JP4624371B2 - 食器洗浄機 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄ポンプで加圧された洗浄水を洗浄ノズルから噴射し、洗浄槽内に配置された食器類の洗浄を行なう食器洗浄機に関し、特に洗浄水が壁面に衝突することによって発生する騒音の低減を図るようにした食器洗浄機に関するものである。

従来から、洗浄槽内に収容された食器量及び食器の配置の偏りを判別可能な食器洗浄機が存在する。そのようなものとして、回転洗浄ノズルを回転駆動させるモータと、洗浄水が洗浄室の天井に衝突する振動を検出する振動センサとを設け、洗浄用噴射口から噴射される洗浄水が洗浄槽の天井に衝突することから生じる振動を振動センサで検出して、この振動センサからの検出信号に基づいて食器量及び食器の偏りを判別し、洗浄ノズルを回転駆動するモータの停止、減速、あるいはその位置での正逆転を行なうことにより、特定の領域を集中的に洗浄することを可能にした食器洗浄機が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

また、洗浄槽内に配設され、洗浄ノズルに形成された噴射口から食器類を洗浄するための洗浄水を噴射させ、この洗浄水の反力によって、洗浄ノズルを回転可能にした食器洗浄用噴射ノズルが存在する。そのようなものとして、洗浄室内に配置され、食器洗浄用噴射ノズルに形成された噴射口から食器類に向けて洗浄水を噴射するとともに、その洗浄水の噴射力（反力）によって、回転可能にした食器洗浄用噴射ノズルが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開平６−１８１８７６号公報（第１−２頁、第３−４図） 特開２００６−３０４８７６号公報（第５頁、第３図）

特許文献１に記載の食器洗浄機は、ポンプの駆動とは別に回転洗浄ノズルの回転駆動を実行するモータを設けなければならなかった。つまり、ポンプを駆動するモータ、回転洗浄ノズルを回転駆動するモータの双方を設けなければならなかった。したがって、食器洗浄機の構成が複雑になってしまうとともに、消費電力が増大してしまうという問題があった。また、振動センサの信号処理方法が曖昧であるために、正確な食器量及び食器の配置の偏りを定常的に判別することが困難であるという問題があった。

特許文献２に記載の食器洗浄用噴射ノズルは、回転中心から延在させたノズルのいずれにも噴射口を形成した構成となっている。つまり、この食器洗浄用噴射ノズルは、回転中心に対していずれの側にも複数の噴射口を持つ構成となっている。そのため、集中洗浄したい場所だけでなく、他方からも同様に洗浄水が噴射されてしまい、その結果、集中洗浄であっても余分な洗浄水を噴射することになり、その洗浄水によって騒音が発生してしまうという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解消するためになされたもので、洗浄ノズルをモータで駆動することなく、振動センサからの検出信号に基づいて正確な食器量及び食器の粗密場所を定常的に判別して、無駄な洗浄水を抑制しながら、集中洗浄を可能にし、低騒音化を実現した食器洗浄機を提供する。

本発明に係る食器洗浄機は、食器類を収容する洗浄槽と、回転軸に取り付けられ、前記洗浄槽内部に回転自在に配設されており、前記食器類を洗浄するための洗浄水を噴射させる噴射口が形成され、前記噴射口から噴射される洗浄水の反力で回転する洗浄ノズルと、前記洗浄ノズルの前記噴射口から噴射させる洗浄水の量を調整することで前記洗浄ノズルの回転制御を行なう制御部とを備え、前記洗浄ノズルは、前記噴射口を前記洗浄ノズルの回転中心から一方の側からのみ洗浄水を噴出させるようにし、前記洗浄水が噴射される側とは反対側に錘が装着されていることを特徴とする。

本発明に係る食器洗浄機は、洗浄ノズルが、噴射口を洗浄ノズルの回転中心から一方の側からのみ洗浄水を噴出させるようにし、洗浄水が噴射される側とは反対側に錘が装着されているので、洗浄ノズルを回転駆動させるためのモータ等の駆動手段が不要であるととともに、狙い撃ち洗浄時に無駄な洗浄水を抑制することができ、その洗浄水が洗浄槽に衝突することで発生する騒音を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る食器洗浄機１００の全体構成を示す概略構成図である。図１に基づいて、食器洗浄機１００の全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。この食器洗浄機１００は、家庭等のキッチンに設置され、食事等で使用された食器やコップ等の食器類１３を洗浄するものである。また、この図１では、食器類１３が洗浄槽１１内に収容されている場合を例に示している。

図１に示すように、食器洗浄機１００は、食器洗浄機１００の外郭を形成する本体１０と、この本体１０内に設けられており、食器類１３が収容され、この食器類１３の洗浄が行なわれる洗浄槽１１と、洗浄槽１１の底面に回転自在に配設され、洗浄水１５を食器類１３に噴射する洗浄ノズル６と、モータ３１及びケーシング部３２で構成されており、洗浄ノズル６から洗浄水１５を噴射させる洗浄ポンプ３と、洗浄水１５を排水管５１を介して、排水口５２から排出させる排水ポンプ５と、洗浄ポンプ３及び排水ポンプ５の駆動を制御する制御部４とを少なくとも備えている。

洗浄槽１１は、前面が開口形成されており、食器類１３を載せるための食器籠１２が配置可能になっている。図１では、２つの食器籠１２が洗浄槽１１内に配置されている場合を例に示している。洗浄ノズル６には、回転中心に突起部６３が設けられるとともに、回転中心に対して片側に複数の噴射口６１が形成されている（図２で詳細に説明する）。また、洗浄ノズル６の噴射口６１が形成されていない側には、錘６２が装着されている。この錘６２は、洗浄ノズル６の回転中心から一方の側に形成されている噴射口６１とのバランスを図る機能を有している。そして、突起部６３の先端及び噴射口６１から洗浄水１５が斜め上向きに噴射されることで、食器類１３を洗浄するようになっている。

洗浄ポンプ３は、モータ３１によって駆動され、洗浄槽１１の下部に貯留される洗浄水１５を吸引、加圧して突起部６３及び噴射口６１から噴射させることで、洗浄水１５を循環させるものである。排水ポンプ５は、洗浄工程やすすぎ工程の終了後等に、食器類１３の洗浄に使用された洗浄水１５を吸引し、排水管５１を介して排水口５２から外部へ排出させるものである。排水管５１は、洗浄槽１１の下部と排気口５２とを接続するように、洗浄槽１１の下側に配置されている。

制御部４は、マイクロコンピュータ等で構成され、食器洗浄機１００全体の統括制御を行なう機能を有している。また、制御部４は、洗浄ポンプ３及び排水ポンプ５の駆動を制御するとともに、噴射口６１からの洗浄水１５の量を調整することで洗浄ノズル６の回転を制御する。この制御部４が行なう制御については、図９及び図１１で詳細に説明する。また、制御部４には、種々の情報をデータとして格納するための記憶部４１が設けられている。なお、この記憶部４１の種類を特に限定するものではない。たとえば、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）や、フラッシュメモリ等で構成するとよい。

洗浄槽１１の側面外壁には、洗浄ノズル６の回転位置を検出するための位置センサであるリードスイッチ８が設けられている。このリードスイッチ８は、洗浄ノズル６が接近した際に、洗浄ノズル６先端に設置されている磁石７からの磁界が加わると、発生する電流を電圧値の出力信号として出力するようになっている。このリードスイッチ８から出力された出力信号は、制御部４に入力されるようになっている。また、洗浄槽１１の底面には、洗浄水１５によって洗浄された食器類１３に付着していた残菜を集めるフィルタ１４が着脱可能に設けられている。

さらに、洗浄槽１１の天板外壁には、洗浄槽１１の振動を検出するための振動センサ２が設けられている。この振動センサ２は、洗浄槽１１の振動を検出し、電圧値の出力信号として出力するようになっている。この振動センサ２から出力された出力信号は、リードスイッチ８からの出力された出力信号と同様に制御部４に入力されるようになっている。なお、図中に示す波線は、洗浄ノズル６から噴射された洗浄水１５を表している。また、食器洗浄機１００の前面には、図示省略の扉や操作部が設けられている。

図２は、洗浄ノズル６の詳細な構成を示す斜視図である。図２に基づいて、洗浄ノズル６の詳細な構成について説明する。図２に示すように、洗浄ノズル６は、洗浄ポンプ３からの回転軸３３に取り付けられ、回転中心から一方の側（片側）にのみ噴射口６１が形成されている。また、この洗浄ノズル６の回転中心（回転軸３３の取り付け位置）は、前記洗浄ノズルの中心部となっている。また、噴射口６１を備えていない側（噴射口６１が形成されている側とは反対側）には、洗浄ノズル６の回転時におけるバランスをとるための板状の錘６２が装着されている。さらに、錘６２が装着されている側の先端には、リードスイッチ８のＯＮ／ＯＦＦを実行するための磁石７が設置されている。

このように構成されている洗浄ノズル６は、洗浄ポンプ３により吸引、加圧された洗浄水１５を洗浄ノズル６に設けられた複数の噴射口６１から噴射させ、この洗浄水噴射時の噴射量に応じた反力によって所定の方向に回転駆動するようになっている。すなわち、この食器洗浄機１００は、洗浄ノズル６を回転駆動させるためのモータ等の駆動手段を別途設けることなく、洗浄ノズル６の噴射口６１から噴射させる洗浄水１５によって洗浄ノズル６を回転駆動させるようになっているのである。

なお、図１及び図２では、洗浄ノズル６の中心部を回転軸３３に取り付けている場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、洗浄ノズル６の中心部以外の部分を回転軸３３に取り付けるようにしてもよい。つまり、洗浄ノズル６の中心部を回転中心とすることなく、噴射口６１が回転中心から一方の側に形成され、噴射口６１から噴射される洗浄水の反力によって洗浄ノズル６が回転可能なっていればよいのである。また、洗浄ノズル６は、噴射口６１が形成されたものと、錘６２が装着されたものの２つで形成されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。

図１及び図２では、洗浄ノズル６に複数の噴射口６１が設けられている場合を例に示しているが、噴射口６１の個数を限定するものではない。つまり、洗浄ノズル６を回転駆動できる程度の個数の噴射口６１を設けるようにすればよいのである。また、洗浄ノズル６の回転中心に突起部６３を設けている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。さらに、板状の錘６２を装着した場合を例に示しているが、錘６２の形状及び構成材料を特に限定するものではない。

図３は、振動センサ２と制御部４とを繋ぐ回路構成を示す概略回路構成図である。図３に基づいて、振動センサ２から出力された出力信号が制御部４に入力されるまでを簡単に説明する。図３に示すように、振動センサ２から出力される出力信号（電圧値）は、増幅回路であるアンプ７０に入力され、増幅される。アンプ７０で増幅された出力信号は、平滑回路７１で脈流成分が低減され、制御部４のＡ／Ｄ入力ポートに入力される。そして、アナログ信号からデジタル信号への変換が実行され、制御部４に読み込まれる。

図４は、振動センサ２の設置場所を説明するための説明図である。図４に基づいて、振動センサ２の好ましい設置場所について説明する。上述したように振動センサ２は、洗浄槽１１の天板外壁に設置されるようになっている。図４に示すように、洗浄槽１１の天板が振動する際に最も大きな振幅を繰り返す場所は、振動の腹部である。したがって、この実施の形態に係る振動センサ２は、洗浄槽１１の天板外壁であって、振動の腹部に対応する場所またはその近傍に設置するようにしている。

なお、洗浄槽１１の材質及び形状によって、洗浄槽１１の天板に洗浄水１５が衝突するときの振動数が異なり、振動の腹となる場所も異なるため、洗浄槽１１に応じた振動の腹部またはその近傍に設置するとよい。つまり、洗浄槽１１の振動数を予め測定し、振動センサ２の設置場所を決定するとよいのである。このようにすることで、振動センサ２での洗浄槽１１の振動検出の確実性を向上させることが可能になる。その結果、洗浄槽１１内に収容されている食器類１３の量（以下、単に食器量という）に応じて変化する振動を検出し易くなるのである（後に詳述する）。

図５は、振動センサ２を洗浄槽１１の天板中央部に設置するための説明図である。図５に基づいて、振動センサ２を洗浄槽１１の天板中央部に設置する場合について説明する。図５に示すように、振動センサ２を、洗浄槽１１の天板中央部に設置することも効果的である。検証の結果、洗浄槽１１の天板中央部に振動センサ２を設置した場合には、天板隅部に振動センサ２を設置した場合と比較して、振動センサ２から出力される出力信号（電圧値）の変化が大きいということがわかった。

加えて、振動の腹部は洗浄槽１１の天板中央部に現れることが多いため、天板中央部に振動センサ２を設置することは、洗浄槽１１の振動をより検出し易くできるという効果が期待できる。また、洗浄槽１１の天板の固有振動数を予め測定しておき、この固有振動数を設置する振動センサ２の検出周波数帯域に含まれるようにすることが望ましい。こうすることによって、振動センサ２による振動検出感度を更に大きくすることができるという効果がある。

次に、食器洗浄機１００の動作について説明する。食器洗浄機１００は、洗浄を開始したとき、及び、洗浄一時停止後に再始動したときに、洗浄槽１１内における食器類１３の粗密場所検出（以下、単に粗密場所検出と称する）を行なってから、検出された食器類１３の粗密場所に応じた集中洗浄（以下、狙い撃ち洗浄と称する）を行なうことができるようになっている。まず、食器洗浄機１００が行なう粗密場所検出について説明し、その後、食器洗浄機１００が行なう狙い撃ち洗浄について説明する。

（１）粗密場所検出
粗密場所検出は、洗浄開始時、及び、洗浄一時停止後の再始動時に毎回行なうとよい。洗浄一時停止後の再始動時にも粗密場所検出を行なう理由としては、利用者が洗浄動作を一時停止させて、食器類１３の配置を変更したり、食器類１３を追加したりする可能性があるからである。なお、利用者が洗浄動作を一時停止させたとしても、食器類１３の配置の変更や、食器類１３の追加がない場合には、利用者からの指示に基づいて粗密場所検出を省略できるようにしてもよい。

粗密場所検出を開始する際には、検出専用として予め設定されている所定量の洗浄水１５を噴射させ、そのときに振動センサ２から出力される出力信号を取得する。こうすることによって、過剰な噴射量の洗浄水１５を洗浄槽１１の天板等に衝突させなくて済み、洗浄水１５を抑制することができると同時に、過少の噴射量の洗浄水１５により振動センサ２が検出不可能な状態を防止することができる。したがって、検出専用の洗浄水１５の噴射量を予め設定しておくことで、毎回安定した粗密場所検出を行なうことが可能になる。

あるいは、洗浄ノズル６の所定回転ごとに洗浄水１５の噴射量を増加させて、そのときに振動センサ２から出力される出力信号を取得するということも可能である。つまり、洗浄水１５の噴射量の変化量（増加量）と、振動センサ２からの出力信号の変化量との関係を導き出し、この関係とリードスイッチ８による洗浄ノズル６の位置検出とのタイミングを合わせることによって、振動センサ２から出力される出力信号を取得するのである。こうすることによっても、粗密場所検出を実行することが可能になる。

図６は、振動センサ２からの出力信号の信号処理方法を説明するための説明図である。図６に基づいて、振動センサ２から出力される出力信号の信号処理について説明する。また、図６（ａ）が洗浄槽１１の内部を洗浄ノズル６の回転方向に４つのエリア（エリア（１）〜エリア（４））に等分割した状態における各分割エリアでの出力積分値Ｓと粗密度との関係を示しており、図６（ｂ）がリードスイッチ８により算出可能な洗浄ノズル６の回転周期を図６（ａ）の各分割エリアに応じて等分割した時間におけるリードスイッチ８から出力される電圧値の波形及び振動センサ２からの出力信号の波形を示している。

取得された振動センサ２からの出力信号は、洗浄槽１１の内部における各分割エリアの出力積分値Ｓを算出するために利用される。そして、出力積分値Ｓは、食器類１３の粗密検出量として使用される。各分割エリアにおける出力積分値Ｓの算出方法としては、図６（ｂ）に示すようにリードスイッチ８により算出可能な洗浄ノズル６の回転周期を図６（ａ）の４つのエリアに応じて４つに等分割した時間を利用し、その時間分の振動センサ２の出力信号を各分割エリアの出力値として算出することができる。

図６（ａ）に示すように洗浄槽１１を上から見た場合において、各壁面（各対辺）の中点を結び、エリア（１）〜エリア（４）に等分割し、図６（ｂ）に示す各分割エリアの出力積分値Ｓを算出して、食器類１３の粗密場所検出に使用するとよい。たとえば、エリア（１）では出力積分値Ｓが「中」、粗密度が「中」であり、エリア（２）では出力積分値Ｓが「小」、粗密度が「大」であり、エリア（３）では出力積分値Ｓが「小」、粗密度が「大」であり、エリア（４）では出力積分値Ｓが「大」、粗密度が「小」であることを表している。

このように、出力積分値Ｓを算出することによって、その値から各分割エリアにおける粗密度を算出することができる（図７で詳細に説明する）。このように、洗浄槽１１内を分割エリアごとの振動センサ２の出力積分値Ｓを使用することで、各分割エリアにおける食器量（粗密度）の正確な検出が可能になる。なお、図６では、洗浄槽１１を４分割した場合を例に示したが、これに限定するものではなく、洗浄槽１１を等分割できればよい。また、洗浄槽１１の等分割に応じて、リードスイッチ８により算出可能な洗浄ノズル６の回転周期も等分割するとよい。

図７は、出力積分値Ｓと食器量との関係を示すグラフである。図７に基づいて、算出した出力積分値Ｓから食器量を判別する方法について説明する。この図７では、算出した出力積分値Ｓ（図６参照）と洗浄槽１１の内部に均等に収容された食器量との関係について示している。また、図７では、横軸が食器量（人前）を、縦軸が出力積分値Ｓをそれぞれ示している。また、予め設定してある２つの閾値（閾値ｔｈ１及び閾値ｔｈ２）を併せて示している。

洗浄槽１１の内部に均等に配設した食器量を変化させたときの、振動センサ２から出力される出力信号の出力積分値Ｓと食器量との間には、図７に示すような関係があることが検証の結果確認できた。そこで、この図７に示す関係を利用して食器量を判別するようにしている。たとえば、算出された出力積分値Ｓを閾値ｔｈ１及び閾値ｔｈ２と比較することによって、食器量を判別するとよい。つまり、算出された出力積分値Ｓが閾値ｔｈ１よりも小さければ、その分割エリアにおける食器量は「多い」と判別でき、閾値ｔｈ１よりも大きく閾値ｔｈ２よりも小さければ、その分割エリアにおける食器量は「中程度」と判別でき、閾値ｔｈ２よりも大きければ、その分割エリアにおける食器量は「少ない」と判別できるのである。

以上のように、その分割エリアごとに食器量を判別するので、後述する狙い撃ち洗浄の効率を向上させることができる。つまり、洗浄水１５の噴射量を分割エリアごとに段階的に制御し、食器量に応じた狙い撃ち洗浄が可能になっているのである。なお、ここでは、２つの閾値を利用して３段階で食器量を判別したが、これに限定するものではない。たとえば、１つの閾値を利用して２段階で食器量を判別したり、３つの閾値を利用して４段階で食器量を判別したりすることも可能である。

２段階で食器量を判別する場合は、３段階で食器量を判別するよりも単純で簡単に食器量を判別でき、判別結果の精度が高くなる。一方、４段階以上で食器量を判別する場合は、食器量の差による出力積分値Ｓがあまり大きくならないために、判別結果の精度があまり高くならない。また、閾値（たとえば、閾値ｔｈ１や閾値ｔｈ２）は、予め設定してあってもよく、利用者が任意に設定してもよい。さらに、閾値の追加や閾値の設定の変更を可能にしておいてもよい。

図８は、食器量の判別結果の正確さと洗浄ノズル６のサイクル数（回転数）との関係を示すグラフである。図８に基づいて、食器量の判別結果の正確さとサイクル数との関係について説明する。この図７では、横軸が食器量（人前）を、縦軸が出力積分値Ｓをそれぞれ示している。また、図８で示す丸印がサイクル数５回平均の場合、三角印がサイクル数３回平均の場合、四角印がサイクル数１回平均の場合における出力積分値Ｓと食器量との関係をそれぞれ示している。

同分割エリアに収容されている食器量を判別する場合には、洗浄ノズル６のサイクル数の平均回数の中で最も頻度の多いものを利用する。それは、図８に示すように、サイクル数１回平均の場合（四角印）では、食器量の判別結果の精度があまり高くなく、サイクル数の平均回数を増加した方がより正確な食器量を判別することができるからである。そのために、できる限り多くの時間を費やせばより正確な食器量の判別が可能となる。ただし、実際に食器洗浄機１００で使用することを考慮し、分単位での待ち時間では長すぎ、サイクル数５回平均程度（丸印）でも正確な食器量を判別することが可能であるので、食器量を判別する際に使用する出力積分値Ｓは、数十秒程度のサイクル数１０回転程度とすることが望ましい。

図９は、洗浄槽１１内における食器類１３の粗密場所検出の流れを示すフローチャートである。図９に基づいて、粗密場所検出の具体的な流れについて説明する。食器洗浄機１００が洗浄を開始したり、再始動したりすると、制御部４は、リードスイッチ８から出力される電圧値の読み込みを開始する（ステップＳ１０１）。同時に、制御部４は、洗浄ノズル６の位置を開始位置（スタートポジション）とするように、洗浄ポンプ３のモータ３１を専用回転数（毎回同じ回転数）で駆動させる（ステップＳ１０２）。

洗浄ノズル６が開始位置に到達したら、制御部４は、粗密場所検出専用の量の洗浄水１５を洗浄ノズル６の噴射口６１から噴射させ、洗浄ノズル６を回転駆動させる。そして、洗浄ノズル６の回転周期の読み込みと同時に、振動センサ２から出力される出力信号の読み込みを開始する（ステップＳ１０３）。次に、制御部４は、食器量の判別を行なうために、洗浄ノズル６の回転を奇数回となるような専用回転数で洗浄ポンプ３のモータ３１を駆動させる（ステップＳ１０４）。

制御部４は、振動センサ２から出力される出力信号を取得し、それに基づいて出力積分値Ｓを算出する（ステップＳ１０５）。このとき、制御部４は、洗浄ノズル６の回転数が奇数回となるように、洗浄ポンプ３のモータ３１を駆動させている。そして、制御部４は、洗浄ノズル６が規定されている回数分、回転したかどうか判断する（ステップＳ１０６）。つまり、制御部４は、分割エリアごとの食器量を、洗浄ノズル６を複数回回転させ、その多数決で決定するのである。

制御部４は、洗浄ノズル６が規定されている回数分、回転していないと判断したときは（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、振動センサ２から出力される出力信号を取得し、それに基づいて出力積分値Ｓを算出することを繰り返す（ステップＳ１０５）。一方、制御部４は、洗浄ノズル６が規定されている回数分、回転していると判断したときは（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、出力積分値Ｓと予め設定してある閾値ｔｈ１とを比較する（ステップＳ１０７）。その結果、制御部４は、出力積分値Ｓが閾値ｔｈ１よりも小さい場合には（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、食器量が「多い」と判別する。

制御部４は、出力積分値Ｓが閾値ｔｈ１よりも大きい場合には（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、出力積分値Ｓを閾値ｔｈ２と比較する（ステップＳ１０８）。その結果、制御部４は、出力積分値Ｓが閾値ｔｈ２よりも小さい場合には（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、食器量が「中」と判別し、出力積分値Ｓが閾値ｔｈ２よりも大きい場合には（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、食器量が「少ない」と判別する。以上のように決定された分割エリアごとの食器量は、制御部４に設けてある記憶部４１に食器粗密場所の情報データとして格納される。

そして、制御部４は、記憶部４１に格納された情報データに基づいて、洗浄動作を継続して実行することができる。制御部４は、洗浄中に常時振動センサ２から出力される出力信号を取得し続けることなく、分割エリアごとにおける食器類１３の粗密度に応じた洗浄水１５の噴射量制御ができる。つまり、制御部４は、洗浄途中で洗浄槽１１内に食器類１３を追加したり配置変更したりした場合には、改めて粗密場所検出を行なうことが望ましいが、洗浄途中で洗浄槽１１内に変化がない場合には、一旦行なった粗密場所検出に基づいて洗浄水１５の噴射量制御が可能なのである。

（２）狙い撃ち洗浄
図１０は、狙い撃ち洗浄時の制御の一例を説明するための説明図である。図１０に基づいて、狙い撃ち洗浄の制御について説明する。図１０（ａ）は、洗浄槽１１の内部を洗浄ノズル６の回転方向に４つのエリア（エリア（１）〜エリア（４））に等分割し、各分割エリアにおける食器類１３の粗密度を示しており、エリア（１）の粗密度が「中」、エリア（２）の粗密度が「大」、エリア（３）の粗密度が「小」、エリア（４）の粗密度が「中」である場合を例に示している。図１０（ｂ）は、横軸に洗浄ノズル６の回転位置を、縦軸に洗浄ノズル６から噴射させる洗浄水１５の噴射量をそれぞれ示し、洗浄ノズル６の回転位置と洗浄ノズル６から噴射させる洗浄水１５の噴射量との関係を表している。

図１０に示すように、制御部４は、振動センサ２及びリードスイッチ８から出力される出力信号に基づいて行なう粗密場所検出に応じて、洗浄ノズル６から噴射させる洗浄水１５の噴射量を段階的に制御し、狙い撃ち洗浄を実行する。すなわち、制御部４は、粗密場所検出で算出した粗密度が「小」な場所（たとえば、エリア（３））では洗浄水１５の噴射量を弱くし、粗密度が「大」な場所（たとえば、エリア（２））では洗浄水１５の噴射量を強くし、粗密度が「中」な場所（たとえば、エリア（１）やエリア（４））では洗浄水１５の噴射量を中程度に制御するのである。

このように狙い撃ち洗浄することで、粗密度が「小」な場所に無駄に過剰の洗浄水１５を噴射することなく、洗浄槽１１の天板へ衝突する洗浄水１５を抑制することが可能になる。なお、鍋のような大きな食器類１３が洗浄槽１１内に収容された場合、その食器類１３が塞いでしまい、結果として振動センサ２からの出力信号が小さくなってしまい、洗浄水１５の噴射量が強くなってしまう可能性がある。このような場合であっても、多くの洗浄水１５が食器類１３に衝突することになるために、天板に衝突する洗浄水１５は少ないままであり、食器洗浄機１００から発生する騒音を低減することに支障はない。

狙い撃ち洗浄時における分割エリアごとの各撃ち分け噴射時間は、洗浄開始前に測定した各噴射量（強、中、弱）で洗浄ノズル６を回転させた場合の回転周期を分割エリア数で等分割した時間とする。そして、制御部４は、洗浄ノズル６の開始位置から順番に全分割エリア分の噴射量制御を行なう。このとき、洗浄ノズル６の回転周期を分割エリア数で等分割した時間から、噴射量の切り替えを考慮した所定時間だけ減らしたものを狙い撃ち洗浄の噴射時間として使用することが望ましい。噴射量の切り替え時間を正確に決定するためには、たとえば事前に検証により求めておくとよい。

同時に、記憶部４１に格納した食器粗密場所の情報データと実際の場所との噴射量制御による変化（ズレ）を毎回補正しなければならない。洗浄ノズル６の回転周期は、同じ噴射量で測定を行なった際にも、食器量等の負荷により多少のズレが生じることが確認されている。したがって、洗浄ノズル６の１サイクルの制御合計時間として切り替え時間を考慮し、余裕を持った制御としても、洗浄ノズル６は洗浄水１５の噴射の反力で回転していること等があり、毎回多少のズレが生じてしまうのである。そのため、単純に同じパターンで洗浄ノズル６の回転制御を繰り返しているだけでは、そのズレが大きくなってしまうことになる。

そこで、制御部４は、まず、狙い撃ち洗浄時に使用する数種類の噴射量で、洗浄ノズル６を一定速で回転させて洗浄ノズル６の回転周期測定を行ない、食器粗密場所に応じて行なう噴射量の制御時間を決定し、その後、洗浄時には洗浄ノズル６の回転周期を毎回測定し、そこから食器粗密場所に応じた噴射量の制御時間を決定することによって、洗浄水１５の噴射量制御の位置のズレを修正することになっている。以下、詳細にズレを補正する方法について説明する。

ズレを補正する方法としては、洗浄ノズル６が１サイクル分回転した直後は、洗浄水１５を専用噴射量に制御し、洗浄ノズル６を回転させながら、リードスイッチ８による読込を開始し、洗浄ノズル６が開始位置に到達したら、狙い撃ち制御を再スタートさせるようにすればよい。このようにすれば、洗浄水１５の噴射量制御が開始される洗浄ノズル６の場所を毎回指定することができ、毎サイクルにおいてほぼ同じ位置で、同じ噴射量制御を実現することが可能となる。

仮に、洗浄ノズル６の１サイクル回転後に、洗浄ノズル６が開始位置を越えていれば、分割エリアごとの切り替え時間を考慮した時間を増やし、分割エリアごとの撃ち分け噴射時間を減らせばよいことになる。一方、洗浄ノズル６の１サイクル後に、洗浄ノズル６が開始位置よりも随分前に存在することが判断されれば、分割エリアごとの撃ち分け噴射時間を増やせばよいことになる。つまり、制御部４は、これらの処理を繰り返し、洗浄ノズル６の１サイクル後の位置が、開始位置までに到達するまでに要する時間が、わずかになるように補正を行なうのである。

ここで、洗浄ノズル６の１サイクル後に、洗浄ノズル６が開始位置を越えていることを判断するには、たとえば洗浄ノズル６の１サイクル終了後に一定時間が経過しても、リードスイッチ８によるＯＮ／ＯＦＦが切り替わらないことにより行えばよい。一方、洗浄ノズル６が開始位置よりも随分前に存在することを判断するには、たとえば洗浄ノズル６の１サイクル終了後に、所定の短い時間が経過しても、リードスイッチ８によるＯＮ／ＯＦＦが切り替わらないことにより行えばよい。

図１１は、狙い撃ち洗浄の流れを示すフローチャートである。図１１に基づいて、狙い撃ち洗浄の具体的な流れについて説明する。食器洗浄機１００が洗浄を開始したり、再始動したりすると、制御部４は、リードスイッチ８から出力される電圧値の読み込みを開始する（ステップＳ２０１）。同時に、制御部４は、洗浄ノズル６の位置を開始位置（スタートポジション）とするように、洗浄ポンプ３のモータ３１を専用回転数（毎回同じ回転数）で駆動させる（ステップＳ２０２）。そして、制御部４は、狙い撃ち洗浄時に使用する数種類の噴射量で洗浄水１５を噴射させ、洗浄ノズル６をそれぞれの噴射量で回転させたときの洗浄ノズル６の回転周期測定を行なう（ステップＳ２０３）。

また、制御部４は、洗浄ノズル６の回転周期から、分割エリアごとの洗浄水１５の撃ち分け時間を決定する（ステップＳ２０４）。洗浄水１５の撃ち分け時間を決定したら、制御部４は、洗浄ノズル６の位置を開始位置とするように、洗浄ポンプ３のモータ３１を専用回転数で駆動させる（ステップＳ２０５）。制御部４は、記憶部４１に格納している食器粗密場所の情報データを読み込む（ステップＳ２０６）。そして、制御部４は、狙い撃ち洗浄を開始する（ステップＳ２０７）。この狙い撃ち洗浄は、各分割エリアの粗密度に応じて決定された洗浄水１５の噴射量と、撃ち分け時間によって実行される（ステップＳ２０８）。

制御部４は、狙い撃ち洗浄によって洗浄ノズル６を１サイクル運転させ、洗浄ノズル６の１サイクルの終了後には、洗浄水１５を専用噴射量に制御し、洗浄ノズル６を回転させながら、リードスイッチ８による読込を行ない、洗浄ノズル６が開始位置に到達したら、狙い撃ち制御を再スタートさせる（ステップＳ２０９）。このようにして、撃ち分け噴射時間の補正や噴射量制御開始場所補正を行ないながら、狙い撃ち洗浄を繰り返すことで、食器類１３の粗密場所に応じて、正確かつ集中的に狙い撃ち洗浄を行なうことが可能となる。この狙い撃ち洗浄は、所定の洗浄時間が経過するまで継続される（ステップＳ２１０）。

食器洗浄機１００も含め、一般的な食器洗浄機では、洗浄水１５を高温にして食器類１３の洗浄を行なうため、高温により発生した蒸気を逃す役割として、または乾燥時の送風が排出される役割として、排気口１６が設けてある（図１参照）。この排気口１６からは、洗浄槽１１内での洗浄水１５の衝突音が外部へ漏洩し易く、その結果として食器洗浄機１００全体の騒音へ大きく影響を及ぼしていることが考えられる。そこで、一定噴射量運転から、狙い撃ち洗浄により排気口１６近傍においての噴射量を低減させることにより、洗浄水１５の排気口１６近傍への衝突を低減させることで低騒音化が実現できる。

たとえば、狙い撃ち洗浄時に排気口１６近傍として噴射量低減を行なう場所は、回転円方向に排気口±４５度とする。食器粗密場所検知において洗浄槽１１を４等分したときには、排気口１６が含まれるエリアにおいて噴射量低減を行なうことで、排気口１６近傍での噴射量低減を実現可能となる。ただし、噴射量低減は、できる限り大きいことが望ましいが、洗浄ノズル６が回転することと、洗浄率が通常洗浄時程度は維持できることに、気を付けて行なう必要がある。したがって、排気口１６からの音漏れを低減させるためには、排気口１６に直接洗浄水１５を衝突させないように、排気口１６近傍に食器類１３を載置することによっても可能である。

以上のように、洗浄槽１１内に配設される洗浄ノズル６の回転中心に対して片側のみに食器類１３を洗浄するための洗浄水１５を噴射させる噴射口６１を形成したので、洗浄ノズル６を回転駆動させるためのモータ等の駆動手段が不要であるととともに、狙い撃ち洗浄時に無駄な洗浄水１５を抑制することができ、その洗浄水１５が本体１０に衝突することで発生する騒音を低減することができ、更には排気口１６近傍への洗浄水１５の噴射量を低減することで、排気口１６からの音漏れを低減することができる。また、洗浄槽１１内を等分割し、その等分割に応じて時間を等分割し、出力積分値Ｓを算出するので、エリアごとの食器類１３の粗密度が精度よく判別でき、効果的な狙い撃ち洗浄が実現できる。

実施の形態に係る食器洗浄機の全体構成を示す概略構成図である。 洗浄ノズルの詳細な構成を示す斜視図である。 振動センサと制御部とを繋ぐ回路構成を示す概略回路構成図である。 振動センサの設置場所を説明するための説明図である。 振動センサを洗浄槽の天板中央部に設置するための説明図である。 振動センサからの出力信号の信号処理方法を説明するための説明図である。 出力積分値Ｓと食器量との関係を示すグラフである。 食器量の判別結果の正確さと洗浄ノズルのサイクル数との関係を示すグラフである。 洗浄槽内における食器類の粗密場所検出の流れを示すフローチャートである。 狙い撃ち洗浄時の制御の一例を説明するための説明図である。 狙い撃ち洗浄の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

２ 振動センサ、３ 洗浄ポンプ、４ 制御部、５ 排水ポンプ、６ 洗浄ノズル、７ 磁石、８ リードスイッチ、１０ 本体、１１ 洗浄槽、１２ 食器籠、１３ 食器類、１４ フィルタ、１５ 洗浄水、１６ 排気口、３１ モータ、３２ ケーシング部、３３ 回転軸、４１ 記憶部、５１ 排水管、５２ 排水口、６１ 噴射口、６２ 錘、６３ 突起部、７０ アンプ、７１ 平滑回路、１００ 食器洗浄機。

Claims (18)

1. 食器類を収容する洗浄槽と、
   回転軸に取り付けられ、前記洗浄槽内部に回転自在に配設されており、前記食器類を洗浄するための洗浄水を噴射させる噴射口が形成され、前記噴射口から噴射される洗浄水の反力で回転する洗浄ノズルと、
   前記洗浄ノズルの前記噴射口から噴射させる洗浄水の量を調整することで前記洗浄ノズルの回転制御を行なう制御部とを備え、
   前記洗浄ノズルは、
   前記噴射口を前記洗浄ノズルの回転中心から一方の側からのみ洗浄水を噴出させるようにし、前記洗浄水が噴射される側とは反対側に錘が装着されている
   ことを特徴とする食器洗浄機。
2. 前記洗浄ノズルの中心部を前記回転軸に取り付けた
   ことを特徴とする請求項１に記載の食器洗浄機。
3. 前記洗浄槽の振動を検出する振動センサと、
   前記洗浄ノズルの回転位置を検出する位置センサとを設け、
   前記制御部は、
   前記振動センサ及び前記位置センサから出力される出力信号を信号処理し、前記洗浄槽内に収容されている食器類の粗密度を前記洗浄槽内の場所との関係で判別する粗密場所検出を行ない、この粗密場所検出に応じて前記洗浄ノズルの前記噴射口から噴射させる洗浄水の量を調整する狙い撃ち洗浄を行なう
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の食器洗浄機。
4. 前記制御部は、
   前記洗浄槽の内部を前記洗浄ノズル回転方向に等分割したエリアごとに前記振動センサから出力される出力信号の積分値を算出して、エリアごとに前記粗密場所検出を行なう
   ことを特徴とする請求項３に記載の食器洗浄機。
5. 前記制御部は、
   前記粗密場所検出を、洗浄開始時及び洗浄一時停止後の再始動時に毎回実行する
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の食器洗浄機。
6. 前記制御部は、
   前記粗密場所検出専用として予め設定されている所定量の洗浄水を前記洗浄ノズルの前記噴射口から噴射させ、そのときに前記振動センサから出力される出力信号を取得し、信号処理することで前記粗密場所検出を行なう
   ことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の食器洗浄機。
7. 前記制御部は、
   前記洗浄ノズルの所定回転ごとに、前記洗浄ノズルの前記噴射口から噴射させる洗浄水の量を増加させ、そのときに前記振動センサから出力される出力信号を取得し、信号処理することで前記粗密場所検出を行なう
   ことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の食器洗浄機。
8. 前記制御部は、
   前記粗密場所検出時、前記洗浄ノズルを少なくとも１回転させたときにおける前記食器類の前記エリアごとの粗密度を記憶し、記憶した粗密度に応じて狙い撃ち洗浄を行なう
   ことを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の食器洗浄機。
9. 前記粗密度を記憶する記憶部を前記制御部に設けた
   ことを特徴とする請求項８に記載の食器洗浄機。
10. 前記制御部は、
    洗浄開始時に、前記エリアごとに噴射させる洗浄水の量と噴射時間を決定するために、前記洗浄ノズルの回転周期の測定を毎回行なう
    ことを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載の食器洗浄機。
11. 前記制御部は、
    前記粗密場所検出結果に基づいて、前記洗浄ノズルの前記噴射口から噴射させる洗浄水の噴射量を段階的に制御する
    ことを特徴とする請求項３〜１０のいずれかに記載の食器洗浄機。
12. 前記制御部は、
    前記エリアごとに設定された洗浄水の噴射時間を増減させる補正を実行する
    ことを特徴とする請求項３〜１１のいずれかに記載の食器洗浄機。
13. 前記制御部は、
    前記補正を行なうとき、噴射量制御を開始する前記洗浄ノズルの場所を指定する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の食器洗浄機。
14. 前記振動センサを、
    前記洗浄槽の天板外壁に設置した
    ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の食器洗浄機。
15. 前記振動センサを、
    前記洗浄槽の天板における振動腹部の近傍に設置した
    ことを特徴とする請求項１４に記載の食器洗浄機。
16. 前記振動センサを、
    前記洗浄槽の天板中央部に設置した
    ことを特徴とする請求項１４に記載の食器洗浄機。
17. 前記洗浄槽の天板の固有振動数を、
    前記振動センサの周波数帯域に含めた
    ことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載の食器洗浄機。
18. 前記洗浄槽内の空気を排気するための排気口を前記洗浄槽に設け、
    前記制御部は、
    前記洗浄ノズルの前記噴射口から前記排気口近傍に向けて噴射させる洗浄水の噴射量を弱める
    ことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の食器洗浄機。

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