世界通用区时及地方时钟表

摘要

本发明为一能同时显示世界上所有地方的区时及地方时的钟表。其主要特征在于：(1)比普通钟表多了一个与时针同步的、透明的时盘和一个与分针同步的分盘；(2)分针有两个指向。它既可以搞成机械的或石英的，也可以挂钟、台钟、手表等多种形式出现(如以手表的形式出现，则仅有时盘而无分盘)。大量生产，每一个只较同类型普通钟表成本增加几角钱，甚至更少。它可以应用于航天、航海、国际通讯、旅游、天文等方面。

说明书

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本发明为一能同时显示世界上所有地方的区时及地方时的钟表。

（一）技术背景

众所周知，人类在历史上曾长期把当地太阳位置最高的时刻定作正午12点。这样定出的时间即所谓“地方时”。1884年国际经度会议规定了划分时区的办法，把全世界按经度划分为24个时区（每15°划分一个时区），于是产生了“区时”的概念。从统一时间的角度而言，后者是对前者的进步;但从反映天黑、天亮及太阳位置高低的程度而言，前者则比后者精密。因此，前者不因后者的建立而废止，而与后者成为世界上两种不同的时间体系。即使在我国境内，地方时也不无存在的必要。我国采用东八区的区时（即所谓“北京时间”），而我国地跨5个时区，最西边和最东边天黑（或天亮）的时间相差4个多小时。如果按照地方时，就不会出现这个问题，由此地天黑（或天亮）的时间即可知彼地天黑（或天亮）的时间。

从钟表的研究动态看，由于国际交往、通讯、旅游，以及航空、航海事业需要，世界上也有一些人围绕如何同时显示世界各地的当地时间的问题进行研究，但仅限于区时而未涉及地方时。即使仅就同时显示世界各地的区时而言，迄今已有的发明和专利也很不完善。与此有关的专利虽有一些，但不外以下三类：

一类是以世界地图或地球仪为主要部件，如DE-3331-771-A和GB2044-965。这两种东西只有在世界地图或地球仪足够大的情况下才能看清地名，因而仅仅是一种地理教学用具，而不能当作钟表使用。

一类是只能显示部分城市的当地时间，如EP-11-284、US4222227和EP-86-849-A。其中第一种尚有实用价值;第二种表盘版面复杂凌乱，使用不便;第三种所显示的时间的最小间隔为1刻钟，而从其上读不出分和秒。

另一类是带有可以用手操作的计算装置，如WP7901-104，就是在表盘边缘安装着一个可以用手转动的、有刻度的圆环，借以计算时差，所求时差只能精确到10分。这种单指针手表既不具有同时显示世界各地的当地时间的功能，也不具有普通手表那种显示分、秒的功能。

据《光明日报》1984年11月4日转载新华社的报道，我国最新研制的大型石英世界时钟可向人们同时显示出北京、伦敦、巴黎、东京、等十五个国家大城市的当地时间和周历，达到了世界八十年代的同类产品先进水平。该世界时钟与DE-11-284类似，所显示的时间仍然是很有限的。

（二）发明目的

本发明的目的在于，提供一种能同时显示世界上所有地方的区时及地方时、且对于区时及地方时都能精确地指出时、分、秒的钟表。

（三）发明概述

为了达到上述目的，本发明立足于对普通钟表的时间显示系统进行改造，而其他部件则一般不予变动。所采用的技术方案为：（1）设置起时针作用的、相当于360个时针的时盘和起分针作用的、相当于360个分针的分盘;（2）使分针有两个指向，其夹角为180°;（3）将时针尾部及分针中部做成圆片状，并在轴心处装上薄型圆管，使时盘和分盘通过相应的薄型圆管及套在薄型圆管上端的金属片（分别称为时盘金属片和分盘金属片）分别固定在时针和分针上，从而达到与之同步的目的;（4）使字块和分线位于表盘版面中部。因此，对于各种类型的指针式钟表，不论是机械的还是石英电子的，本发明都有一种形式与之对应，而其各种形式有一个共同点，即时间显示系统由表盘、时盘、时针、分盘、分针及秒针组成。不过，若其以手表的形式出现，因表盘大小所限，仅有时盘而无分盘，且分针上没有薄型圆管，但表玻璃表面有两个起放大作用的环形凸起。此外，若以钟的形式出现，则在时间显示系统之外有一个供检索修正值用的辅助装置。

（四）附图说明

（1）本发明以钟的形式出现时，其时间显示系统的正视图及侧视（剖面）图分别如图1和图2所示。图中①为表盘，②为时盘，③为时针，④为分盘，⑤为分针，⑥为秒针，⑦为时盘金属片，⑧为分盘金属片。

（2）本发明以手表的形式出现时，其时间显示系统的正视图及侧视（剖面）图分别如图3和图4所示。图中①为表盘，②为时盘，③为时针，⑤为分针，⑥为秒针，⑦为时盘金属片。

（3）表盘①版面如图5所示。其上的字块及分线与时、分的对应关系同普通钟表。其上的两对箭头，每一对颜色不同，而两对箭头中指向相反者颜色相同。

（4）时盘②版面如图6所示。其上的两圈刻线，外圈内侧为东时区数，外侧为东经度;内圈外侧为西时区数，内侧为西经度（如以顺时针方向为正向，则经度介于两相邻时区数之间者，其所在时区同前一个）。外圈内侧和内圈外侧的三角标记表示地域属于某时区、而以比该时区的区时早半小时的时间为区时（以下称为准区时）的时区（以下称为准时区）。时区数后和三角标记旁所注者分别为属于各该时区和准时区的部分城市的名称或其缩写。二者以不同的颜色加以区别。时盘②上的地名，其全称、中译名及其归属见表1。时盘②外圈内侧的小“0”，只作确定所在时区之用，而非时区数;内圈外侧的12与11之间有一条刻线过180°的对应点，该刻线为日界线。时盘②上的箭头所着的两种颜色与表盘①上的箭头一致，但与表盘①上相应的箭头指向相同者颜色相异-此二者配合用以区别正午前和正午后。因为时盘是与时针同步运转的，所以时盘上的时区数、三角标记及经度都起时针的作用，因而相当于360个时针。不过，在显示区时和准区时时，仅时区数和三角标记分别起时针的作用;只有在显示地方时时，经度才起时针的作用。

（5）时针③如图7所示。其轴心处有一个与之垂直的薄型圆管，圆管内径比时轮轴外径稍大，外径比时盘②中心孔直径稍小，时盘②套在圆管上。时盘②上方有一个中心孔直径比圆管外径稍大而外径与时针③尾部圆片的外径相同的时盘金属片。此金属片套在圆管上，与之铆合在一起，而将时盘②夹在中间，使得当时针③转动时，时盘②与之同步运转。但时盘②可以用手绕圆管旋转而调整到使时针③恒与使用者常住地所在时区的时区数相对的位置-这样一来，在使用者常住地，本发明的用法就与普通钟表基本相同，即时、分、秒分别由时针、分针及秒针指示。不同之处仅在于，读分时要看时针③指向时盘上的时区数还是三角标记。

（6）分盘④版面如图8所示。其上的15条刻线分圆周为15等分，每等分代表1°。其中的3条长线，除过0°的对应点那一条对应26个数外，其余两条各对应24个数。它们所对应的数各分为两组：注于刻线外侧者为东经度，注于刻线内侧者系西经度。其中的12条短线，每一条所对应的数，可根据它前边的长线所对应的数确定;若系东经度，则每沿顺时针方向转过1格，度数增加1°。若系西经度，则每沿反时针方向转过1格，度数增加1°。分盘与时盘配合，在显示地方时时分别起分针及时针的作用。这是因为，分盘是与分针同步运转的，分针转一圈，分盘上的经度恰好转过15°;而分针转一圈，时间间隔恰为1小时，经度相差15°，地方时也相差1小时。

（7）分针⑤如图9所示，两端着以不同的颜色。其一端用以指示时区数所对应的时间的分数，颜色与时针一致;另一端用以指示三角标记所对应的时间的分数。装配时，前者与时针的对应关系同普通钟表分针与时针的对应关系。其轴心处有一个与之垂直的薄型圆管。圆管内径比分轮轴外径稍大，外径比分盘④中心孔直径稍小，分盘④套在圆管上，分盘④上方有一个中心孔直径比圆管外径稍大而外径与分盘④中央空白部分的直径相同的分盘金属片。此金属片套在圆管上，与之铆合在一起，而将分盘④夹在中间，使得当分针⑤转动时，分盘④与之同步运转。但分盘④可以用手绕圆管旋转而调整到分针⑤指示三角标记所对应的时间的分数的那一端所指分盘④上的经度恒与时针③所指时盘上的经度相同的位置一一这样做，为的是得到时盘②上的经度所对应的时间减去30分钟所得之差。因为时盘②上的时区数与相应的时区的左端相对，而各时区左端的地方时比各该时区的区时晚30分钟，所以，以时区数所对应的时间作区时，相当于对各时区左端的地方时加上30分钟，因而也相当于对各个时区的每一点的地方时加上30分钟，故应减去。时盘②上的经度所对应的时间减去30分钟所得之差的分数由分盘④上相应的经度指示。很显然，若分盘④上的经度所指的分数不小于30，则其为相应的地方时加上1小时后减去30分钟所得之差。这时，由时盘和分盘上同一经度及秒针所指出的时间减去1小时，方得相应的地方时。

（8）秒针⑥同普通钟表

（9）辅助装置版面如图10所示。该图系按照时间的增量与经度的增量的函数关系所作。图中△x为经度增量，△y为相应的时间增量。因为经度相差1′，时间相差4秒，所以，在东时区，若经度增加△x（分），则地方时增加△y＝4△x（秒）;在西时区，若经度增加△x（分），则地方时减少△y＝4△x（秒）。据此，若某地的经度不为1°的整数倍，就可由本发明所显示的、经度为1°的整数倍、而与该地经度之差小于1°的地方的地方时推得该地的地方时，其中修正值△y可由此辅助装置上查得。

（五）发明的积极效果

与已有技术相比，本发明的进步之处主要表现在：（1）可以同时显示世界上所有地方的地方时-这一功能迄今已有的所有钟表所不具备的;（2）可以同时显示世界上所有地方的区时-对于世界上任何一个地方，只要知其经度（只要有世界地图，经度即可查出），便可在本发明上看出其所在的时区及其区时;（3）对于区时及地方时，都可精确地指出时、分、秒，且读数方法与普通指针式钟表基本相同。

（六）发明实施例

（1）本发明以钟的形式出现时，在其运转过程中，时盘②上的时区数和三角标记所对的表盘①上的数即相应的区时和准区时，其中分数分别由分针⑤颜色与时针③相同的一端及颜色与时针③不同的一端指示，秒数由秒针⑥指示。如果将时盘②和分盘④上同一经度分别当作时针与分针，那么就可读得地方时，且其时、分、秒的读法同普通钟表。不过，若读得的时间的分数不小于30，则时数还须减1。至于上述时间属于正午之前、后，可依表盘①和时盘②上的两对箭头的相对位置确定。在钟表运转过程中，表盘①和时盘②上两种颜色不同的箭头将东、西两时区各分为两部分-这两部分在不断地变化着。两部分介于同色箭头之间的部分同在正午前或同在正午后，但日期相差一天（东时区在早，西时区为迟）;介于异色箭头之间的部分分别属于正午前和正午后，且当东时区时值正午前时日期相同，当两时区时值正午前时日期相差一天。

譬如若分针⑤指示时区数所对应的时间的分数的那一端着兰色，另一端着红色，那么当北京时间为10月1日午夜2时24分7秒时，本发明的瞬时状态如图1所示。此时，世界其他地方的当地时间如表2所示（表中大于12的数为钟表所显示的时间加上12时所得;加12时与否取决于表盘和时盘上两对箭头的相对位置）。

又如从世界地图上查得，纽约位于西经74°，渥太华位于西经76°，华沙位于东经21°，列宁格勒位于东经30°，则在此时这些地方的当地时间如表3所示。

如欲求上述时刻东经30°21′的地方时，可从辅助装置上查得21′对应的时间增量为1分24秒。将1分24秒加于东经30°的地方时20时24分7秒，即得东经30°21′的地方时。其值为20时25分31秒。

（2）本发明以手表的形式出现时，其显示区时及准区时的方式与以

钟的形式出现时相同，即能精确地指出时、分、秒。但因其仅有时盘②而无分盘④，所以对于地方时不能精确地指出分和秒，而需通过估计确定分。同时对时盘②上的经度所对应的时间还须减去30分钟（设计时盘时，若令时区数与各该时区的中央经线相对，那么对时盘上的经度所对应的时间就无须减去30分钟）。

譬如当北京时间为10月1日午夜2时24分7秒时，莫斯科时间为9月30日晚上9时24分7秒（即21时24分7秒），新德里时间为9月30日晚上11时54分7秒（即23时54分7秒），纽约时间为9月30日下午1时24分7秒（即13时24分7秒），如附图3所示。

又如，已知北京位于东经116°22′。而在上述时刻，时盘外圈外侧的116°所对表盘上的数约为2时38分，此数减去30分钟-得2时8分，即北京的地方时间的近似值（此值与实际的地方时约相差1分钟）。

（七）发明的制造及应用

本发明利用生产普通钟表的设备和工艺即可生产。其中，时盘②和分盘④，可采用印制表盘版面的方法印刷，也可采用胶印的方法印制。所用材料，以涤纶薄片为佳。大量生产，每个钟表只比同类型普通钟表成本增加几角钱，甚至更少。

本发明可应用于航空、航海、国际通讯、旅游、天文等方面。因为它既有普通钟表所不具备的功能，又吸取了普通钟表的优点，因而完全可以取代普通钟表。