JPH11346982A - 食器洗浄機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】食器洗浄機の洗浄水の循環あるいは排水を行う
ポンプのモータの運転停止時に回転数を強制的に減速
し、シール部材から発生する鳴き音の発生期間の低減を
図る。 【解決手段】 食器洗浄槽７と、該洗浄槽に設けられ洗
浄槽内の洗浄水、及び乾燥用空気を加熱するヒータと、
前記ヒータにより加熱された洗浄槽内の洗浄水を加圧し
て加圧水を吐出するポンプ１３、及び該ポンプを駆動す
るモータ１４と、前記加圧水を噴射して食器の洗浄を行
うアームノズル１９，２０と、前記ポンプのケーシング
とポンプ駆動軸間をシールするシール機構とからなる食
器洗浄機において、前記ポンプを駆動するモータの運転
停止時に、前記駆動用モータを所定期間直流制動してモ
ータの回転数を強制的に減速し、ポンプとケーシング間
をシールするシール機構から発生する鳴き音を低減し
て、静音化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食器洗浄機に係
り、特に運転停止に至る時などの減速運転中にポンプの
モータの連結部に設けてある、ポンプのケーシングとポ
ンプの駆動軸間をシールするシール機構から発生する鳴
き音の低減に関する。

【０００２】

【従来の技術】食器洗浄機本体はその内部に食器洗浄槽
を備え、その下部にはモータで駆動するポンプを備え、
このポンプにより食器の洗浄、及びすすぎ用の洗浄水の
循環、あるいは洗浄水の排水を行う。このポンプはポン
プケーシング、ポンプランナー、ポンプとこのポンプを
駆動するモータを連結する軸などからなり、ポンプケー
シングと前記軸はシール機構によりシールされている。

【０００３】このように構成されたポンプでは、前記洗
浄水の循環及び洗浄水の排水等の処理後にポンプの運転
を停止すると、停止に至る減速運転中のある速度領域で
ポンプの軸とケーシングの間に設けてあるシール機構を
構成するシール部材がねじり振動し、鳴き音が発生す
る。このように減速運転中のある速度領域でシール機構
にねじり振動が発生し鳴き音が発生することは、スティ
クスリップ現象として一般的に知られている。

【０００４】図１０は、従来のモータの運転停止時の回
転数特性を示す図である。ポンプ駆動用モータの駆動を
時点ｔ1でオフしても、モータの回転数は慣性が存在す
るために特性曲線６０のように序々に低下し、回転が停
止するまでに時間を要し、シール部の鳴き音発生時間Ｔ
1も長期間になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記鳴き音を抑制する
ためにはシール部材の振動を抑えることが必要である
が、そのためには、シール部の構成の見直し等が必要に
なり、コストが高くなる等の問題がある。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、上記課題を解決するために、食器洗浄機の洗浄水
の循環あるいは排水を行うポンプのモータの運転停止時
に回転数を強制的に減速し、シール部材から発生する鳴
き音の発生期間の低減を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を採用した。

【０００８】食器洗浄槽と、該洗浄槽に設けられ洗浄槽
内の洗浄水、及び乾燥用空気を加熱するヒータと、食器
乾燥時に乾燥用空気を食器に送風する送風機と、前記ヒ
ータにより加熱された洗浄槽内の洗浄水を加圧して加圧
水を吐出するポンプ、及び該ポンプを駆動するモータ
と、前記洗浄槽内に設けた、食器を収納する食器収納か
ご、前記洗浄槽内の水温を検知する温度検知手段、及び
前記加圧水を噴射して食器の洗浄、すすぎを行う回転自
在のアームノズルと、前記ポンプのケーシングとポンプ
駆動軸間をシールするシール機構と、食器洗浄機の運転
サイクルをコントロ−ルするコントローラと、からなる
食器洗浄機において、前記コントローラは、前記ポンプ
を駆動するモータの運転停止時に、前記駆動用モータを
所定期間直流制動してモータの回転数を強制的に減速す
ることを特徴とする。

【０００９】また、前記ポンプはその正回転時に加圧水
をアームノズルに供給し、その逆回転時に加圧水を排水
口に供給するポンプであることを特徴とする。

【００１０】また、前記ポンプは前記加圧水をアームノ
ズルに供給するポンプであり、且つ前記コントロ−ラ
は、前記記ポンプを駆動するモータの運転停止時に前記
駆動用モータを所定期間直流制動してモータの回転数を
強制的に減速することを特徴とする。

【００１１】また、前記ポンプは前記加圧水を排水口に
供給するポンプであり、且つ前記コントローラは、前記
ポンプを駆動するモータの運転停止時に前記駆動用モー
タの電源を所定期間遮断してから、所定期間直流制動し
てモータの回転数を強制的に減速することを特徴とす
る。

【００１２】また、前記直流制動は、電源電圧波形のゼ
ロクロス点から所定期間電源電圧波形の半波を１つおき
に前記モータに供給して、モータの回転数を強制的に減
速することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図１
〜図９を用いて説明する。

【００１４】図１は本実施形態に係る食器洗浄機の全体
的な内部構造を示す縦断面図であり、図２はポンプ１３
のケーシングとポンプ駆動軸間をシールするシール機構
の拡大断面図である。

【００１５】図１において、１は食器洗浄機本体、２は
ヒンジ、３は扉である。扉３はヒンジ２を中心に矢印Ａ
のように前方に開閉可能である。４はコントラーラであ
って、コントローラ４は食器洗浄機の給水、洗浄水の加
熱、加熱された洗浄水の洗浄のための循環、洗浄水の排
水、乾燥用空気の送風等の、食器洗浄機の「洗浄」、
「すすぎ」、及び「乾燥」のサイクルをコントロールす
る。５は表示器であって、洗浄処理の進行状況、及び前
記コントローラが指令した各種情報を表示する。表示器
５、コントローラ４、及び図示しない運転操作部は扉３
の上部に内設される。６はステンレス材で形成された扉
内壁であって、扉３の内面部に取り付けられ、扉内壁６
には図示しない洗剤投入器、及び仕上げ剤投入器が設置
されている。７はステンレス材で形成された洗浄槽兼乾
燥槽（以下単に「洗浄槽」という）であって洗浄槽には
洗浄槽内の洗浄水を加熱するヒータを備え、洗浄槽内に
は洗浄槽内の水位を検知する図示しない水位センサ、及
び洗浄槽内の洗浄水の温度を検知する図示しない温度セ
ンサが設置されている。８はパッキンである。洗浄槽７
は扉３を閉じているときにはパッキン８により外部と気
密が保たれるように構成されている。

【００１６】９は上レール、１０は下レール、１１は上
かご、１２は下かごである。洗浄槽７内に上レール９、
下レール１０を形成し、上かご１１、及び下かご１２を
このレールに沿って本体１の前方に容易に移動可能に支
持する。

【００１７】１３はポンプ、１４はポンプ１３を駆動す
るモータ、１５はポンプ１３とモータ１４を連結する
軸、１６はポンプランナーである。

【００１８】ポンプ１３は流路を切り換える切換装置を
備え、ポンプが正回転するときは吸い込んだ洗浄水を後
述する吐出し管１８に吐出し、ポンプが逆回転するとき
は後述する排水口２６に吐出する。

【００１９】１７は水溜めケース、１８は吐出し管であ
る。水溜めケース１７の内部は、ポンプ１３、吐出し管
１８により洗浄槽７に結合されており、モータ１４によ
りポンプ１３が正回転すると、ポンプ１３は洗浄槽７の
下部、及び水溜めケース１７内部に蓄えられた水をポン
プ内部に吸い込み、吐出し管１８から洗浄用あるいはす
すぎ用の水として吐出す。

【００２０】１９は上アームノズル、１９ａは上アーム
ノズルに設けた小孔、２０は下アームノズル、２０ａは
下アームノズルに設けた小孔、２１は下アームノズルの
略中央部に設けた噴射口、２２は下かご１２の略中央に
固定した導水管である。

【００２１】吐き出し管１８から吐き出された圧力水は
下アームノズル２０、及び導水管２２に供給し、導水管
２２から上アームノズル１９に供給する。

【００２２】下アームノズル２０の小孔２０ａから噴出
する圧力水を食器収納用下かご内の食器に噴射し、上ア
ームノズル１９の小孔１９ａから噴出する圧力水を食器
収納用上かご内の食器に噴射する。

【００２３】上アームノズル１９及び下アームノズル２
０は回動自在に取り付けられていて、上アームノズル１
９に設けた小孔１９ａ及び下アームノズル２０に設けた
小孔２０ａから噴射する水の反作用によって回転し、上
アームノズルに設けた小孔１９ａ、下アームノズルに設
けた小孔２０ａから噴出する圧力水を食器収納槽の全域
にわたって噴射する。

【００２４】２３は送風ファン、２４は送風ホースであ
り、送風ホース内の空気は前記ヒータにより加熱され洗
浄槽内の食器を乾燥する。２５は洗浄槽から温風を排出
する排気口、２６は排水口、２７は給水弁を示す。

【００２５】給水弁２７は、洗浄槽７内に水道水を供給
するために洗浄槽後部上部に設置されている。

【００２６】次に、ポンプ１３のケーシングとポンプ駆
動軸間をシールするシール機構について説明する。この
ポンプ１３及びモータ１４は洗浄槽７の槽外の下面下部
の略中央部に配置され、ポンプの正回転で洗浄水の循環
を行い、逆回転で洗浄水の排水を行うことは前述の通り
である。

【００２７】図２はポンプ１３のケーシングとポンプ駆
動軸間をシールするシール機構の断面図である。

【００２８】２８はポンプ１３のモータ側のケーシン
グ、２９はポンプ１３のモータ側のケーシングとポンプ
駆動軸間をシールするシール機構である。２９ａ、２９
ｂはそれぞれシール機構を構成するシール部材であり、
シール部材２９ａはポンプランナー側に取り付けられ、
シール部材２９ｂはモータ側のポンプケーシング２８内
に取り付けられる。シール部材２９ａの表面はカーボン
材で構成し、シール部材２９ｂの表面はセラミック部材
で構成する。３０はコイルバネで、シール部材２９ｂを
所定圧力でシール部材２９ａに押しつける。シール部材
２９ａとシール部材２９ｂとは面接触で回転摺動してポ
ンプ１３のケーシングとポンプ駆動軸との間をシールす
る。

【００２９】図３は食器洗浄機の洗浄、すすぎ、乾燥の
各サイクルを制御するコントローラ４を示す図である。

【００３０】３１はマイクロコンピュータ、３２は発振
回路でありマイクロコンピュータ３１にクロックを供給
する。３３は操作回路であり食器洗浄機の各種操作を指
示する操作ボタンを備えている。３４は表示回路であっ
て洗浄機の処理の進行状況等の各種情報を表示する。３
５は電源電圧波形ゼロクロス検知回路、３６はポンプ正
回転用モータ駆動回路、３７はポンプ逆回転用モータ駆
動回路であり、これらによりコントローラ４が構成され
る。

【００３１】図４は電源電圧波形ゼロクロス検知回路３
５を示す図であり、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は抵抗、Ｉはイ
ンバータ（極性反転回路）、４０はフォトカプラ、５０
は交流電源電圧である。

【００３２】図５は交流電源５０に同期した矩形波（以
下ゼロクロス信号という）５０のタイミングチャートで
ある。

【００３３】交流電源電圧５０は抵抗Ｒ1、Ｒ2を介して
フォトカプラ４０のフォトダイオードに供給する。フォ
トカプラ４０のフォトトランジスタは前記交流電源電圧
に同期して導通して、そのコレクタ側に交流電源電圧に
同期した矩形波を出力する。インバータＩはこの信号を
反転してゼロクロス信号５１をマイクロコンピュータ３
１に出力する。

【００３４】図６はモータ１４を正方向及び逆方向に回
転するための駆動回路を示す図である。図において、４
１ａは正方向回転用双方向スイッチング素子、４１ｂは
逆方向回転用双方向スイッチング素子であり、マイクロ
コンピュータ３１は前記取り込まれたゼロクロス信号に
同期して、双方向スイッチング素子をオン、オフ制御す
る。すなわちポンプを正方向に駆動するときには双方向
スイッチング素子４１ａに前記ゼロクロス信号に同期し
たゲート信号を供給してモータを駆動し、ポンプを停止
するときにはゲート信号をオフしてモータ１４を停止す
る。またポンプを逆方向に駆動するときには双方向スイ
ッチング素子４１ｂを前記ゼロクロス信号に同期してオ
ンしてモータを駆動し、ポンプを停止するときにはオフ
してモータ１４を停止する。

【００３５】次に、以上のような構成を有する食器洗浄
機の運転動作を標準的に使用される運転サイクルを例に
とって説明する。

【００３６】運転サイクルは「洗い」、「水すすぎ」、
「温水すすぎ」、「乾燥」の各工程をこの順序で進行す
る。

【００３７】まず、食器を上かご、及び下かごに収納
し、洗剤を扉内壁に設置した洗剤投入器にセットして、
扉を閉め操作ボタンを押すことにより運転が開始され
る。

【００３８】「洗い」行程は、給水弁で基準水位まで給
水する。洗浄槽に設けた図示しないヒータに通電を開始
すると同時にポンプ１３を正方向に駆動する。ポンプに
より加圧され、ヒータにより加熱された加圧水は、下ア
ームノズルの小孔２０ａ、及び上アームノズルの小孔１
９ａから噴射する、同時にこの噴射の反作用を受けて下
アームノズル２０及び上アームノズル１９は回転を始め
る。この回転数は毎分約２０回転であり、洗浄槽７の上
かご１１及び、下かご１２に収納した食器にまんべんな
く洗浄水を噴射し、また洗浄水の水温も徐々に上昇する
ため、洗浄水の噴射力、温水の作用及び洗剤の作用によ
って食器の汚れを効率よく落とす。

【００３９】また前記コントローラは洗浄水の水温及び
水位を監視するセンサを備え、水位を監視するためにモ
ータ１４を１０分毎に停止し水位を検出する。「洗い」
工程の洗浄水の最高温度は約６５℃に設定してあり、こ
の温度を検知したとき「洗い」行程を終了する。

【００４０】次に「水すすぎ」の工程を行う。この工程
は、洗剤成分を洗い流す工程で、「給水−噴射ー排水」
の工程を繰り返し、通常３回程度行う。

【００４１】次に、「温水すすぎ」工程を行う。この工
程は洗浄槽内の食器の殺菌と加温を目的とし、すすぎ水
の温度を約７０℃に加熱して噴射する。この工程も洗浄
水の水位を監視するために、ポンプを駆動するモータ１
４を１０分毎に停止し水位を検出する。

【００４２】次に、「排水」工程を行う。この工程では
モータを逆回転しポンプを逆方向に回転駆動する。水溜
めケース内に蓄えられた洗浄水はポンプケーシング内に
吸い込まれ排水口２６から排水される。

【００４３】次に、「乾燥」工程を行う。この工程では
送風ファン２３から吐き出された空気を送風ホース２４
に送る。送風ホースの中の空気は前記ヒータにより加熱
され温風を洗浄槽内に送る。洗浄槽内に送られた温風は
上かご及び下かご内に収納された食器に当たり、食器を
乾燥した後排気口２５から機外に排出される。

【００４４】このように、本実施形態における食器洗浄
機は洗浄水の循環をポンプの正回転で行い、洗浄水の排
水をポンプの逆回転で行っている。このように洗浄と排
水を１つのポンプで行う場合には、食器洗浄機の１サイ
クルの運転においてポンプを駆動するモータの起動、停
止を数回繰り返し行うことになる。

【００４５】次に、ポンプ１３の正回転運転停止時、及
び逆回転運転停止時に行うモータ１４の直流制動につい
て説明する。

【００４６】直流制動（ダイナミック・ブレーキ）は誘
導電動機１次側に直流電流を流して固定磁界を作り、そ
の中で回転する２次導体の運動に制動力を与えようとす
るものである。

【００４７】図６は前述したポンプを正方向及び逆方向
に回転するための駆動回路を示す図である。図において
ポンプを正方向に駆動、停止するときには双方向スイッ
チング素子４１ａを前記ゼロクロス信号に同期してオ
ン、オフしてモータ１４の駆動、停止を行う。またポン
プを逆方向に駆動、停止を行うときには前記ゼロクロス
信号に同期して双方向スイッチング素子４１ｂをオン、
オフしてモータの駆動、停止を行うことは前述の通りで
ある。

【００４８】図７は、モータ１４によるポンプの正方向
回転駆動時に運転停止する場合の直流制動のタイミング
チャートを示す。図７において、５０は交流電源電圧、
５１は交流電源電圧に同期したゼロクロス信号、５２は
モータ駆動信号、５３はモータに印加される交流電源電
圧である。

【００４９】図７の期間ｔ0〜ｔ3はモータに電源電圧が
連続的に印加されモータは正方向に駆動される。期間ｔ
3〜ｔ7は直流制動期間で、モータには交流電源電圧波形
５０の正の半波のみがゼロクロス信号に同期して印加さ
れ、モータは直流制動状態になり強制的に減速される。
なお、実験によると直流制動期間ｔ3〜ｔ7は０．５秒程
度が好ましい。

【００５０】図８は、モータ１４によるポンプの逆方向
回転駆動時に運転停止する場合の直流制動のタイミング
チャートを示す図の期間ｔ0〜ｔ3はモータに電源電圧が
連続的に印加されモータは逆方向に駆動される。期間ｔ
3〜ｔ6は無電圧期間で電源電圧は印加されない。期間ｔ
6〜ｔ9は直流制動期間で、モータには交流電源電圧５０
の正の半波のみがゼロクロス信号に同期して印加され、
モータは直流制動状態になり強制的に減速される。

【００５１】ポンプを逆方向に駆動するとき、すなわち
ポンプの排水運転時には、洗浄水の排水が完了するとモ
ータの負荷は軽くなって無負荷状態になる。このためモ
ータ１４の電流値は小さくなり、ポンプの正方向駆動
時、すなわち洗浄水の循環時と同じ制御を行うと、モー
タの電流値が小さいため直流制動は十分に作用しない。
このために、図８に示すように無電圧期間ｔ3〜ｔ7を設
けた後、直流制動を開始する。直流制動開始直後にモー
タに流れる電流はモータの起動電流に相当する電流にな
るため直流制動は十分に作用しモータを強制的に減速す
る。なお、実験によるとモータの無電圧期間ｔ3〜ｔ6、
及び直流制動期間ｔ6〜ｔ9は０．５秒程度が好ましい結
果が得られる。

【００５２】図９はモータ１４の運転停止時の回転数特
性を示す図である。図において、７０はモータ回転数特
性曲線を示す。

【００５３】従来は、ポンプ駆動用モータの駆動をオフ
しても、モータの回転数は慣性が存在するために図１０
の回転数特性曲線６０のように序々に低下し、回転停止
に時間を要しシール部の鳴き音発生時間Ｔ1も長期間に
なるが、本実施形態においてはモーター停止時に直流制
動を作用させているので、ポンプ及びモータは速やかに
減速し、シール部の鳴き音発生時間Ｔ2は短縮され、シ
ール部から発生する鳴き音発生時間領域を少なくでき
る。また、シール部の鳴き音はシール部の温度が高くな
ると大きくなる傾向にある。したがって、本発明は温水
を用いる食器洗浄機に対して効果が大である。

【００５４】以上の実施形態では、ポンプ１３として一
台のポンプを用いその流路を切換て洗浄水の循環及び排
水を行ったが、循環用及び排水用にそれぞれ専用のポン
プを備えることができることは勿論である。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、洗浄水の循環、及び排
水を行うポンプの駆動用モータの運転停止時に、直流制
動を所定時間作用させることでポンプ駆動用のモータの
回転を速やかに制動でき、ポンプとケーシング間をシー
ルするシール機構から発生する鳴き音を大幅に低減で
き、静音化をはかることができる。また、シール機構に
変更を加えることなく、ポンプを駆動するモータの停止
制御を変更するので安価に静音化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る食器洗浄機の全体的な
内部構造を示す縦断面図である。

【図２】本発明の実施形態に係るシール機構の断面図で
ある。

【図３】本発明の実施形態に係るコントローラをを示す
図である。

【図４】本発明の実施形態に係る電圧波形ゼロクロス検
知回路を示す図である。

【図５】本発明の実施形態に係る電源電圧に同期した矩
形波のタイミングチャートである。

【図６】本発明の実施形態に係るモータを正方向及び逆
方向に回転するための駆動回路を示す図である。

【図７】本発明の実施形態に係るモータによるポンプの
正方向駆動時に運転停止する場合の直流制動のタイミン
グチャートである。

【図８】本発明の実施形態に係るモータによるポンプの
逆方向駆動時に運転停止する場合に直流制動のタイミン
グチャートである。

【図９】本実施形態に係るモータの運転停止時の回転数
特性を示す図である。

【図１０】従来のモータの運転停止時の回転数特性を示
す図である。

【符号の説明】 １ 食器洗浄機本体 ３ 扉 ４ コントローラ ５ 表示器 ７ 洗浄槽 ９ 上レール １０ 下レール １１ 上かご １２ 下かご １３ ポンプ １４ モータ １５ 軸 １８ 吐出し管 １９ 上アームノズル ２０ 下アームノズル ２３ 送風ファン ２６ 排水口 ２９ シール機構 ２９ａ，２９ｂ シール部材 ３５ 電源電圧波形ゼロクロス検知回路 ３６ ポンプ正回転用モータ駆動回路 ３７ ポンプ逆回転用モータ駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 隆士 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 食器洗浄槽と、 該洗浄槽に設けられ洗浄槽内の洗浄水、及び乾燥用空気
   を加熱するヒータと、 食器乾燥時に乾燥用空気を食器に送風する送風機と、 前記ヒータにより加熱された洗浄槽内の洗浄水を加圧し
   て加圧水を吐出するポンプ、及び該ポンプを駆動するモ
   ータと、 前記洗浄槽内に設けた、食器を収納する食器収納かご、
   前記洗浄槽内の水温を検知する温度検知手段、及び前記
   加圧水を噴射して食器の洗浄、すすぎを行う回転自在の
   アームノズルと、 前記ポンプのケーシングとポンプ駆動軸間をシールする
   シール機構と、 食器洗浄機の運転サイクルをコントロールするコントロ
   ーラと、からなる食器洗浄機において、 前記コントローラは、前記ポンプを駆動するモータの運
   転停止時に、前記駆動用モータを所定期間直流制動して
   モータの回転数を強制的に減速することを特徴とする食
   器洗浄機。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、前記ポンプは
   その正回転時に加圧水をアームノズルに供給し、その逆
   回転時に加圧水を排水口に供給するポンプであることを
   特徴とする食器洗浄機。
3. 【請求項３】 請求項１の記載において、 前記ポンプは前記加圧水をアームノズルに供給するポン
   プであり、且つ前記コントロ−ラは、前記ポンプを駆動
   するモータの運転停止時に前記駆動用モータを所定期間
   直流制動してモータの回転数を強制的に減速することを
   特徴とする食器洗浄機。
4. 【請求項４】 請求項１の記載において、 前記ポンプは前記加圧水を排水口に供給するポンプであ
   り、且つ前記コントローラは、前記ポンプを駆動するモ
   ータの運転停止時に前記駆動用モータの電源を所定期間
   遮断してから、所定期間直流制動してモータの回転数を
   強制的に減速することを特徴とする食器洗浄機。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４項の何れか１つの請求
   項の記載において、前記直流制動は、電源電圧波形のゼ
   ロクロス点から所定期間電源電圧波形の半波を１つおき
   に前記モータに供給して、モータの回転数を強制的に減
   速することを特徴とする食器洗浄機。