JP2011036528A - 食器洗い機 - Google Patents

Abstract

【課題】食器洗い機において、洗浄水の汚れの程度を光の透過度で検知し、洗浄状態を鑑別する方式は存在したが、上記方式では、透明な液体石鹸が存在するような状態も洗浄済と判断されてしまい、十分な洗浄し上がり判定ができるとは言えなかった。そのため十分な洗浄度を確保しようとすると、追加の洗浄水と洗浄電力を加えざるを得ず、節水、省エネルギーにはなっていなかった。
【解決手段】洗浄水の循環経路に静電容量センシング手段１０を持ったセンシング部５を設け、透過度に変化のない汚れも洗浄水の静電容量センシング手段１０で検出することにより、洗浄水の状態を精度よく把握する。洗浄水を監視することで、従来必要であった追加の洗浄水や洗浄電力を削減でき、節水、省エネルギーを実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は食器の洗浄度を判定する手段を備えた食器洗い機に関するものである。

従来、この種の食器洗い機は洗浄槽内の洗浄水の透過度を光センサで検知させ、透過度が所定値よりも大きくなれば、洗浄が完了したと判断して洗浄時間を短縮し、節水、省エネルギーを図ろうとするものであった。また光センサの検知精度を向上させるために、測定時はポンプを停止して測定するものである。従来の光センサによる検知のフローチャートを図８に示した（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−１９２２８９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、光の透過度によって洗浄の完了を検知するものであるため、ソース、しょうゆのような、洗浄水の透過度が変化するような汚れの検出には有効である。しかし、洗浄水の汚染状態には、油の混じったような状態など、まだ洗浄が完了してはいないのに、透過度は高い状態が存在する。したがって光センサによって透過度だけで洗浄状態を判定しようとすると、油のように透過度では検知できない汚れが残った状態でも洗浄完了などと判断してしまい、洗浄不十分なのに洗浄工程を終えてしまう可能性があるという課題を有していた。これは、光センサ検知の根幹に根ざすものであり、ポンプを停止しても検知精度の向上には寄与しないものである。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗浄水の静電容量を検知することにより、洗浄水の透過度に依らないで洗浄完了を判別できる手段を備えた食器洗い機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の食器洗い機は、被洗浄物の洗浄を行う洗浄手段と、食器を載置する被洗浄物収納部と、洗浄水の静電容量で監視する静電容量センシング手段を有し、静電容量センシング手段の出力によって洗浄手段の運転制御を行う機器制御部を有するようにしたものである。

これによって、透過度の変化しない汚れも静電容量検知手段で検出するようにしたものであって、洗浄水の汚れ状態を精度よく検出することができるものである。

このように、本発明の食器洗い機は、洗浄水の静電容量を検知することによって、洗浄水の汚れ状態を精度よく検出することができ、洗浄時間の短縮や電力消費量の低減を実現することができる。

本発明の実施の形態１における食器洗い機の側断面図 本発明の実施の形態１における食器洗い機の電気回路図 本発明の実施の形態１における食器洗い機のすすぎ回数とセンシング電圧Ｖの関係を示すグラフであり、（ａ）食器の汚れの程度が高い場合を示すグラフ、（ｂ）食器の汚れの程度が低い場合を示すグラフ 本発明の実施の形態１における食器洗い機のすすぎ回数とセンシング電流Ｉの関係を示すグラフであり、（ａ）食器の汚れの程度が高い場合を示すグラフ、（ｂ）食器の汚れの程度が低い場合を示すグラフ 本発明の第１の実施の形態における食器洗い機のすすぎ完了判定のフローチャート 本発明の第２の実施の形態における食器洗い機のセンシング部の構成図 本発明の第２の実施の形態における食器洗い機の他のセンシング部の断面図 従来の食器洗い機の制御フローチャート

第１の発明は、被洗浄物が収容される洗浄槽を有する筐体と、洗浄槽内に設けられるとともに被洗浄物に洗浄水を噴射するノズルと、内部に流れる洗浄水の汚れ度を検知するセンシング部と、を備える食器洗い機であって、センシング部は、洗浄水の静電容量を検知する静電容量センシング手段を有し、静電容量センシング手段の出力によって食器洗い機の運転制御を行う機器制御部を有する食器洗い機であり、油のような洗浄水に溶けて濁りにならない汚れにおいても、静電容量センシングで検出して、洗浄水の汚れ具合を確実に検出するものである。洗浄水の汚れを静電容量の変化で検出することによって、食器の汚れの落ち具合を確実に検出でき、また余分の洗浄水の使用、電力の使用も抑制でき、省資源、省エネルギー性の向上に大きな寄与を行うことができる。

第２の発明は、センシング部は、洗浄水の光透過度を検知する光センシング手段を有し、
機器制御部は、光センシング手段の出力と静電容量センシング手段の出力のＡＮＤ出力によって食器洗い機の運転制御を行うものであって、複数のセンシング手段で洗浄度を測定することによって洗浄精度の向上を図ることができる。

第３の発明は、特に第１又は第２の発明において、光センシング手段の発光部と受光部とは、静電容量センシング手段の電極対の一部を穿って形成された穴部に設置されるものであって、二つのセンシング手段を近接して設置することができ、検知部の小型化を図ることができる。

第４の発明は、特に第１から３の発明のいずれかの発明において、センシング部は、静電容量センシング手段の電極対が対向して設置されるように、断面矩形に構成したものであって、対向面積増大による静電容量の増加によって検知精度の向上が図れる。

第５の発明は、特に第１から４の発明のいずれかの発明において、センシング部の内部を流れる洗浄水の方向は、下方から上方へとしたものであり、センシング部が洗浄水で満たされることにより、濁度測定時の水位の変動を抑制でき、検知精度の向上を図ることができる。

第６の発明は、特に第１から５の発明のいずれかの発明において、静電容量センシング手段の電極を前記センシング部に埋設したものであって、埋設によって電極間の間隔を狭めることができ、静電容量の増大によって、検知精度の向上を図ることができる。

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食器洗い機の側断面図を示すものである。

図１において、筐体１の中に食器や調理用容器などを収納する被洗浄物収納部２があり、ポンプ３で加圧された水がノズル４から噴き出し、被洗浄物収納部２内の食器を洗浄している。

また被洗浄物収納部２内のヒータ（図示せず）によって、洗浄が終わった食器を乾燥する。被洗浄物収納部２中の洗浄水はセンシング部５を経由して再びポンプ３内に回収される。

洗浄水は食器を洗うために被洗浄物収納部２内を循環し、食器を洗った後、定期的に排水し、きれいな水を注水して食器をすすぐすすぎ工程を実行する。

センシング部５には光センシング手段６を構成するたとえば発光ダイオードによる発光部７と、たとえばフォトトランジスタによる受光部８と、光センシング情報処理部９と、静電容量センシング手段１０を構成する電極１１、１２と静電容量センシング情報処理部１３が設置される。静電容量センシング手段１０は、循環水路４０の外側に向かい合って形成される電極１１、１２を有している。

また、動作の指示は操作部１４に設置されたボタン群１５によって行われ、その信号はケーブル群１６によって制御器１７へ伝達される。制御器１７からの信号はケーブル群１８によってモータ１９に伝えられ、モータ１９が動くことによってポンプ３が駆動されて、洗浄水が循環して洗浄が開始される。以下本実施例では、洗浄水の汚れのセンシングを光センシング手段６と静電容量センシング手段１０の二つの異なるセンシング手段によって行われるとして説明を行っている。

ここで洗浄の進行状況、すなわちすすぎが十分に行われ、洗浄水がきれいになったどうかは、光センシング手段６と静電容量センシング手段１０によって捉えられ、その情報は、光センシング情報処理部９と静電容量センシング情報処理部１３の出力が入っている洗浄度判定部２０に入力され、洗浄度判定部２０の出力は制御器１７（機器制御部）の入力になる。制御器１７が洗浄水は十分きれいと判断すれば、すすぎ行程工程は修了と判断され、ヒータが駆動されて、乾燥が開始される。

洗浄水の汚れのセンシングは静電容量センシング手段１０だけでも実施することは可能であり、一定の達成度を得ることはできる。二つのセンシング手段を併用することによって、一層確実なセンシングが可能となっている。

光センシング手段６では、発光部９からの光の量で受光部８を流れるセンシング電流Ｉが決まる。したがって洗浄水の汚れが少なくなると、洗浄水の透過度が高くなるために、センシング電流Ｉが増加する。ある一定の電流値Ｉ１を超えたら光センシング情報処理部９は洗浄度がＯＫと出力する。一方、静電容量センシング手段１０では、洗浄水に溶けた酸やアルカリや食塩、脂肪酸のような物質がイオンとなって存在する状態、すなわち電解質の濃度を検出して汚れの程度を判別するものである。電解質をはさんで電極が存在すると、電気部品のコンデンサが形成され、電極間の距離や電極面積が一定ならば、電極にはさまれる電解質の濃度に応じて静電容量が決定される。すなわち電解質の濃度が濃い（汚れが多い）時は静電容量は大きく、電解質の濃度が薄い（汚れが少ない）時は静電容量は小さくなる。したがって、静電容量に応じてセンシング電圧が出力される装置を用いれば、センシング電圧Ｖから洗浄度を判定することが出来る。

図２は本発明の第１の実施の形態における食器洗い機の静電容量センシング手段１０の
静電容量センシング情報処理部１３の電気回路図である。

図２において、発振器２１の出力である周波数１００ｋＨｚ、振幅５Ｖの矩形波は、電極１１、１２で構成されるコンデンサ２２に印加される（図１の電極１１と電極１２およびセンシング部５がコンデンサ２２を構成している）。ここでコンデンサ２２の静電容量は電極間に構成されたセンシング部５内の汚れた洗浄水の電解質の濃度によって決定される。
コンデンサ２２の充電、放電される電荷によって生じる電圧はダイオード２３によって０Ｖをベースラインにクランプされ、もうひとつの整流ダイオード２４と抵抗２５を経て、コンデンサ２６の両端電圧となってあらわれる。コンデンサ２６と並列接合された抵抗２７は、コンデンサ２６の電荷の放電用の抵抗である。コンデンサ２６の両端電圧はトランジスタ２８のベース電圧となり、ベース電圧に応じたコレクタ−エミッタ間電流を生じさせる。またトランジスタ２８のコレクタは１２Ｖの直流電源に接続されている。エミッタに接続された抵抗２９と抵抗３０はコレクタ−エミッタ電流を抵抗比で分割する。抵抗３０の両端電圧がセンシング電圧Ｖとなる。センシング電圧Ｖは、コンデンサ２２の静電容量値が大きくなれば増加し、小さくなれば減少するので、センシング電圧Ｖを測定することによって、コンデンサ２２の静電容量、すなわち、洗浄水の電解質の濃度を測定することが可能となる。ここでコンデンサ３１はノイズ対策用のコンデンサであって、電圧の微細変動を平滑し、電圧Ｖの測定精度を高める働きをしている。

図３は本発明の第１の実施の形態における食器洗い機のすすぎ回数とセンシング電圧Ｖの関係を示すグラフであり、（ａ）は、食器の汚れの程度が高い場合であり、（ｂ）は食器の汚れの程度が低い場合である。

図３に示すようにすすぎの回数を重ねるに従って、センシング電圧Ｖが下がり、一定電圧Ｖ１を下回った時、洗浄完了と判断する。食器の汚れの程度が低い場合は２回すすぎで、汚れの程度が高い場合は４回すすぎでＶ１を下回ることになる。

図４は本発明の第１の実施の形態における食器洗い機のすすぎ回数とセンシング電流Ｉの関係を示すグラフであり、（ａ）は、食器の汚れの程度が高い場合であり、（ｂ）は食器の汚れの程度が低い場合である。

図３に示すようにすすぎの回数を重ねるに従って、センシング電流Ｉが上がり、一定電流Ｉ１を上回った時、洗浄完了と判断する。食器の汚れの程度が低い場合は２回すすぎで、汚れの程度が高い場合は４回すすぎでＩ１を上回ることになる。

図４に示すようにセンシング電圧ＶとＶ１を比較してすすぎ回数を決定あるいは、図５に示すようにセンシング電流ＩとＩ１を比較してすすぎ回数を決定することによって、汚れに応じた最適な量の水を循環させることができ、節水、省エネルギー化を図ることが可能となる。

すすぎ完了の決定方法には、二つのセンシング手段のどちらかの出力で行う場合、あるいは、両方のセンシング手段とも完了を検出した場合などがある。

図５は本発明の第１の実施の形態における食器洗い機のすすぎ完了判定のフローチャートである。

光センシング手段６のセンシング電流ＩがＩ１を上回り、かつ静電容量センシング手段１０のセンシング電圧ＶがＶ１を下回った時、乾燥工程に進む。一方、どちらかのセンシングで未達「ＮＧ」と判定されたら、再度次のすすぎ完了後にすすぎ完了のチェックがな
される。すなわち、乾燥工程へは、光センシングならびに静電容量センシングがともに良好「ＯＫ」、すなわちＡＮＤ出力となった時にのみ進むことになる。したがって、光センシング手段６及び静電容量センシング手段１０がそれぞれ、洗浄水の透過度及び静電容量を検知することができるので、洗浄水中で、しょうゆなどの色が付いた汚れだけでなく、油などの洗浄水に色を付けない汚れも検知することができるので、洗浄水中の透過度をより精度良く検知することができる。

（実施の形態２）
図６は本発明の第２の実施の形態における食器洗い機のセンシング部５の構成図である。

光透過性を有する樹脂で作成されるとともに断面矩形をしたセンシング部５の対向する面に電極１１と１２が設置されており、電極１１の中央部には、丸穴３１が穿たれている。丸穴３１には赤外線発光ダイオードなどの発光部７が設置され、対向する側に設置された電極１２も中央部に丸穴３２が穿たれており、受光部８が設置されている。洗浄水は矢印の方向、下方から上方に向かって流れていく。光センシング手段６の発光部７と受光部８の情報制御、ならびに静電容量センシング手段１０の電極１１、１２間の静電容量情報は情報処理部３３に入力され、処理される。センシング部５は洗浄水の循環経路の一部である。

ここでセンシング部５を断面矩形で電極１１、１２取り付け面を対向させて構成したことにより、電極１１、１２の対向部の面積を大きくすることができ、コンデンサとしての容量が大きくできることから、検知精度の向上も図ることができる。また、洗浄水の流れを下方から上方へと流れるようにしたことによって、洗浄水自体の重さと洗浄水流の勢いがバランスしてセンシング部５が洗浄水で満たされた状態でセンシングを行うことができ、センシングの精度の一層の向上にも寄与することが可能となる。

また、光センシング手段６と静電容量センシング手段１０を近接して構成することによって、情報処理部全体を小さく構成でき、また両者のセンシング場所が近くなることから、情報の精度も高めることができる。

図７は本発明の第２の実施の形態における食器洗い機のセンシング部５の断面図である。

図６との構成の違いは、センシング部５の循環水路の外壁に静電容量センシング部の電極１１、１２が埋設されていることである。このように電極１１、１２を埋設することにより、電極１１、１２と洗浄水の距離が近づく。コンデンサの容量は、電極間容量に逆比例するので、電極１１、１２と洗浄水との距離が近づくことにより、静電容量を大きくすることができ、汚れの検知精度を向上させることが可能となる。

このように、本構成によると、液体の清浄度を光ならびに静電容量で測定するために、液体の汚れ状態を精度よく把握できる。従って食器洗い機だけでなく、流体の状況を監視する装置、たとえば、下水道の浄化度の監視装置などにも使用が可能となる。

１ 筐体
２ 被洗浄物収納部
３ ポンプ
４ ノズル
５ センシング部
６ 光センシング手段
７ 発光部
８ 受光部
９ 光センシング情報処理部
１０ 静電容量センシング手段
１１、１２ 電極
１３ 静電容量センシング情報処理部
１４ 操作部
１５ ボタン群
１７ 制御器（機器制御部）
１９ モータ
２０ 洗浄度判定部
２１ 発振器
２２ コンデンサ
２３ ダイオード
２８ トランジスタ
２５、２７、２９、３０ 抵抗
３１、３２ 丸穴
３３ 情報処理部
４０ 循環水路

Claims (6)

1. 被洗浄物が収容される洗浄槽を有する筐体と、前記洗浄槽内に設けられるとともに被洗浄物に洗浄水を噴射するノズルと、内部に流れる洗浄水の汚れ度を検知するセンシング部と、を備える食器洗い機であって、
   前記センシング部は、洗浄水の静電容量を検知する静電容量センシング手段を有し、前記静電容量センシング手段の出力によって食器洗い機の運転制御を行う機器制御部を有する食器洗い機。
2. 前記センシング部は、洗浄水の光透過度を検知する光センシング手段を有し、
   前記機器制御部は、前記光センシング手段の出力と前記静電容量センシング手段の出力のＡＮＤ出力によって食器洗い機の運転制御を行う請求項１記載の食器洗い機。
3. 前記光センシング手段の発光部と受光部とは、前記静電容量センシング手段の電極対の一部を穿って形成された穴部に設置される請求項１から２に記載の食器洗い機。
4. 前記センシング部は、前記静電容量センシング手段の電極対が対向して設置されるように、断面矩形に構成した請求項１から３に記載の食器洗い機。
5. 前記センシング部の内部を流れる洗浄水の方向は、下方から上方へとした請求項１から４記載の食器洗い機。
6. 前記静電容量センシング手段の電極を前記センシング部に埋設した請求項１から５記載の食器洗い機。