JPH05142361A - Hydraulic clock - Google Patents
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- JPH05142361A JPH05142361A JP30343991A JP30343991A JPH05142361A JP H05142361 A JPH05142361 A JP H05142361A JP 30343991 A JP30343991 A JP 30343991A JP 30343991 A JP30343991 A JP 30343991A JP H05142361 A JPH05142361 A JP H05142361A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、水の力を利用して時計
などの表示機構を駆動する水力時計に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic timepiece that utilizes a force of water to drive a display mechanism such as a timepiece.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、回転自在に支持されている水
車に水を注ぎ、水車の回転を利用して時計などの表示機
構を駆動する水力時計がある。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a hydraulic timepiece in which water is poured into a water wheel that is rotatably supported and the rotation of the water wheel is used to drive a display mechanism such as a timepiece.
【０００３】その一例として、中国北宗時代に創案され
た、図１，図２に示すような水力天文時計（水運儀象
台）が知られている。複数の柱によって囲まれた本体１
内部には、水車（枢輪）とこの水車に水を注ぎ、この水
車を回転駆動させる注水機構と、この水車の回転を各種
表示機構に伝達する動力伝達機構がそれぞれ設けてあ
り、以下その説明をする。As one example, a hydroelectric astronomical clock (water transport elephant stand) as shown in FIGS. 1 and 2 is known, which was invented in the Hokuso era of China. Body 1 surrounded by multiple pillars
Inside, there are a water wheel (pivot wheel), a water injection mechanism for pouring water into the water wheel and rotating the water wheel, and a power transmission mechanism for transmitting the rotation of the water wheel to various display mechanisms. do.
【０００４】図２に示すように、本体１内のほぼ中央部
に、水車２が一方向回転自在に支持されている。この水
車２の横には、注水機構としての複数の貯水槽３…が互
いに高低差をもって設けてある。最上段にある貯水槽３
の横には、水車２の下方に設けた水槽（退水壷）４に貯
まった水を汲み上げる二つの汲み上げ車（昇水車）５，
５が回転自在に支持してある。この汲み上げ車５，５
は、人間Ｐがハンドル６を手で回すことにより互いに連
動回転し、水槽４に貯まった水を汲み上げる。汲み上げ
られた水は、最上段にある貯水槽３に貯まり、次段また
その次段にある貯水槽３…へと順次水が流れてゆく。そ
して最下段にある貯水槽３から水車２へと水が注がれ、
水車２が回転駆動されるようになっている。このよう
に、複数の貯水槽３…を互いに高低差をもって設けるこ
とにより、水の流量がほぼ一定化し、水車２の回転速度
をほぼ一定にしている。As shown in FIG. 2, a water turbine 2 is supported in a substantially central portion of a main body 1 so as to be rotatable in one direction. Next to the water turbine 2, a plurality of water storage tanks 3 ... As a water injection mechanism are provided with height differences from each other. Water tank 3 at the top
Next to the, two pumping vehicles (water pump) 5, which pump up the water stored in the water tank (discharging jar) 4 provided below the turbine 2,
5 is rotatably supported. This pump 5,5
Is rotated in association with each other when the person P turns the handle 6 by hand, and pumps up the water stored in the water tank 4. The pumped water is stored in the uppermost water storage tank 3, and the water sequentially flows to the next water storage tank 3 and the next water storage tank 3. Then, water is poured from the water tank 3 at the bottom to the water turbine 2,
The water turbine 2 is driven to rotate. In this way, by providing the plurality of water storage tanks 3 ... With a difference in height from each other, the flow rate of water is substantially constant, and the rotation speed of the water turbine 2 is substantially constant.
【０００５】水車２の回転は、伝達機構を介して図１に
示す時刻表示部（昼夜機輪）１２および天体表示機構と
しての天体観測儀（渾天儀）２５、天球儀（渾象儀）３
２に伝達される。図２に示すように、水車２の回転が、
回転軸（枢軸）２ａから歯車７，８を介して軸（天柱）
９に伝達される。軸９の回転は、歯車１０，１１を介し
て、時刻表示部（昼夜機輪）１２の中心軸（機輪軸）１
２ａに伝達される。この中心軸１２ａは、２４時間（１
日）で１回転する。The rotation of the water wheel 2 is transmitted through a transmission mechanism to a time display unit (day / night wheel) 12 shown in FIG. 1, an astronomical observing instrument (armillary sphere) 25, and a celestial globe (elephant sphere) 3 as astronomical display mechanisms.
2 is transmitted. As shown in FIG. 2, the rotation of the water turbine 2
Shaft (top) from rotating shaft (pivot) 2a through gears 7 and 8
9 is transmitted. The rotation of the shaft 9 is performed through the gears 10 and 11 via the central axis (machine wheel shaft) 1 of the time display unit (day and night machine wheel) 12.
2a is transmitted. This central axis 12a is used for 24 hours (1
Rotate once every day.
【０００６】時刻表示部１２の中心軸１２ａには、図２
に示すように３枚の回転板１３，１４，１５が固定して
あり、回転板１３と１４の間と、回転板１４および１５
の各外周部にそれぞれ複数の人形が配設してある。回転
板１３と１４の間にある人形１６…は全部で２４体、回
転板１４の外周部にある人形１７…は全部で９６体、そ
して回転板１５の外周部にある人形１８…は全部で３８
体である。The central axis 12a of the time display section 12 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, three rotary plates 13, 14, 15 are fixed, and the space between the rotary plates 13 and 14 and the rotary plates 14 and 15 are fixed.
A plurality of dolls are arranged on each outer peripheral portion of the. There are 24 dolls 16 ... between the rotating plates 13 and 14, a total of 96 dolls 17 ... on the outer periphery of the rotating plate 14, and a total of 18 dolls 18 ... on the outer periphery of the rotating plate 15. 38
It is the body.
【０００７】図１に示すように、本体１の正面には、五
重の塔を模した装飾が施してあり、その前面に設けた五
つの窓にそれぞれ出現する複数の人形１６〜２０によっ
て時刻を表示するようになっている。上から一段目，四
段目の窓に出現している人形１９，２０は固定のもので
あり、上から二段目，三段目，五段目の窓には、上記し
た人形１６〜１８が、それぞれ出現するようになってい
る。As shown in FIG. 1, the front of the main body 1 is decorated in the shape of a five-storied tower, and the time is displayed by a plurality of dolls 16 to 20 appearing in the five windows provided on the front. It is like this. The dolls 19 and 20 appearing in the first and fourth windows from the top are fixed, and the above-mentioned dolls 16 to 18 are shown in the second, third, and fifth windows from the top. , But they are appearing respectively.
【０００８】図１において、一段目にある３体の人形１
９…（固定）のうち、右端の人形１９ａは所定の時刻に
鈴を鳴らし、左端の人形１９ｂが鼓を打ち、中央の人形
１９ｃが鐘を鳴らすようになっている。また、二段目の
人形１６…（２４体）が２４の時を表示し、三段目の人
形１７…（９６体）が１００刻を表示し、四段目の人形
２０（固定）が夜間時刻に銅鐸（金鉦）を打ち鳴らし、
五段目の人形１８…（３８体）が夜間時刻を表示するよ
うになっている。In FIG. 1, the three dolls 1 in the first row are shown.
9 (fixed), the doll 19a on the right end rings a bell at a predetermined time, the doll 19b on the left end beats a drum, and the doll 19c in the center rings a bell. Also, the second-stage dolls 16 ... (24) show the time when 24, the third-stage dolls 17 ... (96) show 100 ticks, and the fourth-stage doll 20 (fixed) at night. At the time, a bronze ring
The fifth row of dolls 18 ... (38 bodies) are designed to display the night time.
【０００９】図２に示すように、軸９の回転は、歯車２
１〜２４を介して、本体１の屋上に設けた天体観測儀２
５に伝達される。この天体観測儀２５は、軸Ｃ１を中心
として１恒星日（２３時間５６分４．０９秒）で１回転
するもので、軸Ｃ１と直行して設けた望筒（図示せ
ず。）が天体の運行に自動的に追尾するようになってお
り、天文台にある望遠鏡とドームに相当するものであ
る。As shown in FIG. 2, rotation of the shaft 9 results in rotation of the gear 2
Astronomical observation instrument 2 provided on the roof of main body 1 through 1 to 24
5 is transmitted. This astronomical observatory 25 makes one revolution on one star day (23 hours 56 minutes 4.09 seconds) about the axis C1. A observatory (not shown) provided orthogonal to the axis C1 is an astronomical object. It is designed to automatically follow the operation of the observatory and is equivalent to the telescope and dome at the observatory.
【００１０】また図２に示すように、時刻表示部１２の
中心軸１２ａの回転は、歯車２６〜３１を介して、本体
１の内部に設けた天球儀３２に伝達される。この天球儀
３２の表面には星が表記されており、上記した天体観測
儀２５と同様に、軸Ｃ２を中心として１恒星日（２３時
間５６分４．０９秒）で１回転するもので、星座を見る
ためのプラネタリウムに相当するものである。Further, as shown in FIG. 2, the rotation of the central shaft 12a of the time display unit 12 is transmitted to the celestial sphere 32 provided inside the main body 1 via the gears 26 to 31. Stars are written on the surface of the celestial sphere 32, and like the astronomical observatory 25 described above, the celestial sphere makes one revolution on one star day (23 hours 56 minutes 4.09 seconds) about the axis C2. It is the equivalent of a planetarium for seeing.
【００１１】以上が古代の水力天文時計の構成であり、
一定流量の水を動力源として各種表示機構を駆動するも
のである。The above is the structure of the ancient hydraulic astronomical clock,
Various display mechanisms are driven by using a constant flow rate of water as a power source.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】上記したような水力天
文時計では、貯水槽３内の水位の変化などにより、水車
２の回転速度が一定とならず、各種表示機構に誤差が生
じる。この誤差を修正する方法として、例えば、水晶発
振式時計から１時間に１回発生する正確な正時信号を基
準として作動するモータにより、各種表示機構を強制的
にその時刻に合わせるようにする方法が考えられる。し
かしこの方法では、修正直前の表示には、前回の修正以
降に生じた誤差が累積することになる。このような誤差
を短時間のうちに強制的に修正しようとすれば、モータ
の出力を大きくする必要があり、非効率的である。ま
た、誤差修正の周期を短縮すれば、累積誤差を小さくす
ることはできるが、これではモータで直接的に表示機構
を駆動していることと同じであり、水を駆動源とするこ
とに意義がある水力時計としては問題である。さらにま
た、水車２あるいは軸９，１２ａをそれぞれ定速回転モ
ータにより回転駆動すれば誤差を小さくする（あるいは
ゼロにする）ことはできるが、このような方法も上記し
たことと同様に、水を駆動源とすることに意義がある水
力時計としては問題である。In the above-mentioned hydraulic astronomical timepiece, the rotational speed of the water wheel 2 is not constant due to changes in the water level in the water tank 3, and errors occur in various display mechanisms. As a method of correcting this error, for example, a method of forcibly adjusting the various display mechanisms to the time by a motor that operates based on an accurate hourly signal generated once an hour from a quartz crystal timepiece Can be considered. However, with this method, the error generated after the previous correction is accumulated in the display immediately before the correction. If it is attempted to forcibly correct such an error within a short time, it is necessary to increase the output of the motor, which is inefficient. Although the cumulative error can be reduced by shortening the error correction cycle, this is the same as driving the display mechanism directly with a motor, and using water as the drive source is significant. There is a problem for a hydraulic clock. Furthermore, if the water wheel 2 or the shafts 9 and 12a are rotationally driven by constant speed rotary motors respectively, the error can be reduced (or made zero). This is a problem for a hydraulic timepiece that has significance as a driving source.
【００１３】そこで本発明では、あくまでも水を動力源
として水車を回転駆動することを前提とし、この水車の
回転を各種表示機構に伝達するという基本構成は変える
ことなく、小さな動力で誤差を修正して高精度の表示を
行なうことのできる水力時計を提供することを目的とす
る。Therefore, the present invention is based on the premise that the water turbine is rotationally driven by using water as a power source, and the error is corrected with a small power without changing the basic structure of transmitting the rotation of the water turbine to various display mechanisms. It is an object of the present invention to provide a hydraulic timepiece capable of highly accurate display.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ための本発明の第１の特徴は、一方向回転自在に支持さ
れており、伝達手段を介して表示機構にそれ自身の回転
力が伝達される水車と、上段から流出した水を貯めると
共に次段に水を流出し、最下段で水車に注水して上記水
車を回転駆動可能であるように互いに高低差を持って設
けてある複数の貯水槽と、モータにより駆動されて複数
の貯水槽の最上段に水を汲み上げる送水ポンプと、貯水
槽内の水位を検出する水位センサからの出力によりモー
タの駆動を制御する制御回路とを具備するところにあ
る。The first feature of the present invention for attaining the above-mentioned object is that it is rotatably supported in one direction, and its own rotational force is applied to the display mechanism via the transmission means. A plurality of turbines that are provided with a difference in height so that the turbine to be transmitted and the water that flows out from the upper stage can be stored and the water can flow out to the next stage and water can be poured into the turbine at the lowest stage to rotate the turbine. Water storage tank, a water feed pump that is driven by a motor to pump water to the uppermost stage of a plurality of water storage tanks, and a control circuit that controls the drive of the motor by the output from a water level sensor that detects the water level in the water storage tank. There is a place to do it.
【００１５】本発明の第２の特徴は、水車の回転速度に
同調してインデックスパルスを発生する回転速度検出部
と、予め定められたインタ―バルで基準パルスを発生す
る基準時計と、この２つのパルスを比較して水車の回転
速度の誤差を検出し、制御回路の作動を制御する誤差検
出部とをさらに設けてあるところにある。A second feature of the present invention is that a rotation speed detector for generating an index pulse in synchronization with the rotation speed of the water turbine, a reference timepiece for generating a reference pulse at a predetermined interval, and the two. There is further provided an error detection unit for comparing the two pulses to detect an error in the rotational speed of the water turbine and controlling the operation of the control circuit.
【００１６】[0016]
【作用】水位センサが貯水槽内の水位を検出し、水位が
ある一定高さ以上、又はある一定量以下になるとモータ
の駆動を停止し、送水ポンプによる水の汲み上げを停止
する。また、回転速度検出部より発生するインデックス
パルスと基準時計より発生する基準パルスとを比較して
水車の回転速度の誤差を検出し、この誤差に基づいてモ
ータの駆動を制御し、貯水槽内の水の量を増減して誤差
を修正する。The water level sensor detects the water level in the water tank, and when the water level becomes higher than a certain level or less than a certain level, the driving of the motor is stopped and the pumping of water by the water pump is stopped. In addition, the index pulse generated by the rotation speed detection unit and the reference pulse generated by the reference clock are compared to detect the error in the rotation speed of the water turbine, and the drive of the motor is controlled based on this error to control the rotation of the water tank. Correct the error by increasing or decreasing the amount of water.
【００１７】[0017]
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１８】図４に、本発明に係る水力時計を高精度に
駆動するシステム系統を示す。このシステム系統は、大
別して、貯水槽３に水を汲み上げる昇水機構５２，５３
と、この昇水機構を制御する制御回路４０と、水車２の
回転速度の誤差を検出する誤差検出部４３とからなる。
なお、水車２の回転が、伝達手段を介して各種表示機構
（時刻表示部１２，天体観測儀２５、天球儀３２）に伝
達される構成は、前記した従来の技術の欄で説明した通
りであり、同一部材には同一符号を付し、その説明は省
略することとする。FIG. 4 shows a system system for driving the hydraulic timepiece according to the present invention with high accuracy. This system system is roughly classified into a water raising mechanism 52, 53 for pumping water to the water tank 3.
And a control circuit 40 for controlling this water raising mechanism, and an error detection unit 43 for detecting an error in the rotational speed of the water turbine 2.
The configuration in which the rotation of the water turbine 2 is transmitted to various display mechanisms (the time display unit 12, the astronomical observatory 25, and the celestial sphere 32) via the transmission means is as described in the section of the related art. The same members are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００１９】図４に示すように、水車２の下方に設けた
水槽４に貯まった水は、水タンク５０に流入して濾過フ
ィルタ５１を通った後、昇水機構の駆動モータ５２にて
駆動される送水ポンプ５３によって汲み上げられる。汲
み上げられた水は、最上段にある貯水槽３に貯まり、次
段にある貯水槽３へと流れてゆき、最下段にある貯水槽
３から水車２へ注がれて水車２を回転駆動する。水は再
び水槽４に貯まり、上記した一連の動作が循環される。As shown in FIG. 4, the water stored in the water tank 4 provided below the water turbine 2 flows into the water tank 50, passes through the filtration filter 51, and is then driven by the drive motor 52 of the water raising mechanism. It is pumped up by the water supply pump 53. The pumped water is stored in the uppermost water storage tank 3, flows to the next water storage tank 3, and is poured from the lowest water storage tank 3 into the water wheel 2 to rotate the water wheel 2. .. Water is again stored in the water tank 4, and the above-described series of operations is circulated.
【００２０】図４に示すように、最上段の貯水槽３に
は、水位センサ５４…が複数個（本実施例では等間隔に
５個）設けてあり、貯水槽３内の水位が現在どこにある
かを検知する。この水位センサ５４…の出力は、制御回
路４０を構成する流量調節インタフェイス４１へと送ら
れ、インバータ（周波数変換装置）４２を介して駆動モ
ータ５２に制御信号が送られ、送水ポンプ５３による揚
水が制御される。As shown in FIG. 4, the uppermost water storage tank 3 is provided with a plurality of water level sensors 54 ... (Five at equal intervals in this embodiment), and the water level in the water storage tank 3 is at present. Detect if there is. The outputs of the water level sensors 54 ... Are sent to a flow rate adjusting interface 41 that constitutes the control circuit 40, a control signal is sent to a drive motor 52 through an inverter (frequency conversion device) 42, and a water pump 53 pumps water. Is controlled.
【００２１】送水ポンプ５３によって汲み上げられる水
の量は、貯水槽３から水車２へ注がれる水の量より多く
なるように設定してある。したがって、貯水槽３内の水
位は次第に上昇するが、最上位まで水位が上昇したこと
を水位センサ５４が検出すると、水位信号が流量調節イ
ンタフェイス４１へ送られ、インバータ４２を介して駆
動モータ５２の回転を停止し、水の汲み上げを停止する
ようになっている。そして水位がある一定の所まで下降
すると、再び送水ポンプ５３が作動し、水が汲み上げら
れる。The amount of water pumped up by the water pump 53 is set to be larger than the amount of water poured from the water tank 3 into the water wheel 2. Therefore, although the water level in the water tank 3 gradually rises, when the water level sensor 54 detects that the water level has risen to the highest level, a water level signal is sent to the flow rate adjustment interface 41 and the drive motor 52 is sent via the inverter 42. It stops the pumping of water and the pumping of water. Then, when the water level descends to a certain position, the water supply pump 53 is activated again and water is pumped up.
【００２２】水車２の回転は、後述する回転速度検出部
４６により検出される。回転速度検出部４６は、水車２
の回転速度に同調してインデックスパルスを発生し、こ
のパルス信号が誤差検出部４３へと送られる。その一方
で、水晶発振式の基準時計４４が一定間隔の基準パルス
を発生し、誤差検出部４３へと送られる。誤差検出部４
３では、入力された２つのパルス、すなわちインデック
スパルスと基準パルスの各パルス間隔を比較し、水車２
の回転速度が基準速度（理想速度）より速いか遅いか
（誤差）の検出を行なう。The rotation of the water wheel 2 is detected by a rotation speed detector 46, which will be described later. The rotation speed detection unit 46 is used for the water turbine 2
An index pulse is generated in synchronism with the rotation speed of the pulse signal, and this pulse signal is sent to the error detection unit 43. On the other hand, the crystal oscillation type reference clock 44 generates reference pulses at regular intervals and sends them to the error detection section 43. Error detector 4
In 3, the two input pulses, that is, the pulse intervals of the index pulse and the reference pulse are compared, and the
It detects whether the rotation speed of is faster or slower than the reference speed (ideal speed) (error).
【００２３】インデックスパルスの間隔が、基準パルス
のそれより大きい場合は、水車２が基準より遅れて回転
しているため、誤差検出部４３から流量調節インタフェ
イス４１へ水位変更指示信号が送られる。このときの水
位変更指示信号は、貯水槽３内の水位を上昇させる信号
である。水位が上昇すれば、最下段にある貯水槽３から
水車２へ注がれる水の量が多くなり、その結果として水
車２を、それまでに比較して速く回転駆動することがで
きる。この水位変更指示信号を受けて、流量調節インタ
フェイス４１は、所望の水位をそれまでの一段上にセッ
トすると共に、指示信号をインバータ４２に送り、駆動
モータ５２の回転速度を上げて送水ポンプ５３による揚
水量を上げる。この結果、最上段の貯水槽３内の水位が
上昇する。水位が所望の位置まで上昇したことを水位セ
ンサ５４が検出すると、水位信号が流量調節インタフェ
イス４１へ送られ、インバータ４２を介して、今度は水
位を一定に保つように駆動モータ５２の回転速度が制御
される。When the interval between the index pulses is larger than that of the reference pulse, the water wheel 2 is rotating later than the reference, so that the error detecting section 43 sends a water level change instruction signal to the flow rate adjusting interface 41. The water level change instruction signal at this time is a signal for raising the water level in the water storage tank 3. If the water level rises, the amount of water poured from the lowermost water storage tank 3 into the water turbine 2 increases, and as a result, the water turbine 2 can be rotationally driven faster than before. In response to the water level change instruction signal, the flow rate adjustment interface 41 sets a desired water level to the next higher level and sends an instruction signal to the inverter 42 to increase the rotation speed of the drive motor 52 to increase the water supply pump 53. Increase the amount of pumped water. As a result, the water level in the uppermost water storage tank 3 rises. When the water level sensor 54 detects that the water level has risen to a desired position, a water level signal is sent to the flow rate adjusting interface 41, and the rotation speed of the drive motor 52 is maintained via the inverter 42 so as to keep the water level constant this time. Is controlled.
【００２４】逆に、インデックスパルスの間隔が、基準
パルスのそれより小さい場合は、水車２が基準より速く
回転しているため、誤差検出部４３から流量調節インタ
フェイス４１へ水位変更指示信号が送られる。このとき
の水位変更指示信号は、貯水槽３内の水位を下降させる
信号である。水位が下降すれば、最下段にある貯水槽３
から水車２へ注がれる水の量が少なくなり、その結果と
して水車２を、それまでに比較して遅く回転駆動するこ
とができる。この水位変更指示信号を受けて、流量調節
インタフェイス４１は、所望の水位をそれまでの一段下
にセットすると共に、指示信号をインバータ４２に送
り、駆動モータ５２の回転速度を下げて送水ポンプ５３
による揚水量を下げる。この結果、最上段の貯水槽３内
の水位が下降する。水位が所望の位置まで下降したこと
を水位センサ５４が検出すると、水位信号が流量調節イ
ンタフェイス４１へ送られ、インバータ４２を介して、
今度は水位を一定に保つように駆動モータ５２の回転速
度が制御される。On the contrary, when the interval of the index pulse is smaller than that of the reference pulse, the water wheel 2 is rotating faster than the reference, and therefore the error detecting section 43 sends the water level change instruction signal to the flow rate adjusting interface 41. Be done. The water level change instruction signal at this time is a signal for lowering the water level in the water storage tank 3. If the water level drops, the water tank 3 at the bottom
As a result, the amount of water that is poured into the water turbine 2 is reduced, and as a result, the water turbine 2 can be rotationally driven later than before. In response to the water level change instruction signal, the flow rate adjustment interface 41 sets a desired water level one step lower until then, and also sends an instruction signal to the inverter 42 to reduce the rotation speed of the drive motor 52 and the water feed pump 53.
To lower the pumping volume. As a result, the water level in the uppermost water storage tank 3 is lowered. When the water level sensor 54 detects that the water level has dropped to a desired position, a water level signal is sent to the flow rate adjustment interface 41, and is sent via the inverter 42.
This time, the rotation speed of the drive motor 52 is controlled so as to keep the water level constant.
【００２５】また、インデックスパルスの間隔と、基準
パルスのそれとがほぼ同じ場合には、水車２が進み遅れ
なしに回転しているので、誤差検出部４３では誤差ゼロ
と判定し、水位変更指示信号は出力しない。When the interval between the index pulses and that of the reference pulse are substantially the same, the water wheel 2 is rotating without advance and delay, so the error detecting section 43 determines that there is no error and the water level change instruction signal. Is not output.
【００２６】以上の一連の動作を繰り返すことにより、
水車２の回転は、基準時計４４の精度に極めて近い精度
で回転することになり、各種表示機構（時刻表示部１
２，天体観測儀２５、天球儀３２）における表示精度は
極めて高くなる。By repeating the above series of operations,
The rotation of the water wheel 2 rotates with an accuracy very close to that of the reference clock 44, and various display mechanisms (the time display unit 1
2. The display accuracy of the astronomical observing instrument 25 and the celestial sphere instrument 32) is extremely high.
【００２７】また、水道管内部に異物が混入するなど不
測の事態により水の供給が急激に減少し、水位が下降し
続けたことを水位センサ５４が検出すると、水位信号が
流量調節インタフェイス４１へ送られ、インバータ４２
を介して駆動モータ５２の回転を停止し、非常ベル（図
示せず。）を鳴らすようになっている。Further, when the water level sensor 54 detects that the water supply sharply decreases due to an unexpected situation such as the entry of foreign matter into the water pipe and the water level continues to drop, the water level signal is sent to the flow control interface 41. Sent to the inverter 42
The rotation of the drive motor 52 is stopped via the, and an emergency bell (not shown) is sounded.
【００２８】さらにまた、基準時計４４からモニター表
示部４５へ信号が送られ、各種表示機構の表示状態がモ
ニタリングされる。Furthermore, a signal is sent from the reference clock 44 to the monitor display section 45, and the display states of various display mechanisms are monitored.
【００２９】なお、水車２の下方に設けた水槽４に貯ま
った水は、送水ポンプ５３によって汲み上げるようにし
ているが、図２に示すように、従来の技術の欄で説明し
た二つの汲み上げ車５，５およびこれを回転駆動するハ
ンドル６は設けてある。デモンストレーション時には、
図２に示すように、人間Ｐがハンドル６を手で回して二
つの汲み上げ車５，５を回転駆動し、水を汲み上げる動
作を模倣することができるようになっている。このと
き、汲み上げ車５，５の回転により汲み上げられた水
は、貯水槽３内には流入せず、水タンク５０へと流入
し、実際は、図２中の鎖線で示すような流路を経て、汲
み上げ車５，５の回転と関係なく、送水ポンプ５３によ
って水槽４から貯水槽３へと水が流れる。The water stored in the water tank 4 provided below the water turbine 2 is pumped up by the water pump 53. However, as shown in FIG. 2, the two pumping vehicles described in the section of the prior art are explained. 5, 5 and a handle 6 for rotationally driving this are provided. During the demonstration,
As shown in FIG. 2, the person P can rotate the handle 6 by hand to rotationally drive the two pumping wheels 5 and 5 to imitate the operation of pumping water. At this time, the water pumped by the rotation of the pumping wheels 5 and 5 does not flow into the water storage tank 3 but flows into the water tank 50, and actually passes through a flow path shown by a chain line in FIG. Water flows from the water tank 4 to the water tank 3 by the water pump 53 regardless of the rotation of the pumping vehicles 5 and 5.
【００３０】なお、インバータ４２によってモータ５２
の回転速度を制御する代わりに、モータ５２を断続的に
回転・停止するように構成してもよい。The inverter 42 drives the motor 52
Instead of controlling the rotation speed of the motor, the motor 52 may be intermittently rotated and stopped.
【００３１】また、水位センサ５４は、最上段の貯水槽
３ではなく、中段や最下段に位置する他の貯水槽３に設
けてもよい。Further, the water level sensor 54 may be provided not in the uppermost water storage tank 3 but in another water storage tank 3 located in the middle or the lowermost water storage tank 3.
【００３２】つぎに、水車２の回転速度を検出する回転
速度検出部４６の構成について、図５〜８を参照して説
明する。Next, the structure of the rotation speed detector 46 for detecting the rotation speed of the water turbine 2 will be described with reference to FIGS.
【００３３】図５に示すように、水車２は、その中心軸
２ａから放射状に伸びる内側１２本および外側３６本の
輻（スポーク）６０…と、各輻６０…を跨ぐように設け
てありかつ互いに同心をなす３個の円環６１…によって
その骨格が形成されている。各輻６０…の先端は、互い
に対称をなす２つの傾斜面が形成してあり、後述する回
転規制部材と係合するようになっている。As shown in FIG. 5, the water turbine 2 is provided so as to straddle the radiations (spokes) 60 of 12 inner sides and 36 outer sides radially extending from the central axis 2a and the respective radiations 60. The skeleton is formed by three circular rings 61 ... Concentric with each other. The tip of each radiation 60 is formed with two inclined surfaces that are symmetrical to each other, and engages with a rotation restricting member described later.
【００３４】図５に示すように、水車２の外周部には、
互いに等間隔をなすように３６個の水桶６２…が設けて
ある。水桶６２…は、輻６０…に設けてある軸６２ａ…
を中心としてそれぞれ揺動自在であり、最外周の円環６
１上に互いに等間隔をなすように設けた３６個の円筒形
の係止片６３…によってそれぞれの揺動角度が規制され
るようになっている。また、図６に示すように、各水桶
６２は升形状をなしており、その内部に、ある一定量の
水を貯めることができる。As shown in FIG. 5, in the outer peripheral portion of the water turbine 2,
36 water troughs 62 are provided so as to be equally spaced from each other. The water trough 62 ... is a shaft 62a ...
The outermost ring 6
Each of the 36 swinging angles is regulated by 36 cylindrical locking pieces 63 ... Provided on the 1 at equal intervals. Further, as shown in FIG. 6, each water tub 62 is in the shape of a box, and a certain amount of water can be stored therein.
【００３５】図５に示すように、水車２の右側方には、
最下段に位置する貯水槽３が位置しており、この貯水槽
３から突出する給水管３ａから、水桶６２…の１つへと
水が注がれるようになっている。As shown in FIG. 5, on the right side of the water turbine 2,
The water storage tank 3 located at the bottom is located, and water is poured from the water supply pipe 3a projecting from the water storage tank 3 into one of the water tubs 62 ...
【００３６】図５，６に示すように、この貯水槽３を搭
載する支柱６４には、軸６５ａを中心として揺動自在で
ある竿６５と、この竿６５の下側で軸６６ａを中心とし
て揺動自在であり、後述する回転規制部材と連結してい
る揺動レバー６６とがそれぞれ設けてある。竿６５の左
先端部は、水桶６２より突出した腕部６２ｂの下面に当
接して水桶６２の軸６２ａ回りの揺動を規制可能であ
る。また、揺動レバー６６の先端部は、水桶６２の腕部
６２ｂによって軸６６ａを中心として反時計方向に押下
されるようになっている。As shown in FIGS. 5 and 6, the support column 64 on which the water tank 3 is mounted has a rod 65 swingable about a shaft 65a, and a shaft 66a below the rod 65 centered on a shaft 66a. A swing lever 66 that is swingable and is connected to a rotation restricting member described later is provided. The left tip of the rod 65 abuts the lower surface of the arm portion 62b protruding from the water tub 62 to regulate the swing of the water tub 62 around the shaft 62a. Further, the tip portion of the swing lever 66 is adapted to be pushed counterclockwise by the arm portion 62b of the water trough 62 around the shaft 66a.
【００３７】このように、竿６５および揺動レバー６６
は共に、水車２の時計方向の回転に連動して、各水桶６
２…により周期的に押下・解放されるものである。In this way, the rod 65 and the swing lever 66 are
Together with the rotation of the water wheel 2 in the clockwise direction,
2 ... is pressed and released periodically.
【００３８】図５に示すように、水車２の上方には、水
車２の回転を規制する回転規制部材が設けてあり、以下
その説明をする。As shown in FIG. 5, a rotation restricting member for restricting the rotation of the water turbine 2 is provided above the water turbine 2, which will be described below.
【００３９】水車２を支持する支柱６７の左上部には、
逆転防止レバー６８が軸６８ａを中心として揺動自在に
設けてあり、このレバー６８先端の駒６８ｂが、水車２
の中心から放射状に出ている輻６０の先端左側辺に係合
し、水車２自身の反時計方向の回転（逆転）を規制して
いる。In the upper left part of the column 67 that supports the water turbine 2,
A reverse rotation preventive lever 68 is provided so as to be swingable about a shaft 68a, and a piece 68b at the tip of the lever 68 is a water turbine 2
It engages with the left side of the tip of the radiation 60 that radiates out from the center of the water wheel 2 and regulates the counterclockwise rotation (reverse rotation) of the water wheel 2 itself.
【００４０】水車２を支持する支柱６７の右上部には、
間欠送りレバー６９が軸６９ａを中心として揺動自在に
設けてあり、このレバー６９先端の駒６９ｂが、水車２
の中心から放射状に出ている輻６０の先端右側辺に係合
し、水車２自身の時計方向の回転（正転）を規制してい
る。In the upper right part of the support column 67 that supports the water turbine 2,
An intermittent feed lever 69 is provided so as to be swingable around a shaft 69a, and a piece 69b at the tip of the lever 69 is used for the water turbine 2
It engages with the right side of the tip of the radiation 60 that radiates radially from the center of the water wheel, and regulates the clockwise rotation (normal rotation) of the water wheel 2 itself.
【００４１】支柱６７の最右上部には、牽引レバー７０
が軸７０ａを中心として揺動自在に設けてある。間欠送
りレバー６９の先端部と、牽引レバー７０の左先端部と
は、ロープ７１で連結されている。また、牽引レバー７
０の右先端部と、揺動レバー６６とは、ロープ７２で連
結されている。At the upper right portion of the column 67, a pulling lever 70 is provided.
Is swingably provided about the shaft 70a. The tip of the intermittent feed lever 69 and the left tip of the traction lever 70 are connected by a rope 71. Also, the tow lever 7
The right end of 0 and the swing lever 66 are connected by a rope 72.
【００４２】したがって、揺動レバー６６が水桶６２…
によって押下されて反時計方向に揺動すると、この揺動
がロープ７２を介して牽引レバー７０へ伝達されて牽引
レバー７０が軸７０ａを中心として時計方向に揺動し、
この揺動がロープ７１を介して間欠送りレバー６９へ伝
達されて間欠送りレバー６９が軸６９ａを中心として時
計方向に揺動し、間欠送りレバー６９先端の駒６９ｂと
輻６０…先端右側辺との係合が離脱するようになってい
る。Therefore, the rocking lever 66 has the water tub 62 ...
When it is pushed down and swings counterclockwise, this swing is transmitted to the pulling lever 70 via the rope 72, and the pulling lever 70 swings clockwise around the shaft 70a,
This swing is transmitted to the intermittent feed lever 69 via the rope 71, and the intermittent feed lever 69 swings clockwise about the shaft 69a, and the piece 69b at the tip of the intermittent feed lever 69 and the radiation 60 ... Is disengaged.
【００４３】図６に示すように、竿６５の後端部には錘
７３が吊り下げてあり、この錘７３によって竿６５は、
軸６５ａを中心として時計方向に付勢されている。竿６
５の後端部は、図７，８に示すような逆Ｙ字状の欄干７
４を通っており、この欄干７４により、竿６５の揺動角
度が規制されるようになっている。図８に示すように、
欄干７４は、貯水槽３を搭載する支柱６４の下面にネジ
止め結合されており、その下端部には補助棒７５がネジ
止め結合してある。竿６５の後端部は、この補助棒７５
と欄干７４とのなすリング状内部を上下に揺動可能とな
っている。As shown in FIG. 6, a weight 73 is suspended at the rear end of the rod 65, and this weight 73 causes the rod 65 to move.
It is biased clockwise around the shaft 65a. Pole 6
The rear end of the parapet 5 has an inverted Y-shaped balustrade 7 as shown in FIGS.
4, the swing angle of the rod 65 is regulated by the balustrade 74. As shown in FIG.
The balustrade 74 is screwed and coupled to the lower surface of the column 64 on which the water storage tank 3 is mounted, and the auxiliary rod 75 is screwed and coupled to the lower end portion thereof. The rear end of the rod 65 is the auxiliary rod 75.
The ring-shaped interior formed by the balustrade 74 can be vertically swung.
【００４４】また欄干７４は、図８に示すような中空構
造となっており、この中空内部に、発光部と受光部とか
らなるビームセンサ７６が内蔵してある。このビームセ
ンサ７６は、竿６５の揺動を検出するものであり、この
揺動を基にして、水車２の回転速度が検出されるように
なっている。すなわち、ビームセンサ７６が回転速度検
出部４６として作用する。ビームセンサ７６の出力は、
図４に示す制御回路４０へと入力されて、水車２の回転
速度が判断されるようになっている。このように、回転
速度検出部４６は欄干７４内部に設けてあるので、外部
からは見えず、古代の水力天文時計の外観を損なうこと
がない。The balustrade 74 has a hollow structure as shown in FIG. 8, and a beam sensor 76 having a light emitting portion and a light receiving portion is built in the hollow. The beam sensor 76 detects the swing of the rod 65, and the rotation speed of the water turbine 2 is detected based on the swing. That is, the beam sensor 76 acts as the rotation speed detection unit 46. The output of the beam sensor 76 is
The rotation speed of the water turbine 2 is determined by inputting it to the control circuit 40 shown in FIG. As described above, since the rotation speed detection unit 46 is provided inside the balustrade 74, it is not visible from the outside and does not impair the appearance of the ancient hydraulic astronomical clock.
【００４５】つぎに、水車２の回転動作について説明す
る。Next, the rotating operation of the water turbine 2 will be described.
【００４６】図５，６に示すように、最下段に位置する
貯水槽３から、水平位置（３時の位置）に来ている水桶
６２へと水が注がれる。水桶６２は、その腕部６２ｂの
下面が竿６５の左先端部に当接しているため、軸６２ａ
を中心とする揺動が規制されており、その水平位置が保
たれている。やがて水桶６２内部に水が貯まり、水の量
がある一定量を超えると、竿６５が水を含めた水桶６２
自身の重みに負けて、図６の鎖線にて示すように、水桶
６２が軸６２ａを中心として時計方向に揺動する。水桶
６２が揺動することにより、竿６５と共に揺動レバー６
６がそれぞれ押下されて、反時計方向に揺動する。As shown in FIGS. 5 and 6, water is poured from the lowermost water tank 3 into the water tub 62 which is located at the horizontal position (the 3 o'clock position). Since the lower surface of the arm 62b of the water tub 62 is in contact with the left tip of the rod 65, the shaft 62a
The swinging around the center is regulated and its horizontal position is maintained. Eventually, water accumulates inside the water tub 62, and when the amount of water exceeds a certain amount, the rod 65 causes the water tub 62 to contain water.
Losing its own weight, the water tub 62 swings clockwise about the shaft 62a as shown by the chain line in FIG. As the water tub 62 swings, the swing lever 6 moves together with the rod 65.
6 is pushed down and swings counterclockwise.
【００４７】竿６５の揺動は、図７，８に示すように欄
干７４内部にあるビームセンサ７６により検出され、こ
の検出信号が、図４に示す制御回路４０へと入力され
て、水車２の回転速度が判断される。The swing of the rod 65 is detected by the beam sensor 76 inside the balustrade 74 as shown in FIGS. 7 and 8, and this detection signal is input to the control circuit 40 shown in FIG. The rotation speed of is determined.
【００４８】また、揺動レバー６６の揺動は、図５に示
すようにロープ７２を介して牽引レバー７０へ伝達され
て牽引レバー７０が軸７０ａを中心として時計方向に揺
動し、この揺動がロープ７１を介して間欠送りレバー６
９へ伝達されて間欠送りレバー６９が軸６９ａを中心と
して時計方向に揺動し、間欠送りレバー６９先端にある
駒６９ｂと輻６０…先端右側辺との係合が離脱する。こ
れにより、水車２のそれまでの間欠送りレバー６９によ
る時計方向の回転規制が解除され、水車２が時計方向に
回転する。Further, the swing of the swing lever 66 is transmitted to the pulling lever 70 via the rope 72 as shown in FIG. 5, and the pulling lever 70 swings clockwise about the shaft 70a, and this swinging. The movement of the intermittent feed lever 6 via the rope 71
9, the intermittent feed lever 69 swings clockwise around the shaft 69a, and the engagement between the piece 69b at the tip of the intermittent feed lever 69 and the right side of the radiation 60 ... As a result, the clockwise rotation restriction by the intermittent feeding lever 69 of the water turbine 2 is released, and the water turbine 2 rotates clockwise.
【００４９】そして空状態の水桶６２が水平位置（３時
の位置）に来ると共に、竿６５および揺動レバー６６が
元位置に復帰することにより、間欠送りレバー６９先端
の駒６９ｂは、輻６２先端の傾斜面（左下がり）を滑
り、次列の輻６０の先端右側辺に係合し、水車２自身の
時計方向の回転を規制する。水を貯めた水桶６２は次列
へと移動し、その内部にある水は、水車２の下方に設け
た水槽４へと落下する。水槽４に貯まった水は、図４に
示すように、送水ポンプ５３によって再び貯水槽３へと
汲み上げられる。Then, when the empty water tub 62 comes to the horizontal position (the position at 3 o'clock) and the rod 65 and the swing lever 66 return to their original positions, the piece 69b at the tip of the intermittent feed lever 69 is radiated 62. It slides on the inclined surface (downward to the left) of the tip, engages with the right side of the tip of the radiation 60 in the next row, and restricts the clockwise rotation of the water turbine 2 itself. The water tub 62 that stores water moves to the next row, and the water in the water tub 62 falls into the water tank 4 provided below the water wheel 2. The water stored in the water tank 4 is pumped up to the water tank 3 again by the water supply pump 53, as shown in FIG.
【００５０】このように、水車２は３６０／３６度すな
わち１０度ずつ間欠回転をする。In this way, the water wheel 2 makes intermittent rotations of 360/36 degrees, that is, every 10 degrees.
【００５１】また水車２の時計方向の回転の際、逆転防
止レバー６８先端の駒６８ｂは、輻６０先端の傾斜面
（右下がり）を滑り、次列にある輻６０の先端左側辺に
係合し、水車２自身の反時計方向の回転（逆転）を規制
する。When the water wheel 2 is rotated clockwise, the piece 68b at the tip of the reverse rotation preventing lever 68 slides on the inclined surface (downward to the right) of the tip of the radiation 60 and engages with the left side of the tip of the radiation 60 in the next row. However, the counterclockwise rotation (reverse rotation) of the water turbine 2 itself is restricted.
【００５２】なお水車２は、上記したように間欠回転す
るものではなく、水桶６２…を水車２に固定させて、水
車２を連続回転させるようにしてもよい。The water wheel 2 does not rotate intermittently as described above, but the water tubs 62 may be fixed to the water wheel 2 and the water wheel 2 may be continuously rotated.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の水力時
計によれば、水位センサが貯水槽内の水位を検出し、水
位がある一定高さ以上、又はある一定量以下になるとモ
ータの駆動を停止して送水ポンプによる水の汲み上げを
停止するようにし、また、回転速度検出部より発生する
インデックスパルスと基準時計より発生する基準パルス
とを比較して水車の回転速度の誤差を検出し、この誤差
に基づいてモータの駆動を制御し、貯水槽内の水の量を
増減して誤差を修正するようにしたので、あくまでも水
を動力源として水車を回転駆動し、この水車の回転を各
種表示機構に伝達するという基本構成は変えることな
く、高精度の表示を行なうことができる。As described above, according to the hydraulic timepiece of the invention, the water level sensor detects the water level in the water tank, and when the water level becomes higher than a certain level or less than a certain level, the motor The drive is stopped to stop the pumping of water by the water pump, and the error in the rotational speed of the water turbine is detected by comparing the index pulse generated by the rotational speed detection unit with the reference pulse generated by the reference clock. , The motor drive is controlled based on this error, and the error is corrected by increasing or decreasing the amount of water in the water tank. High-precision display can be performed without changing the basic configuration of transmitting to various display mechanisms.
【図１】水力時計の正面図[Figure 1] Front view of a hydraulic watch
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図３】天体観測儀（渾天儀）の斜視図[Fig. 3] Perspective view of an astronomical observatory (Kentengi)
【図４】駆動システム系統図[Figure 4] Drive system system diagram
【図５】水車（枢輪）の正面図[Figure 5] Front view of a water wheel (pivot wheel)
【図６】図５の要部拡大図FIG. 6 is an enlarged view of a main part of FIG.
【図７】図６の要部拡大断面図7 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.
【図８】図７の断面側面図FIG. 8 is a sectional side view of FIG.
２ 水車（枢輪） ３ 貯水槽 ４０ 制御回路 ４３ 誤差検出部 ４４ 基準時計 ４６ 回転速度検出部 ５２ モータ ５３ 送水ポンプ ５４ 水位センサ 2 Water wheel (pivot wheel) 3 Water tank 40 Control circuit 43 Error detection unit 44 Reference clock 46 Rotation speed detection unit 52 Motor 53 Water pump 54 Water level sensor
Claims (2)
手段を介して表示機構にそれ自身の回転力が伝達される
水車と、 上段から流出した水を貯めると共に次段に水を流出し、
最下段で上記水車に注水して上記水車を回転駆動可能で
あるように互いに高低差を持って設けてある複数の貯水
槽と、 モータにより駆動されて上記複数の貯水槽の最上段に水
を汲み上げる送水ポンプと、 上記貯水槽内の水位を検出する水位センサと、 上記水位センサからの出力により上記モータの駆動を制
御する制御回路と、 を具備する水力時計。1. A water turbine which is rotatably supported in one direction and whose rotational force is transmitted to a display mechanism via a transmission means, and water which has flowed out from an upper stage and flows out to a next stage. ,
A plurality of water tanks provided with a difference in height so that the water wheel can be rotationally driven by pouring water into the water tank at the lowest stage, and water is driven to the uppermost stage of the plurality of water tanks by being driven by a motor. A hydraulic watch comprising: a water pump for pumping up; a water level sensor for detecting the water level in the water tank; and a control circuit for controlling the drive of the motor by the output from the water level sensor.
に同調してインデックスパルスを発生する回転速度検出
部と、予め定められたインタ―バルで基準パルスを発生
する基準時計と、上記インデックスパルスと上記基準パ
ルスとを比較して上記水車の回転速度の誤差を検出し、
上記制御回路の作動を制御する誤差検出部とをさらに設
けたことを特徴とする水力時計。2. The rotation speed detection unit for generating an index pulse in synchronization with the rotation speed of the water turbine, the reference timepiece for generating a reference pulse at a predetermined interval, and the index pulse according to claim 1. And the reference pulse is compared to detect the error in the rotational speed of the water turbine,
A hydraulic timepiece further comprising: an error detection unit that controls the operation of the control circuit.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303439A JP2500508B2 (en) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | Hydraulic clock |
| CN 92102614 CN1029429C (en) | 1991-11-19 | 1992-04-06 | Hydro power clock |
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| JP3303439A JP2500508B2 (en) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | Hydraulic clock |
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| JPH05142361A true JPH05142361A (en) | 1993-06-08 |
| JP2500508B2 JP2500508B2 (en) | 1996-05-29 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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