WO2011132356A1

WO2011132356A1 - 食器洗い機

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Publication number: WO2011132356A1
Application number: PCT/JP2011/001047
Authority: WO
Inventors: 梶浦　智彰; 乾　浩章
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2011-10-27
Also published as: CN102858222A; JP2011224235A; KR20130016308A; TW201200087A

Abstract

食器洗い機は、洗浄槽と洗浄ポンプと洗浄ノズルと制御部を有する。洗浄槽には被洗浄物が収容される。洗浄ポンプは洗浄水を加圧する。洗浄ノズルは、洗浄ポンプで加圧された洗浄水を被洗浄物に噴射するとともに洗浄槽内に回転自在に配置される。制御部は洗浄槽内への洗浄水の供給を制御する。洗浄ノズルは、第１の噴射口を有する第１の洗浄流路と、第１の噴射口よりも総開口面積が大きい第２の噴射口を有する第２の洗浄流路とを有する。さらに洗浄ノズルは洗浄ポンプの動作と連動して第１の洗浄流路と第２の洗浄流路とのいずれかに洗浄水の供給を切り換える弁体を有する。制御部は、被洗浄物を洗浄する洗い行程において、第２の洗浄流路よりも第１の洗浄流路に洗浄水が供給される時間を長くするように制御する。

Description

食器洗い機

　本発明は、洗浄水を用いて食器等の被洗浄物を洗浄する食器洗い機に関する。

　従来の食器洗い機は、図１２、図１３に示すように構成されている（例えば、特許文献１参照）。図１２は従来の食器洗い機の洗浄ノズルの断面図である。図１３は従来の食器洗い機の洗浄ノズルの平面図である。洗浄ノズル１０１は、洗浄槽の内底面に回転自在に配置され、洗浄槽内に洗浄水を噴射する。洗浄ノズル１０１内部は、回転軸１０２を中心として４つの部屋１０３ａ～１０３ｄに区分されている。部屋１０３ａ～１０３ｄの先端部（回転軸１０２から離れる方向側）には、洗浄水の噴射力で洗浄ノズル１０１を回転させる推進孔１０４が設けられている。洗浄槽の内底面には、洗浄ノズル１０１にポンプによって洗浄水を供給するための洗浄水の吐出部１０５が設けられている。洗浄ノズル１０１の回転軸１０２と、吐出部１０５との間を連結する円筒状の受筒１０６内には浮子１０７が回転自在に設けられている。

　浮子１０７は、ポンプから吐出される洗浄水の圧力を受けて受筒１０６内を回転しながら上昇し、対角位置となる２部屋１０３ｃ、１０３ｄに通じる洗浄ノズル１０１の開口部１０８ａを閉じる。これにより、開いている開口部１０８ｂから残りの互いに対角位置となる２部屋１０３ａ、１０３ｂに洗浄水が流入することによって、洗浄ノズル１０１は回転しながら洗浄槽内に洗浄水を噴射する。ポンプを停止すると、浮子１０７は受筒１０６内を下降する。再度、ポンプを駆動すると、浮子１０７は、ポンプから吐出される洗浄水によって受筒１０６内を回転しながら上昇し、閉じていた開口部１０８ａを開いて部屋１０３ｃ、１０３ｄに洗浄水を流入させる。これにより洗浄ノズル１０１は先ほどと反対方向へ回転しながら洗浄槽内に洗浄水を噴射する。

　すなわち、ポンプを間欠動作し、駆動と停止を繰り返すことによって浮子１０７は受筒１０６内を回転しながら上下動し、洗浄ノズル１０１の回転方向を正逆転換させることができる。

　このような従来の食器洗い機では、洗浄ノズルにおいて洗浄水の流入する各部屋を切り換えることで、洗浄槽内に対して洗浄水を噴射する位置や、角度を変えることができ、洗浄効率を向上している。しかしながら、食器等の被洗浄物に付着した汚れを取る洗い行程や、洗い行程で除去された汚れをすすぐすすぎ行程において、各行程にあった洗浄水の噴射圧や噴射流量になっていないため、節水や省エネが不十分となっている。

実開昭４９－１１３４７１号公報

　本発明の食器洗い機は、洗浄槽と洗浄ポンプと洗浄ノズルと制御部を有する。洗浄槽には被洗浄物が収容される。洗浄ポンプは洗浄水を加圧する。洗浄ノズルは、洗浄槽内に回転自在に配置されるとともに洗浄ポンプで加圧された洗浄水を被洗浄物に噴射する。制御部は洗浄槽内への洗浄水の供給を制御する。洗浄ノズルは、第１の噴射口を有する第１の洗浄流路と、第１の噴射口よりも総開口面積が大きい第２の噴射口を有する第２の洗浄流路とを有する。さらに洗浄ノズルは洗浄ポンプの動作と連動して第１の洗浄流路と第２の洗浄流路への洗浄水の供給を切り換える弁体を有する。制御部は、被洗浄物を洗浄する洗い行程において、第２の洗浄流路よりも第１の洗浄流路に洗浄水が供給される時間を長くするように制御する。

　これによって、洗い行程では、第１の洗浄流路に設けられた噴射口から噴射流量は少ないが噴射圧は高い洗浄水を噴射することができるので、被洗浄物に付着した汚れをより確実に洗浄することができる。

　本発明の食器洗い機は、洗浄ポンプの能力を上げることなく、洗浄ノズルの噴射流量と噴射圧を変えることができるので、洗浄行程に好適な運転が可能になり、省エネでしかも短時間で洗浄できるようにすることができる。

図１は本発明の実施の形態の食器洗い機の一部切欠断面図である。図２は本発明の実施の形態の食器洗い機の洗浄ノズルの一部切欠上面図である。図３は本発明の実施の形態の食器洗い機の洗浄ノズルの要部断面図である。図４は本発明の実施の形態の食器洗い機の要部斜視図である。図５は本発明の実施の形態の食器洗い機の要部斜視図である。図６は本発明の実施の形態の食器洗い機の弁体の斜視図である。図７は本発明の実施の形態の食器洗い機の弁体の上面図である。図８は本発明の実施の形態の食器洗い機の弁体の下面図である。図９は本発明の実施の形態の食器洗い機の弁体の断面図である。図１０は本発明の実施の形態の食器洗い機の洗浄ノズルの動作点を示すグラフである。図１１は一般的な食器洗い機の洗浄ノズルの動作点を示すグラフである。図１２は従来の食器洗い機の洗浄ノズルの断面図である。図１３は従来の食器洗い機の洗浄ノズルの平面図である。

　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。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

　図１は、本発明の実施の形態の食器洗い機の一部切欠断面図である。図２は、本発明の実施の形態の食器洗い機の洗浄ノズルの一部切欠平面図である。図３は、本発明の実施の形態の食器洗い機の洗浄ノズルの要部断面図である。図４は本発明の実施の形態の食器洗い機の洗浄ノズルの要部斜視図である。図５は、本発明の実施の形態の食器洗い機の洗浄ノズルの要部斜視図である。図６は、本発明の実施の形態の食器洗い機の弁体の斜視図である。図７は、本発明の実施の形態の食器洗い機の弁体の上面図である。図８は、本発明の実施の形態の食器洗い機の弁体の下面図である。図９は、本発明の実施の形態の食器洗い機の弁体の断面図である。図１０は、本発明の実施の形態の食器洗い機の洗浄ノズルの動作点を示すグラフである。図１１は、一般的な食器洗い機の洗浄ノズルの動作点を示すグラフである。

　図１において、食器洗い機は本体１と洗浄槽２と食器かご４と給水部５と洗浄ポンプ６と洗浄ノズル７と排水口８と排水フィルタ９と残さいフィルタ１０と加熱部１１と温度センサ１２と回転軸受１３と制御部２００とを有する。本体１には、扉（図示せず）で開閉可能な開口部（図示せず）を有する洗浄槽２が設けられている。洗浄槽２には、食器かご４が収容されている。食器等の被洗浄物３は、使用者により開口部から食器かご４にセットされて洗浄槽２内に収容される。給水部５は、制御部２００により制御され、洗浄槽２内に洗浄水として水道水を供給する。洗浄ポンプ６は、給水部５により給水され洗浄槽２内に溜められた洗浄水を、加圧して洗浄ノズル７に供給する。洗浄ノズル７はノズル部１００と回転軸１４と弁体２１とを備え、ノズル部１００と回転軸１４とは内部に流路を備える。ノズル部１００は、回転軸１４を中心にして回転軸１４に対して垂直方向に両側へ直線的かつ水平に延設されている。そして、洗浄ノズル７は、洗浄ポンプ６から供給される加圧された洗浄水を洗浄槽２内に噴射する。洗浄ノズル７から噴射される洗浄水は、被洗浄物３を洗浄するための洗剤液と、被洗浄物３をすすぐためのすすぎ水とを含む。排水口８は、洗浄槽２内の底部に設けられ、洗浄ポンプ６の吸い込み側と連通している。排水フィルタ９と残さいフィルタ１０は排水口８内に設けられ、洗浄水の含まれている残さいを収集する。残さいフィルタ１０は、排水フィルタ９の上方に設けられている。残さいフィルタ１０は排水フィルタ９より目が細かく着脱自在に形成されており、取り外して収集した残さいを廃棄することができる。加熱部１１は、洗浄槽２内の底部に設けられ、洗浄槽２内に溜められた洗浄水と洗浄槽２内の乾燥用空気を加熱する。温度センサ１２は、洗浄槽２の底面外壁に設けられ、洗浄槽２の温度を検知する。回転軸受１３は、洗浄槽２内部に固着されている。回転軸受１３は、洗浄ノズル７の回転軸１４が嵌合され、回転軸１４を回転自在に支持している。

　図２に示すように、洗浄ノズル７のノズル部１００には、回転軸１４の流路と連通し、互いに対角に形成される第１の洗浄流路入口１７および第２の洗浄流路入口１８が形成されている。またノズル部１００は第１の洗浄流路入口１７と連通する第１の洗浄流路１５と、第２の洗浄流路入口１８と連通する第２の洗浄流路１６とを有する。第１の洗浄流路１５および第２の洗浄流路１６は、ノズル部１００内を隔壁３４によって４つに区分することで設けられており、対角となるようにそれぞれ２箇所ずつ配置されている。第１の洗浄流路１５は上面側に第１の噴射口１９を有している。同様に第２の洗浄流路１６は上面側に、第２の噴射口２０を有している。第１の噴射口１９と第２の噴射口２０とは、それぞれ複数形成されており、第１の噴射口１９の開口部の総開口面積と第２の噴射口２０の開口部の総開口面積とが異なるように形成されている。より具体的には、第１の噴射口１９の開口部の総開口面積は、第２の噴射口２０開口部の総開口面積より小さく形成されている。第１の洗浄流路入口１７と第２の洗浄流路入口１８は、隔壁３４によって区切られた中心角が略９０度の扇状の開口部である。つまり、第１の洗浄流路入口１７と第２の洗浄流路入口１８とが交互に並ぶことで、図２に示すように略円形状の開口部を形成している。

　図４に示すように、回転軸１４は内壁底部に回転軸側係合部２８を有している。回転軸側係合部２８は螺旋状に形成され、１方向へ傾斜した複数の傾斜面２８ａと、隣り合う２つの傾斜面２８ａをつなぐ段部２８ｂを複数有している。

　図３に示す回転軸１４の軸開口部２４は、洗浄ポンプ６の吐出側と連通しており、洗浄ポンプ６がモータ（図示せず）により回転することにより、軸開口部２４を介し洗浄ノズル７に洗浄水が連続的に供給される。

　図３に示すように、回転軸１４内にはノズル部１００への洗浄水の供給を制御する弁体２１が設けられている。また、図６～図９に示すように、弁体２１は、回転中心に中空円筒部３０を有する。弁体２１は、開口部２２と閉口部２３を有する。開口部２２は、中空円筒部３０を中心にして対角に２箇所設けられている。同様に、閉口部２３も中空円筒部３０を中心に対角に２箇所設けられている。開口部２２と閉口部２３は、第１の洗浄流路入口１７と第２の洗浄流路入口１８に対応し、中心角が略９０度の扇形状となっている。閉口部２３の上面には山型の上面係合部２６が形成され、閉口部２３の外周側の下面には下面係合部２７が形成されている。また、ノズル部１００の第１の洗浄流路入口１７及び第２の洗浄流路入口１８側には、下方に向けて支持軸２９が延出して形成されており、中空円筒部３０に挿入可能になっている。弁体２１が洗浄水の水圧により上昇する際に、支持軸２９が弁体２１の上昇動作のガイド部の役割を行う。

　上記構成において、食器洗い機の基本動作について説明する。使用者が本体１の開口部から食器等の被洗浄物３を食器かご４にセットして、被洗浄物３を洗浄槽２に収納する。次に、使用者が所定量の洗剤を投入した後、扉を閉じることにより本体１の開口部を閉塞し、運転を開始する。通常運転として、被洗浄物３の汚れを落とす洗い行程、被洗浄物３に付着した洗剤や残さいを流す通常すすぎ行程、被洗浄物３に付着した洗剤や残さいを加熱部１１により加熱した洗浄水で流す加熱すすぎ行程、そして、被洗浄物３に付着している水適を乾燥させる乾燥行程の順に実行される。

　まず洗い行程について説明する。制御部２００が給水部５を動作させて、所定量の洗浄水を洗浄槽２内部に供給する。続いて洗浄ポンプ６により洗浄水を加圧し、洗浄ノズル７から洗浄水を噴射する。この際、洗浄槽２内に設けられているシーズヒータ等の加熱部１１は通電されており、洗浄水を加熱しながら洗い行程は行われる。洗浄水が所定温度以上になったことを温度センサ１２が検知すると、制御部２００は加熱部１１への通電を停止する。この洗い行程は、所定時間行われる。

　次に、すすぎ行程を説明する。所定時間の洗い行程を終えると、汚れを含む洗浄水は本体１外に排出される。そして、制御部２００は、新たに給水部５より洗浄水を洗浄槽２内に供給する。さらに、制御部２００は、洗浄ポンプ６を運転させ、洗浄ノズル７から再び洗浄水を噴射させ、洗剤や残菜等の付着した被洗浄物３のすすぎが行われる。所定時間すすぎが行われた後、制御部２００は、洗浄水を排出口から排出し、給水部５を制御することで再び洗浄水を洗浄槽２内に供給してすすぎを行うという動作を繰り返す。この通常すすぎ行程は連続して２回程度行われる。

　次に、制御部２００は、加熱部１１を制御し洗浄槽２内の洗浄水を加熱させ、加熱された洗浄水を用いて、被洗浄物３のすすぎを行う加熱すすぎ行程を行う。

　最後に、制御部２００は、洗浄水を食器洗い機本体１外に排出し、所定時間乾燥を行う乾燥行程を行い、運転を終了する。

　なお、洗い行程、通常すすぎ行程、加熱すすぎ行程等における洗浄水の循環は、以下のように行われる。具体的には、洗浄槽２内の洗浄水は、排水フィルタ９と残さいフィルタ１０とを通過し、循環経路３３内に設けられた洗浄ポンプ６に吸い込まれる。続いて、洗浄ポンプ６が洗浄水を加圧して、洗浄槽２内の底部に設けられる洗浄ノズル７に洗浄水を供給する。洗浄ポンプ６より供給された洗浄水は、回転軸１４の軸開口部２４から回転軸１４内に流入する。回転軸１４内に流入した洗浄水は洗浄流路入口１７、１８より洗浄流路１５、１６に流入し、噴射口１９、２０より洗浄槽内に噴射される。

　次に洗浄ノズル７から洗浄水を噴射する動作について詳細に説明する。回転軸１４内に洗浄水が流入すると、弁体２１は、洗浄水から弁体２１の自重より大きい水圧を閉口部２３の下面で受けて、回転軸１４内を上昇する。すると、第１の洗浄流路入口１７と弁体２１の開口部２２が一致し、回転軸１４から第１の洗浄流路入口１７、第１の洗浄流路１５とが連通する。それと同時に、第２の洗浄流路入口１８は弁体２１の閉口部２３で閉塞される。第１の洗浄流路入口１７から流入した洗浄水は、第１の洗浄流路１５を通過して、複数設けられた第１の噴射口１９から洗浄水を被洗浄物３に噴射する。このとき、洗浄水の噴射の反力により洗浄ノズル７は回転する。また、弁体２１は、第２の洗浄流路入口１８を閉塞しながら、洗浄ノズル７と同期して回転する。

　第１の噴射口１９から所定時間洗浄水を噴射させると、制御部２００は、洗浄ポンプ６を所定時間停止させる。その結果、弁体２１は、自重より大きい水圧を閉口部２３で受けなくなるので、第２の洗浄流路入口１８から離れて下降を始める。そして、弁体２１は、回転軸１４内の回転軸側係合部２８と係合して下降が止まる。弁体２１は、回転軸側係合部２８と係合しているとき、洗浄ノズル７と同期して回転する。所定時間後、制御部２００は洗浄ポンプを再び作動させる。すると、回転軸１４に洗浄水が流入し、弁体２１は回転軸１４内を上昇する。そして、弁体２１の開口部２２はさきほどとは異なる第２の洗浄流路入口１８と一致して、回転軸１４と第２の洗浄流路１６が連通する。同時に、第１の洗浄流路入口１７は閉口部２３により閉塞される。洗浄ポンプ６の作動・停止を繰り返すことで上記した動作が繰り返し行われる。

　このように、弁体２１は、第１の洗浄流路入口１７および第２の洗浄流路入口１８のいずれかを閉塞している場合、および、回転軸側係合部２８と係合している場合、洗浄ノズル７とともに、つまり、洗浄ノズル７と同期して回転する。それ以外、つまり、弁体２１が回転軸１４内を進退動作している間は洗浄ノズル７とは完全には同期していない。具体的には、弁体２１は、回転軸１４内を進退動作することにより約９０度回動する。これにより、洗浄流路入口を確実に切り換える。

　ここで、弁体２１は進退動作している間、洗浄ノズル７と独立して回転することになる。しかし、回転軸側係合部２８と洗浄流路入口１７、１８との距離を短くすることにより、弁体２１の進退動作にかかる時間を非常に短くし、洗浄ノズル７と弁体２１との回転のずれを抑制することで慣性による回転を抑制することが可能となる。したがって、弁体２１は、進退動作により約９０度だけ洗浄ノズル７に対し回動し、確実な洗浄流路の切り換えを実現する。

　また、弁体２１が洗浄ポンプ６の駆動により上昇している際には、洗浄水がまだ十分に噴射口に到達しておらず、かつ、弁体２１がどちらか一方の洗浄流路入口を閉塞していない。よって、第１の噴射口１９及び第２の噴射口２０のどちらにも洗浄水が供給される。このような場合、洗浄ノズル７は、十分な噴射反力を得られないため、弁体２１の進退動作が完了するまで、つまり、どちらかの洗浄流路入口を閉塞するまで、ほとんど回転しない。また、弁体２１が、洗浄ポンプ６の停止により下降している際には、洗浄ノズル７と一体となって回転していた際の慣性により、洗浄ノズル７とほとんど同じように回転する。したがって、洗浄ノズル７と弁体２１との回転のずれはほとんどなく、弁体２１は、進退動作により約９０度だけ洗浄ノズル７に対し回動する。

　したがって、次に洗浄ポンプ６の駆動が開始され、弁体２１が上昇した場合、弁体２１は閉口部２３で確実に第１の洗浄流路入口１７を閉塞する。このように洗浄ポンプ６の動作に連動して弁体２１は、第１および第２の洗浄流路入口１７、１８の開閉を切り換える。

　ここで、弁体２１が一回の進退動作により９０度だけ確実に回動する構成・作用について詳細に説明する。図５～図９に示すように、弁体２１は、上面側と下面側にそれぞれ凸状の係合部を有し、洗浄流路の入口側に、上面係合部２６を、回転軸１４側に下面係合部２７をそれぞれ有している。洗浄ポンプ６の駆動時には上面係合部２６が洗浄流路入口１７、１８と嵌合し、洗浄ポンプ６停止時には下面係合部２７が回転軸側係合部２８と係合して回動することで、弁体２１と、洗浄ノズル７の流路入口と、回転軸１４との相対的位置関係が常に一致する。弁体２１は略平面形状をしている。第１および第２の洗浄流路入口１７、１８を構成するとともに、弁体２１と係合するノズル部１００の面Ａも平面形状としている。洗浄ポンプ６を運転させた場合、弁体２１は、回転軸１４の軸開口部２４より流入した洗浄水の水圧を閉口部２３で受けて上昇を始める。そして、弁体２１は図７に示す上面係合部２６の傾斜部分を、洗浄ノズル７のノズル部１００内に流路を隔てるために設けられた十字状の隔壁３４に摺動させながら回転し略鉛直上方向（流水方向）に上昇する。そして、図５に示すように、弁体２１の閉口部２３が第２の洗浄流路入口１８に対向して閉塞し、開口部２２が第１の洗浄流路入口１７に対向して開成する。

　所定時間、洗浄ポンプ６の運転を続け、第１の洗浄流路入口１７が開口する位置で弁体２１が固定され、第１の洗浄流路入口１７と連通した第１の洗浄流路１５に洗浄水が供給される。図５に示すように、弁体２１を洗浄水が通過する位置に設けた開口部２２が、所定の洗浄流路入口と一致するように、上面係合部２６を設けている。

　上面係合部２６は回転方向に傾斜した形状になっており、弁体２１は、上昇しながら隔壁３４に摺動することで、上面係合部２６の傾斜により第１の角度（例えば、４５度）だけ回転する。続いて、洗浄ポンプ６を一旦停止すると、弁体２１を下方から押し上げていた水圧が作用しなくなることから、弁体２１はその自重で降下する。この際、下面係合部２７は、図４に示す、回転軸１４に設けられた回転軸側係合部２８の傾斜面に沿って摺動し、弁体２１は、第２の角度（例えば、４５度）回転しながら降下する。弁体２１の下面係合部２７の下面と回転軸側係合部２８とが当接すると、弁体２１は停止する。

　再び、洗浄ポンプ６を運転すると、上面係合部２６は、次の嵌合部と係合し、弁体２１は回転しながら上昇し、次の洗浄流路入口である第２の洗浄流路入口１８に洗浄水が供給される。このように、洗浄ポンプ６を断続的に運転することで、洗浄水が流れる洗浄流路入口１７、１８を順次切り換えることができる。

　つまり、弁体２１は、進退動作、すなわち、上下の往復運動を１回することにより第１の角度と第２の角度の合計である９０度回動する。ここで、第１の洗浄流路入口１７および第２の洗浄流路入口１８はその中心角度が第１の角度と第２の角度の合計である９０度の扇状の開口部である。すなわち、弁体２１は一回の上下の往復運動により第１および第２の洗浄流路入口１７、１８を切り換える分だけ回転する。そして、弁体２１が４回上下の往復運動をすることにより弁体２１は一回転して元の位置に戻る。したがって、モータ等のアクチュエータで、弁体２１を切り換える必要がないので、回転軸１４の流路内には、弁体２１以外には、洗浄水の流れを妨げるものがなく、更に、洗浄ノズル７と弁体２１がともに回転することが可能になる。

　また、弁体２１を各流路１５、１６の入口１７、１８に対して進退自在とし、弁体２１が面Ａから離れるように構成しているため、洗浄水に混在する異物が噛み込むことなく、回転駆動させることができる。

　また、弁体２１が支持軸２９と中空円筒部３０を有することで、弁体２１が上下方向にスムーズに移動し、弁体２１と第１および第２の洗浄流路入口１７、１８とがスムーズに嵌合する。また、支持軸２９が、弁体２１の上方、すなわち洗浄水の流れ方向からすると弁体２１の下流側に設けられることで、洗浄水は、弁体２１の開口部２２を通過して流れるため、支持軸２９により流れが妨げられることはない。したがって、洗浄水が流れる流路に設けられる切り換え構成による流動抵抗を少なくでき、確実に流路を切り換えることができるので、洗浄性能が向上する。

　図９に示すように、弁体２１の中空円筒部３０は、洗浄流路入口側端面を含む側壁に、側壁開口部３１を有する。これにより、弁体２１の中空円筒部３０と支持軸２９との嵌合隙間に入り込んだ異物を側壁開口部３１から流し出すことができる。よって、異物つまりによる弁体２１の進退動作不良をより確実に防ぐことができ、確実に流路を切り換えることができるので、洗浄性能が向上する。

　また、弁体２１の中空円筒部３０は、回転軸１４の軸開口部２４側、すなわち洗浄水の流れ方向からすると、弁体２１の上流側の流れに対して略垂直な端面には、底壁３０ａを有する。そして、底壁３０ａの一部とそこから中空円筒部３０の側壁の一部にかけて水抜き孔３２が形成されている。したがって、回転軸１４の軸開口部２４より流入した洗浄水と洗浄水中の異物は、直接中空円筒部３０に入り込むことがないので、異物の侵入をより確実に防ぐことができる。

　また、洗浄ポンプ６の停止時等に、中空円筒部３０の上方から侵入した洗浄水や異物は水抜き孔３２を通って、中空円筒部３０内から流れ出る。したがって、実使用上に耐えうる構成となり、確実に流路を切り換えることができる。

　次に、本発明の実施の形態における食器洗い機の特徴的な構成および作用について説明する。図１０において、横軸が洗浄水の循環流量で、縦軸が洗浄水の噴射圧力である。また、図１０には、洗浄ポンプ６の性能曲線と、第１の洗浄流路１５の圧力損失曲線と、第２の洗浄流路１６の圧力損失曲線と、第１の噴射口１９から噴射時の洗浄ノズル７の性能曲線、第２の噴射口２０から噴射時の洗浄ノズル７の性能曲線とを示している。各黒点は、各噴射口から洗浄水が噴射する時の洗浄ノズル７の動作点を示し、各白点は、各噴射口から洗浄水が噴射する時の洗浄ポンプ６の吐出部の動作点を示している。

　本実施の形態の食器洗い機においては、第１の噴射口１９が第２の噴射口２０より、総開口面積が小さくなるように形成されている。また、洗い行程において、制御部２００は、第２の噴射口２０を有する第２の洗浄流路１６よりも第１の噴射口１９を有する第１の洗浄流路１５に長く洗浄水を供給するように給水部５を制御することで弁体２１の動作を制御する。

　上記の構成および動作により得られる作用についてより詳細に説明する。第１の洗浄流路１５及び第２の洗浄流路１６に同じ流量の洗浄水が流れた場合、噴射口の総開口面積がより小さい第１の噴射口１９の方が噴射圧は高くなる。図１０において、“第１の噴射口の性能曲線”上の動作点Ｃと“第２の噴射口の性能曲線”上の動作点Ｄとを比較すると、動作点Ｃの方がより高い圧力であることを示している。一方、循環流量について比較すると、第２の洗浄流路１６よりも第１の洗浄流路１５の方が循環流量は小さい。図１０において、“第１の洗浄流路の圧力損失曲線”上の動作点Ａと“第２の洗浄流路の圧力損失曲線”上の動作点Ｂとを比較すると、動作点Ａの方が洗浄水の流量が少ないことがわかる。したがって、洗浄ポンプ６の性能を変えずに、第２の洗浄流路１６から第１の洗浄流路１５に洗浄水の流路を切り換えると、洗浄水の循環流量は低減し、洗浄ノズルからの噴射圧は増加する。ここで、各流路の圧力損失は、図１０において、点線で結ばれた白点から黒点を引いた値である。おおよそ第１の洗浄流路１５における圧力損失と第２の洗浄流路１６の圧力損失は同等であることがわかる。さらに、洗浄ポンプ６から各洗浄流路入口までの流路は同一で、噴射口の開口面積の圧力損失以外には、ほとんど同一形状で、更に、流路によって、洗浄ポンプ６の入力は変えないため、洗浄流路の切り換え動作によって洗浄水のもつエネルギーは、ほとんど変わらない。なお、洗浄水の持つエネルギーは、洗浄水の圧力と流量を乗じたもので、これ以降は、洗浄水の持つエネルギーを、「水動力」、と記述する。

　一方、従来使用されていた一般的な食器洗い機では、図１１に示したように、洗浄ノズル７の噴射性能は、洗浄ポンプの単位時間あたりの回転数を変化させ、洗浄ポンプの性能特性を変えることで切り換えられる。従来の洗浄ノズルは、洗浄流路を一つしか有しないため、洗浄流路の圧力損失曲線と噴射口から洗浄水を噴射する時の洗浄ノズルの性能曲線は、それぞれ図１１に示すように一つずつとなる。洗浄ポンプの回転数を低下させることにより、洗浄ノズルの循環流量を低減させようとすると、洗浄ポンプは点線で示したような特性曲線になる。上記のように洗浄ポンプの入力（回転数）を低下させると、洗浄ノズルの動作点では循環流量は低減するが、それとともに洗浄水の噴射圧も低減してしまう。これは、洗浄ポンプの入力を下げたために、噴射される洗浄水の水動力も下がってしまうためである。よって、本発明のように、循環流量を下げつつ、洗浄ノズルからの噴射圧を増加させることはできない。

　以上説明したように本実施の形態の食器洗い機は、従来のようにモータの入力電力を上げて、洗浄ポンプの能力を上げることなく、洗浄水の流れる流路を切り換えるだけで所望の洗浄水の性能を得ることが出来る。具体的には、制御部２００は、洗い行程において、洗浄水の噴射圧が高く、噴射流量が少ない第１の洗浄流路１５に設けられた第１の噴射口１９から洗浄水を噴射する時間を長くするように制御する。すなわち、制御部２００は、給水部５を制御することで弁体２１の動作を制御し、第１の噴射口１９と弁体２１の開口部２２とが一致している時間を長くするように制御する。これにより、食器等の被洗浄物を強固に付着している汚れを剥がすために十分な高圧力を有する洗浄水で洗浄でき、洗浄性能及び洗浄効率を向上できる。

　なお、図１０に示したように、弁体２１で、洗浄流路を切り換えると、洗浄ポンプ６の動作点が変化する。これにより、洗浄ポンプ６にかかる負荷が変化するので、洗浄ポンプ６を駆動するモータの単位時間あたりの回転数や電流値の変化を検知して、弁体２１がどの流路に切り換えたのか位置検知が可能になる。

　また、制御部２００は、被洗浄物３をすすぐ通常すすぎ行程において、噴射口の総開口面積が大きい第２の洗浄流路１６に洗浄水を供給する時間を第１の洗浄流路１５に洗浄水を供給する時間より長くするように制御することが好ましい。すなわち、制御部２００は、給水部５を制御することで弁体２１の動作を制御し、第２の噴射口２０と弁体２１の開口部２２とが一致している時間を長くするように制御する。これにより、噴射圧は低いが、噴射流量の多い洗浄水が噴射される第２の洗浄流路１６に設けられた第２の噴射口２０から洗浄水が噴射される比率を多くできる。よって、食器等の被洗浄物３から落ちた軽い汚れ等を、高圧力でない適度な圧力かつ大量の洗浄水で洗浄できるため、すすぎ性能がさらに向上する。

　また、第１の洗浄流路１５は、第２の洗浄流路１６よりも、洗浄水の流量方向に対し垂直方向の断面積が小さくなるように形成されていることが好ましい。これにより、第１の洗浄流路１５を単位時間あたりに流れる洗浄水の流量は、第２の洗浄流路１６と比較して少なくなる。よって、その流路を流れる洗浄水の流速は、流量が多い第２の洗浄流路１６を流れる洗浄水の流速とほぼ同等となり、断面積を小さくしても流路内での圧力損失が第２の洗浄流路１６に比べて増加することはない。また、第１の噴射口１９と第２の噴射口２０との総開口面積の大小関係と第１の洗浄流路１５と第２の洗浄流路１６の断面積の大小関係を対応させることで、流路・噴射口間での圧力損失を低減できる。また、断面積が小さくなることで、流路の容積を減らすことも可能になり、洗浄ノズル７からの洗浄水の水動力を落とさず、洗浄には、直接寄与しない流路を流れる無駄な水量を減らせ、節水効果も上がる。更に、洗浄ノズル７の小型化、軽量化も図れ、コストダウン効果もある。

　また、第１の洗浄流路１５の第１の洗浄流路入口１７の開口面積を、第２の洗浄流路１６の第２の洗浄流路入口１８の開口面積よりも小さくすることが好ましい。第１の噴射口１９の総開口面積と第２の噴射口２０の総開口面積の大小関係に合わせて、第１の洗浄流路入口１７の開口面積を小さくすることで、噴射口と流路の入口との間の圧力損失を低減することができる。また、流路入口の開口面積を小さくしても、第１の洗浄流路１５を流れる洗浄水の流速は、流量が多い第２の洗浄流路１６を流れる洗浄水の流速とほぼ同等にすることできる。そのため、開口面積を小さくしても第１の洗浄流路１５内での圧力損失が第２の洗浄流路１６に比べて増加することはない。また、第１の洗浄流路入口１７の開口面積を小さくすることで、第１の洗浄流路１５の断面積を小さくした場合の、洗浄水の流れにおける断面積変化を少なくできる。よって、性能低下をさせずに第１の洗浄流路１５の容積を減らすことが可能になる。したがって、洗浄ノズル７からの洗浄水の水動力を落とさず、洗浄には、直接寄与しない流路を流れる無駄な水量を減らせ、節水効果も上がる。更に、洗浄ノズル７の小型化、軽量化も図れ、コストダウン効果もある。

　また、第１の洗浄流路１５から洗浄水が噴射される場合は、第２の洗浄流路１６から洗浄水が噴射される場合よりも、洗浄ノズル７の単位時間あたりの回転数が低くなるようにそれぞれの流路の噴射口を形成することが好ましい。ここで、洗浄ノズル７の単位時間当たりの回転数は、噴射口から噴射される洗浄水のベクトルのうち洗浄ノズル７の回転方向と平行かつ逆方向のベクトル成分Ｆ、噴射口の洗浄ノズル７の中心位置からの距離Ｘとに影響される。よって、例えば、各第２の噴射口２０におけるＦとＸとの積の合計よりも各第１の噴射口１９におけるＦとＸとの積の合計が大きくなるように噴射口を形成することが好ましい。第１の洗浄流路１５から噴射される洗浄水は、高圧であるため、被洗浄物３に付着した汚れを落とすには効果的であるが、噴射流量が少なくなるので、洗浄水に含まれる洗剤量や熱量は少なくなる。したがって、洗い行程時には、第１の洗浄流路１５から洗浄水が噴射される時の洗浄ノズル７の単位時間あたりの回転数を遅くすることで、被洗浄物３に噴射される洗浄ノズル７の単位回転あたりの洗浄水に含まれる洗剤量や熱量を十分に確保することができる。特に、第１の噴射口１９を洗浄水が上向きに噴射されるように形成するのがより好ましい。これにより、被洗浄物３に噴射される噴射流量をより多くすることができる。また、通常すすぎ行程時は、噴射流量が多い第２の洗浄流路１６から洗浄水が噴射されている時の洗浄ノズル７の回転速度が速くなるように噴射口を形成することで、短時間でもすすぎを行うことができる。

　また、制御部２００は、洗い行程の運転時間を、通常すすぎ行程の運転時間より長くなるように制御することが好ましい。これにより、食器等の被洗浄物３に付着した汚れを取るのに十分な圧力で、十分な時間洗浄水を被洗浄物３に噴射することができ、洗浄性能及び洗浄効率を向上できる。

　また、制御部２００は、洗い行程での給水量を、通常すすぎ行程での給水量よりも少なくなるように給水部５を制御することが好ましい。これにより、効率よく給水量を調整することができ、節水効果が上がる。第１の洗浄流路１５は、第２の洗浄流路１６より洗浄槽２を循環する流量を少なくでき、循環流量が少なくなることで、洗浄ノズル７から洗浄水を食器等の被洗浄物３へ噴射する時に、洗浄槽２内あるいは排水口８部に貯留される洗浄水の水位が高くなる。したがって、洗浄ポンプ６が動作している際に洗浄ポンプに洗浄水を確実に供給できるだけの余裕水量ができ、その分の給水量を削減することで、節水することができる。

　また、制御部２００は、加熱すすぎ行程を、通常すすぎ行程より後に行い、加熱すすぎ行程と洗い行程での給水量が通常すすぎ行程での給水量よりも少なくなるように給水部５を制御するとともに、第２の洗浄流路１６よりも第１の洗浄流路１５に洗浄水を供給する時間を長くなるように給水部５を制御することが好ましい。これにより、第１の洗浄流路１５を用いて洗浄する際には、循環流量が少なくでき、洗浄ポンプ６が動作している際に洗浄ポンプに洗浄水を確実に供給できるだけの余裕水量ができ、その分の給水量を削減することができる。したがって、洗い行程や加熱すすぎ行程に必要な温度を維持しながら、加熱部１１により加熱される総水量が少なくなることで、消費電力量を削減することができる。

　なお、本実施の形態では、洗浄ポンプ６の動作の開始と停止に対応させて弁体２１を上下動させ、洗浄ノズル７の複数の流路１５、１６への洗浄水供給を切り換える構成としているが、洗浄ポンプ６の回転数を高回転と低回転に変化させて、弁体２１を上下動させてもよい。

　以上のように、本発明にかかる食器洗い機は、弁体によって洗浄ノズルの流路の切り換えを確実に行うことができ、洗い行程、すすぎ行程毎に最適な運転を可能にするので、節水、省エネを実現しつつ、短時間で食器を洗浄できるので、食器洗浄機として有用である。

　１　　本体
　２　　洗浄槽
　３　　被洗浄物
　４　　食器かご
　５　　給水部
　６　　洗浄ポンプ
　７　　洗浄ノズル
　８　　排水口
　９　　排水フィルタ
　１０　　残さいフィルタ
　１１　　加熱部
　１２　　温度センサ
　１３　　回転軸受
　１４　　回転軸
　１５　　第１の洗浄流路
　１６　　第２の洗浄流路
　１７　　第１の洗浄流路入口
　１８　　第２の洗浄流路入口
　１９　　第１の噴射口
　２０　　第２の噴射口
　２１　　弁体
　２２　　開口部
　２３　　閉口部
　２４　　軸開口部
　２６　　上面係合部
　２７　　下面係合部
　２８　　回転軸側係合部
　２８ａ　　傾斜面
　２８ｂ　　段部
　２９　　支持軸
　３０　　中空円筒部
　３０ａ　　底壁
　３１　　側壁開口部
　３２　　水抜き孔
　３３　　循環経路
　１００　　ノズル部
　１０１　　洗浄ノズル
　１０２　　回転軸
　１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ　　部屋
　１０４　　推進孔
　１０５　　吐出部
　１０６　　受筒
　１０７　　浮子
　１０８ａ，１０８ｂ　　開口部
　２００　　制御部

Claims

　被洗浄物を収容する洗浄槽と、洗浄水を加圧する洗浄ポンプと、前記洗浄ポンプで加圧された洗浄水を被洗浄物に噴射するとともに前記洗浄槽内に回転自在に配置される洗浄ノズルと、前記洗浄槽内に洗浄水を供給する給水部と、前記給水部から前記洗浄槽内への洗浄水の供給を制御する制御部と、を有し、
　前記洗浄ノズルは、第１の噴射口を有する第１の洗浄流路と、前記第１の噴射口よりも大きい総開口面積を有する第２の噴射口を有する第２の洗浄流路と、前記洗浄ポンプの動作と連動して前記第１の洗浄流路と前記第２の洗浄流路とへの洗浄水の供給を切り換える弁体と、を有し、
　前記制御部は、被洗浄物を洗浄する洗い行程において、前記第２の洗浄流路よりも前記第１の洗浄流路に洗浄水が供給される時間を長くするように前記給水部を制御する
食器洗い機。
前記制御部は、被洗浄物をすすぐ通常すすぎ行程において、前記第１の洗浄流路よりも前記第２の洗浄流路に洗浄水が供給される時間を長くするように前記給水部を制御する
請求項１に記載の食器洗い機。
前記第１の洗浄流路は前記第２の洗浄流路より、前記洗浄水の流れ方向に対して垂直方向の断面積が小さい
請求項１に記載の食器洗い機。
前記第１の洗浄流路は前記第２の洗浄流路よりも、流路の入口の開口面積が小さい
請求項１に記載の食器洗い機。
前記洗浄ノズルは、前記第１又は第２の洗浄流路から噴射される洗浄水の反力により回転し、
前記第１の洗浄流路から洗浄水が噴射される場合は、前記第２の洗浄流路から洗浄水が噴射される場合よりも、前記洗浄ノズルの単位時間あたりの回転数が低くなるように前記洗浄ノズルが構成される
請求項１に記載の食器洗い機。
前記制御部は、前記洗い行程の運転時間を、前記通常すすぎ行程の運転時間よりも長くなるように制御する
請求項１に記載の食器洗い機。
前記制御部は前記洗い行程における前記給水部からの給水量を前記通常すすぎ行程における前記給水部からの給水量より少なくなるように制御する
請求項１に記載の食器洗い機。
洗浄水を加熱する加熱部をさらに有し、前記加熱部により洗浄水を加熱して被洗浄物のすすぎを行う加熱すすぎ行程が前記通常すすぎ行程より後に行われ、
前記制御部は、前記加熱すすぎ行程と前記洗い行程とでの給水量を、前記通常すすぎ行程での給水量よりも少なくなるように前記給水部を制御するとともに、前記第２の洗浄流路より前記第１の洗浄流路に洗浄水を供給する時間が長くなるように制御する
請求項１に記載の食器洗い機。
前記弁体は、開口部と閉口部を有し、前記回転軸内を前記洗浄ノズルとともに回転しながら、流水方向に進退移動することで回動し、前記弁体と前記第１の洗浄流路の入口または前記第２の洗浄流路の入口とが係合することにより前記複数の流路への洗浄水の供給を切り換える
請求項１に記載の食器洗い機。
前記弁体は、上面に上面係合部を有し、下面に下面係合部を有し、
前記第１の洗浄流路の入口または前記第２の洗浄流路の入口に向かって変位することで前記上面係合部が前記第１の洗浄流路の入口または前記第２の洗浄流路の入口と係合し第１の角度だけ回動し、
前記流路の入口から離れるように変位することで下面係合部が前記洗浄ノズルの回転軸の内壁底部に設けられた回転軸側係合部と係合し第２の角度だけ回動して、
前記流路を切り換える、
請求項９記載の食器洗い機。
前記第１の洗浄流路入口と前記第２の洗浄流路入口とは中心角が前記第１の角度と前記第２の角度との合計の角度の扇状の開口部を有する、
請求項１０記載の食器洗い機。