JP2008180163A - ポンプ装置とこれを用いた食器洗い機 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導電動機を用い、低コストの泡噛み判定を行う。
【解決手段】進相コンデンサ１２を直列接続した巻線３１を含む複数の巻線を有する誘導電動機１１を有し、泡噛み判定手段１８は、電圧検知回路１５に対して位相が変化する電流検知回路１７からの信号を受けて泡噛みを判定することにより、回転センサが不要で、泡噛みが適切に検知できる低コストのポンプ装置を実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水などの液体を移送するポンプ装置、およびこれを用いて業務用や一般家庭用や業務用などに使用される食器洗い機に関するものである。

従来、ポンプ装置を用いたこの種の食器洗い機は、回転センサによって検知される回転速度が、ポンプに気泡が吸入された時に、一時的に上昇することによって検知する（例えば、特許文献１参照）。

図１２は、特許文献１に記載された従来の食器洗い機の断面図を示すものである。図１２に示すように、ＤＣブラシレスモータ１を使用したポンプ２は、ロータ３の位置検知を行うホールＩＣを用いた回転センサ４を有しており、回転速度は別途設けられる制御装置から加減できるものとなっており、ロータ３に直結されたインペラ５の回転速度の値は、回転センサ４の出力から検知が可能なものとなっている。インペラ５から送り出された洗浄水は、ノズル６から庫内に噴き出されるものとなっているが、基準の水位Ｈよりも低い場合には、泡噛みが発生するものとなる。

図１３は、特許文献１に記載された従来の食器洗い機の泡噛み時のポンプ回転速度グラフを示すものである。泡の発生が増加が始まった時点ｔ１から、負荷のトルクが小さくなり、回転速度の上昇に、泡噛みなしのＳ０から、Ｓ１に達した時点ｔ２で泡噛みを抑えるため速度の低下を図り、回転速度を落としたＳ２で運転することにより、泡噛みを防いだ運転を５分間継続した後、ｔ３にて定常回転速度Ｓ０に戻すものとなっている。
特開２００５−５１１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、例えばホールＩＣなどを用いた、回転センサ４が必要となるため装置が高価なものとなるという問題点を有していた。

従来の技術において、回転センサ４は、ＤＣブラシレスモータ１を運転する上での永久磁石を有するロータ３の位置検知を行うものであるので、ＤＣブラシレスモータ１という構成にした時点で存在しているものであるが、コスト的には高いものとなり、例えばセンサレスベクトル制御と呼ばれるような技術などを用いて、回転センサ４なしでのＤＣブラシレスモータ１運転を行う構成もある。

ただ、そのような構成にしたとしても、一般にインバータ回路などと呼ばれるような、高価な制御装置が必要なものとなるため、どうしてもコスト的には高いものとならざるを得ない面がある。

これに対して、コンデンサモータ（コンデンサランモータ）というような一種の誘導電動機（インダクションモータ）を用いたものとすることが、極めて有効に作用するものとなり、ＤＣブラシレスモータという形式よりも、格段にコストが低減できるものとなる。

しかしながら、その場合には、泡噛み検知を行うために回転センサ４を改めて設けることは、コストの上昇につながるものとなり、泡噛み検知のためだけに回転センサ４を設け、なおかつ、その上に、マイクロコンピュータなどを用いる回路基板までの配線までも設けるとなると、せっかく低価格の誘導電動機を用いてもコスト面で優位性が小さいものとなるという課題を有したものとなっていた。

本発明は上記課題を解決するもので、低コストの誘導電動機を使用した上で、回転センサが不要であり、泡噛みが適切に検知できる低コストのポンプ装置、およびこれを用いた食器洗い機を実現することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のポンプ装置は、進相コンデンサと、前記進相コンデンサを直列接続した巻線を含む複数の巻線を有し、交流電源から電力が供給される誘導電動機と、少なくとも１つの巻線に流れる電流を検知する電流検知回路と、前記交流電源の電圧波形に同期した信号を出力する電圧検知回路と、泡噛み判定手段を有し、前記泡噛み判定手段は、前記電圧検知回路に対して位相が変化する前記電流検知回路からの信号を受け、泡噛みを判定するものである。

これによって、インバータ回路が不要で、低コストの誘導電動機を使用し、回転センサが無い構成でありながら、比較的簡単な構成で泡噛みの判定が可能なポンプ装置を実現することができるものとなる。

本発明は、誘導電動機を用い、回転センサの無い低コストの構成でありながら、泡噛みの判定が可能なポンプ装置を実現することができるものとなる。

第１の発明は、進相コンデンサと、前記進相コンデンサを直列接続した巻線を含む複数の巻線を有し、交流電源から電力が供給される誘導電動機と、少なくとも１つの巻線に流れる電流を検知する電流検知回路と、前記交流電源の電圧波形に同期した信号を出力する電圧検知回路と、泡噛み判定手段を有し、前記泡噛み判定手段は、前記電圧検知回路に対して位相が変化する前記電流検知回路からの信号を受けて、泡噛みを判定する構成とすることにより、安価な誘導電動機を使用し、かつ回転センサなしという低コストでありながら、比較的簡単に泡噛み判定を行わせることができるものとなる。

第２の発明は、特に、第１の発明の電圧検知回路を、交流電源の零ボルト点付近にエッジを持つデジタル信号を出力する構成としたことにより、比較的簡単な構成で電圧検知回路を実現することが可能となる。

第３の発明は、特に、第１の発明の電流検知回路を、進相コンデンサが接続されていない巻線の電流を検知する構成としたことにより、泡噛みの判定を精度良く行うことができるものとなる。

第４の発明は、特に、第１の発明の電流検知回路を、交流電源から誘導電動機に供給される電流を検知する構成としたことにより、誘導電動機に供給される電流値を用いた各種の制御と併せて泡噛みの判定を行うことが可能となる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の構成に加え、交流電源の周波数を検知する電源周波数検知手段を設けたことにより、複数の電源周波数の混在地域となっている日本のような交流電源条件においても、それぞれの周波数に適応した正しい泡噛み判定を行わせることが可能となる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明のポンプ装置を有する食器洗い機としたことにより、低価格で性能の高い食器洗い機を実現することができるものとなる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるポンプ装置の回路図である。図１において、１００Ｖ５０Ｈｚまたは６０Ｈｚという２種類の周波数の可能性を持つ交流電源１０、交流電源に一端子が接続された誘導電動機１１、進相コンデンサ１２、トライアック１３、電圧検知回路１５、電流検知回路１７、マイクロコンピュータによって構成した泡噛み判定手段１８、５Ｖの直流電源２０、および泡噛み判定手段１８の出力Ｑに応じてトライアック１３をオンオフさせるための抵抗２２、２３、２４、トランジスタ２５を設けたものとなっている。

誘導電動機１１は、２つの巻線３０、３１、および回転子３２を備えたものとなっており、巻線３０は主巻線として動作し、巻線３１は進相コンデンサ１２が直列に接続された上で交流電源１０から、巻線３０よりも進んだ位相の電流が供給される補助巻線として動作するものとなっている。

電圧検知回路１５は、ダイオード３５、３６、抵抗４０、４１、４２、４３、４４、発光ダイオードとフォトトランジスタの複合部品として構成されたフォトカプラ５０、トランジスタ５１、コンデンサ５２によって構成され、ＶＡＣの極性が正の期間にはハイ、負の場合にはロー、そして交流電源１０の瞬時電圧がほぼ零となる零ボルト点付近のタイミングでエッジを有するデジタル信号が出力されるものとなっている。

なお、本実施の形態において使用している電圧検知回路１５は、交流電源１０の極性が正／負となる期間に対して、それぞれハイ／ローとなり、エッジが零ボルト点付近となるものとしているが、例えば絶対値が零となるタイミング付近で短時間ハイの信号が出力されるものなどであってもよく、さまざまな回路構成も考えられるが、いずれの構成であってもよく、そのような零ボルト点付近でエッジを持つ信号を発生する電圧検知回路は、比較的構成が簡単であるとともに、交流電源１０の電圧の大きさが変化した場合においても、交流電源１０とエッジの関係は影響を受けにくいという利点があるので、特に電流の位相を検知する場合には、安定に動作することが可能となるという利点がある。

電流検知回路１７は、一次コイルが巻線３０と直列に接続された電流トランス６０、抵抗６１、６２、６３、６４、保護用のダイオード６６、６７、コンデンサ６８によって構成されており、巻線３１に流れる電流を検知して、その電流の瞬時値に応じたアナログ電圧Ｖ１が出力されるものとなっており、いわゆるコンデンサモータにおいての進相コンデンサ１２が接続されない側の主巻線などと呼ばれることがある巻線３０の電流波形に応じた波形の電圧が出力されるものとなる。

図２は、本実施の形態において、交流電源１０が６０ヘルツで、泡噛みが発生している状態のポンプ装置の各部動作波形図を示したものであり、（ア）は、交流電源１０の電圧ＶＡＣ波形、（イ）は電圧検知回路１５の出力電圧Ｖｚの波形、（ウ）は電流検知回路１７の出力電圧Ｖａ波形を示したものとなっている。

時刻ｔ０においては、交流電源１０の電圧が零となるが、（イ）に示されているように、この瞬間に電圧検知回路１５は、出力電圧Ｖｚはローからハイに立ち上がるものとなっている。その後８．３３ｍｓ毎に、交流電源１０は半サイクルが経過し、ハイとローを繰り返すものとなっている。

また（ウ）は、ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３…のタイミングで、電圧値Ｖａのサンプリングが行われ、それぞれ、ｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３…としてマイクロコンピュータによって構成された泡噛み判定手段１８内に取り込まれていくものとなっている。

本実施の形態では、直流電源２０として５Ｖのものを使用し、抵抗６２、６３をいずれも４．７キロオームとしていることから、（ウ）に示されるＶａの電圧波形は、電流の零点に２．５Ｖが対応し、これに巻線３０に流れる電流波形の相似波形が重畳した波形となり、正負がほぼ同じ振幅となっていることから、電流の零点をＶａ＝２．５Ｖに変換されるものとすることから、０から５Ｖの電圧範囲を有効に利用してアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）が可能となり、８ビットのデジタル値への変換を行う場合、電流値零に対しては、１２８が対応し、プラス側の電流値については、１２９から２５５が、またマイナス側の電流値については、０から１２７が対応するものとなる。

巻線３０に流れる電流波形については、泡噛みの無い状態においては、電圧に対して４０度程度の遅れ位相で運転されるが、泡噛みが発生して誘導電動機１１の負荷トルクが小さくなった場合には、振幅が小さくなると同時に、巻線３０に供給される電流の力率、すなわち交流電源１０の電圧波形に対する位相が顕著な変化を示すものとなり、ほぼ９０度（π／２）近くにまで遅れた電流位相となる。

また、さらに加えて、巻線３１と進相コンデンサ１２との共振動作のＱ値（共振の強さ）が大きくなること、また誘導電動機１１内の鉄心の磁気飽和による、励磁電流への３次高調波成分等の発生などの影響により、各部の電流、電圧波形の歪も大きくなる傾向がある。

ただし、このような変化の起こる度合いや、泡噛みがある場合が無い場合よりも、電流の位相が遅れるというのは、誘導電動機１１の設計、進相コンデンサ１２の設計などによって変化するものであり、逆の位相変化を示す場合もあり得る。

図３は、本実施の形態のポンプ装置の泡噛み判定手段１７に用いられるマイクロコンピュータのプログラムのフローチャートを示している。

図３において、開始６９から処理をスタートし、周波数判定ルーチン７０を経て、Ｖｚ立ち上がり待ち７１に到達し、Ｖｚ信号の立ち上がりを待って以下の処理に移るものとなる。

入力７２において、各サンプリングデータｖ０からｖ１１を順次入力し、基本波計算７３にて、変数Ｓ１とＣ１にフーリエ級数展開で言うところの正弦成分と余弦成分に相当する値の概略値を符号付きの１６ビット変数で求め、Ａ１において、それらの自乗の和を計算するが、これは基本波成分の絶対値の自乗に相当する値の概略値に相当するものとなる。

また、上述したように電流値の零は１２８という値に対応したものとなっているが、Ｓ１およびＣ１の計算においては、原理的に１周期の積算（シグマ算）にてキャンセルされるものとなるので、例えば抵抗６２、６３の抵抗値バラツキなどのために、電流零に相当するデジタル値が１２８からずれていても、Ｓ１、Ｃ１、Ａ１などの計算結果には、影響が及ぶことがないものとなるので、抵抗６２、６３として低コストで抵抗値が不揃いなものを使用しても、結果への影響はほとんどないものにすることができる。

なお、基本波計算７３については、Ａ１が基本波電流の実効値の自乗に比例する値となるため、さらに開平計算を行ってもよいが、マイクロコンピュータにかかる負荷を軽減するため、本実施の形態においては、自乗に対応したままの状態の数値で扱うものとしている。

Ａ１判断７４においては、基本波成分の値が所定値以下の場合には、泡噛み判定の対象条件から外すものとしており、これによって誘導電動機が停止している場合などに不要な信号が発せられるのを防いでいるものである。

なお、本実施の形態で行っている基本波計算７３、概略値を計算する簡略的な計算方法であり、更に精度を上げる場合には、もっとサンプリングの位相間隔を短いものとするなどの方法を用いれば、各次成分の位相による計算値の変化や、より高調波成分の有無による計算値の変化を抑えることも可能となる。

また、本実施の形態においては、交流電源１０の１周期についての１２個のデータすべてを一旦入力してから、Ｓ１、Ｃ１を計算しているが、サンプリングの都度、加算や減算を行ってもよく、その場合にはマイクロコンピュータの処理速度は若干高いものが要求されるものとはなるが、結果が出るまでの時間短縮は図ることができるものとなり、またデータを記憶する領域を削減することができるというメリットは発生してくる。

３次よりも高い高次高調波による計算の影響を抑えるためには、例えばＲＣでハードのフィルタ回路を追加し、それを電流検知回路１７の出力に挿入する方法なども、有効に作用する場合がある。

また、サンプリングの位相間隔を短いものにするには、マイクロコンピュータの処理速度を上げる必要がある場合もあるが、１周期（６０Ｈｚでは１６．６７ｍｓ）で、すべてのサンプリングを完結させずに、２周期目で１周期目のサンプリング位相を中間タイミングをサンプリングしていく方法などを用いれば処理速度が低いマイクロコンピュータでも使用することができるものとなる。

正接計算７６は、すでに算出したＳ１、Ｃ１から電圧波形に対する基本波電流の位相角のタンジェント（正接）に相当する値を求め、変数Ｔ１とした上で、Ｔ１判断７７で、Ｙよりも小さい場合、すなわち遅れ位相が大きい場合には、「泡噛み」判定７８にて泡噛みが発生しているという判定を行うものとなっており、本実施の形態においては、Ｙ＝−２．１とすることにより、適切な泡噛み判定がなされるものとなっている。

従って、本実施の形態のポンプ装置は、泡噛み判定手段１８が、泡噛みした時に増加する高調波成分を含む信号を電流検知回路１７から受けて、泡噛みを判定するものとなっており、かつ泡噛み判定手段１８は、電圧検知回路１５に対する電流検知回路１７の位相所定範囲を越えた場合に泡噛みを判定する構成となっている。

いずれにしても電流の絶対値（振幅）ではなく、位相の対象となることから、電流検知回路１７の構成要素の電流トランス６０や抵抗６１の特性ばらつきなどに対しては、影響を受けにくいものとなり、信頼性の高い泡噛み判定がなされるポンプ装置として実現がなされるものとなるという効果がある。

図４は、周波数判定ルーチン７０の内容を若干詳細に示したフローチャートである。図４において、本ルーチンの開始８５から、Ｖｚ立ち上がり待ち８６に入り、Ｖｚ信号の立ち上がりで、１８．３ｍｓ待ち８７に移り、１８．３ｍｓ後に、Ｖｚ＝Ｈｉｇｈ？８８に入り、ハイである場合には６０ヘルツであるという判定がなされ、ローである場合には５０ヘルツであるという判定がなされるものとなる。

上記した部分は、電源周波数判定手段８９の構成となるものであり、Ｖｚ信号の立ち上がりタイミングから１８．３ｍｓ経過した時点でのＶｚ信号の状態を再確認して、周波数を判定するものとなっているが、特にこのような構成で電源周波数判定手段８９を構成しなければならないというものではなく、他にさまざまな構成を用いることができるものとなり、また電源周波数の判定結果にノイズなどによる影響を排除する目的から、複数回の判断を実施した後、最終判定を行うというような構成も、よく用いられるものであり、誤動作の防止を行う上で、非常に有効なものとなる。

６０ヘルツの場合には、９０にてＹ←−２．１の代入、さらに９１にてＴｓ←１．３９ｍｓの代入がなされるものとなる。

一方５０ヘルツの場合には、９３にてＹ←−３．１の代入が、９４にてはＴｓ←１．６７ｍｓの代入がなされるものとなっている。

ここで、Ｔｓはサンプリングの時間的間隔であって、交流電源１０の周期の１２分の１となる値をＴｓとして設定しているものとなっており、Ｙに関しては、泡噛みが発生した時に生ずる位相の変化が十分に検知できるだけの閾値としてＹの値の設定をそれぞれの周波数に応じて行っている。

本実施の形態においては、Ｘに関しては５０ヘルツであっても６０ヘルツであっても同じ値を設定するものとなっているため、Ｘ設定９５については１つにまとめた状態でフローチャートを構成している。ただし、特に電流の大きさが５０ヘルツと６０ヘルツでかなり異なる場合には、Ｘの値をそれぞれで異なった値にしてもよく、フローチャートの合流前に移せば実現できるものとなる。リターン９６にて、周波数判定ルーチン７０が完結してメインルーチンに戻るものとなる。

このようにして、本実施の形態のポンプ装置では、交流電源１０の周波数を検知する電源周波数検知手段８９を有し、５０ヘルツと６０ヘルツという２つの交流電源周波数に対応して、それぞれＹの値を設定することにより、泡噛み判定のしきい値を変化させるものとなっているため、日本国内のように５０ヘルツ地域と６０ヘルツ地域が混在している条件においても、いずれの周波数においても正しい泡噛み判定がなされるポンプ装置が実現できるものとなる。

図５は、本実施の形態のポンプ装置の６０ヘルツにおいて、（ア）は電流検知回路１７の出力電圧波形であって、泡噛み無しを破線、泡噛み有りを実線で示したものであり、（イ）は電圧検知回路１５の出力電圧波形を示している。

図６は、本実施の形態のポンプ装置の５０ヘルツにおいて、（ア）は電流検知回路１７の出力電圧波形であって、泡噛み無しを破線、泡噛み有りを実線で示したものであり、（イ）は電圧検知回路１５の出力電圧波形を示している。

図５に見られるように、５０ヘルツと６０ヘルツという電源周波数の条件の違いにより、電流値、電流波形には幾分かの差があるが、どちらの周波数の場合においても、電圧に対する電流の位相は、泡噛みの有る場合の方が、より遅れるものとなるので、位相の正接に対応したＴ１値を求め、かつ電源周波数毎に閾値が適切に設定される本実施の形態の構成を用いることにより、泡噛みの有無を十分な信頼性で判定することができるものとなる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の第２の実施の形態におけるポンプ装置の回路図である。図７おいては、電流検知回路１７が接続され、検知の対象となる電流として、交流電源から誘導電動機１１への供給部分としているが、その他の部分の構成に関しては、第１の実施の形態となんら変わるところがなく、全くの同等の構成要素を用いたものとなっている。

したがって、本実施の形態では、電流検知回路１７が検知する電気量は、交流電源１０から誘導電動機１１に供給される電流となっている。

図８は、本実施の形態において、電流検知回路１７の出力電圧の波形であり、誘導電動機１１の供給電流を合計した電流波形に対応するものとなっている。図８において、（ア）は電流検知回路１７の出力波形であり、泡噛みが無い状態が破線にて、泡噛みが有る状態が実線にて示しているものとなっており、（イ）には電圧検知回路１５の出力信号の論理波形を示しているものとなっている。これらは交流電源１０の周波数としては、６０ヘルツのものとしている。

泡噛みが無い場合には、電流の位相は、ほぼ電圧と同相の高力率状態にあるが、泡噛みが発生した状態においては、電流の位相が進む傾向があり、同時に３次高調波など高調波成分も加わって、波形は幾分歪んだものとなってくる。

本実施の形態においては、泡噛みが有る場合の方が、電圧検知回路１５の出力信号に対する電流検知回路１７の出力の位相が進むものとなることから、実施の形態１とは逆になるが、進み位相分が大きくなった時点、すなわち所定の正のＹ値を上回った場合での泡噛み判定が可能となる。

５０Ｈｚの交流電源１０となった場合については、省略するが、やはり泡噛みが有る場合の方が、電流の基本波成分が進む傾向があるため、同様に泡噛みの判定が可能であるが、敷居値としては、６０Ｈｚよりも幾分小さい（０度に近い）側とした方が安定となる傾向が見られるため、必要に応じて実施の形態１で述べた周波数検知手段による敷居値Ｙの切り替え等を用いることにより、５０ヘルツと６０ヘルツの両周波数で、適切な泡噛み判定が可能なものとすることができる。

また、本実施の形態においては、電流検知回路１７に入力される電流の大きさは、第１の実施の形態、第２の実施の形態と比較すると、大きいものなることから、電流トランス６０の仕様が多少大きなものが必要となる傾向はあるが、誘導電動機に供給される総合電流となることから、泡噛みの有無以外の誘導電動機１１の状態、たとえば発熱の状況を把握するなどの検知、あるいは他の制御に用いることができる範囲として拡大がなされるものとなる。

（実施の形態３）
図９は、本発明の第３の実施の形態における食器洗い機の断面図である。図９において、誘導電動機１１、進相コンデンサ１２、トライアック１３、電流検知回路１７、泡噛み判定手段１８は、第１の実施の形態で述べたものをそのまま用いたものポンプ装置１１０が構成されているものであり、電圧検知回路１５の出力に対する巻線３０の電流の位相によって、泡噛み判定を行うものとなっている。

トライアック１３は、図１などでも示されているように、マイクロコンピュータを用いた泡噛み判定手段１８が出力するＱ信号がハイであればオンとされ、ローであればオフとされるものとなっている。

水道に接続された給水管１１２と給水弁１１３は、給水手段１１４を構成しており、給水弁１１３についても泡噛み判定手段１８に用いられているマイクロコンピュータにより開／閉の制御が可能なものとなっている。

食器洗い機の動作としては、食器に洗剤の入った水（洗浄水）をポンプ装置１１０によって循環させて洗いを行う行程と、同様に真水を循環させるすすぎ行程などがあるが、それぞれ循環が所定時間終了した段階で、機内の水あるいは洗浄水をポンプ装置１１０が機外に排水する排水する行程が存在する。

図１０は、洗い行程の動作波形図を示しているものであり、（ア）は給水手段１１４の給水弁１１３に送られる信号であり、ハイであれば給水がなされるものとなっている。（イ）は泡噛み検知手段１８の出力信号で、ハイであれば泡噛みと判定されている状態にある。（ウ）はトライアック１３へのオンオフ信号Ｑであって、ハイであれば、誘導電動機１１が駆動される状態となる。

食器を洗浄している洗い行程の期間においては、本実施の形態の食器洗い機は、ｔ１に給水手段１１４が給水状態となり、機内にとりあえず最小限の水を導いた時点ｔ２で、一旦給水手段１１４は給水を停止した状態となり、同時にＱが立ち上がってポンプ装置１１０を運転する。ｔ３において、ポンプ装置１１０は泡噛み判定し、これを受けてｔ４において給水弁１１３が開かれ、ｔ４から５秒後のｔ５まで給水手段１１４が給水動作を行う。

なお、本実施の形態においては、Ｑ信号はハイを継続していることから、誘導電動機１１は駆動し続けている状態となり、泡噛みが無くなるまではハイ信号が続くものとなる。このような動作により、機内の水位が上昇し、泡噛みの発生は抑えられるものとなる。以降においても、泡噛み判定手段１８が泡噛みが有ることを検知すると、都度給水動作を行うものとなっている。

よって、本実施の形態においては、泡噛みが無い場合には、そのままの水位で運転が継続されることから、ポンプ装置１１０の運転に必要かつ十分な水量での運転が可能となり、無駄な水の消費を極力抑えることができるものとなる。

図１１は、排水時の動作波形図を示しているものであり、（ア）、（イ）、（ウ）は、それぞれ図１０と同じ部分の動作波形図を示している。排水時においては、ｔ６時点でＱをハイとすることにより、排水動作が開始されるが、ポンプ装置１１０を働かせている最中に、泡噛みの判定があったｔ７時点で、Ｑをローとして、誘導電動機１１を一旦停止しポンプ装置１１０は動作を停止する。

これは、泡噛みが一旦発生してしまった場合には、そのままポンプ装置の運転を継続しても、排水の機能が極端に損なわれるものとなり、これを避けるための動作となる。

これにより、泡噛みしていた空気が水面まで戻り、ポンプ装置１１０は自然に泡噛みの無い状態に戻るものである。そして、その５秒後のｔ８において、Ｑをハイとし、再度トライアック１３がオンされて再び排水動作が継続されるものとなり、このような動作をさせることにより、排水後に機内に残る水量（残水量）を極力少なく抑えることができるものとなる。

よって、汚れや洗剤などを含んだ洗浄水の残水量が抑えられることによる、すすぎの性能向上、すすぎ回数の削減による時間短縮などが可能となるものとなり、またすべての行程が終了した時点での残水量も最小限に抑えられるものとなることから、腐敗などによる次回の動作への悪影響なども最小限に抑えることができるものとなる。

以上のように、本発明にかかるポンプ装置は、誘導電動機を有し、泡噛み判定手段が、泡噛みした時に電圧検知回路に対して位相が変化する電流検知回路からの信号を受けて泡噛みを判定することにより、低コストの誘導電動機を使用した上で、回転センサが不要であり、泡噛みが適切に検知できる低コストのポンプ装置、およびこれを用いた無駄な水の使用を抑え、排水時の残水量も抑えた食器洗い機を実現できるものとなる。

本発明の実施の形態１におけるポンプ装置の回路図 （ア）同ポンプ装置の交流電源の電圧波形図（イ）同電圧検知回路の出力電圧波形図（ウ）同電流検知回路の出力電圧波形図 同ポンプ装置の泡噛み判定手段に用いられるマイクロコンピュータのメインフローチャート 同ポンプ装置のマイクロコンピュータの周波数判定ルーチンのフローチャート （ア）同ポンプ装置の６０ヘルツにおける電流検知回路の出力電圧波形図（イ）同電圧検知回路の出力電圧波形図 （ア）同ポンプ装置の５０ヘルツにおける電流検知回路の出力電圧波形図（イ）同電圧検知回路の出力電圧波形図 本発明の実施の形態２におけるポンプ装置の回路図 （ア）同ポンプ装置の電流検知回路の出力電圧波形図（イ）同電圧検知回路の出力電圧波形図 本発明の実施の形態３における食器洗い機の断面図 （ア）同食器洗い機の洗い行程での給水手段の動作波形図（イ）同泡噛み検知手段の動作波形図（ウ）同トライアックの動作波形図 （ア）同食器洗い機の排水時の給水手段の動作波形図（イ）同泡噛み検知手段の動作波形図（ウ）同トライアックの動作波形図 従来の食器洗い機の断面図 同食器洗い機の動作波形図

符号の説明

１０ 交流電源
１１ 誘導電動機
１２ 進相コンデンサ
１５ 電圧検知回路
１７ 電流検知回路
１８ 泡噛み判定手段
３０、３１ 巻線
８９ 電源周波数検知手段

Claims (6)

1. 進相コンデンサと、前記進相コンデンサを直列接続した巻線を含む複数の巻線を有し、交流電源から電力が供給される誘導電動機と、少なくとも１つの巻線に流れる電流を検知する電流検知回路と、前記交流電源の電圧波形に同期した信号を出力する電圧検知回路と、泡噛み判定手段を有し、前記泡噛み判定手段は、前記電圧検知回路に対して位相が変化する前記電流検知回路からの信号を受け、泡噛みを判定するポンプ装置。
2. 電圧検知回路は、交流電源の零ボルト点付近にエッジを持つデジタル信号を出力する請求項１記載のポンプ装置。
3. 電流検知回路は、進相コンデンサが接続されていない巻線の電流を検知する請求項１記載のポンプ装置。
4. 電流検知回路は、交流電源から誘導電動機に供給される電流を検知する請求項１記載のポンプ装置。
5. 交流電源の周波数を検知する電源周波数検知手段を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のポンプ装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のポンプ装置を有する食器洗い機。