JP3762193B2 - 洗浄機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型で、電気絶縁性に優れた状態検出を可能とする洗浄機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、洗浄機例えば食器洗い機の制御装置には、貯水槽等のひび割れや破損等の異常による少量の水漏れを検出するための水漏れセンサが装着されている。電気的な検出方法で構成される水漏れセンサ（以下、単にセンサと称す）としては、複数の電極を水漏れを検出したい場所（例えば外箱底板上）に設置し、電極間の水の有無を電気抵抗の変化として検出するものが一般的に使用されている。
【０００３】
このような電極を用いたセンサを搭載した食器洗い機においては、商用電源を降圧トランスで降圧整流して、夫々電圧の異なる制御電源及び作動電源を得、制御電源をマイクロコンピュータを主体とする制御回路に与え、作動電源をセンサ回路に与えるようにしている。ところが、降圧トランスを構成する巻線は、インダクタンス成分の大きなものが必要となり、降圧トランスが大型化するという欠点があった。
【０００４】
ところで、近年の食器洗い機は、高性能化を図るため、インバータによりモータを駆動制御するタイプが増加している。このタイプの食器洗い機では、電源部は、例えば、ブリッジ回路及び平滑化コンデンサで商用電源を直流に変換してインバータを駆動する直流電源（駆動電源）を生成し、この直流電源に基づいてスイッチング電源回路より、制御電源及び作動電源を生成するようにしている。従って、大形の降圧トランスを用いる必要がなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インバータを駆動する直流電源に基づいてスイッチング電源回路より制御電源及び作動電源を生成するようにした食器洗い機は、スイッチング電源回路のスイッチング素子が万が一短絡故障を生じた場合に、駆動電源の高い直流電圧がそのまま作動電源となってセンサ回路に印加されてしまうという事態が発生する可能性がある。
【０００６】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、電気絶縁性に優れた状態検出を可能とする洗浄機の制御装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の洗浄機の制御装置は、商用電源を整流して直流電源を生成し、これを洗浄用のモータを駆動するインバータ回路に供給する直流電源回路と、この直流電源回路で生成された直流電源から制御電源を生成する非絶縁型制御電源回路と、マイクロコンピュータを主体として構成され、前記非絶縁型制御電源回路からの制御電源が与えられて所定の動作を制御する制御回路と、前記非絶縁型制御電源回路で生成された制御電源から、これとは電気的に絶縁された作動電源を生成する絶縁型作動電源回路と、この絶縁型作動電源回路からの作動電源が与えられて所定の状態を状態検出信号として検出する状態検出回路と、この状態検出回路とは電気的に絶縁され、前記状態検出信号を前記制御回路に伝達する伝達回路とを具備することを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、直流電源及び制御電源と絶縁された作動電源によって状態検出回路を駆動することにより、状態検出回路を直流電源と絶縁させることができる。
【０００９】
請求項２記載の洗浄機の制御装置は、状態検出回路が、複数の電極を有し、これら電極間の電気抵抗の変化を検出することを特徴とする。
このような構成によれば、例えば、貯水槽等のひび割れや破損等の異常により水漏れが生じる可能性のある場所に電極を設置することにより、貯水槽等からの水漏れを検出したり、貯水槽等の水位を検出したい位置に電極を設置することにより、貯水槽内等の水の水位を検出したりすることができる。
【００１０】
請求項３記載の洗浄機の制御装置は、絶縁型作動電源回路が、高周波発振部と、この高周波発振部から出力される高周波パルス信号に基づいて動作するパルストランスと、このパルストランスからの出力を整流する整流回路とで構成され、前記パルストランスは、所定の周期で間欠的に動作、非動作を繰り返すように制御されることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、パルストランスに高周波パルス信号を入力するようにしたので、パルストランスを構成する巻線のインダクタンス成分を小さくすることができ、パルストランスを小型化することができる。これにより、制御装置全体の大きさを小さくすることができる。また、パルストランスを所定の周期で間欠的に動作させるようにしたので、作動電源を所定の周期で間欠的に生成することができ、状態検出回路を所定の周期で間欠的に動作させることができる。これにより、状態検出回路を常に動作させるのに比べて消費電力を下げることができる。従って、制御装置全体の消費電力量の上昇を抑えることができる。
【００１２】
請求項４記載の洗浄機の制御装置は、絶縁型作動電源回路が、高周波発振部と、この高周波発振部から出力される高周波パルス信号に基づいて動作するパルストランスと、このパルストランスからの出力を整流する整流回路とで構成され、前記パルストランスは、全体の負荷が所定値以下のときにだけ動作することを特徴とする。
このような構成によれば、制御装置全体の負荷が所定値以下のときにだけ、状態検出回路を動作させることができるので、制御装置全体の最大消費電力の上昇を抑えることができるとともに、電力を有効に使うことができる。
【００１３】
請求項５記載の洗浄機の制御装置は、高周波発振部が、基準クロック信号により動作するマイクロコンピュータ内に形成され、基準クロック信号に基づいて高周波パルス信号が生成されることを特徴とする。
このような構成によれば、特別に高周波発振回路を設ける必要がない。
【００１４】
請求項６記載の洗浄機の制御装置は、高周波発振部から出力される高周波パルス信号の発振周波数が、１５ｋＨｚ以上であることを特徴とする。
このような構成によれば、パルストランスに入力される高周波パルス信号が１５ｋＨｚ以上の高周波になるので、パルストランスを構成するコイルのインダクタンス成分を下げることができ、これにより、パルストランスを小型化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施例］
以下、本発明の第１の実施例について、図１乃至図３を参照して説明する。尚、図１は、洗浄機たる食器洗い機の制御装置１を示しているが、この食器洗い機には、状態検出回路たる水漏れセンサ回路２、及びインバータで駆動制御されるポンプモータ３（後述）が搭載されており、従って、図１は、主に、水漏れセンサ２及びポンプモータ３の機能に関わる構成についてのみ示しており、他の種々の動作に関しては、説明を省略することとする。
【００１６】
食器洗い機は、図示はしないが、矩形状の外箱の内部に貯水槽たる食器収容室が形成され、上部に蓋をかぶせるようにして構成されている。また、食器収容室には、給水弁、排水弁、ポンプモータ３の装着されたポンプ及び噴射アームが設置されている。この噴射アームは、筒状の管に前記ポンプからの水を噴出するための複数の穴が形成されたものであり、食器収容室の内底部に水平に設置されている。また、食器洗い機には、ヒーター、ヒーターの熱を食器収容室内に送風するファン及びファンモーター、終了ブザー等が設置されている。
【００１７】
図１に示すように、１００Ｖの商用電源４は、交流母線５ａ及び５ｂを介してブリッジ回路６の交流入力端子に接続されている。ブリッジ回路６の直流出力端子は、母線７ａ及び７ｂに接続されている。母線７ａ及び７ｂには、平滑化コンデンサ８が接続されており、これらブリッジ回路６及び平滑化コンデンサ８で、直流電源回路９が構成されている。
【００１８】
また、母線７ａ及び７ｂには、非絶縁型制御電源回路たるスイッチング電源回路１０の直流入力端子が接続されている。このスイッチング電源回路１０では、５Ｖ及び１５Ｖの直流の制御電源（以下、単に５Ｖ制御電源及び１５Ｖ制御電源と称す）が生成される。即ち、スイッチング電源回路１０は、直流電源回路９からの１４１Ｖの直流電源電圧を第１段のスイッチング素子によりＰＷＭ制御し且つ平滑することにより１５Ｖ制御電源を生成し、更に、この１５Ｖ制御電源を第２段のスイッチング素子によりＰＷＭ制御し且つ平滑することにより５Ｖ制御電源を生成する。そして、５Ｖ制御電源は、制御回路１１及び伝達回路１２の電源入力端子に与えられ、１５Ｖ制御電源は、絶縁型作動電源回路１３の電源入力端子に与えられる。
【００１９】
また、母線７ａ及び７ｂには、インバータ回路１４の直流入力端子が接続されている。インバータ回路１４は、６個のＩＧＢＴ１５ａ乃至１５ｆが三相ブリッジ接続され、各ＩＧＢＴ１５ａ乃至１５ｆにフライホイールダイオード１６ａ乃至１６ｆが並列接続されて構成されている。インバータ回路１４の交流出力端子は、ポンプモータたるブラシレスモータ（以下、単にモータと称す）３に接続されている。
【００２０】
制御回路１１は、マイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと称す）１７を主体として構成されており、モータ３の駆動制御等の各動作は、マイコン１７に書き込まれたソフトウェアによって制御される。このマイコン１７は、発振器１８から出力される正弦波状の１００ＭＨｚのクロックを基準クロック信号として動作する。また、マイコン１７内には、高周波発振部１９が形成されており、この高周波発振部１９では、基準クロック信号に基づいて、４０ｋＨｚの矩形波状の高周波パルス信号が生成され、絶縁型作動電源回路１３（後述）に出力される。
【００２１】
また、制御回路１１には、図示はしないが、各ＩＧＢＴ１５ａ乃至１５ｆをスイッチング制御するための駆動回路が形成されており、駆動回路から出力される駆動信号は、各ＩＧＢＴ１５ａ乃至１５ｆのゲートに印加される。そして、制御回路１１には、図示はしないが、モータ３に装着された磁極位置センサから出力される回転情報信号が入力され、制御回路１１では、この回転情報信号に基づいて、モータ３の回転数を検出しながら、モータ３の回転制御が行われる。
【００２２】
絶縁型作動電源回路１３では、後述するように、４０ｋＨｚの高周波パルス信号に基づいて、直流電源及び制御電源とは絶縁された１５Ｖの直流の作動電源（以下、単に１５Ｖ作動電源と称す）が生成される。この１５Ｖ作動電源は、水漏れセンサ回路２に与えられる。
【００２３】
後述する水漏れセンサ回路２には、２個の電極２０ａ及び２０ｂが接続されている。これらの電極２０ａ及び２０ｂは、図示はしないが、食器洗い機の外箱底板上に装着されており、食器収容室がひび割れや破損等の異常により水漏れを起こしてこれらの電極２０ａ及び２０ｂ間に水が貯まることにより、水漏れを検出できるようになっている。水漏れセンサ回路２で検出される状態検出信号は、水漏れセンサ回路２とは絶縁された伝達回路１２（後述）を介して伝達されて、制御回路１１に出力される。これら直流電源回路９、スイッチング電源回路１０、制御回路１１、絶縁型作動電源回路１３、水漏れセンサ回路２及び伝達回路１２で、制御装置１が構成されている。
【００２４】
次に、図２を参照して、絶縁型作動電源回路１３、水漏れセンサ回路２、及び伝達回路１２について説明する。
絶縁型作動電源回路１３は、次のようにして構成されている。制御回路１１のマイコン１７内の高周波発振部１９から出力される高周波パルス信号の信号線２１は、抵抗２２の一方の端に接続されている。抵抗２２のもう一方の端は、ｎｐｎトランジスタ（以下、単にトランジスタと称す）２３のベースに接続されている。トランジスタ２３のコレクタは、パルストランス２４の一次巻線２４ａの一方の端に接続されている。一次巻線２４ａのもう一方の端は、１５Ｖ制御電源に接続されている。トランジスタ２３のエミッタは、グランドに接地されており、ベース、エミッタ間には、抵抗２５が接続されている。
【００２５】
パルストランス２４の二次巻線２４ｂの一方の端は、ダイオード２６のアノードに接続されており、ダイオード２６のカソードは、母線２７ａに接続されている。二次巻線２４ｂのもう一方の端は、母線２７ｂに接続されている。母線２７ａ及び２７ｂ間には、平滑化コンデンサ２８が接続されている。これらダイオード２６及び平滑化コンデンサ２８で整流回路２９が構成されている。このようにして、絶縁型作動電源回路１３が構成されている。
【００２６】
次に、水漏れセンサ回路２について説明する。母線２７ａには、電極２０ａが接続されている。母線２７ｂにも、抵抗３０を介して電極２０ｂが接続されている。また、電極２０ｂは、オペアンプ３１の非反転入力端子に接続されており、オペアンプ３１の反転入力端子は、出力端子と接続されることによって、電圧フォロア回路３２が形成されている。また、オペアンプ３１の出力端子は、コンパレータ３３の反転入力端子に接続されている。母線２７ａには、抵抗３４の一方の端が接続され、抵抗３４のもう一方の端は、母線３５に接続されている。この母線３５は、コンパレータ３３の非反転入力端子に接続されている。また、この母線３５には、抵抗３６の一方の端が接続され、抵抗３６のもう一方の端は、母線２７ｂに接続されている。
【００２７】
母線２７ａには、ｐｎｐトランジスタ（以下、端にトランジスタと称す）３７のエミッタが接続されている。トランジスタ３７のコレクタは、抵抗３８の一方の端に接続されている。トランジスタ３７のベースは、コンパレータ３３の出力端子と接続されている。抵抗３８のもう一方の端は、後述するフォトトランジスタ３９ａと共にフォトカプラ３９を構成するフォトダイオード３９ｂのアノードに接続されている。フォトダイオード３９ｂのカソードは、母線２７ｂに接続されている。尚、オペアンプ３１及びコンパレータ３３は、１５Ｖ作動電源で駆動される。このようにして、水漏れセンサ回路２が構成されている。
【００２８】
次に、伝達回路１２について説明する。フォトトランジスタ３９ａのエミッタは、グランドに接地されている。フォトトランジスタ３９ａのコレクタは、母線４０に接続されている。この母線４０は、抵抗４１を介して５Ｖ制御電源に接続されている。また、この母線４０は、水漏れセンサ回路２で検出される状態検出信号を出力するものであり、信号線４２を介して制御回路１１に出力される。このようにして、伝達回路１２が構成されている。
【００２９】
次に、本実施例の作用について、図３をも参照して説明する。
食器洗い機には、図示はしないが、メインスイッチが装着されており、メインスイッチを押すことにより、商用電源４は、直流電源回路９で約１４１Ｖの直流に変換され、この直流は、スイッチング電源回路１０及びインバータ回路１４に出力される。スイッチング電源回路１０では、５Ｖ制御電源及び１５Ｖ制御電源が生成され、５Ｖ制御電源は、制御回路１１及び伝達回路１２の電源入力端子に印加され、１５Ｖ制御電源は、絶縁型作動電源回路１３の電源入力端子に印加される。
【００３０】
制御回路１１では、５Ｖ制御電源の供給が開始されると、マイコン１７が初期化され、マイコン１７内に食器洗い機の制御プログラムが書き込まれ、食器洗い機は動作可能となる。食器洗い機には、図示しない複数のパネルスイッチが装着されており、使用者が、これらのパネルスイッチを押すことにより、食器を洗浄するなどの各種動作が実行される。
【００３１】
食器洗い機の洗浄行程は、大きく分けて、「予洗い」、「洗い」、「すすぎ」、「乾燥」行程の順で行われる。「予洗い」、「洗い」、「すすぎ」行程は、給水、洗い、すすぎ、排水の動作が、所定の期間、順序及び回数で行われるようになっている。給水時には、給水弁を開くことによって、食器収容室の内底部に洗浄用の水が貯水される。洗い及びすすぎ時には、モータ３を正転させることにより、食器収容室の内底部に貯水された水が、勢いよく噴射アームに給水される。噴射アームは、自身から噴出する水流で回転しながら、食器収容室内全体に水を噴出する。排水時には、モータ３を逆転させることにより、食器収容室の内底部に貯水された水が排水弁を通って、外部に流出する。「乾燥」行程は、ヒーターが作動し、ヒーターの熱をファンで食器収容室に送風するようにして行われる。そして、これらの行程が完了すると、終了ブザーが鳴って、使用者に洗浄完了を知らせるようになっている。
【００３２】
ところで、例えば、洗浄行程の動作期間中に、洗い、すすぎ、排水の動作工程に移ると、マイコン１７では、モータ３を駆動するための駆動信号が生成される。この駆動信号は、駆動回路で所定のレベルに変換されて、インバータ回路１４の各ＩＧＢＴ１５ａ乃至１５ｆのベースに印加される。このようにして、インバータ回路１４のスイッチング制御が行われ、モータ３が駆動する。このとき、マイコン１７では、磁極位置センサから出力される回転情報信号に基づいて、モータ３の回転数を検出しながら、モータ３が所定の回転数で回転するような制御が行われる。
【００３３】
次に、水漏れセンサ回路２の作用について説明する。マイコン１７内の高周波発振部１９では、図３（ａ）に示すように、マイコン１７内部のタイマーにより、１分間に１秒の間隔（この１秒間を、水漏れ検出期間と呼ぶこととする）で、４０ｋＨｚの矩形波状の高周波パルス信号が生成され、絶縁型作動電源回路１３に出力される。
【００３４】
絶縁型作動電源回路１３では、図２に示すように、高周波パルス信号が、トランジスタ２３のベースに印加される。このとき、トランジスタ２３のコレクタ、エミッタ間の電位差は、１５Ｖになっている。高周波パルス信号がロウレベルの時は、トランジスタ２３のベース、エミッタ間の電位差は０Ｖとなり、トランジスタ２３はオフとなる。この期間は、パルストランス２４の一次巻線２４ａに電流は流れない。高周波パルス信号がハイレベルの時は、トランジスタ２３のベース、エミッタ間の電位差が０．７Ｖ以上となり、トランジスタ２３はオンとなる。この期間は、パルストランス２４の一次巻線２４ａに電流が流れる。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、水漏れ検出期間でない場合には、パルストランス２４の一次巻線２４ａには電流は流れないので、作動電源は生成されず、水漏れセンサ回路２は動作しない。一方、水漏れ検出期間中には、高周波パルス信号によりトランジスタ２３が高速にオンオフを繰り返し、この繰り返し周波数と同じ間隔で、一次巻線２４ａにも、電流の導通と遮断が生じる。これにより、二次巻線２４ｂに周期的な誘起電圧が発生し、この誘起電圧は、平滑化コンデンサ２８で平滑化されて、１５Ｖの直流の作動電源（１５Ｖ作動電源）に変換され、水漏れセンサ回路２に出力される。このようにして、水漏れセンサ回路２は、水漏れ検出期間中のみ１５Ｖ作動電源を受けて駆動する。
【００３６】
次に、水漏れ検出期間中における水漏れセンサ回路２の作用について、電極２０ａ及び２０ｂ間に水が無い場合と、水が有る場合とに分けて説明する。
＜電極２０ａ及び２０ｂ間に水が無い場合の水漏れセンサ回路２の作用説明＞
電極２０ａ及び２０ｂ間に水が無い場合には、電極２０ａ及び２０ｂ間の抵抗値は無限大と推定され、コンパレータ３３の反転入力端子に印加される電位よりも、非反転入力端子に印加される電位の方が高くなる。これにより、コンパレータ３３の出力端子からは、ハイレベル信号が出力される。このとき、トランジスタ３７のベースには電流が流れないので、トランジスタ３７のコレクタ、エミッタ間は遮断され、状態検出信号を出力するためのフォトダイオード３９ｂには電流が流れず、フォトダイオード３９ｂはオフとなる。このフォトダイオード３９ｂがオフの期間中は、水漏れが検出されていないことを示している。
【００３７】
＜電極２０ａ及び２０ｂ間に水が有る場合の水漏れセンサ回路２の作用説明＞
電極２０ａ及び２０ｂ間に水が有る場合には、水の中のイオン等により、電極２０ａ及び２０ｂ間の抵抗値は、かなり小さくなる。このときの電極２０ａ及び２０ｂ間の抵抗値はほぼ零と推定すると、コンパレータ３３の非反転入力端子に印加される電位よりも、反転入力端子に印加される電位の方が高くなる。これにより、コンパレータ３３の出力端子からは、ロウレベル信号が出力される。このとき、トランジスタ３７のベースからコンパレータ３３の出力端子に向かって電流が流れるので、トランジスタ３７のコレクタ、エミッタ間は導通し、フォトダイオード３９ｂに電流が流れて、フォトダイオード３９ｂはオンとなる。このフォトダイオード３９ｂがオンの期間中は、水漏れが検出されたことを示している。
【００３８】
フォトダイオード３９ｂがオフの時は、伝達回路１２のフォトトランジスタ３９ａもオフとなり、このとき、信号線４２を介して制御回路１１に出力される状態検出信号は、ハイレベル信号となる。また、フォトダイオード３９ｂがオンの時は、フォトトランジスタ３９ａがオンするので、状態検出信号は、ロウレベル信号となる。従って、状態検出信号は、図３（ｃ）に示すような、アクティブロー信号となる。尚、図３は、水漏れ検出期間中に、電極２０ａ及び２０ｂ間に水が貯まり、状態検出信号がハイレベルからロウレベルに変化した時の様子を示したものである。
制御回路１１では、状態検出信号が、常時監視されており、ロウレベルになった瞬間に、水漏れが発生したと判定して、図示しない表示部に、水漏れが発生したことを表示するように動作する。
【００３９】
このように本実施例によれば、直流電源回路９により商用電源を直流電源に変換し、非絶縁型制御電源回路たるスイッチング電源回路１０により直流電源から２つの制御電源（５Ｖ制御電源及び１５Ｖ制御電源）制御電源を生成し、その一つの制御電源（５Ｖ制御電源）で制御回路１１及び伝達回路１２を駆動するようにした。そして、絶縁型作動電源回路１３において、高周波パルス信号でパルストランス２４を駆動させることにより、もう一つの制御電源（１５Ｖ制御電源）から直流電源及び制御電源とは絶縁された作動電源（１５Ｖ作動電源）を生成し、この１５Ｖ作動電源により、状態検出回路たる水漏れセンサ回路２を駆動するようにした。また、水漏れセンサ回路２で検出される状態検出信号も、水漏れセンサ回路２のフォトダイオード３９ｂ及び伝達回路１２内のフォトトランジスタ３９ａで構成されるフォトカプラ３９で制御回路１１に伝達されるように構成し、水漏れセンサ回路２は、制御装置１内の他の電気系統部とは、完全に絶縁されて駆動するようにした。
【００４０】
このような構成によれば、水漏れセンサ回路２を制御装置１内の他の電気系統部と完全に絶縁させることができる。また、直流電源回路９、スイッチング電源回路１０及び絶縁型作動電源回路１３は、小形で安価な部品で製造することができるので、制御装置１を小型化でき、製造コストを下げることができる。
また、水漏れセンサ回路２は、２つの電極２０ａ及び２０ｂ間の電気抵抗の変化を検出するように構成したので、外箱底板上に電極２０ａ及び２０ｂを設置することにより、食器収容室のひび割れや破損等の異常により水漏れが生じた場合にも、水漏れを迅速に検出して、使用者に知らせることができる。
【００４１】
また、水漏れセンサ回路２は、抵抗３４及び３６の抵抗値を調節することによって、コンパレータ３３の非反転入力端子に入力される電位のレベルを調節することができる。これにより、電極２０ａ及び２０ｂ間の距離や、水質による水の抵抗値の違いなどにより、電極２０ａ及び２０ｂ間に水が貯まった場合の電極２０ａ及び２０ｂ間の抵抗値が変化しても、電極２０ａ及び２０ｂ間の水の有無を正確に検出することができる。
【００４２】
また、絶縁型制御電源回路１３は、水漏れ検出期間の間だけ間欠的に高周波発振部１９で４０ｋＨｚの高調波パルス信号を生成し、この高調波パルス信号の周期で、パルストランス２４を駆動させ、パルストランス２４からの出力を整流回路２９で整流することにより作動電源を生成するようにしたので、パルストランス２４を構成する一次巻線２４ａ及び二次巻線２４ｂのインダクタンス成分を小さくすることができ、それ故、パルストランス２４を小型化することができる。また、パルストランス２４を水漏れ検出期間の間だけ間欠的に動作させて作動電源を生成するようにしたので、水漏れセンサ回路２を水漏れ検出期間の間だけ間欠的に動作させることができ、水漏れセンサ回路２を常に動作させるのに比べて消費電力を下げることができる。これにより、制御装置１全体の消費電力量の上昇を抑えることができる。
また、高周波発振部１９は、マイコン１７内に形成されるようにしたので、任意の周波数の高調波パルス信号を簡単に生成することができる。
【００４３】
［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について、図４を参照して説明する。
本第２の実施例の食器洗い機の制御装置１は、第１の実施例で示したものと同等である。但し、水漏れセンサ回路２は、制御装置１全体の負荷が所定値以下、即ち、制御装置１全体の消費電力が所定値以下の時に動作するように、マイコン１７のソフトウェアがプログラミングされている。図４は、食器洗い機の洗浄行程の動作期間中における水漏れセンサ回路２の動作期間を示すタイムチャートである。
【００４４】
水漏れセンサ回路２は、洗浄行程の動作期間中において、「予洗い」、「洗い」、「すすぎ」行程中の給水及び停止の動作時と、終了ブザー動作時に動作するようになっている。これら「予洗い」、「洗い」、「すすぎ」行程中の給水及び停止動作時、及び終了ブザー動作時になると、マイコン１７内の高周波発振部１９において高周波パルス信号が生成され、この高周波パルス信号に基づいて作動電源が生成され、水漏れセンサ回路２が駆動する。
【００４５】
このように本第２の実施例では、「予洗い」、「洗い」、「すすぎ」行程中のモータ３を駆動させる洗い、すすぎ及び排水の動作時や、「乾燥」工程中のヒーター駆動時などのような制御装置１全体の負荷が所定値を超えるときには、水漏れセンサ回路２を動作させないようにして、制御装置１全体の負荷が所定値以下のときにだけ、水漏れセンサ回路２を動作させるようにした。このような構成によれば、制御装置１全体の最大消費電力の上昇を抑えることができるとともに、電力を有効に使うことができる。
【００４６】
［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について、図５を参照して説明する。尚、本第３の実施例の制御装置１は、状態検出回路たる水漏れセンサ回路４３のみ第１の実施例の制御装置１とは異なるものであるので、以下、図５を参照して、水漏れセンサ回路４３について説明する。
【００４７】
母線２７ａには、抵抗４４の一方の端が接続されている。抵抗４４のもう一方の端には、伝達回路１２のフォトトランジスタ３９ａとフォトカプラ３９を構成するフォトダイオード４５のアノードが接続されている。フォトダイオード４５のカソードは、母線４６に接続されている。母線４６には、非常に大きな抵抗値を有する抵抗４７の一方の端が接続され、この抵抗４７のもう一方の端は、母線２７ｂに接続されている。母線４６及び２７ｂには、電極４８ａ及び４８ｂが接続されている。このようにして、水漏れセンサ回路４３が構成されている。
【００４８】
次に、本第３の実施例の作用について説明する。尚、水漏れ検出期間の設定は、第１の実施例と同様であるものとし、以下、水漏れ検出期間中における水漏れセンサ回路４３の作用について、電極４８ａ及び４８ｂ間に水が無い場合と、水が有る場合とに分けて説明する。
【００４９】
＜電極４８ａ及び４８ｂ間に水が無い場合の水漏れセンサ回路４３の作用説明＞電極４８ａ及び４８ｂ間に水が無い場合には、電極４８ａ及び４８ｂ間の抵抗値は、抵抗４７による抵抗値となる。この抵抗４７は、非常に大きな抵抗値をもつので、フォトダイオード４５には、発光しない程度の微少電流が流れる。従って、伝達回路１２のフォトトランジスタ３９ａもオフとなり、第１の実施例と同様にして、信号線４２を介して制御回路１１に出力される状態検出信号は、ハイレベル信号となる。これにより、制御回路１１では、水漏れは発生していないと判定される。
【００５０】
＜電極４８ａ及び４８ｂ間に水が有る場合の水漏れセンサ回路４３の作用説明＞電極４８ａ及び４８ｂ間に水が有る場合には、電極４８ａ及び４８ｂ間はほぼ短絡したと考えられるので、電極４８ａ及び４８ｂ間の抵抗値は、ほぼ零となる。このとき、フォトダイオード４５には十分発光する程度の電流が流れる。従って、伝達回路１２のフォトトランジスタ３９ａもオンとなり、第１の実施例と同様にして、信号線４２を介して制御回路１１に出力される状態検出信号は、ロウレベル信号となる。これにより、制御回路１１では、水漏れが発生したと判定して、図示しない表示部に、水漏れが発生したことを表示するように動作する。
【００５１】
このような構成によれば、第１の実施例で示した水漏れセンサ回路２よりも、部品数を少なくして、水漏れセンサ回路４３を構成することができる。従って、制御装置１を更に小型化でき、製造コストを下げることができる。
【００５２】
尚、本発明は、上記し、且つ図面に示す実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形、拡張が可能である。
上記実施例では、食器洗い機に適用したが、これに限定されるものではなく、洗濯機や洗濯乾燥機等の洗浄機全般に適用できる。
上記実施例では、状態検出回路を水漏れセンサ回路に適用したが、これに限定されるものではなく、水位センサに適用してもよい。この場合には、電極を３個以上の複数にして、水位を検出したい位置に各電極を設置するようにして、複数の水位を検出するように構成してもよい。
【００５３】
上記実施例では、状態検出回路は、２個の電極を有し、これら電極間の電気抵抗の変化を検出するように構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、磁場の変化をコイルで検出したり、光量の変化を光電変換素子で検出するような構成としてもよい。要は、状態の変化を電圧或いは電流の変化に変換し、これら電圧或いは電流の変化を検出するようなものであればよく、状態検出回路が、制御装置内の他の電気系統部と絶縁されていればよい。
【００５４】
上記実施例では、絶縁型作動電源回路は、高周波発振部、パルストランス及び整流回路で構成したが、これに限定されるものではなく、制御電源とは絶縁された作動電源を生成する構成であればよい。
上記実施例では、高周波発振部は、マイコン内の形成するようにしたが、これに限定されるものではなく、専用の高周波発振部をディスクリートに構成するようにしてもよい。
上記実施例では、高周波発振部により生成される高周波パルス信号の発信周波数は、４０ｋＨｚとしたが、これに限定されるものではなく、１５ｋＨｚ以上であればよく、これにより、パルストランスを小型化できる。
【００５５】
上記実施例では、インバータ回路によりモータを駆動制御する構成を示したが、これは必要に応じて構成すればよい。
上記実施例では、非絶縁型制御電源回路は、スイッチング電源回路で構成するようにしたが、これに限定されるものではなく、ＤＣ−ＤＣコンバータ全般を適用できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上の記述で明らかなように、本発明の洗浄機の制御装置は、非絶縁型制御電源回路で生成された制御電源に基づいて、絶縁型作動電源回路でこの制御電源とは電気的に絶縁された作動電源を生成し、この作動電源で状態検出回路を駆動するようにして、状態検出回路と制御装置内の直流電源との絶縁を図るようにした。これにより、状態検出回路の絶縁性を高めることができる。また、非絶縁型制御電源回路及び絶縁型作動電源回路を、小形で安価な部品で製造することができるので、全体として小型化でき、製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す食器洗い機の制御装置の構成を示す図
【図２】絶縁型作動電源回路、水漏れセンサ回路及び伝達回路の構成を示す回路図
【図３】水漏れ検出を示すタイムチャート図
【図４】本発明の第２の実施例の洗浄行程を示すタイムチャート図
【図５】本発明の第３の実施例を示す水漏れセンサ回路の回路図
【符号の説明】
図面中、１は食器洗い機の制御装置（洗浄機の制御装置）、２，４３は水漏れセンサ回路（状態検出回路）、４は商用電源、９は直流電源回路、１０はスイッチング電源回路（非絶縁型制御電源回路）、１１は制御回路、１２は伝達回路、１３は絶縁型作動電源回路、１４はインバータ回路、１７はマイクロコンピュータ、１９は高周波発信部、２０ａ，２０ｂ，４８ａ，４８ｂは電極、２４はパルストランス、２９は整流回路、３１はオペアンプ、３３はコンパレータ、３９はフォトカプラを示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型で、電気絶縁性に優れた状態検出を可能とする洗浄機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、洗浄機例えば食器洗い機の制御装置には、貯水槽等のひび割れや破損等の異常による少量の水漏れを検出するための水漏れセンサが装着されている。電気的な検出方法で構成される水漏れセンサ（以下、単にセンサと称す）としては、複数の電極を水漏れを検出したい場所（例えば外箱底板上）に設置し、電極間の水の有無を電気抵抗の変化として検出するものが一般的に使用されている。
【０００３】
このような電極を用いたセンサを搭載した食器洗い機においては、商用電源を降圧トランスで降圧整流して、夫々電圧の異なる制御電源及び作動電源を得、制御電源をマイクロコンピュータを主体とする制御回路に与え、作動電源をセンサ回路に与えるようにしている。ところが、降圧トランスを構成する巻線は、インダクタンス成分の大きなものが必要となり、降圧トランスが大型化するという欠点があった。
【０００４】
ところで、近年の食器洗い機は、高性能化を図るため、インバータによりモータを駆動制御するタイプが増加している。このタイプの食器洗い機では、電源部は、例えば、ブリッジ回路及び平滑化コンデンサで商用電源を直流に変換してインバータを駆動する直流電源（駆動電源）を生成し、この直流電源に基づいてスイッチング電源回路より、制御電源及び作動電源を生成するようにしている。従って、大形の降圧トランスを用いる必要がなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インバータを駆動する直流電源に基づいてスイッチング電源回路より制御電源及び作動電源を生成するようにした食器洗い機は、スイッチング電源回路のスイッチング素子が万が一短絡故障を生じた場合に、駆動電源の高い直流電圧がそのまま作動電源となってセンサ回路に印加されてしまうという事態が発生する可能性がある。
【０００６】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、電気絶縁性に優れた状態検出を可能とする洗浄機の制御装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の洗浄機の制御装置は、商用電源を整流して直流電源を生成し、これを洗浄用のモータを駆動するインバータ回路に供給する直流電源回路と、この直流電源回路で生成された直流電源から制御電源を生成する非絶縁型制御電源回路と、マイクロコンピュータを主体として構成され、前記非絶縁型制御電源回路からの制御電源が与えられて所定の動作を制御する制御回路と、前記非絶縁型制御電源回路で生成された制御電源から、これとは電気的に絶縁された作動電源を生成する絶縁型作動電源回路と、この絶縁型作動電源回路からの作動電源が与えられて所定の状態を状態検出信号として検出する状態検出回路と、この状態検出回路とは電気的に絶縁され、前記状態検出信号を前記制御回路に伝達する伝達回路とを具備することを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、直流電源及び制御電源と絶縁された作動電源によって状態検出回路を駆動することにより、状態検出回路を直流電源と絶縁させることができる。
【０００９】
請求項２記載の洗浄機の制御装置は、状態検出回路が、複数の電極を有し、これら電極間の電気抵抗の変化を検出することを特徴とする。
このような構成によれば、例えば、貯水槽等のひび割れや破損等の異常により水漏れが生じる可能性のある場所に電極を設置することにより、貯水槽等からの水漏れを検出したり、貯水槽等の水位を検出したい位置に電極を設置することにより、貯水槽内等の水の水位を検出したりすることができる。
【００１０】
請求項３記載の洗浄機の制御装置は、絶縁型作動電源回路が、高周波発振部と、この高周波発振部から出力される高周波パルス信号に基づいて動作するパルストランスと、このパルストランスからの出力を整流する整流回路とで構成され、前記パルストランスは、所定の周期で間欠的に動作、非動作を繰り返すように制御されることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、パルストランスに高周波パルス信号を入力するようにしたので、パルストランスを構成する巻線のインダクタンス成分を小さくすることができ、パルストランスを小型化することができる。これにより、制御装置全体の大きさを小さくすることができる。また、パルストランスを所定の周期で間欠的に動作させるようにしたので、作動電源を所定の周期で間欠的に生成することができ、状態検出回路を所定の周期で間欠的に動作させることができる。これにより、状態検出回路を常に動作させるのに比べて消費電力を下げることができる。従って、制御装置全体の消費電力量の上昇を抑えることができる。
【００１２】
請求項４記載の洗浄機の制御装置は、絶縁型作動電源回路が、高周波発振部と、この高周波発振部から出力される高周波パルス信号に基づいて動作するパルストランスと、このパルストランスからの出力を整流する整流回路とで構成され、前記パルストランスは、全体の負荷が所定値以下のときにだけ動作することを特徴とする。
このような構成によれば、制御装置全体の負荷が所定値以下のときにだけ、状態検出回路を動作させることができるので、制御装置全体の最大消費電力の上昇を抑えることができるとともに、電力を有効に使うことができる。
【００１３】
請求項５記載の洗浄機の制御装置は、高周波発振部が、基準クロック信号により動作するマイクロコンピュータ内に形成され、基準クロック信号に基づいて高周波パルス信号が生成されることを特徴とする。
このような構成によれば、特別に高周波発振回路を設ける必要がない。
【００１４】
請求項６記載の洗浄機の制御装置は、高周波発振部から出力される高周波パルス信号の発振周波数が、１５ｋＨｚ以上であることを特徴とする。
このような構成によれば、パルストランスに入力される高周波パルス信号が１５ｋＨｚ以上の高周波になるので、パルストランスを構成するコイルのインダクタンス成分を下げることができ、これにより、パルストランスを小型化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施例］
以下、本発明の第１の実施例について、図１乃至図３を参照して説明する。尚、図１は、洗浄機たる食器洗い機の制御装置１を示しているが、この食器洗い機には、状態検出回路たる水漏れセンサ回路２、及びインバータで駆動制御されるポンプモータ３（後述）が搭載されており、従って、図１は、主に、水漏れセンサ２及びポンプモータ３の機能に関わる構成についてのみ示しており、他の種々の動作に関しては、説明を省略することとする。
【００１６】
食器洗い機は、図示はしないが、矩形状の外箱の内部に貯水槽たる食器収容室が形成され、上部に蓋をかぶせるようにして構成されている。また、食器収容室には、給水弁、排水弁、ポンプモータ３の装着されたポンプ及び噴射アームが設置されている。この噴射アームは、筒状の管に前記ポンプからの水を噴出するための複数の穴が形成されたものであり、食器収容室の内底部に水平に設置されている。また、食器洗い機には、ヒーター、ヒーターの熱を食器収容室内に送風するファン及びファンモーター、終了ブザー等が設置されている。
【００１７】
図１に示すように、１００Ｖの商用電源４は、交流母線５ａ及び５ｂを介してブリッジ回路６の交流入力端子に接続されている。ブリッジ回路６の直流出力端子は、母線７ａ及び７ｂに接続されている。母線７ａ及び７ｂには、平滑化コンデンサ８が接続されており、これらブリッジ回路６及び平滑化コンデンサ８で、直流電源回路９が構成されている。
【００１８】
また、母線７ａ及び７ｂには、非絶縁型制御電源回路たるスイッチング電源回路１０の直流入力端子が接続されている。このスイッチング電源回路１０では、５Ｖ及び１５Ｖの直流の制御電源（以下、単に５Ｖ制御電源及び１５Ｖ制御電源と称す）が生成される。即ち、スイッチング電源回路１０は、直流電源回路９からの１４１Ｖの直流電源電圧を第１段のスイッチング素子によりＰＷＭ制御し且つ平滑することにより１５Ｖ制御電源を生成し、更に、この１５Ｖ制御電源を第２段のスイッチング素子によりＰＷＭ制御し且つ平滑することにより５Ｖ制御電源を生成する。そして、５Ｖ制御電源は、制御回路１１及び伝達回路１２の電源入力端子に与えられ、１５Ｖ制御電源は、絶縁型作動電源回路１３の電源入力端子に与えられる。
【００１９】
また、母線７ａ及び７ｂには、インバータ回路１４の直流入力端子が接続されている。インバータ回路１４は、６個のＩＧＢＴ１５ａ乃至１５ｆが三相ブリッジ接続され、各ＩＧＢＴ１５ａ乃至１５ｆにフライホイールダイオード１６ａ乃至１６ｆが並列接続されて構成されている。インバータ回路１４の交流出力端子は、ポンプモータたるブラシレスモータ（以下、単にモータと称す）３に接続されている。
【００２０】
制御回路１１は、マイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと称す）１７を主体として構成されており、モータ３の駆動制御等の各動作は、マイコン１７に書き込まれたソフトウェアによって制御される。このマイコン１７は、発振器１８から出力される正弦波状の１００ＭＨｚのクロックを基準クロック信号として動作する。また、マイコン１７内には、高周波発振部１９が形成されており、この高周波発振部１９では、基準クロック信号に基づいて、４０ｋＨｚの矩形波状の高周波パルス信号が生成され、絶縁型作動電源回路１３（後述）に出力される。
【００２１】
また、制御回路１１には、図示はしないが、各ＩＧＢＴ１５ａ乃至１５ｆをスイッチング制御するための駆動回路が形成されており、駆動回路から出力される駆動信号は、各ＩＧＢＴ１５ａ乃至１５ｆのゲートに印加される。そして、制御回路１１には、図示はしないが、モータ３に装着された磁極位置センサから出力される回転情報信号が入力され、制御回路１１では、この回転情報信号に基づいて、モータ３の回転数を検出しながら、モータ３の回転制御が行われる。
【００２２】
絶縁型作動電源回路１３では、後述するように、４０ｋＨｚの高周波パルス信号に基づいて、直流電源及び制御電源とは絶縁された１５Ｖの直流の作動電源（以下、単に１５Ｖ作動電源と称す）が生成される。この１５Ｖ作動電源は、水漏れセンサ回路２に与えられる。
【００２３】
後述する水漏れセンサ回路２には、２個の電極２０ａ及び２０ｂが接続されている。これらの電極２０ａ及び２０ｂは、図示はしないが、食器洗い機の外箱底板上に装着されており、食器収容室がひび割れや破損等の異常により水漏れを起こしてこれらの電極２０ａ及び２０ｂ間に水が貯まることにより、水漏れを検出できるようになっている。水漏れセンサ回路２で検出される状態検出信号は、水漏れセンサ回路２とは絶縁された伝達回路１２（後述）を介して伝達されて、制御回路１１に出力される。これら直流電源回路９、スイッチング電源回路１０、制御回路１１、絶縁型作動電源回路１３、水漏れセンサ回路２及び伝達回路１２で、制御装置１が構成されている。
【００２４】
次に、図２を参照して、絶縁型作動電源回路１３、水漏れセンサ回路２、及び伝達回路１２について説明する。
絶縁型作動電源回路１３は、次のようにして構成されている。制御回路１１のマイコン１７内の高周波発振部１９から出力される高周波パルス信号の信号線２１は、抵抗２２の一方の端に接続されている。抵抗２２のもう一方の端は、ｎｐｎトランジスタ（以下、単にトランジスタと称す）２３のベースに接続されている。トランジスタ２３のコレクタは、パルストランス２４の一次巻線２４ａの一方の端に接続されている。一次巻線２４ａのもう一方の端は、１５Ｖ制御電源に接続されている。トランジスタ２３のエミッタは、グランドに接地されており、ベース、エミッタ間には、抵抗２５が接続されている。
【００２５】
パルストランス２４の二次巻線２４ｂの一方の端は、ダイオード２６のアノードに接続されており、ダイオード２６のカソードは、母線２７ａに接続されている。二次巻線２４ｂのもう一方の端は、母線２７ｂに接続されている。母線２７ａ及び２７ｂ間には、平滑化コンデンサ２８が接続されている。これらダイオード２６及び平滑化コンデンサ２８で整流回路２９が構成されている。このようにして、絶縁型作動電源回路１３が構成されている。
【００２６】
次に、水漏れセンサ回路２について説明する。母線２７ａには、電極２０ａが接続されている。母線２７ｂにも、抵抗３０を介して電極２０ｂが接続されている。また、電極２０ｂは、オペアンプ３１の非反転入力端子に接続されており、オペアンプ３１の反転入力端子は、出力端子と接続されることによって、電圧フォロア回路３２が形成されている。また、オペアンプ３１の出力端子は、コンパレータ３３の反転入力端子に接続されている。母線２７ａには、抵抗３４の一方の端が接続され、抵抗３４のもう一方の端は、母線３５に接続されている。この母線３５は、コンパレータ３３の非反転入力端子に接続されている。また、この母線３５には、抵抗３６の一方の端が接続され、抵抗３６のもう一方の端は、母線２７ｂに接続されている。
【００２７】
母線２７ａには、ｐｎｐトランジスタ（以下、端にトランジスタと称す）３７のエミッタが接続されている。トランジスタ３７のコレクタは、抵抗３８の一方の端に接続されている。トランジスタ３７のベースは、コンパレータ３３の出力端子と接続されている。抵抗３８のもう一方の端は、後述するフォトトランジスタ３９ａと共にフォトカプラ３９を構成するフォトダイオード３９ｂのアノードに接続されている。フォトダイオード３９ｂのカソードは、母線２７ｂに接続されている。尚、オペアンプ３１及びコンパレータ３３は、１５Ｖ作動電源で駆動される。このようにして、水漏れセンサ回路２が構成されている。
【００２８】
次に、伝達回路１２について説明する。フォトトランジスタ３９ａのエミッタは、グランドに接地されている。フォトトランジスタ３９ａのコレクタは、母線４０に接続されている。この母線４０は、抵抗４１を介して５Ｖ制御電源に接続されている。また、この母線４０は、水漏れセンサ回路２で検出される状態検出信号を出力するものであり、信号線４２を介して制御回路１１に出力される。このようにして、伝達回路１２が構成されている。
【００２９】
次に、本実施例の作用について、図３をも参照して説明する。
食器洗い機には、図示はしないが、メインスイッチが装着されており、メインスイッチを押すことにより、商用電源４は、直流電源回路９で約１４１Ｖの直流に変換され、この直流は、スイッチング電源回路１０及びインバータ回路１４に出力される。スイッチング電源回路１０では、５Ｖ制御電源及び１５Ｖ制御電源が生成され、５Ｖ制御電源は、制御回路１１及び伝達回路１２の電源入力端子に印加され、１５Ｖ制御電源は、絶縁型作動電源回路１３の電源入力端子に印加される。
【００３０】
制御回路１１では、５Ｖ制御電源の供給が開始されると、マイコン１７が初期化され、マイコン１７内に食器洗い機の制御プログラムが書き込まれ、食器洗い機は動作可能となる。食器洗い機には、図示しない複数のパネルスイッチが装着されており、使用者が、これらのパネルスイッチを押すことにより、食器を洗浄するなどの各種動作が実行される。
【００３１】
食器洗い機の洗浄行程は、大きく分けて、「予洗い」、「洗い」、「すすぎ」、「乾燥」行程の順で行われる。「予洗い」、「洗い」、「すすぎ」行程は、給水、洗い、すすぎ、排水の動作が、所定の期間、順序及び回数で行われるようになっている。給水時には、給水弁を開くことによって、食器収容室の内底部に洗浄用の水が貯水される。洗い及びすすぎ時には、モータ３を正転させることにより、食器収容室の内底部に貯水された水が、勢いよく噴射アームに給水される。噴射アームは、自身から噴出する水流で回転しながら、食器収容室内全体に水を噴出する。排水時には、モータ３を逆転させることにより、食器収容室の内底部に貯水された水が排水弁を通って、外部に流出する。「乾燥」行程は、ヒーターが作動し、ヒーターの熱をファンで食器収容室に送風するようにして行われる。そして、これらの行程が完了すると、終了ブザーが鳴って、使用者に洗浄完了を知らせるようになっている。
【００３２】
ところで、例えば、洗浄行程の動作期間中に、洗い、すすぎ、排水の動作工程に移ると、マイコン１７では、モータ３を駆動するための駆動信号が生成される。この駆動信号は、駆動回路で所定のレベルに変換されて、インバータ回路１４の各ＩＧＢＴ１５ａ乃至１５ｆのベースに印加される。このようにして、インバータ回路１４のスイッチング制御が行われ、モータ３が駆動する。このとき、マイコン１７では、磁極位置センサから出力される回転情報信号に基づいて、モータ３の回転数を検出しながら、モータ３が所定の回転数で回転するような制御が行われる。
【００３３】
次に、水漏れセンサ回路２の作用について説明する。マイコン１７内の高周波発振部１９では、図３（ａ）に示すように、マイコン１７内部のタイマーにより、１分間に１秒の間隔（この１秒間を、水漏れ検出期間と呼ぶこととする）で、４０ｋＨｚの矩形波状の高周波パルス信号が生成され、絶縁型作動電源回路１３に出力される。
【００３４】
絶縁型作動電源回路１３では、図２に示すように、高周波パルス信号が、トランジスタ２３のベースに印加される。このとき、トランジスタ２３のコレクタ、エミッタ間の電位差は、１５Ｖになっている。高周波パルス信号がロウレベルの時は、トランジスタ２３のベース、エミッタ間の電位差は０Ｖとなり、トランジスタ２３はオフとなる。この期間は、パルストランス２４の一次巻線２４ａに電流は流れない。高周波パルス信号がハイレベルの時は、トランジスタ２３のベース、エミッタ間の電位差が０．７Ｖ以上となり、トランジスタ２３はオンとなる。この期間は、パルストランス２４の一次巻線２４ａに電流が流れる。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、水漏れ検出期間でない場合には、パルストランス２４の一次巻線２４ａには電流は流れないので、作動電源は生成されず、水漏れセンサ回路２は動作しない。一方、水漏れ検出期間中には、高周波パルス信号によりトランジスタ２３が高速にオンオフを繰り返し、この繰り返し周波数と同じ間隔で、一次巻線２４ａにも、電流の導通と遮断が生じる。これにより、二次巻線２４ｂに周期的な誘起電圧が発生し、この誘起電圧は、平滑化コンデンサ２８で平滑化されて、１５Ｖの直流の作動電源（１５Ｖ作動電源）に変換され、水漏れセンサ回路２に出力される。このようにして、水漏れセンサ回路２は、水漏れ検出期間中のみ１５Ｖ作動電源を受けて駆動する。
【００３６】
次に、水漏れ検出期間中における水漏れセンサ回路２の作用について、電極２０ａ及び２０ｂ間に水が無い場合と、水が有る場合とに分けて説明する。
＜電極２０ａ及び２０ｂ間に水が無い場合の水漏れセンサ回路２の作用説明＞
電極２０ａ及び２０ｂ間に水が無い場合には、電極２０ａ及び２０ｂ間の抵抗値は無限大と推定され、コンパレータ３３の反転入力端子に印加される電位よりも、非反転入力端子に印加される電位の方が高くなる。これにより、コンパレータ３３の出力端子からは、ハイレベル信号が出力される。このとき、トランジスタ３７のベースには電流が流れないので、トランジスタ３７のコレクタ、エミッタ間は遮断され、状態検出信号を出力するためのフォトダイオード３９ｂには電流が流れず、フォトダイオード３９ｂはオフとなる。このフォトダイオード３９ｂがオフの期間中は、水漏れが検出されていないことを示している。
【００３７】
＜電極２０ａ及び２０ｂ間に水が有る場合の水漏れセンサ回路２の作用説明＞
電極２０ａ及び２０ｂ間に水が有る場合には、水の中のイオン等により、電極２０ａ及び２０ｂ間の抵抗値は、かなり小さくなる。このときの電極２０ａ及び２０ｂ間の抵抗値はほぼ零と推定すると、コンパレータ３３の非反転入力端子に印加される電位よりも、反転入力端子に印加される電位の方が高くなる。これにより、コンパレータ３３の出力端子からは、ロウレベル信号が出力される。このとき、トランジスタ３７のベースからコンパレータ３３の出力端子に向かって電流が流れるので、トランジスタ３７のコレクタ、エミッタ間は導通し、フォトダイオード３９ｂに電流が流れて、フォトダイオード３９ｂはオンとなる。このフォトダイオード３９ｂがオンの期間中は、水漏れが検出されたことを示している。
【００３８】
フォトダイオード３９ｂがオフの時は、伝達回路１２のフォトトランジスタ３９ａもオフとなり、このとき、信号線４２を介して制御回路１１に出力される状態検出信号は、ハイレベル信号となる。また、フォトダイオード３９ｂがオンの時は、フォトトランジスタ３９ａがオンするので、状態検出信号は、ロウレベル信号となる。従って、状態検出信号は、図３（ｃ）に示すような、アクティブロー信号となる。尚、図３は、水漏れ検出期間中に、電極２０ａ及び２０ｂ間に水が貯まり、状態検出信号がハイレベルからロウレベルに変化した時の様子を示したものである。
制御回路１１では、状態検出信号が、常時監視されており、ロウレベルになった瞬間に、水漏れが発生したと判定して、図示しない表示部に、水漏れが発生したことを表示するように動作する。
【００３９】
このように本実施例によれば、直流電源回路９により商用電源を直流電源に変換し、非絶縁型制御電源回路たるスイッチング電源回路１０により直流電源から２つの制御電源（５Ｖ制御電源及び１５Ｖ制御電源）制御電源を生成し、その一つの制御電源（５Ｖ制御電源）で制御回路１１及び伝達回路１２を駆動するようにした。そして、絶縁型作動電源回路１３において、高周波パルス信号でパルストランス２４を駆動させることにより、もう一つの制御電源（１５Ｖ制御電源）から直流電源及び制御電源とは絶縁された作動電源（１５Ｖ作動電源）を生成し、この１５Ｖ作動電源により、状態検出回路たる水漏れセンサ回路２を駆動するようにした。また、水漏れセンサ回路２で検出される状態検出信号も、水漏れセンサ回路２のフォトダイオード３９ｂ及び伝達回路１２内のフォトトランジスタ３９ａで構成されるフォトカプラ３９で制御回路１１に伝達されるように構成し、水漏れセンサ回路２は、制御装置１内の他の電気系統部とは、完全に絶縁されて駆動するようにした。
【００４０】
このような構成によれば、水漏れセンサ回路２を制御装置１内の他の電気系統部と完全に絶縁させることができる。また、直流電源回路９、スイッチング電源回路１０及び絶縁型作動電源回路１３は、小形で安価な部品で製造することができるので、制御装置１を小型化でき、製造コストを下げることができる。
また、水漏れセンサ回路２は、２つの電極２０ａ及び２０ｂ間の電気抵抗の変化を検出するように構成したので、外箱底板上に電極２０ａ及び２０ｂを設置することにより、食器収容室のひび割れや破損等の異常により水漏れが生じた場合にも、水漏れを迅速に検出して、使用者に知らせることができる。
【００４１】
また、水漏れセンサ回路２は、抵抗３４及び３６の抵抗値を調節することによって、コンパレータ３３の非反転入力端子に入力される電位のレベルを調節することができる。これにより、電極２０ａ及び２０ｂ間の距離や、水質による水の抵抗値の違いなどにより、電極２０ａ及び２０ｂ間に水が貯まった場合の電極２０ａ及び２０ｂ間の抵抗値が変化しても、電極２０ａ及び２０ｂ間の水の有無を正確に検出することができる。
【００４２】
また、絶縁型制御電源回路１３は、水漏れ検出期間の間だけ間欠的に高周波発振部１９で４０ｋＨｚの高調波パルス信号を生成し、この高調波パルス信号の周期で、パルストランス２４を駆動させ、パルストランス２４からの出力を整流回路２９で整流することにより作動電源を生成するようにしたので、パルストランス２４を構成する一次巻線２４ａ及び二次巻線２４ｂのインダクタンス成分を小さくすることができ、それ故、パルストランス２４を小型化することができる。また、パルストランス２４を水漏れ検出期間の間だけ間欠的に動作させて作動電源を生成するようにしたので、水漏れセンサ回路２を水漏れ検出期間の間だけ間欠的に動作させることができ、水漏れセンサ回路２を常に動作させるのに比べて消費電力を下げることができる。これにより、制御装置１全体の消費電力量の上昇を抑えることができる。
また、高周波発振部１９は、マイコン１７内に形成されるようにしたので、任意の周波数の高調波パルス信号を簡単に生成することができる。
【００４３】
［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について、図４を参照して説明する。
本第２の実施例の食器洗い機の制御装置１は、第１の実施例で示したものと同等である。但し、水漏れセンサ回路２は、制御装置１全体の負荷が所定値以下、即ち、制御装置１全体の消費電力が所定値以下の時に動作するように、マイコン１７のソフトウェアがプログラミングされている。図４は、食器洗い機の洗浄行程の動作期間中における水漏れセンサ回路２の動作期間を示すタイムチャートである。
【００４４】
水漏れセンサ回路２は、洗浄行程の動作期間中において、「予洗い」、「洗い」、「すすぎ」行程中の給水及び停止の動作時と、終了ブザー動作時に動作するようになっている。これら「予洗い」、「洗い」、「すすぎ」行程中の給水及び停止動作時、及び終了ブザー動作時になると、マイコン１７内の高周波発振部１９において高周波パルス信号が生成され、この高周波パルス信号に基づいて作動電源が生成され、水漏れセンサ回路２が駆動する。
【００４５】
このように本第２の実施例では、「予洗い」、「洗い」、「すすぎ」行程中のモータ３を駆動させる洗い、すすぎ及び排水の動作時や、「乾燥」工程中のヒーター駆動時などのような制御装置１全体の負荷が所定値を超えるときには、水漏れセンサ回路２を動作させないようにして、制御装置１全体の負荷が所定値以下のときにだけ、水漏れセンサ回路２を動作させるようにした。このような構成によれば、制御装置１全体の最大消費電力の上昇を抑えることができるとともに、電力を有効に使うことができる。
【００４６】
［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について、図５を参照して説明する。尚、本第３の実施例の制御装置１は、状態検出回路たる水漏れセンサ回路４３のみ第１の実施例の制御装置１とは異なるものであるので、以下、図５を参照して、水漏れセンサ回路４３について説明する。
【００４７】
母線２７ａには、抵抗４４の一方の端が接続されている。抵抗４４のもう一方の端には、伝達回路１２のフォトトランジスタ３９ａとフォトカプラ３９を構成するフォトダイオード４５のアノードが接続されている。フォトダイオード４５のカソードは、母線４６に接続されている。母線４６には、非常に大きな抵抗値を有する抵抗４７の一方の端が接続され、この抵抗４７のもう一方の端は、母線２７ｂに接続されている。母線４６及び２７ｂには、電極４８ａ及び４８ｂが接続されている。このようにして、水漏れセンサ回路４３が構成されている。
【００４８】
次に、本第３の実施例の作用について説明する。尚、水漏れ検出期間の設定は、第１の実施例と同様であるものとし、以下、水漏れ検出期間中における水漏れセンサ回路４３の作用について、電極４８ａ及び４８ｂ間に水が無い場合と、水が有る場合とに分けて説明する。
【００４９】
＜電極４８ａ及び４８ｂ間に水が無い場合の水漏れセンサ回路４３の作用説明＞電極４８ａ及び４８ｂ間に水が無い場合には、電極４８ａ及び４８ｂ間の抵抗値は、抵抗４７による抵抗値となる。この抵抗４７は、非常に大きな抵抗値をもつので、フォトダイオード４５には、発光しない程度の微少電流が流れる。従って、伝達回路１２のフォトトランジスタ３９ａもオフとなり、第１の実施例と同様にして、信号線４２を介して制御回路１１に出力される状態検出信号は、ハイレベル信号となる。これにより、制御回路１１では、水漏れは発生していないと判定される。
【００５０】
＜電極４８ａ及び４８ｂ間に水が有る場合の水漏れセンサ回路４３の作用説明＞電極４８ａ及び４８ｂ間に水が有る場合には、電極４８ａ及び４８ｂ間はほぼ短絡したと考えられるので、電極４８ａ及び４８ｂ間の抵抗値は、ほぼ零となる。このとき、フォトダイオード４５には十分発光する程度の電流が流れる。従って、伝達回路１２のフォトトランジスタ３９ａもオンとなり、第１の実施例と同様にして、信号線４２を介して制御回路１１に出力される状態検出信号は、ロウレベル信号となる。これにより、制御回路１１では、水漏れが発生したと判定して、図示しない表示部に、水漏れが発生したことを表示するように動作する。
【００５１】
このような構成によれば、第１の実施例で示した水漏れセンサ回路２よりも、部品数を少なくして、水漏れセンサ回路４３を構成することができる。従って、制御装置１を更に小型化でき、製造コストを下げることができる。
【００５２】
尚、本発明は、上記し、且つ図面に示す実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形、拡張が可能である。
上記実施例では、食器洗い機に適用したが、これに限定されるものではなく、洗濯機や洗濯乾燥機等の洗浄機全般に適用できる。
上記実施例では、状態検出回路を水漏れセンサ回路に適用したが、これに限定されるものではなく、水位センサに適用してもよい。この場合には、電極を３個以上の複数にして、水位を検出したい位置に各電極を設置するようにして、複数の水位を検出するように構成してもよい。
【００５３】
上記実施例では、状態検出回路は、２個の電極を有し、これら電極間の電気抵抗の変化を検出するように構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、磁場の変化をコイルで検出したり、光量の変化を光電変換素子で検出するような構成としてもよい。要は、状態の変化を電圧或いは電流の変化に変換し、これら電圧或いは電流の変化を検出するようなものであればよく、状態検出回路が、制御装置内の他の電気系統部と絶縁されていればよい。
【００５４】
上記実施例では、絶縁型作動電源回路は、高周波発振部、パルストランス及び整流回路で構成したが、これに限定されるものではなく、制御電源とは絶縁された作動電源を生成する構成であればよい。
上記実施例では、高周波発振部は、マイコン内の形成するようにしたが、これに限定されるものではなく、専用の高周波発振部をディスクリートに構成するようにしてもよい。
上記実施例では、高周波発振部により生成される高周波パルス信号の発信周波数は、４０ｋＨｚとしたが、これに限定されるものではなく、１５ｋＨｚ以上であればよく、これにより、パルストランスを小型化できる。
【００５５】
上記実施例では、インバータ回路によりモータを駆動制御する構成を示したが、これは必要に応じて構成すればよい。
上記実施例では、非絶縁型制御電源回路は、スイッチング電源回路で構成するようにしたが、これに限定されるものではなく、ＤＣ−ＤＣコンバータ全般を適用できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上の記述で明らかなように、本発明の洗浄機の制御装置は、非絶縁型制御電源回路で生成された制御電源に基づいて、絶縁型作動電源回路でこの制御電源とは電気的に絶縁された作動電源を生成し、この作動電源で状態検出回路を駆動するようにして、状態検出回路と制御装置内の直流電源との絶縁を図るようにした。これにより、状態検出回路の絶縁性を高めることができる。また、非絶縁型制御電源回路及び絶縁型作動電源回路を、小形で安価な部品で製造することができるので、全体として小型化でき、製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す食器洗い機の制御装置の構成を示す図
【図２】絶縁型作動電源回路、水漏れセンサ回路及び伝達回路の構成を示す回路図
【図３】水漏れ検出を示すタイムチャート図
【図４】本発明の第２の実施例の洗浄行程を示すタイムチャート図
【図５】本発明の第３の実施例を示す水漏れセンサ回路の回路図
【符号の説明】
図面中、１は食器洗い機の制御装置（洗浄機の制御装置）、２，４３は水漏れセンサ回路（状態検出回路）、４は商用電源、９は直流電源回路、１０はスイッチング電源回路（非絶縁型制御電源回路）、１１は制御回路、１２は伝達回路、１３は絶縁型作動電源回路、１４はインバータ回路、１７はマイクロコンピュータ、１９は高周波発信部、２０ａ，２０ｂ，４８ａ，４８ｂは電極、２４はパルストランス、２９は整流回路、３１はオペアンプ、３３はコンパレータ、３９はフォトカプラを示す。
Claims (6)
- 商用電源を整流して直流電源を生成し、これを洗浄用のモータを駆動するインバータ回路に供給する直流電源回路と、
この直流電源回路で生成された直流電源から制御電源を生成する非絶縁型制御電源回路と、
マイクロコンピュータを主体として構成され、前記非絶縁型制御電源回路からの制御電源が与えられて所定の動作を制御する制御回路と、
前記非絶縁型制御電源回路で生成された制御電源から、これとは電気的に絶縁された作動電源を生成する絶縁型作動電源回路と、
この絶縁型作動電源回路からの作動電源が与えられて所定の状態を状態検出信号として検出する状態検出回路と、
この状態検出回路とは電気的に絶縁され、前記状態検出信号を前記制御回路に伝達する伝達回路とを具備することを特徴とする洗浄機の制御装置。 - 状態検出回路は、複数の電極を有し、これら電極間の電気抵抗の変化を検出することを特徴とする請求項１記載の洗浄機の制御装置。
- 絶縁型作動電源回路は、高周波発振部と、この高周波発振部から出力される高周波パルス信号に基づいて動作するパルストランスと、このパルストランスからの出力を整流する整流回路とで構成され、前記パルストランスは、所定の周期で間欠的に動作、非動作を繰り返すように制御されることを特徴とする請求項１記載の洗浄機の制御装置。
- 絶縁型作動電源回路は、高周波発振部と、この高周波発振部から出力される高周波パルス信号に基づいて動作するパルストランスと、このパルストランスからの出力を整流する整流回路とで構成され、前記パルストランスは、全体の負荷が所定値以下のときにだけ動作することを特徴とする請求項１記載の洗浄機の制御装置。
- 高周波発振部は、基準クロック信号により動作するマイクロコンピュータ内に形成され、基準クロックに基づいて高周波パルス信号が生成されることを特徴とする請求項３又は４記載の洗浄機の制御装置。
- 高周波発振部から出力される高周波パルス信号の発振周波数は、１５ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載の洗浄機の制御装置。
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