JPH081457Y2 - 食器洗浄器の液位検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は食器洗浄器の洗浄液体の液位の検出に関し、
更に詳しくは食器洗浄器の洗浄液体の電気伝導度を計測
して洗浄槽内の液位を検出する装置に関する。

（従来の技術） 食器洗浄器の洗浄槽内の洗浄液体の検出は、従来フロ
ートスイッチを洗浄液体槽内の所望の位置に装着し、こ
の位置を液面があればフロートの浮力によってスイッチ
がONになる装置が用いられている。このような装置は長
時間使用すると洗浄液体に含まれるカルシュウム等のイ
オン成分がフロートあるいはフロートと連結する可動ア
ームの回転部に析出固着し、フロートスイッチの機能を
失うことがある。

このような問題を解決するために、洗浄液体槽内にセ
ンサ電極を設けて洗浄液体の電気伝導度を計測し、洗浄
液体槽内の洗浄液体の有無を検出する装置が提案され、
この方法による装置として第３図に示すものがある。図
において30は金属製の洗浄液体槽を示す。そして、この
洗浄液体槽30の内部に洗浄液体31が溜められている。ま
た、洗浄液体槽30内の所定の位置には絶縁物32を介し検
出電極33が設けてあり、洗浄液体槽30は洗浄機の筺体に
接地されている。検出電極33は電極Ｗによって変成器34
の二次巻線の一端Ａに接続されている。変成器34の二次
巻線の他端Ｂは抵抗R1を介しダイオードD3およびD4で接
地されている。また、二次巻線の他端ＢはコンデンサC1
を経て整流用のダイオードD1およびD2でなる倍圧整流回
路に接続されている。ダイオードD1の出力側は抵抗R2お
よびコンデンサC2で接地され、また、ダイオードD1と直
列接続された抵抗R3を経て電圧比較器35の一方の入力端
子に接続されている。電圧比較器35の他方のリファレン
ス電圧入力端子は比較電圧設定用の可変抵抗VRに接続さ
れている。

なお、上記変成器34の一次巻線は交流電圧発生源に接
続され、40〜50キロヘルツの交流電圧が印加されてい
る。

次ぎに、この装置の動作を説明する。洗浄液体槽30内
に洗浄液体31が溜められている場合、変成器34の一次巻
線に印加された40〜50キロヘルツの交流電圧は変成器34
の二次巻線に誘起され、同巻線のＡ点，検出電極33,洗
浄液体31,洗浄液体槽30,ダイオードD3,D4および抵抗R1
を経てＢ点で構成される回路を流れる。従って、抵抗R1
およびダイオードD3,D4でなる回路の両端にはこの回路
を流れる交流電流によって電位差を生ずる。この電位差
はコンデンサC1を経てダイオードD1およびD2でなる整流
ダイオードにより倍圧整流され、コンデンサC2で平滑さ
れ、抵抗R3を経て電圧比較器35の入力端子に加えられ、
電圧比較器35のリファレンス電圧入力端子に比較電圧設
定用の可変抵抗VRで設定されている電圧を比較され、洗
浄液体槽30内に所定量の洗浄液体31がある場合は電圧比
較器35の出力はONとなる。

洗浄液体槽30内に洗浄液体31が無い場合は検出電極33
及び洗浄液体槽30間の抵抗値は無限大であるから前述の
回路に交流電流は流れず、抵抗R1及びダイオードD1,D2
でなる回路の両端には電位差を生じない。従って電圧比
較器35の入力端子の電位は０となり、電圧比較器35の出
力はOFFとなる。なお、電圧比較器35のリファレンス電
圧は比較電圧設定用の可変抵抗VRの調整で洗浄液体槽30
に洗浄液体31がある場合，無い場合が弁別できるような
値に設定されていることは言うまでもない。なお、抵抗
R2はコンデンサC2の放電用であり、また、ダイオードD3
及びD4は整流用ダイオードD1及びD2の順方向電圧降下
（VF）を補償するものである。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、変成器34の二次巻線のＡ点と検出電極
33を接続する電線Ｗが長く食器洗浄器の筺体に接近して
布線されている場合、第３図の点線で示した浮遊容量Ｃ
により、洗浄液体槽30内に洗浄液体31が無い場合でも若
干の交流電流が流れ、これによる電位差が抵抗R1及びダ
イオードD3,D4でなる回路の両端に発生し、電圧比較器3
5に与える入力電圧のS/N比を低下させる。また、食器洗
浄器の洗浄液体を被洗浄食器に加圧噴射する大容量のイ
ンダクションモータ等をON,OFFする際に発生する電気雑
音が電線Ｗに誘導し、電圧比較器35に与える入力電圧の
S/N比を低下させる。この結果、液位検出装置が誤作動
する場合があるといった課題を有している。

この考案の目的は、上記の問題点を解決するために成
されたもので、変成器34の二次巻線のＡ点と検出電極33
を接続する電線Ｗが長くとも、これに誘導する雑音信号
を低下させ、また、浮遊容量による洩れ電流を無くし、
信頼性の高い液位検出装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本考案は、二次巻線には
中点を有しその一端と他端には逆位相であって略同電圧
を生ずる変成器の一次巻線を交流電圧で励振し、該変成
器の二次巻線の一端を第一の電線で金属でなる洗浄液体
槽内に設けられた電極に接続し、該二次巻線の他端は第
一の電線と密接する第二の電線で上記電極付近に伸延し
て開放端とし、該変成器の二次巻線の中点と上記洗浄液
体間に生ずる出力を他端に基準電圧が与えられた電圧比
較器の一方の入力端子に加え、上記洗浄液体槽内の洗浄
液体の有無を検出するよう構成したことに特徴を有して
いる。

（作用） 上記のように構成した本考案の液位検出装置は、変成
器の二次巻線と検出電極を結ぶ電線に、逆位相の電圧を
前記電線と密着して布線し、変成器の二次巻線の中点と
洗浄液体槽間の電位差を検出するため、電線の浮遊容量
で発生する漏洩電流は相殺され、また電線に誘起する外
部要因による雑音電圧も相殺される。

（実施例１） 第１図に本考案の一実施例にかかる液位検出装置の回
路図を示す。図において、１は交流電圧発生源、２は変
成器で、この変成器２の一次巻線には前記交流電圧発生
源１が接続されている。また、変成器２の二次巻線は中
点端子Ｃを有している。３及び４は変成器２の二次巻線
の一端Ａと他端Ｂに接続された平行電線あるいはツイス
トされた第一，第二の電線で、相互に密着してある。５
はステンレス鋼板の如き導電性の金属でなる洗浄液体貯
留用の洗浄液体槽を示し、食器洗浄器を構成する金属筺
体（図示せず）に接地されている。６は洗浄液体で洗浄
液体槽５の中に貯留されている。７は洗浄液体６を検出
する電極、８は電極７を洗浄液体槽５に絶縁状態で固定
する絶縁物で、電極７は洗浄液体槽５内の所定の位置に
絶縁物８を介して固定されている。そして、この電極７
の直近に先端が開放端となっている前記電線４が延伸さ
れている。

また、二次巻線の中点端子Ｃはそれぞれ直列接続され
たコンデンサ12,ダイオード14,抵抗15を介して電圧比較
器18の一方の入力端子に接続されている。更に、中点端
子Ｃとコンデンサ12間には抵抗11の一端が接続され、か
つこの抵抗11の他端は互いに逆方向に並列接続されたダ
イオード9,10にてなる並列回路の一端に接続され、この
並列回路の他端は接地されている。また、コンデンサ12
とダイオード14間にダイオード13のアノード側が接続さ
れ、このダイオード13のカソード側は接地されており、
倍圧整流回路が構成されている。なお、上記ダイオード
9,10はダイオード13,14の順方向電圧降下を補償するた
めのものである。また、抵抗15の両側にはそれぞれ他端
が接地されたコンデンサ16,17の一端が接続され、π型
濾波器が構成されている。さらに、電圧比較器18への入
力信号が無くなった時にコンデンサ12,16の残留電圧放
電用の抵抗20が接続されている。

なお、電圧比較器18の他方の端子であるリファレンス
入力端子には可変抵抗19を介し所定の基準電圧が与えら
れている。

次ぎに、本考案装置の動作を説明する。交流電圧発生
源１で、発生する交流電圧は電極７の電気分解による損
耗を減ずるため、40乃至50キロヘルツの周波数で、変成
器２の一次巻線に供給される。変成器２の二次巻線の中
点端子Ｃ点と一端Ａ点、及び中点端子Ｃ点と他端Ｂ点に
は位相が反転した交流電圧が誘起される。変成器２の二
次巻線の一端Ａ点と中点端子Ｃ点の間に誘起された交流
は電線3,電極7,洗浄液体6,洗浄液体槽5,ダイオード９及
び10,抵抗11の経路で流れ、流れる電流に比例した電圧
がダイオード９及び10,抵抗11の両端に発生する。洗浄
液体槽５に洗浄液体６が存在しない場合は電極７と洗浄
液体槽５の間の抵抗値は無限大であるから洗浄液体６を
経由した電流は流れないが、実際には電線３と洗浄器の
筺体間の浮遊容量のため、僅かの洩れ電流が変成器２の
前記Ａ点Ｃ点間，ダイオード９及び10,抵抗11を流れ、
この結果ダイオード９及び10,抵抗11の両端に僅かの電
位差を生ずる。また、変成器２の二次巻線の他端Ｂ点と
中点端子Ｃ点の間に誘起された交流は電線４を経て電線
４の開放端に達している。電線４と洗浄器の筺体間の浮
遊容量により僅かの洩れ電流が変成器２の前記Ｂ点Ｃ点
間，ダイオード９及び10,抵抗11を流れるが、その量は
電線３と電線４が密接して布線されているため、電線3,
電線４と洗浄器の筺体との間の浮遊容量は等しく、且つ
電線３と電線４に加わる交流の電圧は略等しく、その位
相は逆であるから浮遊容量による洩れ電流は変成器２の
二次巻線により相殺され、この結果浮遊容量によってダ
イオード９及び10,抵抗11を流れる電流は０となる。更
に、電線３及び電線４に食器洗浄器の洗浄液体６を被洗
浄食器に加圧噴射する大容量のインダクションモータ等
をON,OFFする際に発生する電気雑音が重畳しても上記と
同様の理由で相殺される。

洗浄液体槽５に洗浄液体６が存在する場合は、既述の
ように変成器２のＡ点Ｃ点の間に誘起された交流は電線
3,電極7,洗浄液体6,洗浄液体槽5,ダイオード９及び10,
抵抗11の経路で流れ、流れる電流に比例した電圧がダイ
オード９及び10,抵抗11の両端に発生する。この電圧は
コンデンサ12を経てダイオード13,14で倍圧整流され、
抵抗15,コンデンサ16,17でなるπ型濾波器で平滑され電
圧比較器18の一方の入力端子に導かれる。電圧比較器18
の他方のリファレンス入力端子には可変抵抗19で予め設
定された基準電圧が与えられている。そして、電圧比較
器18の入力電圧がリファレンス電圧を超えた場合、電圧
比較器18の出力端子がONとなり洗浄液体槽５の洗浄液体
６が存在することがわかる。

第２図はこの考案装置で得られた実測値を示すもので
ある。上述のように構成した本考案になる食器洗浄器の
液位検出装置は、交流電圧発生源１の周波数を40KHz,5V
p-pとし、変成器２の巻線比は一対二（中点タップ付
き）を使用し、電線3,4は0.3ミリ径の二芯のビニールシ
ースを使用し長さ約３メートル、抵抗11＝1KΩ、コンデ
ンサ12＝0.1μF,抵抗20＝20KΩ，抵抗15＝100KΩ，コン
デンサ16＝0.47μF,コンデンサ17＝10μＦで動作させた
結果、第２図に示すような結果が得られた。すなわち、
洗浄液体槽５に何等の液体も入っていない場合、電圧比
較器18の入力端子の電圧は10〜20ミリボルトである。こ
れは雑音信号であって、電圧比較器18のリファレンス電
圧を400ミリボルトに設定しておけば洗浄液体槽５内に
洗浄液体６が存在するか、しないかは十分に識別でき
る。（従来装置の場合は上記と同一の諸元で約400乃至6
00ミリボルトの雑音電圧が電圧比較器18の入力端子に現
れる）。

洗浄液体槽５が通常の水道水で満たされている場合、
電圧比較器18の入力端子の電圧は約700ミリボルトの電
圧が得られる。また、洗浄液体槽５が１％濃度の通常の
食器洗浄用塩基性洗剤液で満たされている場合は、２ボ
ルト以上の電圧が得られた。なお、上記の実測結果によ
り、洗浄液体槽５内に貯留されている食器洗浄用塩基性
洗剤液の濃度の検出も可能である。

（考案の効果） 本考案になる食器洗浄器の液位検出装置は、変成器の
二次巻線の両端に誘起する略同電圧で逆位相の電圧をそ
れぞれ密着布線された同一長の第一の電線、及び第二の
電線に給電し、それぞれの電線と食器洗浄器の筺体間の
浮遊容量を同一としたため、前記浮遊容量を通じて各電
線から食器洗浄器の筺体に漏洩する電流は相殺される。
このため、上記漏洩電流に起因する雑音信号は発生しな
い。

更に、外部要因によって発生し上記電線に重畳するコ
ンモンモードの雑音電圧も変成器の二次巻線で相殺され
るため、洗浄液体槽内の洗浄液体の有無を従来装置に比
べ、高度のS/N比で検出でき、信頼性の高い洗浄液体槽
内の洗浄液体の検出装置が実現できた。

また、前記電線は同軸ケーブルのような高価な電線を
使用する必要が無く、価格の安い通常の平行電線を使用
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案になる食器洗浄器の液位検出装置の回路
図、第２図は本装置の実測値を示す動作図、第３図は従
来装置の回路図を示す。 １……交流電圧発生源、２……変成器 ３……第一の電線、４……第二の電線 ５……洗浄液体槽、６……洗浄液体 ７……電極、８……絶縁物 18……電圧比較器、Ａ……二次巻線の一端 Ｂ……二次巻線の他端、Ｃ……中点端子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】二次巻線には中点を有しその一端と他端に
   は逆位相であって略同電圧を生ずる変成器の一次巻線を
   交流電圧で励振し、該変成器の二次巻線の一端を第一の
   電線で金属でなる洗浄液体槽内に設けられた電極に接続
   し、該二次巻線の他端は第一の電線と密接する第二の電
   線で上記電極付近に伸延して開放端とし、該変成器の二
   次巻線の中点と上記洗浄液体間に生ずる出力を他端に基
   準電圧が与えられた電圧比較器の一方の入力端子に加
   え、上記洗浄液体槽内の洗浄液体の有無を検出すること
   を特徴とした食器洗浄機の液位検出装置。