JP2726838B2 - からくり装置の駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば掛時計等に備え
付けるからくり装置の駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から正時になると、人形や動物等が
メロディに合わせて楽器を演奏するなどの一定の動作を
するようにしたからくり装置を備えたいわゆるからくり
時計が広く愛用されている。からくり時計には、置時計
や掛時計に設けてある簡単な機構のものから、街頭の大
時計に備え付けられる複雑大形のからくり装置を設けた
ものまで各種のものがある。これらのからくり装置のう
ち、掛時計等に備え付けるようにしたものは、小形で簡
単な構成とすることにより動作は単純であるが、量産性
の実現による低コスト化が図られている。

【０００３】これらのからくり装置の中で単純なもの
は、人形や動物などの可動飾りがメロディに合わせて一
定の動作をするようにしてあるが、やや複雑なものにな
ると、可動飾りが進退したり、向きを変えたりする動作
が加えられたりしている。これらの従来例のうち、人形
や動物等が向きを変えるようにする場合における回転機
構は、駆動モータの回転を輪列やタイミングベルトを介
して、可動飾りを設けた回転台座を回転させるようにし
てある。可動飾りが複数になっているものでは、それぞ
れについて駆動モータと輪列等の伝達機構を備えて個別
に動作させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したような複数の
可動飾りを備えたからくり装置では、個々の可動飾りを
回転させるのに、個別に駆動モータや回転伝達手段を備
える必要があるため構成が複雑化し、部品点数及び組立
工数の増加によりコスト高の原因となっている。

【０００５】また、従来例では、駆動モータの回転を多
数の歯車からなる輪列やタイミングベルトによって減速
しているために減速比が大きくなり、可動飾りに回転力
が作用した場合には輪列等の逆転が不可能となり、輪列
やタイミングベルトを破損させることがあった。また、
可動飾りが所定の回転角だけ回転する場合に、慣性力等
により徐々にずれた方向を向くようになってしまうこと
があり、２つの可動飾り間の向きのバランスを崩して飾
りとしての価値を低下させることがある。

【０００６】そこで本発明の目的は、単一の駆動モータ
によって複数の可動飾りを駆動可能とすることにより、
からくり装置の駆動装置のコスト低減を図りかつ回転伝
達機構に対する破損防止を講ずるとともに所定状態にお
ける可動飾り間の向きのバランスを崩さないようにする
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のからくり装置の駆動装置は、可動飾りを
回転駆動する機械体ケースには、駆動モータが取り付け
てあり、機械体ケース内には、駆動モータにより回転駆
動される中間歯車と、この中間歯車から複数に分岐する
複数の伝達輪列とが設けてあり、機械体ケース上には、
伝達輪列のそれぞれによって回転駆動される可動飾りが
それぞれ設けてあり、中間歯車には、一定以上の負荷ト
ルクが加わったときにスリップするスリップ機構が設け
てあり、機械体ケース内には、伝達輪列中の１つの歯車
の回転角を検出して可動飾りの回転角度を検出するセン
サが設けてある。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。図１，２に示すように、可動飾りを回転駆
動する機械体ケース１は、それぞれ合成樹脂成形品から
なる下ケース１ａと上ケース１ｂとによって構成されて
おり、上下両ケースは下ケース１ａの外周部に設けられ
た爪部１ｃと、これと対応して上ケース１ｂの数箇所に
設けられた係止部（図示せず。）とを係合させることに
より一体に結合させてある。駆動モータ４は下ケース１
ａに形成された凹部にねじにより取り付けてある。

【０００９】機械体ケース１内には、駆動モータ４によ
り回転駆動される中間歯車８を含む駆動輪列Ｄと、この
中間歯車８から複数（この実施例では２つ）に分岐する
伝達輪列Ｔとが設けてある。駆動モータ４のモータ駆動
軸４ａはケース１内に突出しており、モータ駆動軸４ａ
には、合成樹脂成形品からなるモータピニオン４ｂが一
体回転可能に固着してある。モータピニオン４ｂには２
番歯車７のギア部７ａが噛合している。２番歯車７は、
合成樹脂成形品からなり、ギア部７ａと一体回転するカ
ナ部７ｂを備えている。

【００１０】２番歯車７のカナ部７ｂには、中間歯車８
のギア部８ａが噛合している。中間歯車８は、カナ部８
ｂ及びボス部８ｃ（図２参照）が合成樹脂成形品からな
り、ボス部８ｃに設けられた溝部に上記したギア部８ａ
が所定のスリップトルクを有して取り付けられている。
駆動輪列Ｄは、駆動モータ４のモータピニオン４ｂと２
番歯車７と中間歯車８とで構成されている。

【００１１】中間歯車８はスリップ機構Ｓを備えてい
る。すなわち、ギア部８ａをりん青銅板の打ち抜き品と
し、リム部から内方に伸ばした２本の弾性アーム８ｂ，
８ｂの中間部をボス部８ｃに形成された溝部の形状に対
応した半円状に形成してあり、この半円状部の入口部を
やや狭く形成して、溝部に取り付ける際にアーム８ｄ，
８ｄが弾性変形してここを通過可能にしてある。ギア部
８ａをボス部８ｃに取り付ける際には、アーム８ｄ，８
ｄの開かれた先端部をボス部８ｃの溝部に合わせて押し
込むと、アームが外側へ広げられるように弾性変形し
て、ボス部を半円状部に進入させ、２本のアームの弾性
力によってボス部を挟み込んで抱くように支持してい
る。このため、伝達輪列Ｔに一定以上の過大な負荷トル
クが加わったときには、中間歯車８のボス部８ｃとギア
部８ａとがスリップし、伝達輪列Ｔが空回りするので伝
達輪列中の歯車の歯を破損することがない。

【００１２】中間歯車８のカナ部８ｂには、輪列を２方
向に分岐して、左右両側に設けられた２つの４番歯車
９，９のギア部９ａ，９ａが噛合している。４番歯車９
も２番歯車７と同様に合成樹脂成形品からなり、ギア部
９ａと一体回転するカナ部９ｂを備えている。

【００１３】２つの４番歯車の各カナ部９ｂには、それ
ぞれ回転板６のギア部６ａが噛合している。回転板６は
合成樹脂成形品からなり、回転板６のギア部６ａは回転
板６の下面に形成してある。４番歯車９及び回転板６
は、回転中心にそれぞれ軸穴９Ｈ，６Ｈを有しており、
この軸穴９Ｈ，６Ｈはそれぞれ下ケース１ａに一体に形
成された軸１ｄ，１ｄに回転自在に支持されている。

【００１４】各伝達輪列Ｔは、中間歯車８のカナ部８ｂ
と４番歯車９と回転板６のギア６ａとで構成されてい
る。回転板６の上面には、可動飾りの取付部６ｃが設け
てある。可動飾りの一例としての人形２，３は回転台座
２ａ，３ａの底部に垂設された２本の接続部２ｂ，３ｂ
が図示しない接続ピンを介して、回転板６の取付部６ｃ
に結合してある。このため人形２，３は回転板６，６と
一体となって動作可能に立設してある。

【００１５】本実施例では、２つの回転板６，６は左右
対象に構成されている。すなわち、２つの人形２，３は
１つの駆動モータ４からの回転を駆動輪列Ｄを経て、中
間歯車８から複数に分岐する複数の伝達輪列Ｔのそれぞ
れによって回転駆動される。このように回転板６，６
は、中間歯車８のカナ部８ｂから２方向に分岐した伝達
輪列Ｔによりそれぞれ回転駆動されるので、回転板６，
６相互間向きが崩れることがない。

【００１６】回転板６の取付部６ｃの外方には、ギア部
６ａの軸孔６Ｈを中心とするリング状の案内溝部６ｄが
形成してあり、案内溝部６ｄはその外側部の径がギア６
ａの外径とほぼ同じ大きさに形成してある。案内溝部６
ｄの外方には、軸孔６Ｈを中心とする半径を等しくする
半円状の円板部６ｂとこの円板部６ｂに連設してありか
つ軸孔６Ｈを中心とし円板部６ｂより大きい半径を有す
る半円状の検出板６ｅとが設けてある。

【００１７】下ケース１ａ内には、伝達輪列中の１つの
歯車の一例としての回転板６の回転角を検出して人形２
の回転角度を検出するセンサ１０が設けてある。円板部
６ｂと検出板６ｅとの外周の連結形状は軸孔６Ｈの中心
に向かう直線により段部６ｆを有する段状に形成されて
おり、この段状の段差に相当する検出板６ｅの外縁部が
センサ１０の光を遮断したり通過させたりすることによ
り使用される。すなわち、この検出板６ｅはセンサ１０
が回転板６の回転角を検出して人形２，３の回転角度を
検出するための被検出対象物となるものである。

【００１８】センサ１０は、下ケース１ａに形成された
突起１ｅにセンサ１０の取付部の一端に設けてある取付
穴１０ｈを挿入された状態で、下ケース１ａに形成され
たねじ穴（図示せず。）にセンサの取付部の他端に設け
てある取付穴（図示せず。）を貫通させたねじＮにより
移動不能にねじ止めされている。

【００１９】ここではセンサ１０として、インターラプ
タ型センサを採用してある。すなわちセンサ１０は、断
面コ字状に形成してあり、上部に設けられたＬＥＤ等の
発光体１０ａ（図２参照）からの投光を、対向する下部
に設けられたホトトランジスタ１０ｂで受けるように構
成されている。発光体１０ａとホトトランジスタ１０ｂ
とは、検出板６ｅがその間に侵入することにより光が遮
断される。

【００２０】センサ１０のリード線１０ｃは、図示しな
い制御回路に接続されており、制御回路によってこのセ
ンサ１０による光の検出結果を処理し、検出板６ｅの位
置を確認し、駆動モータ４へ信号を送信し、駆動モータ
４の駆動，停止を制御する。すなわち、センサ１０によ
り回転板６の回転角が制御される。本実施例では、セン
サ１０は右側の回転板側にのみ設けてある。

【００２１】下ケース１ａの内面には係止突起１ｈが突
設してあり、センサ１０が設けてある側（右側）の回転
板６の下面のギア６ａの内側には、係止突起１ｈと係止
可能に係止部６ｇが設けてある。係止突起１ｈと係止部
６ｇとは人形２，３が正面を向いている状態で係止して
おり、回転板６は時計方向への回転が不可能になってい
る。

【００２２】また、人形２，３が正面を向いている状態
では、センサ１０のホトトランジスタ１０ｂの検出範囲
より約５度オーバーランした位置に検出板６ｅの段部６
ｆが位置している。

【００２３】図２に示すように、２つの回転板６，６
は、それぞれ上ケース１ｂに形成された可動飾りの取付
穴部１ｆ，１ｆによって上面が上ケース１ｂから開放し
てあり、案内溝部６ｄには、取付穴部１ｆの壁部１ｇの
下端部が摺動可能に係合することにより回転板６の上下
動を規制している。

【００２４】回転台座２ａ，３ａの下端部と上ケース１
ｂの上面との間には僅かに空隙が設けてあり、前方から
見た場合には上ケース１ｂ上に置かれた状態に見えるよ
うになっている。

【００２５】各人形２，３は、それぞれ胴部に内臓する
駆動手段（図示略）によって腕１１，１１を揺動可能で
あり、回転板６が１８０度回転して、各人形２，３が後
ろ向きになったときに、腕を振って楽譜を演奏している
ような動作を行う。

【００２６】腕１１の駆動手段は、人形の体内から回転
台座２ａ，３ａを経て、回転板６を支持する軸部１ｄの
孔部から、下ケース１ａの底部に設けられたプリント基
板１２に接続されており、駆動電流の供給を受けるとと
もに制御回路によってその動作を制御可能である。

【００２７】次に動作について説明する。２体の人形
２，３はそれぞれ通常は正面を向き、腕１１を下ろした
状態で静止している。このとき、回転板６の検出板６ｅ
はセンサ１０から離れた位置に置かれている。（図１参
照。）正時になるとメロディが奏でられ、制御回路から
の信号により駆動モータ４が回転し、駆動輪列Ｄ及び伝
達輪列Ｔを介して各回転板６，６が反時計方向に回転開
始する。回転板６，６はそれぞれ人形２，３と一体とな
って動作可能に結合してあるので、２体の人形２，３も
ともに回転を開始し、１８０度回転して、それぞれ後ろ
向きになった位置で停止する。

【００２８】ここで各人形２，３の胴部内の駆動手段が
作動して腕１１，１１を揺動させ、楽器を演奏している
ように見せる動作をする。メロディに合わせた人形によ
る楽器演奏の動作が終了すると、こんどは制御回路から
の出力信号により駆動モータ４を逆転させ、回転板６を
時計方向に回転させることにより２つの人形２，３を同
時に時計方向に回転させる。

【００２９】ここで、回転角の規制について説明する。
回転板６が回転を開始すると直ちに検出板６ｅがセンサ
１０のＬＥＤ１０ａとホトトランジスタ１０ｂとの間に
入ってＬＥＤ１０ａからホトトランジスタ１０ｂへの投
光が遮られるが、制御回路には負の信号が送られそのま
ま回転が継続される。そして、人形２，３が１８０度回
転して丁度後ろ向き状態になると、検出板６ｅの段部６
ｆがセンサ１０から外れた位置になり、ＬＥＤ１０ａか
らの投光がホトトランジスタ１０ｂで受けられるように
なる。そこで、センサ１０から制御回路に向けて正の信
号が送られ、制御回路からの出力信号を受けて駆動モー
タ４が停止する。すなわち、ケース内に回転板の回転を
検出するセンサを設けたので、回転板の回転を所定の範
囲内に規制できる。

【００３０】この段階で人形２，３は腕を振って楽譜を
演奏しているような動作を行なう。腕を振る動作が終了
すると、モータ４を前記と逆方向に回転させる出力信号
が制御回路から送られる。この逆方向に回転させる出力
信号を得けてモータ４が逆転し、検出板６ｅがセンサ１
０のＬＥＤ１０ａとホトトランジスタ１０ｂとの間に入
って、ＬＥＤ１０ａからホトトランジスタ１０ｂへの投
光が遮られるが、制御回路には負の信号が送られそのま
ま回転が継続される。

【００３１】やがて、検出板６ｅの段部６ｆがセンサ１
０から外れる位置になる。この位置でセンサ１０から制
御回路に向けて正の信号が送られ、制御回路からの出力
信号を受けてモータ４が停止する。しかし、センサ１０
からの正の信号が制御回路に入ってからモータ４が停止
するまで僅かではあるがモータ４が回転し、検出板６ｅ
が回転を続ける。やがて、検出板６ｅは係止部６ｇが下
ケース１ａの係止突起１ｈと係止して停止する。係止部
６ｇと係止突起１ｈとが係止する位置は、人形２，３が
正面を向いた位置となっている。このように人形の向き
が正面より行き過ぎようとする慣性力等が働いても係止
部６ｇと係止突起１ｈとが係止するため、人形２，３は
正面を向いた位置より行き過ぎることがなく、正時以外
の時に人形２，３が停止しているときは、常に正しい方
向を向くようになっている。

【００３２】図３は、本発明のからくり装置の駆動装置
を掛時計に使用したものを示しており、時計枠１４は所
定幅の縁部１４ａが設けてあり、その内側に文字板部１
５とからくり装置の駆動装置１６とが設けてある。文字
板部１５の中心部に設けられた指針軸１７には時針１８
及び分針１９が設けてある。

【００３３】からくり装置の駆動装置１６はアーチ形の
舞台の奥の方に多数の板状のカリオン鐘２０が設けてあ
り、舞台中央部には本発明に係る２つの人形２，３がそ
れぞれ回転台座２ａ，３ａ上に立たせてある。２つの人
形２，３はそれぞれ通常は正面を向き、腕１１を下ろし
た状態で静止している。舞台の前方両側の一方のアーチ
の近傍や文字板部の上方には、アコーディオン、笛、ラ
ッパ等を奏でる小人人形２１…を配置してあり、からく
り装置の興趣の高揚を演出している。

【００３４】本実施例では可動飾りの数を２として説明
してあるが、この数を３としてもよい。この場合には伝
達輪列を３つに分岐してそれぞれ３つの回転板を回転可
能に連結すればよい。

【００３５】また，２つの人形が同方向に回転するよう
にしてあるが、分岐させた一方の伝達輪列間にアイドラ
歯車を介在させることによってそれぞれ異なる方向に回
転可能にすることもできる。

【００３６】また、センサは、回転板の回転角を検出し
て回転飾りの回転角度を検出するようにしたが、センサ
が回転飾りの回転角度を検出する直接の対象物は伝達輪
列中の歯車であればどれでもよい。

【００３７】さらに、検出板は必ずしも必要なものでは
なく、検出板に代えて回転板の円板部を大径に形成し、
円板部にＬＥＤ等の発光体からの投光を、対向する下部
に設けられたホトトランジスタで受光可能な所定の位置
に透孔を形成してもよい。

【００３８】

【発明の効果】上記したように本発明は、単一の駆動モ
ータで複数の可動飾りを回転可能な構成にしてあるの
で、部品点数及び組立工数を減少させることによってコ
ストの低減に寄与する。伝達輪列は中間歯車から複数に
分岐させたので複数の回転板を同時に回転駆動可能であ
りかつ複数の可動飾り間の向きのバランスを崩すことが
ない。また、中間歯車にスリップ機構を設けたので、伝
達輪列に一定以上の過大な負荷トルクが加わったときに
は、中間歯車のボス部とギア部とがスリップし、伝達輪
列が空回りするので伝達輪列中の歯車の歯を破損するこ
とがない。さらにケース内に伝達輪列中の１つの歯車の
回転角を検出して可動飾りの回転角度を検出するセンサ
を設けたので、可動飾りの回転角度の制御が容易にでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】上ケースを除去した状態を示す平面図である。

【図２】可動飾りを取り付けた駆動装置内の状態を示す
一部切欠断面図である。

【図３】本発明のからくり装置の駆動装置を備えた時計
の正面図である。

【符号の説明】

１ 機械体ケース ２，３ 可動飾り（人形） ４ 駆動モータ ６ 伝達輪列中の１つの歯車（回転板） ８ 中間歯車 １０ センサ Ｓ スリップ機構 Ｔ 伝達輪列

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動飾りを回転駆動する機械体ケースに
   は、駆動モータが取り付けてあり、 上記機械体ケース内には、上記駆動モータにより回転駆
   動される中間歯車と、上記中間歯車から複数に分岐する
   複数の伝達輪列とが設けてあり、 上記機械体ケース上には、上記伝達輪列のそれぞれによ
   って回転駆動される上記可動飾りがそれぞれ設けてあ
   り、 上記中間歯車には、一定以上の負荷トルクが加わったと
   きにスリップするスリップ機構が設けてあり、 上記ケース内には、上記伝達輪列中の１つの歯車の回転
   角を検出して上記可動飾りの回転角度を検出するセンサ
   が設けてあることを特徴とするからくり装置の駆動装
   置。