JPS6257053B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタイムスイツチ装置において、いわゆ
るシーケンスタイマー作動を行なうのに好適なタ
イムスイツチ回路装置に関し、特に時計駆動機構
を必要としない簡易構成のタイムスイツチ装置に
有効なタイムスイツチ回路装置に関するものであ
る。

最近の家庭用電気器具にはタイムスイツチ装置
を付設したものが多く、予め設定した時間の経過
後に自動的に器具がオン・オフされるように構成
している。しかしながら、扇風機や電気釜等の比
較的廉価な器具に使用されているタイムスイツチ
は、ルームエアコン等の高価な器具に使用されて
いる時計機構式のものと異なり、現在時刻より所
定時間の時限設定は可能であるが、所望の時刻に
所望のプログラムでオン・オフ制御することは不
可能である。

したがつて、例えば第９図に示すプログラムに
よつてスイツチ制御する二度炊き型の電気釜にあ
つては、タイマー設定後の所定時間t₁経過後に第
１次の炊飯を時間t₂の間で行ない、次に時間t₃だ
け中断した後に再び時間t₄の間第２次の炊飯を行
なうようにタイムスイツチを作動させる必要があ
り、結局この種の制御を行なうためには時計駆動
機構式のものに頼らざるを得ない。このため、廉
価な電気器具へのタイムスイツチの取付けをあき
らめるか、或いは取着して高価なものにするかの
いずれかである。

しかしながら、前述した時計駆動機構式のタイ
ムスイツチにあつても、スイツチを時刻に相対さ
せて作動させるためには、スイツチと時計機構と
を機械的に連結した構成を採用せねばならず、こ
の構成が複雑になつて部品数の増大及びコスト高
を招くと共に故障が生じ易くなる。また、このよ
うな構成ではスイツチと時計機構との連結構成に
ガタ等が生じていると正確な時刻設定が難かし
く、特に秒、分単位でのオン・オフ制御を行なう
ためには極めて緻密な構成にする必要がある。

本発明は以上に鑑みなされたもので、タイムス
イツチ機構により作動される第１、第２のスイツ
チと、シーケンスタイマー機構により作動される
第３、第４のスイツチと、前記タイムスイツチ機
構やシーケンスタイマー機構を駆動するモータ
と、電気負荷及びこれに関係された第５のスイツ
チとで回路を構成することにより、タイムスイツ
チ装置としての構成を極めて簡単なものとしなが
らも、所定のプログラムを正確な時間の下にオ
ン・オフ制御することができるタイムスイツチ回
路装置を提供することを目的としている。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の回路装置を適用したタイムス
イツチ装置の一部分解斜視図、第２図は同装置を
展開図示した側面図であり、図示のようにタイム
スイツチ装置は、底板２、上板３及び図外の側板
等から容器状に形成したハウジング１内に組み込
んであり、スリープタイマー的なスイツチ作動を
行なうタイムスイツチ機構Ａと、シーケンススイ
ツチ作動を行なうシーケンスタイマー機構Ｂと、
前記両機構Ａ，Ｂを断接するクラツチ機構Ｃとを
有している。

タイムスイツチ機構Ａは、前記上板３の表面に
設けられた時刻表示目盛４の指針を兼ねるダイヤ
ル５を有し、このダイヤル５と一体の主軸６を前
記ハウジング１に軸転可能に支持している。この
主軸６には軸脂材等にて形成したボス７を一体に
嵌着し、このボス７の上側には主歯車８をプレー
ト９ａ及びスプリングワツシヤ９ｂによつてボス
７側に押圧してスリツプ結合している。また、前
記主軸６の下端には、その周面の円周一部に凹部
１０ａを有するカム１０を遊挿すると共に、この
カム１０の上面に形成した円孤溝１０ｂ内には前
記ボス７の下側に突設した突子７ａを挿入してお
り、この円弧溝１０ｂと突子７ａとの係合によ
り、カム１０は前記主軸６とは若干の円周方向ガ
タをもつて軸回り方向に一体化されている。

一方、前記底板２下面には商用電源等により駆
動する同期モータ１１を取着し、その回転出力軸
に固定した駆動歯車１２は前記底板２を貫通して
ハウジング１内に位置される。この駆動歯車１２
には複数の歯車を整列させた減速歯車列１３を噛
合させ、この減速歯車列１３を介して前記主歯車
８を回転し得るようになつている。即ち、第２図
に示すように、前記減速歯車列１３はハウジング
１内に平行に立設した２本の固定軸１４，１５を
有しており、一本（図示右側）の固定軸１４には
下側から歯車１６，１７，１８，１９，２０を遊
挿し、他方の固定軸１５には下側から歯車２１，
２２，２３，２４を遊挿している。そして、歯車
１６，１９，２０，２１，２２，２３に夫々一体
形成した小歯車２５，２６，２７，２８，２９，
３０は夫々隣設する歯車２１，２３，２４，１
７，１８，２０に噛合して歯車列を構成する。こ
こで、歯車１７に一体形成した小歯車３１には歯
数の異なる一対の歯車３２，３３を噛合させてお
り、この歯車３２，３３のいずれか一方を切換レ
バー３４の切換操作によつて選択的に歯車２２に
噛合させることにより公知の周波数切換機構を構
成している。また、前記各歯車列では歯車１８と
１９は前記クラツチ機構Ｃを介して連結状態とな
るように構成しており、便宜上歯車１６，２１，
１７，２２，１８を前段、歯車１９，２３，２
０，２４を後段とする。前記歯車列の最前歯車１
６は前記同期モータ１１の駆動歯車１２に噛合
し、最終歯車２４は前記主歯車８に噛合してい
る。

他方、前記カム１０の近傍位置には一端３５ａ
をハウジング１に枢支した略Ｌ字状のスイツチ作
動レバー３５を水平方向に摺動可能に支持してい
る。このスイツチ作動レバー３５の略中央の内側
及び外側にはカム突起３６及びクラツチ突起３７
を一体に形成しており、カム突記３６は前記カム
１０の周面に当接させ、クラツチ突起３７はクラ
ツチ機構Ｃを作動させる。前記スイツチ作動レバ
ー３５の他端には上下方向に作動片３８を一体形
成し、この作動片３８は前記ハウジング１の左側
位置に上下に積層配置した第１、第２のスイツチ
３９，４０に係合している。即ち、第１、第２の
スイツチ３９，４０は夫々中央接点３９ａ，４０
ａの両端に切換接点３９ｂ，４０ｃを配置し、中
央接点３９ａ，４０ａが外側の切換接点３９ｂ，
４０ｂに常接する構造であるが、前記作動片３８
を中央接点３９ａ，４０ａの外側に配置した上で
スイツチ作動レバー３５のカム突起３６をカム１
０の周面に当接することにより、中央接点３９
ａ，４０ａは弾性変形して内側の切換接点３９
ｃ，４０ｃに接触し、同時にスイツチ作動レバー
３５はその反作用力によつてカム周面に押圧され
る状態となつている（第３図参照）。

前記シーケンスタイマー機構Ｂは、前記歯車列
とは小間隔おいた位置に固定軸４１を立設し、こ
の固定軸４１には従動歯車４２を一体に有する分
割型の多段カム４３を遊挿している。多段カム４
３は軸方向に複数個（本例では４個）のカム４３
ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄを一体的に設けてお
り、これらカムによつて前記ハウジング１の右側
に積層配置した第３、第４のスイツチ４４，４５
を作動する。即ち、下側の２個のカム４３ｂ，４
３ａには第３のスイツチ４４の一方の切換接点４
４ｂと中央接点４４ａを摺接し、多段カム４３の
軸転により中央接点４４ａを切換接点４４ｂと他
方の切換接点４４ｃとの間で切換え得るようにす
る一方、上側のカム４３ｃ，４３ｄには第４のス
イツチ４５の一対の接点４５ａ，４５ｂを夫々摺
接して多段カム４３の軸転により両接点４５ａ，
４５ｂを断接することができる。前記多段カム４
３の軸転に対する第３、第４のスイツチ４４，４
５のタイムチヤートについては後述する。

前記クラツチ機構Ｃは、第４図に合わせて示す
ように、前記ハウジング１内の前記歯車列の一方
の固定軸１４と、前記シーケンスタイマー機構Ｂ
の固定軸４１との中間位置に固定軸４６を立設
し、この固定軸４６に下から上方へ第１、第２の
クラツチ歯車４７，４８，４９を遊挿している。
前記第１の歯車４７は前記多段カム４３と一体の
従動歯車４２に受時噛合し、その上面にはラチエ
ツト歯５０を有している。また、前記第２の歯車
４９は前記減速歯車列の歯車１９、換言すれば歯
車列の後段の最前歯車に常時噛合し、その下面に
はラチエツト歯５１を有している。そして、これ
ら第１、第２の歯車間に遊挿した第３の歯車４８
は、軸方向の厚さを大きくして前記歯車１８、換
言すれば歯車列の前段の最終歯車に歯合し、その
上下面には夫々前記ラチエツト車５１，５０に噛
合し得るラチエツト歯５２，５３を形成してい
る。また、この第３の歯車４８は固定軸４６上を
上下に移動でき、上下に移動したときにも前記歯
車１８との噛合状態を保持できるが、前記第２の
歯車４９との間に介装したスプリング５４により
通常では下方位置にあつて前記第１の歯車４７の
ラチエツト歯５０と噛合し得る。更に、前記第３
の歯車４８の下部側面にはコニカル面４８ａを形
成しており、前記スイツチ作動レバー３５がセツ
トされた状態（カム突起３６がカム１０の周面に
当接している状態）では、このスイツチ作動レバ
ー３５のクラツチ突起３７がコニカル面４８ａに
当接し、テーパ状作用により第３の歯車４８をス
プリング５４力に抗して上動させ第２の歯車４９
のラチエツト歯５１に噛合させるようにしている
（第５図参照）。なお、第２図中、スイツチ作動レ
バー３５は分解図示している。

次に、前述のように構成したタイムスイツチ装
置の第１から第４のスイツチ３９，４０，４４，
４５の接続回路を第６図に示す。本例は電気釜に
適用した例であり、図中各スイツチは前述と同一
符号をもつて示すが、図中５５は所定の炊飯時間
を経過したときに中央接点５５ａが切換接点５５
ｂから切換接点５５ｃに切換わるサーモスイツチ
（第５のスイツチ）であり、５６は電気負荷とし
てのヒータ、５７は電源である。

図示のように、電源５７の一方には第１スイツ
チ３９の中央接点３９ａと第２スイツチ４０の切
換接点４０ｃを接続し、第１スイツチ３９の切換
接点３９ｂはサーモスイツチ５５の中央接点５５
ａに接続し、第２スイツチ４０の中央接点４０ａ
は同期モータ１１を介して電源５７の他方に接続
している。サーモスイツチ５５の各切換接点５５
ｂ，５５ｃは夫々第３スイツチ４４の各切換接点
４４ｂ，４４ｃに接続し、第３スイツチ４４の中
央接点４４ａは第２スイツチ４０の切換接点４０
ｂに接続している。そして、サーモスイツチ５５
の切換接点５５ｂと電源４７の他方との間にヒー
タ５６を接続すると共に、ヒータ５６の一端は第
４スイツチ４５を介してサーモスイツチ５５の切
換接点５５ｃに接続している。

これを換言すれば、第１、第５、第３、第２の
スイツチ３９，５５，４４，４０はモータ１１と
共に直列に電源に接続すると共に、第２のスイツ
チ４０は一方の切換接点４０ｃに中央接点４０ａ
を接続したときにはモータ１１を前記第１、第
５、第３のスイツチを介さずに直接電源に接続す
ることになる。また、ヒータ５６についてみれば
ヒータ５６の一端は直接及び第４のスイツチ４５
を介して夫々第５及び第３のスイツチ５５，４４
の相互接続した切換接点５５ｂ，４４ｂ及び５５
ｃ，４４ｃに個別に接続することになる。

次に前記タイムスイツチ装置の作用を説明す
る。

装置をセツトする前の状態では、ダイヤル５は
時刻表示目盛４の零を指しており、このときカム
１０の凹部１０ａはスイツチ作動レバー３５のカ
ム突起３６に対応する円周位置にあるためカム突
起３６は凹部１０ａ内に落ち込み、スイツチ作動
レバー３５は第３図の仮想線の揺動位置にある。
したがつて、第１、第２のスイツチ３９，４０は
夫々中央接点３９ａ，４０ａが外側の切換接点３
９ｂ，４０ｂに接触し、また同時にクラツチ突起
３７は、第５図の仮想線のようにクラツチ機構Ｃ
の第３歯車４８の下方から退避されているため第
３歯車４８は下方位置にあつて第１歯車４７と一
体化している。

そこで、ダイヤル５を図示時計方向に所望角度
回動させようとすると主歯車８は減速歯車列との
噛合により回動されないが、主軸６はこれとスリ
ツプ結合しているため主軸６及びダイヤル５、更
にブツシユ７と共にカム１０が一体的に強制回動
される。これにより、スイツチ作動レバー３５
は、カム突起３６が凹部１０ａから押し出されて
カム周面に当接する状態となることから、第３図
実線のように時計方向に少角度揺動される。した
がつて、第１、第２のスイツチ３９，４０は中央
接点３９ａ，４０ａが作動片３８により外側から
内方に押されて切換接点３９ｃ，４０ｃに接触す
る。同時に、クラツチ突起３７は第５図実線のよ
うに第３歯車４８の下方に進入位置し、コニカル
面におけるテーパ作用によつて第３歯車４８を上
動して第２歯車４９にラチエツト歯５２，５１の
噛合により一体化させる。この結果、前述した第
１、第２スイツチ３９，４０の作動により同期モ
ータ１１が始動すると、この回転力は減速歯車列
の前段を作動し、更に第３歯車４８及び第２歯車
４９を介して後段を作動し、最終的には歯車２４
によつて主歯車８を反時計方向に減速回動する。
主歯車８の回動力はスリツプ結合を通して主軸６
に伝達され、カム１０及びダイヤル５を夫々復帰
方向に徐々に回動する。

そして、所定のセツト時間が経過すると主軸
６、ダイヤル５及びカム１０は初期位置に復帰
し、ダイヤルにより所定の時間経過を表示する一
方でカム１０は凹部１０ａが初期位置に戻り、カ
ム突起３６の凹部１０ａへの落ち込みによりスイ
ツチ作動レバー３５も初期位置に揺動復帰する。
これにより、第１、第２スイツチ３９，４０は再
度切換わり、クラツチ機構Ｃの第３歯車４８も下
動位置となる。したがつて、減速歯車列の前段と
後段は、第３、第２歯車４８，４９が切離するこ
とにより連結状態が解除され、以後は同期モータ
１１の回動に拘らず主軸６やカム１０等が回動さ
れることはない。その代りに、今度は減速歯車列
の前段は第１、第３歯車４７，４８の結合によつ
てシーケンスタイマー機構Ｂの従動歯車４２と連
結状態とされ、同期モータ１１により多段カム４
３を回動する。この多段カム４３の回動により第
３、第４のスイツチ４４，４５はシーケンス的に
作動され、サーモスイツチ５５等による作動と相
俟つて所定のプログラム作動を行なうことにな
る。

なお、カム１０と主軸のブツシユ７との間に突
子７ａと円弧溝１０ｂによるガタを設けたことに
より、主軸６の反時計方向の復回動時にこれと一
体的に復回動するカム１０に逆方向の微少回動を
許し、これによりスイツチ作動レバー３５の落ち
込みを瞬時的に行なつて安定なスイツチ作動、ク
ラツチ作動を行なうことができる。

次に第７図及び第８図Ａ〜Ｆに基づいて第６図
に示した電気釜に応用した本発明のタイムスイツ
チ回路装置の作用を説明する。なお、第７図のタ
イムチヤートのＡ〜Ｆの時位置は第８図のＡ〜Ｆ
に夫々対応している。

先ず、ダイヤル５を所定時刻にセツトした同図
Ａの状態では、スイツチ作動レバー３５の時計方
向の揺動により第２のスイツチ４０の中央接点４
０ａが切換接点４０ｃに接続するため同期モータ
１１は回動され、クラツチ機構Ｃの第３、第２歯
車４８，４９の連結により主軸６を復動させる。
このとき、第１のスイツチ３９は中央接点３９ａ
が切換接点３９ｂに接続していないためオフ状態
である。

所定のセツト時間が経過すると、スイツチ作動
レバー３５が反時計方向に揺動してＢのように、
第１のスイツチ３９の中央接点３９ａを切換接点
３９ｂに接続するためヒータ５６は通電されて炊
飯を開始する。このとき、第２のスイツチ４０は
中央接点４０ａが切換接点４０ｂに接続しても継
続してモータ１１に通電し得るためモータ１１は
そのまま回動し、スイツチ作動レバー３５の作用
により結合した第１、第３歯車４７，４８を介し
て今度は多段カム４３を回動する。多段カム４３
が微少角度回動するとカム４３ａ，４３ｂの形状
により第３のスイツチ４４の中央接点４４ａが切
換接点４４ｂ側に移動してＣの状態となるため同
期モータ１１は回転が停止され、装置はそのまま
の状態で炊飯を継続する。

そして、予め定めた炊飯時間が経過するとヒー
タ５６に関連作動する第５のスイツチ、即ちサー
モスイツチ５５の中央接点５５ａが切換接点５５
ｃ側に切換わつてＤの状態になるため、ヒータ５
６への通電が遮断されて炊飯が停止される一方、
同期モータ１１は再度通電されて回動し多段カム
４３を続けて回動する。

再び所定時間（比較的に短かい時間）が経過す
るとカム４３ｃ，４３ｄの作用により第４のスイ
ツチ４５の接点４５ａ，４５ｂが接続してＥの状
態となり、ヒータ５６には再度通電される。これ
により、いわゆる二度炊きが行なわれる。

二度炊きが所定時間行なわれると、第４スイツ
チ４５はカム作用により接点４５ａ，４５ｂが切
離されてＦの状態となり、ヒータ５６の通電が遮
断されて炊飯が完了される。そして、更に少時間
後に第３のスイツチ４４がF′（第８図Ｆ）のよ
うに接点４４ｃに作動してモータを停止させる。

以上の結果、第９図に示すように設定時間t₁、
第５のスイツチによる第１炊飯t₂、中断t₃、第２
炊飯t₄の時間プログラムによつて二度炊きの炊飯
を行なうことができるのである。

ここで、本実施例では二度炊き型の電気釜に本
発明を適用した例を掲げたが、例えば負荷をモー
タ、電球等に変更する一方で第５のスイツチを他
の機械スイツチ等に置き換えることで、洗たく機
や照明スタンド等のプログラム作動に応用するこ
とも可能である。第１〜第４のスイツチ及び第５
のスイツチの作動タイミングを変化することによ
りプログラムを変化することができる点について
は説明するまでもない。

以上のように本発明のタイムスイツチ回路装置
によればタイムスイツチ作動される第１、第２の
スイツチと、シーケンス作動される第３、第４の
スイツチと、負荷に関連して作動する第５のスイ
ツチとで回路を構成し、各スイツチの切換状態の
組合せにて経時的にオン・オフ制御しているの
で、時計駆動機構式のものに比較してスイツチの
機械的な構造は極めて簡単になる一方で、秒分単
位のオン・オフ制御を正確に行なうことができ、
しかも安価に製作できるので比較的廉価な電気器
具への使用にも好適となる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタイムスイツチ回路装置を作
動させるタイムスイツチ装置の部分分解斜視図、
第２図は展開側面図、第３図はスイツチ作動レバ
ーの作用を説明する平面図、第４図はシーケンス
タイマー機構の斜視図、第５図はクラツチ機構の
側面図、第６図は本発明の回路図、第７図は各ス
イツチのタイムチヤート、第８図Ａ〜Ｆは回路の
作動状態を個別に示す回路図、第９図は二度炊き
釜のプログラムのタイムチヤートである。 １……ハウジング、５……ダイヤル、６……主
軸、８……主歯車、１０……カム、１１……同期
モータ、１３……減速歯車列、１６〜２４……歯
車、２５〜３３……小歯車、３５……スイツチ作
動レバー、３６……カム突起、３７……クラツチ
突起、３９……第１のスイツチ、４０……第２の
スイツチ、４３……多段カム、４４……第３のス
イツチ、４５……第４のスイツチ、４７……第１
歯車、４８……第３歯車、４９……第２歯車、５
５……サーモスイツチ（第５のスイツチ）、５６
……ヒータ（電気負荷）、５７……電源、Ａ……
タイムスイツチ機構、Ｂ……シーケンスタイマー
機構、Ｃ……クラツチ機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電源と、現在時より設定時間経過後にスイツ
   チ作動するタイムスイツチ機構と、駆動されたと
   きに経時的にスイツチを作動させるシーケンスタ
   イマー機構と、前記タイムスイツチ機構とシーケ
   ンスタイマー機構との間に設けられたクラツチ機
   構と、駆動源としてのモータと、通電により所定
   の動作を行う電気器具からなる電気負荷とで構成
   され、前記タイムスイツチ機構は、手操作により
   設定回動可能な主軸にスリツプ結合した主歯車
   と、この主歯車と回転方向に一体化したカムの回
   動によつて作動されるスイツチ作動レバーと、こ
   のスイツチ作動レバーにより作動される第１のス
   イツチ及び２切換接点を有する第２のスイツチ
   と、前記モータに連結した前段の歯車列及び前記
   主歯車側に連結して前記主軸、主歯車、カムを復
   帰回動させる後段の歯車列から構成された減速歯
   車列とを有し、前記シーケンスタイマー機構は、
   歯車を一体的に有して回動可能な多段カムと、こ
   の多段カムの回動により作動される２切換接点を
   有する第３のスイツチ及び第４のスイツチを有
   し、前記クラツチ機構は、前記シーケンスタイマ
   ー機構の歯車に噛合した第１歯車と、前記減速歯
   車列の後段に噛合した第２歯車と、前記減速歯車
   列の前段に噛合し、前記スイツチ作動レバーの作
   動により前記第１歯車または第２歯車に選択的に
   噛合される第３歯車とを有し、前記電気負荷は負
   荷の前記所定動作に伴つて切換作動される２切換
   接点を有する第５のスイツチを有し、前記第１、
   第５、第３、第２のスイツチ及びモータはこの順
   序で直列接続して前記電源とで閉回路を構成する
   一方前記第１、第５のスイツチ、電源及び電気負
   荷で閉回路を構成し、第２のスイツチは各切換接
   点を前記電源と第３のスイツチの中央接点に夫々
   接続するとともに自身の中央接点を前記モータに
   接続し、前記第５、第３のスイツチは夫々の切換
   接点を相互接続した上で一方の切換接点は直接
   に、他方の切換接点は第４のスイツチを介して前
   記電気負荷の一端に夫々接続したことを特徴とす
   るタイムスイツチ回路装置。