(57)【要約】【課題】係合爪の係合歯からの外れ、または、係合爪の変形によるクラッチの動作不良を防止する。【解決手段】一方側から他方側へ動力を断続して伝えるクラッチを有する装置であって、クラッチは、外周に係合爪２２１を有する第一のクラッチ部材２２と、係合爪２２１が係合された係合歯２３２を内周に有する嵌合穴２３１が形成され、成型加工によって係合歯２３２が嵌合穴２３１の開口側に拡がるテーパ状に成型された第二のクラッチ部材２３と、を備え、嵌合穴２３１の開口側には、その開口側から見て少なくとも一部が係合爪２２１と重なり、かつ、第一のクラッチ部材２２の軸線方向における係合歯２３２との間隔が係合爪２２１の厚みより小さい、係合爪押え部材３０が設けられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方側から他方側へ動力を断続して伝えるクラッチを有する装置であって、
前記クラッチは、
外周に係合爪を有する第一のクラッチ部材と、
前記係合爪が係合された係合歯を内周に有する嵌合穴が形成され、成型加工によって前記係合歯が前記嵌合穴の開口側に拡がるテーパ状に成型された第二のクラッチ部材と、を備え、
前記嵌合穴の開口側には、その開口側から見て少なくとも一部が前記係合爪と重なり、かつ、前記第一のクラッチ部材の軸線方向における前記係合歯との間隔が前記係合爪の厚みより小さい、係合爪押え部材が設けられていることを特徴とするクラッチを有する装置。
【請求項２】
前記第一のクラッチ部材は、前記係合爪押え部材側に前記係合爪より小径の歯車部を有し、
前記軸線方向における前記係合爪押え部材と前記係合爪との間隔は、前記第一のクラッチ部材の歯車部に噛合する動力伝達歯車と前記係合爪との間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のクラッチを有する装置。
【請求項３】
前記係合爪は、第一のクラッチ部材に設けられた胴部から突出して形成され、前記係合歯と係合する先端部分を除く根本側の少なくとも一部が弾性を有することを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチを有する装置。
【請求項４】
前記係合爪押え部材は、前記係合爪の回転方向で少なくとも一部が切り欠かれ、その切り欠かれた端面の前記係合爪側にテーパが形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のクラッチを有する装置。
【請求項５】
前記係合歯の厚みは、前記係合爪の厚みより大きく設定され、
前記係合爪押え部材は、その少なくとも一部が前記係合歯の開口側端面よりも前記係合爪側に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のクラッチを有する装置。
【請求項６】
請求項１から５に記載のクラッチを有する装置を備えるゼンマイタイマであって、
前記ゼンマイを巻き上げる入力軸と、
前記クラッチが設けられた前記ゼンマイの付勢力を伝達する動力伝達機構と、
前記クラッチが「継」状態にある場合に、前記動力伝達機構による前記ゼンマイの付勢力の伝達速度を調節する調速機構と、を備え、
前記クラッチは、前記入力軸によってゼンマイを巻き上げる方向の回転では前記動力伝達機構による動力の伝達を「断」状態とし、前記ゼンマイの付勢力を解放する方向の回転では前記動力伝達機構による動力の伝達を「継」状態とすることを特徴とするゼンマイタイマ。
【請求項７】
前記調速機構は、前記ゼンマイの付勢力を解放する方向の回転とは反対方向の負荷を周期的に前記動力伝達機構に与えることを特徴とする請求項６に記載のゼンマイタイマ。
【請求項８】
前記入力軸は、手動で回転させて前記ゼンマイを巻き上げるものであることを特徴とする請求項６または７に記載のゼンマイタイマ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達機構による動力の伝達を「継」状態あるいは「断」状態とするクラッチを有する装置、および、このようなクラッチを有する装置を備え、前記動力伝達機構によって伝達される動力源がゼンマイであるゼンマイタイマに関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機や電子レンジなどの家電製品には、洗濯時間や調理時間を調節するタイマが設けられている（例えば、特許文献１参照）。この種のタイマとしては様々な構成が知られている。例えば、使用者が装置に設けられたつまみを回すことによってゼンマイを巻き上げ、この巻き上げられたゼンマイを駆動源として接点を開閉させるタイマが知られている。また、特許文献１のようにモータを駆動源として接点を開閉させるタイマも知られている。
【０００３】
このようなタイマにおいて、駆動源からの動力を伝達する動力伝達機構には、クラッチが設けられることがある。特許文献１に記載の構成は、駆動源であるモータが一方に回転する場合にのみ動力を伝達し（動力の伝達が「継」状態）、他方に回転する場合には動力は伝達しない（動力の伝達が「断」状態）ようにしたクラッチ（一方向クラッチ）を備える。かかる一方向クラッチは、第６歯車に形成された係合歯に、径方向に弾性変形可能な係合爪が係合した構成である。つまり、係合爪が一方向にのみ回転するいわゆるラチェット（爪車）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１８８１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の構成には次のような問題がある。係合歯が形成された第６歯車を樹脂成形する場合、金型から成形品をスムーズに抜くため、係合歯は嵌合穴の開口側に向けて拡がるようなテーパ状（いわゆる抜きテーパ）に形成される。テーパ状に形成された係合歯に係合する係合爪は、かかるテーパによって徐々に嵌合穴の開口側に向けて変形したり、このような変形によって係合歯から外れたりするおそれがある。つまり、従来型の装置では、このような原因によりクラッチが機能しなくなってしまうという問題があった。
【０００６】
上記問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、テーパ状に形成された係合歯に係合爪が係合したクラッチを有する装置や、このようなクラッチ装置を有するゼンマイタイマにおいて、係合爪の係合歯からの外れ、または、係合爪の変形によるクラッチの動作不良を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、一方側から他方側へ動力を断続して伝えるクラッチを有する装置であって、前記クラッチは、外周に係合爪を有する第一のクラッチ部材と、前記係合爪が係合された係合歯を内周に有する嵌合穴が形成され、成型加工によって前記係合歯が前記嵌合穴の開口側に拡がるテーパ状に成型された第二のクラッチ部材と、を備え、前記嵌合穴の開口側には、その開口側から見て少なくとも一部が前記係合爪と重なり、かつ、前記第一のクラッチ部材の軸線方向における前記係合歯との間隔が前記係合爪の厚みより小さい、係合爪押え部材が設けられていることを要旨とする。
【０００８】
このように、第二のクラッチ部材は成型加工によって製造されるため、その係合歯は嵌合穴の開口方向に向けて拡がるテーパ状に形成されている。そのため、係合歯に係合する第一のクラッチ部材の係合爪は、かかるテーパによって嵌合穴の開口方向に力を受け、係合歯から外れやすい。これに対し、本発明では、軸線方向における係合爪押え部材と係合歯との間隔が、係合爪の厚みよりも小さくなるように設定され、係合爪押え部材と係合歯との間を係合爪が通ることができないようになっている。そのため、係合爪が係合歯から外れてしまうことを確実に防止できる。
【０００９】
この場合、前記第一のクラッチ部材は、前記係合爪押え部材側に前記係合爪より小径の歯車部を有し、前記軸線方向における前記係合爪押え部材と前記係合爪との間隔は、前記第一のクラッチ部材の歯車部に噛合する前記動力伝達歯車と前記係合爪との間隔よりも小さければよい。
【００１０】
上記動力伝達歯車は、係合爪より小径である第一のクラッチ部材の歯車部に噛合していることから、係合爪の上に位置する。本発明では、係合爪押え部材と係合爪との間隔は、動力伝達歯車と係合爪の間隔よりも小さくなるように設定されているため、仮に係合歯のテーパによって係合爪が上に移動するようなことがあっても、係合爪は動力伝達歯車の前に必ず係合爪押え部材に当接する。したがって、係合爪と動力伝達歯車とが接触することを確実に防止できる。
【００１１】
また、前記係合爪は、第一のクラッチ部材に設けられた胴部から突出して形成され、前記係合歯と係合する先端部分を除く根本側の少なくとも一部が弾性を有していればよい。
【００１２】
かかる構成では、多くの場合、係合爪は、その爪の先端が径方向外側に向けて付勢された状態でテーパ状に形成された係合歯に係合される。つまり、このような付勢力が働いている分、係合爪が係合歯から外れるおそれが高いが、係合爪押え部材によって、係合爪の外れを確実に防止できる。
【００１３】
また、前記係合爪押え部材は、前記係合爪の回転方向で少なくとも一部が切り欠かれ、その切り欠かれた端面の前記係合爪側にテーパが形成されていればよい。
【００１４】
このようにすれば、回転する係合爪が上に移動したり、爪の先端が撥ねるように変形した場合であっても、係合爪が係合爪押え部材に引っかかったりすることを防止できる。
【００１５】
また、前記係合歯の厚みは、前記係合爪の厚みより大きく設定され、前記係合爪押え部材は、その少なくとも一部が前記係合歯の開口側端面よりも前記係合爪側に位置していればよい。
【００１６】
このようにすれば、係合爪が係合爪押え部材の下面よりも上に移動することがないため、係合爪の厚み方向全範囲が常に係合歯と係合した状態を維持できる。
【００１７】
また、本発明にかかるゼンマイタイマは、上記いずれかのクラッチを有する装置と、前記ゼンマイを巻き上げる入力軸と、前記クラッチが設けられた前記ゼンマイの付勢力を伝達する動力伝達機構と、前記クラッチが「継」状態にある場合に、前記動力伝達機構による前記ゼンマイの付勢力の伝達速度を調節する調速機構と、を備え、前記クラッチは、前記入力軸によってゼンマイを巻き上げる方向の回転では前記動力伝達機構による動力の伝達を「断」状態とし、前記ゼンマイの付勢力を解放する方向の回転では前記動力伝達機構による動力の伝達を「継」状態とすることを要旨とする。
【００１８】
このような構成を有するゼンマイタイマでは、動力の伝達が「継」状態にある場合には、ゼンマイによって係合爪や係合歯に力（付勢力）が掛かり係合歯が係合爪から外れやすいが、それを上記係合爪押え部材によって防止できる。
【００１９】
この場合、前記調速機構は、前記ゼンマイの付勢力を解放する方向の回転とは反対方向の負荷を周期的に前記動力伝達機構に与えるものであればよい。
【００２０】
このような構成では、ゼンマイによって係合爪や係合歯に掛かる力が調速機構によって周期的に変化（増減）するため、テーパによるすべりが発生しやすく、係合爪が係合歯から外れるおそれが高いが、それを上記係合爪押え部材によって防止できる。
【００２１】
また、前記入力軸は、手動で回転させて前記ゼンマイを巻き上げるものであればよい。
【００２２】
このように手動でゼンマイを巻き上げるような構成の場合、ゼンマイを巻き上げる方向とは反対の方向に入力軸を回転させてしまうおそれがある。このときには、係合爪や係合歯に大きな力が掛かって係合爪が変形してしまうおそれがあるが、それを上記係合爪押え部材によって防止できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明にかかるクラッチを有する装置やゼンマイタイマによれば、軸線方向における係合爪押え部材と係合歯との間隔が、係合爪の厚みよりも小さくなるように設定されているため、係合爪が係合歯から外れてしまうことがない。したがって、クラッチの動作不良を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態にかかるゼンマイタイマの全体構成（ケースを取り外した状態）を示した図である。
【図２】図１に示したゼンマイタイマのケースを取り外した状態の上面図である。
【図３】図２におけるＯ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｄ−Ｅ線に沿って輪列を展開した図である。
【図４】クラッチ（第一のクラッチ部材および第二のクラッチ部材）を上から見た図である。
【図５】図１に示したゼンマイタイマの上ケースの内面を示した図である。
【図６】（ａ）は図２におけるＸ−Ｘ線断面の概略であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【図７】図１に示したゼンマイタイマのケースを取り外した状態をある方向（略側方）から見た斜視図である。
【図８】図１に示したゼンマイタイマのケースを取り外した状態を図７とは異なる方向（斜め上方）から見た斜視図である。
【図９】図１に示したゼンマイタイマのケースを取り外した状態を図７および図８とは異なる方向（斜め下方）から見た斜視図である。
【図１０】図１に示したゼンマイタイマのケースを取り外した状態を図７〜図９とは異なる方向（図９とは異なる斜め下方）から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態にかかるゼンマイタイマ１（クラッチを有する装置）について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明における上下とは、図３における上下をいい、軸線方向とは、第一のクラッチ部材２２や第二のクラッチ部材２３の軸線方向（図３における上下方向）をいうものとする。また、各図において、歯車部の歯の詳細な形状は省略してある。
【００２６】
（ゼンマイタイマ１の構成）
本実施形態にかかるゼンマイタイマ１は、図示されない洗濯機に搭載され、洗濯機の主電源のオン／オフの切り替えや、洗濯槽の回転方向を制御するために用いられる。ゼンマイタイマ１は、ゼンマイ５と、ゼンマイ５を巻き上げるために用いられる一方、巻き上げられたゼンマイ５が解放されたときの付勢力によって回転する入出力軸１０（本発明における入力軸に相当する）と、ゼンマイ５の付勢力（動力）を伝達する動力伝達機構と、動力伝達機構に設けられたクラッチの動作不良を防止する係合爪押え部材３０と、ゼンマイ５の付勢力の伝達速度を調節する調速機構と、を備える。これらの構成は、上ケース９１および下ケース９２からなるケース９０に取り付けられるか、もしくは、ケース９０と一体的に構成されている。
【００２７】
ゼンマイ５は、動力伝達機構を構成する一の歯車である第一の歯車２１の外側に取り付けられている。第一の歯車２１を介してゼンマイ５と機械的に連結された入出力軸１０は、第一の歯車２１から下方向に延び、その下端は下ケース９２から突出する。突出した下端部分には、洗濯機のつまみが取り付けられ、使用者がそれを手動で一方に回すことによってゼンマイ５が巻き上げられる。ゼンマイ５が巻き上げられ、入出力軸１０に負荷が掛かっていない状態となると（使用者が手を離すと）ゼンマイ５の付勢力は解放される。ゼンマイ５の付勢力が解放されると、入出力軸１０はゼンマイ５を巻き上げた方向とは反対方向に回転する。
【００２８】
動力伝達機構は、第一の歯車２１と、第一の歯車２１に噛合する第一のクラッチ部材２２と、第一のクラッチ部材２２に係合する第二のクラッチ部材２３と、第二のクラッチ部材２３に噛合する第二の歯車２４と、第二の歯車２４と一体的に回転する正転逆転調節用カム２５と、を備える。このうち、第一のクラッチ部材２２および第二のクラッチ部材２３が、クラッチを構成する。かかるクラッチは、一方向に第一の歯車２１が回転する場合には第一の歯車２１から第二の歯車２４へ動力が伝達される状態（以下「継」状態という）とし、他方向に第一の歯車２１が回転する場合には第一の歯車２１から第二の歯車２４に動力が伝達されない状態（以下「継」状態という）とする一方向クラッチ（ラチェット）である。
【００２９】
第一の歯車２１（本発明における動力伝達歯車に相当する）は、ゼンマイ５の付勢力を受けた入出力軸１０と一体的に回転する。第一の歯車２１には、その上方に形成された筒状の突起の周囲に巻き回されてゼンマイ５が固定されている。また、筒状の突起の内側入出力軸１０の上端が固定されている。また、第一の歯車２１の外周には歯車部２１１が形成されている。
【００３０】
なお、この第一の歯車２１と入出力軸１０の間には、図示されないトルクリミッタが設けられている。かかるトルクリミッタにより、ゼンマイ５の巻きすぎや、逆回転によるゼンマイ５の付勢力低下や破損が防止されている。
【００３１】
第一のクラッチ部材２２は、係合爪２２１と、その係合爪２２１より小径（軸線方向から見て係合爪２２１の先端より内側に位置する）歯車部２２２とを有し、弾性を有する樹脂で形成される。第一のクラッチ部材２２の歯車部２２２は、第一の歯車２１の歯車部２１１に噛合している。そのため、第一の歯車２１の回転に伴って第一のクラッチ部材２２も回転する。係合爪２２１は、第一のクラッチ部材２２の胴部２２ａから突出しており、後述する係合歯２３２に係合する爪の先端部分を除く根本側に略Ｕ字状の屈曲部分が形成されている。かかる屈曲部分によって係合爪２２１は径方向に弾性をもつ。なお、係合爪２２１の径方向に弾性をもたせたものであれば、その他の構成を採用してもよい。
【００３２】
第二のクラッチ部材２３には、有底の筒状である嵌合穴２３１が形成されている。その嵌合穴２３１の内周には係合歯２３２（内歯）が形成されている。係合歯２３２は、歯の山が図４における時計回り方向に傾くように形成されている。かかる係合歯２３２に、第一のクラッチ部材２２の係合爪２２１が係合している。具体的には、屈曲した爪の先端が図４における反時計回り方向を向くように形成されている。上述したように、係合爪２２１は、その屈曲部分によって径方向に弾性をもつため、係合歯２３２に係合されると爪の先端が径方向外側に向けて付勢された状態（爪の先端が係合歯２３２に押圧された状態）となる。
【００３３】
また、第二のクラッチ部材２３は、成型加工によって製造される。本実施形態では、合成樹脂の射出成型品である。一般的にこのような成型加工によって製造されるものは、成型後の金型からの脱離（離型）を容易にするため、成型品の抜き方向に向けて拡がるようなテーパ（いわゆる抜きテーパ）が形成される。第二のクラッチ部材２３は、有底の筒状に形成されるものであり、嵌合穴２３１は開口方向に向けて拡がるようなテーパ状に形成されている。つまり、係合歯２３２は嵌合穴２３１の開口方向に向けて拡がるテーパ状に形成されている。
【００３４】
このような第一のクラッチ部材２２と第二のクラッチ部材２３とを有するクラッチは、第一歯車２１の回転に伴って回転する第一のクラッチ部材２２が、図４における反時計回りに回転する場合には動力の伝達が「継」状態となる。係合爪２２１の先端が、歯の山が時計回り方向に傾いて形成された係合歯２３２の谷に食い込むからである。したがって、第一のクラッチ部材２２の回転に伴って第二のクラッチ部材２３が回転する。一方、第一のクラッチ部材２２が、図４における時計回りに回転する場合には動力の伝達が「断」状態となる。当該方向に第一のクラッチ部材２２を回転させると、係合爪２２１がその弾性により係合歯２３２の山を乗り上げながら回転するからである。したがって、第一のクラッチ部材２２が回転しても第二のクラッチ部材２３は回転しない。
【００３５】
また、有底の筒状に形成された第二のクラッチ部材２３の外周（筒状部分の外周）には、歯車部２３３が形成されている。
【００３６】
第二の歯車２４は、相対的に小径の小径歯車部２４１と、相対的に大径の大径歯車部２４２とを有する複合歯車である。第二のクラッチ部材２３の歯車部２３３には、第二の歯車２４の小径歯車部２４１が噛合している。したがって、第二のクラッチ部材２３の回転に伴って、第二の歯車２４は回転する。
【００３７】
正転逆転調節用カム２５は、第二の歯車２４の下部に固定されている。したがって、第二の歯車２４と一体的に回転する。正転逆転調節用カム２５の外周には、所定のパターンの凹凸が形成されてなる正転逆転用カム面（第一の正転逆転用カム面２５１および第二の正転逆転用カム面２５２）が形成されている。かかる正転逆転用カム面２５１、２５２により、正転逆転調節用カム２５が回転すると、その外側に設けられた二つの正転逆転用レバー（第一の正転逆転用レバー２６１および第二の正転逆転用レバー２６２）が動作する。
【００３８】
正転逆転用レバー２６１、２６２は、その先端が正転逆転用カム面２５１、２５２に係合している。正転逆転用レバー２６１、２６２の外側には、正転逆転用切片（第一の正転逆転用切片２７１および第二の正転逆転用切片２７２）が設けられている。正転逆転用カム面２５１、２５２の凸部に正転逆転用レバー２６１、２６２の先端２６１ａ、２６２ａが乗り上げると、正転逆転用レバー２６１、２６２によって、正転逆転用切片２７１、２７２が外側に付勢される。これにより、正転逆転用切片２７１、２７２の端部が、共通端子２８と非接触の状態（オフ状態）となる。一方、正転逆転用カム面２５１、２５２の凹部に正転逆転用レバー２６１、２６２の先端が係合した状態では、正転逆転用レバー２６１、２６２と正転逆転用切片２７１、２７２とは当接せず、正転逆転用切片２７１、２７２の端部が、共通端子２８と接触した状態（オン状態）となる。
【００３９】
本実施形態では、第一の正転逆転用レバー２６１が係合する第一の正転逆転用カム面２５１と、第二の正転逆転用レバー２６２が係合する第二の正転逆転用カム面２５２の凹凸の位相はずれている。詳しくは、一方の正転逆転用レバー（２６１ｏｒ２６２）が正転逆転用カム面（２５１ｏｒ２５２）の凹部に係合している場合には、他方の正転逆転用レバー（２６２ｏｒ２６１）は正転逆転用カム面（２５２ｏｒ２５１）の凸部に乗り上げる関係となる。つまり、第一の正転逆転用切片２７１と共通端子２８が接触した状態と、第二の正転逆転用切片２７２と共通端子２８が接触した状態が交互に訪れる。
【００４０】
図示されない洗濯機の制御手段は、第一の正転逆転用切片２７１と共通端子２８が接触した状態にある場合には、洗濯槽を一方に回転（正転）させ、第二の正転逆転用切片２７２と共通端子２８が接触した状態にある場合には、洗濯槽を他方に回転（逆転）させる。このようにして、洗濯槽の正転・逆転が繰り返される。
【００４１】
なお、本実施形態では、洗濯槽の正転・逆転を切り替える時間的な幅を二種類選択することができる。つまり、１）相対的に小刻みに正転・逆転を切り替えるか、２）相対的にゆっくりと正転・逆転を切り替えるか、どちらか一方を選択することができる。かかる切り替えは次のように行う。第一の正転逆転用カム面２５１および第二の正転逆転用カム面２５２は、それぞれ軸線方向に二つのカム面を有する。ケース９０の外に設けられる切り替えレバー８１を回転させると、切り替えレバー８１の基端に固定されたスライドカム８２が回転する。このスライドカム８２の端部には扇形のカム部８２１が設けられており、そのカム部８２１に形成された凸部８２１ａが、第一の正転逆転用レバー２６１および第二の正転逆転用レバー２６２を、軸線方向に移動させる。これにより、正転逆転用レバー２６１、２６２が係合する正転逆転用カム面２５１、２５２の種類が上記１）または２）に切り替わる。
【００４２】
係合爪押え部材３０は、上記構成を有する動力伝達機構のクラッチの動作不良を防止する役割を果たす。この係合爪押え部材３０は、上ケース９１と一体的に構成されている（図５参照）。つまり、上ケース９１と一体成型により形成してもよいし、別部材として上ケース９１に固定してもよい。なお、図２、図６〜図８では、かかる係合爪押え部材３０の説明のため、上ケース９１と分離して係合爪押え部材３０を図示している。
【００４３】
係合爪押え部材３０は、第一のクラッチ部材２２の係合爪２２１の上に位置する。詳しくは、嵌合穴２３１の開口側（上方）から見て少なくとも一部が係合爪２２１と重なるように位置する。ただし、回転する係合爪２２１を上から押さえるための部材であるため、係合爪２２１と重なる面積が大きいほど好ましい。本実施形態では、第一の歯車２１との干渉を回避しつつ、係合爪２２１と重なる面積を大きくした、略半円筒状に形成されている。
【００４４】
かかる係合爪押え部材３０は、軸線方向における係合歯２３２との間隔が、係合爪２２１の厚みより小さくなるような位置に設けられている。詳しくは図６（ａ）に示す通り、軸線方向における係合爪押え部材３０（の下端）と係合歯２３２（の上端）との間隔Ｄ１が、係合爪２２１の厚みＤ２よりも小さい、「Ｄ１＜Ｄ２」の関係が成り立つような位置に設けられている。これにより、厚みＤ２である係合爪２２１が、大きさＤ１の隙間を通ることは不可能となるから、係合歯２３２から係合爪２２１が外れてしまうことはない（第一のクラッチ部材２２と第二のクラッチ部材２３の係合が維持される）。
【００４５】
また、上述したように、第一の歯車２１の歯車部２１１は、第一のクラッチ部材２２の歯車部２２２に噛合しており、その第一のクラッチ部材２２の歯車部２２２は係合爪２２１より小径であるから、第一の歯車２１は係合爪２２１の上に位置する。この第一の歯車２１と係合爪押え部材３０との位置関係は、図６（ａ）に示すとおりである。すなわち、係合爪押え部材３０（の下端）と係合爪２２１（の上端）との間隔Ｄ３は、第一の歯車２１（の下端）と係合爪２２１（の上端）の間隔Ｄ４よりも小さくなる、「Ｄ３＜Ｄ４」の関係が成り立つように設定されている。このような構成とすれば、仮に係合爪２２１が上に移動したとしても、第一の歯車２１の前に必ず係合爪押え部材３０に当接するから、係合爪２２１と第一の歯車２１とが接触することはない。
【００４６】
また、係合爪押え部材３０は、係合爪２２１の回転方向で一部が切り欠かれた略半円筒状に形成されている。図６（ａ）に示すように、その切り欠かれた端面の係合爪側（下側）は、テーパ状に形成されている。かかるテーパ３１は、回転する係合爪２２１が上に移動したり、爪の先端が撥ねるように変形した場合であっても、係合爪２２１が係合爪押え部材３０に引っかからないようにするためのものである。
【００４７】
また、図６（ａ）に示した構成の変形例として図６（ｂ）に示すように、係合歯２３２の厚みＤ５を係合爪２２１の厚みＤ２より大きく設定し、係合爪押え部材３０は、その少なくとも一部が係合歯２３２の開口側端面よりも係合爪２２１側に位置する（点線Ｙで示す高さよりも下に位置する）ようにするとよい。このようにすれば、係合爪押え部材３０の下面よりも上に移動することがないため、係合爪２２１の厚み方向全範囲が常に係合歯２３２と係合した状態を維持できる。
【００４８】
動力の伝達速度を調節する調速機構は、ゼンマイ５の負荷によって回転する入出力軸１０や、入出力軸１０の回転に伴って回転する動力伝達機構を構成する上記歯車等の各伝達部材などの回転速度を調節する機構である。かかる調速機構は、第三の歯車４１と、がんぎ車４２と、振り子４３と、を備える。
【００４９】
第三の歯車４１は、相対的に小径の小径歯車部４１１と、相対的に大径の大径歯車部４１２を有する複合歯車である。第三の歯車４１の小径歯車部４１１は、第二の歯車２４の大径歯車部２４２と噛合している。したがって、第二の歯車２４の回転に伴って第三の歯車４１が回転する。
【００５０】
がんぎ車４２は、平歯車である歯車部４２１と、その歯車部４２１の下に周方向等間隔に設けられたがんぎ爪４２２とを有する。がんぎ車４２の歯車部４２１は、第三の歯車４１の大径歯車部４１２と噛合している。
【００５１】
振り子４３は、振り子支持板４３２に固定された振り子支持軸４３３に回動（揺動）自在に支持されており、二つの振り子爪４３１を有する。かかる振り子爪４３１ががんぎ車４２のがんぎ爪４２２に係合している。
【００５２】
これらがんぎ車４２および振り子４３による調速機能を簡単に説明する。がんぎ車４２が回転すると、それに係合する振り子４３が一方向に回動する。そうすると、二つの振り子爪４３１うち一方の振り子爪４３１が、複数のがんぎ爪４２２のうち一つのがんぎ爪４２２に係合し、がんぎ車４２の回転を阻止する方向に負荷を掛ける。この負荷を押し返すようにがんぎ車４２がさらに回転すると、振り子４３は他方向に回動する。このように、振り子４３が揺動しながら、振り子爪４３１の一方が周方向等間隔に設けられたがんぎ爪４２２に対して出入りする。これにより、ゼンマイ５の付勢力の強弱によらず、振り子４３の揺動の周期に応じてがんぎ車４２が等速回転する。
【００５３】
このように、がんぎ車４２は、振り子４３の揺動の周期に応じて回転するように回転速度が調節されているから、当然、がんぎ車４２と連動して回転する部材（第三の歯車４１、動力伝達機構を構成する各部材、入出力軸１０等）も、同じ速度（周速度）で回転する。つまり、調速機構が有するがんぎ車４２および振り子４３の作用により、ゼンマイ５の付勢力を解放する方向とは反対方向の負荷が周期的に動力伝達機構に与えられ、これらの回転速度が調整されている。
【００５４】
次に、このようにして入出力軸１０等の回転速度が調節される、ゼンマイタイマ１が備えるその他の構成を説明する。
【００５５】
入出力軸１０には、同じ中心軸で回転する三つのカムが取り付けられている。下から順に、電源制御用カム５１、ブザー制御用カム５５、漬け置き制御用カム５７が取り付けられている。各カムともに、外周面に所定の形状のカム面（凹凸形状）が形成されている。
【００５６】
電源制御用カム５１のカム面は、一カ所の凹部５１１が形成されたものである。かかるカム面には、一方の電源制御用切片５３がカム係合部材５２を介して係合している。原位置では、カム係合部材５２はカム面の凹部５１１に係合している。このときには、一方の電源制御用切片５３と他方の電源制御用切片５４とは非接触状態にある。入出力軸１０の回転により、電源制御用カム５１が回転すると、カム係合部材５２が凹部５１１から外れる（凹部５１１以外の部分（凸部）に乗り上げる）。このときには、一方の電源制御用切片５３が、他方の電源制御用切片５４側に付勢され、両者は接触した状態となる。この接触によって生ずる信号を得て、図示されない洗濯機の制御手段が、洗濯機の主電源をオン状態とする（洗濯槽を回転させるモータが駆動する）。
【００５７】
ブザー制御用カム５５のカム面は、一カ所の凹部５５１が形成されたものである。かかるカム面には、他方の電源制御用切片５４がブザー用レバー５６を介して係合している。ブザー用レバー５６が凹部５５１から外れる（凹部５５１以外の部分（凸部）に乗り上げる）と、他方の電源制御用切片５４が一方の電源制御用切片５３から離間する方向に付勢され、両者は離間した状態となる。詳細は省略するが、上記電源制御用カム５１のカム面の凹部５１１と、ブザー制御用カム５５のカム面の凹部５５１は位相がずれており、かかる位相のずれを考慮して、図示されない洗濯機の制御手段が、洗濯終了の合図としてのブザーを鳴らす。
【００５８】
漬け置き制御用カム５７のカム面は、周方向に凹凸が交互に形成されたものである。かかるカム面には、漬け置きレバー５７１が係合している。漬け置きレバー５７１の外側には、上述した第一の正転逆転用レバー２６１および第二の正転逆転用レバー２６２が位置する。漬け置きレバー５７１が漬け置き制御用カム５７のカム面の凸部に乗り上げる（係合する）と、漬け置きレバー５７１によって第一の正転逆転用レバー２６１および第二の正転逆転用レバー２６２が外側に付勢される。外側に移動した第一の正転逆転用レバー２６１および第二の正転逆転用レバー２６２は、第一の正転逆転用切片２７１および第二の正転逆転用切片２７２を共通端子２８から離間させる方向に付勢する。これにより、第一の正転逆転用切片２７１および第二の正転逆転用切片２７２は、いずれも共通端子２８とは非接触の状態となる。このような状態では、洗濯槽を回転させるモータへの通電が遮断されるから洗濯槽は回転しない（正転・逆転のいずれの方向にも回転しない）。つまり、停止した洗濯槽内で洗濯物がいわゆる「漬け置き」されることとなる。このように、漬け置き制御用カム５７が回転し、漬け置きレバー５７１がカム面の凸部に乗り上げる度に、モータへの通電が遮断されて洗濯槽が停止する。
【００５９】
（ゼンマイタイマ１の動作）
次に、このような構成を有する本実施形態にかかるゼンマイタイマ１の一連の動作（ゼンマイタイマ１が搭載された洗濯機の一連の動作）について、一部上記説明と重複するが説明する。
【００６０】
洗濯機使用者が洗濯機に設けられたつまみを一方に回転させると、第一の歯車２１に固定されたゼンマイ５が巻き上げられる。このとき、第一のクラッチ部材２２と第二のクラッチ部材２３による動力の伝達は「断」状態となるから、容易にゼンマイ５を巻き上げることができる。洗濯機使用者がつまみを離すと、ゼンマイ５の付勢力が解放される。ゼンマイ５の付勢力は、動力伝達機構を介して調速機構まで伝達されるため、調速機構によって制御された速度で入出力軸１０が回転する（一気にゼンマイ５の付勢力が解放されない）。入出力軸１０の回転に伴い、電源制御用カム５１が回転する。電源制御用カム５１の回転によって洗濯機の主電源がオン状態となり、洗濯機のモータが洗濯槽を回転させる。
【００６１】
一方、ゼンマイ５の付勢力は、入出力軸１０から第一の歯車２１を介して第一のクラッチ部材２２に伝わる。このとき、第一のクラッチ部材２２と第二のクラッチ部材２３による動力の伝達は「継」状態となるから、ゼンマイ５の付勢力は第二のクラッチ部材２３に噛合する第二の歯車２４まで伝わる。したがって、第二の歯車２４に固定された正転逆転調節用カム２５が回転する。洗濯機のモータは、第一の正転逆転用切片２７１と共通端子２８が接触した状態にある場合には、洗濯槽を正転させ、第二の正転逆転用切片２７２と共通端子２８が接触した状態にある場合には、洗濯槽を逆転させる。なお、どのような状態であっても、漬け置き制御用カム５７のカム面の凸部に漬け置きレバー５７１が乗り上げている場合には、かかる漬け置きレバー５７１によって、第一の正転逆転用切片２７１および第二の正転逆転用切片２７２のいずれもが、強制的に共通端子２８と非接触の状態とされる。そのため、洗濯槽が停止し、いわゆる「漬け置き」状態となる。
【００６２】
このように洗濯槽の正転・逆転（および漬け置き）が繰り返され、洗濯が進行する。そして、電源制御用カム５１のカム面の凹部５１１にカム係合部材５２が係合する位置まで入出力軸１０が回転すると、一方の電源制御用切片５３に対する付勢が解かれ、洗濯機の主電源がオフとなる。主電源がオフとなった直後、ブザー制御用カム５５の作用により洗濯機から洗濯終了のブザーが発せられる。
【００６３】
（本実施形態の効果）
以上説明した本実施形態にかかるゼンマイタイマ１によれば、次のような効果が奏される。
【００６４】
本実施形態にかかるゼンマイタイマ１は、第一のクラッチ部材２２および第二のクラッチ部材２３からなるクラッチを有する。このうち、少なくとも第二のクラッチ部材２３は成型加工によって製造されるため、その係合歯２３２は嵌合穴２３１の開口方向に向けて拡がるテーパ状に形成されている。そのため、係合歯２３２に係合する第一のクラッチ部材２２の係合爪２２１は、かかるテーパによって嵌合穴２３１の開口方向に力を受ける。本実施形態では、かかる嵌合穴２３１側に係合爪押え部材３０を設けている。この係合爪押え部材３０は、軸線方向における係合歯２３２との間隔が、係合爪２２１の厚みよりも小さくなるように設けられており、係合爪押え部材３０と係合歯２３２との間を係合爪２２１が通ることはできない。そのため、係合爪２２１が係合歯２３２から外れてしまうことを確実に防止できる。
【００６５】
さらに、第一の歯車２１の歯車部２１１は、第一のクラッチ部材２２の歯車部２２２に噛合しており、その第一のクラッチ部材２２の歯車部２２２は係合爪２２１より小径であるから、第一の歯車２１は係合爪２２１の上に位置する。係合爪押え部材３０と係合爪２２１との間隔は、第一の歯車２１と係合爪２２１の間隔よりも小さくなるように設定されている。このような構成とすれば、仮に係合歯２３２のテーパによって係合爪２２１が上に移動するようなことがあっても、係合爪２２１は第一の歯車２１の前に必ず係合爪押え部材３０に当接するから、係合爪２２１と第一の歯車２１とが接触することを確実に防止できる。
【００６６】
また、係合爪押え部材３０は、係合爪２２１の回転方向で一部が切り欠かれた略半円筒状に形成されており、その切り欠かれた端面の係合爪２２１側（下側）には、テーパ３１が形成されている。したがって、回転する係合爪２２１が上に移動したり、爪の先端が撥ねるように変形した場合であっても、係合爪２２１が係合爪押え部材３０に引っかかったりすることが少ない。
【００６７】
また、図６（ｂ）に示した構成のように、係合爪押え部材３０の少なくとも一部を係合歯２３２の開口側端面よりも係合爪２２１側に位置させれば、係合爪２２１が係合爪押え部材３０の下面よりも上に移動することがないため、係合爪２２１の厚み方向全範囲が常に係合歯２３２と係合した状態を維持できる。
【００６８】
特に、本実施形態では、以下の１）〜３）の点で、係合爪２２１が係合歯２３２から外れるおそれや係合爪２２１が変形するおそれが高いことから、上記係合爪押え部材３０を設けた意義が大きい。１）第一のクラッチ部材２２の係合爪２２１は、先端部分を除く根本側の少なくとも一部が弾性を有するため、爪の先端が径方向外側に向けて付勢された状態でテーパ状に形成された係合歯２３２に係合されている。つまり、このような付勢力が働いている分、係合爪２２１が係合歯２３２から外れるおそれが高い。２）調速機構が有するがんぎ車４２および振り子４３の作用により、ゼンマイ５の付勢力を解放する方向とは反対方向の負荷が周期的に動力伝達機構に与えられる。つまり、調速機構の存在により、係合爪２２１や係合歯２３２にかかる力が周期的に変化するから、テーパによるすべりが発生しやすく、係合爪２２１が係合歯２３２から外れるおそれが高い。３）ゼンマイ５は、入出力軸１０を手動で回転させることによって巻き上げられる。したがって、目標値よりも多く入出力軸１０を巻き上げた使用者が入出力軸１０をゼンマイ５の巻き上げ方向とは反対の方向へ戻すように逆回転させることも考えられる。このような場合、係合爪２２１に大きな力がかかり変形するおそれが高い。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１              ゼンマイタイマ
５              ゼンマイ
１０            入出力軸（入力軸）
２１            第一の歯車（動力伝達歯車）
２２            第一のクラッチ部材
２３            第二のクラッチ部材
３０            係合爪押え部材
３１            （係合爪押え部材に形成された）テーパ
４２            がんぎ車
４３            振り子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012047275.tif 000009
【図８】
2012047275.tif 000010
【図９】
2012047275.tif 000011
【図１０】
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