(57)【要約】      （修正有）【課題】ストップガンを開放した始動時に圧力ポンプや液体管路にかかる圧力ショックも大きくなり、圧力ポンプや液体管路に負担がかかり、大きな始動ショックによる反動を受けるが、インバーター装置により徐々に加速を行い始動ショックを低減し、同時にポンプを破損せずに停止出来る高圧洗浄機を提供する。【解決手段】高圧洗浄機に電力が供給された時に、二次側交流電力の周波数を目標周波数まで徐々に上げると共に、二次側電圧を目標電圧まで徐々に上げるよう構成されたインバーター装置を設ける。また前記所望のブースト電圧は、モーターの始動時のモータートルク値が前記圧力ポンプや液体管路の正常時において、前記圧力ポンプを始動させるのに必要とされるポンプ軸の抵抗トルク値よりも大きく、前記圧力ポンプや前記液体管路の異常時において、前記圧力ポンプを始動させるのに必要とされるポンプ軸の抵抗トルク値よりも低い値となる電圧に設定される。【選択図】図１
2020183736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体供給源に接続された液体管路と、
前記液体管路に設けられた、前記液体供給源からの液体の吐出と、吐出の停止を操作するストップガンと、
前記液体管路に設けられた、前記液体供給源からの液体を前記ストップガンまで圧送する圧力ポンプと、
該圧力ポンプを駆動するモーターと、
該モーターの電源線に設けられたインバーター装置と、
前記液体管路内の液体の圧力上昇を検知した場合には、前記インバーター装置に対して停止信号を発し、液体の圧力低下を検知した場合には、前記インバーター装置に対して始動信号を発する圧力スイッチとよりなり、
該インバーター装置は、前記圧力スイッチから停止信号が入力された場合には、電力供給を停止し、
前記圧力スイッチから始動信号が入力された場合には、二次側交流電力の周波数を目標周波数まで徐々に上げると共に、二次側電圧を目標電圧まで徐々に上げるよう構成されたことを特徴とするストップガンを備えた高圧洗浄機。
【請求項２】
前記二次側電圧は、所望のブースト電圧から目標電圧まで徐々に上げられ、
該所望のブースト電圧は、前記モーターの始動時のモータートルク値が、前記圧力ポンプや液体管路の正常時において、前記圧力ポンプを始動させるのに必要とされる該圧力ポンプのポンプ軸の抵抗トルク値よりも大きく、前記圧力ポンプや前記液体管路の異常時において、前記圧力ポンプを始動させるのに必要とされる該圧力ポンプのポンプ軸の抵抗トルク値よりも低い値となる電圧に設定されることを特徴とする請求項１に記載のストップガンを備えた高圧洗浄機。
【請求項３】
前記所望のブースト電圧は、二次側の最大電圧の２％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のストップガンを備えた高圧洗浄機。
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストップガンを備えた高圧洗浄機、特に、ストップガンを操作して、該ストップガンから洗浄液等を吐出し、自動車等を洗浄する高圧洗浄機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のストップガンを備えた高圧洗浄機１を示し、該高圧洗浄機１は、水道や、水や洗浄液等の液体を貯留したタンクなどの液体供給源２に接続される、液体移送管等の液体管路３と、該液体管路３の先端に設けられた、液体の吐出と、吐出の停止を操作するストップガン（吐出操作装置）４と、前記液体管路３に設けられた、前記液体供給源２からの液体を前記ストップガン４まで圧送する圧力ポンプ５と、該圧力ポンプ５を駆動する、例えば、三相交流モーターなどのモーター６と、該モーター６の電源線７に設けられた、電力供給（オン）と停止（オフ）を行う電力オンオフスイッチ部８と、前記液体管路３内の液体の圧力上昇を検知した場合には、前記電力オンオフスイッチ部８に対して停止信号を発し、液体の圧力低下を検知した場合には、前記オンオフスイッチ８に対して始動信号を発する圧力スイッチ９とよりなり、前記電力オンオフスイッチ部８は、前記圧力スイッチ９から停止信号が入力された場合には、オフ（電源からの電力供給を停止）とし、前記圧力スイッチ９から始動信号が入力された場合には、オン（電源からの電力をモーター側に供給）するよう構成される。
【０００３】
なお、１０は、前記モーター６の電源線７が接続される電源を示し、該電源１０は、例えば、２００Ｖ、５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）の三相交流電源からなる。
【０００４】
また、１１は、前記圧力スイッチ９と前記オンオフスイッチ部８とを接続する信号線を示す。
【０００５】
前記ストップガンを備えた高圧洗浄機１においては、前記ストップガン４により液体の吐出を停止させれば、前記液体管路３内の圧力が上昇し、前記圧力スイッチ９が、前記液体管路３内の圧力上昇を検知して、前記オンオフスイッチ部８をオフとし、これにより、前記モーター６への電力供給がカットされ、前記圧力ポンプ５を停止するようになる。
【０００６】
また、前記ストップガン４を開放させれば、前記液体管路３内の圧力が低下し、前記圧力スイッチ９が、前記液体管路３内の圧力低下を検知して、前記オンオフスイッチ部８をオンとし、これにより、前記モーター６に前記電源１０からの電力が供給され、前記圧力ポンプ５が駆動し、前記ストップガン４から液体が吐出するようになる。
【０００７】
例えば、自動車の洗浄機としては、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平７−３４９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
国内においては、２０１５年４月以降、省エネルギーの目的で、前記洗浄機１のモーターが、通常効率モーターからプレミアム効率モーターの使用が義務付けられ、該プレミアム効率モーターは、それまでのモーターとは特性に大きな違いがあり、圧力スイッチにより電力をオンオフする前記従来の洗浄機において、例えば、プレミアム効率モーターを使用すると、前記ストップガンの開放により、前記オンオフスイッチ部をオンとしてモーターを始動させると、始動時に発生する起動電流が、通常効率モーターよりも大幅に増加してしまうため、電源側の回路に負担を与え、過電流保護が作動してしまうことがあった。
【００１０】
また、プレミアム効率モーターの始動トルクは、通常効率モーターよりも大きくなる傾向があるため、ストップガンを開放した始動時に圧力ポンプや液体管路にかかる圧力ショックも大きくなり、圧力ポンプや液体管路に負担がかかるだけでなく、ストップガンを開放する作業者にも、大きな始動ショックによる反動を受け止める必要が生じていた。
【００１１】
本発明は、上記の欠点を除くようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のストップガンを備えた高圧洗浄機は、液体供給源に接続された液体管路と、前記液体管路に設けられた、前記液体供給源からの液体の吐出と、吐出の停止を操作するストップガンと、前記液体管路に設けられた、前記液体供給源からの液体を前記ストップガンまで圧送する圧力ポンプと、該圧力ポンプを駆動するモーターと、該モーターの電源線に設けられたインバーター装置と、前記液体管路内の液体の圧力上昇を検知した場合には、前記インバーター装置に対して停止信号を発し、液体の圧力低下を検知した場合には、前記インバーター装置に対して始動信号を発する圧力スイッチとよりなり、該インバーター装置は、前記圧力スイッチから停止信号が入力された場合には、電力供給を停止し、前記圧力スイッチから始動信号が入力された場合には、二次側交流電力の周波数を目標周波数まで徐々に上げると共に、二次側電圧を目標電圧まで徐々に上げるよう構成されたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記二次側電圧は、所望のブースト電圧から目標電圧まで徐々に上げられ、該所望のブースト電圧は、前記モーターの始動時のモータートルク値が、前記圧力ポンプや液体管路の正常時において、前記圧力ポンプを始動させるのに必要とされる該圧力ポンプのポンプ軸の抵抗トルク値よりも大きく、前記圧力ポンプや前記液体管路の異常時において、前記圧力ポンプを始動させるのに必要とされる該圧力ポンプのポンプ軸の抵抗トルク値よりも低い値となる電圧に設定されることを特徴とする。
【００１４】
また、前記所望のブースト電圧は、二次側の最大電圧の２％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、インバーター装置により徐々に加速を行うことにより、圧力ポンプや作業者にかかる始動ショックを大幅に軽減できるようになると同時に、ポンプ負荷が異常に高い際にも、圧力ポンプを破損せずに停止させられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のストップガンを備えた高圧洗浄機の説明図である。
【図２】本発明のストップガンを備えた高圧洗浄機を説明するためのインバーター装置の二次側の電力の周波数と二次側の電圧との関係をしめすグラフである。
【図３】本発明のストップガンを備えた高圧洗浄機を説明するためのインバーター装置の二次側の電力の周波数とポンプ軸を回転させるためのトルクとの関係をしめすグラフである。
【図４】従来のストップガンを備えた高圧洗浄機の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面によって本発明の実施例を説明する。
【００１８】
なお、従来と同じ部分には、同じ符号を付け、説明を省略する。
【実施例１】
【００１９】
本発明のストップガンを備えた高圧洗浄機１２においては、例えば、プレミアム効率モーター１３が用いられた従来のストップガンを備えた高圧洗浄機１において、モーター６の電源線７に、オンオフスイッチ部８を設ける代わりに、インバーター装置１４を設ける。
【００２０】
該インバーター装置１４は、前記圧力スイッチ９から停止信号が入力された場合には、電力供給を停止し、また、前記圧力スイッチから始動信号が入力された場合には、二次側（モーター側）の交流電力の周波数を、０から、例えば、一次側（電源１０側）からの供給電力と同じ５０Ｈｚ（または６０Ｈｚ）などの目標周波数まで徐々に上げると共に、二次側電圧を、０から所望のブースト電圧まで上げ、そして、例えば、一次側（電源１０側）からの供給電力と同じ２００Ｖなどの目標電圧まで徐々に上げて、前記プレミアム効率モーター１３に交流電力を供給するように構成されたＶＶＶＦインバーター（可変電圧・可変周波数インバーター）よりなる。
【００２１】
本発明においては、前記インバーター装置１４に始動信号が入力され、前記プレミアム効率モーター１３を始動する際に、前記インバーター装置１４によって徐々に周波数が上げられて、前記モーター１３の加速を行うので、前記圧力ポンプ５や作業者にかかる始動ショックを大幅に軽減できるようになる。
【００２２】
また、ＶＶＶＦ（可変電圧・可変周波数）制御を行う前記インバーター装置１４は、二次側の電力周波数だけでなく、二次側の電圧も低い状態から始動するため、前記モーター１３の起動電流のピークを相対的に低く抑えられることから、電源設備側の電流容量も従来までのモーターと同等程度にすることができる。
【００２３】
また、本発明においては、図２及び図３に示すように、前記モーター１３の始動時におけるモータートルク値ａが、前記圧力ポンプ５や液体管路３内に異常がない正常時において、前記圧力ポンプ５を始動させるのに必要となる該圧力ポンプ５のポンプ軸の抵抗トルク値ｂよりも大きく、前記圧力ポンプ５の潤滑不良や前記液体管路３内の液体の凍結などの異常時において、前記圧力ポンプ５を始動させるのに必要となる該圧力ポンプ５のポンプ軸の抵抗トルク値ｃよりも低い値になるように、前記始動時におけるブースト電圧Ａを設定され、該ブースト電圧Ａは、例えば、二次側の最大電圧（目標電圧）の０％より大きく２％以下、好ましくは、１％〜２％となるように設定される。
【００２４】
即ち、一般的に用いられているインバーター装置によるモーター始動では、回転数が低い状態でのトルク不足を補うために、始動時におけるモータートルクを、異常時におけるポンプ軸の抵抗トルク値ｃよりも大きいモータートルク値ｄとなるようにトルクブーストされ、該モータートルク値ｄとなるように、トルクブースト電圧補償Ｂなどが設定され、該トルクブースト電圧補償Ｂは、二次側の最大電圧（目標電圧）の５％〜１０％となるように設定されているが、高圧洗浄機のポンプの負荷特性では、低速回転時にはポンプ内の圧力が低いため、そもそも始動時に高いトルクを必要せず、また、ポンプ内の液の凍結やポンプの潤滑不良などが生じた場合には、始動時に高いトルクを掛ける事によってポンプが破損する危険性がある。
【００２５】
そこで、本発明のインバーター装置においては、一般的に用いられているインバーター装置を用いるのではなく、始動時のトルクブースト電圧補償を小さく設定し、該始動時のモータートルク値ａを、始動時の正常なポンプ軸抵抗トルク値ｂよりも大きく、異常時のポンプ軸抵抗トルク値ｃよりも小さい値になるようにブースト電圧Ａを、例えば、二次側の最大電圧（目標電圧）の０％より大きく２％以下、好ましくは、１％〜２％となるように調整するようにする。
【００２６】
なお、ブースト電圧を設けないようにしても良い。
【００２７】
なお、本発明のインバーター装置においては、一般的なインバーター装置に設けられている、失速を検出した際に周波数を加減して運転を継続する機能や、過電流を検出した際に出力を加減して運転を継続させる機能などの失速防止の機能は設けないようにする。
【００２８】
このように設定することにより、モーターを始動する際、圧力ポンプや液体管路の異常時など、ポンプ側の負荷トルクが異常に大きい場合に失速するが、積極的に失速させることによってポンプの破損を回避する事ができる。
【００２９】
また、モーターを始動する際の加速に抵抗されると、インバーター装置の二次側には大きな電流が流れ、インバーター装置の過電流保護機能が働いて電力の供給が停止されるが、インバーター装置の二次側の補償電圧を大幅に下げているため、ポンプにかかる軸トルクは小さいまま停止させる事ができる。
【００３０】
また、同様に二次側の補償電圧を下げているため、電流が大きくなっても電力は大きくならず、インバーター装置の一次側の商用電源においては、電流が低い状態で停止する。
【００３１】
ポンプ側の負荷トルクが正常な範囲内の場合は、過電流保護機能が働かず加速に成功するが、その場合でも二次側の補償電圧を下げているため、インバーター装置による通常の始動よりも、起動電流のピークは更に低く抑えられる。また始動トルクも小さくなるため、ポンプや作業者にかかる始動時のショックも相対的に小さくなる。
【００３２】
この結果、ポンプの始動に不要となる分の起動電流が更に抑制され、作業者の身体的な負担を軽減し、転倒などの危険性も減らすことが可能となると同時に、ポンプ側に凍結や潤滑不良などの不具合が生じた場合でも、ポンプを破損せずに運転を停止させることができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のストップガンを有する洗浄機は、自動車整備、各種産業機械、食品工場、酪農工場等のあらゆる工場に用いられる。
【符号の説明】
【００３４】
１      高圧洗浄機
２      液体供給源
３      液体管路
４      ストップガン
５      圧力ポンプ
６      モーター
７      電源線
８      オンオフスイッチ部
９      圧力スイッチ
１０    電源
１１    信号線
１２    高圧洗浄機
１３    モーター
１４    インバーター装置
【図１】
2020183736.tif 000003
【図２】
2020183736.tif 000004
【図３】
2020183736.tif 000005
【図４】
2020183736.tif 000006