(57)【要約】【課題】装飾体を安定して回転させることができる装飾装置及びからくり時計を提供する。【解決手段】アーム８０ａ〜８０ｃは、固定磁石９５ａ〜９５ｃから退避した退避位置に位置する際に所定の高さで保持され、所定の高さは、固定磁石９５ａ〜９５ｃに対するアーム側磁石８５ａ〜８５ｃの高さ方向の位置が、固定磁石９５ａ〜９５ｃからの磁力線とアーム側磁石８５ａ〜８５ｃからの磁力線との磁力の関係によって、アーム８０ａ〜８０ｃの回転に抵抗する力が最大になる高さよりも上方に位置する高さから、アーム８０ａ〜８０ｃが固定磁石９５ａ〜９５ｃの磁力線の影響により上昇することができる限界の高さまでの範囲内の位置である。【選択図】図１２
2010054398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定磁石と、
前記固定磁石の近傍を通過するように回転可能であり、前記回転の中心軸に垂直な軸周りに揺動可能なアームと、
前記アームと共に回転する装飾体と、
前記固定磁石よりも上方に配置されると共に、前記固定磁石と同極が対向するように前記アームに固定されたアーム側磁石とを備え、
前記アームは、前記固定磁石から退避した退避位置に位置する際に所定の高さで保持され、
前記所定の高さは、前記固定磁石に対する前記アーム側磁石の高さ方向の位置が、前記固定磁石からの磁力線と前記アーム側磁石からの磁力線との磁力の関係によって、前記アームの回転に抵抗する力が最大になる高さよりも上方に位置する高さから、前記アームが前記固定磁石の磁力線の影響により上昇することができる限界の高さまでの範囲内の位置である、ことを特徴とする装飾装置。
【請求項２】
外部から動力を受けて回転する回転軸と、
複数の前記アームとを備え、
前記複数のアームは、前記回転軸に垂直な軸周りに揺動可能に連結されて前記回転軸の軸方向に並ぶように連結されている、ことを特徴とする請求項１に記載の装飾装置。
【請求項３】
前記複数のアームのそれぞれに設けられた前記アーム側磁石は、前記退避位置に位置する際に、前記高さ方向の位置が、前記範囲内に位置する、ことを特徴とする請求項２に記載の装飾装置。
【請求項４】
前記複数のアームのそれぞれに設けられた前記アーム側磁石は、互いに大きさが異なっている、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の装飾装置。
【請求項５】
前記複数のアームのそれぞれに設けられた前記アーム側磁石は、前記回転軸の上部で連結された前記アームほど大きい、ことを特徴とする請求項４に記載の装飾装置。
【請求項６】
前記複数のアームのそれぞれに設けられた前記アーム側磁石は、各アームの回転により、同一の軌道上を回転する、ことを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の装飾装置。
【請求項７】
前記アーム側磁石は、前記アームの先端と前記アームの回転中心との間に固定されている、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の装飾装置。
【請求項８】
前記アーム側磁石は、前記アームを挟んで前記固定磁石と対向する、ことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の装飾装置。
【請求項９】
一端に前記装飾体が固定され他端に前記装飾体よりも重い重りが固定され、前記アームの揺動によらずに鉛直方向に沿う姿勢が維持されるように前記アームに連結された連結部材を備えている、ことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の装飾装置。
【請求項１０】
一端に前記装飾体が固定され他端に前記装飾体よりも重い重りが固定され、前記アームに対して前記アームの前記揺動方向を含む平面に垂直な軸周りに揺動可能に前記アームに連結された連結部材を備えている、ことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の装飾装置。
【請求項１１】
前記連結部材は、前記アーム側磁石よりも前記アームの先端側で連結されている、ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の装飾装置。
【請求項１２】
前記装飾体は、前記アームよりも上方に位置する、ことを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の装飾装置。
【請求項１３】
前記アームは、該アームの回転中心を介して対称に形成され、
前記アームの両端部には、それぞれ前記連結部材が連結されている、ことを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の装飾装置。
【請求項１４】
外部から動力を受けて回転する回転軸を備え、
前記アームは、前記回転軸に垂直な軸周りに揺動可能に連結され、前記回転軸と共に回転する、ことを特徴とする請求項１に記載の装飾装置。
【請求項１５】
時計と、
請求項１乃至１４の何れかに記載の装飾装置とを備えたからくり時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装飾装置及びからくり時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転に伴って装飾体が揺動する飾り装置が知られている。特許文献１には、筺体に磁石が固定されており、装飾体が所定の軸を中心として回転可能に支持されており、この装飾体に磁石が固定され、筺体側の磁石と装飾体側の磁石との間に生じる反発力によって、装飾体を揺動させる装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２８５６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、装飾体側の磁石と筺体側の磁石との距離によっては、装飾体側に設けられた磁石の回転を止めるように磁力が作用する場合がある。このような場合には、装飾体の回転速度が不均一となり、装飾体を安定して回転させることができない恐れがある。
【０００５】
そこで本発明は、装飾体を安定して回転させることができる装飾装置及びからくり時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本明細書に開示されている装飾装置は、固定磁石と、前記固定磁石の近傍を通過するように回転可能であり、前記回転の中心軸に垂直な軸周りに揺動可能なアームと、前記アームと共に回転する装飾体と、前記固定磁石よりも上方に配置されると共に、前記固定磁石と同極が対向するように前記アームに固定されたアーム側磁石とを備え、前記アームは、前記固定磁石から退避した退避位置に位置する際に所定の高さで保持され、前記所定の高さは、前記固定磁石に対する前記アーム側磁石の高さ方向の位置が、前記固定磁石からの磁力線と前記アーム側磁石からの磁力線との磁力の関係によって、前記アームの回転に抵抗する力が最大になる高さよりも上方に位置する高さから、前記アームが前記固定磁石の磁力線の影響により上昇することができる限界の高さまでの範囲内の位置である。
【０００７】
これにより、アームが固定磁石近傍を通過する際に、アームの回転に対して抵抗となるように作用する磁力をアームが受けることを抑制できる。これにより、アームを安定して回転させることができるので、装飾体についても安定して回転させることができる。また、固定磁石とアーム側磁石との反発力によりアームが上昇するので、装飾体を安定して回転させつつ上下動させることができる。
【０００８】
また、本明細書に開示されているからくり時計は、時計と上記の装飾体装置を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、装飾体を安定して回転させることができる装飾装置及びからくり時計を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係るからくり時計について説明する。図１は、からくり時計の斜視図、図２は、からくり時計の正面図である。からくり時計１は、台座１０と、台座１０の上面に固定された円筒部１２と、円筒部１２に設けられた時計２０と、円筒部１２の上面に配置された柱部１４と、柱部１４を中心として回転する複数の装飾体５０と、装飾体５０を包囲するようにして円筒部１２の上面に配置された複数の調光ガラス４０と、柱部１４と調光ガラス４０とで支持された屋根部１６と、ケース１８とを備えている。
【００１１】
調光ガラス４０は、印加される電圧に応じて透過率が変わり、透明状態又は不透明状態になる。即ち、調光ガラス４０は、電圧に応じて透過状態が変化する。尚、調光ガラスは、液晶シートとガラス板とから構成され、液晶ガラスとも呼ばれる。調光ガラス４０は、詳細には、等間隔をおいて柱部１４の周囲に配置された調光ガラス４０ａ〜４０ｆから構成される。また、装飾体５０は、６個の装飾体５０ａ〜５０ｆから構成される。
【００１２】
図３は、からくり時計１の機能ブロック図である。からくり時計１は、時計２０、からくり本体３０、制御部１００、バッテリ１０２、スピーカ１０４を備えている。制御部１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などのハードウェア、所要のソフトウェアから構成され、からくり時計１全体の動作を制御する。からくり本体３０は、調光ガラス４０、装飾体５０、発光部として機能する複数のＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）６０、複数の装飾体５０を回転させるための動力機構７０を有している。制御部１００は、不図示の指針位置検出機構により正時を検出すると、または、不図示のパフォーマンスを実行させるスイッチが押されると、スピーカ１０４から所定の音楽を出力させ、調光ガラス４０ａ〜４０ｆの透過状態を変更させる。また、複数の装飾体５０の動きを制御する。さらに、発光部６０を明滅させるなどする。
【００１３】
図４は、通常時の調光ガラスの状態を示した図である。尚、図４については、からくり時計１の一部を省略してある。図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、通常時、すなわち、パフォーマンスが実行されていない時には、調光ガラス４０ａ〜４０ｆには電圧が印加されず、不透明状態にある。また、ＬＥＤ６０も消灯状態にある。また、調光ガラス４０ａ〜４０ｆは、装飾体５０ａ〜５０ｆのいずれかが視認可能な程度に所定の間隔を有して配置されている。これにより、パフォーマンスが実行されないときには、複数の調光ガラスの隙間から、装飾体５０を視認することができる。
【００１４】
尚、柱部１４は、図５に示すように、６角柱状に形成されており、外壁部１４ａ〜１４ｆを有している。調光ガラス４０ａ〜４０ｆは、それぞれ外壁部１４ａ〜１４ｆと平行に配置されている。柱部１４は、外壁部１４ａ〜１４ｆの６個の外面に対応して、６個の調光ガラス４０ａ〜４０ｆが設けられている。また、装飾体５０は、６個の装飾体５０ａ〜５０ｆから構成される。装飾体５０ａ〜５０ｆは、それぞれ透過性を有しており、例えばガラスや合成樹脂により成形されている。装飾体５０ａ〜５０ｆは、馬をモチーフにした人形である。また、装飾体５０ａ〜５０ｆは、動力機構７０によって回転台１３と共に回転するが、柱部１４は回転しない。ＬＥＤ６０は、外壁部１４ａ〜１４ｆのそれぞれに２つ設けられている。また、ＬＥＤ６０は、柱部１４の外側に向けて光を出射する。
【００１５】
次に、からくり時計１のパフォーマンスについて簡単に説明する。パフォーマンスが実行されると、スピーカ１０４から所定の音楽が出力されて、ＬＥＤ６０が点灯する。次に装飾体５０ａ〜５０ｆが回転し始める。そして調光ガラス４０ａ、４０ｃ、４０ｅは、透明状態となり、調光ガラス４０ｂ、４０ｄ、４０ｆは、不透明状態となる。次に調光ガラス４０ｂ、４０ｄ、４０ｆが透明状態となり、調光ガラス４０ａ、４０ｃ、４０ｅは不透明状態となる。所定期間の間、個の２つの状態が交互に繰り返される。即ち、所定期間、調光ガラス４０が点滅するように、透明状態と不透明状態とを繰り返す。また、この間、装飾体５０ａ〜５０ｆは、上下方向に揺動しつつ柱部１４の周りを回転する。
【００１６】
次に、装飾体５０ａ〜５０ｆを作動させるための機構について説明する。図６は、円筒部１２の内部構造を示した斜視図である。尚、図６においては、１２、柱部１４、調光ガラス４０ａ〜４０ｆなどについては省略してあるが、回転台１３については外形線を示している。図７は、円筒部１２の内部構造を示した断面図である。
【００１７】
図６に示すように、装飾体５０ａ〜５０ｆのそれぞれは、鉛直方向に沿うように延びた連結棒（連結部材）５２ａ〜５２ｆの上端に固定されている。また、連結棒５２ａ〜５２ｆは、水平方向に沿うように延びたアーム８０ａ〜８０ｃに連結されている。上方から下方に順に並ぶように、アーム８０ａ〜８０ｃが配置されている。アーム８０ａの一端には連結棒５２ａが、他端には連結棒５２ｄが連結されており、同様に、アーム８０ｂの一端に連結棒５２ｂが、他端に連結棒５２ｅが連結され、アーム８０ｃの一端に連結棒５２ｃが、他端に連結棒５２ｆが連結されている。アーム８０ａ〜８０ｃは、鉛直方向に延びた回転軸７９に連結している。回転軸７９が回転することにより、アーム８０ａ〜８０ｃも回転軸７９と一体に回転する。アーム８０ａ〜８０ｃが一体に回転することにより、連結棒５２ａ〜５２ｆが回転する。これにより、装飾体５０ａ〜５０ｆが回転する。
【００１８】
回転軸７９は、下板７１、ケース７２によって画定された空間内に配置されたモータ７０ａにより回転する。詳細な構造については後述する。また、アーム８０ａ〜８０ｃは、回転軸７９に対して、回転軸７９の軸方向に垂直な軸周りに揺動可能に連結されている。即ち、アーム８０ａ〜８０ｃは、上下方向に揺動可能に回転軸７９に連結されている。アーム８０ａ〜８０ｃのそれぞれの揺動範囲は略等しい。従って、アーム８０ａ〜８０ｃが揺動することにより、連結棒５２ａ〜５２ｆがそれぞれ鉛直方向に沿うように揺動する。これにより、装飾体５０ａ〜５０ｆはそれぞれ、鉛直方向に沿うように揺動する。
【００１９】
また、連結棒５２ａは、アーム８０ａに対して、アーム８０ａの揺動方向を含む平面に垂直な軸周りに揺動可能に連結されている。また、連結棒５２ａ〜５２ｆのそれぞれの下端には、重り部５４ａ〜５４ｆが固定されている。重り部５４ａ〜５４ｆのそれぞれの重さは、装飾体５０ａ〜５０ｆのそれぞれよりも重い。これにより、連結棒５２ａ〜５２ｆの姿勢が常に鉛直方向に沿うように維持される。これにより、アーム８０ａ〜８０ｃが揺動することにより、装飾体５０ａ〜５０ｆは鉛直方向に沿うように上下動する。
【００２０】
また、図６、図７に示すように、アーム８０ｂには、２つのアーム側磁石８５ｂが固定されている。詳細には、アーム側磁石８５ｂは、アーム８０ｂの回転中心（回転軸７９の位置）と、アーム８０ｂの先端との間に固定されている。この構成は、アーム８０ａ、８０ｃについても同様である。
【００２１】
図８は、下板７１、ケース７２の上面図である。尚、図８においてはその他の機構については省略してある。ケース７２は、下板７１にネジによって固定されている。ケース７２の外側の上面には、回転軸７９を中心として等角度で３つの固定磁石９５ａ〜９５ｃが固定されている。固定磁石９５ａ〜９５ｃは、矩形状に形成されている。固定磁石９５ａ〜９５ｃは、それぞれ、Ｎ極が上面を向くようにして固定されている。アーム８０ａ〜８０ｃの回転により、アーム８０ａ〜８０ｃは、固定磁石９５ａ〜９５ｃ上方近傍を通過する。
【００２２】
また、この固定磁石９５ａ〜９５ｃに対応するように、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃの位置が設定されている。即ち、アーム８０ａ〜８０ｃの回転により、固定磁石９５ａ〜９５ｃの上方をアーム側磁石８５ａ〜８５ｃが通過する。アーム側磁石８５ａ〜８５ｃは、それぞれ下方がＮ極を向くようにしてそれぞれアーム８０ａ〜８０ｃに固定されている。このため、固定磁石９５ａ〜９５ｃ、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃは、同極で対向する。これにより、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃと、固定磁石９５ａ〜９５ｃとの間に反発力が生じることになる。この反発力により、アーム８０ａ〜８０ｃはそれぞれ上下方向に揺動する。磁石の反発力により装飾体５０ａ〜５０ｆが揺動するので、カム、歯車、又はレールを用いて揺動させる場合と比較し作動音が小さい。尚、図６においては、アーム側磁石の一部が各部材に隠れて示されていない。なお、固定磁石９５ａ〜９５ｃ、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃは、それぞれ同極同士で対向していればよく、Ｎ極同士のみならず、Ｓ極同士であってもよい
【００２３】
また、アーム側磁石８５ａはアーム８０ａの先端とアーム８０ａの回転中心との間で固定されている。このため、アーム側磁石８５ａと固定磁石９５ａとが反発することによって得られる揺動ストロークが同一であっても、アーム８０ａの先端にアーム側磁石８５ａが固定された場合と比較し、アーム８０ａの揺動範囲を大きくすることができる。尚、アーム側磁石８５ｂ、８５ｃについても同様の位置に固定されている。
【００２４】
尚、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃの大きさは、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃの順に小さくなる。換言すれば、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃのそれぞれの大きさは、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃそれぞれが取付けられているアームの高さ方向の位置が固定磁石９５ａ、９５ｂ、９５ｃに近いものほど小さい。すなわち本実施例においてはアーム８０ｃが最も固定磁石９５ａ〜９５ｃに近く、アーム８０ａが最も遠い。また、アーム８０ｂはアーム８０ａとアーム８０ｃとの中間に位置する。従ってアーム側磁石８５ａ〜８５ｃの大きさは、アーム側磁石８５ａ＞アーム側磁石８５ｂ＞アーム側磁石８５ｃである。この理由については後で詳述する。
【００２５】
次に、動力機構７０について説明する。図９は、図８のケース７２内の拡大断面図である。図９に示すように、ケース７２内には、モータ７０ａが収納されている。モータ７０ａは、バッテリ１０２からの電力により回転する。モータ７０ａには、回転数を減速するための減速ブロック７３が接続されており、減速ブロック７３のケーシング内に減速歯車７３１が回転可能に支持されている。ロータ７３１には、軸７３３が圧入されている。軸７３３は、ケーシング内からケーシングの外に延在している。軸７３３の先端は、ハウジング７５内にまで延びている。ハウジング７５内には、ハウジング７５に対して回転可能に支持された円筒部材７５１が圧入されている。減速歯車７３１が回転することにより、軸７３３を介して円筒部材７５１が回転する。円筒部材７５１には、無端ベルト７７が巻きつけられている。一方、回転軸７９には、ローラ７８が圧入されている。無端ベルト７７は、ローラ７８にも巻きつけられている。円筒部材７５１が回転することにより、無端ベルト７７を介してローラ７８が回転する。ローラ７８の回転に伴って、回転軸７９が回転する。このようにして、モータ７０ａからの動力が回転軸７９に伝達される。
【００２６】
次に、アーム８０ａ〜８０ｃと回転軸７９との連結構造について説明する。図１０は、アーム８０ａ〜８０ｃと回転軸７９との連結構造の説明図である。図１０に示すように、アーム８０ａ〜８０ｃは、それぞれヒンジピン８８ａ〜８８ｃにより連結されている。また、ヒンジピン８８ａ〜８８ｃは、回転軸７９に対して、回転軸７９の軸方向に垂直に連結されている。また、アーム８０ａ〜８０ｃのそれぞれには、回転軸７９が貫通する中心孔８９ａ〜８９ｃが形成されている。中心孔８９ａ〜８９ｃは、回転軸７９よりも所定のクリアランスを有した大きさに設定されている。アーム８０ａ〜８０ｃは、それぞれ中心孔８９ａ〜８９ｃを中心として対称に形成されている。なお、ヒンジピン８８ａ〜８８ｃはヒンジピン７９の軸方向に対して垂直方向に貫通している摺動孔７９ａ〜７９ｃに回転自在に嵌合している。
【００２７】
回転軸７９が回転することにより、アーム８０ａ〜８０ｃはそれぞれ、ヒンジピン８８ａ〜８８ｃを介して回転する。アーム８０ａ〜８０ｃは、それぞれフランジ８７ａ〜８７ｃが形成されている。ヒンジピン８８ａ〜８８ｃは、それぞれフランジ８７ａ〜８７ｃに連結されている。ヒンジピン８８ａ〜８８ｃは、それぞれヒンジピン８８ａ〜８８ｃの軸周りに回転可能である。これにより、アーム８０ａ〜８０ｃは、それぞれ、回転軸７９の軸心上にある所定の点を中心として、上下方向に揺動可能となる。尚、アーム８０ａ〜８０ｃのそれぞれの揺動範囲は、中心孔８９ａ〜８９ｃと回転軸７９との間のクリアランスによって設定されている。尚、回転軸７９の上端にはネジ７９１により回転台１３が固定されている。回転台１３は回転軸７９と一体に回転する。
【００２８】
次に、アーム８０ｂと連結棒５２ｅとの連結構造、及び重り部５４ｅについて説明する。図１１は、アーム８０ｂと連結棒５２ｅとの連結構造の拡大図である。尚、その他のアーム８０ａ、８０ｃと、連結棒５２ａ〜５２ｄ、５２ｆと、重り部５４ａ〜５４ｄ、５４ｆも同様に構成されている。図１１に示すように、連結棒５２ｅは、アーム８０ｂとの連結箇所よりも下方で、金属により略矩形状に形成された保持板５４１、５４３と、保持板５４１、５４３との間に固定された円柱状の重り５４６、５４７を保持している。重り５４６、５４７は金属で形成されている。
【００２９】
重り５４６は、連結棒５２ｅの下方近傍に２つ配置されており、重り５４７は、重り５４６を挟むように配置されている。重り５４７は、重り５４６よりも径が大きい。保持板５４１、５４３と、重り５４６、５４７とは、ネジにより固定されている。保持板５４１と保持板５４３との間には、２枚の連結板５４５が垂直に取り付けられている。連結板５４５は保持板５４１よりも上方に延在している。アーム８０ｂの先端には、連結板５４５との干渉、及び連結棒５２ｅとの干渉を防ぐための逃げ孔８６ｂが形成されている。図７に示すように保持板５４３と連結棒５２ｅとは、ネジにより互いに固定されている。
【００３０】
次に、アーム８０ｂの先端には、図１１に示すようにフランジ８３ｂが形成されている。フランジ８３ｂにはフランジ８３ｂを貫通するように連結ピン８４ｂが連結されている。連結ピン８４ｂは、連結板５４５の上端を貫通している。これにより、重り部５４ｅは、連結ピン８４ｂ周りに揺動可能となる。また、重り部５４ｅの揺動可能な範囲は、連結板５４５と８６ｂとのクリアランスにより設定されている。
【００３１】
また連結ピン８４ｂは、連結棒５２ｅを貫通している。これにより、連結棒５２ｅは、連結ピン８４ｂ周りに揺動可能となる。以上のように、連結棒５２ｅ、重り部５４ｅが、連結ピン８４ｂ周りに揺動可能であるので、重り部５４ｅの重さにより、アーム８０ｂの上下方向での揺動によらずに、連結棒５２ｅは常に鉛直方向に沿う姿勢が維持される。
【００３２】
また連結棒５２ｅは、アーム側磁石８５ｂよりもアーム８０ｂの先端側で連結されている。このため、アーム８０ｂの揺動に伴う、連結棒５２ｅの上下動の範囲を大きくすることができる。従って、装飾体５０ｅを大きく上下動させることができ、装飾性が向上する。尚、連結棒５２ｅは、回転台１３に形成された１３５ｅ内を所定のクリアランスを持って貫通している。
【００３３】
次に、アーム８０ａ〜８０ｃの揺動について説明する。尚、アーム８０ａ〜８０ｃの各揺動範囲は、略同じに設定されているので、アーム８０ａのみを例に説明する。図１２は、アーム８０ａの揺動の説明図である。図１２（Ａ）には、固定磁石９５ａからの磁力線を示している。尚、アーム８０ａ〜８０ｃの回転方向は水平方向であり、図１２（Ａ）乃至１２（Ｃ）においては、回転方向Ｘとして示している。
【００３４】
アーム側磁石８５ａからの磁力と固定磁石９５ａからの磁力との関係により、両者には反発力と吸引力が働き、その力関係は両者の高さ方向の距離関係によって変化する。距離関係はＲ１〜Ｒ４に大別することができる。それぞれの距離関係において、アーム８０ａが回転して、アーム側磁石８５ａが固定磁石９５ａに近づくにつれて、どのような挙動を見せるかについて以下に説明する。
【００３５】
アーム８０ａが固定磁石９５ａ〜９５ｃから退避した位置においては、領域Ｒ１内にアーム側磁石８５ａ（図示せず）が位置するように設定されている。即ち、アーム側磁石８５ａ、固定磁石９５ａとにより生じる磁力の影響を受けない状態においては、アーム側磁石８５ａは、領域Ｒ１内の高さ位置で保持される。その他のアーム８０ｂ、８０ｃについても同様である。
【００３６】
領域Ｒ１は、固定磁石９５ａとアーム側磁石８５ａ〜８５ｃとの間の磁力により、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃに対して上方への反発力が発生する領域である。
【００３７】
一方、領域Ｒ２は、領域Ｒ１よりも上方にある。磁力の影響を受けない状態において、アーム側磁石８５ａが領域Ｒ２内に位置するように設定した場合、固定磁石９５ａと、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃとの間で生じる反発力が得られない領域である。
【００３８】
アーム８０ａが、固定磁石９５ａから退避した位置から固定磁石９５ａ近傍に接近していくにつれて、アーム８０ａにはアーム側磁石８５ａと固定磁石９５ａ間の磁力の関係によってアーム８０ａの回転方向と反対方向に磁力が作用する。領域Ｒ３は、特にアーム側磁石８５ａと固定磁石９５ａ間の磁力によりアーム８０ａの回転に対して抵抗する方向の力の影響が大きくなり、アーム８０ａが安定して回転するのに支障をきたす領域である。領域Ｒ３内の特定の位置において抵抗力は最大になり、この位置よりも上方もしくは下方では抵抗力は弱まる。磁力の影響を受けない状態において、アーム側磁石８５ａが領域Ｒ３内に位置するように設定した場合、アーム８０ａが、固定磁石９５ａから退避した位置から固定磁石９５ａ近傍に接近する際には、上述した磁力の抵抗により、アーム８０ａの回転速度が遅くなる恐れがある。
【００３９】
また、アーム側磁石８５ａがＮ極上面の中心を通過して固定磁石９５ａから退避する際には、アーム８０ａの回転方向と同一方向に磁力が作用する。即ち、アーム８０ａの回転を助長するように、アーム側磁石８５ａ、固定磁石９５ａ間に磁力が作用する。これにより、アーム８０ａが、固定磁石９５ａ近傍から退避した位置に移動する際には、上述した磁力による助長により、アーム８０ａの回転速度が早くなる恐れがある。以上のように、磁力の影響を受けない状態において、アーム側磁石８５ａが領域Ｒ３内に位置するように設定した場合、磁力の作用によりアーム８０ａの回転速度が不均一になる恐れがある。
【００４０】
上述した領域Ｒ１においてもアーム８０ａの回転に対して抵抗となるような力が働いているが、上述したように抵抗力が最大になる位置から離れるにつれて抵抗力は弱まり、やがてアーム８０ａの回転には影響を与えない程度に小さくなる。従ってＲ１はアーム８０ａの回転が不均一になることがない程度に回転方向への抵抗力が小さくなるようにアーム側磁石８０ａが固定磁石９５ａと離れた位置にあり、概ね上方への反発力のみが得られる領域と考えればよい。
【００４１】
領域Ｒ４は、領域Ｒ３よりも更に下方に位置し、アーム８０ａが固定磁石９５ａへ接近する際に、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃを下方側に引き付けるように磁力が作用する領域である。
【００４２】
図１２（Ｂ）は、磁力の影響を受けない状態において、アーム側磁石８５ａが領域Ｒ１内に位置するように設定した場合でアーム側磁石８５ａの軌跡Ｔ１を示している。アーム側磁石８５ａは磁力の影響を受けないため、アーム８０ａは略均一の速度で回転する。また、磁力による反発力によりアーム側磁石８５ａは滑らかに上昇し、最上点まで上昇する。最上点を通過して、固定磁石９５ａからのアーム側磁石８５ａの退避に伴い、アーム側磁石８５ａは再び滑らかに下降し、領域Ｒ１内の高さ位置へと戻る。
【００４３】
図１２（Ｃ）は、磁力の影響を受けない状態において、アーム側磁石８５ａが領域Ｒ４内に位置するように設定した場合での軌跡Ｔ２を示している。アーム側磁石８５ａは、固定磁石９５ａに接近すると磁力の影響を受けて、一度下方に引き付けられて下降する（図１２Ｃにおいて点線Ｄで囲んだ箇所）。また、この際上述したようにアーム８０ａの回転速度が低下する。しかしながら、更にアーム側磁石８５ａが固定磁石９５ａのＮ極の上方に接近すると、磁力線の作用により、アーム側磁石８５ａは再び最上点まで上昇する。いったんアーム側磁石が下降してから上昇する際に大きな反発力を受けて急激に動作する場合があり、このような動作は滑らかさに欠けるものである。上昇後は再び下降し、磁力により、アーム側磁石８５ａは下方に引き込まれ、その後、アーム８０ａの回転速度が上昇する。
【００４４】
本実施例に係るからくり時計１においては、磁力の影響を受けない状態においては、アーム側磁石８５ａは領域Ｒ１内に位置する。これにより、アーム８０ａの回転速度を均一にでき、かつ揺動範囲を充分に確保することができる。従って、装飾体５０ａを安定して回転させることができる。なお、実際には領域Ｒ１においても、上述したようにアーム８０ａが上昇する際にはアーム８０ａは磁力線の影響により回転速度が低下する。また、下降する際には磁力線の影響により回転速度が上昇する。ただし、その度合いは領域Ｒ３および領域Ｒ４に比べて小さく、回転速度は実質的に均一であるといってよい。
【００４５】
アーム側磁石８５ｂ、８５ｃも８５ａと同様に、磁力の影響を受けない状態においては、領域Ｒ１内に位置する。従って、得られる効果も同様である。次にアーム側磁石８５ａ、８５ｂ、８５ｃの大きさがそれぞれ異なる理由をこれから説明する。
【００４６】
図１３は、アーム８０ａ〜８０ｃの取付位置の関係を示した図である。図１３において、アーム側磁石と固定側磁石による反発力がアームに対してアーム側磁石を取付ける位置の中心を通っているものとし、ヒンジピンの中心（揺動中心）と、アーム側磁石を取付ける位置の中心とを結ぶ線と、ヒンジピンの中心を通る垂直方向の線とが成す角度をθとする。
【００４７】
図６に示すように、アーム８０ａ〜８０ｃは、上方から下方に順に並ぶように配置されている。一方、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃは、固定側磁石９５ａ〜９５ｃから退避した位置においては、全て領域Ｒ１内に位置している。すなわちアーム側磁石８５ａ〜８５ｃと固定側磁石９５ａ〜９５ｃとの間の距離は略同一である。また、ヒンジピン８８ａ〜８８ｃの中心（揺動中心）と、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃの取付け位置の中心との、水平方向での距離Ｌ１は、略同一である。これにより、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃは、略同一の軌道上を回転する。
【００４８】
ここでアーム８０ａにおけるヒンジピン８８ａの中心（揺動中心）と、アーム側磁石８５ａの取付け位置の中心とを結ぶ線と、ヒンジピン８８ａの中心を通る垂直方向の線とが成す角度をθａとする。同様に、ヒンジピン８８ｂの中心とアーム側磁石８５ｂの取付け位置の中心とを結ぶ線と、ヒンジピン８８ｂの中心を通る垂直方向の線とが成す角度をθｂとする。ヒンジピン８８ｃの中心とアーム側磁石８５ｃの取付け位置の中心とを結ぶ線と、ヒンジピン８８ｃの中心を通る垂直方向の線とが成す角度をθｃとする。アーム８０ａ〜８０ｃが取付けられている高さは、アーム８０ａ、８０ｂ、８０ｃの順に高いので、θａ〜θｃの関係はθｃ＞θｂ＞θａとなる。
【００４９】
アーム８０ａに対してアーム側磁石と固定側磁石による反発力Ｆが働いているものとすると、実際にアームを上昇させる力は反発力Ｆではなく、反発力Ｆの分力Ｆａである。分力Ｆａは以下の式（１）であらわされる。
Ｆａ＝Ｆ×ｓｉｎθａ・・・（１）
同様にアーム８０ｂおよびアーム８０ｃを上昇させる分力ＦｂおよびＦｃは以下の式（２）および（３）であらわされる。
Ｆｂ＝Ｆ×ｓｉｎθｂ・・・（２）
Ｆｃ＝Ｆ×ｓｉｎθｃ・・・（３）
ここで、Ｆが仮に一定であるとすると、θｃ＞θｂ＞θａの関係から、Ｆｃ＞Ｆｂ＞Ｆａとなり、アーム８０ａ〜８０ｃを上昇させる力はそれぞれ異なることになる。図１４は、各アーム側磁石と固定側磁石と間に生じる反発力Ｆが同一の場合における、各アームを上昇させる力の説明図である。
【００５０】
上述したように、領域Ｒ１においてもアームを上昇させる際にはアームの回転速度は低下し、下降する際には回転速度が上昇する。ところが、アーム８０ａ〜８０ｃそれぞれを上昇させる力がそれぞれ異なると、回転速度の上昇、低下の度合いがそれぞれ異なることになる。そのため例えばアーム８０ａ単体の場合は安定して回転させることができるが、アームを複数枚同時に回転させるような場合には回転が不安定になってしまうことがある。
【００５１】
この問題は分力Ｆａ〜Ｆｃが略同一になるようにすれば解決できる。本実施例においてはθａ〜θｃを変更せずに、アーム８０ａ〜８０ｃに加わるアーム側磁石と固定側磁石による反発力Ｆをそれぞれ調整して、分力Ｆａ〜Ｆｃが略同一になるよう調整している。
【００５２】
アーム８０ａを上昇させる調整された分力をFａ´とするとＦａ´は以下の式（４）であらわすことができる。
Ｆａ´＝Ｆ１×ｓｉｎθａ・・・（４）
ここでＦ１はＦａ〜Ｆｃが略同一になるように調整されたアーム８０ａに加わる反発力である。同様にアーム８０ｂを上昇させる調整された分力はＦｂ´は（５）の式で、アーム８０ｃを上昇させる調整された分力Ｆｃ´は（６）の式であらわされる。Ｆ２、Ｆ３もＦ１と同様にＦａ〜Ｆｃが略同一となるようにアーム８０ｂ、８０ｃに加えられる、調整された反発力である。
Ｆｂ´＝Ｆ２×ｓｉｎθｂ・・・（５）
Ｆｃ´＝Ｆ３×ｓｉｎθｃ・・・（６）
【００５３】
ここで、アーム側磁石と固定側磁石による反発力Ｆ１〜Ｆ３はＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３の関係になるように調整され、その結果分力はＦａ´≒Ｆｂ´≒Ｆｃ´となる。本実施例においてはＦ３を基準として、それよりもＦ１、Ｆ２が大きくなるよう調整している。
【００５４】
なお、反発力Ｆは以下の式（７）であらわすことができる。
【数１】
2010054398.tif 000003
ここで、ｋは定数、ｍ１はアーム側磁石の磁力、ｍ２は固定側磁石の磁力、ｒはアーム側磁石と固定側磁石の間の距離をしめす。
【００５５】
従って、反発力Ｆ１は以下の式（８）であらわすことができる。
【数２】
2010054398.tif 000004
ここでｍａはアーム側磁石８５ａの磁力をしめす。式（８）における固定側磁石の磁力ｍ２およびアーム側磁石と固定側磁石の間の距離ｒはアーム８０ａ〜８０ｃで共通であるから、これを定数に含めるものとし、新たな定数をｋ０とする。そうすると式（８）は、次のようにあらわすことができる。
Ｆ１＝ｋ０×ｍａ・・・（９）
同様にしてＦ２およびＦ３は次のようにあらわすことができる。
Ｆ２＝ｋ０×ｍｂ・・・（１０）
Ｆ３＝ｋ０×ｍｃ・・・（１１）
これらの式を式（４）、（５）、（６）に代入すると、以下の式（１２）、（１３）、（１４）となる。
Ｆａ´＝Ｆ１×ｓｉｎθａ＝ｋ０×ｍａ×ｓｉｎθａ・・・（１２）
Ｆｂ´＝Ｆ２×ｓｉｎθｂ＝ｋ０×ｍｂ×ｓｉｎθｂ・・・（１３）
Ｆｃ´＝Ｆ３×ｓｉｎθｃ＝ｋ０×ｍｃ×ｓｉｎθｃ・・・（１４）
従って、例えばアーム８０ｃに加わる分力Ｆｃ´とＦａ´とを略同一にする場合には、式（１２）と式（１４）から
ｋ０×ｍａ×ｓｉｎθａ＝ｋ０×ｍｃ×ｓｉｎθｃ・・・（１５）
【数３】
2010054398.tif 000005
となり、アーム側磁石８５ａの磁力をアーム側磁石８５ｃに比べてsinθｃ／sinθａだけ強くする必要がある。具体的には例えばアーム側磁石８５ａの体積をアーム側磁石８５ｃよりも大きくすることで、適正な磁力が得られるように調整すれば良い。アーム側磁石８５ｂについても同様である。従って、本実施例におけるアーム側磁石８５ａ〜８５ｃの大きさは、アーム側磁石８５ａ＞アーム側磁石８５ｂ＞アーム側磁石８５ｃである。
【００５６】
このように、本実施例に係るからくり時計は、アーム８０ａ〜８０ｃが取付けられている高さに応じてアーム側磁石の磁力を変え、実際にアーム８０ａ〜８０ｃを持ち上げる力が略同一になるようにしているので、アーム８０ａ〜８０ｃを安定して回転させることができる。
【００５７】
また、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃは、それぞれアーム８０ａ〜８０ｃの上面側に固定されている。即ち、アーム側磁石８５ａ〜８５ｃは、それぞれアーム８０ａ〜８０ｃを挟んで固定磁石９５ａ〜９５ｃと対向する。例えば、アーム側磁石８５ａをアーム８０ａの下面側に固定した場合には、アーム側磁石８５ａと固定磁石９５ａとが直接対向する。しかしながらこのような場合には、アーム側磁石８５ａと固定磁石９５ａとが吸着する場合がある。詳細には、固定磁石９５ａの側面からの磁力線の影響により、アーム側磁石８５ａの側面と固定磁石９５ａの側面とが吸着する場合がある。この場合には、アーム８０ａの回転が停止する恐れがある。しかしながら、アーム８０ａを挟むようにしてアーム側磁石８５ａ、固定磁石９５ａが対向することにより、両者が吸着する恐れが無いため、アーム８０ａ〜８０ｃが停止することを防止できる。
【００５８】
また、アーム８０ａの下面にアーム側磁石８５ａを固定した場合には、アーム側磁石８５ａと固定磁石９５ａ〜９５ｃとの高さ方向の距離を確保する必要があり、そのためアーム８０ａの高さ位置を大きくとる必要がある。このため、からくり時計１が高さ方向で大型化する恐れがある。しかしながら、アーム８０ａの上面にアーム側磁石８５ａが固定されているので、アーム８０ａの高さ位置を低くでき、からくり時計１の高さ方向の大きさを抑制できる。
【００５９】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】からくり時計の斜視図である。
【図２】からくり時計の正面図である。
【図３】からくり時計の機能ブロック図である。
【図４】通常時の調光ガラスの状態を示した図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】円筒部の内部構造を示した斜視図である。
【図７】円筒部の内部構造を示した断面図である。
【図８】下板、ケースの上面図である。
【図９】ケース内の拡大断面図である。
【図１０】アームと回転軸との連結構造の説明図である。
【図１１】アームと連結棒との連結構造の拡大図である。
【図１２】アームの揺動の説明図である。
【図１３】アームの取付位置の関係を示した図である
【図１４】アーム側磁石と固定側磁石と間に生じる反発力が同一の場合における、各アームを上昇させる力の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  からくり時計
１０  台座
１２  円筒部
１３  回転台
１４  柱部
１４ａ〜１４ｆ  外壁部
１６  屋根部
１８  ケース
２０  時計
３０  からくり本体
４０、４０ａ〜４０ｆ  調光ガラス
５０、５０ａ〜５０ｆ  装飾体
５２ａ〜５２ｆ  連結棒（連結部材）
５４ａ〜５４ｆ  重り部
７０  動力機構
７９  回転軸
８０ａ〜８０ｃ  アーム
【図１】
2010054398.tif 000006
【図２】
2010054398.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010054398.tif 000011
【図７】
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【図８】
2010054398.tif 000013
【図９】
2010054398.tif 000014
【図１０】
2010054398.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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