JP5360180B2

JP5360180B2 - 食器洗い機

Info

Publication number: JP5360180B2
Application number: JP2011224646A
Authority: JP
Inventors: 欣也中山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-10-12
Also published as: CN103874448B; EP2767208B1; EP2767208A1; JP2013081684A; WO2013054489A1; CN103874448A; TWI538649B; EP2767208A4; TW201320944A

Description

本発明は洗浄水の濁度を測定する機能を有した食器洗い機に関するものである。

従来、食器洗い機など、その機器で使用している状態の洗浄水の濁度を測定し、その汚れ度合いや汚れ度合いの変化を検知することにより、すすぎ水の時間や量の削減を図って省エネルギーを行う機器が市場に提供されてきた（例えば、特許文献１参照）。

図３は、このような濁度を測定する機能を有した食器洗い機の濁度センサー装置の構成の一例を示したもので、また図４は濁度センサー部（発光素子および受光素子）を駆動する回路ブロックの一例を示したもので、図５は濁度を測定する際のマイクロコンピュータ装置（以下、マイコンと称す）のプログラムのフローの一例を示し、以下その構成について説明する。

図３に示すように、濁度センサー装置は、洗浄水を通すパイプ１と、パイプ１を挟んで互いに対向して設けられた発光素子２と受光素子３と、それらを固定する固定成形品４と発光素子２および受光素子３が実装された回路ブロック５から構成されている。回路ブロック５は、図４に示すように、発光素子２をマイコン出力により発光量を制御している発光制御回路部６と受光素子３から電流を取り出しマイコンに入力する電圧レベルを取り出して電圧変換する受光回路部７から構成されている。

図５にて、その濁度を検出する際のマイコンの動作フローを表し、先ず洗浄前の補給水の状態での濁度を、マイコンで発光量の１／２のビット数でＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）して発光量を制御し、その発光に対しての受光で得られる電圧変換値（ＡＤ＿ＩＮ）があらかじめ決められた電圧レベル１以上であるのか判断した後、２分探索法によりＰＷＭ値を制御しながら電圧レベル１が得られる発光ＰＷＭ値を求め、メモリに記憶させる。次に、洗浄水の時に同様に、電圧レベル１が得られる発光ＰＷＭ値を求め、先の補給水の時に得られた発光ＰＷＭ値との差を、濁度の値として認識している。

特開２００６−６８２３４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、マイコンからのＰＷＭ出力に対応して発光制御回路部６により、発光素子２に流れる電流は可変制御されるが、発光素子２に最大に流すことができるのは、マイコンによるＰＷＭ出力が最大のＶｄｄ値になった時に制限抵抗８の抵抗値で決定される電流値である。発光素子２に流す電流値はＰＷＭの分解能に応じて変化するが、発光素子２を発光させてパイプ１を流れる洗浄水の濁度を、透過してきた光を受光素子３で受光し流れる電流値を受光回路部７で電圧値に変換してマイコンでその電圧値を読み込み濁度として測定できるが、その最大電流値が制限抵抗８の抵抗値で決定してしまうことは、検出できる濁度が制限を受けることになる。

そこで、濁度の測定できる電圧レベルを少しでも拡げる為に、従来の回路では濁度が多くなり透過してくる光量すなわち受光する電流値が減ってくることに対して、受光回路部７の測定ゲイン調整部９にてその負荷抵抗値をマイコン出力で切り替えるなどして測定レ
ンジを拡げている。出力レンジを拡げるにも拘らず、実際には発光素子２側の電流制限がある上に、実装される発光素子２の発光バラツキ、受光素子３の感度バラツキ、固定成形品４に対しての発光素子２の取り付け角度バラツキによる発光量のバラツキ、固定成形品４に対しての受光素子３の取り付け角度バラツキによる受光量のバラツキ、パイプ１の透明度のバラツキなどに対して、従来の電流制限値に対しての唯一の電圧レベル１だけでの判定では、そのバラツキに対して余裕度がほとんどなく、バラツキの大きい時などは、あらかじめ決められた電圧レベル１が得られなくなり濁度測定できない場合もあり、各素子・部品に対しての設定が難しく、取り付け精度も高く要求されるという課題を有していた。

また、受光回路部７に測定ゲイン調整部９を設ける必要があり、それに対応するマイコン側の構成も複雑になり、高価な構成になってしまうという課題も有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗浄水の濁度を測定する機能を有した食器洗い機において、受光で得られる電流値が微小になっても濁度測定の電圧レベル値の判断が可能で、各種のバラツキに対して余裕を持たせた濁度測定機能を有した食器洗い機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の食器洗い機は、濁度センサー装置は、洗浄水循環路の所定部を挟んで互いに対向して設けられた発光素子と受光素子と、マイクロコンピュータ装置からのＰＷＭ出力により前記発光素子の発光量を電流制御する発光制御回路部と、前記受光素子に流れる電流から前記マイクロコンピュータ装置に入力する電圧値を取り出す受光回路部とを有し、前記マイクロコンピュータ装置は、ソフトウェアプログラムに、前記受光回路部から取り出される電圧値と比較する基準値となる複数の電圧レベルを有するようにしたものである。

これにより、各素子・部品に対してのバラツキにより発光量や受光量が減少することに対して、また取り付け時のバラツキによる発光量や受光量の減少に対しても、余裕を持って発光素子の発光電流値を設定可能とし、より安定かつ確実に濁度が測定できるようになる。

また、洗浄水循環路のパイプを構成する樹脂の透明度のバラツキや、パイプへの異物付着や経年変化等による受光量の減少に対しても、あらかじめ低い判定レベルを設けることにより、その濁度をも測定することが可能になる。

本発明の食器洗い機は、発光量・受光量の少なくなる条件においても、安定かつ確実に洗浄水の濁度を測定できる食器洗い機を実現することができる。

本発明の実施の形態１における食器洗い機の濁度センサー装置の回路ブロック図本発明の実施の形態１における食器洗い機のマイコンの主な動作を示すフローチャート（ａ）従来の食器洗い機の濁度センサー装置の平面構成図（ｂ）同濁度センサー装置の側面構成図（ｃ）同濁度センサー装置のＡ−Ａ断面図従来の食器洗い機の濁度センサー装置の回路ブロック図従来の食器洗い機のマイコンの主な動作を示すフローチャート

第１の発明は、食器類等の被洗浄物を収納する洗浄槽と、洗浄水循環路によって前記洗浄槽内に洗浄水を循環させるとともに被洗浄物を洗浄水で洗浄する洗浄手段と、前記洗浄水循環路内の洗浄水の濁度を測定する濁度センサー装置と、前記濁度センサー装置からの入力情報に基づき内蔵するソフトウェアプログラムに従って前記濁度センサー装置の動作を制御するマイクロコンピュータ装置とを備え、前記濁度センサー装置は、前記洗浄水循環路の所定部を挟んで互いに対向して設けられた発光素子と受光素子と、前記マイクロコンピュータ装置からのＰＷＭ出力により前記発光素子の発光量を電流制御する発光制御回路部と、前記受光素子に流れる電流から前記マイクロコンピュータ装置に入力する電圧値を取り出す受光回路部とを有し、前記マイクロコンピュータ装置は、前記ソフトウェアプログラムに、前記受光回路部から取り出される電圧値と比較する基準値となる複数の電圧レベルを有したことにより、各素子・部品に対してのバラツキにより発光量や受光量が減少することに対して、また取り付け時のバラツキによる発光量や受光量の減少に対しても、判定する際に用いるあらかじめ設定する比較基準値となる電圧レベルを低くすることで、得られる電流が小電流になっても洗浄水の濁度を安定かつ正確に測定することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、前記マイクロコンピュータ装置は、前記複数の電圧レベルのうち、前記受光回路部から取り出された電圧値を超えない最も大きい電圧レベルが得られるように、前記発光素子の発光量を制御することにより、各素子・部品のバラツキや取り付け時のバラツキによる発光量や受光量の減少に対しても、あらかじめ設定された複数の電圧レベルから可能な限り最大のものを比較基準値として選択することで、洗浄水の濁度をより安定かつ正確に測定することができる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記マイクロコンピュータ装置は、前記発光素子を最大電流値で発光させた後、前記受光回路部から取り出される電圧値を、前記複数の電圧レベルのうち電圧レベルの高い方から順に比較することにより、濁度を測定する場合、先ず発光側を最大電流値で発光させ、受光側に得られた電流を電圧変換させた電圧値は、あらかじめ複数設定した電圧レベルの電圧値の高いものから順に比較し、設定されたあるレベル以上に電圧変換値があった場合にのみ、以降は２分探索法によりＰＷＭ出力を変化させて、設定レベル値になる発光側の入力ＰＷＭ値を探し決定することで、発光側の入力ＰＷＭ値を効率よく最適な値に設定することができ、洗浄水の濁度を安定かつ正確に測定することができる。

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、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。

（実施の形態１）
本実施の形態における食器洗い機の基本構成は、従来よく知られた食器洗い機と同様であるので、図は省略し、以下に簡単に説明する。

洗浄する食器類（被洗浄物）を収納する洗浄槽を筐体の内部に設けており、洗浄槽の内部には、食器類を載置する食器かごと、食器かごに載せられた食器類に向けて水を噴射する洗浄ノズルと、洗浄ノズルに洗浄水を加圧供給する洗浄ポンプと、洗浄槽内の洗浄水や空気を加熱するヒータとを備えている。洗浄ノズルには、洗浄水循環路の一端が接続されており、洗浄水循環路の他端は洗浄槽の底部に設けられた排水口に接続されている。洗浄ポンプは、洗浄水循環路の途中に設けてあり、洗浄ノズルから噴射された洗浄水を排水口および洗浄水循環路を経て循環させ、再び洗浄ノズルに供給する。これらの洗浄ノズル、洗浄ポンプ、洗浄水循環路等によって洗浄手段を構成している。

洗浄水の濁度を検知する濁度センサー装置が洗浄水循環路に設けられている。この濁度センサー装置は、図３に示した従来の食器洗い機の濁度センサー装置と同様の構成を有しており、洗浄水循環路のパイプを挟んで互いに対向するように配設された発光素子と受光素子とを有し、発光素子から出射し、発光素子と受光素子との間のパイプ内を通過する洗浄水を透過して受光素子で受光される光の光量を検出することよって、洗浄水の光透過度合、すなわち汚れ度合いや汚れ度合いの変化を検出する。

図１は本発明の実施の形態１における食器洗い機の濁度センサー装置の回路ブロックを示すもので、図２は本発明の実施の形態１における食器洗い機のマイコンの主な動作フローを示すものである。

図１において、発光素子２は発光制御回路部６の制限抵抗８の抵抗値により最大電流値が決められ、発光制御回路部６の他の部分はマイコン（マイクロコンピュータ装置）のＰＷＭ出力により発光させる電流の制御を行なう回路を構成している。また、受光回路部７は、受光素子３に受光時に流れる電流を負荷抵抗に流れる電圧値として電圧変換し、電圧変換値（ＡＤ＿ＩＮ）としてマイコンに電圧レベルを入力するように構成されている。

以上のように構成された食器洗い機の濁度センサー装置について、以下その動作、作用を説明する。

図２に示すように、洗浄水の濁度を測定する際、マイコンのソフトウェアプログラム（以下、ソフトと称す）では、まず最初に、発光素子２を制限抵抗８の抵抗値で決まる発光素子２に流す最大電流値で発光させる（ステップＳ１）。この時、受光素子３側に電流が発生しその流れる電流を電圧変換により得られた電圧レベルを取得する。マイコンのソフトではあらかじめ複数の電圧レベルを設定しておき、電圧値の大きい電圧レベルから順にレベル１、レベル２とする。本実施の形態ではレベル１、レベル２の２レベルとして説明するが、３レベル以上であってもよい。

前記の最大電流で発光した時に得られた電圧レベルが、あらかじめ設定したレベル１と比較して大きいのか判断させる（ステップＳ２）。大きい場合は、以降、２分探索法によりＰＷＭ出力を変化させて、レベル１に相当する発光ＰＷＭ値を求め（ステップＳ３）、その発光ＰＷＭ値をメモリに記憶させる（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ２にてレベル１以下の場合は、ソフトの判断レベルをレベル１の次に電圧値の低いレベル２と比較し、レベル２より大きいのか判断させる（ステップＳ５）。大きい場合は、以降、２分探索法によりＰＷＭ出力を変化させて、レベル２に相当する発光ＰＷＭ値を求め（ステップＳ６）、その発光ＰＷＭ値をメモリに記憶させる（ステップＳ７）。

さらに、ステップＳ５にて最大電流での発光で得られた受光素子３側の電圧値が、レベル２より小さい場合は、発光素子２側の発光ＰＷＭ値を無しと判断させる（ステップＳ８）。

以上のように、本実施の形態の食器洗い機においては、発光素子２を最大電流値で発光させた状態での受光電流で得られる電圧レベルを、一つの電圧レベルに対して２分探索法により発光のＰＷＭ値を求めるのではなく、あらかじめ複数の比較する電圧レベルをマイコンのソフトで設定し、大きい電圧レベルから順次比較し、その電圧レベルに対して２分探索法により発光のＰＷＭ値を求めることができるものである。

複数の比較する電圧レベルを持たせることにより、各素子・部品に対してのバラツキに
より発光量や受光量が減少することに対して、また取り付け時のバラツキによる発光量や受光量の減少に対しても、小電流での比較電圧レベルにより発光のＰＷＭ値を求めることができるようになり、固定成形品に対しての発光素子２の取り付け角度バラツキによる発光量のバラツキで光量が少ない場合や、固定成形品に対しての受光素子３の取り付け角度バラツキによる受光量のバラツキで感度が低くなってしまう場合や、パイプの透明度のバラツキなどで、透過量が少なくなってしまう場合などに対しても、洗浄水の濁度を安定かつ正確に測定することができる。

また、受光回路部７が測定ゲイン調整部を有さずに構成でき、それに対応するマイコン側の構成も簡略化できるので、比較的安価に濁度センサー装置を備えた食器洗い機を実現することができる。

また、複数の電圧レベルのうち、受光回路部７から取り出された電圧値を超えない最も大きい電圧レベルが得られるように、発光素子２の発光量を制御することにより、各素子・部品のバラツキや取り付け時のバラツキによる発光量や受光量の減少に対しても、あらかじめ設定された複数の電圧レベルから可能な限り最大のものを比較基準値として選択することで、洗浄水の濁度をより安定かつ正確に測定することができる。

さらに、発光素子２を最大電流値で発光させた後、受光回路部７から取り出される電圧値を、複数の電圧レベルのうち電圧レベルの高い方から順に比較することにより、濁度を測定する場合、先ず発光側を最大電流値で発光させ、受光側に得られた電流を電圧変換させた電圧値は、あらかじめ複数設定した電圧レベルの電圧値の高いものから順に比較し、設定されたあるレベル以上に電圧変換値があった場合にのみ、以降は２分探索法によりＰＷＭ出力を変化させて、設定レベル値になる発光側の入力ＰＷＭ値を探し決定することで、発光側の入力ＰＷＭ値を効率よく最適な値に設定することができ、洗浄水の濁度を安定かつ正確に測定することができる。

以上のように、本発明にかかる食器洗い機は、濁度センサーの発光・受光のバラツキおよび取り付け精度バラツキを吸収し、洗浄水の濁度を安定かつ正確に測定することが可能となるので、比較的安価に濁度センサー装置を備えた食器洗い機を提供するものとして有用である。

２発光素子
３受光素子
６発光制御回路部
７受光回路部
８制限抵抗

Claims

食器類等の被洗浄物を収納する洗浄槽と、洗浄水循環路によって前記洗浄槽内に洗浄水を循環させるとともに被洗浄物を洗浄水で洗浄する洗浄手段と、前記洗浄水循環路内の洗浄水の濁度を測定する濁度センサー装置と、前記濁度センサー装置からの入力情報に基づき内蔵するソフトウェアプログラムに従って前記濁度センサー装置の動作を制御するマイクロコンピュータ装置とを備え、前記濁度センサー装置は、前記洗浄水循環路の所定部を挟んで互いに対向して設けられた発光素子と受光素子と、前記マイクロコンピュータ装置からのＰＷＭ出力により前記発光素子の発光量を電流制御する発光制御回路部と、前記受光素子に流れる電流から前記マイクロコンピュータ装置に入力する電圧値を取り出す受光回路部とを有し、前記マイクロコンピュータ装置は、前記ソフトウェアプログラムに、前記受光回路部から取り出される電圧値と比較する基準値となる複数の電圧レベルを有した食器洗い機。
前記マイクロコンピュータ装置は、前記複数の電圧レベルのうち、前記受光回路部から取り出された電圧値を超えない最も大きい電圧レベルが得られるように、前記発光素子の発光量を制御する請求項１記載の食器洗い機。
前記マイクロコンピュータ装置は、前記発光素子を最大電流値で発光させた後、前記受光回路部から取り出される電圧値を、前記複数の電圧レベルのうち電圧レベルの高い方から順に比較する請求項１または２記載の食器洗い機。