垂揺球儀
加賀藩で使用されたもので、「正時版符天機」と呼ばれている。富山県内で発見され、射水市新湊博物館の高樹文庫に所蔵された。1832年(天保3年)に製作されたもので、箱裏書によれば製作者は金沢在住の時計師與右衛門。国立科学博物館に所蔵されている「精密尺時計」と呼ばれている箱が、この垂揺球儀の収納箱ではないかと考えられている。
また、加賀藩で使用されたとされる垂揺球儀としては、高樹文庫蔵以外に、個人蔵の時計(「慶応元年 治動作」の銘)と神奈川県中井町の江戸民具街道蔵の時計(「文政八年」の記載)が存在する。
そして最下軸が10回転するごとに1枚目の数取車が1回転し、1枚目の数取車が10回転するごとに2枚目の数取車が1回転するように構成されている。したがって、1枚目の数取車は垂球の振動10万回で1回転、2枚目の数取車は垂球の振動100万回で1回転する。以上の仕組みを利用して、垂球の振動を100万回まで表示できるようになっている。1日で垂球はおよそ6万回振動するので、16日程度連続して駆動させると表示はゼロに戻る。
垂球(L)と大錘(W)は本体の下に備えられた箱に収納されている。箱の内部には不定時法における時刻を記した時辰表があり、大錘には指針が取り付けられている。装置の駆動中、大錘は一定の速度で降下してゆくので、毎日定時に大錘を巻き上げておくと、大錘の指針が指し示す時辰表の位置によって大まかな時刻を知ることができる。この仕組みは、垂揺球儀以前から使われていた尺時計と同じである。
また、垂揺球儀には垂準器が備えられ、水平を確認できるようになっている。垂揺球儀を正常に動かすには、装置を水平に保つことが必須であった。和時計の中で垂準器を備えているのは垂揺球儀のみである。
垂揺球儀から時刻を求めるには、正午時点で垂揺球儀に表示される振動回数と、一日(一太陽日)に振動する回数をあらかじめ調べておき、対象となる時間(例えば日食の開始・終了の瞬間)における垂揺球儀の振動回数を記録すればよい。また、垂揺球儀を使用するには、定期的に大錘を巻き上げる必要がある。『寛政暦書』には、毎日正午に巻き上げると記されている。しかし巻き上げる間は大錘からの動力伝達が止まってしまう。そのために、例えば第2輪(D)を指で押したりして垂球が止まらないようにしていたと思われるが、後に動力継続伝達装置を備えた垂揺球儀も誕生した。