(57)【要約】【課題】本発明は、電源電圧（商用電源）の変動による粉砕性能や、振動、騒音値のばらつきをなくす粉砕装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の粉砕装置は、モーター駆動用電源１４の電圧を電圧検知手段１５により検知し、制御回路１６によって駆動回路１３のスイッチングのデューティー比を変化させてモーター６の出力トルクを調整することでモーター６の出力トルクを一定にし、粉砕性能や、振動、騒音値のばらつきがないようにする。【選択図】図１
2005103513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理物が投入口から導入されると、モーターによってランナーが駆動され、該ランナーに装着された回転刃と粉砕室内の固定刃とで前記処理物を粉砕する粉砕装置であって、前記モーターを駆動する電源の電圧を検知する電圧検知手段と、前記モーターへの通電のスイッチングを行う駆動回路と、該駆動回路に所定のデューティー比でスイッチングするように命令する制御手段とが設けられ、前記モーターを駆動したとき、前記制御手段が、前記デューティー比を前記電圧検知手段により得られた電圧値に対応して複数段に変化させることを特徴とする粉砕装置。
【請求項２】
前記電源の電圧が所定の電圧値Ｖ1で、このときの前記駆動回路のデューティー比をＤとしたとき、前記電圧検知手段が電圧値Ｖ2を検知すると、前記制御手段が前記デューティー比をＶ1／Ｖ2×Ｄに変化させることを特徴とする請求項１記載の粉砕装置。
【請求項３】
前記電圧値Ｖ1が所定の範囲外の場合、前記制御手段が前記デューティー比を０に設定することを特徴とする請求項１または２記載の粉砕装置。
【請求項４】
処理物が投入口から導入されると、モーターによってランナーが駆動され、該ランナーに装着された回転刃と粉砕室内の固定刃とで前記処理物を粉砕する粉砕装置であって、前記モーターを駆動する電源の電圧を検知する電圧検知手段と、前記モーターへの通電のスイッチングを行う駆動回路と、前記駆動回路に所定のデューティー比でスイッチングするように命令する制御手段と、該制御手段に対して粉砕パターンをモード設定できる粉砕パターン選択スイッチとが設けられ、前記モーターを駆動したとき、前記制御手段が、前記デューティー比を前記選択スイッチにより選択された粉砕パターンに対応して複数段に変化させることを特徴とする粉砕装置。
【請求項５】
処理物が投入口から導入されると、モーターによってランナーが駆動され、該ランナーに装着された回転刃と粉砕室内の固定刃とで前記処理物を粉砕する粉砕装置であって、前記モーターを駆動する電源の電圧を検知する電圧検知手段と、前記モーターへの通電のスイッチングを行う駆動回路と、該駆動回路に所定のデューティー比でスイッチングするように命令する制御手段と、前記電源と前記電圧検知手段の間に設置されて過負荷になったときに動作する過負荷保護装置と、利用者に過負荷を報知する告知手段とが設けられ、前記電圧検知手段が動作すると、前記制御手段が前記告知手段を動作させることを特徴とする粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厨芥や発泡トレー、ペットボトル等を粉砕する粉砕装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への関心が着実に高まっている。これを反映し、従来食物の屑である厨芥や発泡トレー、ペットボトル等の処理等は行政依存の傾向が強かったが、負荷を分散して廃棄者側で負担する方向に進んでいるといえる。以下、この厨芥や発泡トレー、ペットボトル等を粉砕する粉砕装置について説明する。図７は従来の粉砕装置の内部構造を透視して示す斜視図である。
【０００３】
図７において、１は厨芥や水等を投入するための投入口、２は投入口１の直下に設けられ粉砕室壁となる中空構造体、３は底板、４は中空構造体２の下部に設けられた粉砕物流入室である。底板３は中空構造体２内で粉砕部と粉砕物流入室４とを仕切るためのものである。
【０００４】
５は中空構造体２の中心位置に垂直に設置されて高速回転する回転軸、６は装置下部に設けられ動力源となるモーターである。７は粉砕物流入室４から外部に向けて取り付けられた粉砕物を排出する排出管、８は中空構造体２内側面に取り付けられた固定刃、９はシンク、１０は水栓である。１１は回転軸５を中心に中空構造体２の内側面にまで伸ばされた回転刃で、固定刃８と対になって粉砕物を粉砕する。１２は回転軸５に取り付けられ回転刃１１を取り付けるランナーである。
【０００５】
このような従来の粉砕装置の動作について説明する。図７において、厨芥を粉砕する際水栓１０より水を流し、投入口１より厨芥と水等を中空構造体２内に導入する。その後モーター６を起動し、回転軸５を高速で回転させることによりランナー１２および回転刃１１が高速回転し、中空構造体２内に投入されていた厨芥は回転刃１１から受ける衝撃や、固定刃８と回転刃１１との間での切削により粉砕される。粉砕された厨芥物は粉砕物流入室４に流れ込んでいき、排出管７から排出される。
【特許文献１】特開２０００−３４２９８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１４４９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の粉砕装置は、電源電圧（商用電源）の変動に対応したモーター印加電圧の制御が行われておらず、粉砕性能や、振動、騒音値にばらつきが発生した。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする問題点は、電源電圧（商用電源）が変動しても、安定した粉砕性能を提供し、振動、騒音値にむらがない粉砕装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために本発明は、処理物が投入口から導入されると、モーターによってランナーが駆動され、該ランナーに装着された回転刃と粉砕室内の固定刃とで処理物を粉砕する粉砕装置であって、モーターを駆動する電源の電圧を検知する電圧検知手段と、モーターへの通電のスイッチングを行う駆動回路と、該駆動回路に所定のデューティー比でスイッチングするように命令する制御手段とが設けられ、前記モーターを駆動したとき、前記制御手段が、前記デューティー比を前記電圧検知手段により得られた電圧値に対
応して複数段に変化させることを主要な特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の粉砕装置によれば、電源電圧（商用電源）の変動に対応してモーターのトルク制御を行うことができ、電源電圧の変動による粉砕性能や、振動、騒音値のバラツキをなくすことができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の請求項１は、処理物が投入口から導入されると、モーターによってランナーが駆動され、該ランナーに装着された回転刃と粉砕室内の固定刃とで処理物を粉砕する粉砕装置であって、モーターを駆動する電源の電圧を検知する電圧検知手段と、モーターへの通電のスイッチングを行う駆動回路と、該駆動回路に所定のデューティー比でスイッチングするように命令する制御手段とが設けられ、モーターを駆動したとき、制御手段が、デューティー比を電圧検知手段により得られた電圧値に対応して複数段に変化させる粉砕装置であり、電源電圧の変動による粉砕性能や、振動、騒音値のバラツキをなくすという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項２は、請求項１において、電源の電圧が所定の電圧値Ｖ1で、このときの駆動回路のデューティー比をＤとしたとき、電圧検知手段が電圧値Ｖ2を検知すると、制御手段がデューティー比をＶ1／Ｖ2×Ｄに変化させる粉砕装置であり、電源電圧の変動による粉砕性能や、振動、騒音値のバラツキをなくすという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項３は、請求項１または請求項２において、電圧値Ｖ1が所定の範囲外の場合、制御手段がデューティー比を０に設定する粉砕装置であり、電源電圧の変動に対して機器の安全と粉砕性能を確保するという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項４は、処理物が投入口から導入されると、モーターによってランナーが駆動され、該ランナーに装着された回転刃と粉砕室内の固定刃とで処理物を粉砕する粉砕装置であって、モーターを駆動する電源の電圧を検知する電圧検知手段と、モーターへの通電のスイッチングを行う駆動回路と、駆動回路に所定のデューティー比でスイッチングするように命令する制御手段と、該制御手段に対して粉砕パターンをモード設定できる粉砕パターン選択スイッチとが設けられ、モーターを駆動したとき、制御手段が、デューティー比を選択スイッチにより選択された粉砕パターンに対応して複数段に変化させる粉砕装置であり、電源電圧の変動によらず、好みの粉砕パターンを実現できるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項５は、処理物が投入口から導入されると、モーターによってランナーが駆動され、該ランナーに装着された回転刃と粉砕室内の固定刃とで処理物を粉砕する粉砕装置であって、モーターを駆動する電源の電圧を検知する電圧検知手段と、モーターへの通電のスイッチングを行う駆動回路と、該駆動回路に所定のデューティー比でスイッチングするように命令する制御手段と、電源と電圧検知手段の間に設置されて過負荷になったときに動作する過負荷保護装置と、利用者に過負荷を報知する告知手段とが設けられ、電圧検知手段が動作すると、制御手段が告知手段を動作させる粉砕装置であり、過負荷保護装置動作時の非通電状態を利用者に早期に知らせるという作用を有する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図１から図７を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について説明する。図１は本発明の実施の形態１における粉砕装置の制御回路を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１におけるモーター駆動用電源の電圧に対するモーター駆動回路のデューティー比とモーターに印加される平均電圧との関係を表すグラフ、図３は本発明の実施の形態１におけるモーター駆動電源電圧別のモーターの出力トルク−回転数特性を示すグラフである。
【００１７】
実施の形態１の粉砕装置は、上述した図７に示した粉砕装置と同一の構成を有している。このため、図７を参照するとともに、共通の符号は共通の内容を示すから、詳細な説明は従来の粉砕装置の説明に譲って省略する。
【００１８】
図１において、１３は後述するモーター駆動用電源１４の電圧をスイッチングによりＯＮ、ＯＦＦし、モーター６に通電する駆動回路であり、トランジスタやＦＥＴ、トライアックなどから構成される。１４はモーター駆動用電源であり、通常は交流をダイオードにて直流に変換したものである。１５は電圧検知手段であり、簡単にはモーター駆動用電源１４の電圧を抵抗によって分圧して低圧化する。１６は電圧検知手段１５により検出された電圧値を基に、駆動回路１３のスイッチングのタイミングを決定、命令する制御回路（本発明の制御手段）である。制御回路１６はマイコンやＤＣブラシレスモーター専用コントロールＩＣ等で構成し、電圧検知手段１５の検出した電圧値を直接入力して実行するのがよい。
【００１９】
このような回路構成をもつ粉砕装置の制御について、以下、図１を用いて説明する。電圧検知手段１５により検知したモーター駆動用電源１４の電圧が所定の電圧値Ｖ1であったとき、制御回路１６が駆動回路１３に対してスイッチングデューティー比（以下、デューティー比）Ｄ％でスイッチングをするように命令をする。するとモーターに印加される平均電圧値は、Ｖ1×Ｄ／１００となる。つまりモーター６は、平均電圧値がＶ1×（Ｄ／１００）で駆動されるモーターと同様のトルク特性となる。
【００２０】
ここで、商用電源やモーター駆動用電源に変動があり、電圧検知手段１５により検出される電圧値がＶ1からＶ2へと変化した場合、制御回路１６は、駆動回路１３に対してデューティー比を（Ｖ1／Ｖ2）×Ｄ％でスイッチングするように命令をする。するとモーター６に加わる平均電圧は、Ｖ2×（（Ｖ1／Ｖ2）×Ｄ／１００）＝Ｖ1×（Ｄ／１００）となり、やはり平均電圧値がＶ1×（Ｄ／１００）で駆動されるモーターと同様のトルク特性となる。
【００２１】
このときの、電圧検知手段１５により検出される電圧値に対するデューティー比とモーターに印加される平均電圧値との関係を示したのが図２であり、ここでは所定の電圧値Ｖ1に対してデューティー比８０％としている。図２において、１９はデューティー比の変化を示す曲線、２０は平均電圧値を示す曲線である。所定の電圧値Ｖ1が１００Ｖであったとすると、検出電圧値が８０Ｖの場合のデューティー比は、（１００／８０）×８０＝１００％となり、また検出電圧が１２０Ｖの場合は（１００／１２０）×８０＝６７％となる。
【００２２】
つまり、上記デューティー比で駆動回路１３をスイッチングさせれば、モーター駆動用電源１４の検出電圧が８０Ｖ、１００Ｖ、１２０Ｖのいずれにおいてもモーター６に印加される平均電圧が８０Ｖでモーター６が駆動されることになり、常に同じトルク特性となるモーターにすることができる。逆に電圧変動によるデューティー比制御を行わなかった場合は、図３に示すように、モーター６の無負荷回転数や起動トルクは電圧に比例して変化する。図３において、１８はトルクを示す曲線である。
【００２３】
ここで中空構造体２内に処理物が投入され、粉砕を行う場合を考えると、例えばモータ
ー６に印加される平均電圧が８０Ｖを基準として粉砕装置を設計した場合、上記方法にて駆動回路１３のデューティー比を制御すれば、モーター駆動用電源１４の電圧が８０Ｖから１２０Ｖまで変化しても粉砕時の振動、騒音や粉砕にかかる時間は常に一定の性能を示すことができる。
【００２４】
これに対し、モーター駆動用電源１４の電圧値により駆動回路１３のデューティー比を制御しない場合は、モーターに印加される平均電圧が例えば１００Ｖを基準として粉砕装置を設計した場合、モーター駆動用電源１４の電圧が１００Ｖであれば振動、騒音、及び粉砕時間において所定の性能が出せるが、モーター駆動用電源１４の電圧が８０Ｖになってしまうと、モーター６の出力トルクが足りず、粉砕の時間が余分にかかってしまう。また無負荷時の回転数も足りないことから、比較的高回転で粉砕するもの（軽いものや弾性のあるもの、例えば魚のかわや、軟骨など）は粉砕できずに残ってしまう。そして、逆にモーター駆動用電源１４の電圧が１２０Ｖになってしまえばモーター６の出力トルクが今度は大きすぎて粉砕時の衝撃が大きくなり、ひいては振動、騒音が大きくなる。
【００２５】
以上の説明においては、モーター駆動用電源１４の電圧が８０Ｖ、１００Ｖ、１２０Ｖの３種類についてのみ説明したが、好ましくは電圧の変動に対して逐次デューティー比を変化させるのがよい。このほか、電圧の範囲を複数に分割し、電圧変動に対して数種類のデューティー比で対応してもよい。電圧の範囲についても、８０Ｖから１２０Ｖに限定されるものではなく、設計に応じた任意の電圧の範囲を設ければよい。さらに所定の電圧値Ｖ1は入力が想定される電圧の範囲の中央の値をとるとよい。
【００２６】
また、モーター駆動用電源１４の電圧値が所定の電圧の範囲外である場合は速やかにこれを電圧検知手段１５により検出し、駆動回路１３のデューティー比を０％、つまり出力をカットすることで不安全項目の回避や、粉砕性能の安定化を図ることができる。好ましくはデューティー比が８０％から１００％となる電圧範囲で制御を行うと、安全面と粉砕の性能面の両方を満足することができる。
【００２７】
実施の形態１によれば、モーター駆動用電源１４の電圧値を抵抗により分圧して直接マイコンのアナログポートに読み込んで駆動回路１３をスイッチング制御したり、もしくはＤＣブラシレスモーター専用コントロールＩＣの比較電圧ポートに電圧値を入力することで、簡単に粉砕装置のトルクを示す曲線１８を制御でき、粉砕を最適化できる。
【００２８】
なお、以上の説明では粉砕装置においては厨芥を処理物としているが、実施の形態１は例えば発泡トレーやペットボトルなど、厨芥以外を処理物とする粉砕にも適用することができる。この場合、発泡トレーやペットボトル用に回転刃１１や回転刃１１の先端部材を変えて粉砕する。そして、モーター駆動用電源１４の電圧値を検知することで、簡単に粉砕装置のトルクを示す曲線１８を制御でき、粉砕を最適化できる。
【００２９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について説明する。図４は本発明の実施の形態２における粉砕装置の制御回路を示すブロック図、図５は本発明の実施の形態２における粉砕パターン別のモーター出力トルク−回転数の関係を表すグラフである。
【００３０】
実施の形態２の粉砕装置は、上述した図７に示した粉砕装置と同一の構成を有し、実施の形態１と同様の回路構成を有している。このため、図７を参照するとともに、共通の符号は共通の内容を示すから、詳細な説明は従来の粉砕装置の説明と実施の形態１に譲って省略する。
【００３１】
図４において、１３は駆動回路、１４はモーター駆動用電源、１６は制御回路、１７は
粉砕パターンを利用者が選択する選択スイッチである。制御回路１６は選択スイッチ１７により選択された粉砕モードに応じて、駆動回路１３のスイッチングのタイミングを判断、命令する。
【００３２】
このような回路構成をもつ粉砕装置の制御について、以下、図４，５を用いて説明する。図４において、選択スイッチ１７は粉砕パターンを利用者が選択する選択スイッチであり、選択スイッチ１７により粉砕パターンを選択することができる。ここで、粉砕パターンは粉砕の強度、すなわち粉砕時のモーター６の出力トルクをモード選択するものである。制御回路１６は、選択スイッチ１７によって選択されたモーター６の出力トルクに対応したデューティー比でスイッチングするように駆動回路１３に命令する。このとき選択されたモーターの出力トルクが大きいモードの場合、すなわち強モードにおいては、モーター６に印加される平均電圧を上げるためにデューティー比を大きく設定して駆動回路１３をスイッチングさせる。逆に、選択されたモーターの出力トルクが小さいモードの場合、すなわち弱モードにおいては、制御回路１６はモーター６に印加される平均電圧を下げるためにデューティー比を小さく設定して駆動回路１３をスイッチングさせる。
【００３３】
図５は粉砕パターン別のトルクを示す曲線１８と回転数の関係を示すものであり、選択された粉砕パターンが強モードであった場合、モーター６の出力トルク、無負荷回転数ともに大きくなり、選択された粉砕パターンが弱モードであった場合、モーター６の出力トルク、無負荷回転数ともに小さくなる。
【００３４】
モーター６にかかる平均電圧値が大きい場合には、粉砕時のトルクを示す曲線１８は大きくなり、粉砕は短時間で終了させることができるが、やや振動、騒音値も高くなる。モーター６にかかる平均電圧値が小さい場合は、粉砕時のトルクを示す曲線１８は小さくなり、粉砕時間はやや長くなるが、振動、騒音値は小さくすることができる。従って、粉砕物の質や量に合わせて利用者が好みの粉砕パターンを選択できる。好ましくは、モーター６の回転数が１８００ｒｐｍ〜２２００ｒｐｍの範囲において、トルクを示す曲線１８が４０００ｇｆ・ｃｍ〜９０００ｇｆ・ｃｍとなるように複数段にデューティー比を設定できるようにモード設定しておくと、振動を発生するような破砕物（硬いものや重量のあるもの、例えば骨や柑橘類や根菜類など）を低振動で粉砕したり、比較的高回転で粉砕するもの（軽いものや弾性のあるもの、例えば魚のかわや、軟骨など）を短時間に粉砕することができる。
【００３５】
実施の形態２の粉砕装置も、発泡トレーやペットボトルなど、厨芥以外を処理物とする粉砕にも適用することができる。
【００３６】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について説明する。図６は本発明の実施の形態３における粉砕装置の制御回路を示すブロック図である。
【００３７】
実施の形態３の粉砕装置は、上述した図７に示した粉砕装置と同一の構成を有し、実施の形態１と同様の回路構成を有している。このため、図７を参照するとともに、共通の符号は共通の内容を示すから、詳細な説明は従来の粉砕装置の説明と実施の形態１に譲って省略する。
【００３８】
図６において、１３は駆動回路、１４はモーター駆動用電源、１５は電圧検知手段、１６は制御回路である。２１は電流や熱により接点が入切されるバイメタル式等の過負荷保護装置である。２２は過負荷保護装置２１が動作していることを聴覚や視覚を使って知らせる告知手段である。
【００３９】
このような回路構成を持つ粉砕装置の制御について、以下、図６を用いて説明する。図６において、モーター６のロックなどによりモーター６に過電流が流れた場合、過負荷保護装置２１が作動する。過負荷保護装置２１は、過電流によって熱せられたバイメタル等によって接点が切れる。これにより、モーター駆動用電源１４の出力は過負荷保護装置２１により遮断され、電圧検知手段１５は駆動回路１３に対してモーター駆動用電源１４から電圧供給されていないことを検出する。すなわち、電圧が０Ｖであることを電圧検知手段１５が検出する。過負荷保護装置２１が作動していることを検知すると、制御回路１６は告知手段２２によりこれを利用者に告知する。告知手段２２は例えばブザーやＬＥＤなど聴覚や視覚により告知する。
【００４０】
以上説明したように、過負荷保護装置２１が作動していることを電圧検知手段１５によって検知することができる。また、電圧検知手段１５は実施の形態１で説明したように駆動回路１３のスイッチングのデューティー比を決定するための電圧検知手段として兼用することもできる。実施の形態３の粉砕装置も、発泡トレーやペットボトルなど、厨芥以外を処理物とする粉砕にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、厨芥や発泡トレー、ペットボトルなどの粉砕を最適化できる粉砕装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１における粉砕装置の制御回路を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるモーター駆動用電源の電圧に対するモーター駆動回路のデューティー比とモーターに印加される平均電圧との関係を表すグラフ
【図３】本発明の実施の形態１におけるモーター駆動電源電圧別のモーターの出力トルク−回転数特性を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態２における粉砕装置の制御回路を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２における粉砕パターン別のトルクを示す曲線−回転数の関係を表すグラフ
【図６】本発明の実施の形態３における粉砕装置の制御回路を示すブロック図
【図７】従来の粉砕装置の内部構造を透視して示す斜視図
【符号の説明】
【００４３】
１    投入口
２    中空構造体
３    底板
４    粉砕物流入室
５    回転軸
６    モーター
７    排出管
８    固定刃
９    シンク
１０    水栓
１１    回転刃
１２    ランナー
１３    駆動回路
１４    モーター駆動用電源
１５    電圧検知手段
１６    制御回路
１７    選択スイッチ
１８    トルクを示す曲線
１９    デューティー比の変化を示す曲線
２０    平均電圧値を示す曲線
２１    過負荷保護装置
２２    告知手段
【図１】
2005103513.tif 000003
【図２】
2005103513.tif 000004
【図３】
2005103513.tif 000005
【図４】
2005103513.tif 000006
【図５】
2005103513.tif 000007
【図６】
2005103513.tif 000008
【図７】
2005103513.tif 000009