JPH06289152A - 回転飾りの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝達輪列中にコイルばね等による緩衝部材を
用いて構成するとともに飾りに所望の優雅な回転運動を
与えることのできる駆動装置を提供する。 【構成】 回転飾り５を往復駆動する正逆回転可能なス
テップモ―タ９の駆動タイミングのデ―タが記憶回路３
１に格納されており、このデ―タに基づいて、ステップ
モ―タ９の作動が制御回路３２によって制御されるもの
であり、上記データは、回転飾り５の回転速度が正弦曲
線的に変化するように上記ステップモータ９の作動パル
スのパルス間隔を数値化したものであって、当該回転飾
り５の回転方向が切換わる前に一定区間だけパルス空白
部を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば回転飾り付き置
時計に用いられる回転飾りの駆動装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】回転飾り付き置時計は、装飾性を高めた
高級置時計として親しまれている。回転飾り付き置時計
の主要素をなす回転飾りは、通常、立設させた回転軸に
水平方向へ回転可能に取り付けてある。回転飾りを往復
回転させるための機構としては、ヒゲゼンマイを用いた
ものやモータを用いたものなどがある。

【０００３】第１の例としてヒゲゼンマイを用いたもの
は、トランジスタ時計のテンプモータの原理を応用して
回転飾りに往復回転を得ると共に、回転軸をヒゲゼンマ
イを介して回転するように設け、回転飾りがこのヒゲゼ
ンマイによって緩やかに正弦曲線を描いて運動し、飾り
に優雅な動きを与えるようにしたもの（例えば実公昭６
０−２１８２１号）がある。

【０００４】上記のようにヒゲゼンマイを用いると、設
計・製作が面倒で大量生産に不適であり、かつ部品コス
トも高くなり、また組立時などにはヒゲゼンマイの取り
扱いに細心の注意を必要として煩雑である。そこで第２
の例として、本願出願人は、特願平３−４３７１８号に
おいて、正・逆回転可能なステップモータを用い、ヒゲ
ゼンマイを用いた場合と同様な正弦曲線を描いて回転飾
りが運動するようにステップモータの駆動タイミングを
制御するものを提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の第２の例で述べ
た正逆回転モータを用いてヒゲゼンマイを用いた場合と
同様な正弦曲線を描いて飾りを運動するように制御する
ものは、ステップ駆動にもかかわらず、滑らかな飾りの
回転運動が得られるように、伝達輪列中にコイルばね等
による緩衝部材を用いて構成する。そのような場合、ス
テップモータ駆動用パルスを突然停止しても、巻締めら
れていたコイルばねが除々に解かれ、それまでコイルば
ねに蓄えられていた力が徐々に飾りに波及し、飾りはし
ばらくの間は慣性力により回転することになる。そのた
め、飾りの回転方向を変換するために突然逆方向パルス
を出力しても、飾りの回転方向は慣性力によって現状を
維持するため、ステップモータによる回転駆動力と、こ
れとは逆方向のコイルばねによって受けた慣性力とが干
渉して、飾りの動きにぎこちなさが生じる。

【０００６】そこで本発明の目的は、伝達輪列中にコイ
ルばね等による緩衝部材を用いて構成しても、飾りに所
望の優雅な回転運動を与えることのできる駆動装置を提
供することにある。

【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、本発明における回転飾りの駆動装置は、回転飾り
を往復駆動する正逆回転可能なステップモ―タの駆動タ
イミングのデ―タが記憶回路に格納されており、このデ
―タに基づいて、ステップモ―タの作動が制御回路によ
って制御されるものであり、上記データは、回転飾りの
回転速度が正弦曲線的に変化するように上記ステップモ
ータの作動パルスのパルス間隔を数値化したものであっ
て、当該回転飾りの回転方向が切換わる前に一定区間の
パルス空白部が設けてあることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。本発明は、回転飾りが恰もヒゲゼンマイを
介して往復回転運動をするかの様な緩やかな速度変化を
出力軸に与えるために、回転飾りを駆動するステップモ
ータの作動タイミングをシミュレート（simulate）した
ものである。そこで、回転飾りの緩やかな速度変化を、
図１を参照して説明する。図１において回転飾り５は、
その正面が点Ｐの位置にあるものとする。この回転飾り
５が角度＋θ１だけ時計回りに回転して点Ｐ１まで回転
移動し、点Ｐ１から今度は反転（反時計回りに回転）し
て点Ｐに戻り、点Ｐから更に角度−θ１だけ反時計回り
に回転して点Ｐ2 まで回転移動する。このように、回転
飾り５は、Ｐ→Ｐ１→Ｐ→Ｐ２→Ｐ…という様に、３つ
の点Ｐ１，Ｐ，Ｐ２の間を往復する１サイクルの往復回
転運動をする。

【０００９】ステップモータに所定の周期で変化する余
弦曲線に沿った速度変化をさせることにより、ステップ
モータによって回転飾りを正弦曲線的に速度変化させる
ことができる。

【００１０】このような速度変化をさせる手段として、
回転飾りの角速度ωが大きいときには、ステップモータ
の作動パルスの間隔ｄをそれに対応して密となる間隔と
し、反対に角速度ωが小さいときには、パルス間隔ｄを
それに対応して疎となる間隔にすればよい（図２参
照）。

【００１１】しかし、正弦曲線を描いて回転飾り５を運
動するように制御するものは、ステップ駆動にもかかわ
らず、滑らかな飾りの回転運動が得られるように、後述
する伝達輪列中にコイルばね等による緩衝部材を用いて
構成する。その場合、ステップモータ駆動用パルスを突
然停止しても、巻締められていたコイルばねが除々に解
かれ、飾り５はしばらくの間は慣性力により回転するこ
とになる。そのため、飾りの回転方向を変換するために
突然逆方向パルスを出力しても、飾りの回転方向は慣性
力によって現状を維持するため、ステップモータによる
回転駆動力と、これとは逆方向のコイルばねによって受
けた慣性力とが干渉して、飾りの動きにぎこちなさが生
じる。

【００１２】このような問題を解決する手段として、本
発明では図３に示すように、回転飾り５の回転方向が切
換わる前に、一定区間Ｂだけパルスを出力しない部分す
なわちパルス空白部を設けている。したがって、このパ
ルス空白部の直前（図１中の点Ｐ３または点Ｐ４の位
置）に到達すると、今まで巻締められていたコイルばね
が徐々に解かれ、飾り５はしばらくの間はステップモー
タによらず慣性力のみによって回転する。この慣性によ
る回転によって解かれたコイルばねが再び巻締められ、
この巻締めが完了した時点でパルスがステップモータに
入力されるようになっている。したがって、ステップモ
ータによる回転駆動力と、これとは逆方向のコイルばね
によって受けた慣性力とが干渉することがなく、かつ逆
転を開始するときには、コイルばねが巻締められた状態
となっており、回転飾り５は優雅な回転運動をする。

【００１３】図４は本発明の回路構成のブロック図であ
り、記憶回路３１には上記のような作動パルスを出力す
るためのデータが格納してあり、制御回路３２に接続し
てある。制御回路３２は記憶回路３１のアドレスを指定
してその指定されたアドレスからパルス間隔を数値化し
たものをデータバスを介して読み込み可能である。また
制御回路３２には、パルス間隔を時間的要素に変換する
ためのクロック回路３２ａ及び制御回路３２をリセット
するリセットスイッチ３２ｂが接続してある。制御回路
３２からの出力は、正転用（０１）と逆転用（０２）と
が別々に設けてあり、それぞれ出力バッファを備えたモ
ータ駆動回路３３に接続してある。モータ駆動回路３３
では、制御回路３２から出力されたパルス間隔によって
パルス信号をステップモータ９に出力するように接続し
てある。

【００１４】回転飾り５を駆動するときは、制御回路３
２は回転飾り５の始動時に対応する記憶回路３１のアド
レスを指定し、パルス間隔を数値化したものをデータバ
スを介して読み込み、制御回路３２からの正転の作動パ
ルスがモータ駆動回路３３に供給される。ステップモー
タ９は、駆動タイミングで送られる正転の作動パルスに
より歩進し、この回転がそこでロータ１２から歯車１
４，１５に伝達され、歯車１５が回転することによりコ
イルばね１８にばね力がチャージされ、コイルばね１８
にチャージされたばね力によって円板１７が回転し、伝
達軸１６，駆動歯車８を介して回転軸３が正転駆動され
る。この様にコイルばね１８を介在させて回転を伝達し
ているので、歯車１５が間歇的に歩進されても、円板１
７，駆動歯車８及び回転軸３へ伝達される回転トルクは
平滑化され、回転飾り５は滑らかに正転駆動される。

【００１５】この様にして回転飾り５の回転角に対応し
た駆動タイミングのパルス信号が順次読み出され、モー
タが正転駆動されて回転飾り５が正転し、最大回転角の
１／２だけ正転すると、次に読み出されたデータから
は、制御回路３２から逆転の作動パルスがモータ駆動回
路３３に供給され、回転飾り５は今度は逆転方向に、最
大回転角だけ回転駆動され、再び反転して正転方向に最
大回転角だけ回転駆動される。これが繰り返されて回転
飾り５は往復回転駆動されるものである。

【００１６】次に本発明を具体的に実施した回転飾りの
駆動装置の例を説明する。図５及び図６に示すように、
上ケース１と下ケース２とによって回転軸３が重力方向
に起立状態で回転自在に軸受部１ａと２ａとに軸支され
ている。回転軸３は中板４の突部４ａの中心を貫通して
おり、上ケース１から上方への突出端に回転飾り５が固
着してある。また上ケース１と中板４との間の回転軸３
には、ブッシュ３ａが固着してあり、このブッシュ３ａ
に可動側の永久磁石６が固着してある。中板の突部４ａ
には、永久磁石６の下面に対向して固定側の永久磁石７
が固着してある。両永久磁石６，７はその対向面で相互
に反発するように着磁してあり、その磁力は、回転軸３
に回転飾り５を取り付けた状態で、両永久磁石が接触せ
ずに所定の間隙で対向するように設定され、磁気浮上機
構を構成している。

【００１７】回転軸３の中板４から下方への突出端部に
駆動歯車８が相互に回転不能かつ軸方向に摺動可能に連
結してある。駆動歯車８には駆動源であるステップモー
タ９からの回転力が伝達される。即ち、ほぼＵ字状をな
すステータ１０の一方の脚片に駆動コイル１１が巻回し
てあり、ステータ１０の先端部の間隙内に、ロータ１２
が下ケース２と中板４により回転自在に軸支してある。
ロータ１２に固着してある永久磁石１３は、ステータ１
０と磁気的に結合して回転力を受けるものである。

【００１８】ロータカナ１２ａに歯車１４が噛合し、こ
の歯車のカナ１４ａに歯車１５が噛合している。歯車１
５は伝達軸１６に回転自在に嵌合しており、伝達軸と一
体形成してあるカナ１６ａに駆動歯車８が噛合し、これ
によりステップモータ９から駆動歯車８に至る伝達輪列
を構成している。歯車１５及び伝達軸１６はいずれも下
ケース２と中板４に回転自在に軸支してある。

【００１９】歯車１５は伝達軸１６に回転可能に軸支し
てあるが、伝達軸１６の下端部に円板１７を圧入固着
し、これにより歯車１５を伝達軸１６から離脱不能に保
持している。歯車１５と円板１７との間にはコイルばね
１８が介装してあり、コイルばねの上端は歯車１５に、
下端は円板１７にそれぞれ係止されている。

【００２０】歯車１５の下面には、円板１７の外周部に
近接対向する突起１５ａが一体に垂下形成してあり、円
板１７の外周部には径方向に部分的に突出する突部１７
ａが一体に形成してある。コイルばね１８が自由状態
（ニュートラル位置）にある時には、突起１５ａと突部
１７ａとは１８０°の相反する位置にある。突起１５ａ
と突部１７ａとは通常の動作中に係合することはなく、
コイルばね１８が過大に巻き締められたり、あるいは巻
き緩められたりした時に係合し、コイルばね１８の破損
を防止するように作用する。

【００２１】ロックレバー２０は永久磁石６，７の近傍
に下ケース２から突設してある突部２ｂに回転自在に支
持してあり、同心円弧状のクリックアーム２０ａと、径
方向に延伸する傾斜面状のロッキングアーム２０ｂと、
ロッキングアームの上面に突出する突起２０ｃと、外方
に延伸するリセットアーム２０ｄとがそれぞれ一体形成
してある。ロッキングアーム２０ｂは永久磁石６と７と
の間に進入可能でありその傾斜面で可動側の永久磁石６
を上方へ持ち上げ可能である。

【００２２】リセットアーム２０ｄの下方にプリント基
板２１が配設してあり、駆動コイル１１の両端が所定の
位置に接続してある。また図４で説明する制御回路３２
をリセットするリセットスイッチ３２ｂを構成するばね
片２２が、プリント基板２１上のリセットアーム２０ｄ
の先端部と対向する位置に取り付けてある。またプリン
ト基板２１上にクリックピン１９を突設しており、クリ
ックアーム２０ａはこのクリックピン１９を乗り越えて
移動可能である。

【００２３】上記のように磁気浮上機構を除いた部分
は、ステップモータ９及びこのモータからの伝達輪列で
あり、下ケース２と中板４との間で輪列が構成され、薄
く形成することが可能であるが、永久磁石６，７を含む
磁気浮上機構の部分は、輪列部分に比べ、図２の上下方
向が厚くなってしまう。したがって上ケース１には、回
転軸３を中心に所定の範囲に突出部１ｂを形成してあ
り、この突出部１ｂにより形成される空間１ｃ内に永久
磁石６，７などの磁気浮上機構を収納している。

【００２４】回転飾りの最大回転角を２・θ１とする
と、回転飾りの角速度ωは、回転飾りが正面位置（図１
の点Ｐ）にあるとき、即ち、回転角θ１のとき最大であ
り、左右の両端位置（図１の点Ｐ１，Ｐ２）にあるとき
最小である。そこで角速度ωが最大のときには、作動パ
ルスのパルス間隔ｄを最小間隔ｄmin とし、角速度ωが
最小のときには、作動パルスのパルス間隔ｄを最大間隔
ｄmax とし、ｄmax からｄmin へ次第に間隔を小さくし
てゆき、ｄmin からｄmax へ次第に間隔を大きくしてゆ
く。このとき、回転飾り５の回転方向が切換わる前にお
いては、一定区間Ｂだけパルスを出力しない部分すなわ
ちパルス空白部を設けている（図３参照）。

【００２５】したがって、このパルス空白部の直前に到
達すると、今まで巻締められていたコイルばね１８が徐
々に解かれ、それまでコイルばね１８に蓄えられていた
力が徐々に飾り５に波及し、飾り５はしばらくの間はス
テップモータ９によらず慣性力のみによって回転するこ
とになる。この慣性による回転によって解かれたコイル
ばね１８が再び巻締められ、この巻締めが完了した時点
でパルスがステップモータに入力されるようになってい
る。したがって、ステップモータによる回転駆動力と、
これとは逆方向のコイルばねによって受けた慣性力とが
干渉することがなく、かつ逆転を開始するときには、コ
イルばねが巻締められた状態となっており、回転飾り５
は優雅な回転運動をする。

【００２６】回転飾り５を駆動するときは、制御回路３
２は回転飾り５の始動時に対応する記憶回路３１のアド
レスを指定し、パルス間隔を数値化したものをデータバ
スを介して読み込み、制御回路３２からの正転の作動パ
ルスがモータ駆動回路３３に供給される。ステップモー
タ９は、駆動タイミングで送られる正転の作動パルスに
より歩進し、この回転がそこでロータ１２から歯車１
４，１５に伝達され、歯車１５が回転することによりコ
イルばね１８にばね力がチャージされ、コイルばね１８
にチャージされたばね力によって円板１７が回転し、伝
達軸１６，駆動歯車８を介して回転軸３が正転駆動され
る。この様にコイルばね１８を介在させて回転を伝達し
ているので、歯車１５が間歇的に歩進されても、円板１
７，駆動歯車８及び回転軸３へ伝達される回転トルクは
平滑化され、回転飾り５は滑らかに正転駆動される。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、回転飾り
の回転方向が切換わる前に一定区間だけパルスを出力し
ないいわゆるパルス空白部を設けているため、このパル
ス空白部の直前に到達すると、今まで巻締められていた
コイルばねが徐々に解かれ、それまでコイルばねに蓄え
られていた力が徐々に飾りに波及し、飾りはしばらくの
間はステップモータによらず慣性力のみによって回転す
ることになるので、回転飾り５は優雅な回転運動をす
る。しかも、ヒゲゼンマイを必要とする従来のテンプ式
駆動を用いないで回転飾りに正弦曲線的に速度変化する
往復回転を与えることができ、回転飾りを使用する製品
（例えば時計）を低価格で提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転飾りとその回転角との関係を示す説明図で
ある。

【図２】従来の作動パルスの波形図である。

【図３】本発明の作動パルスの波形図である。

【図４】回路構成のブロック図である。

【図５】具体的な構成を示す要部の縦断面図である。

【図６】同上の要部の断面平面図である。

【符号の説明】

５ 回転飾り ９ ステップモータ ３１ 記憶回路 ３２ 制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転飾りを往復駆動する正逆回転可能な
   ステップモ―タと、上記ステップモ―タの駆動タイミン
   グのデ―タを格納する記憶回路と、上記記憶回路に格納
   されているデ―タに基づいて、上記ステップモ―タの作
   動を制御する制御回路とを備え、 上記データは、上記回転飾りの回転速度が正弦曲線的に
   変化するように上記ステップモータの作動パルスのパル
   ス間隔を数値化したものであって、当該回転飾りの回転
   方向が切換わる前に一定区間のパルス空白部を有するも
   のであることを特徴とする回転飾りの駆動装置。