JP2005030322A - Pump, and dishwasher using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポンプに関するものである。 The present invention relates to a pump.
従来より、種々のポンブが提案されている(特許文献1)。 Conventionally, various pumps have been proposed (Patent Document 1).
このようなポンプにおいて、運転中にポンプ内部に異物が入り込み、羽根車(インペラ)とポンプ室の壁との間にこの異物が噛み込み、ポンプを回転させるモータの回転がロック状態になり停止する問題点がある。 In such a pump, foreign matter enters the pump during operation, and the foreign matter is caught between the impeller and the wall of the pump chamber, and the rotation of the motor that rotates the pump is locked and stops. There is a problem.
このような異物が入りモータの回転が停止した場合には、その異物を除去するためにポンプを分解する必要がある。そのため、ポンプのメンテナンスに余計なコストが必要であり、その作業にも手間がかかるという問題点がある。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ポンプ内部に異物が侵入してモータがロック状態になった場合でも、この異物を排除することができるポンプ及びそれを用いた食器洗い器を提供するものである。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a pump capable of removing foreign matter even when foreign matter enters the pump and the motor is locked, and a dishwasher using the pump. is there.
請求項1の発明は、リング状の固定子の内周側の空洞部に回転子が回転自在に配されたインナーローター型のモータを有し、前記空洞部における軸方向の一方の側部にポンプ室が配され、前記回転子と同軸に、かつ、前記ポンプ室内部に羽根車が配され、前記空洞部における軸方向の他方の側部に流体の流入口が開口し、前記羽根車の径外方向に位置する前記ポンプ室に流出口が開口し、前記羽根車が前記回転子と共に回転すると、前記流入口が流入した流体が、前記空洞部を軸方向に沿って通過して前記ポンプ室に至り、前記流出口から流出するポンプにおいて、前記モータを回転される駆動手段と、前記回転子の回転のロック状態を検知するロック検知手段と、前記ロック検知手段がロック状態を検知すると、前記羽根車を逆転させるか、または、逆転と正転を交互に繰り返すように前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするポンプである。 The invention of claim 1 has an inner rotor type motor in which a rotor is rotatably disposed in a hollow portion on the inner peripheral side of a ring-shaped stator, and is provided on one side portion in the axial direction of the hollow portion. A pump chamber is disposed, coaxially with the rotor, and an impeller is disposed in the pump chamber; a fluid inflow port is opened on the other side of the hollow portion in the axial direction; When an outflow port opens in the pump chamber located in the radially outward direction and the impeller rotates together with the rotor, the fluid that has flowed into the inflow port passes through the cavity along the axial direction, and the pump In the pump that reaches the chamber and flows out from the outflow port, when the driving means for rotating the motor, the lock detecting means for detecting the locked state of rotation of the rotor, and the lock detecting means detect the locked state, Whether to reverse the impeller Or a pump, characterized in that it comprises a control means for controlling said drive means so as to repeat reversal and forward alternately.
請求項2の発明は、前記ポンプ室から固定軸が軸方向に立設され、前記固定軸に対し前記回転子が回転自在に配され、前記回転子がリング状であり、前記リング状の回転子の内周側を軸方向に沿って流体が流れることを特徴とする請求項1記載のポンプである。 According to a second aspect of the present invention, a fixed shaft is erected in the axial direction from the pump chamber, the rotor is rotatably arranged with respect to the fixed shaft, the rotor is ring-shaped, and the ring-shaped rotation The pump according to claim 1, wherein fluid flows along the axial direction on the inner peripheral side of the child.
請求項3の発明は、前記モータがブラシレスDCモータであり、前記回転子に永久磁石が配され、前記駆動手段は、前記固定子の固定子鉄心に巻回された各相の固定子巻線へ駆動電流をそれぞれ出力するインバータ回路と、前記インバータ回路の各スイッチング素子へPWM信号を出力するPWM回路とを含むことを特徴とする請求項1記載のポンプである。 According to a third aspect of the present invention, the motor is a brushless DC motor, a permanent magnet is disposed on the rotor, and the driving means is a stator winding of each phase wound around the stator core of the stator. 2. The pump according to claim 1, further comprising: an inverter circuit that outputs a drive current to the inverter circuit; and a PWM circuit that outputs a PWM signal to each switching element of the inverter circuit.
請求項4の発明は、請求項1から請求項3の少なくとも一項に記載のポンプを用いて、食器などに水を吹き付けることを特徴とする食器洗い器である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a dishwasher characterized in that water is sprayed on tableware and the like using the pump according to at least one of the first to third aspects.
請求項1及び請求項2のポンプであると、ポンプ内部に異物が侵入して回転子や羽根車の回転が停止しロック状態になると、ロック検知手段がそのロック状態を検知する。このロック状態が検知されると、制御手段は羽根車を逆転させるか、または、逆転と正転を交互に繰り返すように駆動手段を制御する。 In the pump according to the first and second aspects, when a foreign substance enters the pump and the rotation of the rotor or impeller stops and the locked state is established, the lock detecting means detects the locked state. When this locked state is detected, the control means controls the driving means to reversely rotate the impeller or alternately repeat reverse rotation and forward rotation.
このように羽根車を回転させることにより、異物を破壊もしくは除去することができる。 By rotating the impeller in this way, foreign matters can be destroyed or removed.
以上により、本発明のポンプ及びそれを用いた食器洗い器であると、ポンプ内部に侵入した異物を簡単に除去することができるため、ポンプを分解したりする必要がない。 As described above, in the pump of the present invention and the dishwasher using the pump, foreign matter that has entered the pump can be easily removed, so there is no need to disassemble the pump.
請求項3のポンプであると、モータがブラシレスDCモータであるため、羽根車の正転及び逆転の制御を簡単に行うことができる。 In the pump according to the third aspect, since the motor is a brushless DC motor, the forward rotation and the reverse rotation of the impeller can be easily controlled.
請求項4の食器洗い器であると、ポンプに異物が侵入しても、ポンプを分解する必要がなく、容易に異物を除去することができる。 According to the dishwasher of the fourth aspect, even if foreign matter enters the pump, it is not necessary to disassemble the pump and foreign matter can be easily removed.
(第1の実施形態)
以下、本発明の一実施形態のポンプ10について図1及び図2に基づいて説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a
本実施形態のポンプ10は、食器洗い器に用いられるものであり、このポンプによって流出した水が食器などに吹き付けられて洗浄するものである。
The
(1)ポンプ10の構造
ポンプ10の構造について図1に基づいて説明する。
(1) Structure of
ポンプ10は、モータ12と、このモータ12に取り付けられているポンプ室14とより構成されている。
The
モータ12は、三相のブラシレスDCモータであり、リング状の固定子16と、このリング状の固定子16の内周側の空洞部20に配されている回転子18とよりなる。すなわち、モータ12はインナーロータ型のモータである。
The
リング状の固定子16は、リング状の固定子鉄心22に樹脂により絶縁層24を形成すると共に、この絶縁層24を介して三相の固定子巻線26が固定子鉄心22に巻回されている。
In the ring-
この固定子16は、合成樹脂製の第1ケーシング28に固定されている。この第1ケーシング28はポンプ室14の天井面と側面を形成すると共に、その中心部分に円筒形の突出部30が突出し、その突出部30の上面には、水が流入するための流入口32が開口している。
The
固定子16はこの円筒状の突出部30に嵌合するように嵌め込まれている。すなわち、リング状の固定子16の内周側に突出部30が挿入される構造となっている。
The
また、固定子16には、合成樹脂製の円筒形の蓋体34が被せられ、蓋体34と第1ケーシング28との間に収納される構造となる。
The
固定子16の内周側にある空洞部20、すなわち、突出部30の内周側にある空洞部20に回転自在に配されている回転子18も、円筒形をなし、その円筒形の上部の外周部にS極とN極とが交互に配されたリング状の永久磁石36が設けられている。この円筒状の回転子18の中心部分には、円筒形の回転軸38が同軸に配されている。この回転軸38と永久磁石36を固定するリング状の回転部材40とは、腕部材42によって連結されている。
The
回転子18の下部には連続して羽根車44が形成されている。この羽根車44には等間隔に羽根46が複数枚設けられている。
An
ポンプ室14は、その天井部と側面が、前記した第1ケーシング28により形成され、底面は底板48により形成されている。底板48と第1ケーシング28とはネジ50によって固定されている。
The
ポンプ室14の中央部分において、底板48から固定軸52が上方に向かって立設されている。この固定軸52には、滑り軸受けである軸受54を介して回転子18の円筒状の回転軸38が被せられている。これによって回転子18及び羽根車44は固定軸52を中心に回転自在となっている。固定軸52の上端部には、軸受54と回転子18の脱抜防止のためにナット56が螺合している。
In the central portion of the
ポンプ室14の外周部、すなわち、羽根車44の径外方向には流出口58が設けられ、この流出口58から連続して流出路60が延設されている。
An
(2)モータ12の駆動回路64
次に、図2に基づいてモータ12の駆動回路64について図2のブロック図に基づいて説明する。
(2)
Next, the
モータ12は前記したように三相のブラシレスDCモータであるため、駆動回路64は、インバータ回路66と、PWM回路68と、制御部70と、ロック検出回路72とを有している。この駆動回路64を有する配線基板は、モータ12と別体に設けている。
Since the
食器洗い器の主制御部から入力した速度指令信号Sに基づいて、マイクロコンピュータよりなる制御部70はPWM回路68を制御する。PWM回路68は制御部70からの制御信号に基づいてデューティ比を決定し、このデューティ比に基づいてインバータ回路の各スイッチング素子にPWM信号を出力する。インバータ回路66では、PWM回路68からのPWM信号に基づいて各スイッチング素子がON/OFFして、モータ12の三相の固定子巻線26に駆動電流を供給して、モータ12を回転させる。
Based on the speed command signal S input from the main control unit of the dishwasher, the
ロック検出回路72は、各相の固定子巻線26に供給される駆動電流を検出し、この検出した駆動電流が所定の基準値よりも上昇した場合にはロック検出回路72は、制御部70に対しロック信号Rを出力する。
The
ロック信号Rが入力した制御部70は、PWM回路68に対し異物排除を行うための制御を行う。この制御方法については以下で説明する。
The
これにより、食器洗い器の主制御部から速度指令信号Sが入力すると制御部70はPWM回路68を制御し、PWM回路68はインバータ回路66にPWM信号を出力し、インバータ回路66は固定子巻線26に駆動電流を出力して、モータ12の回転子18が回転する。
Accordingly, when the speed command signal S is input from the main control unit of the dishwasher, the
(3)ポンプ10の正常な動作状態
まず、モータ12の正常な動作状態について図1及び図2に基づいて説明する。
(3) Normal Operating State of
回転子18及び羽根車44が回転すると、流入口32から水が浸入し、固定子16の内周側にある空洞部20を軸方向に沿って通過し、ポンプ室14に流入する。ポンプ室14に流入した水は羽根車44によって径外方向に押し流され流出口58から流出して流出路60を経て外部に吐出される。この水の流れを図1において白抜きの矢印で示した。
When the
(4)ポンプ10の異常な動作状態
次に、図1及び図2に基づいて、ポンプ10に異物が侵入した場合についての動作状態を説明する。
(4) Abnormal Operation State of
水に異物が含まれ、図1に示すように羽根車44の下部と底板48との間(A点)に異物が挟まったり、回転子18と円筒形の突出部30との間(B点やC点)に異物が挟まり回転子18が回転せずロック状態になったとする。
As shown in FIG. 1, foreign matter is contained in water, and foreign matter is caught between the lower part of the
すると、インバータ回路66から固定子巻線26に流れる駆動電流が過負荷となって上昇し、それをロック検出回路72が検知し基準値を超えた場合に制御部70に対しロック検出信号Rを出力する。
Then, the drive current flowing from the
ロック検出信号Rが入力すると制御部70は、モータ12の回転方向を逆転させるような制御をPWM回路68に対し指示する。モータ12においては、逆転するためには一度停止し再び逆転方向に回転するため停止と起動が行われ、かつその回転方向が逆方向であるため、A,B,C点に挟まっている異物がその停止と逆転方向への回転により取り除かれる。
When the lock detection signal R is input, the
これによって、ポンプ10に異物が侵入してモータ12がロック状態になっても、ポンプ10を分解することなく異物を除去することができる。
Accordingly, even if foreign matter enters the
しかしながら、この逆転によっても異物が取れない場合にはロック検出信号Rが制御部70に入力し続ける。そのため、制御部70は所定時間(例えば、10秒)以上逆転の指示信号を出力し続けてもロック検出信号Rが入力する場合には、モータ12の加熱を防止するためにその出力を停止させる。
However, the lock detection signal R continues to be input to the
(変更例1)
上記実施形態の制御では、異物が挟まってロック検出信号Rが入力した場合には、モータ12を逆転させたが、これに代えて、正転と逆転とを交互に行うように指示をして異物を除去することもできる。この場合には、逆転だけでなく正転も交互に行われるためより確実に異物を除去することができる。
(Modification 1)
In the control of the above embodiment, when the lock detection signal R is input with a foreign object caught, the
さらに、この正転と逆転との交互に行う間隔を短くすると振動が発生し、さらに異物を除去しやすくなる。 Further, if the interval between the forward rotation and the reverse rotation is shortened, vibrations are generated, and foreign matters can be easily removed.
(変更例2)
上記実施形態では、固定子16を第1ケーシング28と蓋体34との間に収納したが、これに代えて固定子16をモールドしてもよい。
(Modification 2)
In the above embodiment, the
(変更例3)
上記実施形態では、モータ12のロック状態をインバータ回路66から固定子巻線26に流れる駆動電流が過電流になった場合に、ロック状態としたが、これに代えて、回転子18の近傍にホールICを設け、このホールICから検出された回転子18の回転状態に基づいてロック状態であるか否かを検知してもよい。
(Modification 3)
In the above embodiment, the locked state of the
(変更例4)
上記実施形態では、駆動回路64を有した配線基板をポンプ10とは別体に設けたが、固定子16の近傍にこの配線基板を一体に設けてもよい。
(Modification 4)
In the above embodiment, the wiring board having the
(変更例5)
上記実施形態ではモータ12はブラシレスDCモータであったが、これに代えて他のモータ、例えば同期モータなどでもよい。
(Modification 5)
In the above embodiment, the
10 ポンプ
12 モータ
14 ポンプ室
16 固定子
18 回転子
20 空洞部
22 固定子鉄心
24 絶縁層
26 固定子巻線
36 永久磁石
44 羽根車
52 固定軸
64 駆動回路
66 インバータ回路
68 PWM回路
70 制御部
72 ロック検出回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記空洞部における軸方向の一方の側部にポンプ室が配され、
前記回転子と同軸に、かつ、前記ポンプ室内部に羽根車が配され、
前記空洞部における軸方向の他方の側部に流体の流入口が開口し、
前記羽根車の径外方向に位置する前記ポンプ室に流出口が開口し、
前記羽根車が前記回転子と共に回転すると、前記流入口が流入した流体が、前記空洞部を軸方向に沿って通過して前記ポンプ室に至り、前記流出口から流出するポンプにおいて、
前記モータを回転される駆動手段と、
前記回転子の回転のロック状態を検知するロック検知手段と、
前記ロック検知手段がロック状態を検知すると、前記羽根車を逆転させるか、または、逆転と正転を交互に繰り返すように前記駆動手段を制御する制御手段と、
を有する
ことを特徴とするポンプ。 An inner rotor type motor in which a rotor is rotatably arranged in a hollow portion on the inner peripheral side of a ring-shaped stator;
A pump chamber is arranged on one side of the hollow portion in the axial direction,
An impeller is arranged coaxially with the rotor and inside the pump chamber,
A fluid inflow port opens on the other axial side of the cavity,
An outlet is opened in the pump chamber located in the radially outward direction of the impeller,
When the impeller rotates together with the rotor, the fluid that has flowed into the inflow port passes through the hollow portion along the axial direction, reaches the pump chamber, and flows out from the outflow port.
Driving means for rotating the motor;
Lock detecting means for detecting a locked state of rotation of the rotor;
When the lock detection means detects a locked state, the control means for controlling the driving means to reversely rotate the impeller or alternately repeat reverse rotation and forward rotation;
The pump characterized by having.
前記固定軸に対し前記回転子が回転自在に配され、
前記回転子がリング状であり、
前記リング状の回転子の内周側を軸方向に沿って流体が流れる
ことを特徴とする請求項1記載のポンプ。 A fixed shaft is erected in the axial direction from the pump chamber,
The rotor is rotatably arranged with respect to the fixed shaft,
The rotor is ring-shaped;
The pump according to claim 1, wherein a fluid flows along an axial direction on an inner peripheral side of the ring-shaped rotor.
前記回転子に永久磁石が配され、
前記駆動手段は、前記固定子の固定子鉄心に巻回された各相の固定子巻線へ駆動電流をそれぞれ出力するインバータ回路と、前記インバータ回路の各スイッチング素子へPWM信号を出力するPWM回路とを含む
ことを特徴とする請求項1記載のポンプ。 The motor is a brushless DC motor;
A permanent magnet is arranged on the rotor,
The drive means includes an inverter circuit that outputs a drive current to a stator winding of each phase wound around a stator core of the stator, and a PWM circuit that outputs a PWM signal to each switching element of the inverter circuit The pump according to claim 1, comprising:
ことを特徴とする食器洗い器。 A dishwasher characterized in that water is sprayed on tableware and the like using the pump according to claim 1.
Priority Applications (1)
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