JP2005177148A

JP2005177148A - 食器洗い機

Info

Publication number: JP2005177148A
Application number: JP2003422906A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Miyataka; 智宮高; Tomohiro Okawa; 友弘大川; Takaaki Takeishi; 高明武石
Original assignee: Hitachi Home and Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】静電気及びノイズによる誤動作及び破壊が生じた場合は制御が不能になるため電気機器を保護出来ないので、ソフトと制御によらない保護装置をモータ部に備えた食器洗い機を提供すること。
【解決手段】ＤＣブラシモータが異常時になるときは、必ず巻線が過熱されることを考慮して巻線の温度を検知して動作する温度ヒューズ及びサーマルプロテクタ等の機構部品を使用した。そして、ＤＣブラシレスモータを駆動している電源に直列に接続することにより直接遮断し、静電気及びノイズによる誤動作及び破壊の影響を受けない構成にした。
【選択図】図５

Description

本発明はＤＣブラシレスモータを使用している食器洗い機の保護に関するものである。

特開平７−３３７０７２号公報（特許文献１）に記載されている従来の電気機器の保護装置はＤＣブラシレスモータの巻線の発熱による温度検知は冷媒を通して温度センサーにより検知し、ディスクリート回路又はマイコン等の電子部品により電流を遮断しているが保護装置を構成している部品が電子部品であることと間接的に電流を遮断しているため、異常状態の静電気及びノイズによって部品の誤動作、破壊が生じた場合は保護動作を行うことは出来なかった。

特開平７−３３７０７２号公報

三相のＹ結線を構成するＤＣブラシレスモータにおける保誤動作はマイコンと電子部品の構成によりソフトと制御を組合わせて行っている（ロック保護、過電流保護、電流リミッター等）。このため、静電気及びノイズによる誤動作及び破壊が生じた場合は制御が不能になり、電気機器を保護出来ない。

このような問題に鑑み、本発明は、ソフトと制御によらない保護装置をモータ部に備えた食器洗い機を提供することにある。

本発明は、ＤＣブラシレスモータを有する食器洗い機において、Ｙ結線に接続される三相巻線の二相に発熱を受ける感熱応答性の保護装置を設け、かつ二相の各巻線と保護装置をそれぞれ直列に接続したことを特徴とする。

更に詳しく述べると、本発明は、静電気及びノイズに対して誤動作及び破壊の恐れのある電子部品を保護装置に使用しないでＤＣブラシモータが異常時になるときは必ず巻線が過熱されることを考慮して巻線の温度を検知して動作する温度ヒューズ及びサーマルプロテクタ等の機構部品を使用した。

本発明によれば、保護装置に温度ヒューズ等の機構部品を使用してＤＣブラシレスモータに供給している電源を直接遮断しているので静電気及びノイズにより保護回路構成電子部品の破壊による不動作やマイコンが暴走によりモータ駆動回路が正常に動作しないでＤＣブラシレスモータに通電したままの故障モードが生じても巻線の発熱を直接検知して電源の供給を確実に停止できる効果がある。

本発明の実施形態を、図面を参照にしながら説明する。図１は本発明の食器洗い機の縦断面図を示す。洗浄槽１の底面中央部には上面に洗浄ポンプの洗浄ランナー２、下面に排水ポンプの排水ランナー３を配置したポンプユニット４が固定されている。ポンプユニット４は洗浄槽１の底面にシール材５を介して洗浄水に対してシールされている。ポンプユニット４の周囲にはヒータ６が配置されヒータ６が直接見えないようにステンレス製の仕切板７により遮蔽されている。仕切板７はステンレスの板にφ２からφ３ｍｍの穴が無数あけられており、食器８に付着している残滓が循環しないようにフィルターの役割もしている。また、仕切板７の一部には残滓フィルター９が設けられ洗浄水と残滓を分離している。洗浄ランナー２の上面には洗浄ノズルであるノズルアーム１０が置かれており、洗浄ポンプとしての洗浄ランナー２が回転することによりノズルアーム１０の中の圧力が増加しての噴射口１１から洗浄水を噴射する。噴射口１１はノズルアーム１０を回転させる推進方向にも設けられているので回転しながら洗浄水を噴射する。ポンプユニット４は正転時洗浄、逆転時排水となるように洗浄ランナー２と排水ランナー３を有し、一つのポンプユニットで洗浄と排水を行っている。また、ポンプユニット４は本実施例ではＤＣブラシレスモータを使用しているのでロータ１２は外周に永久磁石を使用しておりステータ１３は集中巻の三相のＹ結線を構成している。ステータ１３の巻線１４を囲うように上下には防炎カバー１５、防炎カバー１６が設けられている。防炎カバーは万一巻線が過熱焼損した場合でも周辺の成形部品に延焼することを防止するために設けられている。

図２に本発明のステータ１３の正面図を示す。固定子鉄心１８には巻線を絶縁するため絶縁体１９が両側から被せている。この絶縁体は固定子鉄心１８と一体成形しても良い。Ｕ相電源端子２０，Ｖ相電源端子２１，Ｗ相電源端子２２に各々Ｕ相巻線２０ａ，Ｖ相巻線２１ａ，Ｗ相巻線２２ａが接続されている。

Ｕ相巻線２０ａは、巻線２０ａ１と巻線２０ａ２の対で形成される。Ｖ相巻線２１ａは、巻線２１ａ１と巻線２１ａ２の対で形成される。Ｗ相巻線２２ａは、巻線２２ａ１と巻線２２ａ２の対で形成される。

Ｕ／Ｖ／Ｗの各相の電源端子２０，２１，２２は圧接コネクタボックス２３ａ０，２３ａ１，２３ａ２に巻線の端末とともに挿入されることにより巻線の絶縁皮膜が破られて電気的に接続される。

また、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の巻線の他端はＹ結線となっているので、圧接コネクタボックス２３ｂに３連の圧接端子２４−１，２４−２，２４−３で短絡接続されている。

また、保護装置２５はＵ相巻線２０ａと接する絶縁体の部分は除去され直接接触する様に装着され、Ｕ相巻線２０ａの発熱が保護装置２５に良く伝わるようにしている。

この保護装置２５の一端のリード線は圧接コネクタボックス２３ａに挿入されてＵ相電源端子２０に接続される。他端のリード線は２連の圧接コネクタボックス２３ｃの圧接端子２６−１に挿入され、圧接端子２６−２にはＵ相巻線２０ａが挿入されるので、この２連の圧接コネクタボックス２３ｃを介して保護装置２５とＵ相巻線２０ａが接続されるのである。

保護装置２５と同様に保護装置２７はＷ相巻線２２ａと接する絶縁体の部分は除去され直接接触する様に装着され、Ｗ相巻線２２ａの発熱が保護装置２７に良く伝わるようにしている。

保護装置２５，保護装置２７は、熱溶断の温度ヒューズを含む感熱応答性のスイッチング手段である。

この保護装置２７の一端のリード線は圧接コネクタボックス２３ｄに挿入されてＷ相電源端子２２に接続される。他端のリード線は２連の圧接コネクタボックス２３ｄの圧接端子２８−１に挿入され、圧接端子２８−２にはＷ相巻線２２ａが挿入されるので、この２連の圧接コネクタボックス２３ｄを介して保護装置２７とＷ相巻線２２ａが接続されるのである。

なお、上述したＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線の接続系統は、図６に詳しく示した。

図３は、図２のステータ１２の部分拡大図を示す。２連の圧接コネクタボックス２３ｃに挿入され、２連の圧接端子２６−１に接続される保護装置２５のリード線３１は、適当な距離をおいて外周側に配置される絶縁体１９に設けた凸部３２の部分で円弧を描くように曲げられる。このため、保護装置２５のリード線３１は、鉤型に曲がるものとは違い根元に大きな力が加わらないようになっている。これにより、狭い部分で確実に保護装置のリード部を折り曲げることが出来るので最短距離での配線が容易となる。

また、Ｕ相電源端子２０との接続距離が長い部分（保護装置２５の他方のリード線）においては絶縁体１９に設けられた溝３３に沿って配線し、巻線が飛出さないように接着材３４により固定されている。この固定方法としては作業の自動化を考慮すると、熱で溶着又はホットメルトを使用して固定しても良い。

図４に保護装置２５を取付けた部分の部分断面図を示す。

Ｕ相巻線２０ａは、絶縁体１９と一体成形された隔壁部４０により抑えられ、Ｕ相巻線２０ａは保護装置２５側に飛出さず平面部の形状が保たれる。このため、保護装置２５とＵ相巻線２０ａは密に接触するので、Ｕ相巻線２０ａから保護装置２５に伝わる熱伝導が安定し、保護装置２５の開放動作温度のバラツキが少なくなる。

また、洗浄槽内の食器の収納量を増加させるには、ポンプユニットの高さ方向をより低減することにより可能である。高さ方向を低減するには、ＤＣブラシレスモータのステータの高さ方向を押さえる必要がある。本実施例では保護装置の丈方向の高さを絶縁体１９の高さと同等ないし同等以下にすることにより、保護装置を備えてもステータの高さ方向を低く抑えることができた。

図５に本発明の実施例の回路構成を示す。

電源５０には電源スイッチ５１が接続されており、フィルター回路５２、整流回路５３、インバータ駆動回路５４、ＤＣブラシレスモータ５５の順番に接続されている。ＤＣブラシレスモータ５５はＵ相巻線２０ａ，Ｖ相巻線２１ａ，Ｗ相巻線２２ａがＹ結線されている。

保護装置２５，保護装置２７は、Ｕ相巻線２０ａと、Ｗ相巻線２２ａに夫々接するように取付けられ、しかも個々の巻線と直列に接続される。保護装置は何れの２相に取付けてもよい。

保護装置は、二つの相巻線に直列接続することで、３つの相巻線の加熱を検知できるので、全部の相巻線に保護装置を設けなくてもよく、保護装置を含む関連部品を少なくすることができる。

すなわち、ＤＣブラシレスモータ５５は三相の巻線がＹ結線にしているので、インバータ駆動回路４４には、二つの相が直列になって接続される。このため、巻線に流れる通電は、必ず、（Ｕ相⇔Ｖ相）組間（一組と言う），（Ｖ相⇔Ｗ相）組間（２組と言う），（Ｗ相⇔Ｕ相）組間（３組と言う）で行われるので、Ｕ相巻線の異常は、１組と３組に現われる。Ｖ相巻線の異常は１組と２組に現れ、Ｗ相巻線での異常は２組、３組に現れる。したがって、いずれか二つの相巻線に保護装置２５，保護装置２７を付設することで、何れの相巻線の異常温度をも検知できるのである。

保護装置２５，保護装置２７は、ＤＣブラシレスモータ５５の巻線に流れる負荷電流を直接遮断するので、ＤＣブラシレスモータ５５の加熱を確実に阻止できるのである。

また、保護装置は、保護装置に流れる電流で自己発熱する。ＤＣブラシレスモータの巻線に流れる電流が急に増大したときには、自己発熱により保護装置が溶断し、ＤＣブラシレスモータの発熱を抑える。

保護装置の溶断温度は、１５０℃程度である。溶断する電流値は、４Ａ〜２．５Ａである。保護装置の溶断は、巻線の発熱と自己発熱が合成されて行われるものと考えられる。

特に、本実施例は、ＤＣブラシレスモータ４５の二つの相巻線に保護装置（感熱応答性のスイッチング手段）を付設し、かつ保護装置を相巻線に直列に接続するだけの簡単な構成である。他の回路等の変更が不要であるので、本発明の実施例は、容易に実施することができる。

また整流回路５３とインバータ駆動回路５４の間には電流検知回路５６が接続されている。マイコン５７には制御電源５８から低圧の直流が供給される。こうした電流検知回路や低圧の直流電源による安全保護が施されているので、マイコンの暴走やインバータ駆動回路の制御不能は起きない。これに加えて、保護装置２５，保護装置２７が備わるので、２重の保護になり、安全性が更に向上した。

また、本発明の実施例では保護装置の端末処理が圧接端子を用いているので、巻線の絶縁被覆を除去する工程が不要なる。このため、端末処理作業の自動化が容易であり、リール巻の端子を使用することにより端子の供給が容易となりステータの電工作業全体の自動化が容易である。

本発明の実施例に係わるもので、食器洗い機の縦断面図。本発明の実施例に係わるもので、ＤＣブラシレスモータのステータの正面図。本発明の実施例に係わるもので、図２に示すステータの部分拡大図。本発明の実施例に係わるもので、保護装置を取付けた部分の部分断面図。本発明の実施例に係わるもので、食器洗い機のポンプユニット駆動回路部の回路構成図。本発明の実施例に係わるもので、ＤＣブラシレスモータの接続系統を示す図。

符号の説明

１…洗浄槽、２…洗浄ランナー、３…排水ランナー、４…ポンプユニット、５…シール材、６…ヒータ、７…仕切板、８…食器、９…残滓フィルター、１０…ノズルアーム、１１…噴射口、１２…ロータ、１３…ステータ、１４…巻線、１５，１６…防炎カバー、１８…固定子鉄心、１９…絶縁体、２０…Ｕ相の電源端子、２０ａ…Ｕ相巻線、２１…Ｖ相の電源端子、２１ａ…Ｖ相巻線、２２…Ｗ相の電源端子、２２ａ…Ｗ相巻線、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ…圧接コネクタボックス、２４…３連の圧接端子、２５、２７…保護装置、２６、２８…２連の圧接端子、３１…リード線、３２…凸部、３３…溝、３４…接着材、４０…隔壁部。

Claims

洗浄槽と、この洗浄槽内に置かれる食器かごと、この食器かごに収納されている食器類に洗浄水を噴射する洗浄ノズルと、この洗浄ノズルに洗浄水を圧送する洗浄ポンプと、この洗浄ポンプを駆動するＤＣブラシレスモータを有する食器洗い機において、
前記ＤＣブラシレスモータはＹ結線に接続される三相の巻線を有し、
前記巻線の二相に巻線の発熱を受ける感熱応答性の保護装置を設け、かつ前記二相の各巻線と前記保護装置をそれぞれ直列に接続したことを特徴とする食器洗い機。
洗浄槽と、この洗浄槽内に置かれる食器かごと、この食器かごに収納されている食器類に洗浄水を噴射する洗浄ノズルと、この洗浄ノズルに洗浄水を圧送する洗浄ポンプと、この洗浄ポンプを駆動するＤＣブラシレスモータと、このＤＣブラシレスモータに電力を供給するインバータ駆動回路を有する食器洗い機において、
前記ＤＣブラシレスモータはＹ結線に接続される三相の巻線を有し、
前記巻線の二相に巻線の発熱を受ける感熱応答性の保護装置を設け、
前記保護装置が設けられた巻線と、保護装置と、前記インバータ駆動回路につながる電源端子を直列に接続したことを特徴とする食器洗い機。
請求項１記載の食器洗い機において、
前記ＤＣブラシレスモータの固定子鉄心と前記巻線との絶縁を保つ絶縁体を有し、
前記保護装置の一端を保護装置用の圧接端子に接続し、他端を電源端子に接続し、
保護装置が設けられた巻線の一端を巻線用の圧接端子に接続し、
前記電源端子が圧入される圧接コネクタボックスを前記絶縁体と一体に形成し、
前記保護装置用の圧接端子および前記巻線用の圧接端子が圧入される圧接コネクタボックスを前記絶縁体と一体に形成したことを特徴とする食器洗い機。
請求項１から３の何れか一つに記載された食器洗い機において、
前記保護装置と前記巻線が隔壁等を介さずに直接的に接していることを特徴とする食器洗い機。