JP4444009B2 - 食器洗い機 - Google Patents

Description

本発明は、食器の洗浄を行う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の洗浄に用いられるポンプは、例えば、図８に示すような構成が考えられていた。すなわち、ポンプ５１は、洗浄ノズル（図示せず）から洗浄水を噴射する第１のインペラ５２を有した第１のケーシング５３と、機外に洗浄水を排出する第
２のインペラ５４を有した第２のケーシング５５を備え、前記第１のインペラ５２と第２のインペラ５４を同軸とし、上下方向に配設してモータ５６により回転駆動する。そして、第１のケーシング５３と第２のケーシング５５の間に洗浄水案内部５７を設けたものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１３１２９２号公報

しかしながら、上記の構成によれば、ポンプ５１は強力な洗浄力が得られる遠心ポンプで構成するのが一般的であり、第１のケーシング５３の下方に洗浄水案内部５７を設けて、洗浄水を下方から吸込む構成としている。加えて、洗浄ポンプの下方に設けた洗浄水案内部５７の下方にさらに排水ポンプを構成したものであることから、モータ５６を含めたポンプ５１全体の高さが高くなり、洗浄槽の下方に設置した場合に食器洗い機の本体を小型化することができないという問題があった。

そこで、洗浄ポンプを、インペラを正逆反転可能とし、正転時に洗浄水を洗浄ノズルへ吐出して洗浄を行う第一の吐出口と、反転時に洗浄水を吐出して排水を行う第二の吐出口と、第二の吐出口を開閉する切り替え弁を構成することにより、排水機能を備えた洗浄ポンプを一つのポンプで構成することが可能となり、ポンプ全体の高さを低減し、食器洗い機の小型化が可能となる。

しかしながら、上記の構成によれば、インペラの正逆反転により第二の吐出口を切り替え弁により開閉するため、洗浄水中に混入した異物が切り替え弁に噛み込んだり、引っ掛かる等により切り替え動作が行えなくなる虞がある。この場合、第二の吐出口が開かれた状態になると洗浄中に洗浄水が排水されて洗浄水が減少し、洗浄ポンプ内に空気が混入することによる洗浄能力の低下や、洗浄ノズルから洗浄水が噴射されなくなる。そのために、水量センサ等により水量の確認を行っていた。

しかし、水量センサによる水量の確認は、水量を正確に検出するために水位の変動をなくすよう洗浄ポンプの運転を停止する必要があり、運転時間の増加につながる為頻繁に行うことができないという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するもので、弁の異常を早期に検知し、運転時間が増加することなく、継続して運転可能とすることを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の食器洗い機は、洗浄ポンプを駆動するモータと、前記モータの駆動を制御する制御手段と、前記モータの負荷の変化を検知する負荷検知手段とを具備し、前記制御手段は、前記負荷検知手段によって前記モータの所定の負荷変動を検知した際、前記洗浄ポンプの機能を停止するようにしたものである。

これにより、モータの負荷変動から切り替え弁の異常を早期に検知することができるとともに、洗浄水の水位を的確に検知することができ、運転時間が増加することなく、継続して運転することができる。

本発明の食器洗い機は、洗浄ポンプの切り替え弁の異常を早期に検知し、運転時間が増加することなく、継続して運転可能となる。また、切り替え弁の動作を正常な状態に回復させることができ、継続して安定した運転が可能となる。

第１の発明は、食器等の被洗浄物を収容する洗浄槽と、前記洗浄槽に水を供給する給水弁と、前記洗浄水を加圧する洗浄ポンプと、前記洗浄ポンプによって加圧された洗浄水を前記洗浄槽内に噴射する洗浄ノズルと、前記洗浄ポンプを駆動するモータと、前記モータの駆動を制御する制御手段と、前記モータの負荷の変化を検知する負荷検知手段とを具備し、前記洗浄ポンプは、インペラを正逆反転可能とし、正転時に洗浄水を洗浄ノズルへ吐出して洗浄を行う第一の吐出口と、反転時に洗浄水を吐出して排水を行う第二の吐出口と、第二の吐出口を開閉する切り替え弁を有し、前記制御手段は、前記負荷検知手段によって前記モータの所定の負荷変動を検知した際、前記洗浄ポンプの機能を停止させ、洗浄水の水位を検知する水位検知手段を設け、制御手段は、洗浄ポンプの機能を停止すると、所定の時間後、前記水位検知手段の出力により、所定の水位以下のときは洗浄ポンプの正逆回転を行った後、給水を行い、洗浄ポンプを駆動するようにしたことにより、洗浄ポンプ運転中は、常時モータの負荷変動から切り替え弁の異常を早期に検知することができるとともに、洗浄水の水位を的確に検知することができ、運転時間が増加することなく、継続して運転することができる。また、切り替え弁の動作を正常な状態に回復させることができ、継続して安定した運転が可能となる。

第２の発明は、制御手段は、負荷検知手段によってモータの所定の負荷変動を検知した際、洗浄ポンプを停止するようにしたことにより、洗浄水の水位を正確に検知することができ、適切な運転が可能となる。

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、本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〜図５において、１は食器洗い機の本体２内に形成した洗浄槽で、洗浄を行う食器をセットする食器かご３を取り出し可能に設置する。洗浄槽１の底部には水を貯める貯水部４を設けている。洗浄槽１への給水は給水弁５を介して行われ、供給される水を所定の水位に保つように洗浄水の水位を検知する水位検知手段６を設けている。７は貯水部４に貯水された水を加圧する洗浄ポンプで、この洗浄ポンプ７内のインペラ８の回転軸９と、洗浄ポンプ７の駆動源であるモータ１０の回転軸９を同心として略鉛直方向に構成し、洗浄ポンプ７をモータ１０の下方に配設している。１１は洗浄ポンプ７内に洗浄水を流入させる吸込み経路で、洗浄ポンプ７とこの洗浄ポンプ７を駆動するモータ１０との間に設けている。

１２はモータ１０の回転軸９をシールするシール部で、洗浄ポンプ７のインペラ８とモータ１０との間に設けており、吸込み経路１１内に突出させることにより同吸込み経路１１で囲むように構成している。１３は吸込み経路１１を構成する蓋体で、パッキン１４を介して水密に固着しており、上記シール部１２はこの蓋体１３に設けている。１５は洗浄ポンプ７のインペラ８の上部に設けた吸込み口で、シール部１２の直径より大なる直径の孔を開けてあり、洗浄水が吸込み経路１１から洗浄ポンプ７内へ入る際の抵抗を少なくして、容易に流動させることができるようになっている。

洗浄ポンプ７は、インペラ８を正逆反転可能な遠心式とし、正転時は第１の吐出口１６から洗浄水を吐出して洗浄ノズル１７へ供給し、噴射口１８から洗浄槽１内に噴射する。洗浄ノズル１７は水平方向に回転可能に設けてあり、噴射口１８から洗浄水を噴射する際の反力で回転し、洗浄槽１内の広い範囲に噴射できるようにしている。

１９は第２の吐出口２０を開閉する切り替え弁であり、インペラ８の正転時は、洗浄ポンプ７内に発生する、第１の吐出口１６に向かう洗浄水の流れにより第２の吐出口２０を
閉鎖し、反転時は、正転時と逆の洗浄水の流れをきっかけとして第２の吐出口２０を開放する。この切り替え弁１９の動作により、洗浄ポンプ７の逆転時は、第２の吐出口２０から機外へ洗浄水を吐出して排水を行う。これらの動作は、モータ１０の駆動を制御する制御手段２１により行われ、また、モータ１０の負荷の変化を検知する負荷検知手段２２を有している。

貯水部４に貯水された洗浄水はヒータ２３で加熱され、乾燥時は送風手段（図示せず）により洗浄槽１内に供給される送風を加熱する。食器に付着していた残菜は貯水部４の底部に設けたフィルタ２４により補足される。

次に、上記実施の形態における動作について説明する。まず、制御手段２１は給水弁５により水道水が洗浄槽１の内部へ給水され、洗浄槽１の底部に設けられた貯水部４に貯まり、所定の水位になったところで給水を停止する。次に、洗浄ポンプ７が正転動作し、貯水部４の洗浄水は洗浄ポンプ７により加圧され、吸込み経路１１を通りインペラ８の上部に設けた吸込み口１５から洗浄ポンプ７内へ入り、第１の吐出口１６から洗浄水を吐出して洗浄ノズル１７へ供給し、噴射口１８から洗浄槽１内の食器かご３に置かれた食器に向けて噴射され洗浄を行う。

食器の汚れを落とした洗浄水は再び貯水部４へ戻る。洗浄水はヒータ２３によって加熱され、予め設定されている適度な高温となって洗浄力が高められるとともに、洗浄を行った洗浄水の汚染物はフィルタ２４により捕捉され、再び洗浄ポンプ７へと循環して洗浄を行う際に汚染物の再付着を抑える。所定の洗浄が終了すると洗浄ポンプ７を反転動作し、第２の吐出口２０から機外へ洗浄水を吐出して排水を行う。

これらの洗浄工程の中で、制御手段２１は、モータ１０の負荷を電流値や電力値として測定する負荷検知手段２２により検知するとともに、洗浄工程の所期の負荷の値Ｗ０との比較を行う。

負荷検知手段２２は、近年一般的に利用されているモ−タ１０のインバータ制御の制御手段を応用したものが用いられる。図４において、交流電源２５より整流回路２６に交流電力を加えて直流電力に変換し、インバータ回路２７により直流電力を３相交流電力に変換してモータ１０を駆動する。整流回路２６は、全波整流回路２８の直流出力端子にコンデンサ２９ａ、２９ｂを直列接続し、コンデンサ２９ａ、２９ｂの接続点を交流電源入力の一方の端子に接続して直流倍電圧回路を構成し、インバータ回路２７への印加電圧を高くする。インバータ回路２７の負電圧側に電流検出手段３０を接続し、インバータ回路２７の３相各下アームに流れる電流を検出することによりインバータ回路２７の出力電流、すなわち、モータ１０の各相電流を検出する。

制御手段２１は、電流検出手段３０の出力信号よりインバータ回路２７の出力電流を演算し、設定回転数に応じた所定周波数、所定電圧を印加してモータ１０を回転駆動するものであり、モータ１０負荷に応じて出力電圧に対する出力電流位相、あるいは、無効電流となるように制御することにより設定同期速度でモータ１０を回転駆動できる。この電流検出手段３０を用いることにより、常にモータ１０の負荷状態を検知することが可能となる。所期の負荷の値Ｗ０は、回転数が定常になったときの時間平均がふさわしく、複数設けた洗浄ノズル１７の切り替え等による洗浄工程中の負荷変動があるものは、各洗浄ノズル１７毎の負荷の平均をとるのがふさわしい。

本実施の形態のように、切り替え弁１９を用いた排水機能を備えた洗浄ポンプ７は、洗浄工程中に異物が切り替え弁１９に噛み込むと、第２の吐出口２０が開かれた状態になって洗浄に必要な洗浄水が排水されてしまう虞がある。この際、洗浄槽１内の水量が低下し
水位が低下することにより洗浄ポンプ７内に空気を混入しながら運転するエアがみ状態となる。このエアがみ状態になると、図５に示すように洗浄ポンプ７の負荷が軽くなるため、モータ１０の負荷も軽くなる。水位が大きく低下し、空気の混入が多くなると大きな負荷変動が生じ、所定の閾値Ｗｄを設けることによりこの状態を検出することが可能になる。

したがって、所定の閾値Ｗｄより大きい負荷変動Ａが生じると、これを負荷検知手段２２により検知し、洗浄ポンプ７の機能を停止するようにモータ１０の回転数を制御する。具体的には、モータ１０の回転を停止、もしくは、洗浄ポンプとしての機能が得られない程度に回転させる。洗浄ポンプ７の機能を停止させることにより、洗浄水の水位を安定させることができ、水位検知を的確に行うことができる。

また、洗浄工程中に、フィルタ２４が目詰まりし、洗浄ポンプ７に吸込まれる洗浄水が少なくなるとエアがみ状態を起こすこともあるため、負荷変動の幅、あるいは、割合を大きく閾値としてとり、この負荷変動が所定時間継続したときに検出することが好ましい。

なお、図５〜図７に示したモータ１０をＯＮ／ＯＦＦさせる断続動作は、洗浄ノズル１７を複数設け、それらの洗浄ノズル１７へ洗浄水の供給を切り替えるためのものであり、モータ１０を連続動作させて実施できるものであることは言うまでもない。

以上のように本実施の形態によれば、切り替え弁１９により排水ポンプの機能を備えた洗浄ポンプ７のモータ１０の負荷の変化を検知する負荷検知手段２２により、所定の負荷変動を検知することにより、洗浄ポンプ７の運転中は常に、モータ１０負荷変動から切り替え弁１９の異常を検知することが可能になるとともに、負荷検知手段２２によって前記モータ１０の所定の負荷変動を検知した際、前記洗浄ポンプ７の機能を停止するようにしたことにより、洗浄水の水位を的確に検知することができ、運転時間が増加することなく、継続して運転することができる。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２の食器洗い機の動作を示すタイムチャートで、所定の閾値Ｗｄより大きい負荷変動Ａを負荷検知手段２２により検知すると、洗浄ポンプ７の機能の停止、あるいは停止を行い、誤検知を避けるため、所定の時間ｔ１後、水位検知手段６により水位の確認を行い、所定の水位以下のときは、切り替え弁１９の異常と判断し、所定の水位まで給水、あるいは、所定の時間給水を行い、再び洗浄工程を行うようにしたものであり、洗浄ポンプ７を停止してから所定時間ｔ１経過してから洗浄水の水位を検知するため、水位を正確に検知することができ、適正量の給水を行うことができる。

（実施の形態３）
図７は、実施の形態３の食器洗い機の動作を示すタイムチャートで、所定の閾値Ｗｄより大きい負荷変動Ａを負荷検知手段２２により検知すると、洗浄ポンプ７の正逆回転を行うようにしたものである。これにより、洗浄ポンプ７内の水流の方向が変わり、切り替え弁１９が第２の吐出口２０を開閉する動作を繰り返すことによって、切り替え弁１９近傍の異物を取り除くことができる。そして、上記動作の後、所定の水位まで給水、あるいは、所定の時間給水を行い、再び洗浄工程を行う。

以上のように、本発明にかかる食器洗い機は、モータの負荷変動から切り替え弁の異常を早期に検知することができるとともに、洗浄水の水位を的確に検知することができ、運転時間が増加することなく、継続して運転することが可能な食器洗い機として有用である。

本発明の実施の形態１の食器洗い機の断面図 同食器洗い機の洗浄ポンプおよびモータの拡大断面図 同食器洗い機の洗浄ポンプの内部平面図 同食器洗い機の負荷検知手段の回路図 同食器洗い機の動作を示すタイムチャート 本発明の実施の形態２の動作を示すタイムチャート 本発明の実施の形態３の動作を示すタイムチャート 従来の食器洗い機の要部断面図

１ 洗浄槽
５ 給水弁
７ 洗浄ポンプ
１０ モータ
１６ 第１の吐出口
１７ 洗浄ノズル
１９ 切り替え弁
２０ 第２の吐出口
２１ 制御手段
２２ 負荷検知手段

Claims (2)

1. 食器等の被洗浄物を収容する洗浄槽と、前記洗浄槽に水を供給する給水弁と、前記洗浄水を加圧する洗浄ポンプと、前記洗浄ポンプによって加圧された洗浄水を前記洗浄槽内に噴射する洗浄ノズルと、前記洗浄ポンプを駆動するモータと、前記モータの駆動を制御する制御手段と、前記モータの負荷の変化を検知する負荷検知手段とを具備し、前記洗浄ポンプは、インペラを正逆反転可能とし、正転時に洗浄水を洗浄ノズルへ吐出して洗浄を行う第一の吐出口と、反転時に洗浄水を吐出して排水を行う第二の吐出口と、第二の吐出口を開閉する切り替え弁を有し、前記制御手段は、前記負荷検知手段によって前記モータの所定の負荷変動を検知した際、前記洗浄ポンプの機能を停止させ、洗浄水の水位を検知する水位検知手段を設け、制御手段は、洗浄ポンプの機能を停止すると、所定の時間後、前記水位検知手段の出力により、所定の水位以下のときは洗浄ポンプの正逆回転を行った後、給水を行い、洗浄ポンプを駆動するようにした食器洗い機。
2. 制御手段は、負荷検知手段によってモータの所定の負荷変動を検知した際、洗浄ポンプを停止するようにした請求項１記載の食器洗い機。

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