JP4561342B2 - 生ごみ処理機 - Google Patents

Description

本発明は、食品などの生ごみを乾燥処理又は微生物分解処理する生ごみ処理機に関するもので、特にその撹拌手段のロック検知に関するものである。

従来の生ごみ処理機においては、生ごみを投入する処理槽と、この処理槽内の生ごみを粉砕・撹拌するための撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動するためのモータとを有し、前記撹拌手段のロックを検出するために、前記撹拌手段の位置検出手段を設けたり（例えば、特許文献１参照）、前記モータに流れる電流を検出して、その電流が所定値以上であれば前記撹拌手段がロックしていると判断していた（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−４１９１８号公報 特開２００２−２６３６０７号公報

しかしながら前記従来の構成においては、位置検出手段を設けることで部品点数が増加して、構成が複雑になるという課題や、モータ電流値によって前記撹拌手段のロック判断を行う方式においては、ロック解除動作のために前記モータに通電した場合、前記モータ巻線の温度上昇によってモータ電流値が低下する為に、ロック検知の精度・ロック解除検知の精度があまり高くないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、部品点数が少なくシンプルな構成にできる電流検知方式を採用しつつ、モータ巻線温度上昇によるモータ電流値の変化を考慮し、精度の高いロック検知・ロック解除検知を実現した信頼性の高い生ごみ処理機を提供するものである。

前記従来の課題を解決するために本発明は、生ごみを投入する処理槽と、この処理槽内の生ごみを粉砕、撹拌するための撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動するためのモータと、前記モータの電流を検出するための電流検知手段と、制御手段とを有し、前記制御手段は、前記電流検知手段が検出した電流値が予め設定されたロック判断値を超えると前記撹拌手段がロックしたと判断し、以降、前記電流値が、前記ロック判断値未満になるまでの間、前記攪拌手段を複数のロック解除動作の攪拌パターンの何れかにて動作させ、前記ロック解除動作の攪拌パターンで動作している時間に応じて、前記ロック判断値を変更するとともに、前記ロック解除動作の攪拌パターンで動作中の電流値に応じて、前記ロック判断値の変更量に補正を加え、前記ロック解除動作の攪拌パターンで動作している時間及び／またはロック解除の動作中の電流値に応じて、前記攪拌パターンを変更することを特徴とする生ごみ処理機とした。

通常は、モータのロック等によってモータにかかる負荷が増加した場合、モータに流れる電流は大きくなる。その電流値の増加によってロック判定を行うが、ロック解除動作を繰り返し行う（モータに大電流を繰り返し流す）ことによってモータ巻線温度が上昇し、
結果、前記モータに流れる電流は低下して、ロック状態が継続しているにも関わらず「ロックが解除された」と判定してしまったり、前記のような誤判定を回避するために、ロック判断値を高く設定すると、ロック検知が遅くなり、結果、モータ寿命を縮めてしまったりすることになる。

しかし、上記本発明の構成によれば、例えば、ロック解除の動作時間に応じて、つまり巻線の温度上昇に応じて、ロック判断値を低くしていくことにより、上記のような不具合が発生しなくなり、精度の高いロック検知が行えるものである。

部品点数が少なくシンプルな構成にできる電流検知方式を採用しつつ、モータ巻線温度上昇によるモータ電流値の変化を考慮し、精度の高いロック検知、ロック解除検知が行える。

第１の発明は、生ごみを投入する処理槽と、この処理槽内の生ごみを粉砕、撹拌するための撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動するためのモータと、前記モータの電流を検出するための電流検知手段と、制御手段とを有し、前記制御手段は、前記電流検知手段が検出した電流値が予め設定されたロック判断値を超えると前記撹拌手段がロックしたと判断し、以降、前記電流値が、前記ロック判断値未満になるまでの間、前記攪拌手段を複数のロック解除動作の攪拌パターンの何れかにて動作させ、前記ロック解除動作の攪拌パターンで動作している時間に応じて、前記ロック判断値を変更するとともに、前記ロック解除動作の攪拌パターンで動作中の電流値に応じて、前記ロック判断値の変更量に補正を加え、前記ロック解除動作の攪拌パターンで動作している時間及び／またはロック解除の動作中の電流値に応じて、前記攪拌パターンを変更することを特徴とする生ごみ処理機としたものであり、ロック解除動作の攪拌パターンで動作している時間に応じて、つまり巻線の温度上昇に応じて、ロック判断値を変更していく為、ロック状態が継続しているにも関わらず「ロックが解除された」と判定してしまったり、前記のような誤判定を回避するために、ロック判断値を高く設定して、ロック検知が遅くなり、結果、モータ寿命を縮めてしまったりすることもなくなり、精度の高いロック検知が行えるものである。また、ロック解除の動作中のモータ電流値によって、ロック判断値の変更量に補正を加えることで、前記モータに流れる電流値の違いによる巻線温度上昇速度の違いも考慮にいれた判定が行えるため、更に高精度のロック検知が行えるものである。さらに、ロック解除動作の攪拌パターンで動作している時間及び／またはロック解除の動作中のモータ電流値によって、ロック解除動作のパターンを変更することで、例えば、ロック解除の動作時間が長い場合、即ち巻線温度が高い場合には、モータに間欠的に通電させるように動作パターンを変更する等により、モータ寿命の低下を極力少なくすることができ、信頼性が向上する。

第２の発明は、第１の発明のロック解除動作の攪拌パターンで動作している時間が長いほど、撹拌手段のロック判断値を小さくする方向に変更することを特徴とするもので、さらに精度の高いロック検知が行えるものである。

第３の発明は、第１または第２の発明のロック解除動作中のモータ電流値の減少速度が所定値以上であった場合にロック判断値を元に戻す方向に変更することを特徴とするものである。モータ電流値が急激に減少するということは、ロックが解除されたということであるので、ロック判断値を元に戻していくことで、早い段階でロック判定を解除して通常撹拌動作に戻すことができる。これによりロック解除判定の精度も向上するものである。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明のロック解除動作中にモータ電流値がロック判断値を下回った場合、ロック解除動作を終了して撹拌手段の動作を通常動作に戻すと共に、前記ロック解除動作終了からの経過時間に応じて、ロック判断値を元に戻す方
向に変更することを特徴とするものであり、ロック解除後の巻線温度低下に応じてロック判断値を戻していく為、ロック解除から巻線温度が安定するまでの間にも高精度のロック検知が行えるものである。

第５の発明は、第４の発明のロック解除動作終了後のモータ電流値に応じて、ロック判断値の変更量に補正を加えることを特徴とするものであり、前記モータに流れる電流値の違いによる巻線温度低下速度の違いも考慮にいれた判定が行えるため、更に高精度のロック検知が行えるものである。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明の撹拌手段がロックしていない時には、前記撹拌手段を間欠駆動すると共に、運転状況に応じてその間欠周期及び／または駆動時間を変化させ、前記撹拌手段の単位時間あたりの駆動時間に応じて、ロック判断値を変更することを特徴とするものであり、ロックの巻線温度上昇も考慮にいれた判定が行えるので、高精度のロック検知が行えるものである。

第７の発明は、第６の発明の撹拌手段を駆動している時のモータ電流値に応じて、ロック判断値の変更量に補正をかけることを特徴とするものであり、前記モータに流れる電流値の違いによる巻線温度上昇速度の違いも考慮にいれた判定が行えるため、更に高精度のロック検知が行えるものである。

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。尚、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）
以下、本発明の第１の実施の形態における生ごみ処理機について図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態における生ごみ処理機の概略を示す断面図である。

生ごみを投入する処理槽１と、前記処理槽１内の生ごみを加熱・乾燥するための乾燥ヒータ２と、前記乾燥ヒータ２の熱を前記処理槽１内の生ごみに送るための乾燥ファンモータ１０と、前記処理槽１内の生ごみを撹拌するための撹拌羽根３と前記処理槽１の下に設けられ、前記撹拌羽根３を回転させるための駆動モータ４と、前記処理槽１に連通し前記処理槽１内の生ごみから発生する蒸気の脱臭を行う触媒６と、前記触媒６の脱臭能力を高めるための加熱を行う触媒加熱ヒータ７と、前記触媒６の下流側に配置され前記処理槽１内の蒸気を吸引し前記触媒６を経由して機器外に排気するための吸引ファンモータ９を有している。

更に、前記乾燥ヒータ２の側近に配置され、前記処理槽１内の温度を検知するための庫内温度センサ５と、前記触媒６側近に配置され、前記触媒６の温度を検知する触媒温度センサ８を有している。又、前記乾燥ヒータ２、乾燥ファンモータ１０、駆動モータ４、触媒加熱ヒータ７、吸引ファンモータ９、庫内温度センサ５及び触媒温度センサ８は全て本体後方下部に配置された制御基盤１２に電気的に接続されており、前記制御基盤１２によって制御されている。

図２は前記制御基板１２のシステムブロック図であり、商用電源１３からの電力供給経路に運転スイッチ１４及び前記運転スイッチ１４と並列に電源リレー１５が設けられており、前記運転スイッチ１４又は前記電源リレー１５をオンすることによって、前記商用電源１３から信号制御手段１６及び乾燥ヒータ２、触媒加熱ヒータ７、駆動モータ４、吸引ファンモータ９、乾燥ファンモータ１０に電源が供給される構成になっている。又、前記信号制御手段１６には、前記駆動モータ４に流れる電流値を検出するための電流検出手段１７、庫内温度センサ５、触媒温度センサ８及び各負荷の制御を行うための駆動手段１８
、切スイッチ１９、運転表示２０と、電源リレー１５が接続されている。

次に上記構成による動作及び作用を図３〜図６を参照しながら説明する。

図３は本実施の形態における生ごみ処理機の制御動作概要である。

ステップ０で、前記信号制御手段１６は電力が供給されると同時に前記電源リレー１５をオンして運転タイマのカウントアップを開始する。

次にステップ１で、前記触媒６の脱臭性能を維持するために触媒温度センサ８が約３６０℃になるように駆動手段１８を介して前記触媒加熱ヒータ７の制御を行う。

次にステップ２で、運転タイマが４分を超えていれば（すなわち前記触媒６が十分に加熱されて脱臭能力が発揮される状態になっていれば）前記乾燥ファンモータ１０をオンして、加熱乾燥処理を開始すると共に、前記吸引ファンモータ９をオンして処理槽１内の蒸気の排気を行い、ステップ３へ進む。運転タイマが４分以内であれば何もせずにステップ８へ進む。

ステップ３では前記駆動モータ４の制御を行って生ごみの撹拌、粉砕処理を行う（詳細は後述する）。

次にステップ４で、冷却中（後述）であるかどうかの判断を行い、冷却中であればステップ７へ、冷却中でなければステップ５へ進む。

次にステップ５で前記乾燥ヒータ２の制御を行って加熱乾燥処理を行う。乾燥性能を維持するために庫内温度センサ５が約１２０℃になるように駆動手段１８を介して前記乾燥ヒータ２の制御を行う。具体的には前記庫内温度センサ５が１２０℃未満の時には前記乾燥ヒータ２へはフル通電を行い、１２０℃以上の時には約３０％程度の通電状態とすることで温度を一定に保つようにしている。前記処理槽１内の生ごみが未乾燥である間は蒸気が大量に発生するため、３０％程度の通電状態であれば前記処理槽１内の温度は低下して１２０℃を下回るが、前記処理槽１内の生ごみが十分に乾燥すると、蒸気の量が減少するため３０％程度の通電状態であっても処理槽１内の温度は下がらずに上昇し続けるようになる。

ステップ６では、上記の特性を利用して乾燥終了判定を行っている。具体的には、処理槽１内の温度が１３０℃を超えたときに乾燥終了と判断して、以降、前記乾燥ヒータ２をオフして前記処理槽１内の冷却処理を行う。

ステップ７が冷却処理の具体的な制御である。冷却中は、前記乾燥ヒータ２への通電は停止し処理槽１内の温度が８０℃未満（人が触れてやけどの心配のない温度）になったときに前記運転表示２０をオフすると共に、前記電源リレー１５をオフしてシステムへの電力供給を停止させる。

尚、ステップ８では、切スイッチ１９が押されたかどうかの判定を常に行っており、前記切スイッチ８が押されたならば、冷却終了時と同様に前記運転表示２０をオフすると共に、前記電源リレー１５をオフしてシステムへの電力供給を停止させる。

以上が本実施の形態の制御動作の概要であるが、以降、ステップ３の撹拌制御についての詳細説明を図４及び図５を参照しながら説明する。

まずステップ３．１で、撹拌タイマのカウントアップ・判定値変更タイマのカウントアップを行うと共に、運転状況によって下表にしたがって撹拌パターンを決定する。

次にステップ３．２で、判定値変更タイマが３０分に達するか又は判定値未設定であれば、判定値変更タイマをクリアすると共に、下記手順に従って判定値変更処理１を行う。

判定値変更処理１は、下表に示す撹拌パターン毎の「ロック判定下限値」と、現在のロック判定値との関係によって処理を変更する。

＜判定値変更処理１＞
１）「現在のロック判定値＞ロック判定下限値」の場合、
（現在のロック判定値）−０．５×（現在のロック判定値−前回駆動モータ４駆動時の電流値）
を新たなロック判定値とする。但し、ここで新たに設定するロック判定値が、下表に示す撹拌パターン毎の「ロック判定下限値」よりも小さい場合は、下表に示す「ロック判定下限値」を新たなロック判定値とする。

２）「現在のロック判定値＜＝ロック判定下限値」の場合
（現在のロック判定値）＋０．５×（現在のロック判定値−前回駆動モータ４駆動時の電流値）
を新たなロック判定値とする。但し、ここで新たに設定するロック判定値が、下表に示す撹拌パターン毎の「ロック判定下限値」よりも大きい場合は、下表に示す「ロック判定下限値」を新たなロック判定値とする。

３）ロック判定値が未設定の場合は、５Ａを新たなロック判定値とする。

次にステップ３．３で、撹拌ロック中かどうかの判定を行い、ロック中であればロック解除動作（詳細は後述する）を行い、ロック中でない場合はステップ３．４に進む。

次にステップ３．４〜３．７で、駆動モータ４を前述したステップ３．２で設定した撹拌パターン通りに制御する。即ち、撹拌周期毎に、撹拌正転・逆転を交互に所定の時間行うようにする。

更に、このとき前記駆動モータ４を駆動している時には、次のステップ３．８〜ステップ３．９で撹拌ロック判定を行う。前記駆動モータ４駆動開始３秒後（即ち、駆動モータの電流が安定した時点）に前記電流検出手段１７の検知した電流値がロック判断値を超えていれば、撹拌羽根３がロックしたと判断し、以降、ロック解除動作（詳細は後述する）を行う。

次にロック解除動作の詳細について、図５を参照しながら説明する。

ステップ３．３．１で、ロックタイマのカウントアップを行うと共に、下表に従ってロック解除動作の撹拌パターンを決定する。

次にステップ３．３．２で、ロックタイマが３０分に達していれば、ロックタイマをクリアすると共に、下記手順に従って判定値変更処理２を行う。

＜判定値変更処理２＞
（現在のロック判定値）−０．５×（前回駆動モータ４駆動時の電流値―現在のロック判定値）
を新たなロック判定値とする。但し、ここで新たに設定するロック判定値が、３Ａ未満になる場合は、３Ａを新たなロック判定値とする。

次にステップ３．３．３〜ステップ３．３．９で、駆動モータ４を前述したステップ３．１で設定した撹拌パターン通りに制御する。即ち、撹拌周期毎に、撹拌正転、逆転を交互に３秒間行うようにする。

更に、このとき撹拌タイマが３秒に達した時点（即ち、駆動モータの電流が安定した時点）でロック解除判定を行う。ステップ３．３．６で、前記電流検出手段１７の検知した電流値がロック判断値未満になっていれば、撹拌羽根３のロックが解除されたと判断し、以降、通常動作に復帰する。

又、ステップ３．３．６の後、ステップ３．３．７で、前回の駆動モータ４駆動時の電流値と比べて、今回の電流値が１Ａ以上低下していれば、ロックが解除されつつある（ロック度合いが軽くなっている）と判断して、ロック判断値を元に戻す処理を行う。尚、ロック判断値を元に戻す処理は、前述したステップ３．３．２の判定値変更処理１と同様の処理である。

以上の構成による作用を以下に示す。

ステップ３．３．２において撹拌羽根３がロックしている状態が継続した場合、３０分毎にそのロック判断値を低く再設定すると共に、駆動モータ４駆動時の電流に応じて、ロック判断値の変更量を補正しているため、前記撹拌羽根３のロック状態継続によってモータ巻線温度が上昇し、結果、低下してしまう電流値に応じたロック判断値を常に維持でき
るため、ロック状態が継続しているにも関わらず「ロックが解除された」と判定することがなくなり、精度の高いロック検知を行うことが可能となる。又、ステップ３．３．７では、電流値の低下速度が大きかった場合（即ち、駆動モータ４にかかる負荷が軽くなった場合）に、ロック判断値を元に戻していくことで、早い段階でロック判定を解除して通常撹拌動作に戻すことができ、ロック解除判定の精度も向上する。又、ステップ３．３．１で、現在のロック判断値によって（即ち、ロック継続時間と電流値によって）撹拌パターンを変えており、巻線温度が上昇した場合には、それに応じて駆動モータ４を長時間停止することで、巻線温度の上昇に歯止めをかけ、モータ寿命の低下を防止している。更にステップ３．２において、通常動作中でも常に駆動モータ４の駆動パターン（単位時間あたりの駆動時間）と、その電流値とに従ってロック判定値の再設定を行っているため、ロック解除からのロック解除後の巻線温度低下に応じてロック判断値を戻すことができると共に、通常動作中においても巻線温度上昇速度の違いも考慮にいれた判定が行えるため、更に高精度のロック検知が行えるものである。

尚、本実施の形態においては、ロック判定値の変更を３０分毎とし、判定値の変更量をモータ電流値に応じて変更するようにしたが、判定値の変更量を変える代わりに、ロック判定値の変更時間を変えても同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
以下、本発明の第２の実施の形態における生ごみ処理機について図６〜図８を参照しながら説明する。尚、上記実施の形態１と同一構成部品については同一符号を付し、その説明を省略する。

図６は制御基板１２のシステムブロック図であり、前記信号制御手段１６には、駆動モータ４に内蔵され、前記駆動モータ４の巻線温度を測定するための巻線温度センサ１１及び外気温度を測定する外気温度センサ２１が接続されている。

次に上記構成による動作及び作用を図７及び図８を参照しながら説明する。

ステップ０３．２で、巻線温度センサ１１の温度によって、下表に従ってロック判定値を設定する。（判定値変更処理３）但し、この時、外気温度センサ２１の値によって補正をかける。具体的には（外気温度センサ温度−２０℃）を下表の巻線温度に上乗せすることで、間接的にロック判定値に補正をかけている。

更に、ステップ０３．３．２で、ロックタイマが３０分に達したら、上記ステップ０３．２と同様の判定値変更処理３を行う。尚、ロック中は判定値変更処理を常時行わず、３０分毎に行っているのは、巻線温度が低下するまでの間（３０分間）に、後述するステップ０３．３．７で設定した判断値を動作に反映するためである。

更に、ステップ０３．３．７で、前回ロック判定値設定時（３０分前）の駆動モータ４駆動時の巻線温度と比べて、今回の巻線温度が１０℃以上低下していれば、ロックが解除されつつある（ロック度合いが軽くなっている）と判断して、ロック判断値を元に戻す処理を行う（判定値変更処理４）。このときのロック判定値の変更量は下表に従って設定し
、設定された変更量をステップ０３．３．１で設定したロック判定値に上乗せする。但し、この時、外気温度センサ２１の値によって補正をかける。具体的には（外気温度センサ温度−２０℃）を下表の今回巻線温度に上乗せすることで、間接的にロック判定値変更量に補正をかけている。

以上の構成による作用を以下に示す。

ステップ０３．２及びステップ０３．３．１で、巻線温度センサ１１の温度によって、下表に従ってロック判定値を設定しているので、直接巻線温度をモニターしてロック判断値を変更できるため、高精度のロック検知が行えるものである。又、ステップ０３．３．７で、巻線温度の温度低下量によってロック解除を検出し、ロック判断値を元に戻すので、高精度のロック解除判定が行えるものである。更に、外気温度センサ２１によってこれらロック判断値変更に補正をかけているため、外気温度すなわち使用環境によるモータ巻線温度上昇速度の違いも考慮にいれた判定が行え、信頼性の高いロック検知及びロック解除判定が行えるものである。

以上のように、本発明にかかる生ごみ処理機は、モータ巻線温度上昇によるモータ電流値の変化を考慮し、精度の高いロック検知、ロック解除検知が行えるものであり、誘導モータを用いた撹拌装置を要する他の機器にも適用できるものである。

本発明の実施の形態１における生ごみ処理機の概略断面図 同生ごみ処理機のシステムを示すブロック図 同生ごみ処理機の制御概要を示す制御フローチャート 同生ごみ処理機の駆動モータ制御の詳細を示す制御フローチャート 同生ごみ処理機のロック解除動作の詳細を示す制御フローチャート 本発明の実施の形態２における生ごみ処理機のシステムを示すブロック図 同生ごみ処理機の駆動モータ制御の詳細を示す制御フローチャート 同生ごみ処理気のロック解除動作の詳細を示す制御フローチャート

１ 処理槽
２ 乾燥ヒータ
３ 撹拌羽根
４ 駆動モータ
５ 庫内温度センサ
６ 触媒
７ 触媒加熱ヒータ
８ 触媒温度センサ
９ 吸引ファンモータ
１０ 乾燥ファンモータ
１１ 巻線温度センサ
１２ 制御基板
１３ 商用電源
１４ 運転スイッチ
１５ 電源リレー
１６ 信号制御手段
１７ 電流検出手段
１８ 駆動手段
１９ 切スイッチ
２０ 運転表示
２１ 外気温度センサ

Claims (7)

1. 生ごみを投入する処理槽と、この処理槽内の生ごみを粉砕、撹拌するための撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動するためのモータと、前記モータの電流を検出するための電流検知手段と、制御手段とを有し、前記制御手段は、前記電流検知手段が検出した電流値が予め設定されたロック判断値を超えると前記撹拌手段がロックしたと判断し、以降、前記電流値が、前記ロック判断値未満になるまでの間、前記攪拌手段を複数のロック解除動作の攪拌パターンの何れかにて動作させ、前記ロック解除動作の攪拌パターンで動作している時間に応じて、前記ロック判断値を変更するとともに、前記ロック解除動作の攪拌パターンで動作中の電流値に応じて、前記ロック判断値の変更量に補正を加え、前記ロック解除動作の攪拌パターンで動作している時間及び／またはロック解除の動作中の電流値に応じて、前記攪拌パターンを変更することを特徴とする生ごみ処理機。
2. ロック解除動作の攪拌パターンで動作している時間が長いほど、撹拌手段のロック判断値を小さくする方向に変更することを特徴とする請求項１に記載の生ごみ処理機。
3. ロック解除の動作中のモータ電流値の減少速度が所定値以上であった場合に、ロック判断値を元に戻す方向に変更することを特徴とする請求項１または２に記載の生ごみ処理機。
4. ロック解除の動作中にモータ電流値がロック判断値を下回った場合、ロック解除の動作を終了して撹拌手段の動作を通常の動作に戻すと共に、前記ロック解除の動作終了からの経過時間に応じて、ロック判断値を元に戻す方向に変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の生ごみ処理機。
5. ロック解除の動作終了後のモータ電流値に応じて、ロック判断値の変更量に補正を加えることを特徴とする請求項４記載の生ごみ処理機。
6. 撹拌手段がロックしていない時には、前記撹拌手段を間欠駆動すると共に、運転状況に応じてその間欠周期及び／または駆動時間を変化させ、前記撹拌手段の単位時間あたりの駆動時間に応じて、ロック判断値を変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の生ごみ処理機。
7. 撹拌手段を駆動しているときのモータ電流値に応じて、ロック判断値の変更量に補正をかけることを特徴とする請求項６記載の生ごみ処理機。

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