JPH10160864A - 振り子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑で面白い揺動運動を呈する振り子装置を
提供する。 【解決手段】 揺動自在に支持した第１振り竿体３に、
揺動自在に１対の第２振り竿体８，９を支持する。両第
２振り竿体８，９は、第２永久磁石１０と第２コイル１
１とを磁気的に結合させて揺動運動させる。両第２振り
竿体８，９の揺動運動は、その支持部において釣り合っ
ているので、第１振り竿体３の揺動運動を乱すことがな
く、安定した揺動運動が継続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時計などに用いら
れる振り子装置に関するもので、特には複数の振り子で
複雑な運動を呈する振り子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複雑な運動をする振り子とし
ては、例えば実公昭６３−４４７８６号公報に二重振り
子が示されている。この二重振り子は、各別に吊支され
た２つの単振子に、対向的に連動磁石が設けてあり、一
方の単振子を電磁的に駆動して振り子運動させ、この振
り子運動を他方の単振子に連動磁石を介して伝達する。
駆動側の単振子と受動側の単振子とは、同じ揺動方向に
逆位相をなして揺動するものである。

【０００３】また、特開平８−６８８６８号公報に示さ
れるものでは、第１の支点に第１の振り子が掛止してあ
り、第１の振り子上に設けられた第２の支点に第２の振
り子が掛止してあり、第１の振り子を電磁的に駆動して
振り子運動させ、この振り子運動を第１の振り子上の第
２の振り子に連動磁石を介して伝達させる。第１の振り
子が揺動運動を継続し、第２の振り子は同じ揺動方向で
あるがそれからさらに振れた状態で同一周期で揺動運動
を継続する構成のものである。

【０００４】更に、特開平８−１２２４５８号公報に示
されるものでは、Ｔ字の交点を支点として揺動自在に支
持した振り子の横竿の両端に１対の装飾体を連結し、１
対の装飾体は振り子との連結部から離れた位置で相互に
連結竿にて連結され、平行リンク機構を構成している。
振り子の揺動により、１対の装飾体は相互に逆上下方向
の移動運動を継続する構成のものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記第１の従来技術で
は、駆動側と受動側が逆位相で振動し振り角を同等の値
とするためには、磁石の磁力を弱くして連成結合を弱く
し受動側の固有振動数を駆動側の振動数に極めて近い状
態とすることにより可能であるが、受動側の振り角が変
わり易く、これに対し磁力を強くして連成結合を強くす
るとほぼ同位相で振動して安定することが多くなるの
で、その調整は極めて困難であった。また、同じ揺動方
向に逆位相で揺動するのは、安定した優雅な運動である
が動きが単調で容易に馴れてしまい意外性に乏しいもの
であった。

【０００６】また、第２の従来技術では、第１の振り子
と第２の振り子の揺動方向が同じで、第２の振り子は振
り角が第１の振り子より更に大きく揺動するので、面白
く安定した優雅な運動であるが、やはり動きが単調で意
外性に乏しいものであった。

【０００７】また、第３の従来技術では、１つの振り子
によって１対の装飾体を相互に逆上下方向に移動させる
ものでは、際立った装飾体を用いることによって人目を
引くことはできるが、やはり容易に馴れて意外性に乏し
いものであった。

【０００８】そこで動きを飽きのこない複雑なものとす
る試みとして、両者の振り子運動面を例えば直角となる
ように構成することによって、第２の振り子の運動を複
雑な、いわゆるリサージュ運動とすることが考えられ
る。しかし、互いに異方向に運動させる二重振り子を実
際に試作して動かしてみると、第２の振り子の運動によ
る振り玉の慣性が、第１の振り子の運動平面に直角方向
の反作用を及ぼし、第１の振り子の平面運動が妨害さ
れ、実際上は、全体としての振り子運動を維持できない
ことが判った。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、第１振り竿体に１対の第２振り竿体
を設けることとし、両第２振り竿体は、一方に設けた第
２永久磁石と他方に設けた第２コイルとを磁気的に結合
させて揺動自在にすることとしている。そして、この為
に、１対の第２振り子の揺動運動は釣合の状態にあり、
第１振り竿体３の揺動運動に対して悪影響を及ぼすこと
がなく、第１振り竿体及び両第２振り竿体の揺動運動
は、乱されることなく正常な揺動運動を継続できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、機械体ケースに揺動自
在に支持された第１振り竿体と、上記機械体ケースと上
記第１振り竿体との一方に設けられた第１永久磁石と、
上記機械体ケースと上記第１振り竿体との他方に設けら
れた上記第１永久磁石と磁気的に結合する第１コイル
と、上記第１振り竿体に揺動自在に支持された１対の第
２振り竿体と、上記両第２振り竿体の一方に設けられた
第２永久磁石と、上記両第２振り竿体の他方に設けられ
た上記第２永久磁石と磁気的に結合する第２コイルとか
らなることを特徴としている。

【００１１】上記の第２振り竿体の揺動方向は、上記第
１振り竿体の揺動方向と直角をなすことが好ましい。ま
た、上記の第２コイルはその作動・不作動を切替可能に
設けてあることが好ましい。また、上記の両第２振り竿
体は、上記第１振り竿体の下端部に上記両第２振り竿体
の揺動方向を選択可能な振り竿支持体を介して連結され
ていることが好ましい。上記のように構成された１対の
第２振り竿体は、その揺動に際して作用反作用の法則に
よって、第２永久磁石だけでなく第２コイルにも同じ大
きさで作用し、したがって両第２振り竿体の揺動運動は
釣合の状態にあり、第１振り竿体の揺動運動に対して平
行の場合にも直角の場合にも第１振り竿体３の揺動運動
を乱すことがないように働く。振り竿支持体を介して連
結することにより、第２振り竿体の第１振り竿体に対す
る揺動方向の選択が容易となる。

【００１２】

【実施例】図１は時計の飾り振り子装置として実施した
もので、時計機械体１の機械体ケース２の上部に、第１
振り竿体３の支点となる上向きのナイフエッジ部２ａが
設けてある。機械体ケース２の下部には、検出コイルと
駆動コイルとを一体に組み込んだ第１コイル４が配設し
てある。第１振り竿体３の上端部には、Ｖ溝を有する受
部３ａが形成してあり、第１振り竿体３は、受部３ａが
機械体ケース２のナイフエッジ部２ａ上に位置した状態
で当接して揺動自在に支持されている。第１振り竿体３
の下部には、第１コイル４に対向可能な第１永久磁石５
が固着してあり、第１コイル４と第１永久磁石５とは磁
気的に結合しており、両者は対向する位置で互いに反発
するようになっている。時計機械体１内には、第１コイ
ル４の電流を制御するための図示しない制御回路が設け
てある。

【００１３】第１振り竿体３の下端部には、振り竿支持
体６の上板６ａが連結されており、振り竿支持体６は後
述の１対の第２振り竿体を揺動自在に支持している。振
り竿支持体６には、第２振り竿体の支点となる上向きの
ナイフエッジ部６ｂが、上板６ａの左側端に垂下形成し
てある側板６ｃから上板６ａに平行に対向させて延伸し
て形成してある。振り竿支持体６の開口端（図１（ａ）
右側）から、１対の第２振り竿体の後述のそれぞれの受
部を挿入してナイフエッジ部６ａに受部が当接する状態
とし、その後で上板６ａの端面とナイフエッジ部６ｂの
先端面とに蓋板７が固着される。これにより１対の第２
振り竿体はナイフエッジ部６ａから脱落しないように支
持される。振り竿支持体６は、そのナイフエッジ部６ｂ
の延伸方向が第１振り竿体３の揺動方向と同じ方向（紙
面方向）になるように向けて、第１振り竿体３の下端部
にねじまたは接着剤によって連結されている。

【００１４】１対の第２振り竿体８，９について以下に
詳述する。第２振り竿体８，９の上端部には、ナイフエ
ッジ部６ｂに当接するＶ溝を有する受部８ａ，９ａがそ
れぞれ形成してあり、１対の第２振り竿体８，９は第１
振り竿体３のナイフエッジ部６ｂ上に位置した状態で当
接して紙面に直交する方向（第１振り竿体３の揺動方向
に対して直角方向）に揺動自在に支持されている。また
１対の第２振り竿体８，９は、第１振り竿体３の中心線
Ｏの延長線に対して対称位置に支持されている。一方の
第２振り竿体８の下部には、第２永久磁石１０が固着し
てあり、他方の第２振り竿体９の下部には、第２永久磁
石１０と対向する位置に検出コイルと駆動コイルとを一
体に組み込んだ第２コイル１１が配設してある。第２永
久磁石１０と第２コイル１１とは磁気的に結合してお
り、両者は対向する位置で互いに反発するようになって
いる。第２振り子８，９の下端部には、それぞれ直方体
の振り玉１２，１３が図示しない連結手段を介して着脱
自在に連結してある。

【００１５】第２振り竿体９には、第２コイル１１の電
流を制御するための制御回路１４が埋設固定されてい
る。第２永久磁石１０と第２コイル１１とが対向する位
置で制御回路１４から第２コイル１１に駆動電流が供給
され、これにより第２振り竿体８，９とが反発し両第２
振り子８，９の振動が自起動するように、第２永久磁石
１０の中心と第２コイル１１の中心とは、第２振り竿体
８，９の中心線ＰとＱが一致した状態において僅かにず
れるように配置してある。制御回路１４へ電流を供給す
るための導線１４ａ，１４ｂは、第２振り竿体９の運動
を妨げないように引き出されるもので、例えば、振り竿
支持体６を通り、第１振り竿体３を通って時計機械体１
内の電源に導通されるのが望ましい。

【００１６】このような構造であるので、第１振り竿体
３の第１永久磁石５が第１コイル４に接近すると、コイ
ルに電圧が誘起されるが、第１永久磁石５の中心が第１
コイル４の中心を通過するときに検出コイルに生じる誘
起電圧によって駆動コイルに瞬間的に電流が流され、第
１永久磁石５を運動進行方向に付勢して第１振り竿体３
の揺動運動を継続させる。また、上記の第１永久磁石５
と第１コイル４とによる第１振り竿体３の揺動運動と同
様の原理によって、第２永久磁石１０と第２コイル１１
とにより１対の第２振り竿体８と９との間に揺動運動が
生じるのであるが、第２永久磁石１０と第２コイル１１
が対向位置に来たときの両者間に作用する駆動力は、作
用反作用の法則によって、第２永久磁石１０だけでなく
第２コイル１１にも同じ大きさで作用する。したがって
第２振り竿体８，９の揺動運動は、振り竿支持体６にお
いて釣合の状態にあり、第１振り竿体３の揺動運動に対
して直角方向であるにもかかわらず、第１振り竿体３の
紙面方向の往復運動を乱すことがない。そして、第１振
り竿体３の揺動方向に対して１対の第２振り竿体８，９
の揺動方向が直角であることから、振り玉１２，１３の
運動を、相互に直角方向の運動が合成された複雑な運動
とすることができる。

【００１７】なお、振り玉１２，１３の代わりに、第２
振り竿体８，９の中心線Ｐ，Ｑの位置に、長い振り棒と
振り玉とを設けてもよく、更に面白い運動を現出でき
る。また、第１振り竿体３と第２振り竿体８，９との長
さを変えることによって、振り玉１２，１３に色々なモ
ードの複雑な運動を与えることができる。

【００１８】また、第２振り竿体９の第２コイル１１
は、その作動・不作動を切替可能に設けても良い。不作
動とすると、振り竿体８，９はナイフエッジ部６ｂとの
摩擦によって揺動運動を減衰し、中心線Ｐ，Ｑを一致さ
せて第１振り竿体３の揺動運動に従うことになるので、
この場合には全体的にみて単揺動運動となる。即ち、第
２コイル１１を作動状態と不作動状態とに切り替えるこ
とによって、振り玉１２，１３の運動を複雑運動と単揺
動運動に切り替えることができる。この切替による振り
玉１２，１３の運動の変化を利用して、例えば、図示し
ない天気予報センサの出力に、第２コイルの作動・不作
動を連動させることによって、これから雨に向かう時に
は作動状態として振り玉１２，１３を複雑運動とし、天
気が回復に向かう時には不作動状態として振り玉を単揺
動運動にするなど、天気予報表示を行わせることができ
る。

【００１９】図２は、他の実施例を示すもので、振り竿
支持体１６は、そのナイフエッジ部１６ｂが第１振り竿
体３の揺動方向に対して直角方向（紙面に直交する方
向）に延伸するように形成してあり、第１振り竿体３の
下端にねじまたは接着剤によって連結されたものであ
る。このナイフエッジ部１６ｂの上に第２振り竿体８，
９の受部８ａ，９ａを受けているので、第２振り竿体
８，９の揺動方向は、紙面方向、即ち、第１振り竿体３
の揺動方向と同じになる。その他の構成は図１に示した
ものと同じであり、同一の符号を付して説明を省略し
た。

【００２０】この実施例の場合には、第１振り竿体３，
第２振り竿体８及び９の揺動運動の方向は全て同じ揺動
方向であり、この場合にも第２振り竿体８，９の揺動運
動は、振り竿支持体１６において釣合の状態にあり、第
１振り竿体３の紙面方向の揺動運動を乱すことがない。
振り子の周期は、振り子の質量と支点から質量の重心ま
での距離とによって決まるので、振り子の長さ及び質量
及びコイルや永久磁石の重さや装着位置などを考慮し
て、第２振り竿体８，９の揺動周期や振り角を第１振り
竿体３のそれと変えることにより、振り玉１２，１３の
複雑運動を現出することができる。

【００２１】振り竿支持体６と１６は別部品でも良い
が、同一部品とし、第１振り竿体３に固定する固定方向
を選択できる構成とするのが望ましい。一方の固定方向
が選択されると、第２振り竿体８，９の揺動運動の方向
が第１振り竿体３の方向と一致し、他方の固定方向が選
択されると、相互に直角方向の揺動運動になる。

【００２２】なお、実施例では説明の都合上、振り竿
体、振り玉いずれも単純な形状にしてあるが、実際に掛
時計等に使用するものでは、それぞれの任意のデザイ
ン、例えば人形が歩く状況などをイメージしたものを採
用しても面白い。また、各永久磁石と各コイルの装着位
置も、図示のものと反対に設けるようにすることも可能
である。

【００２３】

【発明の効果】第１振り竿体に揺動自在に１対の第２振
り竿体が設けてあるので、第２振り竿体の揺動に際して
作用反作用の法則によって、第２永久磁石だけでなく第
２コイルにも同じ大きさで作用し、したがって両第２振
り竿体の揺動運動は釣合い、このために、第１振り竿体
の揺動運動を乱すことがなく、設定された揺動運動を継
続させることができる。したがって第２振り竿体の揺動
方向を第１振り竿体の揺動方向に対して直角をなすよう
にすることができ、複雑で面白い運動を現出できる。第
２コイルをその作動・不作動を切替可能にすることによ
って、更に多くの複雑で面白い運動を現出できる。第２
振り竿体の揺動方向を選択可能な振り竿支持体を介して
連結することにより、第２振り竿体の第１振り竿体に対
する揺動方向の選択を容易にでき、飽きのこない複雑な
運動を簡単に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は振り子が運動している状態を示す正面
図、（ｂ）は側面図である。

【図２】他の実施例における振り子が運動している状態
を示す正面図である。

【符号の説明】

２ 機械体ケース ３ 第１振り竿体 ４ 第１コイル ５ 第１永久磁石 ６，１６ 振り竿支持体 ８，９ １対の第２振り竿体 １０ 第２永久磁石 １１ 第２コイル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械体ケースに揺動自在に支持された第
   １振り竿体と、 上記機械体ケースと上記第１振り竿体との一方に設けら
   れた第１永久磁石と、 上記機械体ケースと上記第１振り竿体との他方に設けら
   れた上記第１永久磁石と磁気的に結合する第１コイル
   と、 上記第１振り竿体に揺動自在に支持された１対の第２振
   り竿体と、 上記両第２振り竿体の一方に設けられた第２永久磁石
   と、 上記両第２振り竿体の他方に設けられた上記第２永久磁
   石と磁気的に結合する第２コイルとからなることを特徴
   とする振り子装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記第２振り竿体の
   揺動方向は、上記第１振り竿体の揺動方向と直角をなす
   ことを特徴とする振り子装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、上記第２コイ
   ルはその作動・不作動を切替可能に設けてあることを特
   徴とする振り子装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかにおいて、上
   記両第２振り竿体は、上記第１振り竿体の下端部に上記
   両第２振り竿体の揺動方向を選択可能な振り竿支持体を
   介して連結されていることを特徴とする振り子装置。