
り、全て可逆的に動作させることができる。したがって
一つの表現動作が完了した後、反転した制御信号を与え
ることにより、所定時間後に各機器を初期位置に復帰さ
せることができる。

第３図は地球儀２８の表層のインド洋に相当する部分の
約１億年前の地形を示す線図、第４同はその現在の地形
を示す線図である。

ここで下部を切欠いた球体状の表層４０には陸地、大陸
棚、海洋底を地勢回に基いて表現する合成樹脂製の造形
物が形成され、それぞれ色別されている。これら表層に
は、例えばＦＲＰ製のユーラシア・アフリカ大陸を表わ
す固定表層４２ｂと、可動表層４４とがある。この可動
表層４４には例えばＦＲＰ製のインド亜大陸部４４ｄが
あり、その縁部は例えばシリコンゴム類の一体物の球面
状ヘルドであるインド洋海底４４ｅが接続されている。

このインド洋海底４４ｅが伸長された状態を第３図、格
納された状態を第４図に示す。

第５回は地球儀２８を第３図の矢印Ｗ方向から表層を取
除いて見た分解斜視図であり、表層４０の内側には基層
４６と、作動構造４８と、支持構造５０とが配置されて
いる。基層４６は表層４０を固定したり、作動する可動
表層４４を内側から支持する球体状の層構造体であり、
表層４０を作動させる機構が通過し得る２個所の切欠４
６ｅ１および地球内部（マントル）を模した造形物４６
ｇが設けである。作動構造４８は一端に切欠４６ｅ１を
貫通してインド亜大陸部表層４４ｄを固定する平行な２
つのフランジを有する金属製の枠４８ｗと、そのフラン
ジの他端に接する取付面およびその取付面に垂直に固定
された腕部を有する金属性の可動腕部４８ｘと、さらに
可動腕部４８ｘの取付面の中央部に前記フランジに対向
して設けた回動自在な取付金具に一端を連結され、他端
を支持構造の円板５０ａ３の点Ｘに固定された空圧シリ
ンダ９２ａとを具えている。支持構造５０は、前記表層
４０、基層４６および作動構造４８の全体を支持するた
めのもので、地軸ｍに対して水平でかつ同心状に配置さ
れた円板５０ａ１〜５０ａ４と、円板５０ａｌ。

５０ａ２問および５０ａ３．５０ａ４間に挟持される平
行部とそれら平行部を連結する円弧部とから成る縦リブ
５０ｂ２．５０ｂ３とを一体的に結合した、例えば鉄製
の構造体と次の中心支柱６０とを具えている。中心支柱
６０は、例えば鉄製の、上下に取付用フランジを有する
中空正六角柱であり、軸受６０ｃｌ、　６０ｃ２が六角
柱の対向する側面に結合されている。ここで縦リブ５０
ｂ２〜５０ｂ３間の角度が、地勢図上のインド洋に相当
する部分を支持するために、７５度の間隔になるように
、また縦リブ５０ｂ２．５０ｂ３が地軸ｍで交わるよう
に配置されている。前記可動腕部４８ｘはその端部に設
けた取付穴において、前記中心支柱６０の軸受６０ｃｌ
、　６０ｃ２にボルト等で固定されている。

これら軸受６０ｃｌ、　６０ｃ２を結ぶ回転軸ｎは地勢
図上の北緯２０度、西経２０度の点と地球儀中心とを結
ぶ線上に位置しており、前述した地軸ｍと一点（地球儀
中心）で交差するものである。このようにして構成され
た地球儀２８は、傾斜台に載置されて地球の公転面に対
する地軸の傾斜角（約２０度）の傾斜を与えられている
。さらに地球儀２８の下部の周囲には、前記表層４０の
下部切欠に合致するように、見学者保護用の手すり（第
３図に二点鎖線で示す）が設けられている。

第６図は地球儀２８を第３図のＩＶ−ＩＶ線より見た断
面図である。回転軸ｎを中心に回動するインド亜大陸部
可動表層４４ｄの端部に接続されたインド洋海底４４ｅ
のゴムヘルドは基層の弧状の切欠４６ｅ２から地球儀内
部に引込まれ、台車９３に連結された前記弧状の切欠と
相似形の弧状の受金９４に接続される。台車９３は弧状
のレール９６上を滑動するためにチェーン９８によりロ
ーラ１００ａ、　１００ｂを介して空圧シリンダ９２ｂ
に連結されている。レール９６、空圧シリンダ９２ｂ等
は円板５０ａ２に結合された取付板１０２上に装着され
ている。これらベルト引込機構の口承の上方には後述す
る造出運動表現機構１０４がある。

第７図は第６図の造出運動表現機構１０４の詳細の簡略
図である。ユーラシア・アフリカ大陸表層４２ｂの裏面
に取付板１０６を固定し、取付板１０６に空圧シリンダ
１０４ａを作動軸が地球儀の接線方向になるように装着
する。作動軸の端部に空圧シリンダ１０４ｂ、次いで空
圧シリンダ１０４Ｃを、これら３つの収縮動作を行なう
空圧シリンダが同一軸線上に位置するように装着する。

空圧シリンダ１０４ｂには表層４２ｂの、例えは軟質ゴ
ム製のヒマラヤ山脈を模した造形物の裏面に接着された
舌片１０４ｄが、同様に空圧シリンダ１０４Ｃには舌片
１０４ｅおよび１０４ｆが設けである。このような空圧
シリンダ列がこの地球儀には複数列設けられており、そ
れらは各々連結されて地形を表現している。以下にイン
ド浮部の動作を第８同のフローチャートを用いて説明す
このインド浮部において表現すべき動作はインド洋底の
移動に伴うインド亜大陸の移動によるインド亜大陸とユ
ーラシア大陸との衝突合体と、ヒマラヤ山脈の形成とで
ある。

いま、本実施例に用いる装置が始動されると、期間ｔｌ
−ｔ４においてインド洋における諸現象が表現される。

すなわち、期間ｔ１において導入説明が行われた後、期
間ｔ２〜ｔ４にかけて制御信号に応じて供給された圧縮
空気により第６図の空圧シリンダ９２ａが矢印Ｙ方向に
伸長し、前記枠４８讐を回転軸ｎを中心として回動させ
る。したがって枠４８皆に結合された可動表層４４ｄは
、第３図の状態から第４図の状態へと順次変化する。こ
のとき、可動表層のインド洋海底のベル）　４４ｅを引
込むために支持構造に結合された取付板１０２上に設置
された空圧シリンダ９２ｂは、前記空圧シリンダ９２ａ
と同期した速度で伸長される。したがって、孤上のレー
ル９６上を滑動する台車９３に連結されたチェーン９８
がローラ１００ａ、　１００ｂを介して引張され、台車
９３はレール９６上を地球儀中心方向に滑動する。その
結果、台車９３に結合された弧状の受金９４に端部を固
定されたインド浮部ヘルド４４ｅは、基層４６に設けた
弧状の切欠き４６ｅ２で折返されて地球儀内部に引込ま
れる。なお、切欠き４６ｅ２および受金９４を弧状にし
たのは、球体状のベルトを折返すとその折れ線は幾何学
的に円弧になるためであり、同様にレール９６を弧状に
したのは、折り返されたヘルドが凹の球面状になるため
である。このように構成すれば、球面状のヘルドを分割
せずに地球儀内部に直角に近い角度で引込むことができ
、したがってインド洋底の移動に伴うインド亜大陸の移
動およびユーラシア大陸への衝突合体が表現できる。

上述した動作と並行して期間Ｌ４において制御信号に応
じて供給された圧縮空気により、まず第７図の空圧シリ
ンダ１０４ｃの作動軸が収縮して、その先端に装着され
た舌片１０４ｆが舌片１０４ｅの方向に移動する。これ
により舌片１０４ｆ、　１０４ｅに各々接着された軟質
ゴム製のヒマラヤ山脈を模した表層（４２ｂの先端部）
は圧縮変形され、したがって舌片１０４ｆ。

＝１７− １０４８間で上方に摺曲して山脈状になる。この状態で
次に空圧シリンダ１０４ｂの作動軸が収縮して、その作
動軸に装着された空圧シリンダ１０４Ｃおよび舌片１０
４ｅ、　１０４ｆが舌片１０４ｄ方向に移動する。これ
により、舌片１０４ｅ、　１０４ｄに各々接着された表
層も圧縮され、したがって舌片１０４ｅ、　１０４ｄ間
で上方に摺曲して山脈状になる。この状態で次に空圧シ
リンダ１０４ａが収縮して、同様に舌片１０４ｂ、　１
０４ａに接着された表層も舌片１０４ｄ、取付板１０６
間で上方に摺曲して山脈状になる。このようにして、３
段階に亘る山脈形成表現によりアジア大陸の重縁にイン
ド洋上を北上してきたインド亜大陸が衝突してヒマラヤ
山脈が形成される、ヒマラヤ造出運動を表現することが
できる。

上述したようにして本発明のインドの移動とヒマラヤ造
山表示装置は、従来の表示装置の欠点を除去し、プレー
トテクトニクス学説の特徴的な現象を立体的かつ経時変
化的に表現することができる。

また本発明は、上述したように駆動力としてエアーを使
用し、精密な速度制御のできる空圧シリンダを使用し、
各ヘルドについて適当な緊張状態を常に保つことができ
るようにしたため、プレートテクトニクス学説の表現の
各動作を極めて円滑に行なわせることができる。

さらに各動作の制御信号を前述したように全てＯＮ、Ｏ
ＦＦの二値化信号としたため、制御システムが簡略なも
のになった。

本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、幾
多の変更を加え得ることもちろんである。

例えば、本発明は地球儀を球体としたが、前述したプレ
ートテクトニクスの現象を表現し得る範囲の部分球体と
することもできる。

さらに本発明は駆動力としてエアーを使用し、それによ
り動作する空圧機器を用いたが、代りに第２図（ｂ）に
示すような、電気およびそれにより動作する電気機器を
用いることもできる。この場合さらに、制御機器、音響
ｍ器等と地球儀とを一体化した装置を用いるインドの移
動とヒマラヤ造山表示装置とすることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、大陸、海洋底、プ
レート等が互いに関連して複雑な動きを成すプレートテ
クトニクス学説の現象を順次立体的に表現することがで
き、したがってインドの移動とヒマラヤ造出運動とを十
分に立体的かつ経時変化的に表現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインドの移動とヒマラヤ造山表示
装置の概念図、 第２図（ａ）は本発明の実施例の構成を示す構成図、 第２１Ｅ（ｂ）は本発明の変形例の構成を示す構成図、 第３図は本発明の実施例の地球儀の表層の約１億年前の
状態を表わす線図、 第４図は同じく現在の状態を表わす線図、第５図は本発
明の実施例の地球儀を第３図の矢印Ｗ方向から表層を取
除いて見た分解斜視図、第６図は同じく地球儀を第３図
のＩＶ−ＩＶ線より見た断面の簡略図、 第７図は第６図の造出運動表現機構の詳細を示す簡略図
、 第８図は本実施例の各動作期間における動作を示すフロ
ーチャート、 第９図は同しく基層を表わす線図である。 ■・・・表現手段　　　　　２・・・始動手段３・・・
制御信号手段　　　４・・制御手段５・・・動力ａ　　
　　　　　６・・・駆動手段７・・照明手段　　　　　
８・・・音響手段２０・・・始動スイッチ　　　２１・
・テープデツキ２１ａ・・・エンドレステープ ２２・・・信号分析増幅装置　２３・・空気圧縮機２４
・・・空気乾燥機　　　　２５・・・調圧調質装置２６
・・・電磁弁　　　　　　２７・・・速度制御弁２８・
・地球＠２８ａ・・・空圧装置 ２８ｂ・・内部照明装置　　２９・・外部照明装置３０
、３３・・・リレー　　　　３１・・増幅器３２・・・
スピーカ　　　　　３４・・・駆動装置４０・・・表層
　　　　　　　４２・・・固定表層２ｌ− ４２ｂ・・・ユーラシア・アフリカ大陸部４４・・・可
動表層　　　　　４４ｄ・・・インド亜大陸部４４ｅ・
・・インド洋海底　　４６・・・基層４６ａ・・・固定
基層　　　　４６ｅｌ、　４６ｅ２・・・切欠４６ｇ・
・・造形物　　　　　４８・・作動構造４８誓・枠　　
　　　　　４８χ・・・可動腕部５０・・・支持構造　
　　　　５０ａ１〜５０ａ４・・・円板５０ｂ２．５０
ｂ３・・・縦リブ　　６０・・・中心支柱６０ｃｌ、　
６０ｃ２・・・軸受 ９２ａ、　９２ｂ・・・空圧シリンダ ９３・・・台車　　　　　　　９４・・・受金９６・・
・レール、９８・・・チェーン１００ａ、　１００ｂ−
ローラ　　１０２．１０６・・・取付板１０４・・・造
出運動表現機構 １０４ａ、　１０４ｂ、　１０４ｃｍ空圧シリンダ１０
４ｄ、　１０４ｅ、　１０４ｆ−・−舌片ｔ４　　　　
　　　ｔ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、約１億年前から現在にかけて、１つの大陸であった
   陸地が海底の生成および拡大や、それらに起因する大陸
   移動によって変形され、現在の地形が形成されたという
   地球成因説の中の最も有力な一説である、プレートテク
   トニクス学説における特徴的な現象、すなわちインド洋
   海底の移動によるインド亜大陸の移動およびインド亜大
   陸とユーラシア大陸との衝突合体と、この現象に付随す
   る現象とを表示するインドの移動とヒマラヤ造山表示装
   置において、 前記現象を立体的かつ経時変化的に表示するために、地
   球球体の陸地、大陸棚および海洋底を表わし固定部と可
   動部とを具える球体状の表層と、この表層の内側に同心
   状に離間して配置され、表層を支持する球体状の基層と
   、この基層の内側に配置され、前記表層の可動部を作動
   させる駆動機器と構造体とを具える作動構造と、前記表
   層、基層および作動構造を支持し、所定の形状を保持さ
   せる支持構造とを有する地球儀状の表現手段と、 始動手段から始動信号が入力されると制御信号手段を動
   作させて制御信号手段から所定のタイミングで複数の制
   御信号を取出す制御手段と、 この制御手段の制御信号に応じて前記表現手段に動力源
   から受けた駆動エネルギーを供給し、照明手段に電気エ
   ネルギーを供給する駆動手段と、 この駆動手段から供給された電気エネルギーにより表現
   手段の内部およびシステム全体にたいする照明を行なう
   照明手段と、 前記制御信号手段の音声信号に応じて所定のタイミング
   で前記表現手段の作動説明を行なう音響手段とを具える
   ことを特徴とするインドの移動とヒマラヤ造山表示装置
   。