JP4458428B2 - 引き出し式食器洗い機 - Google Patents

Description

この発明は引き出し式食器洗い機の安全システム、殊に、駆動モータで自動的に行われる洗浄槽の引き込み引き出し動作に対する安全システムであり、自動引き込み引き出し動作による危険、すなわち自動引き込み動作等で食器が損傷され、あるいは作業者が手等を負傷する危険を防止することができるものである。

システムキッチンの流し台に組み込まれた引き出し式食器洗い機は、スライドレール１６，１７によって支持されている洗浄槽を手動で出し入れするのが一般的であるが、出し入れ操作を容易にするために、駆動モータで自動的に行うものがある（特開２００２−３４５７１２号）。
このものは図５に示すとおりであり、洗浄槽は上方が開口しており、この開口から食器かご４に食器３を出し入れするものである。洗浄槽１５の引き込み引き出しに連動して自動的に内蓋１５ｋが開閉され、内蓋１５ｋが閉じられたとき洗浄槽１５の上端と内蓋１５ｋ間がパッキン１５ｐでシールされる。

洗浄槽１５の下部に前後方向にラックギア１８が固定されており、食器洗い機本体１４に減速機付きの駆動モータ１９が固定されており、駆動モータ１９のピニオン１９ａがラックギア１８とかみ合っている。前扉２３に設けた操作部５１の適宜の引き込み操作スイッチのＯＮ／ＯＦＦによって、制御手段５２を介して負荷駆動回路５３内の駆動回路３４が制御され、駆動回路３４によって駆動モータ１９が駆動されて洗浄槽１５の引き込み引き出し駆動がなされる（図６）。
引き込み操作スイッチがＯＮされると、洗浄槽が始動し、所定速度まで加速されながら移動し（トルク変動域）、その後、速度一定で制御されてゆっくりした速度で（例えば３０ｍｍ／秒程度）で移動する（トルク安定域）。
しかし、洗浄槽１５が駆動モータ１９で駆動される引き出し式食器洗い機においては、操作スイッチがＯＮされると自動的に洗浄槽１５が引き込まれる。そして、引き込み動作中に、食器追加等のために操作者があわてて洗浄槽１５に手を突っ込む可能性があり、手を突っ込むと、操作者が手を挟まれて負傷する等の危険がある。また、この食器洗い機の場合、食器かご４に入れられた食器３が、食器洗い機本体先端の内枠による制限高さよりも上方に突き出ていると、食器３が食器洗い機本体先端の内枠に衝突する等のために、食器３などを損傷する危険がある。

以上、洗浄槽の引き込み動作中の危険について述べたが、引き出し動作中にも食器が食器洗い機本体に衝突して食器３等が損傷する危険性が全くないではない。
そして、上記危険をできるだけ簡便な手段によって回避できるようにすることが望まれる。

なお、図５の従来技術における符号８は洗浄ノズル、９は給水弁、１０は給水ホースである。また、２３は前扉、２４は取っ手である。
特開２００２−３４５７１２号公報

この発明の課題は、駆動モータで自動的に引き込まれ引き出される食器洗浄槽の引き込み引き出し動作によって操作者が負傷する危険を防止し、また、引き込み引き出し動作によって食器が破損する危険を防止することができるように洗浄槽の引き込み動作を制御し、かつその制御手段を簡便にすることである。

上記課題を解決するための手段は、洗浄槽が駆動モータで出し入れ操作される引き出し式食器洗い機を前提として、次の（イ）（ロ）及び（ハ）によって構成されるものである。
（イ）上記駆動モータの駆動トルク検出手段を有し、
（ロ）駆動トルク安定検出手段を有し、
（ハ）トルク比較手段を有すること。

引き込み操作スイッチがＯＮされると、駆動モータ１９が始動して引き込み動作が開始される。この引き込み動作中は駆動トルク検出手段によって駆動トルクが検出される。この駆動トルク検出手段は具体的には駆動モータの駆動電流を測定する電流計であるが、駆動モータ１９の駆動軸とピニオン１９ａ（図５参照）との間にトルクゲージを介在させて、このトルクゲージで駆動トルクを電気的に測定する手段を採用することもできる。
駆動トルク検出手段で検出された駆動トルクが駆動トルク安定検出手段で評価されてほぼ安定したことが確認され、また、その時の安定値すなわち安定トルク値が保持される。なお、駆動トルクが安定する時点、安定トルク値は、洗浄槽内の食器の重量、洗浄槽の摺動部（例えばレール等）の摺動抵抗等によって左右されるものである。
トルク安定及びそのときの安定トルク値（電流値）が確認されてから、引き込み完了による駆動停止までの間（トルク安定域）では、安定トルク値とその後のトルク測定値とをトルク比較手段で比較し、その差が基準値以上のとき駆動トルク異常と判断される。このようにして、駆動トルク異常が確認されると駆動モータが停止される。

引き込み動作中に食器が食器洗い機先端の内枠などに衝突し、あるいは作業者が洗浄槽に手を突っ込んで中の食器や食器かご等に触れると、これが洗浄槽の引き込み抵抗を増大させて駆動トルクを増大させるので、これによって駆動トルク異常を判断することができる。そして駆動トルク異常が判断され確認されると、これによって引き込み動作が停止される。

上記の駆動トルク検出手段は駆動モータの駆動電流測定計であり、駆動トルク安定検出手段は電流安定検出手段であり、トルク比較手段は駆動トルクが安定したと判断されたときの駆動電流値（安定電流値）を、その後のトルク安定域における電流値と比較し評価する演算回路であるが、駆動トルクをトルクゲージで電気的に測定することもできるが、この場合は、その測定値を上記トルク安定検出手段で評価するようにすればよい。

また、トルク安定と判断したときの電流値（安定電流値）を基準値としてトルク異常を判断する代わりに、電流変化率を基準値とし、トルク安定域における電流測定値を微分して、その微分値を上記基準値と比較してトルク異常を判断することもできる。この場合は、トルク安定の判断とトルク異常の判断の判断基準を同じ電流変化率とすることができ、このようにすることにより、電流値を基準値とする場合に比してトルク異常の判断を簡便にすることができる。

以上、引き込み操作スイッチがＯＮされて引き込み動作がなされる場合の作用について説明したが、引き出し操作スイッチがＯＮされて引き出し動作がなされた場合の作用も同様である。

なお、検出された駆動電流値の変動幅を基準にしてトルク安定を判断し、また、トルク異常を判断する場合も、駆動電流値の変化率幅（微分値幅）でトルク安定を判断しトルク異常を判断する場合も、トルク変動域（引き込み動作の始動時）では図１に示すようなトレンドになるので、最大トルク値が確認された後に駆動電流変動幅あるいは微分値等の基準が所定値以下になったときに、これでトルク安定とみなすようにトルク安定判断手段を構成することが必要である。
そして、特許請求の範囲の記載における「引き込み」は「引き込み（又は引き出し）」の意味である。

食器かごに入れられた食器が制限高さよりも上方に突き出ていて、引き込み動作中（又は引き出し動作中）にこれが食器洗い機本体（先端の内枠等）に衝突すると、洗浄槽駆動モータに対する抵抗が瞬間的に増加し、駆動電流が瞬間的に増加する。この電流増加が食器衝突時に検出されて瞬時に駆動モータが停止され、食器にかかる衝撃が低減され、その破損が防止される。
また、洗浄槽の引き込み中に操作者があわてて洗浄槽内に手を突っこみ、洗浄槽内の食器等に触れると、駆動モータに対する抵抗が瞬間的に増大し、駆動電流が瞬間的に増加する。操作者の手が食器等に接触したときはこの電流増が瞬間的に検出され、駆動モータによる引き込み駆動が迅速に停止されるので、操作者が負傷することが防止される。

上記のように、洗浄槽の自動引き込み又は引き出しに伴う食器の損傷や引き込みに伴う作業者の負傷を、駆動モータの駆動トルク変動を検知することによって防止でき、そのための手段は駆動電流の検知、微分、比較などの極めて単純な電気回路で構成されるので、構成が極めて簡便であり、その作動も安定する。

図５に示すような従来の食器洗い機の一例についていえば、出し入れされる洗浄槽本体の重量（洗浄水の重量を含む）が約１０ｋｇ、５人家族の平均的な食器重量（夕食時）が約１０ｋｇであり、駆動モータ１９によって引き込まれる洗浄槽全体の重量が約２０ｋｇである。このものをガイドレールで案内しながら引き込む時、約２．５秒後（この例では約７５ｍｍストローク後）に引き込み速度３０ｍｍ／秒に達し、その後はこの速度で安定して引き込みがなされる（安定域）。
引き込み開始初期は慣性抵抗と摺動抵抗がかかり、その抵抗の最大値は約４ｋｇであり、７５ｍｍストロークした後に、抵抗は約２ｋｇになって安定する。なお、これは摺動抵抗のみの抵抗であって、このときの駆動トルク値が安定トルク値である。
この引き込み動作中の駆動モータに対する抵抗のトレンドの一例を駆動モータ１９の駆動電流値の変化で示せば、図１のとおりである。

この実施例の引き込み抵抗増を検知する検知システムは、図２のブロック図に示すとおりである。この検知システムは駆動モータ１９の駆動電流を検出する駆動電流計３０が駆動回路３４にあり、微分回路３１、電流安定判断手段３２、比較回路３３が制御手段５２にあり、この比較回路３３の出力で負荷駆動回路５３内の駆動回路３４を停止させるようになっている。
駆動電流計３０からの測定値は微分回路３１と比較回路３３に送信され、微分回路３１で微分されてその変化率が演算され、その電流測定値が電流安定判断手段３２に送信される。この電流安定判断手段３２は、その微分値がその基準保持手段３２ａに保持された基準値ｘ以下の時に安定トルク域になったと判断し、そのときの電流値を安定電流値としてその基準保持手段３２ａに保持する。この安定電流値は比較回路３３に送信され、比較回路３３でその後の電流測定値と比較される。そして、その差が基準値ｙ以上のとき、駆動電流異常と判断され、比較回路３３から停止信号が駆動回路３４に送信され、駆動モータ１９が停止される。
この実施例では上記基準値ｘは５％であり、上記基準値ｙは安定電流値（図１における「安定トルク値」を表す電流値）の１．１倍であるが、この基準値ｙは食器洗い機の機種によって異なるから、各機種毎に適宜の値を選択する必要がある。

この検知システムのフローは図３に示すとおりである。
電流変化率（微分値）が所定基準以下であるかが電流安定判断手段３２によって判断され（Ｓ１）、ｙｅｓのとき、その後の電流値の変動が所定値以上かが判断され（Ｓ２）、ｙｅｓのとき駆動回路３４が停止され（Ｓ３）、これによって駆動モータ１９が停止し（Ｓ４）、洗浄槽１５の引き込み動作が停止される（Ｓ５）。この場合駆動モータを逆電流で強制的に停止させることもできるが、安全確保の観点からは必ずしもその必要はない。

引き込み抵抗増を検知するこの検知システムの他の例を図４のブロック図に示している。
この他の例は、電流安定判断手段４０が基準値保持手段４１に保持された変化率の基準値に基づいて電流が安定したかを判断し、また、その後も電流測定値を微分回路３１で微分し、その微分値を上記基準値保持手段４１に保持された変化率の基準値に基いて電流値異常を判断するものである。

ところで、電流安定域でも駆動電流は微小変動するので、正常状態でも変化率が上記基準値（例えば５％）を超えることがありうる。他方、引き込み動作中に操作者が手を突っ込んで食器、あるいは食器かごに触れた瞬間の引き込み抵抗増、又は食器が食器洗い機本体に衝突した瞬間の引き込み抵抗増は、安定走行（定速走行）時の安定電流値（例えば０．１Ａ）の１０％を瞬間的に超えることが実験的に確認された。そして上記の変動幅は個々の食器洗い機の機種によって違うので、電流異常の判定基準を上記変化率基準値の例えば１．１倍にするなど、適宜に選択すればよい。

以上、駆動モータ１９の駆動トルクの異常変化を検出して、駆動モータを停止させる発明を説明したが、上記異常時には洗浄槽の移動速度が瞬間的に減速するので、この減速を検出して駆動モータを停止させることもできる。
すなわち、洗浄槽が始動し、移動速度が所定速度に達したあと、一定速度制御状態において洗浄槽の移動速度が、所定速度（例えば所定速度の９０％）まで低下したとき、異常と判断し、駆動モータを停止させる。
洗浄槽の移動速度を駆動モータの回転速度で検出しつつ洗浄槽の移動速度を所定速度まで加速し、その後は一定速度で引き込みを制御しているものにこの引き込み異常検出法を適用するときは、引き込みの制御手段を少し変更するだけでよく、また、速度一定での制御状態で異常減速に直接反応するので、応答が速いという利点もある。しかし、駆動モータの回転速度を検出して速度一定の制御を行うものでない引き出し式食器洗い機に引き込み異常の検出法を適用するときは、洗浄槽のトルク安定域（図１参照）における洗浄槽の移動速度を検出するためのセンサ（例えば、駆動モータの回転速度センサ、あるいは洗浄槽の移動速度センサ等）を食器洗い機本体に新たに設けることが必要である。
また、引き込み時に異常が検出されたときは駆動モータが逆転して自動的に洗浄槽を押し出すようにしてもよい。

以上、実施例の作動については引き込み動作を想定して説明したが、引き出し動作についてもほぼ同様であるので、その説明は省略する。ただし、この場合の動作フローは、図３におけるステップＳ５の「洗浄槽引き込み停止」が、「洗浄槽引き出し停止」となる。

は実施例の洗浄槽引き込み動作中の駆動電流値の変化を示す図である。 は実施例の洗浄槽の引き込み抵抗異常を検知するシステムのブロック図である。 は、実施例の検知システムのフロー図である。 は、実施例の検知システムの他の例のブロック図である。 は、従来の食器洗い機の断面図である。 は、食器洗い機の制御システムのブロック図である。

符号の説明

３：食器
４：食器かご
１４：食器洗い機本体
１５：洗浄槽
１５ｋ：内蓋
１５ｐ：パッキン
１８：ラックギア
１９：駆動モータ
１９ａ：ピニオン
２３：前扉
２４：取っ手
３０：駆動電流計
３１：微分回路
３２，４０：電流安定判断手段
３２ａ：基準値保持手段
３３：比較回路
３４：駆動回路
４１：変化率基準値保持手段
５１：操作部
５２：制御手段
５３：負荷駆動回路

Claims (5)

1. 洗浄槽が駆動モータで出し入れ操作される引き出し式食器洗い機において、
   上記駆動モータの駆動トルク検出手段を有し、
   駆動トルク安定検出手段を有し、
   トルク比較手段を有し、
   駆動トルク検出手段で検出された駆動トルクが駆動トルク安定検出手段で評価されてほぼ安定したことが確認され、その時の安定トルク値が測定され、
   トルク安定が確認された後、引き込み完了による駆動停止までの間のトルク安定域では、トルク測定値が安定トルク値とトルク比較手段で比較され、その差が基準値以上のときトルク異常と判断され、駆動トルク異常が確認されたとき、駆動モータが停止される引き出し式食器洗い機。
2. 上記駆動トルク検出手段は駆動モータの駆動電流測定計であり、トルク安定検出手段は電流測定値を微分してその微分値を基準値と比較する演算回路であり、トルク比較手段は電流測定値を基準値と比較する比較回路である請求項１の引き出し式食器洗い機。
3. 洗浄槽が駆動モータで出し入れ操作される引き出し式食器洗い機において、
   上記駆動モータの駆動電流計を有し、
   駆動電流の微分手段を有し、
   電流安定検出手段を有し、
   比較手段を有し、
   電流安定検出手段によって駆動電流がほぼ一定に安定したことが確認され、
   駆動電流の安定が確認された後、洗浄槽の引き込み完了による駆動停止までのトルク安定域では、駆動電流値が上記微分回路で微分され、その微分値が比較回路で基準値と比較されて駆動電流異常が判断され、駆動電流異常が確認されたとき駆動モータが停止される引き出し式食器洗い機。
4. 洗浄槽が駆動モータで出し入れ操作される引き出し式食器洗い機において、
   洗浄槽の引き込み抵抗増を検出する引き込み抵抗検出手段を有し、
   一定速度での引き込み動作中に引き込み抵抗検出手段によって、所定以上の引き込み抵抗増が検出されたとき、駆動回路による駆動モータの駆動を停止し、
   洗浄槽の引き込み動作を停止させる引き出し式食器洗い機であって、
   上記引き込み抵抗検出手段が駆動モータの回転速度センサまたは洗浄槽の移動速度センサによるものである引き出し式食器洗い機。
5. 引き込み速度が一定で洗浄槽の引き込みが制御されているとき、洗浄槽の引き込み速度が上記引き込み速度の９０％以下のときに、駆動回路による駆動モータの駆動を停止する請求項４の引き出し式食器洗い機。

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