JP4400318B2 - ポンプおよびこのポンプを備えた食器洗い機 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプおよび食器の洗浄を行う食器洗い機に関するものである。

従来、この種の食器洗い機の洗浄ポンプは、例えば、図８に示すような構成が考えられていた。すなわち、ポンプ５１は、洗浄ノズル（図示せず）から洗浄水を噴射する第１の羽根車５２を有した第１のケーシング５３と、機外に洗浄水を排出する第２の羽根車５４を有した第２のケーシング５５を備え、前記第１の羽根車５２と第２の羽根車５４を同軸とし、上下方向に配設してモータ５６により回転駆動する。そして、第１のケーシング５３と第２のケーシング５５の間に洗浄水案内部５７を設けたものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１３１２９２号公報

しかしながら、上記の構成によれば、ポンプ５１は強力な洗浄力が得られる遠心ポンプで構成するのが一般的であり、第１のケーシング５３の下方に洗浄水案内部５７を設けて、洗浄水を下方から吸込む構成としている。加えて、洗浄ポンプの下方に設けた洗浄水案内部５７の下方にさらに排水ポンプを構成したものであることから、モータ５６を含めたポンプ５１全体の高さが高くなり、洗浄槽の下方に設置した場合に食器洗い機の本体を小型化することができないという問題があった。

そこで、羽根車を正逆反転可能とし、正転時に洗浄水を洗浄ノズルへ吐出して洗浄を行う吐出口と、反転時に洗浄水を吐出して排水を行う吐出口と、この排水を行う吐出口を弁体により開閉する構成とすることにより、排水機能を備えた洗浄ポンプを一つのポンプで構成することが可能となり、ポンプ全体の高さを低減し、食器洗い機の小型化が可能となる。

しかしながら、上記の構成によれば、第１もしくは第２のケーシングに蝶着された弁体は、回転軸を有して回動する構成であり、前記回転軸の両端に凸形状に形成し、この両端の凸形状を凹部により保持する状態で、第１もしくは第２のケーシングに蝶着されているために、前記回転軸の周囲に洗浄水の汚れが付着し易く、異物も堆積し易いものであり、前記弁体の移動を妨げる要因となっていた。

本発明は、上記の課題を解決するもので、弁体の動作を円滑に行うことを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明のポンプおよびこれを備えた食器洗い機は、弁体を回動自在に軸支する回転軸を有し、前記回転軸の一端に凸部を設けるとともに他端に凹部を設け、前記凸部を嵌入する受け部および前記凹部に嵌入する支持部を前記ケーシングまたは前記ケーシングカバーに設け、前記支持部が前記受け部の下方に位置するように構成したものである。

これにより、弁体の軸支部に洗浄水の汚れが付着しにくく、軸支部への異物の堆積を防ぐことができる。

本発明のポンプおよびこのポンプを備えた食器洗い機は、ポンプからの吐出口を開放または閉塞する弁体の滑らかな動作を確保することができ、安定した洗浄および排水を行うことができる。

第１の発明は、平面視スクロール形状のケーシングと、前記ケーシング内に配設された羽根車と、前記ケーシングの側壁および前記羽根車の外周縁とで環状流路を形成するケーシングカバーと、前記羽根車の開口に対向して前記ケーシングまたは前記ケーシングカバーに設けた吸入口と、前記ケーシングまたは前記ケーシングカバーに設けた複数の吐出口と、前記羽根車を正逆回転可能とするモータとを備え、前記複数の吐出口のうちの一つに、その吐出口を閉塞する閉位置と、その吐出口を開放し、かつ前記環状流路の一部に位置する開位置との間を移動可能とした弁体を設け、前記弁体を回動自在に軸支する回転軸を有し、前記回転軸の一端に凸部を設けるとともに他端に凹部を設け、前記凸部を嵌入する受け部および前記凹部に嵌入する支持部を前記ケーシングまたは前記ケーシングカバーに設け、前記支持部が前記受け部の下方に位置するように構成したことにより、洗浄水に含まれる異物が弁体の回転軸の嵌合部に侵入した場合でも、回転軸廻りは常に下方に開いた状態であるため、異物が堆積することなく、回転軸の嵌合部の外に流れ出て、弁体の円滑な動作を妨げることがない。

第２の発明は、食器洗い機の本体と、前記本体の内部に設けられ、食器類を出し入れする開口部を有する洗浄槽と、洗浄水を吐出する洗浄ノズルとを備え、前記洗浄ノズルへの洗浄水の圧送と、洗浄水を前記洗浄増の外部へ排出するポンプとして第１の発明のポンプを備えた食器洗い機であり、１ポンプにて食器洗い機の本体が小型化できるとともに、弁体の軸支部に異物が堆積することなく、弁体の動作を円滑にし洗浄と排水を的確に切り換えることができる。

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）
図１〜図４において、１は食器洗い機の本体２内に形成した洗浄槽で、洗浄を行う食器をセットする食器かご３を取り出し可能に設置する。洗浄槽１の底部には水を貯める貯水部４を設けている。洗浄槽１への給水は給水弁５を介して行われ、供給される水を所定の水位に保つように水位を検知する水位検知手段６を設けている。７は貯水部４に貯水された水を加圧するポンプで、このポンプ７内の羽根車８の回転軸９と、ポンプ７の駆動源であるモータ１０の回転軸９を同心として略鉛直方向に構成し、ポンプ７をモータ１０の下方に配設している。１１はポンプ７内に洗浄水を流入させる吸込み経路で、ポンプ７とこのポンプ７を駆動するモータ１０との間に設けている。

１２はモータ１０の回転軸９をシールするシール部で、ポンプ７の羽根車８とモータ１０との間に設けており、吸込み経路１１内に突出させることにより同吸込み経路１１で囲むように構成している。１３は吸込み経路１１を構成する蓋体で、パッキン１４を介して水密に固着しており、上記シール部１２はこの蓋体１３に設けている。

１５はポンプ７の羽根車８の下部に設けた平面視スクロール形状のケーシングで、１６は羽根車８の上部に設け、ケーシング１５と羽根車８の外周縁とで環状流路を形成するケーシングカバーで、１７はケーシングカバー１６に設けられた吸込み口で、この吸込み口１７は羽根車８の内側に洗浄水を供給するように構成されている。ケーシング１５には第１の吐出口１８と第２の吐出口１９が設けられ、第２の吐出口１９の内側の近傍には、第２の吐出口１９を閉塞する閉位置と、開放し環状流路の一部に位置する開位置との間を移動可能な弁体２０が設けられており、弁体２０にはパッキン２１を取り付けることにより、第２の吐出口１９を閉塞した場合のシール性を確保している。

弁体２０が第２の吐出口１９を開放し、開位置にある場合において、ケーシング１５およびケーシングカバー１６と羽根車８と弁体２０との間に形成する流路面積ａは、ケーシング１５およびケーシングカバー１６と羽根車８との間で形成する環状流路の最小面積ｂより小さく設定してある。

羽根車８は正逆反転可能な遠心式とし、正転時は第１の吐出口１８から洗浄水を吐出して洗浄ノズル２２へ供給し、噴射口２３から洗浄槽１内に噴射する。洗浄ノズル２２は水平方向に回転可能に設けてあり、噴射口２３から洗浄水を噴射する際の反力で回転し、洗浄槽１内の広い範囲に噴射できるようにしている。反転時は第２の吐出口１９から機外へ洗浄水を吐出して排水を行う。

２４は貯水部４に貯水された水を加熱するヒータで、乾燥時は送風手段（図示せず）により洗浄槽１内に供給される送風を加熱する。２５は食器に付着していた残菜を補足するフィルタである。なお、２６はモータ１０、送風手段その他、食器洗い機の動作を制御する制御手段である。

次に、上記実施の形態における動作について説明する。まず、制御手段２６により水道水が給水弁５を介して洗浄槽１の内部へ給水され、洗浄槽１の底部に設けられた貯水部４に貯まり、水位検知手段６により所定の水位になったところで給水を停止する。次に、ポンプ７が正転動作し、貯水部４の洗浄水はポンプ７により加圧され、吸込み経路１１を通って羽根車８の上部に設けた吸込み口１７からポンプ７内へ入り、洗浄水は環状流路を矢印Ａ方向へ流れる。弁体２０は第２の吐出口１９と当接しない面にこの水流による力を受けることになり、弁体２０が第２の吐出口１９に押し付けられるように当接し、閉塞する状態となる。その結果、洗浄水は第１の吐出口１８から吐出して洗浄ノズル２２へ供給され、噴射口２３から洗浄槽１内の食器かご３に置かれた食器に向けて噴射され洗浄を行う。

食器の汚れを落とした洗浄水は再び貯水部４へ戻る。洗浄水はヒータ２４によって加熱され、予め設定されている適度な高温となって洗浄力が高められるとともに、洗浄を行った洗浄水の汚染物はフィルタ２５により捕捉され、再びポンプ７へと循環して洗浄を行う際に汚染物の再付着を抑える。所定の洗浄が終了するとポンプ７を反転動作し、第２の吐出口１９から機外へ洗浄水を吐出して排水を行う。

この排水工程において、ポンプ７の反転動作時に、洗浄水は環状流路を正転動作とは逆に矢印Ｂ方向へ流れることになり、洗浄水は弁体２０の回転軸２７と反対の自由端側に設けた内方側への傾斜面２８を押すこととなり、弁体２０は第２の吐出口１９を開放する方向に変位させ、開位置へ移動させる。この時に、流路面積ａを通り抜ける洗浄水が、環状流路を流れ、環状流路の最小面積ｂに到達するが、（流路面積ａ）＞（環状流路の最小面積ｂ）である場合には、洗浄水が環状流路の最小面積ｂで詰まってしまい、環状流路の最小面積ｂ付近の圧力が高まっていく。このまま反転動作を続けると高い圧力の範囲が徐々に広がっていき、弁体２０にまで達した時には、弁体２０の第２の吐出口１９に当接する面よりも、当接しない面の圧力が高くなり、弁体２０が第２の吐出口１９を閉塞しようとする方向に力が働いてしまい、弁体２０の挙動が不安定になってしまう。

しかしながら、図４に示すように（流路面積ａ）＜（環状流路の最小面積ｂ）とすることにより、洗浄水が環状流路の最小面積ｂで詰まることがなくなり、洗浄水はスムーズに流れ、弁体２０での圧力バランスが崩れることがなく、弁体２０は開位置で安定し、正常に排水を行うことが可能となる。

また、図５に示すように弁体２０とケーシング１５との間の隙間の流路面積ｃと、弁体２０とケーシングカバー１６との間の隙間の流路面積ｄとをほぼ等しくした構成をとることで、弁体２０の両側面を通り抜ける洗浄水の量がほぼ等しくなり、弁体２０の受ける圧力が均一となり、開位置での挙動がより安定する。

以上のように本実施の形態によれば、平面視スクロール形状のケーシング１５と、ケーシング１５内に配設された羽根車８と、前記ケーシング１５の側壁および前記羽根車８の外周縁とで環状流路を形成するケーシングカバー１６と、前記羽根車８の開口に対向して前記ケーシング１５またはケーシングカバー１６に設けた吸入口と、前記ケーシング１５またはケーシングカバー１６に設けた複数の吐出口１８、１９と、前記羽根車８を正逆回転可能とするモータ１０とを備え、前記複数の吐出口１８、１９のうちの一つに、その吐出口を閉塞する閉位置と、その吐出口を開放し、かつ前記環状流路の一部に位置する開位置との間を移動可能とした弁体２０を設け、前記弁体２０が前記開位置において前記ケーシング１５およびケーシングカバー１６との間に形成する隙間の流路面積ａを、前記環状流路の最小断面積ｂより小さく構成したことにより、弁体２０の開位置での挙動が安定し、スムーズな排水が可能となる。

また、弁体２０とケーシング１５との間の隙間の流路面積ｃと、弁体２０とケーシングカバー１６との間も隙間の流路面積ｄとをほぼ等しくした構成をとることで、弁体２０の受ける圧力が均一となり、開位置での挙動がより安定する。

（実施の形態２）
図５に示すように、ポンプ７の弁体２０は回動可能な回転軸２７を有している。この回転軸２７は羽根車８の回転軸９と同じ略鉛直方向に設けている。回転軸２７の一端に凸部３０を設けるとともに他端に凹部３１を設け、前記凸部３０を嵌入する受け部３２および前記凹部３１に嵌入する支持部３３を前記ケーシング１５またはケーシングカバー１６に設けている。そして、前記受け部３２が上方に位置し、支持部３３がその下方に位置するように回転軸２７をケーシング１５とケーシングカバー１６で挟時するように構成している。

ポンプ７は、羽根車８を正逆反転可能とし、正転時に洗浄水を洗浄ノズル２２へ吐出して洗浄を行う第１の吐出口１８と、反転時に洗浄水を吐出して機外へ排水を行う第２の吐出口１９を設けている。この洗浄と排水の動作に応じて、弁体２０は、第２の吐出口１９を開放または閉塞する方向に回転軸２７を中心に回動することとなる。洗浄水には、食器から洗い落とされた異物等が含まれているため、異物が回転軸２７とケーシング１５およびケーシングカバー１６との嵌合部に侵入した場合には、弁体２０の動作に支障をきたし、洗浄水の流れ方向に対応して的確に動作させることがむずかしくなる。

しかしながら、この構成によれば、回転軸２７の凸部３０を嵌入する受け部３２および支持部３３を嵌入する凹部３１が、各々下方を開放する構成にしているため、洗浄水に含まれる異物が回転軸２７の嵌合部に嵌りこんだ状態のままにならず、異物が抜けるため、固着や回転軸２７の磨耗に繋がることがなく、弁体２０の動作の信頼性を確保することが可能となる。

（実施の形態３）
図６は、実施の形態３のポンプ７の動作を示したタイムチャートで、弁体２０が第２の吐出口１９を開放する開位置に移動する方向に羽根車８の回転を第一の所定時間ｔ１駆動させた後、羽根車８を第二の所定時間ｔ２停止させ、その後再度、弁体２０が第２吐出口１９を開放する開位置に移動する方向に羽根車８の回転を第三の所定時間ｔ３駆動させるようにしたものである。

上記第一の所定時間ｔ１は例えば数秒程度に設定してあり、具体的には３〜５秒である。第二の所定時間ｔ２は上記第一の所定時間ｔ１と同程度に設定してあり、具体的には３〜５秒である。第三の所定時間ｔ３は貯水部４の洗浄水を機外へ排出することが可能な時間であり、具体的には６０〜９０秒である。

このシーケンスによれば、羽根車８が逆回転し、第２の吐出口１９を開放する開位置に弁体２０が移動しようとする方向に洗浄水の圧力を受けるときに、弁体２０が回転軸２７やパッキンの固着等の外力や弁体２０付近の圧力バランスで、第２の吐出口１９を閉塞したままの状態になった場合であっても、再度、第２の吐出口１９を開放する方向に力が加わるため、確実な弁体の動作が可能となり、信頼性が向上する。

また、第一の所定時間ｔ１を第三の所定時間ｔ３より短くしているので、短時間で弁体２０を的確に動作させることができる。また、第一の所定時間ｔ１と第二の所定時間ｔ２をほぼ同等にしているので、弁体２０に第２の吐出口１９を開放する方向に力が加わってから、次に力が加わるまでの時間を比較的短くすることができ、第２の吐出口１９をより確実に開放することができる。

（実施の形態４）
図７は、実施の形態５のポンプ７の動作を示したタイムチャートで、第一の所定時間ｔ１を第二の所定時間ｔ２より長くしたものであり、第二の所定時間ｔ２は実施の形態３と同じで例えば数秒程度に設定してあり、具体的には３〜５秒である。そして、第一の所定時間ｔ１をこれより長くしている。これにより、弁体２０に第２の吐出口１９を開放する方向に長く力を加えることができるようになり、弁体の動作を的確にすることができる。

なお、実施の形態で記載した構成は必ずしも一体で構成する必要はなく、独自に実施することができる。

以上のように、本発明にかかるポンプおよびこのポンプを備えた食器洗い機は、洗浄と排水を切り替える弁体の動作の信頼性を向上させることが可能となり、ポンプおよびこのポンプを備えた食器洗い機として有用である。

本発明の実施の形態１の食器洗い機の断面図 同食器洗い機のポンプおよびモータの拡大断面図 同食器洗い機のポンプの第２の吐出口を閉じた状態の内部平面図 同食器洗い機のポンプの第２の吐出口を開いた状態の内部平面図 本発明の実施の形態２の食器洗い機のポンプの要部断面図 本発明の実施の形態３の食器洗い機のポンプの動作を示すタイムチャート 本発明の実施の形態４の食器洗い機のポンプの動作を示すタイムチャート 従来の食器洗い機の要部断面図

符号の説明

１ 洗浄槽
２ 本体
７ ポンプ
８ 羽根車
１０ モータ
１５ ケーシング
１６ ケーシングカバー
１７ 吸入口
１８ 第１の吐出口
１９ 第２の吐出口
２０ 弁体
２２ 洗浄ノズル

Claims (2)

1. 平面視スクロール形状のケーシングと、前記ケーシング内に配設された羽根車と、前記ケーシングの側壁および前記羽根車の外周縁とで環状流路を形成するケーシングカバーと、前記羽根車の開口に対向して前記ケーシングまたは前記ケーシングカバーに設けた吸入口と、前記ケーシングまたは前記ケーシングカバーに設けた複数の吐出口と、前記羽根車を正逆回転可能とするモータとを備え、前記複数の吐出口のうちの一つに、その吐出口を閉塞する閉位置と、その吐出口を開放し、かつ前記環状流路の一部に位置する開位置との間を移動可能とした弁体を設け、前記弁体を回動自在に軸支する回転軸を有し、前記回転軸の一端に凸部を設けるとともに他端に凹部を設け、前記凸部を嵌入する受け部および前記凹部に嵌入する支持部を前記ケーシングまたは前記ケーシングカバーに設け、前記支持部が前記受け部の下方に位置するように構成したポンプ。
2. 食器洗い機の本体と、前記本体の内部に設けられ、食器類を出し入れする開口部を有する洗浄槽と、洗浄水を吐出する洗浄ノズルとを備え、前記洗浄ノズルへの洗浄水の圧送と、洗浄水を前記洗浄槽の外部への排出を行うポンプとして請求項１記載のポンプを備えた食器洗い機。

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