JP2001123938A

JP2001123938A - 駆動装置およびからくり装置

Info

Publication number: JP2001123938A
Application number: JP30501499A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nemoto; 健一根本
Original assignee: Rhythm Watch Co Ltd
Current assignee: Rhythm Watch Co Ltd
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が簡単で、小型化及び軽量化が図れ、ま
た、注意を喚起するような意外性をもつ動作を実現可能
な駆動装置およびからくり装置を提供する。【解決手段】一端がケース体１１の背面側の下部に揺動
可能に摺動軸１５に軸支され、他端側に往復動部材１２
が形成された揺動部材１６と、揺動部材１６を一方向に
揺動させるように付勢する弾性体としての引っ張りばね
１７と、加熱変形により引っ張りばね１７の付勢力に抗
して揺動部材１６を一方向と反対の方向に揺動させるよ
うに付勢する形状記憶合金からなるワイヤ１８と、ワイ
ヤ１８の周囲温度を検出する温度センサ１９と、ワイヤ
１８に電流を供給する電源部を有し、温度センサ１９の
検出温度に応じてワイヤに供給する電流値を調整する制
御部３０とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形状記憶合金を用
いた駆動装置およびそれを用いたからくり装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】時計の装飾体として設けられた人形等か
らなる従来のからくり装置としては、たとえば特開平８
−６８８７０号公報等に記載されたものが知られてい
る。この公報に開示のからくり装置は、文字盤の前方に
複数の人形を揺動自在に配置し、ＤＣモータ、減速歯車
列、カム車、回動環等を介して、それぞれの人形を所定
角度範囲で揺動させるものである。

【０００３】また、マニピュレータのアーム等として適
用される２つの構造部材を、折り曲げあるいは伸長させ
る駆動源として、形状記憶合金を用いた装置として、た
とえば特公昭６３−２６２７９号公報に開示されたもの
が知られている。この公報に開示の装置は、２つの構造
部材の一端同士をピンによりヒンジ結合し、このピン上
に回動自在に設けられたプーリに巻回すると共に２つの
構造部材の他端側にそれぞれ一端部及び他端部を係止さ
せるようにして線状の形状記憶合金を配設し、さらに、
形状記憶合金の配設側と反対側に引っ張りばねを張設し
て、形状記憶合金を加熱及び冷却することで、この形状
記憶合金を収縮及び伸張させて、２つの構造部材に伸長
及び折り曲げ動作を行なわせるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
８−６８８７０号公報に開示のからくり装置において
は、駆動源としてＤＣモータ、減速歯車列、カム車、回
動環等からなる駆動機構を用いているため、構造が複雑
で、装置の重量化あるいは大型化を招くことになる。そ
の結果、このからくり装置を薄型時計等の文字盤前面等
に配置することは困難であり、又、人形等の動きが減速
歯車列等に設定された一定の速度であるため、その動き
に注意を喚起するような意外性をもたせることは困難で
あった。

【０００５】また、上記特公昭６３−２６２７９号公報
に開示の装置においては、アーム（２つの構造部材）の
伸縮動作を行なわせるための駆動装置として形状記憶合
金を用いているものの、その構造が単にアームすなわち
蝶番式にヒンジ結合された２つの構造部材に折り曲げ動
作あるいは伸長動作を行なわせるだけのものである。そ
れ故に、その動きだけを行なう構造にて、注意を喚起す
るような意外性をもつ動作を提供するのは困難である。

【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、構造が簡単で、小型化及び軽量
化が図れ、また、注意を喚起するような意外性をもつ動
作を実現可能な駆動装置およびそれを用いたからくり装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、往復動部材を往復動させる駆動装置であ
って、揺動可能に設けられ、所定部位に上記往復動部材
が取り付けられる揺動部材と、上記揺動部材を一方向に
揺動させるように付勢する弾性体と、供給される電流値
に応じた加熱変形により上記弾性体の付勢力に抗して上
記揺動部材を上記一方向と反対の方向に揺動させるよう
に付勢する形状記憶合金からなるワイヤと、上記ワイヤ
の周囲温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手
段の検出温度に応じて上記ワイヤの加熱量を調整する制
御手段とを有する。

【０００８】また、本発明は、往復動部材を往復動させ
るからくり装置であって、基台と、基台に配置されかつ
その少なくとも一部が可動な可動体と、上記可動体に対
してヒンジ結合されて往復動させられる往復動部材と、
上記基台に一端部が揺動可能に連結され他端部が上記往
復動部材に連結された揺動部材と、上記揺動部材を一方
向に揺動させるように付勢する弾性体と、供給される電
流値に応じた加熱変形により上記弾性体の付勢力に抗し
て上記揺動部材を上記一方向と反対の方向に揺動させる
ように付勢する形状記憶合金からなるワイヤと、上記ワ
イヤの周囲温度を検出する温度検出手段と、上記温度検
出手段の検出温度に応じて上記ワイヤの加熱量を調整す
る制御手段とを有する。

【０００９】また、本発明では、上記制御手段は、上記
ワイヤに電流を供給する電源部を有し、温度検出手段に
よる検出温度があらかじめ設定した基準温度より高い場
合には、上記ワイヤに供給する電流値を当該基準温度に
対応して設定した基準電流値より低くなるように調整
し、検出温度が上記基準温度より低い場合には、供給電
流値を上記基準電流値より高くなるように調整する。

【００１０】また、本発明では、上記往復動部材が上記
ワイヤの付勢力により所定位置に達したことを検出する
位置検出手段を有し、上記制御手段は、上記位置検出手
段の検出を受けて上記ワイヤへの電流の供給を停止す
る。

【００１１】また、本発明では、上記制御手段は、上記
ワイヤへの電流の供給を停止させた後、上記温度検出手
段で検出された温度に応じた時間後にワイヤへの電流の
供給を再開始する。

【００１２】また、本発明では、上記制御手段は、上記
ワイヤへの電流の供給を停止と再開始を設定回数だけ繰
り返す。

【００１３】この構成によれば、弾性体の付勢力とワイ
ヤの付勢力とが釣り合った休止状態から、形状記憶合金
であるワイヤに対して制御手段により、たとえば温度検
出手段で検出された温度に応じた値の電流が供給され
る。ワイヤは、電流供給に伴い、供給電流値に応じて加
熱され、その変態点温度付近まで加熱されると収縮変形
を生じる。これにより、揺動部材に支持された往復動部
材は、弾性体の付勢方向と反対の方向に移動し始める。
そして、所定の位置に達すると、たとえば位置検出手段
により往復動部材がワイヤの付勢力により所定位置に達
したことが検出され、検出手段が制御手段に出力され
る。検出信号を受けた制御手段では、ワイヤへの電流の
供給が停止される。すなわち、ワイヤの加熱動作を停止
されて、ワイヤは冷却されて伸長し始め、往復動部材は
弾性体の付勢力により初期の休止位置に復帰する。そし
て、制御手段によるワイヤへの電流供給の停止、再開始
を行い、加熱動作が間欠的に行なわれると、往復動部材
は、可動体に連結された状態で往復動することになる。
なお、制御手段においては、ワイヤへの電流供給を停止
した後再開始するまでの時間は、温度検出手段の検出温
度に応じて設定される。また、ワイヤに流される電流の
値が適宜調整されることで、ワイヤの通電加熱による収
縮変形の変形速度及び変形量が適宜調整される。これに
より、往復動部材を可変的に所望の速度で移動させるこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に基づいて説明する。

【００１５】第１実施形態図１（ａ）は本発明に係る駆動装置の第１の実施形態を
示す正面図、図１（ｂ）は本発明に係る駆動装置の第１
の実施形態を示す側面図、図１（ｃ）は本発明に係る駆
動装置の第１の実施形態を示す背面図、図２（ａ）は本
発明に係る駆動装置の要部を示す図、図２（ｂ）は
（ａ）の横側面図、図２（ｃ）は底側面図を示す図であ
る。

【００１６】この駆動装置１０は、方形状に形成され、
ケース体１１の前面には、図１（ａ）に示すように、往
復動部材１２が図中左右に所定の円弧を描いて往復動可
能に案内する案内窓１３が形成されている。また、ケー
ス体１１の背面側には、図１（ｂ）に示すように、後述
するワイヤ破断防止手段としての破断防止レバーの操作
スイッチ１４が設けられている。

【００１７】そして、ケース体１１内には、図２（ａ）
〜（ｃ）に示すように、一端がケース体１１の背面側の
下部に揺動可能に摺動軸１５に軸支され、他端側に往復
動部材１２が形成された揺動部材１６と、揺動部材１６
を一方向（図２中の時計回り）に揺動させるように付勢
する弾性体としての引っ張りばね１７と、加熱変形によ
り引っ張りばね１７の付勢力に抗して揺動部材１６を一
方向と反対の方向（図２中の反時計回り）に揺動させる
ように付勢する形状記憶合金からなるワイヤ１８と、こ
のワイヤ１８の周囲温度を検出する温度検出手段として
の温度センサ１９等が設けられている。

【００１８】引っ張りばね１７は、図２に示すように、
揺動部材１６の中央よりも僅かに上方の領域に突設され
た係止ピン２０とワイヤ１８が巻き回されたプーリ２１
に突設された係止ピン２２とに係止されて、所定の初期
張力となるように張設されている。

【００１９】また、形状記憶合金製のワイヤ１８は、そ
の一端部が、揺動部材１６の中央よりも僅かに上方の領
域近傍のケース体１１内に突設された係止ピン２３に係
止され、その途中が回動自在に設けられたプーリ２１に
巻回され、その他端部が揺動部材１６の一端部を軸支す
る摺動軸１５の近傍に係止されて、所定の初期張力とな
るように張設されている。そして、このワイヤ１８の両
端部には、電源からの配線（不図示）がそれぞれ接続さ
れて、このワイヤ１８に後述する制御部３０により所望
の電流を流して、ワイヤ１８そのものを変態点温度付近
まで通電加熱することができるようになっている。

【００２０】したがって、休止状態においては、引っ張
りばね１７の付勢力とワイヤ１８の付勢力とが釣り合っ
た状態、すなわち、図２において、揺動部材１６が時計
回りに揺動して往復動部材１２は右側に移動し、図１
（ａ）に示すように、案内窓１３の右側端に当接した状
態にある。この休止状態からワイヤ１８が変態点温度付
近まで加熱されて収縮し始めると、引っ張りばね１７の
付勢力に抗して揺動部材１６が反時計回りに揺動して往
復動部材１２は左側に移動し、案内窓１３の左側端に当
接する。その後、ワイヤ１８の加熱が解除されると、ワ
イヤ１８は再び伸長して、揺動部材１６は引っ張りばね
１７の付勢力により時計回りに揺動して往復動部材１２
は右側に移動し、再び休止状態に復帰する。

【００２１】ここで、上記形状記憶合金からなるワイヤ
（ＳＭＡ）１８としては、たとえば外径が７５μｍ程
度、長さが１００ｍｍ程度、変態点温度（Ａｆ点）が６
５度Ｃ、使用歪み量が３％（３ｍｍ）、抵抗値が常温
（たとえば２０度Ｃ）で２０Ωのものを使用することが
できる。また、引っ張りばね１７としては、たとえばバ
ネ定数ｋが０．６ｇｆ／ｍｍ、初期張力Ｆ₀が３４ｇ
ｆ、初期張設長さＸ₀が１２．９ｍｍのものを使用する
ことができる。

【００２２】また、揺動部材１６の中央よりも僅かに下
方近傍領域には、操作スイッチ１４に連動する破断防止
レバー２５が設けられている。通常の使用時には、操作
スイッチはオフ状態に設定され、これにより、破断防止
レバー２５は、図３（ａ）に示すように、揺動部材１６
と非接触状態に保持される。これに対して、非使用時、
たとえば輸送時等に形状記憶合金からなるワイヤ１８に
外部からの振動、衝撃が加わり、破断するおそれがある
場合等には、操作スイッチ１４がオン状態に設定され
る。これにより、破断防止レバー２５は、図３（ｂ）に
示すように、揺動部材１６を弾性体としての引っ張りバ
ネ１７の付勢方向と逆方向に押圧する。これにより、ワ
イヤに弛みが生じ、輸送時等に外部から振動や衝撃を受
けても、ワイヤが破断することが防止される。

【００２３】また、揺動部材１６の一端側の図２（ａ）
中左側近傍には、位置検出手段としてのたとえばフォト
インタラプタからなる検出器２６が設けられている。こ
の検出器２６は、往復動部材１２がワイヤ１８の付勢力
により所定位置、具体的は案内窓１３の左側端近傍に達
したことを、揺動部材１６の一端側に設けた検出片２４
がセンサ部を横切ることで検出し、その検出信号を制御
部３０に送出する。なお、この検出器２６としては、光
センサ（光透過型センサあるいは光反射型センサ）、磁
気検出センサ、機械的接触型センサ等種々のものを適用
することができる。

【００２４】また、駆動装置１０は、上記構成に加え
て、ワイヤ１８の加熱動作を制御する制御手段としての
制御部３０を備えている。制御部３０は、たとえばスタ
ート信号を受けて作動し、ワイヤ１８を加熱変形させる
ための電流を供給する電源部を有し、温度センサ１９の
検出温度に応じてワイヤ１８に供給する電流値を調整す
る。具体的には、制御部３０は、温度センサ１９による
検出温度があらかじめ設定した基準温度Ｔref （たとえ
ば常温、２０度Ｃ）より高い場合には、ワイヤに供給す
る電流値を基準温度Ｔref に対応して設定した基準電流
値Ｉref より低くなるように調整し、検出温度が基準温
度Ｔref より低い場合には、供給電流値を基準電流値Ｉ
thより高くなるように調整する。

【００２５】図４は、形状記憶合金からなるワイヤ（Ｓ
ＭＡ）として、外径が７５μｍ程度、長さが１００ｍｍ
程度、変態点温度（Ａｆ点）が６５度Ｃ、使用歪み量が
３％（３ｍｍ）、抵抗値が常温（たとえば２０度Ｃ）で
２０Ωのものを使用したときの、印加電圧と動作時間と
の関係を示す図である。図中、横軸が動作時間を示し、
縦軸が電圧を示している。

【００２６】図４に示す〜の特性は、ワイヤに直接
ＤＣ（直流）電圧を印加したときに、動作角８０度に達
するまでの時間を温度別に測定した結果を表している。
で示す特性は−１０度Ｃのとき、で示す特性は０度
Ｃのとき、で示す特性は１０度Ｃのとき、で示す特
性は２０度Ｃ（常温）のとき、で示す特性は３０度Ｃ
のとき、で示す特性は４０度Ｃのとき、で示す特性
は５０度Ｃのときの特性をそれぞれ示している。

【００２７】また、図５は、ＤＣ電圧３Ｖを印加したと
きの各温度における動作時間を示す図である。

【００２８】図４および図５からわかるように、ＳＭＡ
は同じ電圧を印加したときは温度が高い程動作時間が速
い。したがって、温度に関わりなく均一な動作時間を確
保するためには、温度が高い程、印加電圧を低く設定
し、温度が低い程、印加電圧を高く設定する必要があ
る。

【００２９】このような観測結果に基づいて、制御部３
０は、上述した温度センサ１９の検出温度に応じた供給
電流値の調整を行うように構成されている。図６は、動
作角を３５度の場合に動作時間を一定（たとえば０．３
秒）にした場合の各温度におけるＳＭＡへの供給電流値
例を示す図である。このように制御部３０は、温度セン
サ１９の検出温度に応じて、具体的には、温度が高い
程、供給電流値を低く設定し、温度が低い程、供給電流
値を高く設定する。

【００３０】また、制御部３０は、往復動部材１２がワ
イヤ１８の付勢力により所定位置、具体的は案内窓１３
の左側端近傍に達したことを示す検出器２６による検出
信号ＤＴ２６を受けると、ワイヤ１８への電流の供給を
停止する。さらにまた、制御部３０は、ワイヤ１８への
電流の供給を停止させた後、温度センサ１９で検出され
た温度に応じた時間後にワイヤ１８への電流の供給を再
開始する。この検出温度に応じた時間の設定は、温度が
高い程長く、温度が低い程短く設定される。これは、Ｓ
ＭＡが上述したように温度が高い程動作時間が速く、温
度が低い程動作時間が遅いという観測結果に基づいてい
る。

【００３１】具体的には、検出器２６が、ワイヤ１８の
加熱変形により、往復動部材１２が図２（ａ）中の左側
端直前に達したとき、そのことを検出して検出信号を出
力し、制御部３０は、この検出信号に基づいて、電源部
からの電流の供給路を電気的に遮断して、ワイヤ１８の
加熱を停止する。その後、加熱停止によりワイヤ１８が
伸長し、引っ張りばね１７の付勢力が作用して、往復動
部材１２が図２（ａ）中の右側端に達した後に、タイマ
ー等の作動により、制御部３０が電流の供給路を電気的
に接続してワイヤ１８の加熱を開始する。制御部３０
は、このワイヤ１８への電流の供給を停止と再開始を設
定回数ｎだけ繰り返し、その後、ストップ信号を電流源
に入力させて、電流源を停止状態とする。

【００３２】図７は、制御部３０の具体的な構成例を示
すブロック図である。この制御部３０は、図７に示すよ
うに、ＳＭＡ電源部３１、遅延回路（ＤＬＹ）３２、Ａ
ＮＤゲート３３，３４、ＯＲゲート３５、電流供給回路
３６、タイマ３７、およびｎ回路カウンタ３８を有して
いる。

【００３３】電源部３１は、スタート信号ＳＴＲを受け
て、イネーブル信号ＥＮＢをＡＮＤゲート３３，３４、
および電流供給回路３６に出力する。また、電源部３１
は、ｎ回路カウンタ３８によるストップ信号Ｓ３８を受
けると、イネーブル信号ＥＮＢの出力を停止する。

【００３４】電流供給回路３６は、電源部３１によるイ
ネーブル信号ＥＮＢを受けているときに、ＯＲゲート３
５の出力をハイレベルで受けると、温度センサ１９の検
出温度に応じた値の電流をワイヤ１８に供給する。そし
て、検出器２６の検出信号ＤＴ２６を受けると、ワイヤ
１８に対する電流の供給を停止する。

【００３５】タイマ３７は、検出器２６の検出信号ＤＴ
２６を受けると、その入力から温度センサ１９の検出温
度に応じて設定される所定時間経過後に、再トリガ信号
Ｓ３７を生成してＡＮＤゲート３３に出力する。

【００３６】ｎ回カウンタ３８は、検出器２６の検出信
号ＤＴ２６をカウントし、カウント数がｎになると、パ
ルス状のストップ信号Ｓ３８を生成して電源部３１に出
力する。

【００３７】次に、この制御部３０の動作を含めた本第
１の実施形態に係る動作を説明する。

【００３８】まず、操作スイッチ１４はオフ状態に設定
される。これにより、破断防止レバー２４が揺動部材１
６と非接触状態に保持される。揺動部材１６は、図１
（ａ）に示すように、初期位置にあり、その他端側に形
成された往復動部材１２が案内窓１３の右側端に当接し
た状態（休止状態）にある。この状態から、パワーオン
あるいは図示しないスタートスイッチの操作により発生
されたスタート信号ＳＴＲが電源部３１および遅延回路
３２に入力されると、電源部３１が作動状態となり、イ
ネーブル信号ＥＮＢがＡＮＤゲート３３，３４、電流供
給回路３６、および位置検出器２６に出力される。そし
て、ＡＮＤゲート３４には、遅延回路３２で遅延された
スタート信号ＳＴＲが入力されて、出力がハイレベルと
なる。その結果、ＯＲゲート３５を介してスタート信号
Ｓ３５が電流供給回路３６に入力される。

【００３９】また、電流供給回路３６には、温度センサ
１９の検出温度が供給されている。これにより、イネー
ブル信号ＥＮＢ、およびスタート信号ＳＴＲを受けた電
流供給回路３６から、ワイヤ（ＳＭＡ）１８に対して検
出温度に応じた値の電流が供給される。電流の供給に伴
い、ワイヤ１８が変態点温度付近まで加熱され、ワイヤ
１８は収縮変形を始め、引っ張りばね１７の付勢力に抗
して揺動部材１６を図２（ａ）中の反時計回りに揺動さ
せ、この揺動部材１６に連動して往復動部材１２が左側
に移動する。

【００４０】その後、往復動部材１２が案内窓１３の図
２（ａ）中、左側端直前の所定位置に達したときに、検
出器２６でそのことが検出されて検出信号Ｄ２６が、電
流供給回路３６、タイマ３７、およびｎ回カウンタ３８
に出力される。検出信号Ｄ２６を受けた電流供給回路３
６でワイヤ１８に対する電流の供給が停止され、ワイヤ
１８の通電加熱が停止される。

【００４１】この通電加熱の停止により、ワイヤ１８の
温度が低下すると、ワイヤ１８は元の長さになるよう伸
長し始める。このワイヤ１８の復帰動作に伴って、引っ
張りばね１７の付勢力が作用し、揺動部材１６が図２
（ａ）中の時計回りに揺動し、この揺動部材１６に連動
して往復動部材１２が右側に移動する。

【００４２】そして、タイマ３７では、温度センサ１９
の検出温度に応じて設定された所定の時間経過後、すな
わち、往復動部材１２が案内窓１３の図２（ａ）中、右
側端に当接した後に、再トリガ信号Ｓ３７が生成され
て、ＡＮＤゲート３３に出力される。これにより、ＡＮ
Ｄゲート３３の出力がハイレベルとなり、ＯＲゲート３
５を介してスタート信号Ｓ３５として電流供給回路３６
に入力される。スタート信号Ｓ３５を受けた電流供給回
路３６には、温度センサ１９の検出温度およびイネーブ
ル信号ＥＮＢが供給されており、電流供給回路３６か
ら、ワイヤ（ＳＭＡ）１８に対して検出温度に応じた値
の電流が供給される。

【００４３】この通電加熱の再開始により、ワイヤ１８
は再び収縮変形して揺動部材１６を反時計回りに揺動さ
せ、この揺動部材１６に連動して往復動部材１２が左側
に向かって移動し、検出器２６の作動により通電加熱が
解除されて、再びワイヤ１８が伸長し始め、引っ張りば
ね１７が、揺動部材１６を時計回りに揺動させ、この揺
動部材１６に連動して往復動部材１２が右側に向かって
移動する。

【００４４】以上の動作がｎ回繰り返し行われると、具
体的には、検出器２６の検出信号ＤＴ２６を、ｎ回カウ
ンタ３８がｎ回カウントすると、ｎ回カウンタ３８から
ストップ信号Ｓ３８が生成されて、電源部３１に出力さ
れる。電源部３１では、ストップ信号Ｓ３８を受けてイ
ネーブル信号ＥＮＢの出力が停止され、上記の一連のか
らくり動作が停止して、揺動部材１６及び往復動部材１
２は休止状態に復帰する。

【００４５】以上のように、本第１の実施形態によれ
ば、駆動装置１０は、一端がケース体１１の背面側の下
部に揺動可能に摺動軸１５に軸支され、他端側に往復動
部材１２が形成された揺動部材１６と、揺動部材１６を
一方向（図２中の時計回り）に揺動させるように付勢す
る弾性体としての引っ張りばね１７と、加熱変形により
引っ張りばね１７の付勢力に抗して揺動部材１６を一方
向と反対の方向（図２中の反時計回り）に揺動させるよ
うに付勢する形状記憶合金からなるワイヤ１８と、ワイ
ヤ１８の周囲温度を検出する温度センサ１９と、ワイヤ
１８に電流を供給する電源部を有し、温度センサ１９の
検出温度に応じてワイヤに供給する電流値を調整する制
御部３０とを有することから、従来のようなＤＣモー
タ、減速歯車列等を用いるものに比べて、装置の簡略
化、小型化、軽量化、薄型化等を行なうことができ、た
とえば薄型時計等にこの駆動装置を搭載することも可能
となり、また、周囲温度変化によるワイヤ（ＳＭＡ）１
８の特性変化に対応でき、精度の高い制御を行うことが
できる。

【００４６】また、制御部３０は、往復動部材１２がワ
イヤ１８の付勢力により所定位置、具体的は案内窓１３
の左側端近傍に達したことを示す検出器２６による検出
信号ＤＴ２６を受けると、ワイヤ１８への電流の供給を
停止し、ワイヤ１８への電流の供給を停止させた後、温
度センサ１９で検出された温度に応じた時間後にワイヤ
１８への電流の供給を再開始することから、戻り位置に
特別な検出器を用いることがなく、戻り時間を精度高く
設定できる。また、制御部３０は、スタート信号ＳＴＲ
でイネーブルとなり、ｎ回繰り返し後にストップ信号Ｓ
３８を生成して、電源部３１自体を非イネーブルにする
ことから、動作時以外は不必要な消費電流を抑えること
ができ、たとえば電池駆動の装置の場合、電池寿命を延
ばすことができる利点がある。

【００４７】また、本第１の実施形態では、輸送時等の
非使用時には、操作スイッチ１４をオン状態に設定する
ことにより、破断防止レバー２５により揺動部材１６を
弾性体としての引っ張りバネ１７の付勢方向と逆方向に
押圧して、ワイヤ１８を弛ませるようにしたので、輸送
時等に外部から振動や衝撃を受けても、ワイヤが破断す
ることを防止できる利点がある。

【００４８】また、上記のような一連のからくり動作を
行わせるに当たって、制御部により、ワイヤ１８に供給
する電流量を調整して、その加熱速度を適宜調整するこ
とにより、往復動部材１２の移動速度を、たとえば、低
速モード、中速モード、あるいは高速モードに設定する
こともできる。したがって、この往復動部材１２の動作
速度あるいはそのストロークに明確な強弱を付けること
ができ、その結果、この動きを観察する者の注意を喚起
させることができる。また、制御電圧のデューテ比を変
化させて、電流量を調整するように構成することも可能
である。

【００４９】第２実施形態図８（ａ）は本発明に係る駆動装置の第２の実施形態を
示す正面図、図８（ｂ）は本発明に係る駆動装置の第２
の実施形態を示す横断面図、図８（ｃ）は本発明に係る
駆動装置の第２の実施形態を示す底側面図、図９（ａ）
は本発明に係る駆動装置の要部を示す図、図９（ｂ）は
（ａ）の横側面図、図９（ｃ）は底側面図をである。

【００５０】本第２の実施形態の駆動装置は、上述した
第１の実施形態と同様に形状記憶合金からなるワイヤを
用いたものであり、大きく異なる点は、往復動部材を左
右に揺動させる代わりの上下動させるように構成したこ
とにある。以下に図面に関連付けて構成および機能を順
を追って説明する。

【００５１】この駆動装置４０は、方形状に形成され、
ケース体４１の前面には、図８（ａ）に示すように、往
復動部材４２が図中上下に往復動可能に案内する案内窓
４３が形成されている。また、ケース体４１の背面側に
は、図８（ｂ）に示すように、ワイヤ破断防止手段とし
ての破断防止レバーの操作スイッチ４４が設けられてい
る。

【００５２】そして、ケース体４１内には、図９（ａ）
〜（ｃ）に示すように、両端がケース体４１の背面側の
中央部よりやや下部に上下の所定の範囲にわたって案内
する案内部４５Ａ，４５Ｂに配置され、中央部に往復動
部材４２が形成された揺動（移動）部材４６と、揺動部
材４６を一方向（図９中の下方向）に付勢する弾性体と
しての引っ張りばね４７と、加熱変形により引っ張りば
ね４７の付勢力に抗して揺動部材４６を一方向と反対の
方向（図９中の上方向）に揺動させるように付勢する形
状記憶合金からなるワイヤ４８と、このワイヤ４８の周
囲温度を検出する温度検出手段としての温度センサ４９
等が設けられている。

【００５３】引っ張りばね４７は、図９（ａ）に示すよ
うに、揺動部材４６の略中央に突設された係止ピン５０
とケース体４１の背面側の下部に突設された係止ピン５
１とに係止されて、所定の初期張力となるように張設さ
れている。

【００５４】また、形状記憶合金製のワイヤ４８は、そ
の一端部が、揺動部材４６の中央よりも上方のケース体
４１内に突設された係止ピン５２に係止され、その途中
が回動自在に設けられたプーリ５２に巻回され、その他
端部が揺動部材４６の係止ピン５０に係止されて、所定
の初期張力となるように張設されている。そして、この
ワイヤ４８の両端部には、電源からの配線（不図示）が
それぞれ接続されて、このワイヤ４８に制御部６０から
所望の電流を流して、ワイヤ４８そのものを変態点温度
付近まで通電加熱することができるようになっている。

【００５５】したがって、休止状態においては、引っ張
りばね４７の付勢力とワイヤ４８の付勢力とが釣り合っ
た状態、すなわち、図９（ａ）において、揺動部材４６
が下方に揺動して往復動部材４２は下側に移動し、図８
（ａ）に示すように、案内窓４３の下側端に当接した状
態にある。この休止状態からワイヤ４８が変態点温度付
近まで加熱されて収縮し始めると、引っ張りばね４７の
付勢力に抗して揺動部材４６が上方向に揺動して往復動
部材４２は上側に移動し、案内窓４３の上側端に当接す
る。その後、ワイヤ４８の加熱が解除されると、ワイヤ
４８は再び伸長して、揺動部材４６は引っ張りばね４７
の付勢力により下方向に揺動して往復動部材４２は下側
に移動し、再び休止状態に復帰する。

【００５６】また、揺動部材４６の一端側の案内部４５
Ｂの上側に隣接して検出部が案内部４５Ｂに連通するた
とえばフォトインタラプタからなる検出器５４が設けら
れている。この検出器５４は、往復動部材４２がワイヤ
４８の付勢力により所定位置、具体的は案内窓４３の上
側端近傍に達したことを、揺動部材４６の一端側がセン
サ部を横切ることで検出し、その検出信号を制御部６０
に送出する。

【００５７】また、駆動装置４０は、上記構成に加え
て、ワイヤ４８の加熱動作を制御する制御手段としての
制御部６０を備えている。制御部６０は、たとえばスタ
ート信号を受けて作動し、ワイヤ４８を加熱変形させる
ための電流を供給する電源部を有し、温度センサ４９の
検出温度に応じてワイヤ４８に供給する電流値を調整す
る。具体的には、制御部４０は、温度センサ４９による
検出温度があらかじめ設定した基準温度Ｔref （たとえ
ば常温、２０度Ｃ）より高い場合には、ワイヤに供給す
る電流値を基準温度Ｔref に対応して設定した基準電流
値Ｉref より低くなるように調整し、検出温度が基準温
度Ｔref より低い場合には、供給電流値を基準電流値Ｉ
thより高くなるように調整する。

【００５８】また、制御部６０は、往復動部材４２がワ
イヤ４８の付勢力により所定位置、具体的は案内窓４３
の左側端近傍に達したことを示す検出器５４による検出
信号を受けると、ワイヤ４８への電流の供給を停止す
る。さらにまた、制御部６０は、ワイヤ４８への電流の
供給を停止させた後、温度センサ４９で検出された温度
に応じた時間後にワイヤ４８への電流の供給を再開始す
る。この検出温度に応じた時間の設定は、温度が高い度
長く、温度が低い程短く設定される。

【００５９】具体的には、検出器５４が、ワイヤ４８の
加熱変形により、往復動部材４２が図９（ａ）中の左側
端直前に達したとき、そのことを検出して検出信号を出
力し、制御部６０は、この検出信号に基づいて、電源部
からの電流の供給路を電気的に遮断して、ワイヤ４８の
加熱を停止する。その後、加熱停止によりワイヤ４８が
伸長し、引っ張りばね４７の付勢力が作用して、往復動
部材１２が図９（ａ）中の右下側端に達した後に、タイ
マー等の作動により、制御部６０が電流の供給路を電気
的に接続してワイヤ４８の加熱を開始する。また、制御
部６０は、このワイヤ４８への電流の供給を停止と再開
始を設定回数ｎだけ繰り返し、その後、ストップ信号を
電流源に入力させて、電流源を停止状態とする。

【００６０】なお、制御部６０は、図７と同様に構成す
ることが可能であり、ここではその詳細な説明は省略す
る。

【００６１】また、揺動部材４６の僅かに下方の近傍領
域には、操作スイッチ４４に連動する破断防止レバー５
５が設けられている。通常の使用時には、操作スイッチ
４４はオフ状態に設定され、これにより、破断防止レバ
ー５５は、図９（ａ）に示すように、揺動部材４６と非
接触状態に保持される。これに対して、非使用時、たと
えば輸送時等に形状記憶合金からなるワイヤ４８に外部
からの振動、衝撃が加わり、破断するおそれがある場合
等には、操作スイッチ３４がオン状態に設定される。こ
れにより、破断防止レバー５５は、揺動部材４６を弾性
体としての引っ張りバネ４７の付勢方向と逆方向に押圧
する。これにより、ワイヤに弛みが生じ、輸送時等に外
部から振動や衝撃を受けても、ワイヤが破断することが
防止される。

【００６２】次に、上記構成による動作を説明する。ま
ず、操作スイッチ４４はオフ状態に設定される。これに
より、破断防止レバー５５が揺動部材４６と非接触状態
に保持される。揺動部材４６は、図９（ａ）に示すよう
に、初期位置にあり、その中央部に形成された往復動部
材４２が案内窓４３の下側端に当接した状態（休止状
態）にある。

【００６３】この状態からスイッチ（不図示）等が入れ
られて（ＯＮ）、所定のスタート信号が制御部６０に入
力されると、制御部６０からワイヤ（ＳＭＡ）４８に対
して検出温度に応じた値の電流が供給される。電流の供
給に伴い、ワイヤ４８が変態点温度付近まで加熱され、
ワイヤ４８は収縮変形を始め、引っ張りばね４７の付勢
力に抗して揺動部材４６を図９（ａ）中の上下方向に揺
動させ、この揺動部材４６に連動して往復動部材４２が
左側に移動する。

【００６４】その後、往復動部材４２が案内窓４３の上
側端直前の所定位置に達したときに、検出器５４でその
ことが検出されて検出信号が、制御部６０に出力され
る。検出信号を受けた制御部６０では、ワイヤ４８に対
する電流の供給が停止され、ワイヤ４８の通電加熱が停
止される。

【００６５】この通電加熱の停止により、ワイヤ４８の
温度が低下すると、ワイヤ４８は元の長さになるよう伸
長し始める。このワイヤ４８の復帰動作に伴って、引っ
張りばね４７の付勢力が作用し、揺動部材４６が図９
（ａ）中の下方向に揺動し、この揺動部材４６に連動し
て往復動部材４２が右側に移動する。

【００６６】そして、タイマ等で温度センサ４９の検出
温度に応じて設定された所定の時間経過後、すなわち、
往復動部材４２が案内窓４３の下側端に当接した後に、
再トリガ信号が生成されて、ワイヤ（ＳＭＡ）４８に対
して検出温度に応じた値の電流が供給される。

【００６７】この通電加熱の再開始により、ワイヤ４８
は再び収縮変形して揺動部材４６を上方向に揺動させ、
この揺動部材４６に連動して往復動部材４２が左側に向
かって移動し、検出器５４の作動により通電加熱が解除
されて、再びワイヤ４８が伸長し始め、引っ張りばね４
７が、揺動部材４６を下方向に揺動させ、この揺動部材
４６に連動して往復動部材４２が下側に向かって移動す
る。

【００６８】以上の動作がｎ回繰り返し行われると、制
御部６０の電源部が停止状態に保持され、上記の一連の
からくり動作が停止して、揺動部材１６及び往復動部材
１２は休止状態に復帰する。

【００６９】以上のように、本第２の実施形態によれ
ば、上述した第１の実施形態と同様の効果、すなわち従
来のようなＤＣモータ、減速歯車列等を用いるものに比
べて、装置の簡略化、小型化、軽量化、薄型化等を行な
うことができ、たとえば薄型時計等にこの駆動装置を搭
載することも可能となり、また、周囲温度変化によるワ
イヤ（ＳＭＡ）４８の特性変化に対応でき、精度の高い
制御を行うことができる。また、戻り位置に特別な検出
器を用いることがなく、戻り時間を精度高く設定でき
る。また、動作時以外は不必要な消費電流を抑えること
ができ、たとえば電池駆動の装置の場合、電池寿命を延
ばすことができる利点がある。

【００７０】また、輸送時等の非使用時には、操作スイ
ッチ４４をオン状態に設定することにより、破断防止レ
バー５５により揺動部材４６を弾性体としての引っ張り
バネ４７の付勢方向と逆方向に押圧して、ワイヤ４８を
弛ませるようにしたので、輸送時等に外部から振動や衝
撃を受けても、ワイヤが破断することを防止できる利点
がある。

【００７１】第３実施形態図１０ないし図１５は、本発明に係るからくり装置の一
実施形態を示すものであり、図１０はその正面図、図１
１はその要部の背面図、図１２はその平面図（上面
図）、図１３はその右側面図、図１４は図１０に対して
丸太の断面を示すように形成された丸太部材を加えた正
面図、図１５は破断防止用操作スイッチを含む背面図で
ある。

【００７２】この実施形態に係るからくり装置１００
は、基台１１０に相対向して配置されかつその少なくと
も一部が可動な第１の可動体としての第１人形体１２０
及び第２の可動体としての第２人形体１３０と、この第
１人形体１２０の可動部である第１アーム１２１と第２
人形体１３０の可動部である第２アーム１３１とに連結
（ヒンジ結合）された往復動部材１４０と、基台１１０
に一端部１５１が揺動可能に連結され他端部１５２が往
復動部材１４０に連結された揺動部材１５０とを、その
基本構成として備えている。

【００７３】さらにからくり装置１００は、揺動部材１
５０を一方向（図７中の反時計回り）に揺動させるよう
に付勢する弾性体としての引っ張りばね１６０と、加熱
変形により引っ張りばね１６０の付勢力に抗して揺動部
材１５０を一方向と反対の方向（図７中の時計回り）に
揺動させるように付勢する形状記憶合金からなるワイヤ
１７０と、このワイヤ１７０の周囲温度を検出する温度
検出手段としての温度センサ２００を有している。

【００７４】また、このからくり装置１００は、上記構
成に加えて、ワイヤ１７０の加熱動作を制御する制御手
段としての制御部３１０を備えている。この制御部３１
０は、ワイヤ１７０に流される電流量を可変的に調整す
る電流量調整部としての機能も備えている。

【００７５】ここで、第１人形体１２０は、図１０に示
すように、その輪郭が頭部１２０ａと胴体部１２０ｂと
をなすように形成されており、胴体部１２０ｂの下端部
が基台１１０に固定され、胴体部１２０ｂの上方領域に
おいて、可動部である第１アーム１２１がピン１２２に
より揺動自在に連結されている。また、第２人形体１３
０も、同様に図１０に示すように、その輪郭が頭部１３
０ａと胴体部１３０ｂとをなすように形成されており、
胴体部１３０ｂの下端部が基台１１０に固定され、胴体
部１３０ｂの上方領域において、可動部である第２アー
ム１３１がピン１３２により揺動自在に連結されてい
る。

【００７６】往復動部材１４０は、図１０および図１１
に示すように、下側に鋸の歯１４３を持つ鋸状に形成さ
れて、第１人形体１２０と第２人形体１３０との間にお
いて略水平方向に伸長するように配置されており、その
一端部１４１が、ピン１２３を介して第１アーム１２１
の第１前腕部１２１ａに連結（ヒンジ結合）され、又、
その他端部１４２が、ピン１３３を介して第２アーム１
３１の第２前腕部１３１ａに連結（ヒンジ結合）されて
いる。

【００７７】揺動部材１５０は、図１０ないし図１３に
示すように、第１人形体１２０と第２人形体１３０との
略中間の領域において略垂直方向に伸長するようにして
往復動部材１４０の後方に配置されており、その一端部
（下端部）１５１が支持軸１５３を介して基台１１０に
揺動可能に連結され、また、その他端部（上端部）１５
２がピン１５４を介して往復動部材１４０の略中央部に
連結（ヒンジ結合）されている。

【００７８】また、図１０ないし図１３に示すように、
第１人形体１２０と第２人形体１３０との略中間の領域
でかつ揺動部材１５０の後方において、垂直方向に伸長
するようにしてガイド部材１８０が配置されている。こ
のガイド部材１８０は、略Ｔ字形状をなすように形成さ
れており、その一端部（下端部）１８１が基台１１０に
固定されている。また、その他端部（上端部）１８２に
は、略水平方向に長尺な案内溝１８２ａが形成されてお
り、この案内溝１８２ａには、往復動部材１４０の背面
から突出しかつ所定の間隔をおいて水平方向に配列して
設けられた２つの係合ピン１４４、１４５が遊嵌されて
いる。

【００７９】したがって、図１１中において、揺動部材
１５０が時計回りに揺動して往復動部材１４０が右側に
向けて移動すると、ピン１４５が案内溝１８２ａの右側
端に接触（当接）してその移動が規制され、一方、揺動
部材１５０が反時計回りに揺動して往復動部材１４０が
左側に向けて移動すると、ピン１４４が案内溝１８２ａ
の左側端に接触（当接）してその移動が規制されるよう
になっている。すなわち、このガイド部材１８０によ
り、往復動部材１４０の移動範囲が所定の範囲に規制さ
れ、また、その移動方向が略水平方向となるように案内
される。

【００８０】駆動手段の一部を構成する引っ張りばね１
６０は、図１１に示すように、揺動部材１５０の中央よ
りも僅かに下方の領域に突設された係止ピン１６１と基
台１１０に突設された係止ピン１６２とに係止されて、
所定の初期張力となるように張設されている。また、駆
動手段の一部を構成する形状記憶合金製のワイヤ１７０
は、その一端部１７１が、揺動部材１５０の中央よりも
僅かに上方の領域に突設された係止ピン１７３に係止さ
れ、その途中が揺動部材１５０の揺動支点すなわち支持
軸１５３に回動自在に設けられたプーリ１７４及び第２
人形体１３０の下方領域に突設された支持軸１７５に回
動自在に設けられたプーリ１７６に巻回され、その他端
部１７２が、第２人形体１３０の略中央の領域に突設さ
れた係止ピン１７７に係止されて、所定の初期張力とな
るように張設されている。そして、このワイヤ１７０の
両端部１７１、１７２には、電源からの配線（不図示）
がそれぞれ接続されて、このワイヤ１７０に制御部３１
０により所望の電流を流して、ワイヤ１７０そのものを
変態点温度付近まで通電加熱することができるようにな
っている。

【００８１】したがって、休止状態においては、引っ張
りばね１６０の付勢力とワイヤ１７０の付勢力とが釣り
合った状態、すなわち、図１１において、揺動部材１５
０が反時計回りに揺動して往復動部材１４０は左側に移
動し、その係合ピン１４４が案内溝１８２ａの左側端に
当接した状態にある。この休止状態からワイヤ１７０が
変態点温度付近まで加熱されて収縮し始めると、引っ張
りばね１６０の付勢力に抗して揺動部材１５０が時計回
りに揺動して往復動部材１４０は右側に移動し、係合ピ
ン１４５が案内溝１８２ａの右側端に当接する。その
後、ワイヤ１７０の加熱が解除されると、ワイヤ１７０
は再び伸長して、揺動部材１５０は引っ張りばね１６０
の付勢力により反時計回りに揺動して往復動部材１４０
は左側に移動し、再び休止状態に復帰する。

【００８２】上記ガイド部材１８０の上端部１８２の一
側部には、図１１に示すように、検出器１９０が設けら
れている。この検出器１９０は、往復動部材１４０がワ
イヤ１７０の付勢力により所定位置に達したことを検出
し、その検出信号を制御部３１０に送出する。この検出
器１９０としては、光センサ（光透過型センサあるいは
光反射型センサ）、磁気検出センサ、機械的接触型セン
サ等種々のものを適用することができる。

【００８３】制御部３１０は、上述した第１の実施形態
の制御部３０と同様の機能を有している。具体的には、
制御部３１０は、たとえばスタート信号を受けて作動
し、ワイヤ１７０を加熱変形させるための電流を供給す
る電源部を有し、温度センサ２００の検出温度に応じて
ワイヤ１７０に供給する電流値を調整する。具体的に
は、制御部３１０は、温度センサ２００による検出温度
があらかじめ設定した基準温度Ｔref （たとえば常温、
２０度Ｃ）より高い場合には、ワイヤに供給する電流値
を基準温度Ｔref に対応して設定した基準電流値Ｉref
より低くなるように調整し、検出温度が基準温度Ｔref
より低い場合には、供給電流値を基準電流値Ｉthより高
くなるように調整する。

【００８４】また、制御部３１０は、往復動部材１４０
がワイヤ１７０の付勢力により所定位置に達したことを
示す検出器１９０による検出信号を受けると、ワイヤ１
７０への電流の供給を停止する。さらにまた、制御部３
１０は、ワイヤ１７０への電流の供給を停止させた後、
温度センサ２００で検出された温度に応じた時間後にワ
イヤ１７０への電流の供給を再開始する。この検出温度
に応じた時間の設定は、温度が高い度長く、温度が低い
程短く設定される。

【００８５】具体的には、検出器１９０が、ワイヤ１７
０の加熱変形により、往復動部材１４０が図１１中の右
側端直前に達したとき、すなわち、係合ピン１４５が案
内溝１８２ａの右側端に接触（当接）する直前の所定位
置に達したときに、そのことを検出して信号を出力し、
この検出信号に基づいて、制御部３１０が電源からの電
流の供給を遮断して、ワイヤ１７０の加熱を停止する。
その後、加熱停止によりワイヤ１７０が伸長し、引っ張
りばね１６０の付勢力が作用して、往復動部材１４０が
図１１中の左側端に達した後、すなわち、係合ピン１４
４が案内溝１８２ａの左側端に接触（当接）して停止し
た後に、タイマー等の作動により、制御部が自動的に作
動して電源に制御信号を送り、ワイヤ１７０の加熱を開
始する。制御部３１０は、このワイヤ１７０への電流の
供給を停止と再開始を設定回数ｎだけ繰り返し、その
後、ストップ信号を電流源に入力させて、電流源を停止
状態とする。

【００８６】なお、制御部３１０は、図７と同様に構成
することが可能であり、ここではその詳細な説明は省略
する。

【００８７】また、本実施形態に係るからくり装置１０
０では、図１０に示すように、上述した第１および第２
の実施形態と同様に、背面側ケース体２０１にワイヤ破
断防止手段としての破断防止レバーの操作スイッチ２０
２が設けられている。そして、図１２に示すように、揺
動部材１５０の中央よりも僅かに左側近傍領域には、操
作スイッチ２０２に連動する破断防止レバー２０３が設
けられている。通常の使用時には、操作スイッチ２０２
はオフ状態に設定され、これにより、破断防止レバー２
０３は、図１１に示すように、揺動部材１５０と非接触
状態に保持される。これに対して、非使用時、たとえば
たとえば輸送時等に形状記憶合金からなるワイヤ１７０
に外部からの振動、衝撃が加わり、破断するおそれがあ
る場合等には、操作スイッチ２０２がオン状態に設定さ
れる。これにより、破断防止レバー２０３は、図示しな
いが揺動部材１５０を弾性体としての引っ張りバネ１６
０の付勢方向と逆方向に押圧する。これにより、ワイヤ
に弛みが生じ、輸送時等に外部から振動や衝撃を受けて
も、ワイヤが破断することが防止される。

【００８８】次に、本実施形態に係るからくり装置の動
作について説明する。まず、操作スイッチ２０２はオフ
状態に設定される。これにより、破断防止レバー２０３
が揺動部材１５０と非接触状態に保持される。そして、
揺動部材１５０が反時計回りに揺動して往復動部材１４
０が左側端すなわち１係合ピン１４４が案内溝１８２ａ
の左側端に当接した状態（休止状態）から、スイッチ
（不図示）等が入れられて（ＯＮ）、所定のスタート信
号が制御部３１０に入力されると、制御部３１０により
温度センサ２００の検出温度に応じた値の電流がワイヤ
１７０に供給される。そして、ワイヤ１７０が変態点温
度付近まで加熱されると、ワイヤ１７０は収縮変形を始
め、引っ張りばね１６０の付勢力に抗して揺動部材１５
０を図１２中の時計回りに揺動させ、この揺動部材１５
０に連動して往復動部材１４０が右側に移動する。

【００８９】その後、往復動部材１４０が図１１中の右
側端直前（係合ピン１４５が案内溝１８２ａの右側端に
当接する直前）の所定位置に達したときに、検出器１９
０がそのことを検出して信号を出力し、この検出信号に
基づいて、制御部３１０がワイヤ１７０への電流の供給
を遮断して、ワイヤ１７０の通電加熱が停止される。

【００９０】この通電加熱の停止により、ワイヤ１７０
の温度が低下すると、ワイヤ１７０は元の長さになるよ
う伸長し始める。このワイヤ１７０の復帰動作に伴っ
て、引っ張りばね１６０の付勢力が作用し、揺動部材１
５０を図１１中の反時計回りに揺動させ、この揺動部材
１５０に連動して往復動部材１４０が左側に移動する。

【００９１】そして、タイマ等で温度センサ２００の検
出温度に応じて設定された所定の時間経過後、すなわ
ち、往復動部材１４０が図１１中の左側端（係合ピン１
４４が案内溝１８２ａの左側端に当接した状態）の所定
位置に達した後に、再トリガ信号が生成されて、ワイヤ
（ＳＭＡ）１７０に対して検出温度に応じた値の電流が
供給される。

【００９２】この通電加熱の再開始により、ワイヤ１７
０は再び収縮変形して揺動部材１５０を時計回りに揺動
させ、この揺動部材１５０に連動して往復動部材１４０
が右側に向かって移動し、検出器１９０の作動により通
電加熱が解除されて、再びワイヤ１７０が伸長し始め、
引っ張りばね１６０が、揺動部材１５０を反時計回りに
揺動させ、この揺動部材１５０に連動して往復動部材１
４０が左側に向かって移動する。

【００９３】このように、ワイヤ１７０の通電加熱を間
欠的に行なうことにより、図１４に示すように、第１人
形体１２０と第２人形体１３０との間に配置された丸太
部材３００の上側で、鋸状に形成された往復動部材１４
０が往復移動することになり、両人形体１２０、１３０
が、あたかも鋸を挽いて丸太を切るようなからくり動作
を行わせることができる。そして、所定の時間にわたっ
て上記のからくり動作が行なわれた後、スイッチが切ら
れると（ＯＦＦ）、上記の一連のからくり動作が停止し
て、揺動部材１５０及び往復動部材１４０は休止状態に
復帰する。

【００９４】なお、図１６は、上記のからくり装置１０
０を薄型時計３２０に搭載した実施形態を示すものであ
る。この実施形態では、図１１に示すように、文字盤３
３０の前方にからくり装置１００を配置している。すな
わち、前述の基台１１０及びガイド部材１８０に相当す
るものを、文字盤３３０で代用し、この文字盤３３０に
ガイド部材１８０の案内溝１８２ａ等に相当するものを
形成した構成となっている。この構成によれば、時計３
２０そのものの構成部品をからくり装置１００の構成部
品として適用（特に文字盤３３０をガイド部材として適
用）することができ、部品点数の削減により一層の薄型
化を行なうことができる。

【００９５】また、図１７は、上記の上記のからくり装
置１００を薄型時計３２０に搭載した実施形態における
制御部３１０の構成例を示すブロック図である。基本的
には、図７の回路と同様の構成を有している。すなわ
ち、この制御部３１０は、図１７に示すように、ＳＭＡ
電源部３１１、遅延回路（ＤＬＹ）３１２、ＡＮＤゲー
ト３１３，３１４、ＯＲゲート３１５、電流供給回路３
１６、タイマ３１７、およびｎ回路カウンタ３１８を有
している。

【００９６】電源部３１１は、スタート信号ＳＴＲを受
けて、イネーブル信号ＥＮＢをＡＮＤゲート３１３，３
１４、および電流供給回路３１６に出力する。また、電
源部３１１は、ｎ回路カウンタ３１８によるストップ信
号Ｓ３１８を受けると、イネーブル信号ＥＮＢの出力を
停止する。

【００９７】電流供給回路３１６は、電源部３１１によ
るイネーブル信号ＥＮＢを受けているときに、ＯＲゲー
ト３１５の出力をハイレベルで受けると、温度センサ２
００の検出温度に応じた値の電流をワイヤ１７０に供給
する。そして、検出器１９０の検出信号ＤＴ１９０を受
けると、ワイヤ１７０に対する電流の供給を停止する。

【００９８】タイマ３１７は、検出器１９０の検出信号
ＤＴ１９０を受けると、その入力から温度センサ２００
の検出温度に応じて設定される所定時間経過後に、再ト
リガ信号Ｓ３１７を生成してＡＮＤゲート３１３に出力
する。

【００９９】ｎ回カウンタ３１８は、検出器１９０の検
出信号ＤＴ１９０をカウントし、カウント数がｎになる
と、パルス状のストップ信号Ｓ３１８を生成して電源部
３１１に出力する。

【０１００】なお、この場合の制御部３１０のスタート
信号ＳＴＲは時計回路部４００によって発生される。す
なわち、時計回路部４００は、ムーブメントを含む時計
回路４０１、アラーム設定部４０２、比較部４０３、報
知部４０４、正時信号生成部４０５、およびＯＲゲート
４０６を有している。そして、たとえば時計回路４０１
で１時等の正時になる正時信号生成部４０５で生成され
た正時信号Ｓ４０５がＯＲゲート４０６を介してスター
ト信号ＳＴＲとして制御部３１０に供給される。また、
時計回路４０１による計時信号とアラーム設定部４０２
で設定された時刻とが比較部４０３で一致したと判別さ
れた場合の比較部４０３の出力信号Ｓ４０３がＯＲゲー
ト４０６を介してスタート信号ＳＴＲとして制御部３１
０に供給される。

【０１０１】以上のように、本第３の実施形態によれ
ば、からくり装置１００を、基台１１０に相対向して配
置されかつその少なくとも一部が可動な第１の可動体と
しての第１人形体１２０及び第２の可動体としての第２
人形体１３０と、この第１人形体１２０の可動部である
第１アーム１２１と第２人形体１３０の可動部である第
２アーム１３１とに連結（ヒンジ結合）された往復動部
材１４０と、基台１１０に一端部１５１が揺動可能に連
結され他端部１５２が往復動部材１４０に連結された揺
動部材１５０とを有する基本構成と、さらに揺動部材１
５０を一方向に揺動させるように付勢する弾性体として
の引っ張りばね１６０と、加熱変形により引っ張りばね
１６０の付勢力に抗して揺動部材１５０を一方向と反対
の方向に揺動させるように付勢する形状記憶合金からな
るワイヤ１７０と、このワイヤ１７０の周囲温度を検出
する温度センサ２００と、温度センサ２００の検出温度
に応じてワイヤに供給する電流値を調整する制御部３０
とを有することから、従来のようなＤＣモータ、減速歯
車列等を用いるものに比べて、装置の簡略化、小型化、
軽量化、薄型化等を行なうことができ、たとえば薄型時
計等にこのからくり装置を搭載することも可能となり、
また、周囲温度変化によるワイヤ（ＳＭＡ）１８の特性
変化に対応でき、精度の高い制御を行うことができる。

【０１０２】また、制御部３１０は、往復動部材１４０
がワイヤ１７０の付勢力により所定位置に達したことを
示す検出器１９０による検出信号ＤＴ１９０を受ける
と、ワイヤ１７０への電流の供給を停止し、ワイヤ１７
０への電流の供給を停止させた後、温度センサ２００で
検出された温度に応じた時間後にワイヤ１７０への電流
の供給を再開始することから、戻り位置に特別な検出器
を用いることがなく、戻り時間を精度高く設定できる。
また、制御部３１０は、スタート信号ＳＴＲでイネーブ
ルとなり、ｎ回繰り返し後にストップ信号Ｓ３１８を生
成して、電源部３１１自体を非イネーブルにすることか
ら、動作時以外は不必要な消費電流を抑えることがで
き、たとえば電池駆動の装置の場合、電池寿命を延ばす
ことができる利点がある。

【０１０３】また、本第３の実施形態では、輸送時等の
非使用時には、操作スイッチ２０２をオン状態に設定す
ることにより、破断防止レバー２０３により揺動部材１
５０を弾性体としての引っ張りバネ１６０の付勢方向と
逆方向に押圧して、ワイヤ１７０を弛ませるようにした
ので、輸送時等に外部から振動や衝撃を受けても、ワイ
ヤが破断することを防止できる利点がある。

【０１０４】また、制御部を介してワイヤの通電加熱を
間欠的に行なわせるだけで、可動体に連結された往復動
部材を往復移動させることができる。

【０１０５】また、ワイヤ１７０に供給される電流量を
可変的に調整する電流量調整部を設けることで、ワイヤ
に流される電流の量を適宜調整して、ワイヤの通電加熱
による収縮変形の変形速度及び変形量が適宜調整するこ
とができ、これにより、往復動部材を所望の速度で可変
的に移動させることができ、観察者の注意を喚起させる
ことができる。

【０１０６】さらに、この実施形態においては、ワイヤ
１７０の通電加熱を解除するタイミングを、加熱温度が
変態点温度付近、より具体的には変態点温度以下となる
ように設定している。このようなタイミングとすること
により、形状記憶合金製のワイヤ１７０の耐久性を向上
させることができる。

【０１０７】以上述べた第３の実施形態においては、形
状記憶合金からなるワイヤ１７０を加熱する手段とし
て、電源により電流を供給して通電加熱する手法を示し
たが、これに限定されるものではなく、加熱により収縮
変形を生じさせるものであれば、高温液体、レーザ光照
射等その他の加熱源を採用することができる。また、上
記実施形態においては、可動体として、第１アーム１２
１を持つ第１人形体１２０及び第２アーム１３１を持つ
第２人形体１３０を採用したが、これに限定されるもの
ではなく、人形以外の動物等の形態を示すものであって
もよい。

【０１０８】また、上記実施形態においては、往復動部
材１４０として鋸状に形成されたもの及びこの往復動部
材１４０により切断される丸太部材３００を採用した
が、これに限定されるものではなく、往復動部材を綱引
き用の綱、あるいは、観察者の注意を喚起する装飾体等
その他の形態に形成することができる。

【０１０９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来のようなＤＣモータ、減速歯車列等を用いるものに比
べて、装置の簡略化、小型化、軽量化、薄型化等を行な
うことができ、薄型時計等にこのからくり装置を搭載す
ることも可能となり、また、周囲温度変化によるワイヤ
（ＳＭＡ）の特性変化に対応でき、精度の高い制御を行
うことができる。

【０１１０】また、戻り位置に特別な検出器を用いるこ
とがなく、戻り時間を精度高く設定できる。また、動作
時以外は不必要な消費電流を抑えることができ、たとえ
ば電池駆動の装置の場合、電池寿命を延ばすことができ
る利点がある。

【０１１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る駆動装置の第１の実施形態を示す
図である。

【図２】本発明に係る駆動装置の第１の実施形態の要部
を示す図である。

【図３】本発明に係る駆動装置の判断防止機構を説明す
るための図である。

【図４】形状記憶合金からなるワイヤ（ＳＭＡ）とし
て、外径が７５μｍ程度、長さが１００ｍｍ程度、変態
点温度（Ａｆ点）が６５度Ｃ、使用歪み量が３％（３ｍ
ｍ）、抵抗値が常温（たとえば２０度Ｃ）で２０Ωのも
のを使用したときの、印加電圧と動作時間との関係を示
す図である。

【図５】ＤＣ電圧３Ｖを印加したときの各温度における
動作時間を示す図である。

【図６】動作角を３５度の場合に動作時間を一定（たと
えば０．３秒）にした場合の各温度におけるＳＭＡへの
供給電流値例を示す図である。

【図７】本発明に係る制御部の具体的な構成例を示すブ
ロック図である。

【図８】本発明に係る駆動装置の第２の実施形態を示す
図である。

【図９】本発明に係る駆動装置の第２の実施形態の要部
を示す図である。

【図１０】本発明のからくり装置の正面図である。

【図１１】本発明に係るからくり装置の駆動系の要部の
背面図である。

【図１２】本発明に係るからくり装置の平面図である。

【図１３】本発明に係るからくり装置の右側面図であ
る。

【図１４】図１０に示す装置に丸太部材を取り付けた状
態を示す正面図である。

【図１５】本発明に係るからくり装置の背面図である。

【図１６】図１０に示すからくり装置を薄型時計の文字
盤上に配置した実施形態を示す正面図である。

【図１７】本発明に係るからくり装置を薄型時計３２０
に搭載した実施形態における制御部の構成例を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０，４０…駆動装置１１，４１…ケース体１２，４２…往復動部材１３，４３…案内窓１４，４４…操作スイッチ１６，４６…揺動部材４７…引っ張りばね４８…ワイヤ１９，４９…温度センサ２６，５４…検出器２５、５５…破断防止レバー１００…からくり装置１１０…基台１２０…第１人形体（可動体）１２１…第１アーム１３０…第２人形体（可動体）１３１…第２アーム１４０…往復動部材１４４…係合ピン１４５…係合ピン１５０…揺動部材１５３…支持軸（揺動支点）１６０…引っ張りばね（弾性体）１７０…ワイヤ１７４…プーリ１８０…ガイド部材１８２ａ…案内溝１９０…検出器２００…温度センサ２０１…ケース体２０２…操作スイッチ２０３…破断防止レバー３００…丸太部材３１０…制御部３２０…薄型時計３３０…文字盤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】往復動部材を往復動させる駆動装置であ
って、揺動可能に設けられ、所定部位に上記往復動部材が取り
付けられる揺動部材と、上記揺動部材を一方向に揺動させるように付勢する弾性
体と、供給される電流値に応じた加熱変形により上記弾性体の
付勢力に抗して上記揺動部材を上記一方向と反対の方向
に揺動させるように付勢する形状記憶合金からなるワイ
ヤと、上記ワイヤの周囲温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段の検出温度に応じて上記ワイヤの加熱
量を調整する制御手段とを有する駆動装置。
【請求項２】上記制御手段は、上記ワイヤに電流を供
給する電源部を有し、温度検出手段による検出温度があ
らかじめ設定した基準温度より高い場合には、上記ワイ
ヤに供給する電流値を当該基準温度に対応して設定した
基準電流値より低くなるように調整し、検出温度が上記
基準温度より低い場合には、供給電流値を上記基準電流
値より高くなるように調整する請求項１記載の駆動装
置。
【請求項３】上記往復動部材が上記ワイヤの付勢力に
より所定位置に達したことを検出する位置検出手段を有
し、上記制御手段は、上記位置検出手段の検出を受けて上記
ワイヤへの電流の供給を停止する請求項１または２記載
の駆動装置。
【請求項４】上記制御手段は、上記ワイヤへの電流の
供給を停止させた後、上記温度検出手段で検出された温
度に応じた時間後にワイヤへの電流の供給を再開始する
請求項３記載の駆動装置。
【請求項５】上記制御手段は、上記ワイヤへの電流の
供給を停止と再開始を設定回数だけ繰り返す請求項４記
載の駆動装置。
【請求項６】往復動部材を往復動させるからくり装置
であって、基台と、基台に配置されかつその少なくとも一部が可動な可動体
と、上記可動体に対してヒンジ結合されて往復動させられる
往復動部材と、上記基台に一端部が揺動可能に連結され他端部が上記往
復動部材に連結された揺動部材と、上記揺動部材を一方向に揺動させるように付勢する弾性
体と、供給される電流値に応じた加熱変形により上記弾性体の
付勢力に抗して上記揺動部材を上記一方向と反対の方向
に揺動させるように付勢する形状記憶合金からなるワイ
ヤと、上記ワイヤの周囲温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段の検出温度に応じて上記ワイヤの加熱
量を調整する制御手段とを有するからくり装置。
【請求項７】上記制御手段は、上記ワイヤに電流を供
給する電源部を有し、温度検出手段による検出温度があ
らかじめ設定した基準温度より高い場合には、上記ワイ
ヤに供給する電流値を当該基準温度に対応して設定した
基準電流値より低くなるように調整し、検出温度が上記
基準温度より低い場合には、供給電流値を上記基準電流
値より高くなるように調整する請求項６記載の駆動装
置。
【請求項８】上記往復動部材が上記ワイヤの付勢力に
より所定位置に達したことを検出する位置検出手段を有
し、上記制御手段は、上記位置検出手段の検出を受けて上記
ワイヤへの電流の供給を停止する請求項６または７記載
の駆動装置。
【請求項９】上記制御手段は、上記ワイヤへの電流の
供給を停止させた後、上記温度検出手段で検出された温
度に応じた時間後にワイヤへの電流の供給を再開始する
請求項８記載の駆動装置。
【請求項１０】上記制御手段は、上記ワイヤへの電流
の供給を停止と再開始を設定回数だけ繰り返す請求項９
記載の駆動装置。