JP6895340B2 - からくり時計 - Google Patents

Description

本発明は、文字板が上下動作する構造のからくり時計に関する。

一般的なからくり時計において、文字板が上下動作するものが知られている。この種のからくり時計は、例えば正時になると、１枚に組み合わされていた文字板が、複数枚に分割するとともに所定の軸の周りに上下動を伴って回転するもの、重畳的に組み合わされていた複数枚の文字板が、それぞれの軸の周りに回転するもの、或いは、文字板の一部が上下動を伴って回転するものなどが案出されている（特許文献１〜４）。

上述の文字板が回転する構造のからくり時計は、一つのモータを駆動源として、これを複数の歯車からなる輪列を用い、モータの正転および反転で、一つの文字板或いは各個の分割文字板を駆動するのが一般的である。

特開２００１−１５３９７１号公報 特開２００４−０２８９７２号公報 特開２００４−０３７３１９号公報 特開２０１３−０２４８３１号公報

上述した複数の歯車からなる輪列を用いて文字板を動作する場合、モータの正転および反転による輪列のバックラッシュによって、歯車間にガタツキを生じることがある。このようなバックラッシュによるガタツキを軽減させるため、従来では歯車間に例えばグリスを塗布して負荷を高めることが知られている。

ところが、グリスを歯車間に塗布してバックラッシュを軽減しようとすると、バックラッシュの発生率は、グリスの塗布のばらつきに依存する不都合があった。

本発明は、複数の歯車からなる輪列を用いて文字板を動作するからくり時計において、モータの正転および反転によって輪列に生じ得るバックラッシュを抑えることの可能なからくり時計を提案するものである。

また、上述した文字板が上下動する構造のからくり時計において、文字板が下降するときは、文字板の自重がその下降動作を助長して、動作スピードが速くなるのに対し、文字板が上昇するときは、文字板の自重がその上昇動作の負荷となって、動作スピードが遅くなるといった不具合を生じることがある。

とりわけ、一つのモータで文字板を駆動する場合においては、文字板の上昇時にモータに大きな負荷を与えるので、永年使用によりモータを劣化させるなどの不具合を生じることがある。

本発明はまた、文字板が上下動する構造のからくり時計において、文字板の上昇下降により生じ得る動作の緩慢を回避することができ、また、文字板の上昇時にモータに不要な負荷を与えることがなく、もってモータの劣化などを除去することの可能なからくり時計を提案するものである。

本願第１請求項に記載した発明は、実施例で用いた符号を付して記すと、モータＭの正転または反転により、文字板１０（１１，１２）が上下動作する形式の時計１００において、下記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆおよびｇを備えたことを特徴とするからくり時計である。
ａ：モータＭの回転駆動に連係して駆動力を伝達する複数歯車からなる輪列６を備えること。
ｂ：文字板１０の裏面に一端部２１，３１が回転可能に取付けられる複数のリンク部２０，３０を備えること。
ｃ：前記複数のリンク部２０，３０は、その他端部２２が時計支持板（中板１）に回転可能に取付けられる文字板支持用のリンク部（支持用リンク部２０）と、その他端部３２が前記輪列の終端歯車８又は当該終端歯車８に噛合する補助歯車９に固着される文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）とを備えること。
ｄ：前記文字板１０は、前記文字板支持用のリンク部（支持用リンク部２０）に支持されるとともに、前記文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）によって回転可能に設けられること。
ｅ：さらに、前記輪列６の前記終端歯車８および前記補助歯車９のそれぞれの背面側に凸形状部８１，９１を設けるとともに、これら凸形状部８１，９１間に引っ張りコイルばね１７を装着すること。
ｆ：前記モータＭが正転すると、前記輪列６の前記終端歯車８および補助歯車９が回転して、前記文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）を作動させて前記文字板１０を下降させ且つ前記引っ張りコイルばね１７を伸縮する方向に付勢動作させて伸縮付勢力を蓄積するようにしたこと。
ｇ：前記モータＭが反転すると、前記輪列６の前記終端歯車８が反転して、前記文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）を作動させて前記文字板１０を上昇させ且つ前記引っ張りコイルばね１７に蓄積された前記伸縮付勢力が前記終端歯車８および補助歯車９間に付加されるようにしたこと。

本願第２請求項に記載した発明は、請求項１において、コイルばね４０の一端４１を時計支持板（中板１）に固着するとともに、当該コイルばね４０の他端４２を前記輪列６の前記終端歯車８に固着して構成され、前記モータＭが正転すると、前記輪列６の前記終端歯車８が回転して、前記文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）を作動させて前記文字板１０を下降させ且つ前記コイルばね４０を捻る方向に回転動作させて回転付勢力を蓄積するようにし、また、前記モータＭが反転すると、前記輪列６の前記終端歯車８が反転して、前記文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）を作動させて前記文字板１０を上昇させ且つ前記コイルばね４０に蓄積された前記回転付勢力が前記終端歯車８又は前記補助歯車９に付加されるようにしたことを特徴とするからくり時計である。

本願第３請求項に記載した発明は、請求項１において、文字板１０は、左右に二分割された一対の文字板（分割文字板１１，１２）であり、これらの文字板（分割文字板１１，１２）における中央の分割部位に対し、前記文字板支持用のリンク部（支持用リンク部２０）および文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）が左右対称に配置されており、さらに前記輪列６の前記終端歯車８に噛合する、当該終端歯車と同形状の補助歯車９が設けられており、前記終端歯車８および補助歯車９が、それぞれ前記一対の文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）に各別に固着されて、前記一対の文字板（分割文字板１１，１２）は前記中央の分割部位に対し左右対称に動作することを特徴とするからくり時計である。

本願第１請求項に記載した発明において、モータ動作が開始すると、これに連係する輪列が駆動し、終端歯車および補助歯車が回転する。このとき、終端歯車と補助歯車間に装着されている引っ張りイルばねが引っ張られて、引っ張りコイルばねに伸縮付勢力が蓄積されるので、この付勢力により、文字板開閉の際に歯車間に生じ得るバックラッシュを抑えることができる。

本願第２請求項に記載した発明において、例えば正時にからくり動作が開始して、モータが正転すると、これに連係する輪列が駆動し、終端歯車が回転する。同時に、終端歯車に固着されている駆動用リンク部が回動し、この駆動用リンク部により文字板が下降する。このとき、終端歯車に装着されているコイルばねが捻られて、コイルばねに回転付勢力が蓄積されるので、文字板が下降した後にモータが反転すると、文字板が上昇するときに、コイルばねに蓄積された回転付勢力が当該終端歯車に付加され、文字板の上昇動作が容易化される。このように、請求項２に記載した発明によれば、文字板の上昇下降により生じ得る動作の緩慢を回避することができ、また、文字板の上昇時にモータに不要な負荷を与えることがなく、もってモータの劣化などを除去することの可能なからくり時計を得ることができる。

また、本願第３請求項に記載した発明のように、文字板が左右に二分割された一対の文字板として、これらの文字板における中央の分割部位に対し、前記文字板支持用のリンク部および文字板駆動用のリンク部を左右対称に配置し、さらに前記輪列の前記終端歯車に噛合する、当該終端歯車と同形状の補助歯車を設けて、前記終端歯車および補助歯車が、それぞれ前記一対の文字板駆動用のリンク部に各別に固着されて、前記一対の文字板が左右対称に動作するように構成すると、からくり効果の著効性も一層高まるものとなる。

本発明の実施例に係り、からくり時計を示す正面図（分割文字板が正規位置）である。 本発明の実施例に係り、からくり時計を示す正面図（分割文字板が３時、９時の位置）である。 本発明の実施例に係り、からくり時計を示す正面図（分割文字板が６時の位置）である。 本発明の実施例に係り、時計筐体を示す正面図（分割文字板が正規位置）である。 本発明の実施例に係り、時計筐体を示す正面図（分割文字板が３時、９時の位置）である。 本発明の実施例に係り、時計筐体を示す正面図（分割文字板が６時の位置）である。 本発明の実施例に係り、分割文字板の回転軌跡を示す図である。 本発明の実施例に係り、時計支持板（地板）に設けたモータユニットおよび輪列を正面方向から見た図である。 本発明の実施例に係り、時計支持板（地板）に設けたモータユニットおよび輪列を背面方向から見た図である。 本発明の実施例に係り、時計支持板（中板）に設けた文字板（分割文字板）を正面方向から見た図である。 本発明の実施例に係り、文字板（分割文字板）にリンク部（支持用リンク部および駆動用リンク部）を取付けた状態を示す斜視図である。 本発明の実施例に係り、文字板（分割文字板）にリンク部（支持用リンク部）の一端部を取付け前の状態を示す分解斜視図である。 本発明の実施例に係り、文字板（分割文字板）にリンク部（支持用リンク部および駆動用リンク部）の一端部を取付け前の状態を示す分解斜視図である。 本発明の実施例に係り、文字板（分割文字板）にリンク部（支持用リンク部および駆動用リンク部）の一端部を取付けた状態を示す一部縦断斜視図である。 本発明の実施例に係り、駆動用リンク部の他端部を終端歯車に固着した箇所を示す縦断側面図である。 本発明の実施例に係り、駆動用リンク部の他端部を終端歯車および補助歯車に固着した箇所（図面の下端部）を示す斜視図である。 本発明の実施例に係り、引っ張りコイルばねを終端歯車および補助歯車に固着した箇所を示す斜視図である。 本発明の実施例に係り、駆動用リンク部の他端部を終端歯車に固着した箇所を示す縦断側面図である。 本発明の実施例に係り、時計筐体を示す正面図（分割文字板が正規位置）である。 本発明の実施例に係り、引っ張りコイルばねを終端歯車および補助歯車に固着した箇所を示す斜視図であって、分割文字板が正規位置にあるときの、引っ張りコイルばね、終端歯車および補助歯車の各凸形状部の存在位置を示すものである。 本発明の実施例に係り、図２０における、引っ張りコイルばね、終端歯車および補助歯車の各凸形状部の存在位置を示す模式図である。 本発明の実施例に係り、時計筐体を示す正面図であって、分割文字板が正規位置から開き始めた状態を示す図である。 本発明の実施例に係り、図２２における、引っ張りコイルばね、終端歯車および補助歯車の各凸形状部の存在位置を示す模式図である。 本発明の実施例に係り、時計筐体を示す正面図（分割文字板が３時、９時の位置）である。 本発明の実施例に係り、時計筐体を示す正面図（分割文字板が４時３０分、７時３０分の位置）である。 本発明の実施例に係り、図２５における、引っ張りコイルばね、終端歯車および補助歯車の各凸形状部の存在位置を示す模式図である。 本発明の実施例に係り、からくり時計を示す正面図（分割文字板が６時の位置）である。 本発明の実施例に係り、図２７における、引っ張りコイルばね、終端歯車および補助歯車の各凸形状部の存在位置を示す模式図である。 本発明の実施例に係り、文字板（分割文字板）にリンク部（支持用リンク部および駆動用リンク部）の一端部を取付けた状態を示す一部縦断斜視図であって、プーリと座付きネジの座との間に波ばねを装着したものを示すものである。

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本例における時計１００のからくり構造は、図１〜図７に示すように、例えば正時にモータＭが正転して、文字板１０（１１，１２）が上下動作するものである。すなわち、本例の文字板１０は、左右に二分割された一対の文字板（分割文字板１１，１２）であり、これらの分割文字板１１，１２は、図１および図４に示す位置から、それぞれ左右に拡開しながら（図２および図５）半円弧状の軌跡（図７の矢印参照）を辿って下方へ移動し、下方で合体する（図３および図６）。爾後、この軌跡を辿って上方へ移動し、再び当初の位置に復帰するように構成されている。なお、図中、符号３は時計筐体、符号４は装飾体である。

モータＭの駆動力は、図８〜図１０に示すように、モータＭおよびモータユニット５に連係する輪列６、連係歯車７、終端歯車８に駆動伝達される。そして、文字板１０（１１，１２）の上下動作は、後述する駆動用リンク部３０を介して、行われる。なお、本例の場合は、さらに、終端歯車８に噛合する当該終端歯車と同形状の補助歯車９を用いて、各々別に分割文字板１１，１２の上下動作が行われる。

文字板１０（１１，１２）は、文字板支持用のリンク部たる支持用リンク部２０によって上述した半円弧状の軌跡を確実に辿るように保持されている。そして、分割文字板１１，１２には、中央の分割部位に対し、支持用リンク部２０および駆動用リンク部３０が左右対称に配置されている。これにより、分割文字板１１，１２は、中央の分割部位に対し、左右対称に動作する。

図１１〜図１４に示すように、支持用リンク部２０は、その一端部２１が、文字板１０（１１，１２）の裏面に回転可能に取付けられる。同様に、駆動用リンク部３０も、その一端部３１が文字板１０（１１，１２）の裏面に回転可能に取付けられる。

本例の場合、文字板１０（１１，１２）の裏面に、リング状に突出する外側リング部１３と、内側リング部１４、中央にボス部１５を形成している。そして、これに対応させて、支持用リンク部２０の一端部２１と駆動用リンク部３０の一端部３１にはそれぞれ外側リング部２３，３３、内側リング状突出部２４，３４を形成し、これらの間にプーリ５０を装着して、座付きネジ６０で、文字板１０（１１，１２）と、支持用リンク部２０の一端部２１および駆動用リンク部３０の一端部３１とを、回転可能に結合している。

支持用リンク部２０の他端部２２は、時計支持板（中板１）に設けたボス部（図示を省略）に回転可能に取付けられる。また、駆動用リンク部３０の他端部３２は、図１５および図１６に示すように、終端歯車８または補助歯車９の中央部に固着される。

本例では、図１５に示すように、駆動用リンク部３０の他端部３２が固着される終端歯車８の中央筒状部８ａに、コイルばね４０を装着している。コイルばね４０は、その一端４１を時計支持板（中板１）に固着するとともに、当該コイルばね４０の他端４２を終端歯車８に固着している。なお、図１５において、符号４３は、コイルばね４０を縦断したときの一方の断面、符号４４は、コイルばね４０の他方の断面を示している。また、符号７０は、固定用ネジであり、終端歯車８の中央筒状部８ａに挿入した駆動用リンク部３０の他端部３２を、この固定用ネジ７０で堅固に固着する。

コイルばね４０は、文字板１０（１１，１２）が下降した際に、回転付勢力が蓄積されるように設けられている。すなわち、モータＭが正転すると、輪列６の終端歯車８が回転し、同時に駆動用リンク部３０が作動して文字板１０（１１，１２）を下降させるときに、終端歯車８の回転に伴ってコイルばね４０が捻る方向に回転動作させられるので、このコイルばね４０に回転付勢力が蓄積されることとなる。この回転付勢力の蓄積は、モータ駆動に相まって、文字板１０（１１，１２）の自重が加勢されるので比較的容易になされ得るものである。

なお、コイルばね４０が捻られると、ピッチ方向においてばねの材料どうしが密着してしまうことがある。そして、回転方向の繰り返し負荷がかかると、材料どうしが擦れや削れにより寿命が短くなる不具合が生じる。そこで、コイルばね４０のピッチ方向に隙間を設けることが好ましい。そうすることにより、材料どうしの擦れや削れを防止して、ばねの耐久性を高めることができ、よりスムーズな回転動作機構を得ることができる。

上記のように構成される本例の時計１００において、例えば正時に図示を省略した制御部から駆動信号が送られて、モータＭが正転すると、これに連係する輪列６および連係歯車７が駆動し、終端歯車８と補助歯車９が回転する。同時に、終端歯車８および補助歯車９に固着されている駆動用リンク部３０が回動し、この駆動用リンク３０により文字板１０（１１，１２）が半円弧の軌跡を形成して下降する。このとき、終端歯車８に装着されているコイルばね４０が捻られて、コイルばね４０に回転付勢力が蓄積されるので、文字板１０（１１，１２）が下降した後にモータＭが反転すると、文字板１０（１１，１２）が上昇するときに、コイルばね４０に蓄積された回転付勢力が当該終端歯車８に付加され、文字板１０（１１，１２）の上昇動作が容易化される。

このように、本例のからくり時計によれば、文字板の上昇下降により生じ得る動作の緩慢を回避することができ、また、文字板の上昇時にモータに不要な負荷を与えることがなく、もってモータの劣化などを除去することの可能なからくり時計を得ることができる。

さらに、分割文字板１１，１２に、支持用リンク部２０および駆動用リンク部３０を左右対称に配置し、さらに終端歯車８と補助歯車９を設けて、分割文字板１１，１２が左右対称に偏心回転動作するように構成した場合は、からくり効果の著効性も一層高まるものとなる。

ところで、本例のからくり時計は、次のような工夫を施している。すなわち、図１７および図１８に示すように、輪列６の終端歯車８および補助歯車９のそれぞれの背面側に凸形状部８１，９１を設けるとともに、これら凸形状部８１，９１間に引っ張りコイルばね１７を装着している。

引っ張りコイルばね１７は、その一端部１７ａを終端歯車８の凸形状部８１に、他端部１７ｂを補助歯車９の凸形状部９１に固着している。

このように引っ張りコイルばね１７を設けると、図１９〜図２８に示すように、文字板１０（１１，１２）の開閉の際、歯車のバックラッシュを抑えることができる。

すなわち、モータＭが正転すると、輪列６の終端歯車８および補助歯車９が回転して、文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）を作動させて文字板１０を下降させ且つ引っ張りコイルばね１７を伸縮する方向に付勢動作させて伸縮付勢力が蓄積される。

モータＭが反転すると、輪列６の終端歯車８が反転して、文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）を作動させて文字板１０を上昇させ且つ引っ張りコイルばね１７に蓄積された前記伸縮付勢力が終端歯車８および補助歯車９間に付加される。

この場合、引っ張りコイルばね１７の配置は、文字板１０（１１，１２）の開閉の際、歯車のバックラッシュが発生しやすい４５°〜１５０°付近にばねの最大負荷が発生するように設けることが好ましい。

文字板が正規位置の場合（図１９〜図２１）、例えば１８ｍｍ長の引っ張りコイルばね１７は、文字板が４５°回転して２４ｍｍ長となり（図２２、図２３）、文字板９０°回転（図２４）を経て、文字板が１３５°回転して３６ｍｍ長となり（図２５、図２６）、文字板が下方位置（図２７、図２８）では、３２ｍｍ長となる。

このように、引っ張りコイルばね１７を設けることにより、引っ張りコイルばね１７自体が、文字板の自重の負荷などを利用して力を蓄えることができ、モータの動力とは別の重力を得ることができて、機構全体の負荷を低減することができる。同時に、歯車のバックラッシュによる機構のガタを抑えて、スムーズに機構を動作させることができる。

また、本例では、図２９に示すように、プーリ５０と座付きネジ６０の座との間に波ばね１８を装着している。従来は、プーリ５０と座付きネジ６０の座との間に嵌合分のあがき（隙間）があって、プーリのスムーズな動きを得られなかったが、このように波ばね１８を装着することにより、部品の嵌合ガタを低減して、部品のあがきを抑えることができる。なお、波ばね１８は、ばね２山、３山など、適宜のものを用いることができる。

本明細書の実施例において、コイルばねを用いて回転付勢力を蓄積するように構成したが、歯車の回転により回転付勢力を蓄積するものはコイルばねに限られないことは勿論であって、円柱状、多角柱状、棒状その他適宜の弾性部材を用いることができるものである。その意味で、本明細書におけるコイルばねの文言は、回転付勢力を蓄積し得る弾性部材に読み替えることができるものである。

本発明のからくり時計は、モータエネルギの省力化に優れ、また、からくり効果にも優れたものであり、壁掛け時計等の時計一般に好適に利用することができるものである。

１ 時計支持板（中板）
２ 時計支持板（地板）
３ 時計筐体
４ 装飾体
５ モータユニット
６ 輪列
７ 連係歯車
８ 終端歯車
８ａ 中央筒状部
８１ 凸形状部
９ 補助歯車
９１ 凸形状部
１０ 文字板
１１ 分割文字板
１２ 分割文字板
１３ 外側リング部
１４ 内側リング部
１５ ボス部
１７ 引っ張りコイルばね
１７ａ 一端部
１７ｂ 他端部
１８ 波ばね
２０ 支持用リンク部
２１ 一端部
２２ 他端部
２３ 外側リング部
２４ 内側リング状突出部
３０ 駆動用リンク部
３１ 一端部
３２ 他端部
３３ 外側リング部
３４ 内側リング状突出部
４０ コイルばね
４１ コイルばねの一端
４２ コイルばねの他端
４３ コイルばねの一方の断面
４４ コイルばねの他方の断面
５０ プーリ
６０ 座付きネジ
７０ 固定用ネジ
１００ 時計
Ｍ モータ

Claims (3)

1. モータＭの正転または反転により、文字板１０（１１，１２）が上下動作する形式の時計１００において、下記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆおよびｇを備えたことを特徴とするからくり時計である。
   ａ：モータＭの回転駆動に連係して駆動力を伝達する複数歯車からなる輪列６を備えること。
   ｂ：文字板１０の裏面に一端部２１，３１が回転可能に取付けられる複数のリンク部２０，３０を備えること。
   ｃ：前記複数のリンク部２０，３０は、その他端部２２が時計支持板（中板１）に回転可能に取付けられる文字板支持用のリンク部（支持用リンク部２０）と、その他端部３２が前記輪列の終端歯車８又は当該終端歯車８に噛合する補助歯車９に固着される文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）とを備えること。
   ｄ：前記文字板１０は、前記文字板支持用のリンク部（支持用リンク部２０）に支持されるとともに、前記文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）によって回転可能に設けられること。
   ｅ：さらに、前記輪列６の前記終端歯車８および前記補助歯車９のそれぞれの背面側に凸形状部８１，９１を設けるとともに、これら凸形状部８１，９１間に引っ張りコイルばね１７を装着すること。
   ｆ：前記モータＭが正転すると、前記輪列６の前記終端歯車８および補助歯車９が回転して、前記文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）を作動させて前記文字板１０を下降させ且つ前記引っ張りコイルばね１７を伸縮する方向に付勢動作させて伸縮付勢力を蓄積するようにしたこと。
   ｇ：前記モータＭが反転すると、前記輪列６の前記終端歯車８が反転して、前記文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）を作動させて前記文字板１０を上昇させ且つ前記引っ張りコイルばね１７に蓄積された前記伸縮付勢力が前記終端歯車８および補助歯車９間に付加されるようにしたこと。
2. コイルばね４０の一端４１を時計支持板（中板１）に固着するとともに、当該コイルばね４０の他端４２を前記輪列６の前記終端歯車８に固着して構成され、前記モータＭが正転すると、前記輪列６の前記終端歯車８が回転して、前記文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）を作動させて前記文字板１０を下降させ且つ前記コイルばね４０を捻る方向に回転動作させて回転付勢力を蓄積するようにし、また、前記モータＭが反転すると、前記輪列６の前記終端歯車８が反転して、前記文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）を作動させて前記文字板１０を上昇させ且つ前記コイルばね４０に蓄積された前記回転付勢力が前記終端歯車８又は前記補助歯車９に付加されるようにしたことを特徴とする請求項１記載のからくり時計。
3. 前記文字板１０は、左右に二分割された一対の文字板（分割文字板１１，１２）であり、これらの文字板（分割文字板１１，１２）における中央の分割部位に対し、前記文字板支持用のリンク部（支持用リンク部２０）および文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）が左右対称に配置されており、さらに前記輪列６の前記終端歯車８に噛合する、当該終端歯車と同形状の補助歯車９が設けられており、前記終端歯車８および補助歯車９が、それぞれ前記一対の文字板駆動用のリンク部（駆動用リンク部３０）に各別に固着されて、前記一対の文字板（分割文字板１１，１２）は前記中央の分割部位に対し左右対称に動作することを特徴とする請求項１記載のからくり時計。
   

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