| JP63024189 | MANUFACTURING METHOD FOR SUNDIAL |
| JP03010193 | GNOMON |
| JP09257959 | SUNDIAL |
| 1. | 1° ) Dispositif,sur cadran solaire équatorial cylindrique orientable horizontalement et verticalement,pour connaître les heures légales avec une précisision d'une minute,du lever au coucher du soleil sur tous les points du globe,caractérisé en ce qu'il comporte au centre du cylindre un Style composé d'un simple filO) tendu entre les deux branches d'un cadre(2).Au milieu de ce fil est fixé un repère (3) en relief.L'ombre projetée sur le cadran(5) par le fil est suf fisament mince pour distinguer une minute.L'ombre formée par le Re¬ père varie verticalement ch que (fou .suivant"_la_déclinaison du so¬ leil,ce qui permet de connaître les dates.La hauteur du cadran(3) doi être suffisante pour contenir la variation de la déclinaison du solei le sommet de l'angle de déclinaison étant le Repère(3). 2. Dispositif,suivant la revendication n° ,caractérisé en ce que le cadran,bien que devant indiquerl'heure légale,est cependantfori enté plein sud du lieu ou il est placé.La bande imprimée comprenant les lignes des heures et des mois,indépendante du cadran est collée sur celuici à l'endroit qui convient pour donner l''heure légale. 3. Disχositif;suivant ls revendication n° ,caractérisé en ce que le le cylindrecadran(3) est découpé de chaque cotés suivant une ligne située dans le plan horizontal passant par le Repère(3) ,celà n'étant possible qu'en ayant respecté la revendication n°2.Ce dispositif per¬ met la réception des rayons du soleil dés son lever et jus'qu'à son coucher,et de n'avoir pas d'inténuptions aux équinoxes. 4. Dispositif,suivant la revendication n°1 ,caractérisé par la pos¬ sibilité de rotation du cadran cylindrique(5),qui repose sur le Ber ceu fixe( ) ,dans le but de pouvoir continuellement ajuster sa posi¬ tion suivant les variations de l'équation du temps. |
| 2. | 3 Dispositif,suivant la revendication n° ,caractérisé en ce qu'il comporte un segment de cadran transparent(12) destiné à guider: la rotation du cadran mobile(5).La ligne décrivant l'évolution de l'é¬ quation du temps,en forme de "8" de part et d'autre d'une ligne verticale représentant l'heure moyenne, est inscrite.Ce segment pla¬ cé devant et.,au ras du cadran est fixé cependant sur le berceau fixe (4) en tenant compte,pour une heure donnée proche du centre du cadra de l'écart en longitude avec le méridien de référence,et de l'écart suivant l'équation du temps correspondant au jour de la fixation. Pour cela il faut que l'intersection de la ligne horizontale conte nant le Repère(3) et la branche du"8" correspondant à la saison soit mise en coïncidence avecla ligne verticale de l'heure du moment et qui doit être celle choisie pour servir ensuite d'heure de référence 6° Dispositif additionnel réalisant la revendication n 5 Var un moyen différent, le Segment(l2) est remplacé par un fild5) corres¬ pondant à l'heure moyenne,passant devant le cadran mais fixé au Ber¬ ceau k ).Le"8" est dessiné directement sur le cadran , .autour de l'heure choisie,mais inversé latéralement. Le réglage consiste à fa¬ ire coincider l'intersection de la branche du "8" et de la ligne horizontale contenant le Repère(3) avec la ligne verticale de l'eu re choie comme référence, eprésentée par le Fil. ". |
De par sa conception et ses réglages, l peut être utilisé sur la totalité du globe,de l'équateur jusqu'aux pôles,en donnant l'heure légale de chaq-ue pays.
Dans les dispositifs connus de cadrans * , solaires- cylindriques équa- toriaux,aucun moyen n'est prévu pour tenir compte des variations de l'équation du temps,variations importantes atteignant presque trente minutes.L'évolution de l'équation du temps-se traduisant par une av¬ ance- ou un retard de l'heure par rapport à l'heure moyenne-est liée aux variations de l'angle de déclinaison du soleil au cours de l'an¬ née.Mon invention consiste en un dispositif permettant la connaissan¬ ce de ces variations.
Pour illustrer l'appareil sont joints h planches comportant les fi¬ gures suivantes: L'appareil entier en perspectiverFigure n°1,Seule¬ ment l'ensemble Cadran-cadre porte il,de profil:Figure n°2,en plan: Figure n c 3,d_e_fac_e:Figure n°k .. Variations du profil du cadran et άe son orientation suivant les latitudes;Figure n°5- Seulement la partie du cadran contenant les dispositife de réglage selon l'équation du temps (avec 2 moyens différents) :Figure n°6. Ces Figures sont don¬ nées à titre d'exemple non limitatif d'une des fomes de réalisation de l'objet de l'invention.
DESCRIPION DE L'ENSEMBLE CADRAN-CADRE PORTE STYLE : Le Style- est con¬ stitué par un filO) tendu entre les 2 extrémités des branches du ca- dre(2) ayant la forme d'un rectangle à 3 cotés-.Le fil-Style comporte en son milieu: un Repère qui peut être une petite boule ou tout autre relief(3).sur la pièce du cadre à 3 cotés correspondant à la longueur, qui est parrallèle au Fil-Style,en son milieu est fixé un berceau(^ ) cylindrique qui constitue le support du Cadran mobiIe(5).Ce cadran,qui peut glisser sur son berceau,est constitué par une bande cylindrique très' rigide ayant pour centre le Fil-Style.La Largeur de cette bande est donnée par l'amplitude de la variation de l'angle de la déclinai¬ son du soleil de part et d'autre de l'équinoxe au cours de l'année. En effet,l'ombre du Repère(3) se projette sur la bande--cadr n-' au milie à l r éq in ' oxe,en bas suivant un angle de 23°37 au solstice d'été,et en haut,suivant le même angle,au solstice d'hiver.L'angle total est de :
2-3°37 * X 2 = i t6°7 i .Cela permet de connaître la largeur minimum de la bande-cadran,soit après calcul,le rayon du cylindre multiplié par un coefficient de 0,86.En Longueur,La bande-écran cylindrique formera un cercle complet aux pδles, étant horizontale ( ' et le Style vertical) .. A l'équateur elle re formera qu'un demi-cercle, n position verticale, le Style étant horizontal.En allant de l'équateur vers les pôles,la tranche avant de ce demi-cercle est toujours située dans un plan ho¬ rizontal comprenant le Repère(3) fixé au milieu du fil-style (planche n°2,figure de droite. )ϋne inclinaison correcte de cette tranche avant suivant le degré_ de latitude permet la réception du rayon solaire dès l'aube et jusqu'au crépuscule.Cependant un même profil de cadran peut servir pour une tranche de 10° de latitude.La Largeur de la bande-ca- fr-p-a ï i permet de connaître la Longueur de la pièce du cadre(2) au mi¬ lieu de laquelle elle est fixée.De part et d'autre de la bande la άi- De part et d'autre de la bande la dimension de la pièce doit corres¬ pondre à l'angle de déclinaison maximum du soleil soit 23°37 arrondi à 5° ar rapport à l'extrémité de la branche supportant le Style, de chaque cotés chaque branche doit être suffisament longue pour que le Fil-Style(l)soit placé exactement; au centre du cylindre formé par la Bande-cadran mobile(5). Le Cadran est gradué verticalement pour les heures-et par 5 minutes- par des lignes à écartement régulier, . l'écart entre chaque heure correspondant à un angle de 15° par rap¬ port au lieu du Style (6).Il est aussi gradué horizontalement par des lignes correspondant aux 1er, 0 et 20 de chaque mois (7).Cette cette graduation horizontale est permise par l'existence du Repère (3) dont l'ombre projetée sur le le cadran varie verticalement sui ¬ vant la déclinaison du soleil au cours de l'année. (voir planche n° ). L'existence de ces lignes horizontales indiquant les décades de l'an¬ née permet de connaître l'avance ou le retard du soleil par rapport à l'heure moyenne,suivant l'équation du temps. L'ombre du Repère(3) par court verticalement le cadran(2) ,de bas en haut du 1^ juin au 25 déc ¬ embre,et inversement.Ce parcourt ne suit pas une simple ligne vertica le,il s'écarte de part et d'autre de la verticale moyenne d'une quan ¬ tité constament variable.Le dessin de ce parcourt ressemble à * un"8" (qui n'a rien de symétrique) -voir la figure de gauche de la planche*
REGLAGE DE L'APPAREIL. L'inclinaison verticale et l'orientation hori- zontaIe: ' d " e.,I' ensemble Cadre-Cadran-Style peuvent être- assurées par di¬ vers moyens * ..Un appareil complet est décrit en perspective sur la Plan¬ che n 0 ^-.L'inclinaison verticale pour adaptation à la latitude, ariable sur 90° est réalisée par glissement du Cadre(2) ,fait en cornières,sur les branches verticale et horizontale du Support( ' 8) fait en corniè-.-.: res- légèrement moins larges.Le blocage se fait par le Bouton-vis(9). L'Orientation Horizontale ,pour adaptation à la longitude se fait par rotation du support(8) sur la pièce de fixation au mur(lθ) - qui sert en plus à corriger l'écart existant entre l'orientation réelle du mur et l'orientation plein sud que doit avoir le cadran.Le Position¬ nement de l'appareil,lors de son installation,doit être fait avec une exactitude parfaite.S 'il est posé sur une surface proche de l'ho¬ rizontale,une horizontalité parfaite sera obtenue par la manoeuvre des 2 bouton-vis(l3) situés aux 2 extrémités d'une pièce fixée perpandicu- lairement à l'avant du support. Si l'appareil est fixé sur un mur , il faudra que la pièce de fixation(lθ) soit absolument verticale ; dans les 2 cas un contrôle par niveau à eau précis sera nécessaire. Pour un Cadran solaire de grande précision ( ' de l'ordre de la minute) les réglages doivent être extrêmement précis,de ce fait ils sont di- ficilement réalisables en se servant de cadrans numérotés fixés sur l'appareil.Par contre nous verrons plus loin que l'existence du Re- père(3) constituera une aide capitale pour les 2 réglages. REGLAGES A FAIRE UNE FOIS POUR TOUTES.Il convient quand même de com ¬ mencer par faire des réglages à l'aide des- graduations inscrites sur l'appareil.Pour l'inclination verticale,sur l'une ou l'autre des bra¬ nches du support( ).Pour le pivotage horizontal,sur le cadran en demi-cercle (11) situé en bas de la pièce verticale de fixation au mur.Les degré de latitude et longitude du lieu seront donnés par une carte genre I.G.N.
PERFECTIONNEMENT DU REGLAGE. -En Latitude: Il faut faire coïncider l'ombre- portée par le Repère avec la ligne du cadran correspondant au jour.Ce seraplus facile les 1er, 0 et 20 de chaque mois,et plus précis dans les mois du milieu de la bande-cadran où les lignes sont plus écartées. En Longitude :Le Cadran doit être orienté plein sud, l'ombre du Style,à midi heure locale étant juste au fond du cadran. On peut déduire ce midi-heure locale du midi-heure légale ( indiqué par une montre), en tenant compte de l'écart en longitude du lieu par rapport au méridien choisi par le Pays pour son heure légale. On
CEMENT
. - transforme ces degrés en minutes à raison de ^ minutes pour un degr La ligne verticale correspondant au Midi Légal (en France,1 ou 1k heures)sera située d'un coté ou de l'autre de la ligne centrale du raidi-local,avec l'écart correspondant en minutes. (1 minute=l/720 d la 1/2 circonférence du cadran-.). Pour faire la même opération -de •contrôle et d'ajustement par l'enplacement effectif de l'ombre du Style à l'heure juste indiquée par une montre, u'on a faite avec la latitude avec le jour,il faut tenir compte de l'Equation du temps e et de l'écart par rapport à l'heure moyenne qui en résulte pour le jour du réglage. Pour cela on se sert du Segment pour l'équation du temps( 2). Il est constitué par uπ segment de cadran d'une largeur suf fisante pour contenir le "8" précédemment expliqué,soit environ ^O minutes,réalisé en une matière plastique tranparente.Ce Segment,lé¬ gèrement plus grand que le cadran mobile peut être fixé sur le Ber¬ ceau^) et immobilisé par le bouton-vis(13).11 est conçu pour laisser coulisser librement le cadran-mobile,tout en étant devant celui-ci.Dans un premier temps,placer et immobiliser le Segment de façon à ce que sa ligne verticale coïncide avec le centre du cadra Quand la montre indique l r heure (légale) correspondant à midi-heur locale (cequi a été calculé précédemment) ,1'ombre du Repère(3) doi être sur la ligne du "8" de la saison.Si ce n'est pas le cas,parfa re le réglage par la rotation de l'ensemble cadre-cadran-style. A partir de cet ultime réglage,on est sûr que le centre du cadran es bien orienté plein sud. L'écart en minutes entre midi-local et mid -légal étant connu,on connaîtra l'emplacement du midi-légal moyen par rapport au midi-local situé au centre du cadran.Il faudra alor déplacer le Segment pour l'équation du temps(12) de façon à ce que la ligne verticale centrale de ce segment coïncide avec cet empla¬ cement et l'immobiliser une dernière fois à l'aide du boutoπ-vis*(l Tous les réglages pour l'adaptation au lieu sont maintenant termi¬ nés,et la Bande cadran(5) n'ayant pas encore coulissé,ses 2 cotés sont bien restés symétriques-,ce qui est indispensable pour la ré¬ ception des premiers et des derniers rayons du soleil.Désormais le seul réglage sera celui provenant des variations de l'équation du temps.
REGLAGES SUIVANT L'EQUATION DU TEMPS. Pour que la position symétri que du cadran soit conservée,les inscriptions ne peuvent pas être faites directement sur ce cadran.Les tracés: lignes verticales des
heures (et 5 minutes), et horizontales des décades sont réalisés su une bande indépendante en matière assez souple,dimensionnellement stable,blanche,sur une longueur plus grande que le cadran,si possi¬ ble auto collante.Cette bande sera collée sur la banàe-cadr.an de f çon à ce que sa ligne de midi (13 et ~ \-+ heures en France) coïncide avec la ligne verticale centrale du Segment pour l'équation du temp déjà fixé au Berceau.Eventuellement il est d'ailleurs possible de fixer ce segment en face n'importe quelle heure pourvu qu'elle soit visible au solstice d'hiver.Les parties de la bande collée dépas¬ sant de chaque cotés du cadran mobile(3) seront découpées. Par la suite,le cadran mobile jusqu'alors resté bien au centre coulissera pour suivre les variations de l'équation du temps. Ce réglage peut être fait,à n'importe quel moment de la journée,en faisant coulisse le cadran mobile de façon à ce que la ligne du "8"(de la saison) du Segment pour l'équation du temps coïncide avec l'intersection de la ligne d'heure de référence sur le cadran et la ligne horizontale correspondant au jour de l'année et qui est définie par l'ombre du Repère(3).Sur la planche n° , à droite, igure le Segment pour l'équa tion du temps sur le cadran. A gauche figure une autre méthode d e réglage permettant de remplacer le Segment par un simple fil.Dans ce cas le cadran lui-même doit comporter sur l'heure de référence un tracé du "8",mais inversé latéralement.Le réglage consiste alors à faire coincider avec le fil l'intersection de la ligne du "8" avec la ligne horizontale du jour et définie par l'ombre du Repère.
EUILLE D