(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体に揺動可能に支持され、所定の位置に磁性体が装着されている振り竿と、
前記基体上の前記磁性体に対向する位置に配置され、前記振り竿が鉛直方向にある状態を中心とする所定の揺動範囲内で、前記振り竿の磁性体に対して当該磁性体の磁力に抗する磁力を与える複数の電磁コイルであって、前記複数の電磁コイルは、停止状態にある前記振り竿の磁性体に対して当該磁力を付与するように、当該振り竿の揺動方向に沿って並列に配置されて当該振り竿を駆動する駆動手段と
を有する振り子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば振り子時計などに使用される振り子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に振り子装置は、振り竿の背面側に設けられた磁性体をその磁性体に対向する位置に配置された電磁コイルの電磁力によって反発および吸引させることにより、振り子が揺動するように構成されている。
電磁コイルに磁性体の磁力に反発および吸引する電磁力を発生させるためには例えば電池などの電源が必要であるが、この電源として太陽電池（または「ソーラセル」）を使用し、さらに、そのような振り子装置を時計装置に適用したいわゆるソーラ振り子時計も数多く存在する。
【０００３】
ソーラ振り子時計は、時計本体周縁部が暗くなり太陽電池に光が入射しなくなると振り子が停止状態となり、周縁部が明るくなると再び振り子の揺動動作が開始される。つまり、この種のソーラ振り子時計は、周囲の明るさに応じて振り子の停止および起動が繰り返し行われることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したソーラ振り子時計では、振り子の起動が太陽電池への光の入射状態に応じて頻繁に行われることになるため、例えば図９に要部のみ例示するソーラ振り子時計１００のように、時計本体１１０の設置状態が悪くて振り子駆動部１３３における磁性体１３３ａの対向する位置に電磁コイル１３３ｂが正対していない場合には、電磁コイル１３３ｂから磁性体１３３ａの磁力方向に反発する電磁力を発生させても、その電磁力が磁性体１３３ａに反発力を与えることができなくなる。そのため、停止状態にある振り子１３１の再起動ができないという事態が頻発していた。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成でありながら、停止状態にある振り子を常に安定して起動させることができる振り子装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明の振り子装置は、基体と、前記基体に揺動可能に支持され、所定の位置に磁性体が装着されている振り竿と、前記基体上の前記磁性体に対向する位置に配置され、前記振り竿が鉛直方向にある状態を中心とする所定の揺動範囲内で、前記振り竿の磁性体に対して当該磁性体の磁力に抗する磁力を与える複数の電磁コイルであって、前記複数の電磁コイルは、停止状態にある前記振り竿の磁性体に対して当該磁力を付与するように、当該振り竿の揺動方向に沿って並列に配置されて当該振り竿を駆動する駆動手段とを有する。
【０００７】
また、本発明の振り子装置は、基体と、前記基体に揺動可能に支持され、所定の位置に磁性体が装着されている振り竿と、前記基体上の前記磁性体に対向する位置に配置され、前記振り竿の磁性体に対して当該磁性体の磁力に抗する磁力を与えて当該振り竿を駆動する駆動手段とを有し、前記磁性体には、前記振り竿が鉛直方向にある状態を中心とする所定の揺動範囲内で、前記駆動手段からの磁力を受ける対向領域が形成されている。
【０００８】
本発明の振り子装置によれば、振り竿が停止状態にある場合、その振り竿を揺動させるために、振り竿に装着された磁性体に対して、駆動手段によってその磁性体の磁力に抗する磁力が与えられる。例えば基体が振り竿の揺動方向に傾斜しているような場合、その傾斜角度が、振り竿が鉛直方向にある状態を中心とした所定の揺動範囲内であれば、磁性体に対して駆動手段からの磁力を与えられることが可能となる。これにより、例えば基体の取り付け位置が正規の取り付け位置から多少傾斜した状態であったとしても、例えば停止状態にある振り竿を起動して揺動動作させることができる。
【０００９】
また、本発明の振り子装置によれば、振り竿が停止状態にある場合、その振り竿を揺動させるために、振り竿に装着された磁性体に対して、駆動手段によってその磁性体の磁力に抗する磁力が与えられる。例えば基体が振り竿の揺動方向に傾斜しているような場合、その傾斜角度が、振り竿が鉛直方向にある状態を中心とした所定の揺動範囲内であれば、磁性体は、駆動手段からの磁力を受ける対向領域が形成されていることにより駆動手段からの磁力を受けることが可能となる。これにより、例えば基体の取り付け位置が正規の取り付け位置から多少傾斜した状態であったとしても、例えば停止状態にある振り竿を起動して揺動動作させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る振り子装置の実施の形態をソーラ振り子時計に適用した場合について説明する。
本発明の振り子装置を適用したソーラ振り子時計の正面図を図１に示す。また、図１に示すソーラ振り子時計の内部を説明するための図を図２に示す。
【００１１】
図１に示すソーラ振り子時計１は、筐体１０内に時計装置２０と振り子装置３０とが一体的に組み込まれた構成となっており、時計装置２０は筐体上側に、また振り子装置３０は筐体下側にそれぞれ配置されている。
筐体１０は、電池交換やメンテナンス時などに筐体１０の蓋体として機能する筐体正面部１１と、時計装置２０および振り子装置３０が収容され、筐体正面部１１と当接して筐体１０を形成する主筐体部１２とで構成されている。
【００１２】
筐体正面部１１には、主筐体部１２に取り付けられた時計装置２０の文字盤２３を外部から視認できるように透明プラスチック板からなる文字盤用窓部１１ａが装着され、その下側には振り子装置３０の振り子３１の動作を外部から視認できるように、同様に透明プラスチック板からなる振り子用窓部１１ｂが装着されている。
【００１３】
時計装置２０は、既に述べたように主筐体部１２に取り付けられており、図１に示すように、所定のパルス信号に基づいて図示しないステッピングモータを駆動して指針回転軸２４をいわゆる時計周り方向に回転駆動するムーブメント２１と、ムーブメント２１の正面側に装着され、図示しない時刻目盛りが刻まれた文字盤２３と、指針回転軸２４に軸支され、文字盤２３の時刻目盛りを指示して現在時刻を知らせる指針２２とで構成されている。
また、文字盤２３の正面側には、図１からわかるように、後述する振り子３１を揺動させるための電力をつくりだすソーラセル２５が嵌め込まれている。なお、本実施の形態では文字盤２３の正面側にソーラセル２５を設けているが、この配置位置はこれに限定されない。つまり、太陽光等の光が入射しやすい位置、例えば筐体１０の上方などに設けてもよい。
【００１４】
振り子装置３０は、振り子３１と、振り子３１を筐体１０内部で支持させる振り子支持部３２と、停止状態にある振り子３１を起動させるとともに連続的に往復運動させる振り子駆動部３３とで構成されている。
振り子３１は、図２に示すように、一端が振り子支持部３２によって筐体１０の内部に支持された振り竿３１ａと、振り竿３１ａの他端側に装着された振り玉３１ｂとで構成されている。
【００１５】
振り子支持部３２は、筐体正面部１１の裏面側に固定されており、振り竿３１ａが軸支されている振り子支持軸３２ａと、振り子支持軸３２ａを両側から支持する図示しない支持孔が形成されている支持軸規制部３２ｂとで構成されている。
振り子支持軸３２ａは、振り竿３１ａに形成された図示しない孔に圧入され、また振り子支持軸３２ａの両端部は、圧入された位置での軸径に対して縮径された径を有している。
支持軸規制部３２ｂには、振り子支持軸３２ａの両端の縮径された支持軸部分が最小の範囲内で転動できるように所定のクリアランスをもった支持孔が形成されている。振り子支持軸３２ａは支持孔内を滑らかに転動可能である。
【００１６】
振り子駆動部３３は、図２からわるように、振り竿３１ａの正面側に設けられた永久磁石３３ａと、筐体正面部１１の裏面側に固定され、永久磁石３３ａの一面側と対向する面を有する電磁コイル３３ｂとで構成されている。なお、図１および図２から明らかなように、永久磁石３３ａおよび電磁コイル３３ｂとも筐体正面部１１から視認できない位置に配置されている。
電磁コイル３３ｂは、図３に示すように長円形状に形成され、永久磁石３３ａが振り子３１の揺動動作時に電磁コイル３３ｂの正面側を通過するときに誘導電流を発生させる発電用コイルＬ２と、発電用コイルＬ２に発生した誘導電流によって永久磁石３３ａの磁力に抗する磁力を発生させて振り竿３１ａを付勢する駆動用コイルＬ１とを１つのコアに巻き付けた構成となっている。
【００１７】
ソーラ振り子時計１を図２に示す矢印Ａ方向からみたときの要部を図３に示す。なお、図３は、図面を簡素化するために支持軸規制部３２ｂが記載されていない。
図３に示すように、電磁コイル３３ｂは、振り子支持軸３２ａを回転中心として振り子３１が図中反時計回り方向にθ１  度、時計回り方向にθ２  度回転した状態であっても、永久磁石３３ａに磁力を与えることが可能である。筐体がθ２  度傾斜したときの振り子３１の状態を図４に示す。停止状態にある振り子３１は、実際には鉛直下方を向くため、例えば図４に示すように、筐体１０が振り子３１の揺動方向にθ１  度およびθ２  度傾斜した状態でも、永久磁石３３ａに対して磁力を与えることができる。しかしながら、筐体がこの状態よりもさらに大きく傾斜すると、永久磁石３３ａに対して電磁コイル３３ｂからの磁力が及ばなくなるため、振り子３１を起動できないということになる。
【００１８】
次に、振り子駆動回路の構成について図５に基づいて説明する。
振り子駆動回路は、図５に示すように、ソーラセル２５、駆動用コイルＬ１、発電用コイルＬ２、電源補償用キャパシタＣ１、発振帰還用キャパシタＣ２、異常発振防止用キャパシタＣ３、発電用コイル発振帰還用キャパシタＣ４、バイアス用抵抗素子Ｒ１，Ｒ２、駆動用コイル発振帰還用抵抗素子Ｒ３、電流制御用抵抗素子Ｒ４、ＰＮＰ型トランジスタＱ１およびＮＰＮ型トランジスタＱ２により構成されている。
【００１９】
以上のように構成された本実施の形態にソーラ振り子時計１の動作について説明する。
例えば夜が明けてソーラセル２５に所定のレベル以上の光量の光が入射されると、その光量に応じてソーラセル２５から発生する電源電圧が徐々に上昇する。電源電圧が一定の電圧に到達すると、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ側に電流が流れてＰＮＰ型トランジスタＱ１が導通状態となる。ＰＮＰ型トランジスタＱ１の導通によってＰＮＰ型トランジスタＱ１のコレクタ電流がＮＰＮ型トランジスタＱ２のベース側に供給され、これにより、ＮＰＮ型トランジスタＱ２が導通状態となる。ＮＰＮ型トランジスタＱ２が導通状態となったことによって電源補償用キャパシタＣ１に蓄積されていた電荷が放電されるため、これにより、駆動用コイルＬ１に大きな電流が流れることになる。
【００２０】
このとき、図４に示すように、電磁コイル３３ｂには、筐体が振り子３１の揺動方向にθ2 度だけ傾斜している場合であっても振り子３１に装着された永久磁石３３ａに対して磁力を与える磁性面が形成されているため、駆動用コイルＬ１に発生した磁力によって振り子３１が駆動されることになる。つまり、永久磁石３３ａがＮ極を表出させた状態で装着されていれば、駆動用コイルＬ１は永久磁石３３ａと対向する磁性面にＮ極の磁界を発生させて振り子３１を駆動することになる。なお、駆動用コイルＬ１はコアへの巻付け方向によって磁性面に発生する磁界の向きが相違するため、永久磁石３３ａの極性に応じてその巻付け方向を変えることが必要である。
【００２１】
駆動用コイルＬ１に大きな電流が流れた後、図５に示す駆動用コイルＬ１と異常発振防止用キャパシタＣ３とを主構成要素とする発振回路の自己周期によって振り子３１が揺動することになる。なお、この振り子駆動回路における発振回路の持つ自己周期は、振り子３１の持つ周期よりも長くなるように設定されている。また、光量によって電源補償用キャパシタＣ１に電荷が充電される時間が異なるので、電源電圧が低ければ自己周期は当然のことながら長くなる。
【００２２】
上述した発振回路によって駆動用コイルＬ１と永久磁石３３ａとの反発および吸引が繰り返されると、振り子３１の揺動動作が次第に増幅される。振り子３１が所定の周期に到達すると、永久磁石３３ａが電磁コイル３３ｂの対向領域の前方を通過するようになる。このとき、発電用コイルＬ２に電流が誘起され、これにより、ＮＰＮ型トランジスタＱ２の開閉制御が行われて駆動用コイルＬ１に供給される電流のオン・オフ制御が行われることになる。
以上述べた過程を経て、振り子３１が起動され、かつ、安定した揺動動作行われるようになる。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、電磁コイル３３ｂには、停止状態にある振り子３１の永久磁石３３ａに対して、永久磁石３３ａの磁力に抗する磁力を与えることが可能な対向領域が形成されているので、筐体１０が振り子３１の揺動方向に所定の揺動範囲内で傾斜している場合でも、振り子３１を起動させることが可能となる。
【００２４】
本実施の形態では、電磁コイル３３ｂを長円形状の１つのコイルで形成しているが、図６に示すように、２つの略円形状の電磁コイル３３ｂを互いに並列に配置した状態で筐体１０内に取り付けてもよい。この場合、振り子３１を起動するときには図６に示す電磁コイル３３１ｂ，３３２ｂはともに同時に永久磁石３３ａの磁力に抗する磁力を発生させることになる。なお、各々の電磁コイル３３１ｂ，３３２ｂにはそれぞれ例えば図５に示す回路と同様の振り子駆動回路を有している。
また、図７に示すように、筐体正面部１１の裏面側に棚状の突起部１１ｃを形成し、さらに振り竿３１ａにも永久磁石３３ａを支持する突起部３１１ａを形成して、電磁コイル３３１ｂ，３３２ｂおよび永久磁石３３ａを縦置きに配置しても本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００２５】
また、本実施の形態では、従来に比べ電磁コイル３３ｂの永久磁石３３ａとの対向領域を拡張した構成となっているが、図８に示すように、永久磁石３３ａ側の対向領域を拡張するように構成しても上述した実施の形態と同様の効果が得られる。なお、このような場合、図８からわかるように、永久磁石３３ａの幅は振り竿３１ａの幅から幾分はみした状態になる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成でありながら、停止状態にある振り子を常に安定して起動させることができる振り子装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の振り子装置を適用したソーラ振り子時計の正面図である。
【図２】図１に示すソーラ振り子時計の内部を説明するための図である。
【図３】図１に示すソーラ振り子時計の振り子の揺動動作を説明するための図である。
【図４】図１に示すソーラ振り子時計の筐体が傾斜したときの振り子および電磁コイルの状態を説明するための図である。
【図５】図１に示すソーラ振り子時計の振り子駆動回路の回路図である。
【図６】電磁コイルを並列配置した状態を例示する図である。
【図７】電磁コイルを並列配置したその他の形態を例示する図である。
【図８】対向領域を拡大した永久磁石を使用した状態を例示する図である。
【図９】従来の振り子装置の要部を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１００…振り子時計
１０，１１０…筐体
１１…筐体正面部
１１ａ…文字盤用窓部
１１ｂ…振り子用窓部
１２…主筐体部
２０…時計装置
２１…ムーブメント
２２…指針
２３…文字盤
２４…指針回転軸
３０…振り子装置
３１…振り子
３２…振り子支持部
３２ａ…振り子支持軸
３２ｂ…支持軸規制部
３３…振り子駆動部
３３ａ…永久磁石
３３ｂ…電磁コイル
【図１】
0003628875.tif 000002
【図２】
0003628875.tif 000003
【図３】
0003628875.tif 000004
【図４】
0003628875.tif 000005
【図５】
0003628875.tif 000006
【図６】
0003628875.tif 000007
【図７】
0003628875.tif 000008
【図８】
0003628875.tif 000009
【図９】
0003628875.tif 000010