JPH01178227A - 食器洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、洗浄液等の溶剤液の濃度、水位を検知し自動
的に濃度、水位を制御する食器洗浄装置に関する。

（従来の技術およびその問題点） 従来、この種の食器洗浄装置としては、温度６０〜７０
°Ｃの水に適量の洗剤を熔かした洗浄液で食器に付着し
た汚れ物を洗い落とした後、温水により濯いで乾燥する
もので、この洗浄液や湯水を収容する洗浄槽には水位を
計測するためのフロートスイッチあるいは圧力スイッチ
等が一般に付設されている。　ここで、フロートスイッ
チは、第８図（Ａ）（Ｂ）に示すように、上下端にスト
ッパー２１ａ、２１ｂが形成された円柱状のパイプ２２
に沿って、フロート２３が洗浄液等の水位に追従して上
下移動し、それに伴って、同図（Ｂ）に示すように、フ
ロート２３内に設けられたマグネット２４がリードスイ
ッチ２５をオン・オフさせることにより水位を計測して
いる。

また、圧力スイッチは、第９図（＾）、（Ｂ）に示すよ
うに、圧力スイッチ２６のケーシング２７内に洗浄液等
が注水されると、ダイヤフラムＤが図中上方向に押圧さ
れ、それに伴って軸Ｔも同様に図中上方向に移動し、ス
イッチＳがオン・オフされて水位が計測される。

しかしながら、このようなフロートスイッチ２０あるい
は圧力スイッチ２６を備えた従来の食器洗浄装置では、
フロートスイッチ２０の場合には洗浄液中に含まれるカ
ルシウムおよび食器に付着していた汚れ物中の油脂等が
、バイブ２２とパイプ２２に沿って上下動するフロート
２３との摺接面に付着してフロート２３が作動しなくな
ったり、圧力スイッチ２６の場合には上記カルシウムお
よび油脂等が圧力スイッチ２６のケーシング２７内に溜
まってスイッチが作動しなくなる等の不具合が生じ、し
ばしば故障を生ずるという問題点を有している。

（問題を解決するための手段） 本発明は、以上のような点に鑑みて提案されたもので、
その目的とするところは、洗浄槽の洗浄液中の洗剤濃度
と洗浄液の水位を単一のセンサーで同時に検出し、洗浄
槽の水位、洗浄液の濃度を自動的に制御することができ
、最適の洗浄条件で食器洗浄ができると共に、汚れ物に
よる故障を完全に防止することができる安価な食器洗浄
装置を提供するにある。

すなわち、本発明に係る食器洗浄装置は、洗浄液や湯水
等を収容する洗浄槽の洗剤濃度と水位を計測するセンサ
ーを備えた食器洗浄装置において、前記センサーは一対
の電極を備え、この一対の電極間の洗浄液の抵抗値に基
づく電圧変化を検知回路で検知し、この検知信号に基づ
いて洗浄液の洗剤濃度と水位を計測し、予め設定した基
準濃度と基準水位を入力したＩＣ回路に検知信号を入力
して比較し、この比較値に基づいて溶剤濃度および水位
を制御するよう構成し、上記の目的を達成するものであ
る。

（作用） センサーの一対の電極を洗浄槽の内側面でかつ、洗浄液
の基準水位位置の中心に対向して配設すれば、洗浄液が
基準水位以下であれば、一対の電極間の抵抗値が無限大
となり、かつ洗浄液が基準水位以上であれば、一対の電
極間に洗浄液が介在して一種の電解を起こし、導通状態
となり、これを検知すれば、洗浄液の水位を自動的に制
御することができる。

一方、一対の電極が洗浄液中に位置する場合には、後述
する第３図に示すように洗浄液中の洗剤重量％、例えば
図中の０．１〜０．３重量％の範囲で洗剤重量％と一対
の電極間の抵抗（たとえばＬ点の電圧）とが略比例関係
にあり、このＬ点の電圧値を測定すれば、洗剤重量％を
正確に検知することができる。したがって、予め設定し
た基準濃度と比較して、その偏差値によって洗剤を追加
し、あるいは水を加えることによって、所定の濃度に自
動的に制御することが可能となる。

（発明の開示） 以下、本発明を図に沿って説明する。

第１図および第２図は本発明の洗浄液の濃度計と水位計
を兼用する実施例を示すもので、図中、１は洗浄槽、２
ば洗浄槽１内に設けた一対の電極、３は一対の電極２間
の電圧を検知する検知回路、４は検知回路３から水位計
用の検知信号と濃度計用検知信号をアナログ信号電圧レ
ベルに変換して表示するＩＣ回路であって、ＩＣ１およ
びｔＣＺからなる。この■ＣＩおよびＩＣ７はアナログ
信号電圧レベルをＬＥＤ等で表示する時に広く用いられ
るリニアレベルインジケータ素子である。

この検知回路３は、第１図に示すように、水位の検知回
路３ａと洗浄液の濃度の検知回路３ｂとからなり、水位
の検知回路１０ａは電源＋Ｖｃｃがリニアレベルインジ
ケータ素子ＩＣ１および一方の電極２ａにそれぞれ接続
され、他方の電極２ｂがＨなる分岐点を経て抵抗Ｒ８を
介してリニアレベルインジケータ素子ＩＣ，の入力端子
に接続されて形成され、リニアレベルインジケータ素子
ＩＣ，のＧＮＤ端子がＧにアースされている。

一方、洗浄液の濃度の検知回路は、電源＋Ｖｃｃがリニ
アレベルインジケータ素子ＩＣ！および一方の電極２ａ
にそれぞれ接続され、他方の電極２ｂがＨなる分岐点を
経て可変抵抗ＶＲの可動端子りを通って抵抗Ｒｔを介し
てリニアレベルインジケータ素子ＩＣｚの入力端子に接
続されて回路が形成され、可変抵抗ＶＲの他端およびリ
ニアレベルインジケータ素子ｔＣＺのＧＮＤ端子がそれ
ぞれＧにアースされている。

この両検知回路における抵抗Ｒ３およびＲ８、さらに可
変抵抗ＶＲには次のような関係が成立している。

Ｒ＋　（Ｒｔ　　　　　　　Ｖ　Ｒ＜Ｒｚ−４、リニア
レベルインジケータ素子ＩＣ，、Ｉｃｚは、第２図に示
すように、アナログ信号レベル検出のための電圧ネット
ワークと５個のコンパレータから構成され、この各コン
パレータにはトランジスタが接続されて、低電圧出力側
の順に、Ｑ、。

口Ｌ　Ｑ３．　Ｑａ、　Ｑｓの出力端子が設けられてい
る。

このリニアレベルインジケータ素子ＩＣ，およびＩＣ，
のファンクシラン・テーブルは、第１表に示すように、
入力電圧２００＋ｗＶ！：＃いてオーブン、コレクタ出
力Ｑ、は”Ｌ“　レベルになり、さらにＱ２からＱ、ま
での出力は、各々２００ｍＶにおいて動作するように構
成されている。そして、入力電圧１０００１００Ｏ■）
においてすべての出力が”Ｌ”レベルとなる。

第１表 このような構成からなる濃度計兼用水位計を備える食器
洗浄装置の動作について次に説明する。

洗浄槽１中に洗浄液もしくは湯水が注入されていない際
に、電源ＶｃｃとアースＧとの間に５〜１２■程度の低
い電圧を印加した時には、この一対の電極２ａ、２ｂ間
は非導通状態にあり抵抗値は略無限大（（Ｘ））になる
。

よって、Ｈ点とアースＧとの間の電圧ｖ、Ｉばアースレ
ベル（Ｖｌｌζ０）であり、したがってＬ点とアースＧ
との間の電圧■、もアースレベル（ＶＬ！：ｉｏ）とな
る。

したがって、ＩＣＩおよびＩＣ！の入力端子には入力電
圧が供給されないため、Ｑ、〜Ｑ、の出力端子に信号は
出力されない。

つぎに、洗浄槽１中に洗浄液もしくは湯水が注入され、
一対の電極２ａ、２ｂが浸漬された際に、一対の電極２
ａ、２ｂ間は導通状態になり電源ＶｃｃとＨ点間との抵
抗値は低下する。（この時例えば、一対の電極２ａ、２
ｂの間隔を約２０１にした時には抵抗値が数百オームを
示す、） そして、検知回路に電源Ｖｃｃの電圧が印加されると、
電圧ｖＮは一対の電極２ａ、２ｂ間の抵抗と可変抵抗Ｖ
Ｒとの分圧値となり抵抗Ｒ＋を介してＩＣ，に入力され
、洗浄槽１中の洗浄液もしくは湯水の基準水位の有無を
ＩＣ，の出力として取り出すことができる。この出力信
号のＯＮ、ＯＦＦにより、洗浄液の供給装置を作動すれ
ば、洗浄槽の水位を自動的に制御することができる。

なお、ここでＩＣＩおよびＩＣｉに用いられる市販のＩ
Ｃ素子を、例えば一対の電極２ａ、２ｂが洗浄液もしく
は湯水で浸漬された際に、電圧■鱈が１Ｖ以上となるよ
うに可変抵抗ＶＲを設定しておくと、出力端子口、はロ
ー（Ｌ）すなわち導通となるので、この信号を用いて水
位（洗浄液位）を表示したりあるいは給湯弁の制御を行
うことができる。

次に、■ＣＺによって洗浄槽ｌの洗浄液の濃度を検知す
る動作を説明する。

第３図は、可動端子りの電圧と湯水および洗剤の重量比
とを示し、湯水中に洗剤を溶かすと重量比で濃度が０．
０５〜０．３％の範囲は略リニアな特性で濃度の増加に
伴って電圧は上昇しているが、０．３％以上になると略
電圧は飽和状態になることを示している。

そこで、可変抵抗ＶＲの値を適宜選択して可動端子りの
電圧を適当な値に設定すると、洗剤濃度によりＩＣ，の
出力端子Ｑ１〜０．の順にロー（Ｌ）すなわち導通とな
るので、ＬＥＤ等の発光素子で濃度の状況を点灯表示し
て目視により濃度の調整ができるとともに、出力端子０
１〜Ｑ、の出力信号を利用して自動的に洗剤供給装置な
るものをコントロール制御すれば、常に一定の洗剤液濃
度に維持することができる。

なお、第２図に示したレベルインジケータ等を利用する
場合、入力電圧レベルがＯｖからリニアにコントロール
されるように設計されているため、第２図に示す特性を
そのまま適用すると、第３図に示すように０．０５％以
下がリニアでない範囲内では濃度と表示が一致しない等
の不具合を生じる場合がある。

上記のような場合には第４図に示すように、ＩＣ１のＧ
ＮＤ端子とアースＧとの間にツェナーダイオードＤと交
流分をバイパスするためのコンデンサＣとを並列に接続
する等の工夫が必要であることもあるが、現在実用され
ている食器洗浄装置の洗浄液の濃度は、０．１〜０．２
％の範囲において洗浄効果が最もよく、このため洗浄液
の濃度は略０．０５〜０．３％の範囲にあり、前記ツェ
ナーダイオードＤおよび前記コンデンサＣを省略しても
支障はない。

また、洗浄液の濃度は、洗浄液の温度により抵抗値が若
干変化し、高温になるほど電極間の抵抗値が減少する場
合がある。かかる場合には、誤動作防止のために、第５
図（Ａ）に示すように可変抵抗ＶＲにサーミスタＴの温
度補正回路を並列に接続したり、あるいは同図（Ｂ）に
示すように、電極と可変抵抗ＶＲとの間に直列に接続す
ることにより、洗浄液温が変化する場合にも洗浄液濃度
を正確に検知することができる。

しかしながら、現在実用されている食器洗浄装置の洗浄
槽の液温は、洗浄効果を確保するために通常は５０〜７
０°Ｃの範囲にコントロールされているため、前記サー
ミスタ等の温度補正回路を省略しても支障はない。

なお、食器に付着している汚れ物に含まれる塩分は、湯
水のみの場合洗剤以上に電極間の抵抗値を減少させる性
質があるが、現在実用されている洗剤を使用した洗浄液
に塩分が混入した場合には、塩分濃度が大幅に増加しな
い限り、第３図の特性に影響を与えないことが実験より
見出されているので、実用上は洗浄液中の塩分濃度が変
化しても支障はない。

第１図では、電極２ａ、２ｂ間に直流電位を印加してい
るが、洗浄溶液が静止している場合と流動している場合
とでは溶液の電解等による計測値にやや差が生じるが実
用上は問題ない。

更に計測値を安定化したい場合には、４０ＫＨ２〜５０
ＫＨｚ程度の周波数で交流的に電位を印加するようにす
ればよい。実験によると１０ＫＨｚ程度から安定度が改
善され、４０ＫＨｚ〜５０ＫＨ２程度で極めて安定にな
ることが確認されている。

第６図は本発明の他の実施例を示す図であって、検知回
路を水位計として用い、洗浄槽の水位を一定に保つため
に構成した回路例を示している。

この検知回路において、洗浄槽１中に洗浄液もしくは湯
水が注水されていない際に、この一対の電極２ａ、２ｂ
が非導通状態にあるためＨ点とアースＧとの間の抵抗値
は無限大（（Ｘ））となり、Ｈ点の電圧をＶ□とすると
■イζＶｃｃとなる。

一方、一対の電極２ａ、２ｂが洗浄液もしくは湯水に浸
漬された際に、例えば電圧ｖ、Ｉが１ｖ以下となるよう
に抵抗Ｒ１と電源ＶＣＣとの値を設定した場合において
、ＩＣ，が第２図と同様の素子である時に、出力端子Ｑ
、がハイ（Ｈ）即ち非導通となる。　そして、出力端子
Ｑ、の出力をソリッドステートリレー（以下、ＳＳＲと
いう）等に接続し、ＳＳＲにより給湯弁５をコントロー
ルするように構成すれば、電極が洗浄液もしくは湯水で
浸漬されるとＳＳＲがオフとなり、給湯（給水）を停止
する。

また、洗浄槽１中の洗浄液もしくは湯水の水位が下がり
一対の電極２ａ、２ｂが湯水の上面に出ると、出力端子
Ｑ、がロー（Ｌ）となりＳＳＲがオンとなり給湯弁５を
開いて給湯（給水）が行われるので、槽１中の水位が一
定に保たれる。

なお、本発明に用いられる一対の電極２ａ、２ｂは洗浄
液中に浸漬されて腐蝕、消耗するもので安価なものが要
求される。この一対の電極としては、例えば第７図に示
すように、洗浄槽１の側壁面の一部に間隔を有して付設
される、導電性部材から成るネジ６ａ、６ｂが設けられ
、このネジ６ａ、６ｂの内壁側に絶縁および防水効果を
得るためオーリング７、絶縁座８およびシールワンシャ
９が嵌入されるとともに、一方ネシロａ、６ｂの外壁側
には、ネジ６ａ、６ｂの緩みを防止するためのバネ座金
ｌＯおよびナツト１１が嵌入され、このナツトでネジ６
ａ、６ｂが螺着され、停止状態にあるように構成したも
のである。

（発明の効果） 以上のように、本発明に係る食器洗浄装置によれば、洗
浄液、湯水等を収容する洗浄槽の洗剤濃度と水位を計測
するセンサーを備えた食器洗浄装置において、前記セン
サーは一対の電極を備え、この一対の電極間の洗浄液の
抵抗値に基づく電圧変化を検知回路で検知し、この検知
信号に基づいて洗浄液の洗剤濃度と水位を計測し、予め
設定した基準濃度と基準水位を入力したＩＣ回路に検知
信号を入力して比較し、この比較値に基づいて溶剤濃度
および水位を制御するようにしたので、洗剤濃度と水位
とを−組みのセンサーで検出できるとともに、単なる水
位計としても利用することができる。よって、構成部品
が少なくなるとともに機械的な動作部分がなくなり、安
価で故障の少ないセンサーを構成し、このセンサーを設
けることにより故障の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す濃度計兼用水位計の回路
図、第２図は本発明に用いる検知回路のＩＣ回路を示す
ブロック・ダイヤグラム図、第３図は洗浄槽中の湯水と
洗剤の重量比とＬ点の電圧との関係を示す特性図、第４
図および第５図は検知回路の改良回路図、第６図は水位
計の回路図、第７回は本発明に用いる一対の電極の一例
を示す説明図、第８図（Ａ）、（Ｂ）は従来のフロート
センサーを示す図であって、（Ａ）図は全体斜視図、（
Ｂ）図はフロートスイッチを示す断面図、第９［１Ｊ（
Ａ）。 （Ｂ）は従来の圧力センサーを示す図であって、（Ａ）
は正面図、（Ｂ）図は断面図である。 １・・・洗浄槽　　　　２・・・一対の電極３・・・検
知回路　　　４・・・ＩＣ回路５・・・給湯弁 Ｒ１，Ｒ２，Ｒｚ、　Ｒ４・・・抵抗 ＶＲ・・・可変抵抗 ＩＣ＋、　ＩＣｚ、　ＩＣｓ　　・・リニアレベルイン
ジケータ素子ＳＳＲ・・・ソリッドステートリレー Ｃ・・・コンデンサ Ｄ・・・ツェナーダイオード Ｔ・・・サーミスタ 特許出願人　　日本電子機器株式会社 第　１　図 第２図 第６図 第３図 渇水と注列の重量比 第４図 第５図 第７図 第８図 （Ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 洗浄液、湯水等を収容する洗浄槽の洗剤濃度と水位を計
   測するセンサーを備えた食器洗浄装置において、前記セ
   ンサーは一対の電極を備え、この一対の電極間の洗浄液
   の抵抗値に基づく電圧変化を検知回路で検知し、この検
   知信号に基づいて洗浄液の洗剤濃度と水位を計測し、予
   め設定した基準濃度と基準水位を入力したＩＣ回路に検
   知信号を入力して比較し、この比較値に基づいて溶剤濃
   度および水位を制御することを特徴とする食器洗浄装置
   。