JP4528557B2

JP4528557B2 - 装飾体駆動装置

Info

Publication number: JP4528557B2
Application number: JP2004152643A
Authority: JP
Inventors: 文晃滝口
Original assignee: Seiko Clock Inc
Current assignee: Seiko Time Creation Inc
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2024-05-24
Also published as: US20050259522A1; JP2005337711A; US7477574B2

Description

本発明は本体内に装飾体を内蔵すると共に装飾体の前方に扉を設け、所定時刻になると扉を開いて装飾体を出現させる装飾体駆動装置に関する。特に、１つのモータで扉の開閉と装飾体の動作とが行える装飾体駆動装置に関する。

正時などの所定時刻になると扉を開いて装飾体を出現させ、例えば音楽に合わせて装飾体を一定時間動作させた後に装飾体を収納する装飾体時計が従来から多く知られている。この種の装飾体時計では、扉の開閉や装飾体に動作をさせるための駆動源が必要となる。すなわち、一般的な時刻表示のみを行う時計と比較して動作させる対象の数に比例した数だけモータが必要となる。しかし、内蔵するモータの数が増加すると製造コストが増加するばかりでなく、モータを収納するスペースを確保することも必要となるので時計が大型化してしまう。

そこで、例えば特許文献１では、１個のモータで扉の開閉及び装飾体の駆動を行う装飾体時計用の扉開閉機構を提案している。この機構は第１及び第２の歯車２枚を同軸に配置すると共に、第２の歯車をスリップ可能に圧着している。そして、モータから減速歯車列を介して第１の歯車を回転させ、同軸に配置した第２の歯車の回転により扉の開閉を行うようにしている。さらに、扉の全開位置にストッパを設けると共に、装飾体を動作させる駆動伝達歯車に前記減速歯車列の何れか又は第１の歯車を噛合させた構造を採用している。

特許文献１の機構は、同軸に配置した２枚の歯車をスリップ可能に圧着しているので扉が全開位置で停止した時に、この２枚の歯車の間でスリップが生じてモータの回転を維持できる。よって、扉が全開位置で停止した後もモータの回転力を駆動伝達歯車に伝達できるので装飾体の動作を持続させることができる。

特開平８−６８８６９号公報

上記特許文献１の機構では、扉を開く方向へ作用する力が扉が全開となった後も継続的に発生している。この力を逃がすために歯車間をスリップさせている。しかしながら、このように歯車をスリップさせる構造を採用すると接触部分が磨耗してくる。接触部分が磨耗してしまうと当初よりもスリップし易くなるので、摩擦を利用して２枚の歯車を同時に回転させることが困難となる。その結果、扉の開閉を確実に行えないという問題が発生する。また、音楽に合わせて装飾体が動作しているときに、スリップによる摩擦音が発生して雑音となりパフォーマンス性が損なわれるという問題がある。さらには、特許文献１の機構ではモータと扉の開閉を行う歯車が常に接続状態にあるので、扉を閉鎖させる方向へモータの回転を切替えると即座に扉が閉じ始めてしまう。よって、モータの回転方向が制約を受けるので、装飾体のパフォーマンスは一方向回転等の単調な動作に限定されるという問題もあった。

よって、本発明の目的は前述した従来の課題を解決し、１個のモータで扉の開閉及び装飾体の動作が行える共に、扉に駆動力が伝達されない状態を形成しながら装飾体を動作させることができる装飾体駆動装置を提供することである。

上記目的は、装飾体を内蔵すると共に、該装飾体の前方に開閉可能な扉を設けた装飾体駆動装置であって、モータにより両方向へ回転可能な第１の歯車と、該第１の歯車と所定範囲でのみ係合して間欠回転され、前記扉を開閉する第２の歯車とを含む扉開閉機構と、前記モータの駆動力を前記装飾体に伝達して動作させる装飾体動作機構とを備えている装飾体駆動装置によって達成される。

本発明によると１つのモータで扉の開閉と装飾体の動作が行えると共に、扉開閉機構により間欠駆動で扉を開閉できるので、扉に駆動力が伝達されない状態を形成して装飾体の動作を行うことができる。

そして、前記第１の歯車が係合ピンを有すると共に、前記第２の歯車は前記係合ピンが係合する溝を備えており、前記第１の歯車と前記第２の歯車とにより形成されたゼネバ機構を含んでもよい。また、前記モータと前記第１の歯車との間には複数の歯車により形成した輪列を含み、前記装飾体動作機構は前記第１の歯車又は前記輪列に含まれる歯車から駆動力を得て前記装飾体を動作させるようにしてもよい。

また、前記第２の歯車と係合していない領域で、前記第１の歯車の回転位置を検出する位置検出機構をさらに備えている構造を採用してもよい。また前記扉が左右一対で設けられると共に、該扉に対応して前記扉開閉機構も一対設けられ、前記一対の扉開閉機構の前記第１の歯車が互いに噛合している構造を採用することもできる。

本発明によると１個のモータで扉開閉及び装飾体を駆動できると共に、扉に駆動力が伝達されない状態を形成しながら装飾体を動作させることができる。

以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態の装飾体駆動装置としての装飾体時計１を説明する。図１は、装飾体時計１の外観の変化を示した図である。図１（Ａ）は装飾体時計１が通常の時刻表示状態にあるときを示している。（Ｂ）及び（Ｃ）は、正時（例えば図示のように１０時）となったときの変化を示している。（Ｂ）で示すように正時になると文字盤２が下に移動して、文字盤２の背部に隠れていたからくり構造が現れる。そして、（Ｃ）に示すように左右の扉３、４が開いて装飾体としての人形５が出現して、この人形５が所定の動作（パフォーマンス）を行う。なお、本実施例では、装飾体を正時に駆動したが、駆動のタイミングはこれに限らず、適宜変更可能である。

図２は、内部構成が確認できるように示した装飾体時計１の側面図（要部断面図）である。この図２では文字盤２の通常位置を２ａ、からくり構造を露出させる下位置を２ｂで示している。図２で示すように、装飾体時計１は文字盤２の裏側に人形５を収納している。文字盤２と人形５との間に観音開きする左右一対の扉３，４を有している。正時などの所定時になると、図示しない駆動手段により文字盤２が下位置２ｂまで移動する。文字盤２が下位置２ｂに到達した後、扉３，４が開いて人形がパフォーマンスを行う。装飾体時計１は扉３，４の開閉及び人形５の動作を行うために、人形５の下部に機構体６及び駆動用のモータ７を１つ備えている。以下、１個のモータ７と機構体６によって、扉３、４の開閉及び人形５の動作を行わせるための詳細な構成について説明する。

機構体６では、扉３、４の開閉を行うためにゼネバ機構を利用する。このゼネバ機構について簡単に説明する。図３は片側の扉３を開閉するゼネバ機構について示した図である。モータ７によって第１の歯車１１が両方向に回転される。ただし、図３（Ａ）は扉３が閉じられた状態を示しており、この状態から第１の歯車１１は反時計方向Ｌへのみ回転する。この第１の歯車１１に隣接して、溝１２ＣＡを有する伝え歯車（第２の歯車）１２が配置されている。第１の歯車１１はその上面に係合ピン（ゼネバピン）１１ＰＲを有しており、第１の歯車１１が反時計方向Ｌへ回転すると係合ピン１１ＰＲが溝１２ＣＡに係合する。さらに第１の歯車１１が回転を継続すると、係合ピン１１ＰＲによって溝１２ＣＡの位置が時計方向Ｒに回転される。これにより伝え歯車１２が時計方向Ｒへ回転する。第１の歯車１１と伝え歯車１２とからいわゆるゼネバ機構が形成される。

伝え歯車１２の溝１２ＣＡは、第１の歯車１１が回転して係合ピン１１ＰＲが所定位置に来たときだけ係合する。よって、伝え歯車１２は所定範囲（図３（Ａ）〜（Ｃ））でのみ第１の歯車１１と係合して回転されることになる。すなわち、伝え歯車１２は第１の歯車１１によって間欠回転される。

また、伝え歯車１２は周部に歯列１２ａが形成されており、この歯列１２ａは扉３に固定された歯車１３の歯列１３ａと噛合している。よって、伝え歯車１２が時計方向Ｒへ回転すると、扉３が歯車１３を介して反時計方向Ｌ（図３左向き（開く向き））へ回転する。図３（Ａ）から（Ｃ）はこのときの様子を連続して示している。さらに第１の歯車１１が反時計方向Ｌへの回転を継続すると、図３（Ｄ）で示すように係合ピン１１ＰＲが溝１２ＣＡから離脱する。よって、これ以降は第１の歯車１１が反時計方向Ｌへ回転しても伝え歯車１２には回転力は伝達されない。

図３で示すようにゼネバ機構を用いると係合ピン１１ＰＲが溝１２ＣＡと係合する範囲でのみ伝え歯車１２が回転される。そして、係合ピン１１ＰＲが溝１２ＣＡから離脱した後は、歯車１１が更に回転して係合ピン１１ＰＲが範囲ＭＲを移動しても伝え歯車１２には影響を与えない。よって、伝え歯車１２の回転力を扉３の開閉に利用し、係合ピン１１ＰＲが溝１２ＣＡから離脱した以後の第１の歯車１１の回転力を人形５の動作に利用できる。すなわち、図３で示す構成を採用すると、１個のモータで扉３の開閉及び人形５のパフォーマンスを行えるだけでなく、扉３に駆動力が伝達されない状態を形成しながら人形５を動作させることができる。装飾体時計１は機構体６内に図３に示した機構（扉３を除く）を含んでいる。次に機構体６内の構成を説明する。

機構体６は２枚の扉３、４を観音開きで開閉する構成を含んでいる。図４は機構体６の輪列機構図である。機構体６には前述した扉３用のゼネバ機構と、同様に形成した扉４用のゼネバ機構とを含んでいる。なお、この図４では、図３で示した部位と同じ部分に同一の符号を付している。モータ７からの駆動力は、歯車１５、１６、１７、１８を含んだ減速輪列を介して前記第１の歯車１１へ伝達される。この第１の歯車１１は係合ピン１１ＰＲが溝１２ＣＡと係合する間だけ伝え歯車１２を回転し、後段の扉開閉用歯車１３を回転させて扉３を開くことができる。

また、歯車１１は、扉４側を駆動するゼネバ機構の第１の歯車２１と噛合している。よって、扉４も歯車２１の係合ピン２１ＰＲが、溝２２ＣＡに係合して伝え歯車２２を回転させ、この伝え歯車２２が噛合している後段の扉開閉用歯車２３を回転させて扉４を開くことができる。係合ピン１１ＰＲ、２１ＰＲがそれぞれ、溝１２ＣＡ，２２ＣＡに係合しているときにモータ７を正逆回転することで、扉３，４を同時に開閉できる。係合ピン１１ＰＲ、２１ＰＲが溝１２ＣＡ，２２ＣＡから外れる点が扉３、４の開位置及び閉位置となるように設定されている。

以上のように機構体６は、減速輪列を介してモータ７の回転を第１の歯車１１、２１に伝達し、係合ピン１１ＰＲ、２１ＰＲが溝１２ＣＡ，２２ＣＡに係合している範囲で第２の歯車（伝え歯車）１２、２２を回転させる。そして、この第２の歯車１２、２２に扉開閉用歯車１３、２３を噛合することで扉を開閉する扉開閉機構を含んでいる。よって、モータ７の回転により扉３，４を観音開きにして内部に配置した人形（装飾体）５を出現させることができる。

次に、前記モータ７の駆動力を人形５に伝達して動作させる装飾体動作機構について説明する。装飾体時計１は第１の歯車１１の駆動力を人形５に伝達して動作させるように構成している。図５は、図４の２点鎖線に沿って展開した機構体６の断面図である。この図５でも図４と同一の部位に同じ符号を付している。前記第１の歯車１１の回転軸３１の端部３１ａにはカム３０が固定されている。このカム３０の上面には突起部３０ＰＲが形成されている。この突起部３０ＰＲは人形５が固定されている台板９に形成した開口９ＨＬに嵌合している。この台板９は支軸３２を中心に揺動自在に配置されている。第１の歯車１１が回転したときにカム３０が同時に回転するので、カム３０の揺動に応じて突起部３０ＰＲにより台板９が揺動する。よって、台板９上の人形５を動作させることができる。

ところで、扉３、４が全開位置に達した後（係合ピン１１ＰＲが溝１２ＣＡから外れた後）に第１の歯車１１が扉を開く方向へ継続して図４の反時計方向に回転すると、係合ピン１１ＰＲが伝え歯車１２の周部に当接するので回転を継続することが不可能となる。これにより人形５の動作も停止してしまう。一方、歯車１１を上記とは逆向き（図４の時計方向）に回転させたときは、その回転を継続すると係合ピン１１ＰＲが伝え歯車１２の溝１２ＣＡに係合し、最終的には扉３，４が閉じて人形５が収納されてしまう。

そこで、装飾体時計１は歯車１１の係合ピン１１ＰＲが伝え歯車１２の溝１２ＣＡから外れた領域において、歯車１１の回転位置を検出する位置検出機構を備えている。図６を参照してこの位置検出機構について説明する。図６は第１の歯車１１の上部に配置した前記カム３０の回転する様子を確認できるように示した図である。図６（Ａ）は歯車１１の係合ピン１１ＰＲが、伝え歯車１２の溝１２ＣＡから外れた直後の状態、同（Ｂ）は歯車１１が溝１２ＣＡから遠ざかる方向（図６反時計方向）へ所定量回転したときの状態を示した図である。

歯車１１と共に回転するカム３０には、半径方向へ突出させた２つの突出部３０Ａ、３０Ｂが形成されている。また、これら突出部３０Ａ、３０Ｂに当接するレバー４１を有するマイクロスイッチ４０がカム３０の外周部に配置されている。突出部３０Ａは、係合ピン１１ＰＲが伝え歯車１２の溝１２ＣＡから外れた直後、すなわち扉３，４が全開とされた直後をマイクロスイッチ４０で検出するように配置されている。また、突出部３０Ｂは溝１２ＣＡから遠ざかる方向へ所定量回転した歯車１１を検出するように配置される。なお、突出部３０Ｂは係合ピン１１ＰＲが回転したときに機構体６内の他の部分に衝突しないように設定される。また、機構体６内に突出部３０Ｂに係合する度当たり部を設け、マイクロスイッチ４０が故障した場合等に、カム３０がそれ以上回転しないようにしても良い。

上記のように位置検出機構はカム３０に設けた突出部３０Ａ、３０Ｂとマイクロスイッチ４０とを含んで構成されているので、係合ピン１１ＰＲが溝１２ＣＡから外れている領域で回転する歯車１１の位置を検出できる。特に、マイクロスイッチ４０が最初に突出部３０Ａを検出した以後において、マイクロスイッチ４０が突出部３０Ａ又は３０Ｂを検出するたびにモータ７の回転方向を変更する（逆転する）ことで、人形５が固定されている台板９をカム３０の突起部３０ＰＲで揺動できる。よって、マイクロスイッチ４０を制御する制御回路４５を設け、制御回路４５によりマイクロスイッチ４０がカム３０の突出部３０Ａ，３０Ｂを検出する回数を予め設定しておけば、扉３，４を開いた以後の所定時間、人形５に動作させることができる。その後は、係合ピン１１ＰＲが溝１２ＣＡに係合する方向（図６時計方向）にモータ７を継続回転することで扉３，４を閉じてパフォーマンスを終了できる（図３（Ａ）参照）。なお、図６は、扉３側の第１の歯車１１から人形５の駆動力を得る場合を例示したものであるが、扉４側の歯車２１から得るように構成してもよい。

以上のように、装飾体時計１は第１の歯車１１の係合ピン１１ＰＲが図６反時計方向に回転して伝え歯車１２の溝１２ＣＡから外れたときに扉３，４が全開状態となる（図３（Ｃ））。この状態で扉の開閉動作は停止するが、歯車１１の回転はモータ７により継続される。歯車１１には同軸でカム３０が固定されており、このカム３０の突起部３０ＰＲにより台板９を介して人形５を動作させることができる。特に装飾体時計１ではカム３０に設けた突出部３０Ａ、３０Ｂをマイクロスイッチ４０で検出したときにモータ７の回転を変更することで人形５の動作に変化を与えることができる。

以上のように、装飾体時計１は１個のモータ７で扉３，４の開閉と、人形（装飾体）５の駆動を行える。特に、装飾体時計１はゼネバ機構を用いることで扉３、４を駆動する伝え歯車１２、２２が間欠駆動されるので、扉３、４を開閉する動力が生じていない状態で人形５を動作させることができる。よって、装飾体を動作させている最中にも扉を開く動力が発生している従来機構のようにスリップさせる部分を必要としないので、装飾体時計１は磨耗やスリップ音の問題がない。また、図７は装飾体時計１の人形５が動作をしたときの様子を３方向から示した図である。この図で示すように、人形５の動きに変化を与えることができるのでパフォーマンス性に富んだ装飾体時計１として提供できる。

前記実施例では歯車１１の位置検出機構にマイクロスイッチ４０を用いる場合を示したが、これに限らず光センサを用いてもよい。例えば、赤外線を発光する発光部と反射光を受信する受信部とを備えたアクティブセンサを準備する。そして、金属箔等の反射フィルムを歯車１１やカム３０の所定位置に添付して、位置検出するようにしてもよい。また、前記実施例では扉３、４を観音開きとしたが、スライダを配置して扉３，４を左右にスライドさせて開閉してもよい。この場合扉３，４にラックギアを固定し、このラックギアを上記扉開閉用歯車１３、２３の回転で移動するように構成すればよい。また、扉を１枚として簡素化してもよい。

さらに、前記実施例では人形５を動作させる装飾体動作機構の駆動源として第１の歯車１１を用いる場合を示したが、これに限らずモータ７と第１の歯車１１との間の輪列に含まれる歯車１５〜１８から人形５を作動させる駆動力を得るように構成してもよい。なお、人形５の数は複数でも良く、また、装飾体は人形に限定されない。また、本発明において、装飾駆動装置として装飾体時計を用いたが、装飾体駆動装置は適宜変更可能である。

以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施形態に係る装飾体時計の外観の変化を示した図である。内部構成が確認できるように示した装飾体時計の側面図である。片側の扉を開閉するゼネバ機構について示した図である。装飾体時計の機構体の輪列機構図である。図４の２点鎖線に沿って展開した機構体の断面図である。第１の歯車の上部に配置したカムの回転する様子を確認できるように示した図である。装飾体時計の人形が動作をしたときの様子を３方向から示した図である。

符号の説明

１装飾体時計（装飾体駆動装置）
３、４扉
５人形（装飾体）
６機構体
７モータ
１０第１の歯車
１１ＰＲ係合ピン
１２第２の歯車
１２ＣＡ溝

Claims

装飾体を内蔵すると共に、該装飾体の前方に開閉可能な扉を設けた装飾体駆動装置であって、
モータにより両方向へ回転可能な第１の歯車と、該第１の歯車と所定範囲でのみ係合して間欠回転され、前記扉を開閉する第２の歯車とを含む扉開閉機構と、
前記モータの駆動力を前記装飾体に伝達して動作させる装飾体動作機構と、
前記第２の歯車と係合していない領域で、前記第１の歯車の回転位置を検出する位置検出機構を備え、
前記位置検出機構は、検出した前記第１の歯車の回転位置に基づいて前記扉が全開であることを検出可能であり、
前記モータは、前記扉が全開の状態を維持しつつ前記装飾体を揺動させるように往復回転する、ことを特徴とする装飾体駆動装置。
前記第１の歯車が係合ピンを有すると共に、前記第２の歯車は前記係合ピンが係合する溝を備えており、前記第１の歯車と前記第２の歯車とによりゼネバ機構が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装飾体駆動装置。
前記モータと前記第１の歯車との間には複数の歯車により形成した輪列を含み、前記装飾体動作機構は前記第１の歯車又は前記輪列に含まれる歯車から駆動力を得て前記装飾体を動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の装飾体駆動装置。
前記位置検出機構は、第１及び第２突出部を有し前記第１の歯車に連動して回転し前記装飾体を駆動するためのカムと、前記第１又は第２突出部に当接し得るレバーを有したマイクロスイッチと、を含み、
前記第１の歯車と前記第２の歯車と係合していない状態において、前記レバーと前記第１又は第２突出部とは当接する請求項１から３のいずれかに記載の装飾体駆動装置。
前記扉が左右一対で設けられると共に、該扉に対応して前記扉開閉機構も一対設けられ、
前記一対の扉開閉機構の前記第１の歯車が互いに噛合していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の装飾体駆動装置。