(57)【要約】【課題】誘導電動機を用い、低コストの泡噛み判定を行う。【解決手段】誘導電動機１１と、泡噛みした時に増加する高調波成分を含む信号を受ける電気量検知手段１７を設けることにより、回転センサが不要で、泡噛みが適切に検知できる低コストのポンプ装置を実現する。【選択図】図１
2008180162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進相コンデンサと、前記進相コンデンサを直列接続した巻線を含む複数の巻線を有する誘導電動機と、少なくとも１つの巻線に流れる電流を検知する電気量検知手段と、泡噛み判定手段とを備え、前記泡噛み判定手段は、泡噛みした時に増加する高調波成分を含む信号を前記電気量検知手段から受けて、泡噛みを判定するポンプ装置。
【請求項２】
電気量検知手段が検知する電気量は、誘導電動機の巻線と進相コンデンサの直列回路に流れる電流とした請求項１記載のポンプ装置。
【請求項３】
電気量検知手段が検知する電気量は、進相コンデンサを接続しない誘導電動機の巻線に流れる電流とした請求項１記載のポンプ装置。
【請求項４】
電気量検知手段が検知する電気量は、交流電源から誘導電動機に供給される電流とした請求項１記載のポンプ装置。
【請求項５】
進相コンデンサと、前記進相コンデンサを直列接続した巻線を含む複数の巻線を有する誘導電動機と、前記進相コンデンサと巻線の接続点の電位を検知する電気量検知手段と、泡噛み判定手段とを備え、前記泡噛み判定手段は、泡噛みした時に増加する高調波成分を含む信号を前記電気量検知手段から受けて、泡噛みを判定するポンプ装置。
【請求項６】
泡噛み判定手段は、電気量検知手段の基本波成分に対する高調波成分の比率が所定値以上となった場合に泡噛みを判定する請求項１〜５のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項７】
交流電源の周波数を検知する電源周波数検知手段を有し、少なくとも２つの交流電源周波数に対応して、泡噛み判定のしきい値を変化させる請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のポンプ装置を有し、泡噛み判定した場合に、一旦誘導電動機を停止させる食器洗い機。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のポンプ装置と給水手段を有し、泡噛み判定した場合に、前記給水手段は給水動作を行う食器洗い機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水などの液体を移送するポンプ装置、およびこれを用いて業務用や一般家庭用や業務用などに使用される食器洗い機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポンプ装置を用いたこの種の食器洗い機は、回転センサによって検知される回転速度が、ポンプに気泡が吸入された時に、一時的に上昇することによって検知する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１５は、特許文献１に記載された従来の食器洗い機の断面図を示すものである。図１５に示すように、ＤＣブラシレスモータ１を使用したポンプ２は、ロータ３の位置検知を行うホールＩＣを用いた回転センサ４を有しており、回転速度は別途設けられる制御装置から加減できるものとなっており、ロータ３に直結されたインペラ５の回転速度の値は、回転センサ４の出力から検知が可能なものとなっている。
【０００４】
インペラ５から送り出された洗浄水は、ノズル６から庫内に噴き出されるものとなっているが、基準の水位Ｈよりも低い場合には、泡噛みが発生するものとなる。
【０００５】
図１６は、特許文献１に記載された従来の食器洗い機の泡噛み時のポンプ回転速度グラフを示すものである。泡の発生が増加が始まった時点ｔ１から、負荷のトルクが小さくなり、回転速度の上昇に、泡噛みなしのＳ０から、Ｓ１に達した時点ｔ２で泡噛みを抑えるため速度の低下を図り、回転速度を落としたＳ２で運転することにより、泡噛みを防いだ運転を５分間継続した後、ｔ３にて定常回転速度Ｓ０に戻すものとなっている。
【特許文献１】特開２００５−５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、例えばホールＩＣなどを用いた、回転センサ４が必要となるため装置が高価なものとなるという問題点を有していた。
【０００７】
従来の技術において、回転センサ４は、ＤＣブラシレスモータ１を運転する上での永久磁石を有するロータ３の位置検知を行うものであるので、ＤＣブラシレスモータ１という構成にした時点で存在しているものであるが、コスト的には高いものとなり、例えばセンサレスベクトル制御と呼ばれるような技術などを用いて、回転センサ４なしでのＤＣブラシレスモータ１運転を行う構成もある。
【０００８】
ただ、そのような構成にしたとしても、一般にインバータ回路などと呼ばれるような、高価な制御装置が必要なものとなるため、どうしてもコスト的には高いものとならざるを得ない面がある。
【０００９】
これに対して、コンデンサモータ（コンデンサランモータ）というような一種の誘導電動機（インダクションモータ）を用いたものとすることが、極めて有効に作用するものとなり、ＤＣブラシレスモータという形式よりも、格段にコストが低減できるものとなる。
【００１０】
しかしながら、その場合には、泡噛み検知を行うために回転センサ４を改めて設けることは、コストの上昇につながるものとなり、泡噛み検知のためだけに回転センサ４を設け、なおかつ、その上に、マイクロコンピュータなどを用いる回路基板までの配線までも設けるとなると、せっかく低価格の誘導電動機を用いてもコスト面で優位性が小さいものとなるという課題を有したものとなっていた。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するもので、低コストの誘導電動機を使用した上で、回転センサが不要であり、泡噛みが適切に検知できる低コストのポンプ装置、およびこれを用いた食器洗い機を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明のポンプ装置は、進相コンデンサと、前記進相コンデンサを直列接続した巻線を含む複数の巻線を有する誘導電動機と、少なくとも１つの巻線に流れる電流を検知する電気量検知手段と、泡噛み判定手段とを備え、前記泡噛み判定手段は、泡噛みした時に増加する高調波成分を含む信号を前記電気量検知手段から受けて、泡噛みを判定するものである。
【００１３】
これによって、インバータ回路が不要で、低コストの誘導電動機を使用し、回転センサが無い構成でありながら、比較的簡単な構成で泡噛みの判定が可能なポンプ装置を実現することができるものとなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、誘導電動機を用い、回転センサの無い低コストの構成でありながら、泡噛みの判定が可能なポンプ装置を実現することができるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、進相コンデンサと、前記進相コンデンサを直列接続した巻線を含む複数の巻線を有する誘導電動機と、少なくとも１つの巻線に流れる電流を検知する電気量検知手段と、泡噛み判定手段とを備え、前記泡噛み判定手段は、泡噛みした時に増加する高調波成分を含む信号を前記電気量検知手段から受けて、泡噛みを判定する構成とすることにより、安価な誘導電動機を使用し、かつ回転センサなしという低コストでありながら、比較的簡単に泡噛み判定を行わせることができるものとなる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明の電気量検知手段が検知する電気量を、誘導電動機の巻線と進相コンデンサの直列回路に流れる電流としたことにより、比較的小さい電流を小型の電気量検知手段で実現しながら、泡噛み判定が効果的に行うことができる、低コストのポンプ装置を実現することができるものとなる。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明の電気量検知手段が検知する電気量を、進相コンデンサを接続しない誘導電動機の巻線に流れる電流としたことにより、比較的小さい電流を小型の電気量検知手段で実現しながら、泡噛み判定が効果的に行うことができる、低コストのポンプ装置を実現することができるものとなる。
【００１８】
第４の発明は、第１の発明の電気量検知手段が検知する電気量を、交流電源から誘導電動機に供給される電流としたことにより、誘導電動機に供給される全電流を把握しながらの泡噛み検知を行うことができるポンプ装置を実現することができるものとなる。
【００１９】
第５の発明は、進相コンデンサと、前記進相コンデンサを直列接続した巻線を含む複数の巻線を有する誘導電動機と、前記進相コンデンサと巻線の接続点の電位を検知する電気量検知手段と、泡噛み判定手段とを備え、前記泡噛み判定手段は、泡噛みした時に増加する高調波成分を含む信号を前記電気量検知手段から受けて、泡噛みを判定する構成とすることにより、抵抗分圧などの簡単かつ低コストで、電気量検知手段を構成することができることから、とりわけコスト面で優位性のあるポンプ装置を実現することができるものとなる。
【００２０】
第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明の泡噛み判定手段を、電気量検知手段の基本波成分に対する高調波成分の比率が所定値以上となった場合に泡噛みを判定する構成とすることにより、より確実な泡噛み判定が可能なポンプ装置を実現することができるものとなる。
【００２１】
第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明の構成に加え、交流電源の周波数を検知する電源周波数検知手段を有し、少なくとも２つの交流電源周波数に対応して、泡噛み判定のしきい値を変化させる構成とすることにより、例えば日本のように電源周波数５０ヘルツと６０ヘルツがある場合にも、電源周波数に対応した正しい泡噛み判定が可能となるものとなる。
【００２２】
第８の発明は、第１〜第７のいずれか１つの発明のポンプ装置を有し、泡噛み判定した場合に、一旦誘導電動機を停止させることにより、泡噛みによるポンプ性能の低下を抑えた食器洗い機を実現することができるものとなる。
【００２３】
第９の発明は、第１〜第７のいずれか１つの発明のポンプ装置と、給水手段を有し、泡噛み判定した場合に、前記給水手段は給水動作を行う構成とすることにより、泡噛みによるポンプ性能の低下を抑えた食器洗い機を実現することができるものとなる。
【００２４】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるポンプ装置の回路図である。図１において、１００Ｖ５０Ｈｚまたは６０Ｈｚという２種類の周波数の可能性を持つ交流電源１０、交流電源に一端子が接続された誘導電動機１１、進相コンデンサ１２、トライアック１３、零ボルト信号発生回路１５、電気量検知手段１７、マイクロコンピュータによって構成した泡噛み判定手段１８、５Ｖの直流電源２０、および泡噛み判定手段１８の出力Ｑに応じてトライアック１３をオンオフさせるための抵抗２２、２３、２４、トランジスタ２５を設けたものとなっている。
【００２６】
誘導電動機１１は、２つの巻線３０、３１、および回転子３２を備えたものとなっており、巻線３０は主巻線として動作し、巻線３１は進相コンデンサ１２が直列に接続された上で交流電源１０から、巻線３０よりも進んだ位相の電流が供給される補助巻線として動作するものとなっている。
【００２７】
零ボルト信号発生回路１５は、ダイオード３５、３６、抵抗４０、４１、４２、４３、４４、発光ダイオードとフォトトランジスタの複合部品として構成されたフォトカプラ５０、トランジスタ５１、コンデンサ５２によって構成され、ＶＡＣの極性が正の期間にはハイ、負の場合にはロー、またほぼ零ボルトのタイミングでエッジを有する信号が発せられるものとなっている。
【００２８】
電気量検知手段１７は、一次コイルが巻線３１と直列に接続された電流トランス６０、抵抗６１、６２、６３、６４、保護用のダイオード６６、６７、コンデンサ６８によって構成されており、巻線３１に流れる電流を検知して、その電流の瞬時値に応じたアナログ電圧Ｖ１が出力されるものとなっている。
【００２９】
図２は、本実施の形態において、交流電源１０が６０ヘルツで、泡噛みが発生している状態のポンプ装置の各部動作波形図を示したものであり、（ア）は、交流電源１０の電圧ＶＡＣ波形、（イ）は零ボルト信号発生回路１５の出力電圧Ｖｚの波形、（ウ）は電気量検知手段１７の出力電圧Ｖａ波形を示したものとなっている。
【００３０】
時刻ｔ０においては、交流電源１０の電圧が零となるが、（イ）に示されているように、この瞬間に零ボルト信号発生回路１５は、出力電圧Ｖｚはローからハイに立ち上がるものとなっている。
【００３１】
その後８．３３ｍｓ毎に、交流電源１０は半サイクルが経過し、ハイとローを繰り返すものとなっている。
【００３２】
また（ウ）は、ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３…のタイミングで、電圧値Ｖａのサンプリングが行われ、それぞれ、ｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３…としてマイクロコンピュータによって構成された泡噛み判定手段１８内に取り込まれていくものとなっている。
【００３３】
本実施の形態では、直流電源２０として５Ｖのものを使用し、抵抗６２、６３をいずれも４．７キロオームとしていることから、（ウ）に示されるＶａの電圧波形は、電流の零点に２．５Ｖが対応し、これに巻線３１に流れる電流波形の相似波形が重畳した波形となり、正負がほぼ同じ振幅となっていることから、電流の零点をＶａ＝２．５Ｖに変換されるものとすることから、０から５Ｖの電圧範囲を有効に利用してアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）が可能となり、８ビットのデジタル値への変換を行う場合、電流値零に対しては、１２８が対応し、プラス側の電流値については、１２９から２５５が、またマイナス側の電流値については、０から１２７が対応するものとなる。
【００３４】
この部分の電流波形については、泡噛みが発生して誘導電動機１１の負荷トルクが小さくなった場合には、巻線３１と進相コンデンサ１２の共振動作のＱ値（共振の強さ）が大きくなり、また誘導電動機１１内の鉄心の磁気飽和による、励磁電流への３次高調波成分等の発生などにより、各部の電流、電圧波形の歪が大きくなり、３次高調波等の高調波成分が多く含まれたものとなる傾向があり、電圧Ｖａの波形についても同様の傾向が見られるものとなる。
【００３５】
図３は、本実施の形態のポンプ装置の泡噛み判定手段１７に用いられるマイクロコンピュータのプログラムのフローチャートを示している。
【００３６】
図３において、開始６９から処理をスタートし、周波数判定ルーチン７０を経て、Ｖｚ立ち上がり待ち７１に到達し、Ｖｚ信号の立ち上がりを待って以下の処理に移るものとなる。
【００３７】
入力７２において、各サンプリングデータｖ０からｖ１１を順次入力し、基本波計算７３にて、変数Ｓ１とＣ１にフーリエ級数展開で言うところの正弦成分と余弦成分に相当する値の概略値を符号付きの１６ビット変数で求め、Ａ１において、それらの自乗の和を計算するが、これは基本波成分の絶対値の自乗に相当する値の概略値に相当するものとなる。
【００３８】
なお、Ｓ１とＣ１は３倍の係数を掛けているが、これは後に３次高調波との対応において、サンプリング数の違いによる不公平をなくすために乗じたものとなる。
【００３９】
また、上述したように電流値の零は１２８という値に対応したものとなっているが、Ｓ１およびＣ１の計算においては、引き算がなされるためキャンセルされるものとなるので、例えば抵抗６２、６３の抵抗値バラツキなどのために、電流零に相当するデジタル値が１２８からずれていても、Ｓ１、Ｃ１、Ａ１などの計算結果には、影響が及ぶことがないものとなるので、抵抗６２、６３として低コストで抵抗値が不揃いなものを使用しても、結果への影響はほとんどないものにすることができる。
【００４０】
なお、基本波計算７３については、Ａ１が基本波電流の実効値の自乗に比例する値となるため、さらに開平計算を行ってもよいが、マイクロコンピュータにかかる負荷を軽減するため、本実施の形態においては、自乗に対応したままの状態の数値で扱うものとしており、これは後述する３次高調波の計算についても同様である。
【００４１】
Ａ１判断７４においては、基本波成分の値が所定値以下の場合には、泡噛み判定の対象条件から外すものとしており、これによって誘導電動機が停止している場合などに不要な信号が発せられるのを防いでいるものである。
【００４２】
３次高調波計算７５は、基本波生産７３と同様に、３次高調波成分に対応する概略値の計算を行っている部分であり、Ｓ３、Ｃ３、Ａ３の値が算出されるものとなる。
【００４３】
なお、本実施の形態で行っている基本波計算７３、３次高調波計算７５は、各成分の概略値を計算する簡略的な計算方法であり、更に精度を上げる場合には、もっとサンプリングの位相間隔を短いものとし、それぞれの位相における三角関数を用いて本格的なフーリエ級数展開を行うなど方法を用いれば、各次成分の位相による計算値の変化や、より高調波成分の有無による計算値の変化を抑えることも可能となる。
【００４４】
また、本実施の形態においては、交流電源１０の１周期についての１２個のデータすべてを一旦入力してから、Ｓ１、Ｃ１、Ｓ３、Ｃ３を計算しているが、サンプリングの都度、加算や減算を行ってもよく、その場合にはマイクロコンピュータの処理速度は若干高いものが要求されるものとはなるが、結果が出るまでの時間短縮は図ることができるものとなり、またデータを記憶する領域を削減することができるというメリットは発生してくる。
【００４５】
高次高調波による計算の影響を抑えるためには、例えばＲＣでハードのフィルタ回路を追加し、それを電気量検知手段１７の出力に挿入する方法なども、有効に作用する場合がある。
【００４６】
また、サンプリングの位相間隔を短いものにするには、マイクロコンピュータの処理速度を上げる必要がある場合もあるが、１周期（６０Ｈｚでは１６．６７ｍｓ）で、すべてのサンプリングを完結させずに、２周期目で１周期目のサンプリング位相を中間タイミングをサンプリングしていく方法などを用いれば処理速度が低いマイクロコンピュータでも使用することができるものとなる。
【００４７】
比率計算７６は、基本波に対する３次高調波成分の割合の自乗に相当する値を求め、変数Ｒ３とした上で、Ｒ３判断７７で、Ｙよりも大きな場合に、「泡噛み」判定７８にて泡噛みが発生しているという判定を行うものとなっており、本実施の形態においては、Ｙ＝０．０１４とすることにより、適切な泡噛み判定がなされるものとなっている。
【００４８】
従って、本実施の形態のポンプ装置は、泡噛み判定手段１８が、泡噛みした時に増加する高調波成分を含む信号を電気量検知手段１７から受けて、泡噛みを判定するものとなっており、かつ泡噛み判定手段１８は、電気量検知手段の基本波成分に対する高調波成分の比率が所定値以上となった場合に泡噛みを判定する構成となっている。
【００４９】
なお、本実施の形態においてはＡ１およびＡ３が、いずれも高調波成分の自乗に相当する値となっていることから、Ｒ３は基本波成分に対する３次高調波成分の比率の自乗に相当する値となっているが、それを考慮した上で所定値Ｙを決めておくことにより、基本波成分に対する高調波成分の比率が所定値以上となった場合に泡噛みを判定させることができるものとなる。
【００５０】
いずれにしても基本波成分に対する比率が判定の対象となることから、電気量検知手段１７の構成要素の電流トランス６０や抵抗６１の特性ばらつきなどに対しては、影響を受けにくいものとなり、信頼性の高い泡噛み判定がなされるポンプ装置として実現がなされるものとなるという効果があるが、基本波成分に対する比率をとらなくとも、高調波成分だけからの判定で十分な信頼性が可能となる場合には、たとえばＡ３が所定値よりも大きいか否かで、泡噛みの有無を判定するようにすることもできる。
【００５１】
もちろん使用するマイクロコンピュータの能力に余裕がある場合などには、Ａ１、Ａ３、もしくはＲ３の開平計算などを行ってもかまわない。
【００５２】
また、本実施の形態においては、高調波として３次のみとしているが、これは当該部分に流れる電流波形には３次高調波成分が他の次数の高調波に対して大きく、泡噛みが発生した時の変化としても大きいものが観測されたことによるものであるが、設計によっては３次高調波以外の他の次数の変化で泡噛みを判定するもの、また複数の次数の高調波成分を合成した値、たとえば各次数の成分の自乗を足し合わせたものなどを用いてもよいが、その場合には、サンプリングの数を増やす、サンプリングの時間的間隔を短くするなどの構成が必要となってくる傾向があり、その上で、たとえば５次高調波相当となるＲ５、７次高調波相当となるＲ７をＲ３と足し合わせるなどの計算を行わせるというようなフローチャートが必要となってくるものとなる。
【００５３】
図４は、周波数判定ルーチン７０の内容を若干詳細に示したフローチャートである。図４において、本ルーチンの開始８５から、Ｖｚ立ち上がり待ち８６に入り、Ｖｚ信号の立ち上がりで、１８．３ｍｓ待ち８７に移り、１８．３ｍｓ後に、Ｖｚ＝Ｈｉｇｈ？８８に入り、ハイである場合には６０ヘルツであるという判定がなされ、ローである場合には５０ヘルツであるという判定がなされるものとなる。
【００５４】
上記した部分は、電源周波数判定手段８９の構成となるものであり、Ｖｚ信号の立ち上がりタイミングから１８．３ｍｓ経過した時点でのＶｚ信号の状態を再確認して、周波数を判定するものとなっているが、特にこのような構成で電源周波数判定手段８９を構成しなければならないというものではなく、他にさまざまな構成を用いることができるものとなり、また電源周波数の判定結果にノイズなどによる影響を排除する目的から、複数回の判断を実施した後、最終判定を行うというような構成も、よく用いられるものであり、誤動作の防止を行う上で、非常に有効なものとなる。
【００５５】
６０ヘルツの場合には、９０にてＹ←０．０１４の代入、さらに９１にてＴｓ←１．３９ｍｓの代入がなされるものとなる。
【００５６】
一方５０ヘルツの場合には、９３にてＹ←０．０１０の代入が、９４にてはＴｓ←１．６７ｍｓの代入がなされるものとなっている。
【００５７】
ここで、Ｔｓはサンプリングの時間的間隔であって、交流電源１０の周期の１２分の１となる値をＴｓとして設定しているものとなっており、Ｙに関しては、泡噛みが発生した時に増加する高調波電流成分の増大が十分に検知できるだけの閾値としてＹの値の設定をそれぞれの周波数に応じて行っている。
【００５８】
本実施の形態においては、Ｘに関しては５０ヘルツであっても６０ヘルツであっても同じ値を設定するものとなっているため、Ｘ設定９５については１つにまとめた状態でフローチャートを構成している。
【００５９】
ただし、特に電流の大きさが５０ヘルツと６０ヘルツでかなり異なる場合には、Ｘの値をそれぞれで異なった値にしてもよく、フローチャートの合流前に移せば実現できるものとなる。
【００６０】
リターン９６にて、周波数判定ルーチン７０が完結してメインルーチンに戻るものとなる。
【００６１】
このようにして、本実施の形態のポンプ装置では、交流電源１０の周波数を検知する電源周波数検知手段８９を有し、５０ヘルツと６０ヘルツという２つの交流電源周波数に対応して、それぞれＹの値を設定することにより、泡噛み判定のしきい値を変化させるものとなっているため、日本国内の５０ヘルツと６０ヘルツの混在している条件においても、いずれの周波数においても正しい泡噛み判定がなされるポンプ装置が実現できるものとなる。
【００６２】
図５は、本実施の形態のポンプ装置における電気量検知手段１７の出力電圧Ｖａ波形、すなわち巻線３１は進相コンデンサ１２の直列回路に流れる電流に相当する波形を示したものであり、それぞれ（ア）は６０ヘルツで泡噛み無しの運転中、（イ）は６０ヘルツで泡噛み有りの運転中、（ウ）は５０ヘルツで泡噛み無しの運転中、（エ）は５０ヘルツで泡噛み有りの運転中のものである。
【００６３】
なお、各図の振幅の大きさを示す数値に関しては、Ｖａ値そのものではなく、電気量検知手段１７の入力電流値で示している。
【００６４】
図５に見られるように、５０ヘルツと６０ヘルツという電源周波数の条件の違いにより、電流値、電流波形には差があるが、どちらの周波数の場合においても、電流波形の歪の大きさは泡噛みの有る場合の方が、泡噛みが無い場合に比べて大きくなるものであり、特に基本波成分に対する３次高調波の比率を計算し、かつ電源周波数毎に閾値が適切に設定される本実施の形態の構成を用いることにより、泡噛みの有無を十分な信頼性で判定することができるものとなる。
【００６５】
（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態におけるポンプ装置の回路図である。図６においては、電気量検知手段１７が接続され、検知の対象となる電流として、誘導電動機１１の巻線３０としているが、その他の部分の構成に関しては、第１の実施の形態となんら変わるところがなく、全くの同等の構成要素を用いたものとなっている。
【００６６】
したがって、本実施の形態では、電気量検知手段１７が検知する電気量が、誘導電動機１１の内の進相コンデンサ１２を接続しない方の巻線３０に流れる電流となっている。
【００６７】
図７は、本実施の形態において、電気量検知手段１７の出力電圧Ｖｂの波形であり、一般にコンデンサモータ、あるいはコンデンサランモータと呼ばれる誘導電動機１１の主巻線、もしくはメイン巻線として動作する巻線３０への供給電流に相当する波形となっている。
【００６８】
図７において、（ア）は泡噛みが無い状態にて、（イ）は泡噛みが有る状態においてのものであるが、これらは交流電源１０の周波数としては、６０ヘルツのものとしている。
【００６９】
各図の振幅の大きさを示す数値に関しては、Ｖｂ値そのものではなく、電気量検知手段１７の入力電流値で示している。
【００７０】
本実施の形態においても、泡噛みが有る場合の方が電気量検知手段１７の出力電圧に含まれる高調波成分が大きいという傾向があるので、第１の実施の形態と同様にして、泡噛みの有無の判定ができるものとなる。
【００７１】
（実施の形態３）
図８は、本発明の第３の実施の形態におけるポンプ装置の回路図である。図８おいては、電気量検知手段１７が接続され、検知の対象となる電流として、交流電源から誘導電動機１１への供給部分としているが、その他の部分の構成に関しては、第１の実施の形態となんら変わるところがなく、全くの同等の構成要素を用いたものとなっている。
【００７２】
したがって、本実施の形態では、電気量検知手段１７が検知する電気量は、交流電源１０から誘導電動機１１に供給される電流となっている。
【００７３】
図９は、本実施の形態において、電気量検知手段１７の出力電圧Ｖｃの波形であり、誘導電動機１１の供給電流を合計した電流波形に対応するものとなっている。図９において、（ア）は泡噛みが無い状態にて、（イ）は泡噛みが有る状態においてのものであるが、これらは交流電源１０の周波数としては、６０ヘルツのものとしている。
【００７４】
なお、各図の振幅の大きさを示す数値に関しては、Ｖｃ値そのものではなく、電気量検知手段１７の入力電流値で示している。
【００７５】
本実施の形態においても、泡噛みが有る場合の方が電気量検知手段１７の出力電圧に含まれる高調波成分が大きいという傾向があるので、やはり第１の実施の形態と同様にして、泡噛みの有無の判定ができるものとなる。
【００７６】
本実施の形態においては、電気量検知手段１７に入力される電流の大きさは、第１の実施の形態、第２の実施の形態と比較すると、大きいものなることから、電流トランス６０の仕様が多少大きなものが必要となる傾向はあるが、誘導電動機に供給される総合電流となることから、泡噛みの有無以外の誘導電動機１１の状態、たとえば発熱の状況を把握するなどの検知、あるいは他の制御に用いることができる範囲として拡大がなされるものとなる。
【００７７】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の第４の実施の形態におけるポンプ装置の回路図である。本実施の形態においては、誘導電動機１１の巻線３０、３１の内の、進相コンデンサ１２を直列接続した方の巻線３１に対して、進相コンデンサ１２と巻線３１の接続点に接続され、その電位を検知する電気量検知手段１００が設けられている。
【００７８】
電気量検知手段１００の構成としては、抵抗１０１、１０２、１０３、１０４、ダイオード１０５、１０６、およびコンデンサ１０７を備えており、誘導電動機１１を駆動中の進相コンデンサ１２の端子間の電圧に相当する電圧を、３個の抵抗１０１、１０２、１０３により、センター値を直流電源２０の電圧の１／２に相当するほぼ２．５Ｖとし、かつ分圧を施し、直流電源２０の電圧範囲をオーバーしないように、ダイオード１０５、１０６による保護と、不要な高次高調波やノイズの除去を行う抵抗１０４、コンデンサ１０６のフィルタ作用を加えた上で、アナログの出力電圧Ｖｄとして、マイクロコンピュータによって構成した泡噛み判定手段１８に印加させるものである。
【００７９】
その他の部分の構成に関しては、第１の実施の形態と全く同等のものとなっている。
【００８０】
図１１は、本実施の形態のポンプ駆動装置が、交流電源１０が１００Ｖ６０Ｈｚで動作している状態における、動作波形を示したものであり、（ア）は泡噛みが無い状態、（イ）は泡噛みが有る状態でのＶｄ波形が示されている。
【００８１】
ただし、各図の振幅の大きさを示す数値に関しては、Ｖｄ値そのものではなく、電気量検知手段１７の入力電圧値で示している。
【００８２】
進相コンデンサ１２に流れる電流は、第１の実施の形態の述べた波形となるため、進相コンデンサ１２の端子間電圧は、それが積分されたものとなり、泡噛みが有る場合には、進相コンデンサ１２の電圧波形にも３次高調波成分が含まれたものとなるため、Ｖｄをマイクロコンピュータによって実現された泡噛み判定手段１８で、高調波成分の１つである３次高調波成分を検知することにより、所定値以上の３次高調波成分が含まれた時点で、泡噛みと判定結果を出すことができるものとなる。
【００８３】
本実施の形態においては、第１の実施の形態において用いている電流トランスが不要であって、代わりに比較的低コストの抵抗１０１、１０２、１０３で電圧検知を行うものとなることから、電気量検知手段１００は低コストのものとすることができるという効果がある。
【００８４】
ただし、進相コンデンサ１２の端子電圧に対しては、高い周波数成分になるほど低くなる傾向があることから、高調波成分の含有率という面では小さくなる傾向があり、泡噛みが発生した場合に、高調波電流成分の増加がかなり多くなる設計となった場合に有効となる。
【００８５】
以上、第１から第３の実施の形態に示したポンプ装置は、高調波成分を検知して泡噛みの判定を行うことにより、回転センサなしという低コストの構成でありながら、泡噛みの判定が行えるものとなる。
【００８６】
なお、実施の形態によっては、５０Ｈｚの場合については述べていないものもあったが、第１の実施の形態と同様、周波数判定手段８９を設けることによって、複数の電源周波数条件下で、それぞれ正常な泡噛み判定が行われるものとなるものである。
【００８７】
（実施の形態５）
図１２は、本発明の第５の実施の形態における食器洗い機の断面図である。図１２において、誘導電動機１１、進相コンデンサ１２、トライアック１３、電気量検知手段１７、泡噛み判定手段１８は、第１の実施の形態で述べたものをそのまま用いたものポンプ装置１１０が構成されているものであり、進相コンデンサ１２が接続された巻線３１の電流に含まれる高調波成分によって、泡噛み判定を行うものとなっている。
【００８８】
トライアック１３は、図１などでも示されているように、マイクロコンピュータを用いた泡噛み判定手段１８が出力するＱ信号がハイであればオンとされ、ローであればオフとされるものとなっている。
【００８９】
水道に接続された給水管１１２と給水弁１１３は、給水手段１１４を構成しており、給水弁１１３についても泡噛み判定手段１８に用いられているマイクロコンピュータにより開／閉の制御が可能なものとなっている。
【００９０】
食器洗い機の動作としては、食器に洗剤の入った水（洗浄水）をポンプ装置１１０によって循環させて洗いを行う行程と、同様に真水を循環させるすすぎ行程などがあるが、それぞれ循環が所定時間終了した段階で、機内の水あるいは洗浄水をポンプ装置１１０が機外に排水する排水する行程が存在する。
【００９１】
図１３は、洗い行程の動作波形図を示しているものであり、（ア）は給水手段１１４の給水弁１１３に送られる信号であり、ハイであれば給水がなされるものとなっている。
【００９２】
（イ）は泡噛み検知手段１８の出力信号で、ハイであれば泡噛みと判定されている状態にある。
【００９３】
（ウ）はトライアック１３へのオンオフ信号Ｑであって、ハイであれば、誘導電動機１１が駆動される状態となる。
【００９４】
食器を洗浄している洗い行程の期間においては、本実施の形態の食器洗い機は、ｔ１に給水手段１１４が給水状態となり、機内にとりあえず最小限の水を導いた時点ｔ２で、一旦給水手段１１４は給水を停止した状態となり、同時にＱが立ち上がってポンプ装置１１０を運転する。
【００９５】
ｔ３において、ポンプ装置１１０は泡噛み判定し、これを受けてｔ４において給水弁１１３が開かれ、ｔ４から５秒後のｔ５まで給水手段１１４が給水動作を行う。
【００９６】
なお、本実施の形態においては、Ｑ信号はハイを継続していることから、誘導電動機１１は駆動し続けている状態となり、泡噛みが無くなるまではハイ信号が続くものとなる。
【００９７】
このような動作により、機内の水位が上昇し、泡噛みの発生は抑えられるものとなる。
【００９８】
以降においても、泡噛み判定手段１８が泡噛みが有ることを検知すると、都度給水動作を行うものとなっている。
【００９９】
よって、本実施の形態においては、泡噛みが無い場合には、そのままの水位で運転が継続されることから、ポンプ装置１１０の運転に必要かつ十分な水量での運転が可能となり、無駄な水の消費を極力抑えることができるものとなる。
【０１００】
図１４は、排水時の動作波形図を示しているものであり、（ア）、（イ）、（ウ）は、それぞれ図１３と同じ部分の動作波形図を示している。
【０１０１】
排水時においては、ｔ６時点でＱをハイとすることにより、排水動作が開始されるが、ポンプ装置１１０を働かせている最中に、泡噛みの判定があったｔ７時点で、Ｑをローとして、誘導電動機１１を一旦停止しポンプ装置１１０は動作を停止する。
【０１０２】
これは、泡噛みが一旦発生してしまった場合には、そのままポンプ装置の運転を継続しても、排水の機能が極端に損なわれるものとなり、これを避けるための動作となる。
【０１０３】
これにより、泡噛みしていた空気が水面まで戻り、ポンプ装置１１０は自然に泡噛みの無い状態に戻るものである。
【０１０４】
そして、その５秒後のｔ８において、Ｑをハイとし、再度トライアック１３がオンされて再び排水動作が継続されるものとなり、このような動作をさせることにより、排水後に機内に残る水量（残水量）を極力少なく抑えることができるものとなる。
【０１０５】
よって、汚れや洗剤などを含んだ洗浄水の残水量が抑えられることによる、すすぎの性能向上、すすぎ回数の削減による時間短縮などが可能となるものとなり、またすべての行程が終了した時点での残水量も最小限に抑えられるものとなることから、腐敗などによる次回の動作への悪影響なども最小限に抑えることができるものとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上のように、本発明にかかるポンプ装置は、誘導電動機と、泡噛みした時に増加する高調波成分を含む信号を受ける電気量検知手段を設けることにより、低コストの誘導電動機を使用した上で、回転センサが不要であり、泡噛みが適切に検知できる低コストのポンプ装置、およびこれを用いた無駄な水の使用を抑え、排水時の残水量も抑えた食器洗い機を実現できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるポンプ装置の回路図
【図２】（ア）同ポンプ装置の交流電源の電圧波形図（イ）同零ボルト信号発生カイロの出力電圧波形図（ウ）同電気量検知手段の出力電圧波形図
【図３】同ポンプ装置の泡噛み判定手段に用いられるマイクロコンピュータのメインフローチャート
【図４】同ポンプ装置のマイクロコンピュータの周波数判定ルーチンのフローチャート
【図５】（ア）〜（エ）同ポンプ装置の電気量検知手段の出力電圧波形図
【図６】本発明の実施の形態２におけるポンプ装置の回路図
【図７】（ア）（イ）同ポンプ装置の電気量検知手段の出力電圧波形図
【図８】本発明の実施の形態３におけるポンプ装置の回路図
【図９】（ア）（イ）同ポンプ装置の電気量検知手段の出力電圧波形図
【図１０】本発明の実施の形態４におけるポンプ装置の回路図
【図１１】（ア）（イ）同ポンプ装置のポンプ駆動装置の動作波形図
【図１２】本発明の実施の形態５における食器洗い機の断面図
【図１３】（ア）〜（ウ）同食器洗い機の洗い行程での動作波形図
【図１４】（ア）〜（ウ）同食器洗い機の排水時の動作波形図
【図１５】従来の食器洗い機の断面図
【図１６】同食器洗い機の動作波形図
【符号の説明】
【０１０８】
１０  交流電源
１１  誘導電動機
１２  進相コンデンサ
１７  電気量検知手段
１８  泡噛み判定手段
３０、３１  巻線
８９  電源周波数検知手段
１１０  ポンプ装置
１１４  給水手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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