JP4106559B2 - 食器洗い機 - Google Patents

Description

この発明は、食器類を効率的かつ騒音の少ない洗浄を行える食器洗い機に関する。

従来の食器洗い機においては、洗浄槽内に食器類を収納した後、予約洗浄モードを使って洗浄時間の設定を行う。そして、食器類を入れた後には予備洗浄が行われ、食器類に付着した残滓を大まかに洗う又は湿潤させる（予備洗浄）ことで本洗浄を補助していた。また、予約洗浄モード設定後に食器の追加をした場合も、予備洗浄が自動的に行われて本洗浄を補助している（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−１６０２１号公報（第２−４頁、第３図）

従来の食器洗い機では、本洗浄運転で使用される散水装置を使用して予備洗浄を行っているため、予備洗浄においても本洗浄と同じように、洗浄ポンプの動作にともなうポンプ騒動音や洗浄ノズルから噴射された洗浄液が食器類や洗浄槽内壁面に衝突する衝突音などが発生し、本洗浄と同レベルの騒音となっていた。特に、夕食に使用した食器類を予約洗浄モードを設定して翌朝までに洗浄する場合や、夜食の食器類が追加されたときには、深夜にポンプ騒動音や洗浄ノズルから噴射される洗浄液の衝突音など相当な騒音を発生してしまい、睡眠を妨害してしまうなどの問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、予備洗浄における騒音を抑え、かつ洗浄効率の良い食器洗い機を得るものである。

この発明に係る食器洗い機は、洗浄槽内に収容された食器類に洗浄ノズルから洗浄水等を噴射して前記食器類を洗浄する本洗浄運転を実行するものにおいて、前記洗浄ノズルとは別に、円盤と、前記円盤の上面に水道水あるいはアルカリ電解水を供給する散水用給水口と、前記円盤を回転駆動する円盤モータと、前記円盤モータを駆動する円盤モータ駆動電源と、前記円盤モータを所定の回転速度に制御する制御装置とからなる散水装置を具備し、前記散水装置により前記本洗浄運転の前に、前記円盤モータ駆動電源のＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、前記円盤モータ駆動電源のＯＮにより前記円盤モータの回転速度を上昇させ、前記円盤モータ駆動電源のＯＦＦにより前記円盤モータの回転速度を低下させながら水道水あるいはアルカリ電解水を前記食器に噴射する湿潤行程を設けたものである。

この発明は、洗浄槽内に収容された食器類に洗浄ノズルから洗浄水等を噴射して前記食器類を洗浄する本洗浄運転を実行するものにおいて、前記洗浄ノズルとは別に、円盤と、前記円盤の上面に水道水あるいはアルカリ電解水を供給する散水用給水口と、前記円盤を回転駆動する円盤モータと、前記円盤モータを駆動する円盤モータ駆動電源と、前記円盤モータを所定の回転速度に制御する制御装置とからなる散水装置を具備し、前記散水装置により前記本洗浄運転の前に、前記円盤モータ駆動電源のＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、前記円盤モータ駆動電源のＯＮにより前記円盤モータの回転速度を上昇させ、前記円盤モータ駆動電源のＯＦＦにより前記円盤モータの回転速度を低下させながら水道水あるいはアルカリ電解水を前記食器に噴射する湿潤行程を設けたことで、湿潤行程における騒音を無くし、静粛であり、さらには付着した残滓は本洗浄時に容易に洗浄することができる。

実施の形態１．
図１と図２は、この発明を実施するための実施の形態１における食器洗い機を示す斜視図と断面図である。図において、食器洗い機１の前面には、開口部が設けられ、扉２により開閉可能とし、扉２には開閉するための把手３が設けられている。食器洗い機１内には、洗浄槽４を形成し、洗浄槽４の内底部には洗浄液５の噴射の力で回転しながら洗浄液５を噴射する洗浄ノズル６が回転自在に軸支され、洗浄槽４の外下部には洗浄液５を循環圧送する洗浄ポンプ７が取り付けられている。洗浄槽４の側壁上部には、水道水を給水する給水口８が取り付けられ、洗浄槽４内に給水される洗浄液５の液面より下部に、洗浄液５を温水に加熱するヒータ９が取り付けられ、ヒータ９の上部には洗浄液５から残滓を漉す残滓フィルタ１０が取り外し自在に取り付けられている。

洗浄槽４の天井内面には、アルカリ水あるいは水道水を洗浄槽４内に散水する円盤１１が設けられ、円盤１１は円盤モータ１２に回転自在に軸支され、円盤１１の上面中心部に散水用給水口１３からアルカリ水あるいは水道水を給水する。洗浄槽４の外下部には洗浄ポンプ７やヒータ９、円盤モータ１２等を駆動制御する制御装置１４が置かれている。洗浄ノズル６の真上には、食器かご１５が置かれ、大皿、小皿、汁椀等の食器類１６を収納している。洗浄槽４は外箱１４に収納固定されている。

次に、このように構成された食器洗い機の予備洗浄の動作について説明する。まず、予備洗浄が開始すると、円盤モータ１２が回転し、円盤１１が回転する。そして、散水用給水口１３からアルカリ水あるいは水道水が円盤１１の中心部付近に給水される。給水されたアルカリ水あるいは水道水は、円盤１１の回転による遠心力と周速度により洗浄槽４内に収納された食器１６の端部や高い位置、そして洗浄槽４の中央部に置かれた食器類１６にも万遍なく散水されるように、円盤モータ１２の回転を制御して円盤１１の回転周速度および遠心力が適正になるようにする。

このようにして、アルカリ水あるいは水道水を食器類１６に万遍なく散水することにより、食器類１６に付着した残滓は湿潤される。この時、アルカリ水あるいは水道水の水量は、食器類１６に付着した残滓を湿潤させるのに必要とされるだけの水量を散水すればよい。そして、予備洗浄が終わると本洗浄へと移行する。

このように、予備洗浄時において、アルカリ水あるいは水道水を円盤１１の回転による回転周速度および遠心力により食器類１６に万遍なく散水することができ、食器類１６に付着した残滓を湿潤させるようにしているので、本洗浄において食器１６の洗浄を容易に行うことができ、さらに予備洗浄時の散水においてポンプ騒音がないためほとんど騒音の発生がなく静粛であり、深夜における予備洗浄により睡眠を妨害するということがない。

実施の形態２．
図３は、この発明を実施するための実施の形態２における食器洗い機を示す散水装置の散水状態であり、図３（ａ）はその上面図、図３（ｂ）はその横面図である。図において、洗浄槽４内に湿潤工程において水滴を食器（図示せず）に散水する円盤２１を設け、この円盤２１は、直径をφ２０〜５０ｍｍとし、円盤モータ２２の回転速度を４０〜５０００ｒｐｍに制御する。なお、このときの円盤２１の外周縁から周速度ｕｃｍ／Ｓで接線方向に水滴が飛び出すときの円盤２１の回転中心からの水平方向の距離を距離Ｌ、垂直方向の高さを高さＨとする。

次に、このような円盤２１の散水動作について説明する。重力加速度ｇを９８０ｃｍ／ｓ^２、落下速度をＶｃｍ／ｓ、落下高さをＨｃｍ、時間をｔｓ、周速度をｕｃｍ／ｓ、水平方向の距離をＬｃｍとし、空気抵抗を無視すると、
ｖ＝ｇｔ （式１）
ｖ＝√（２ｇｈ） （式２）
ｈ＝１／２ｇｔ^２ （式３）
ｔ＝√（２ｈ／ｇ） （式４）
となり、周速度ｕと水平方向の距離Ｌの関係は
ｕ＝Ｌ／ｔ （式５）
で求められる。

ここで、円盤２１からの水滴が飛散する位置を円盤２１の回転中心からの距離Ｌ、垂直方向の落下高さＨとし、この位置に円盤２１からの水滴を飛散させるための円盤２１の外周縁における周速度ｕとの関係を表した表を図４に示す。図４において、回転中心からの距離Lを１０ｃｍ、落下高さHを１０ｃｍとしたとき、円盤２１の周速度ｕは７０ｃｍ／ｓとなる。円盤２１の下方付近に散水する場合、つまり距離Ｌを２ｃｍ、落下高さＨを２０ｃｍとしたときは、周速度ｕは１０ｃｍ／ｓで良く、また円盤２１の回転中心から遠く離れ、かつ洗浄槽４の天井に近い位置に散水する場合、つまり距離Ｌを２３ｃｍ、落下高さＨを１ｃｍの位置に散水するときは、円盤２１の周速度ｕは５０９ｃｍ／ｓと大きな速度にする必要がある。つまり、洗浄槽４の四隅に収納された食器類１６に万遍なく散水するためには、円盤２１の外周縁における周速度ｕを１０〜５００ｃｍ／ｓ程度の広範囲の値にすることが要求される。

次に、円盤２１の外周縁における周速度ｕを、１０〜５００ｃｍ／ｓとし、円盤２１の半径ｒを０．５〜１０ｃｍとした場合における周速度ｕと回転速度との関係を表した表を図５に示す。円盤２１の半径ｒを１ｃｍとすると、９５ｒｐｍの低速から４８００ｒｐｍの高速までの回転速度が必要で、半径ｒを１０ｃｍとすると、１０ｒｐｍ〜４８０ｒｐｍの低速でよいことが分かる。

そして、円盤２１の角速度をωとすると、円盤２１の外周縁における周速度ｕと遠心加速度ａが大きい場合、円盤２１の回転中心付近に給水されたアルカリ水や水道水は急速に広がり、円盤２１の外周縁ではアルカリ水や水道水の水滴が薄くなる。つまり、円盤２１の外周縁から散水される水滴の粒径が細かくなり、同時に水滴数も増加して、洗浄槽４の四隅に収納された食器類１６に万遍なく散水される。

ここで、遠心加速度ａを大きくするには、円盤２１の半径ｒを小さくし周速度ｕあるいは回転速度を大きくすればよいが、円盤２１の半径ｒを小さくし過ぎると、回転速度が高くなりすぎてしまう。これは、円盤２１の中心には回転軸があり、この回転軸の直径分だけ偏心した位置にアルカリ水や水道水を給水するので、回転速度が高くなりすぎると円盤２１に均等に給水できなくなり、外周縁からの散水に偏りが発生してしまう等、円盤２１の半径ｒには適正な範囲があり、円盤２１の半径ｒを小さくすることは好ましくない。図５によれば、円盤２１の半径ｒの適正な範囲は１ｃｍから２．５ｃｍ程度であり、その時の円盤２１の回転速度の範囲は、４０ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍとなるように制御すればよい。

そして、円盤２１の回転速度の範囲４０〜５０００ｒｐｍとなるように円盤モータ２２の回転速度を制御する場合には、高価なサーボモータや回転センサ、制御装置が必要になり、コストも高くなってしまう。そこで、図６に示すような安価な直流モータと駆動制御回路を用い、図７に示す電源ＯＮ／ＯＦＦパターンで直流モータを制御すれば、円盤２１の回転速度４０ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの広範囲な回転速度の範囲を簡単な構成かつ安価に実現することができる。

つまり、電源ＯＮ／ＯＦＦパターンを、図７に示す運転パターンとした場合、２秒でＯＮモータは停止状態から５０００ｒｐｍの速度まで回転数が上昇し、その後１秒ＯＦＦで停止直前の４０ｒｐｍまで低下する。その後、０．４秒ＯＮで中間の２０００ｒｐｍまで上昇し、０．８秒ＯＦＦで停止直前の４０ｒｐｍまで低下するパターンを４回繰り返す。このような一連の運転パターンを繰り返すことで、４０ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍという広範囲な円盤２１の回転速度を実現できる。

なお、図６では直流モータとしたが、交流モータでもよく、また運転パターンは円盤２１の半径ｒに依存するため、図７と異なるパターンとしてもよい。

このように、散水装置の円盤２１の直径を、φ２０〜５０ｍｍとし、円盤モータ２２の回転速度を４０ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの広範囲に制御することで、円盤２１の中心付近の真下部分から洗浄槽４の四隅上部までの洗浄槽４内全域にわたって万遍なく散水を行うことができる。また、円盤モータ２２の回転のみの運転であるため、ほとんど騒音の発生がなく、静粛に散水できる。

実施の形態３．
また、図８に示すように、洗浄槽４の天井内壁面に散水装置の円盤３１を取り付けることは、洗浄槽４内には高さの高い食器類１６を収納した場合でも、食器類１６の上端に散水されないというような不都合を回避でき、食器類１６に満遍なく散水できる。つまり、洗浄槽４の天井内壁面に散水装置の円盤３１を取り付けるということで、円盤３１が食器類１６の上端より距離ｈｃｍ上方に必ず位置することになる。そして、円盤３１の外縁から水平方向に周速度ｕｃｍ／ｓで飛び出した水滴が、ｈｃｍの距離落下する時間内に水平方向にＬｃｍ移動して食器１６の上端に到達すると仮定した場合、そのときの周速度ｕは、上記した式４と式５から
ｕ＝Ｌ／√（２ｈ／ｇ） （式６）
で求められる。ここで、回転中心から水平方向の距離Ｌを２３ｃｍ、垂直方向の距離ｈを１ｃｍとすると、周速度ｕは、
ｕ＝２３／√（２×１／９８０）＝５０９（ｃｍ／ｓ）
となり、散水装置の円盤１１を、食器類１６の上端より高い位置に設けることにより、食器類１６の上端に散水されないというような不都合を回避でき、食器類１６に満遍なく散水できる。また、円盤モータ１２の回転のみの運転であるため、ほとんど騒音の発生がなく、静粛に散水できる。

実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４における食器洗い機を示す円盤の（ａ）平面図と（ｂ）横面図である。図において、円盤４１の回転中心Ｐは、円中心Ｏから距離ｅだけ偏心させて固定される。そして、回転中心Ｐから外周縁までの距離は回転半径ｒ１が最小で、回転半径ｒ２が最大となり、このｒ１とｒ２の範囲内で回転半径ｒは連続的に変化する。また、円盤４１の回転中心Ｐ（特許請求の範囲でいう回転中心部）は円中心Ｏから偏心させて設け、バランスを取るために回転半径ｒ１側にバランス錘４１ａを設け、円盤４１回転時のバランスを取っている。

次に、このように構成されている円盤４１の水滴の散水状態について説明する。円盤４１の回転半径ｒがｒ１からｒ２まで連続的に変化することにより、円盤４１の外周縁の周速度ｕも回転半径ｒに比例して連続的に変化する。周速度ｕが小さい外周縁では、水滴が飛び出す速度も小さいため、散水距離が短く、周速度ｕが大きい外周縁では、水滴が飛び出す速度も大きいため、散水距離が大きい。円盤４１の構造で、外周縁の周速度ｕを変化できるため、円盤モータ１２の回転速度を広範囲で変化させなくてもよく、円盤モータ１２の制御装置が簡単ですむ。

このように、散水装置の円盤４１の円中心Ｏと回転中心Ｐを距離ｅ偏心させることにより、円盤４１の外周縁の周速度ｕを連続的に可変できるため、円盤４１の中心付近の洗浄槽４の下方位置から洗浄槽４の四隅の上方位置までの全域にわたって万遍なく散水することができる。また、円盤４１の回転は円盤モータ１２の運転によるため、ほとんど騒音の発生がなく、静粛に散水できる。

なお、上記実施の形態４では、円盤の円中心と回転中心部とを距離ｅ偏心させることで回転半径を連続的に変化させて外周縁の周速度ｕを変化させる構造としているが、これに限るものではなく、図１０に示すように、三角形（図１０（ａ））や正方形（図１０（ｂ））などの多角形の回転盤であっても、回転中心部と外周縁の回転半径を可変することができ、さらに、翼形（図１０（ｃ））とすることで、連続的に回転半径を可変できるので、より一層広範囲にわたって万遍なく水道水あるいはアルカリ電解水を散水することができる。

この発明の実施の形態１を示す食器洗い機の斜視図である。 この発明の実施の形態１を示す食器洗い機の断面図である。 この発明の実施の形態２を示す食器洗い機の散水装置の散水状態の上面図である。 この発明の実施の形態２を示す食器洗い機の散水装置の散水状態の横面図である。 この発明の実施の形態２を示す食器洗い機の散水装置の円盤の外周縁の周速度と水滴の飛散する位置との関係図である。 この発明の実施の形態２を示す食器洗い機の散水装置の円盤の周速度と回転速度との関係図である。 この発明の実施の形態２を示す食器洗い機の制御回路図である。 この発明の実施の形態２を示す食器洗い機の電源運転パターン図である。 この発明の実施の形態３を示す食器洗い機の散水装置の散水状態の横面図である。 この発明の実施の形態４を示す食器洗い機の円盤の平面図である。 この発明の実施の形態４を示す食器洗い機の円盤の横面図である。 この発明の実施の形態４を示す食器洗い機の散水装置の三角形の回転盤の平面図である。 この発明の実施の形態４を示す食器洗い機の散水装置の四角形の回転盤の平面図である。 この発明の実施の形態４を示す食器洗い機の散水装置の翼形の回転盤の平面図である。

符号の説明

１ 食器洗い機、２ 扉、３ 把手、４ 洗浄槽、５ 洗浄液、６ 洗浄ノズル、７ 洗浄ポンプ、８ 給水口、９ ヒータ、１０ 残滓フィルタ、１１ 円盤、１２ 円盤モータ、１３ 散水用給水口、１４ 制御装置、１５ 食器かご、１６ 食器類。

Claims (5)

1. 洗浄槽内に収容された食器類に洗浄ノズルから洗浄水等を噴射して前記食器類を洗浄する本洗浄運転を実行するものにおいて、前記洗浄ノズルとは別に、円盤と、前記円盤の上面に水道水あるいはアルカリ電解水を供給する散水用給水口と、前記円盤を回転駆動する円盤モータと、前記円盤モータを駆動する円盤モータ駆動電源と、前記円盤モータを所定の回転速度に制御する制御装置とからなる散水装置を具備し、前記散水装置により前記本洗浄運転の前に、前記円盤モータ駆動電源のＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、前記円盤モータ駆動電源のＯＮにより前記円盤モータの回転速度を上昇させ、前記円盤モータ駆動電源のＯＦＦにより前記円盤モータの回転速度を低下させながら水道水あるいはアルカリ電解水を前記食器に噴射する湿潤行程を設けたことを特徴とする食器洗い機。
2. 前記散水装置の円盤は、直径をφ２０〜５０ｍｍとし、前記モータの回転速度を４０〜５０００ｒｐｍに制御したことを特徴とする請求項１記載の食器洗い機。
3. 前記散水装置の円盤を、前記洗浄槽内に収納された食器の上端より上方に位置するように設けたことを特徴とする請求項１または２記載の食器洗い機。
4. 前記散水装置の円盤の回転中心部は、円中心から偏心させたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の食器洗い機。
5. 前記散水装置の円盤の回転中心部の位置に、前記散水用給水口からの水道水あるいはアルカリ電解水を給水することを特徴とする請求項１または４のいずれかに記載の食器洗い機。

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