JP5056772B2 - 食器洗い機 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄水の噴射により食器等の洗浄を行う食器洗い機に関する。

従来のこの種の食器洗い機は、図８に示すように構成されていた（例えば、特許文献１参照）。食器洗い機本体１は、内部に洗浄槽２を設けており、洗浄槽２は前方に開口部５を有し、この開口部５を扉６により開閉するとともに、内部に洗浄水を噴射する洗浄ノズル７を回転自在に設けており、洗浄槽２内に食器３を収納する食器かご４を配置している。洗浄槽２内の洗浄水はヒータ１１によって温水化され、洗浄ポンプ８にて洗浄貯水部１０から吸い込まれ、洗浄ノズル７に圧送されて食器３に向けて噴出し、循環することにより洗浄するよう構成している。また、洗浄槽２内の洗浄水を機外に排出する排水ポンプ（図示せず）も備えている。洗浄槽２内へ給水弁２９により水または湯を供給するようにしている。

水位検知手段１０４は洗浄槽２内の洗浄水の水位を検知するもので、洗浄槽２と連通されたフロート室１０５中の水位を検知することで、洗浄槽２内の水位が所定水位に達しているかを検知する。水位検知手段１０４は、図９に示すように、フロート室１０５、水位に連動して上下動するフロート１０６、フロート１０６の上下動に連動するレバー１０７、およびスイッチ１０８から構成されている。

運転を開始し洗浄槽２およびフロート室１０５に洗浄水が給水されると、水位に連動してフロート１０６が上昇する。所定の水位まで給水されると、フロート１０６に連動するレバー１０７がスイッチ１０８をオン、またはオフして検知し、給水弁２９を閉じて水または湯の供給を停止する。

この給水工程に続いて、洗浄ポンプ８によって加圧し、かつヒータ１１により所定の温度まで加熱しながら、洗浄水を洗浄ノズル７の噴射口から噴射する洗浄工程が行われる。回転する洗浄ノズル７から噴射された洗浄水の衝突力（機械力ともいう）・洗剤・熱等の作用によって、食器は洗浄されるものである。

洗浄水が所定の温度に高まるとともに、所定時間の本洗工程を経ると、次に排水ポンプを動作させて食器３から洗い落とされた汚れを含む洗浄水を機外に排出する排水工程に入る。引き続いて、新たに洗浄水を供給する給水工程と、洗剤や残菜（食器に付着した汚れを残菜ともいう）で汚れた食器３をすすぐために洗浄水を洗浄ノズル７から噴射するすすぎ工程と、前記排水工程とが連続して３回程度繰り返されて洗浄工程を終了する。なお、次工程の乾燥工程を短時間で行うために、最終のすすぎ工程は、ヒータ１１によって洗浄水を所定の温度まで加熱しながら行う加熱すすぎ工程となっている。

上記の洗浄工程に続いて、送風機およびヒータ１１を運転して、洗浄槽２内の湿気を排出するとともに、食器に付着した洗浄水の水滴を加熱して蒸発させる乾燥工程が行われて全ての運転を終える。

また、従来このようなフロート式の水位検出機構によって複数の水位を検出するために、検出させる水位の数に応じて複数のフロート、リードスイッチまたはマイクロスイッチを配置させているものがあった（例えば、特許文献２参照）。

また、複数の水位を検出するために、水位を検出する手段としてＰＳスイッチを用いた
ものもある。これは、ダイヤフラムに水位に比例した圧力を加え、ダイヤフラムの変位に応じてコイルの内部にある磁性体を変位させコイルのインダクタンスを変化させ、前記コイルとコンデンサを用いて発振回路を構成し、その発振周波数から水位を算出するものである。
特開２００１−１９８０７１号公報 特開平９−１０８１６２号公報

しかしながら、上記特許文献１のような構成の場合、通常一つの水位（１水準）だけを検出するものであるから、洗浄ポンプの加圧能力に比例して、例えば加圧能力を高めて洗浄力を強化する時に、これに対応するため洗浄水の量を適正な必要水位に変化させることができなかった。従って、このままで洗浄力の強化を目的として洗浄ポンプが、より高い加圧能力すなわち循環流量を増大すると、洗浄水が不足して空気を吸い込んで能力を発揮できないで、逆に洗浄性能に問題の生じる恐れがある。

また、洗浄ポンプは誘導モータを駆動源とした場合に電源周波数の違いで加圧能力に差異が生じるので、それぞれ適切な検知水位に調整する必要がある。すなわち、５０Ｈｚと６０Ｈｚでは、洗浄ポンプを駆動する誘導モータの回転数が異なり、５０Ｈｚでの洗浄ポンプの加圧能力に必要な洗浄槽の最小水位では、６０Ｈｚでの洗浄ポンプの加圧能力に必要な洗浄水位には足りないので、上記と同じ課題を有するものである。

この場合、一般的には６０Ｈｚで洗浄ポンプに必要な洗浄水位に水位検知手段を調整して運転することが行われ、従って５０Ｈｚでは洗浄槽における過大な洗浄水位で洗浄ポンプを使用し、適切な能力を発揮できないだけでなく、余計な洗浄水を使用し、かつその洗浄水を加熱するために使用する消費電力量も大きくなるという課題を有する。

また、上記特許文献２のように複数のフロートとマイクロスイッチを用いる構成の場合では部品点数が増えてコストが高くなる上、配置スペースの増加という問題も生じる。

また、ＰＳスイッチを用いた構成の場合、発振回路を構成する必要があるためコストが高くなると同時に回路構成が複雑になってしまう。さらに、周囲温度の変化によるダイヤフラムの弾性力変化が出力される共振周波数に大きく影響し、精度を悪化させるという課題がある。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、複数の水位を一つのフロートと検知可能な水位の数よりも少ない個数のマイクロスイッチで検出するというものである。

本発明は前記従来の課題を解決するために、食器類を収納し、洗浄水を溜める洗浄槽と、前記洗浄槽内の洗浄水の水位を検知する水位検知手段とを備え、前記水位検知手段は、前記洗浄槽内の水位に連動して上下動するフロートと、前記フロートの上下動に連動するレバーと、前記レバーにより操作子が動作する複数のスイッチとを有し、前記レバーは、フロートの上下動に連動して回転軸を中心に回動するとともに、前記回転軸を中心とする円弧上に凹凸を有した形状として形成され、前記複数のスイッチの操作子にそれぞれ対向させて配した複数の押圧部を備え、凹凸を有した形状を前記複数の押圧部で互いに異ならせることで、前記複数のスイッチの動作位置を異ならせた構成とし、前記複数のスイッチの操作子の状態の組み合わせにより、前記スイッチの個数以上の水位段階を検知可能としたものである。

本発明によれば、複数の水位を一つのフロートと検知可能な水位の数よりも少ない個数のマイクロスイッチで精度良く検出可能となる。また、部品点数が少なくコストが安く、配置スペースを増加させることなく、複数の水位段階の水位検知を実現でき、各工程毎に
最適な水位を設定でき、洗浄効果の高い効率的な洗浄が行える食器洗い機を実現することができる。

請求項１に記載の発明は、食器類を収納し、洗浄水を溜める洗浄槽と、前記洗浄槽内の洗浄水の水位を検知する水位検知手段とを備え、前記水位検知手段は、前記洗浄槽内の水位に連動して上下動するフロートと、前記フロートの上下動に連動するレバーと、前記レバーにより操作子が動作する複数のスイッチとを有し、前記レバーは、フロートの上下動に連動して回転軸を中心に回動するとともに、前記回転軸を中心とする円弧上に凹凸を有した形状として形成され、前記複数のスイッチの操作子にそれぞれ対向させて配した複数の押圧部を備え、凹凸を有した形状を前記複数の押圧部で互いに異ならせることで、前記複数のスイッチの動作位置を異ならせた構成とし、前記複数のスイッチの操作子の状態の組み合わせにより、前記スイッチの個数以上の水位段階を検知可能としたもので、複数の水位を一つのフロートと検知可能な水位の数よりも少ない個数のマイクロスイッチで精度良く検出可能となるとともに、複数の水位を安価でかつ精度良く検出可能であり、各工程で最適な水位を設定でき、洗浄効果の高い効率的な洗浄が行える。

さらに、部品点数が少なくコストが安く、配置スペースを増加させることなく、複数の水位段階の水位検知を実現することができる。

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、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）
図１は本発明の実施の形態１の食器洗い機の側断面図、図２は同食器洗い機の水位検知手段の正面断面図および側面図、図３〜図６は同食器洗い機の各水位における水位検知手段の状態を示す説明図である。図３〜図６において、左図はマイクロスイッチ２０ａ周辺を正面から見た要部拡大図、右図はマイクロスイッチ２０ｂ周辺を仮想的に背面から見た要部拡大図である。また、図７は同食器洗い機のフロート室の水位と水位検知手段のマイクロスイッチの動作状態との関係を示す説明図である。

図１に示すように、本実施の形態における食器洗い機の食器洗い機本体１内部には、洗浄槽２が設けられており、洗浄槽２の内部には、食器３などの被洗浄物を設置する食器かご４が収容されている。また、洗浄槽２の前面には開口部５が設けられており、開口部５を扉体６により開閉するよう構成されている。

回転自在に設けられるとともに食器３に洗浄水を噴射する洗浄ノズル（洗浄手段）７が洗浄槽２の底部に設けられ、洗浄水を加圧するとともに洗浄ノズル７へ洗浄水を供給する洗浄ポンプ８と洗浄ポンプ８を駆動するモータ９とが洗浄槽２の底面外側に設けられている。また、洗浄水を貯水する洗浄貯水部１０と、洗浄水を加熱するヒータ（加熱手段）１１と、洗浄水を霧化し洗浄槽２内に充満させる霧発生装置１２とが開口部５近傍の洗浄槽２底部に設けられている。洗浄水の温度を検知するサーミスタ（温度検知手段）１３が洗浄槽２底面の外壁に設けられている。また、ヒータ１１は、洗浄槽２底部の開口部５近傍に備えられている。

洗浄槽２内の洗浄水はヒータ１１によって温水化され、洗浄ポンプ８にて洗浄貯水部１０から吸い込まれ、洗浄ノズル７に圧送されて食器３に向けて噴出し、循環することによ
り洗浄するよう構成している。

なお、本実施の形態において、洗浄手段として、回転自在な洗浄ノズルを設けたが、回転しない固定ノズルを用いても良い。

また、洗浄槽２内に給水を行う給水弁（給水手段）２９が洗浄槽２の外壁に取り付けられている。また、洗浄槽２の下部に配設された制御装置２６によって給水弁２９を制御し、給水量を複数段階設定できるように、水位検知手段１４を洗浄槽２と連通状態に設けている。

ここで、水位検知手段１４の構成を具体的に説明する。洗浄槽２の底部に溜まる洗浄水は、ホース１６を介してフロート室１５に導かれる。図２に示すように、フロート室１５内部にはフロート１８が設けられており、フロート室１５内部の水位に連動して上下動する。フロート室１５の上部には取付板１７が蓋をするように設けてあり、複数の（ここでは２つ）マイクロスイッチ２０ａ、２０ｂを前後に並列に並べた状態で保持すると同時に、ガイド部１７ａでフロート１８の上部に設けたガイド軸部２３を摺動可能に保持してフロート１８が上下動する案内板の役割を担っている。

また、取付板１７に設けられた回転軸２１にはスイッチレバー２２が回転自在に取り付けられている。また、スイッチレバー２２の一端２２ａは連結点１９でフロート１８と連結している。そのため、水位の変動に伴いフロート１８が上下動すると回転軸２１を中心にスイッチレバー２２が回動する。フロート１８とスイッチレバー２２の連結点１９には左右方向の遊びが設けられており、フロート１８がスイッチレバー２２から横方向の力を受けて摺動が悪くなるのを防止している。

スイッチレバー２２のもう一端は、マイクロスイッチ２０ａ、２０ｂの操作子２４ａ、２４ｂを押す押圧部２５ａ、２５ｂとなっている。図３に示すように、押圧部２５ａ、２５ｂは凹凸を有した形状をしており、回転軸２１を中心とする円弧上に設けた凸部で操作子２４ａ、２４ｂをそれぞれ押圧する。ここで、マイクロスイッチ２０ａ、２０ｂをＯＮまたはＯＦＦさせる水位に基づき押圧部２５ａ、２５ｂの凸部を設ける位置は決定される。

ここで、マイクロスイッチの数に応じて複数の押圧部が必要となるが、図２のようにそれぞれのマイクロスイッチ２０ａ、２０ｂに対応する複数の押圧部２５ａ、２５ｂを一つのスイッチレバー２２に一体で設けることにより、部品点数の削減が可能となる。

上記構成の水位検知手段１４について動作を説明する。フロート室１５に水がない状態では、フロート１８は最下点に位置しておりマイクロスイッチ２０ａおよびマイクロスイッチ２０ｂの操作子２４ａ、２４ｂは共に押圧状態（オン状態）となっている（図３参照）。

給水弁２９が開かれて洗浄槽２内に給水が開始されると、フロート室１５内の水位上昇に伴いフロート１８が上昇し、それに応じてスイッチレバー２２が回動する。水位が第１の検知水位まで来ると、マイクロスイッチ２０ａの操作子２４ａに対向して押圧していた押圧部２５ａの対応する部分の形状が凸から凹へと変化するため、操作子２４ａは開放状態（オフ状態）となる。この時、マイクロスイッチ２０ｂの操作子は押圧状態のままである（図４参照）。

さらに給水が続き水位が上記第１の検知水位より高い第２の検知水位まで達すると、マイクロスイッチ２０ｂの操作子２４ｂを押圧していた押圧部２５ｂの対応する部分の形状
が凸から凹へと変化し、両方のマイクロスイッチ２０ａ、２０ｂの操作子２４ａ、２４ｂがともに開放状態となる（図５参照）。

さらに、水位が上記第２の検知水位より高い第３の検知水位まで達すると、再びマイクロスイッチ２０ａの操作子２４ａを押圧する押圧部２５ａの対応する部分の形状が凹から凸へと変化するため、操作子２４ａは押圧状態となる。この時、マイクロスイッチ２０ｂの操作子２４ｂは開放状態である（図６参照）。

図７は、洗浄槽２内の水位すなわちフロート室１５内部の水位とマイクロスイッチ２０ａ、２０ｂのＯＮ−ＯＦＦの関係を示したものである。このように、複数の水位とマイクロスイッチの状態の組み合わせが一対一で対応するため、一つのフロート１８と検知可能な３水準の水位の数よりも少ない２個のマイクロスイッチ２０ａ、２０ｂによって複数の水位（本実施の形態の場合は３水準）を検知することが可能となる。

また、同じく洗浄槽２の下部に配設された制御装置２６は、食器３の洗浄、すすぎ、乾燥の一連の逐次動作を行うと共に、水位検知手段１４やサーミスタ１３からの信号の処理を行う。

霧発生装置１２は、超音波振動子の振動面が略鉛直方向になるように、洗浄槽２の側壁面にシール部材２７を圧接して水封されて洗浄槽２内に露出する構成としている。また、洗浄槽２内には傾斜面を有するステンレス製の反射板２８が、霧発生装置１２と対向する位置に設けられている。霧発生装置１２は制御装置２６により制御される。

また、反射板２８の材質については、超音波振動エネルギの反射性能が高く、液中でも劣化しない樹脂、金属皮膜をした樹脂、ガラスあるいは金属を用いることが可能である。

以上のように構成された本実施の形態における食器洗い機についてその動作、作用を説明する。食器３等の被洗浄物を食器かご４にセットして洗浄槽２に収納し、使用者が洗剤を投入した後、扉体６により洗浄槽２の開口部５を閉塞し、運転を開始する。

まず、給水弁２９を動作し、洗浄槽２に水位検知手段１４により得られる第１の検知水位まで給水を行う。このとき、霧発生装置１２の超音波振動子および反射板２８は液面下にある。

その後、霧発生装置１２が駆動され、霧状にした洗浄水を食器３に吹きかける前処理工程が行われる。前処理工程を行っている間はヒータ１１も駆動しており、洗浄水の加熱を行っている。前処理工程により、洗浄工程開始前に食器３等に付着した汚れを膨潤させることができるため、洗浄性能を向上させることができる。

前処理工程を行う際、霧状にする洗浄水は洗剤濃度が高いほうが洗浄性能にとって望ましいため、前処理工程時の水量は洗浄工程時よりも少ないほうが良い。また、霧状にした洗浄水は、ヒータ１１により温められた洗浄水による上昇気流に乗ればより早く洗浄槽２内に拡散する。したがって、給水水量が少ないほうが早く洗浄水の温度が上昇するため、より早く霧状の洗浄水を食器３等に付着させることができる。このような理由から、前処理工程においては、後の洗浄工程における第３の検知水位およびすすぎ工程における第２の検知水位より低い第１の検知水位までの給水としている。

以下に、前処理工程における霧発生装置１２の動作について具体的に説明する。制御装置２６により霧発生装置１２の超音波振動子（図示せず）に電圧が加えられると、超音波振動子が振動して振動面から超音波振動エネルギが反射板２８に向けて略水平方向に液中
を進行し、反射板２８に衝突して反射する。反射板２８は、超音波振動エネルギが液面に向けて鉛直方向より傾斜を持って進行するように設定されており、反射した超音波振動エネルギは液体の液面に達すると液面を隆起して鉛直方向より傾斜を持った水柱が発生し、洗剤が溶け込んだ高濃度の洗浄水の霧化が行われる。

上記前処理工程が終了すると霧発生装置１２が停止するとともに、再度給水弁２９が動作して、３水準の中で最も水位の高い第３の検知水位まで給水が行われた後、洗浄工程が開始する。所定時間の洗浄工程を終えると、汚れを含む洗浄水は機外に排出され、すすぎ工程に移行する。

すすぎ工程においては、上記第１の検知水位と第３の検知水位の中間の高さの第２の検知水位まで給水が行われる。すすぎ工程では洗浄工程ほどの洗浄水の吐出圧を必要としないため、エアガミに対する余裕度が増すため、使用水量を少なくすることができる。したがって、すすぎ工程における水位は洗浄工程時よりも低く設定している。このすすぎ工程は連続して３回程度行う。最後に、洗浄水を機外に排出して、すすぎ工程は終了する。

続いて乾燥工程を行い、送風機（図示せず）を動作させることにより、外気が洗浄槽２内に送風されるとともに、洗浄槽２内の高温多湿な空気が排気口（図示せず）から排出される。この際、ヒータ１１には通電されており、送風と温度の両方の効果によって食器３に付着した水滴の蒸発は促進される。所定時間この乾燥工程を行い、運転を終了する。なお、乾燥工程は必須としない。

以上のように本発明によれば、複数のスイッチの動作位置はそれぞれ異なる構成とし、前記複数のスイッチの操作子の状態の組み合わせにより、前記スイッチの個数以上の水位段階を検知可能としたことにより、部品点数が少なくコストが安く、配置スペースを増加させることなく、複数の水位段階の水位検知を実現でき、各工程毎に最適な水位を設定でき、洗浄効果の高い効率的な洗浄が行える食器洗い機を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる食器洗い機は、複数の水位を安価に精度良く検出可能となるため、運転するコースや使用環境に応じて使用水量を調整することが可能であり、霧発生装置によって霧状にした洗浄水を食器に吹きかける前処理工程等の多様な工程を備えた省エネ型の食器洗い機等として有用である。

本発明の実施の形態１の食器洗い機の側断面図 （ａ）同食器洗い機の水位検知手段の正面断面図（ｂ）同食器洗い機の水位検知手段の側面図 同食器洗い機のフロート室に水がない時の水位検知手段の状態を示す説明図 同食器洗い機の第１の検知水位における水位検知手段の状態を示す説明図 同食器洗い機の第２の検知水位における水位検知手段の状態を示す説明図 同食器洗い機の第３の検知水位における水位検知手段の状態を示す説明図 同食器洗い機のフロート室の水位と水位検知手段のマイクロスイッチの動作状態との関係を示す説明図 従来の食器洗い機の側断面図 同食器洗い機の水位検知手段の正面断面図

１ 食器洗い機本体
２ 洗浄槽
３ 食器
７ 洗浄ノズル
８ 洗浄ポンプ
１１ ヒータ
１２ 霧発生装置
１３ サーミスタ
１４ 水位検知手段
１５ フロート室
１８ フロート
２０ａ、２０ｂ マイクロスイッチ（スイッチ）
２１ 回転軸
２２ スイッチレバー（レバー）
２４ａ、２４ｂ 操作子
２５ａ、２５ｂ 押圧部
２６ 制御装置
２９ 給水弁

Claims (1)

1. 食器類を収納し、洗浄水を溜める洗浄槽と、前記洗浄槽内の洗浄水の水位を検知する水位検知手段とを備え、前記水位検知手段は、前記洗浄槽内の水位に連動して上下動するフロートと、前記フロートの上下動に連動するレバーと、前記レバーにより操作子が動作する複数のスイッチとを有し、前記レバーは、フロートの上下動に連動して回転軸を中心に回動するとともに、前記回転軸を中心とする円弧上に凹凸を有した形状として形成され、前記複数のスイッチの操作子にそれぞれ対向させて配した複数の押圧部を備え、凹凸を有した形状を前記複数の押圧部で互いに異ならせることで、前記複数のスイッチの動作位置を異ならせた構成とし、前記複数のスイッチの操作子の状態の組み合わせにより、前記スイッチの個数以上の水位段階を検知可能としたことを特徴とする食器洗い機。