(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンク底部で開口した投入口と、固定刃と回転刃とを有する破砕部と、該回転刃を回転駆動する電動式のモータと、該モータを作動制御する制御部と、を備え、該投入口から投入された生ごみを給水下で該回転刃の回転により破砕して、破砕物を排水とともに排出する生ごみ破砕装置において、
前記モータに流れる電流値を検出する電流検出器を設けて、該電流検出器からの出力を前記制御部で受け、設定時間内の電流値の積算値がしきい値を超えたときに該制御部にて前記モータへの通電を停止させ、モータ停止させるようになしてあり、
時間の長さが互いに異なった複数パターンで前記設定時間を複数段階に定めるとともに、各設定時間ごとに異なったしきい値を定め、何れかの設定時間内の前記積算電流値が該設定時間に対応して定めた前記しきい値を超えたときに、前記制御部にて前記モータへの通電を停止させるようになしてあることを特徴とする生ごみ破砕装置。
【請求項２】
請求項１において、前記制御部は、モータ停止後に、設定した復帰時間を経過した後に前記モータへの通電停止状態を解除するものとなしてあることを特徴とする生ごみ破砕装置。
【請求項３】
請求項２において、前記モータ周りの温度を検出する温度検出器を設けて、該温度検出器からの出力を前記制御部で受け、該温度検出器による検出温度が設定温度以下であることを条件として、前記制御部が前記モータへの通電停止状態を解除するものとなしてあることを特徴とする生ごみ破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は生ごみを給水下で破砕し、排水とともに排出する生ごみ破砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キッチンで生じた生ごみを処理するための装置として、ディスポーザと称される生ごみ破砕装置が用いられている。
この生ごみ破砕装置は、シンク底部で開口した投入口と、固定刃と回転刃とを有する破砕部と、回転刃を回転駆動する電動式のモータと、モータを作動制御する制御部とを備え、投入口から投入された生ごみを回転刃の回転により給水下で固定刃との間ですり潰して破砕し、破砕物を排水とともに排出する。
【０００３】
ところで、この種の生ごみ破砕装置では、定格電流を超えるような大電流がモータに流れ続けると、発熱によりモータに熱が籠って温度上昇し、許容度を超えてモータが高温度となってしまう。
そしてこのことがモータ及び装置の故障の原因となってしまう。
【０００４】
例えば、破砕刃がスプーンを噛み込む等してモータがロックした状態でモータに電流が流れ続けたり、或いはモータがロックしないまでも、生ごみの中に貝の殻等が含まれていて、モータに大きな負荷がかかった状態でモータに電流が流れ続けたりしたときに、上記のような現象が生じ得る。
【０００５】
そこでこの種の生ごみ破砕装置にあっては、一般に安全スイッチとしてバイメタルスイッチをモータに近接して直列接続状態に設けておき、モータに過大な負荷がかかった状態でモータへの通電が行われたとき、バイメタルスイッチをオフ動作させて、モータの通電を停止させるといったことが行われている。
このバイメタルスイッチは、接点に電流が流れ続け、電流の積算量で定まる発熱量が一定以上となったときに、熱膨張にて接点が離れ、オフ動作（スイッチオフ）する。
【０００６】
しかしながら安全スイッチとしてのバイメタルスイッチが一旦オフ動作してしまうと、そのままでは以後の破砕動作を行うことができず、この場合使用者がキャビネット内のシンク下空間を覗き込んで、バイメタルスイッチをオン状態に復帰させる操作を行うことが必要となる。
しかしながら生ごみ破砕装置の構造に詳しくない使用者がそれを行うことは面倒であり、煩雑である。
【０００７】
また生ごみ破砕装置にあっては、生ごみを短時間で破砕処理できず、破砕に長時間を要してしまったりする等、何等かの理由で定格電流よりも低い電流がモータに長時間流れ続けてしまうことがあり、この場合にも長時間かけてモータに熱が籠って、これが動作不良の原因となってしまうといったことが生じ得る。
このような事態に対しては、上記のバイメタルスイッチでは反応することが難しい。
【０００８】
尚下記特許文献１には「生ごみ処理装置」についての発明が示され、そこにおいてしきい値を超えるような大電流が一定時間継続して流れたときに、モータに過電流が流れているものと判断してモータを反転させたり、反転回数が一定回数に達したところでモータを停止させるようにした点が開示されている。
【０００９】
しかしながらこの特許文献１に開示のものは、しきい値を超える大電流が一定時間継続して流れているか否かによってモータに過電流が流れているか否かを判断し、モータを作動制御するもので、その判断の中には、モータにおける発熱量，温度上昇の程度が反映されておらず、上記の問題を解決するのに適していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１３６８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上のような事情を背景とし、モータに発生する発熱量に基づいて過負荷による故障を未然に防止することのできる生ごみ破砕装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
而して請求項１のものは、シンク底部で開口した投入口と、固定刃と回転刃とを有する破砕部と、該回転刃を回転駆動する電動式のモータと、該モータを作動制御する制御部と、を備え、該投入口から投入された生ごみを給水下で該回転刃の回転により破砕して、破砕物を排水とともに排出する生ごみ破砕装置において、前記モータに流れる電流値を検出する電流検出器を設けて、該電流検出器からの出力を前記制御部で受け、設定時間内の電流値の積算値がしきい値を超えたときに該制御部にて前記モータへの通電を停止させ、モータ停止させるようになしてあり、時間の長さが互いに異なった複数パターンで前記設定時間を複数段階に定めるとともに、各設定時間ごとに異なったしきい値を定め、何れかの設定時間内の前記積算電流値が該設定時間に対応して定めた前記しきい値を超えたときに、前記制御部にて前記モータへの通電を停止させるようになしてあることを特徴とする。
【００１３】
請求項２のものは、請求項１において、前記制御部は、モータ停止後に、設定した復帰時間を経過した後に前記モータへの通電停止状態を解除するものとなしてあることを特徴とする。
【００１４】
請求項３のものは、請求項２において、前記モータ周りの温度を検出する温度検出器を設けて、該温度検出器からの出力を前記制御部で受け、該温度検出器による検出温度が設定温度以下であることを条件として、前記制御部が前記モータへの通電停止状態を解除するものとなしてあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１５】
以上のように本発明は、モータに流れる電流値を検出する電流検出器を設けて、この電流検出器からの出力を制御部で受け、設定時間内の電流値の積算値がしきい値を超えたときに制御部にてモータへの通電を停止させ、モータ停止させるようになしたものである。
【００１６】
かかる本発明は、ある時間（設定時間）に亘ってモータに流れる電流の積算値、つまり電流の積算量に基づいてモータの作動を制御するようになしたものである。
【００１７】
モータでの発熱量は、モータに流れる電流値の積算値によって定まり、従ってある時間（設定時間）内の電流値の積算値を監視することで、モータでの発熱量，温度上昇を予測することができる。
【００１８】
そこで不安定な動作に至る限界となる電流値の積算値、つまり電流の積算量を予め求めてこれをしきい値として設定しておき、モータに流れる電流値の積算値がその限界となるしきい値を超えたときにモータを停止させることで、モータでの発熱、具体的には巻線部の発熱による動作不良の現象を未然に防止することが可能となる。
【００１９】
例えば生ごみ破砕装置が低負荷で連続運転したような場合であって、モータ巻線に１．５Ａ（アンペア）程度の低電流が長時間（例えば１０分間）流れ続けたような場合、安全スイッチとして設けてあるバイメタルスイッチが作動しないまま動作不良を生じる可能性があるが、本発明に従って電流値の積算値を知ることで、その動作不良を未然に防ぐことが可能となる。
【００２０】
本発明はまた、生ごみ破砕装置が断続運転した場合であっても、動作不良が生じるのに先立ってモータを停止させることができる特徴を有する。
【００２１】
例えば、しきい値を超えた（過）電流が設定時間流れたことをもって異常と判断するような場合には、その判断に電流値の積算値（電流の積算量）が反映されていないために発熱量を正しく予測することができないのに対し、本発明では電流値の積算値を監視するようにしているため、発熱量を正しく予測することが可能である利点を有するが、これに加えて本発明では、運転停止時間をまたぐように設定時間を例えば１０分程度と長くとることで、運転再開後の電流値の積算値のみでなく、運転再開前の過去の運転時の電流値の積算値も見る（監視する）ことができる。
【００２２】
従って過去の運転時に生じた熱が十分に放熱されず、モータにそのまま残った状態で次の運転が再開されて、発熱が更に蓄積されたような場合であっても、過去の発熱を反映させた形でモータの発熱状態を知ることができ、モータの熱による動作不良を効果高く防止することが可能となる。
【００２３】
このことは連続運転した場合においても言えることで、設定時間内に電流値がゼロに近いほど低く下るようなことがあったとしても、電流値の積算値を監視することで、モータでの発熱を正しく予測することが可能である。
【００２４】
この場合において、上記の設定時間としては、発熱分が放熱されずに未だ残るような時間であって、尚且つ設定時間以前の発熱分については放熱により冷却され、現在のモータの温度に影響を与えないような長さで設定しておくことが望ましい。
【００２５】
また本発明では、バイメタルスイッチでは検知が難しいような低電流で長時間運転による発熱を防止する場合において、電流値の積算値を例えば１秒当りの平均の電流値をＡとし，設定時間をＴとしてＡ×Ｔで求めたとき、Ａ×Ｔを６００〜１２００の範囲内に設定しておくことが望ましい。
【００２６】
尚本発明では、設定時間の長さ，設定時間内のしきい値の大きさを適正に選択することで、定格電流を超えるような大電流がモータに流れたときに、設定時間内の電流値の積算値に基づいてモータを通電停止させるようになすこともでき、これにより発熱による動作不良の発生を防止したり、或いは装置の故障を防止したりすることが可能である。
【００２７】
本発明ではまた、時間の長さが互いに異なった複数パターンで上記の設定時間を複数段階に定めるとともに、各設定時間ごとに異なったしきい値を定め、何れかの設定時間内の積算電流値がその設定時間に対応して定めたしきい値を超えたときに、制御部にてモータへの通電を停止させるようになしておく。
【００２８】
例えば設定時間を短時間，中時間，長時間の３段階に複数設定し、そして短時間の第１の設定時間を、破砕刃がスプーンを噛み込むなどしてモータがロックし、モータに１２Ａを超えるような大（過）電流が流れたような場合の異常解除用として１秒程度の短時間に、また長時間の第３の設定時間を上記の動作不良防止用として１０分程度の長時間に、また中時間の第２の設定時間を、モータがロックするには至っていないものの、破砕に大きな抵抗を生じる中間の大きさの負荷がかかり続けた場合の異常解除用として５秒程度の中時間に定めておくことができる。
このようにすることで、種類の異なった複数パターンの異常による不具合を未然に防ぐことが可能となる。
【００２９】
この場合において、上記制御部は、モータ停止後に、設定した復帰時間経過した後にモータへの通電停止状態を解除するものとなしておくことができる（請求項２）。
例えばバイメタルスイッチが安全スイッチとして働き、オフ動作することによってモータへの通電を停止したような場合、使用者がキャビネット内のシンク下等のバイメタルスイッチをオン状態に復帰させるための面倒で煩雑な操作を行うことが必要となる。
しかるに請求項２によれば、異常発生によりモータ停止した場合であっても、生ごみ破砕装置が自動的に元の状態に復帰するため、使用者はその間待つだけで良く、特別の操作を行わなくてよい利点が得られる。
【００３０】
この場合において、モータ周りの温度を検出する温度検出器を設けて、温度検出器からの出力を制御部で受け、温度検出器による検出温度が設定温度以下であることを条件として、制御部にてモータへの通電停止状態を解除するようになしておくことができる（請求項３）。
【００３１】
この場合、上記の設定温度を安全な適正温度に設定しておくことで、モータに熱が籠ったまま運転再開してしまうといったことを防ぐことができる。
またモータの温度が十分に冷却するまで、安全を見込んで上記の復帰時間を必要以上に長くしておかなくても良く、復帰時間を可及的に短い時間に設定し得て、モータを速やかに作動復帰させることができる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態である生ごみ破砕装置の断面図である。
【図２】同実施形態の生ごみ破砕装置の制御系の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】同実施形態におけるマイコンの制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０はシンクで、１２はシンク１０により吊持される状態にシンク１０の排水口１４に取り付けられた生ごみ破砕装置である。
生ごみ破砕装置１２は、上部１６と、下部の本体部１８とに分割されていて、それらがジョイント（ここではゴム製）２０にて弾性的に連結されている。
【００３４】
上部１６は、フランジ部２２とその下側の外周面に雄ねじを有しており、そこにねじ込まれた固定ナット２４とフランジ部２２とで、シンク１０の排水口１４周りを上下両側から挟み込む状態にシンク１０に取り付けられている。
上部１６には、シンク１０の底部で開口した生ごみの投入口２６が備えられており、そこに目皿２８と投入口２６を開閉する蓋３０とがセットされている。
ここで蓋３０には、蓋スイッチ３１（図２参照）と図示を省略する通水孔とが備えられている。
【００３５】
３２は、本体部１８に備えられた破砕容器で、その内部の破砕室３３に固定刃３４と回転刃３６とを有する破砕部３５が設けられている。
固定刃３４は円筒形状をなしており、その周壁に沿って破砕孔３８が多数設けられている。
これら破砕孔３８は破砕物の吐出孔を構成すると同時に、その周縁が破砕刃を構成している。
【００３６】
一方回転刃３６は、円形の回転盤４０と、その上面に且つ回転盤４０の中心から偏心した位置の軸周りに自由回転状態に設けられたハンマーミル４２とを有しており、その回転盤４０の中心部に電動式のモータ（ここではＤＣモータ）４４の回転軸４６が連結されている。
回転刃３６は、このモータ４４にてその中心の軸心周りに回転駆動される。
【００３７】
４８はキャップを兼ねた軸受保持部材で、そこに下部軸受５０が保持されており、この下部軸受５０によってモータ４４の回転軸４６の下部が回転可能に支持されている。
一方回転軸４６の上部は、回転盤４０近傍において上部軸受５２により回転可能に支持されている。
尚、軸受保持部材４８には温度検出器としてのサーミスタ５４がモータ収容室５６内に突き出す状態に取り付けられている。
ここでサーミスタ５４は、モータ４４近傍においてモータ４４周りの温度を検出するためのものである。
【００３８】
５８は生ごみ破砕装置１２の排出口で、この排出口５８から排水管６０が延び出している。
この排水管６０には図示を省略するトラップ部が設けてある。
この生ごみ破砕装置１２では、蓋３０を取り外した状態で投入口２６から生ごみを破砕室３３内部に投入する。
そしてその後蓋３０をセットし、且つこれを所定位置まで回転操作すると、そこで図２の蓋スイッチ３１がオン状態となり、ここにおいてモータ４４が作動可能状態となる。
【００３９】
破砕室３３に投入された生ごみは、蓋３０のセット状態で且つ給水下で、回転刃３６の回転により固定刃３４と回転刃３６とにより押し切られ、或いはすり潰されて微細に破砕され、そしてその破砕物が排水とともに破砕孔３８から排出口５８を経て排水管６０内に排出される。
【００４０】
６２はコントロールボックスで、取付プレート６４により吊持されている。
ここで取付プレート６４は、円形の穴を有するリング状部６６を有していて、そのリング状部６６が、上部１６のフランジ部２２と固定ナット２４とによりシンク１０とともに共締めされる状態でシンク１０に固定されている。
【００４１】
６８はコントロールボックス６２の内部に設けられた基板で、この基板６８上に、制御部をなす図２のマイコン７０が、カレントトランス７２，リレー７４等とともに搭載されている。
図２において、カレントトランス７２はモータ４４に流れる電流を検出する電流検出器としてのもので、このカレントトランス７２にて検出された電流値は、電圧値に変換されてマイコン７０に出力される。
【００４２】
一方リレー７４は、モータ４４への駆動電流の通電・通電停止を行うスイッチとしてのもので、マイコン７０からの信号によりオン動作又はオフ動作する。モータ４４への駆動電流の供給はリレー７４がオン状態の下で行われる。
尚、マイコン７０には蓋３０に備えられた蓋スイッチ３１，上記のサーミスタ５４が電気的に接続されて、それら蓋スイッチ３１，サーミスタ５４からの信号がマイコン７０に向けて出力される。
マイコン７０にはまた、警報を発するブザー７６が接続されている。
尚７８は、モータ４４側に設けられた安全スイッチとしてのバイメタルスイッチである。
【００４３】
この実施形態では、カレントトランス７２によりモータ４４に流れる電流値が連続して検出される。
マイコン７０はその出力を受け、設定時間の全範囲に亘る電流値を積算し、そしてその積算値がしきい値を超えたときにリレー７４に信号供給してリレー７４をオフ動作させ、モータ４４への通電を停止させる。即ちモータ４４を停止させる。
【００４４】
ここではその設定時間が、短時間（ここでは１秒間）の第１設定時間と、中時間（ここでは５秒間）の第２設定時間と、長時間（ここでは６００秒間）の第３設定時間とに段階的に複数に設定され、そしてそれぞれの設定時間ごとに異なったしきい値が定められている。
【００４５】
ここでは１００ｍｓｅｃごとに、カレントトランス７２にて検出された電流値が読み取られ、そして１０個の読取値のうちの最大値と最小値とが除かれた８個の電流値の平均値が１秒当りの電流値として求められ、その（平均）電流値が1秒ごとに設定時間の全範囲に亘って積算されて行く。
【００４６】
これに応じて、短時間の第１設定時間に対応した第１しきい値が、１秒間に１２Ａ（アンペア）の電流が流れ続けたのに相当する１２［Ａ］×１［ｓｅｃ］＝１２［Ａ・ｓ］として定められ、また中時間の第２設定時間に対応した第２しきい値が、１秒当りの電流値８Ａが５秒間流れ続けたのに相当する８［Ａ］×５［ｓｅｃ］＝４０［Ａ・ｓ］として定められている。
更に長時間の第３設定時間に対応した第３しきい値が、１秒当りの電流値１．５Ａが６００秒間流れ続けたのに相当する１．５［Ａ］×６００［ｓｅｃ］＝９００［Ａ・ｓ］として定められている。
【００４７】
ここで第３設定時間を６００秒間とし、またこれに対応した第３しきい値を９００［Ａ・ｓ］としているのは次の理由による。
即ち生ごみの破砕に対する抵抗（負荷）が大きくはなく、モータ４４に流れる電流が定格電流以下の低電流であるものの、破砕がされ難いもので長時間に亘り破砕動作が行われてしまう等により、最終的にモータに熱が籠って動作不良を生じる恐れがある場合を想定し、その動作不良を未然に防ぎ得る限界（安全率を見込んだ限界）が、１秒当りの電流値１．５Ａが６００秒間流れ続けた場合であるとして、更にはモータ４４が発生した熱を持ち続ける時間の限界が６００秒（１０分）程度であるとして第３設定時間の長さ及び電流値の積算値を定めている。
このような低電流が長時間に亘りモータ４４に供給され続けた場合、安全スイッチとしてのバイメタルスイッチ７８は働かず、従って積極的にモータ４４への通電を停止しないと動作不良を生じてしまう恐れがある。
【００４８】
一方第１設定時間を１秒間とし、また対応する第１しきい値を１２［Ａ・ｓ］としたのは、例えば破砕刃がスプーンやフォーク等を噛み込んでしまってモータが回転不能状態（ロック状態）となったとき、モータに１２Ａを超えるような大電流が流れてモータに大発熱が生じ、モータや破砕刃が故障する恐れがあることを想定したもので、これを防止可能な限度として第１設定時間を１秒間、これに対応した第１しきい値を１２Ａ×１として定めている。
【００４９】
尚この第１設定時間，第１しきい値に基づくマイコン７０によるモータ４４への通電停止は、安全スイッチとしてのバイメタルスイッチ７８に代わってこれを行うとも言えるものであるが、マイコン７０の制御によってこれを行う場合、バイメタルスイッチ７８の働きによるモータ４４への通電停止と異なって、モータ４４への通電停止を解除することで自動的に生ごみ破砕装置１２を元の状態に復帰させることができる。
従ってオフ動作したバイメタルスイッチ７８をオン状態に復帰させるための操作を使用者に強いないで済む。
【００５０】
更に中時間の第２設定時間を５秒間、対応する第２しきい値を４０［Ａ・ｓ］としているのは、上記２つのケースの中間の状況として、破砕は可能であるものの破砕に対する抵抗が重く、比較的短い時間の破砕運転でモータ４４での発熱が多く、モータ温度が許容度を超える高温度まで上昇する場合を想定したもので、これを防止すべく設定時間を５秒間、対応する第２しきい値を、１秒当りの電流値８Ａが５秒間流れ続けた場合に相当する４０［Ａ・ｓ］として定めている。
【００５１】
マイコン７０は、各設定時間ごとの電流値の積算値を算出し、その積算値が、各設定時間ごとに定められたしきい値を超えたとき、モータ停止信号を出力してリレー７４を閉動作させ、モータ４４への通電を停止して、モータ４４を作動停止させる。
【００５２】
図３にマイコン７０による制御の内容が具体的に示してある。
図示のように、ここでは第１設定時間の１秒間の電流の積算値が１２［Ａ・ｓ］を超えたとき、リレー７４にモータ停止信号を送ってリレー７４をオフ動作させ、モータ４４を停止させる（ステップＳ１０，Ｓ１２）。
【００５３】
一方１秒間の電流値の積算値が１２［Ａ・ｓ］を超えることが無いまま、５秒間の電流値の積算値が４０［Ａ・ｓ］を超えたときには、同じくモータ４４を停止させ（ステップＳ１４，Ｓ１６）、また５秒間の電流の積算値が第２しきい値の４０［Ａ・ｓ］に至らないまま、６００秒間の電流の積算値が第３しきい値である９００［Ａ・ｓ］を超えたときには、同じくモータ４４を停止させる（ステップＳ１８，Ｓ２０）。
【００５４】
そして１秒間の電流の積算値，５秒間の電流の積算値，６００秒間の電流の積算値の何れかが、対応する第１しきい値，第２しきい値，第３しきい値の何れかを超えてモータ停止したときには、ステップＳ２２に続いてステップＳ２４を実行してブザー７６を鳴らし、使用者に対して異常発生したことを知らせる。
使用者はこのブザー７６による警報音によって異常が生じたことを知り、必要な対応を取ることができる。
【００５５】
例えばブザー７６によって、破砕刃がスプーン等の噛込みによる異常発生したことを知ったときには、スプーン等を取り外すことで異常の原因を取り除くことができる。
或いはブザー７６の警報音によって、破砕刃による生ごみの破砕が長時間続いたことによる異常が発生したことを知ったときには（ブザーによって異常の種類を知らせることができる）、破砕室３３内の生ごみを除去することで、その原因を取り除くことができる。
【００５６】
この実施形態では、その後に復帰時間として設定した２０分経過後に、サーミスタ５４による検出温度が４５℃以下であることを条件として、マイコン７０がリレー７４にモータオン信号を送ってリレー７４をオン動作させ、モータ４４への通電停止状態を解除する。これにより生ごみ破砕装置１２を動作可能な状態に復帰させる。
【００５７】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明は電流検出器としてカレントトランス以外の種々のものを用いることが可能であるし、また上記の第１，第２，第３設定時間を種々変更し、またこれに応じて対応する第１しきい値，第２しきい値，第３しきい値の値を様々に変更すること、或いは設定時間を２段階若しくは４段階以上の複数段階に定めることも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  シンク
１２  生ごみ破砕装置
２６  投入口
３２  破砕容器
３３  破砕室
３４  固定刃
３６  回転刃
４４  モータ
５４  サーミスタ
７０  マイコン
７２  カレントトランス
【図１】
0005857350.tif 000002
【図２】
0005857350.tif 000003
【図３】
0005857350.tif 000004