JP4761543B2 - 引き出し式食器洗い機のフロート式水位検知装置 - Google Patents

Description

この発明は引き出し式食器洗い機のフロート式水位検知装置、殊にそのフロートの構造に関するものであり、そのカップ型のフロートの浮力が使用中に低下して水位検知精度が低下することを防止できるものである。

食器洗い機は給水−洗浄−排水−給水−すすぎ−排水−乾燥等の一連の行程がマイクロコンピュータでプログラム制御される。そして給水行程においては、洗浄槽内の水が所定水位に達したときにこれが水位検知装置で検知され、それにより給水電磁弁が閉じられる。食器洗い機の場合は上記水位検知装置としてフロートスイッチが使用されており、そのフロートはカップ型のものが多用されている（特開平０９−１０８１６３号公報）。

ところで、引き出し式食器洗い機においては使用中にその水位検知装置の水位検知精度が低下し、このために給水制御に支障が生じるという問題がある。引き出し式食器洗い機は図１に示すようなものであり、洗浄槽１の前方又は後方に水位検知装置１０が設けられているのが一般的である（図１の例では前方に水位検知装置１０が配置されている）。そして、洗浄槽が出し入れ操作されるとその水位検知装置１０が洗浄槽１と一緒に前後方向に移動する。
上記水位検知装置１０はそのフロート室１１が洗浄槽１の底の水溜まりに連通しており、フロート室１１にカップを逆さにして伏せた形のカップ型（以下「カップ型」という）のフロート１２が昇降自在に保持されている。給水電磁弁（給水弁）８が開いて給水が開始され、洗浄槽１内の水位が上昇すると、これに連動してフロート室１１の水面ｗが上昇する。フロート室内の水面ｗが所定水位に達したとき、スイッチ１３が閉じて洗浄槽１内の水位が所定レベルに達したことが検知される。

洗浄槽１が出し入れ操作されるのは通常は食器の出し入れを行うときであり、他方、食器の出し入れは運転開始前又は運転終了後である。したがって、洗浄槽が出し入れ操作されるときは、洗浄槽は自動的に排水されて空になっており、したがって、水位検知装置のフロート室も空になっている。
ところが、実際には、スタートスイッチが押されて給水が開始され、洗浄槽の水位が所定の給水レベル近くに達した段階で運転が一時停止され、その後、例えば、あわてて洗浄槽に食器を追加しようとする等のために洗浄槽が激しく出し入れ操作されることがある。このような不正常な洗浄槽の出し入れ操作がなされると、その後フロート１２の浮力が低下し、水位検知精度が低下していて、そのために、運転が再開されて給水が再開されたときに給水制御が正常に行われないという問題が生じることがある。

上記の問題は、例えば次のような現象が生じたときに起きるものと思われる。
洗浄槽１が激しく引き出され、あるいは押し込まれると、洗浄槽内の水が激しく前後方向に移動して水撃が生じる。そして当該水撃によって洗浄槽内の水面が激しく波打ち、これに連動してフロート室１１内の水面ｗが激しく波打つ。
フロート室１１内の水面ｗが激しく波打つと、同フロート１２の下端縁の一部が水面ｗから瞬間的に浮き上って内部が大気に開放され、この瞬間に波動ｗ１がフロート１２の内部空間に飛び込む（図２の（イ）〜（ロ））。そして、このときにフロート１２内の空気が波動ｗ１によって押し出され、同波動ｗ１が下降する前にフロート１２の開口端縁が水中に沈んで同フロート１２の内部空間が水面で密閉され（図２（ハ））、その後に同フロート１２内で波動ｗ１が下降する（図２（ニ））。つまり、波動ｗ１のフロート１２内での急激な昇降が排気ポンプのピストンのように作用して、フロートの内部空間から空気が押し出されてその内圧を低下させる。その結果、フロート１２の水面に対する高さが下がり、その分だけ正確に水位を検出することができなくなる。
実際にはフロート室１１内の波打は単純な波動ではなく、様々な波動は複数重なり合い、衝突し合うなどの複雑な波動であるが、これを単純化して捉えれば、水位検知精度が低下する理由について以上の様に推測することができる。

以上のように、洗浄槽が急激に出し入れ操作されるとカップ型のフロートによる水位検知装置の検知精度が低下するという重大な問題が起きるが、その主要な理由は次のように集約される。
すなわち、フロートがカップ型であって下端が大きく開口していて、フロート室内の水面の激しい波打ちでフロートの内部空間が瞬間的に大気に解放され、その瞬間の波動の内部空間への瞬間的な進入（飛び込み）によって中空内部の空気が押し出されること、また、フロート中空内部に波動が飛び込んだ直後に瞬間的にフロートの下端開口が水面で密閉され、その後に飛び込んだ波動が降下してフロートの内部空間の空気圧（内圧）を低下させること。

上記のことから、洗浄槽の急激な出し入れ操作に伴って生じる水位検知精度低下の問題は、例えば次のような方策で解消されるものと思われる。
（ａ）洗浄槽内の上記水撃によるフロート室内での激しい波動を緩和するようにフロート室への導水経路等を工夫すること、あるいは、（ｂ）フロート室内での激しい波動がフロート内部空間に激しく進入することが防止されるようにフロートの構造等を工夫すること。
特開平０９−１０８１６３号公報

この発明は、引き出し式食器洗い機の洗浄槽の前方又は後方に配置されたカップ型のフロートによる水位検知装置について、上記フロートの浮力減少による使用中の水位検知精度の低下を防止することを目的とし、そのために、フロート室内の激しい波動がフロートの内部空間に激しく進入することを阻止できるようにフロートの構造を工夫することをその課題とするものである。

上記課題を解決するための手段１は、引き出し式食器洗い機の洗浄槽の前方又は後方に配置されたカップ型のフロートによる水位検知装置を前提にして、次の（イ）〜（ニ）によるものである。
（イ）カップ型のフロートの外周に空間を介してスカートを設け、
（ロ）上記スカートは、フロート側壁の下端よりも下方に延びる裾部を有し、
（ハ）当該スカートと上記フロートの側壁との間の上記空間が通気孔によって大気に連通しており、
（ニ）洗浄槽が出し入れされる際に生じるフロート室内の激しい波動に対して、上記スカートの裾部によりフロート側壁の下端部がガードされる程度の深さまで該裾部が浸水しており、上記波動のフロート内部への進入が該裾部によって阻止されるようにしていること。

又、上記課題を解決するための手段２は、引き出し式食器洗い機の洗浄槽の前方又は後方に配置されたカップ型のフロートによる水位検知装置を前提として、
カップ型のフロートの側壁の下端が下方に延びる延長部を有し、この延長部に所定長さの縦方向の切り欠きが設けられており、
洗浄槽が出し入れされる際にフロート室内に激しい波動が生じ、フロート側壁の下端の一部が水面上に浮上したとき、上記縦方向の切り欠きの上端によってフロート内部空間がフロートの外部に連通するようになっており、上記波動のフロート内部への進入が上記フロート側壁の延長部によって阻止されるようになっていることである。

上記手段１のカップ型のフロートは、その側壁とスカートとの間の空間は外気に連通しているので、当該空間の内圧によってフロートを支えることはできない。そして、フロート側壁の下端は上記スカートの裾部でガードされている。
フロートはカップ型であってその下端が大きく開口していて、洗浄槽内の前後方向への水撃の影響でフロート室内の水面が激しく波打つと、これによってフロートの内部空間の空気が押し出されて内圧が低下するが、上記スカートの裾部がフロート側壁の下端よりも下方に延びているので、フロート室の上記波動のフロートの内部空間への飛び込みは上記スカートの裾部によって阻止されている。
したがって、フロート室内で水面が激しく波打ち、その波動がフロート室に飛び込もうとしても、それは上記スカートの裾部によって阻止される。
それゆえ、フロート室内の水面が激しく波打っても、その波動がフロートの内部空間に激しく飛び込むことはなく、したがって、当該内部空間から空気が押し出されて内圧が低下してしまうことはない。

また、上記手段２のカップ型のフロートはその側壁の下端部に所定長さの縦方向の切り欠きがあるので、この切り欠きが設けられた下端部の一部が水面上に浮上したときは、フロート内部空間がフロートの外気に連通することになる。
ところで、カップ型のフロートはその下端部が水中に少し沈み込み、この沈み込み分だけフロートの内部空間に水面が入り込んでいて、側壁下端部に作用する浮力と内部空間の空気圧力とによってフロートは支えられて水面に浮上するのであるが、手段２のフロートはその下端部に縦方向の切り欠きがあるので、当該上記切り欠きの長さ分だけフロートの側壁の下端部が深く水中に沈み込むことになる。

他方、フロート室の水面が激しく波打ってその波動がフロートの内部空間に激しく飛び込もうとしても、フロートの側壁の下端部が上記切り欠きの長さ分だけ水中に深く沈み込んでいるので、それはこの下端部分によって阻止される。
以上のとおり、この発明のフロートは、その内部空間への激しい波動の進入を阻止し、この波動の進入によるフロートの浮力の変動を防止し、当該浮力変動によって水位検知精度が低下することを防止することができる。
したがって、引き出し式食器洗い機が運転スタート後に、運転が一時停止されて洗浄槽が急激に出し入れ操作されることがあっても、水位検知装置の水位検知精度は安定し、洗浄槽内の水位を正確に制御できる。

次いで、図３，４を参照しながら実施例１を説明する。
カップ型のフロート式水位検知装置は、洗浄槽の水溜り部と連通している。
実施例のカップ型のフロート２０（ポリプロピレン製）は、円筒形状で内径が３０ｍｍ、外径が３４ｍｍ、高さが２０ｍｍである。
フロート２０の側壁２１の外周に内径が４４ｍｍ、外径が４８ｍｍのスカート２５が一体に設けられている。このスカート２５の下端はフロート２０の側壁２１の下端よりも所定高さｄ（上記裾部の高さに相当）だけ下げられており、またスカート２５の上端は側壁２１の上端よりも所定高さｄ１だけ下げられている（図４）。この実施例では、上記所定高さｄは８ｍｍであり、ｄ１は８ｍｍである。

そして、スカート２５の天井２６に連通孔２７があり、これによってスカート２５とフロートの側壁２１との間の空間Ｓは大気に連通されている。この実施例のフロート２０はその側壁２１の下端が約（ｃ）ｍｍだけ水中に沈み込む。そして、このときスカート２５の下端が水中に（ｃ＋ｄ）ｍｍだけ沈み込むことになる。なお、この実施例では上記ｃは１ｍｍである。
このように、スカート２５がフロートの側壁２１の外側を囲い、その下端がフロート２０の側壁２１の下端よりもｄ：８ｍｍだけ深く水中に入り込んでいる。
以上のような状態でフロート室１１内の水面が激しく波打ち、波動ｗ１が前後左右に急激に移動（例えば図３，４における左右方向）するとき、波動ｗ１はスカート２５の下端部によって遮られるので、それがフロート２０の内部空間に激しく飛び込んでゆくことはない。

次いで、実施例２を図５、図６を参照して説明する。
実施例２のフロート３０の内径、外径は実施例１のフロート２０と違いはなく、側壁３１の下端がＬ１ｍｍ（８ｍｍ）延長されており、この延長部３１ａに長さＬ１ｍｍの切り欠き３２が、洗浄槽の出し入れ方向に対して左右に各一個、計２個設けられている。したがって、フロート３０の側壁３１の下端部が所定高さ（Ｃ＋Ｌ１）、すなわち（１＋８）ｍｍだけ沈み込む。
以上のような状態でフロート室１１内の水面が激しく波打ち、波動ｗ１が前後左右に急激に移動（例えば図５における左右方向）するとき、その波動ｗ１は側壁３１の下方への延長部３１ａによって遮られるので、フロート３０の内部空間に飛び込んでゆくことはない。

以上の実施例１，実施例２の説明におけるフロート２０（及びスカート２５），フロート３０の各部の形状・構造、寸法等は具体例の一つであり、本発明の作用効果を効果的に実現するのに適した範囲で、個々の具体的構造設計において適宜選択されるべきものである。
上記実施例２の試験品と従来品との比較試験を行い、図７に示すとおりの結果が得られた。
この試験結果は洗浄槽の水位、フロート室、フロートの大きさ、フロート室の水位、洗浄槽の出し入れ操作の加速減速による衝撃の大きさ、出し入れ操作の繰り返し間隔等によって異なる。以上のことから、この試験結果の具体的数値は、それ自体が格別の技術的意味を有するものではないが、フロート室内での激しい波動に対する水位検知精度の安定性が、従来品と実施例２とで顕著に異なることを試験結果が表していることは間違ない。
この試験結果によれば、従来品では通常時のフロートの沈み込み深さが９ｍｍであったのに対して異常操作後は、フロートの沈み込み深さは１６ｍｍであり、その差は７ｍｍである。すなわち、異常操作後の水位検知誤差がＡ：７ｍｍである。これに対して、実施例２の試験品では、通常時のフロートの沈み込み深さが８ｍｍであったのに対して異常操作後は、フロートの沈み込み深さは１０ｍｍであり、その差は実質的に２ｍｍである。すなわち、異常操作後の水位検知誤差がＢ：２ｍｍである。この検知精度の差（Ｂ−Ａ）が、この実施例のフロートによる水位検知精度の安定性の良さを表している。
なお、通常時の測定、異常操作後の測定はいずれも洗浄槽及びフロート室の水面が落ち着いてから行ったものであり、それぞれ、５回行った測定値の平均である。

実施例１，２のフロートはいずれも円筒形状であるが、四角形のフロート（例えば特開平０２−１２４１２３号公報参照）を採用することもでき、この場合は、フロート室１１内の激しい波動に呈するフロートの反応の如何、フロート室１１の形状等との関連、成形性の如何等を考慮して、形状・構造（底面の縦横比など）を設計することが肝要である。
なお、図２〜図６は、左右方向が洗浄槽の出し入れ方向である。

は従来の引き出し式食器洗い機の断面図である。 は図１の従来例の一部拡大図である。 は従来技術の問題点を模式的に示す説明図である。 は実施例１の断面図である。 は実施例１の斜視図である。 は実施例２の断面図である。 は実施例２の斜視図である。 は実施例２と従来例との比較試験結果を示す参考図である。

１：洗浄槽
１０：フロート式水位検知装置
１１：フロート室
１２：従来のカップ型のフロート
１３：スイッチ
２０，３０：実施例のフロート
２１，３１：フロートの側壁
２５：スカート
３１ａ：側壁３１の延長部
３２：切り欠き
ｗ：水面
ｗ１：波動

Claims (2)

1. 引き出し式食器洗い機の洗浄槽の前方又は後方に配置されたカップ型のフロートによる水位検知装置であって、
   カップ型のフロートの外周に空間を介してスカートを設け、
   上記スカートは、フロート側壁の下端よりも下方に延びる裾部を有し、
   当該スカートと上記フロートの側壁との間の上記空間が通気孔によって大気に連通しており、
   洗浄槽が出し入れされる際に生じるフロート室内の激しい波動に対して、上記スカートの裾部によりフロート側壁の下端部がガードされる程度の深さまで該裾部が浸水しており、上記波動のフロート内部への進入が該裾部によって阻止されるようにしているフロート式水位検知装置。
2. 引き出し式食器洗い機の洗浄槽の前方又は後方に配置されたカップ型のフロートによる水位検知装置であって、
   カップ型のフロートの側壁の下端が下方に延びる延長部を有し、この延長部に所定長さの縦方向の切り欠きが設けられており、
   洗浄槽が出し入れされる際にフロート室内に激しい波動が生じ、フロート側壁の下端の一部が水面上に浮上したとき、上記縦方向の切り欠きの上端によってフロート内部空間がフロートの外部に連通するようになっており、上記波動のフロート内部への進入が上記フロート側壁の延長部によって阻止されるようになっているフロート式水位検知装置。

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