(57)【要約】【課題】食器を移動することなく、少量の洗浄水で洗浄可能な超音波洗浄方式の食器洗い機を実現する。【解決手段】複数の洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃに食器を分割して収納し、洗浄水移動手段７により洗浄水が導入された洗浄槽から他の洗浄槽へ洗浄水を移動させ、超音波振動子３を動作させて洗浄するようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物および洗浄水を収容する複数の洗浄槽と、前記洗浄槽に洗浄水を導入する供給部と、前記給水部から前記洗浄槽に導入された洗浄水を他の洗浄槽に移す洗浄水移動手段と、前記洗浄槽から洗浄水を排出する排出部と、前記洗浄槽の洗浄水に振動を伝達する超音波振動子と、前記超音波振動子および前記洗浄水移動手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記洗浄水移動手段により洗浄水が導入された洗浄槽から他の洗浄槽へ洗浄水を移動させ、前記超音波振動子を動作させて洗浄するようにした食器洗い機。
【請求項２】
超音波振動子は、複数の洗浄槽の各々に設けられ、制御手段は、洗浄水を貯留した洗浄槽の前記超音波振動子を動作させて洗浄するようにした請求項１記載の食器洗い機。
【請求項３】
洗浄槽は、内底部の位置が高さ方向に異なるように形成し、制御手段は、洗浄水移動手段により内底部の位置の高い洗浄槽から低い洗浄槽へ洗浄水を移動させるようにした請求項１または２に記載の食器洗い機。
【請求項４】
洗浄槽の洗浄順序を入力する設定手段を設け、制御手段は、使用者が前記設定手段で入力した順序で洗浄するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の食器洗い機。
【請求項５】
複数の洗浄槽の各々に被洗浄物の汚れを検知する汚れ検知手段を設け、制御手段は、前記汚れ検知手段によって検知された汚れの量の少ない順に洗浄をおこなうようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の食器洗い機。
【請求項６】
洗浄水から汚れ成分の少なくとも一部を除去する浄化手段を設け、洗浄水移動手段は、前記浄化手段を通して洗浄水を他の洗浄槽へ移動するようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の食器洗い機。
【請求項７】
複数の洗浄槽の各々に濯ぎ水を供給する濯ぎ手段を設け、前記濯ぎ手段は、洗浄水移動手段により洗浄水を他の洗浄槽へ移動させた後の洗浄槽に濯ぎ水を供給するようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載の食器洗い機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食器等の洗浄をおこなう食器洗い機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波洗浄には、主に低周波（２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度）を用いるものと、高周波（数１００ｋＨｚ〜数ＭＨｚ）を用いるものとがあるが、本発明は前者の低周波を用いた技術である。低周波超音波洗浄装置は、一般に、被洗浄物を洗浄液に浸漬する貯水式の洗浄槽と、超音波振動部から構成される。洗浄原理は、キャビテーション（空洞）現象にともなう物理力を利用したものである。すなわち、洗浄水に含まれる微細気泡が超音波振動による低圧が作用された際に大きな気泡に成長し、その気泡が高圧時に収縮して崩壊する際に大きな応力を発揮するという現象を利用したものである。したがって、比較的強固に付着した汚れを剥離する効果が大きいという特長がある。
【０００３】
被洗浄物を超音波洗浄槽に導入する方法には、一つの洗浄槽に全ての被洗浄物を導入するバッチ式と、多量の被洗浄物を順次洗浄槽に導入する連続式とがある。いずれの場合も、被洗浄物を洗浄水に完全に水没させる必要があるため、バッチ式の場合、洗浄槽の容積が必ず被洗浄物の体積よりも多い。その結果、使用する洗浄水量が多くなりがちである。
【０００４】
工業用の場合、この課題を解決するために上記前述の連続式の洗浄をおこなうことが多い。すなわち、ベルトコンベアに載せたり、吊り下げ器具で吊り下げたりした被洗浄物を順次洗浄槽内に導入して所定の時間洗浄槽に浸漬した後に順次取り出す。異なる種類の洗浄水で洗ったり濯ぎを連続しておこなったりする場合は、複数の超音波洗浄槽または超音波振動子を備えない濯ぎ槽を直列につないで順次導入する多槽式超音波洗浄もおこなわれる（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特公平７−１０６３４６号公報
【特許文献２】特開平１１−１９２４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超音波洗浄装置を家庭用食器洗い機に応用しようとした場合、使用水量の多さが大きな問題となる。バッチ式の洗浄槽で一度に全ての食器を超音波洗浄しようとすると、例えば４〜５名分の食器を浸漬するために通常５０Ｌ程度の洗浄水が必要になる。洗浄水および濯ぎ水を多く使うため家庭用食器洗い機としては不経済である。また、５０Ｌの洗浄水を貯留した場合、その重さを安全、安定に支持するため食器洗い機の筐体は大型で重量のあるものが必要になってしまい、限られた台所スペースに設置することは難しい。
【０００６】
洗浄水量を節約するために連続式洗浄を用いて被洗浄物を移動させると、被洗浄物が傷ついたり壊れたりする可能性を伴う。また、洗浄に続いて濯ぎをおこなうためには、複数の洗浄槽を設置する必要があり設置スペースはその分大きくなる。
【０００７】
本発明は、食器を移動することなく、少量の洗浄水で洗浄可能な超音波洗浄方式の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】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の食器洗い機は、被洗浄物を複数の洗浄槽に分割して収納し、洗浄水移動手段により洗浄水が導入された洗浄槽から他の洗浄槽へ洗浄水を移動させ、前記超音波振動子を動作させて洗浄するようにしたものである。
【０００９】
これによって、陶器製食器等の壊れ易いものや、また、大きさや形状が不揃いである場合等、移動が困難な被洗浄物の洗浄を容易にするとともに、複数の洗浄槽に分けて入れられた洗浄物を少量の洗浄水で超音波洗浄を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の食器洗い機は、壊れ易い食器や、大きさや形状が不揃いの食器を洗浄槽の間を移動させることなく、少量の洗浄水で超音波洗浄を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、被洗浄物および洗浄水を収容する複数の洗浄槽と、前記洗浄槽に洗浄水を導入する供給部と、前記給水部から前記洗浄槽に導入された洗浄水を他の洗浄槽に移す洗浄水移動手段と、前記洗浄槽から洗浄水を排出する排水部と、前記洗浄槽の洗浄水に振動を伝達する超音波振動子と、前記超音波振動子および前記洗浄水移動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記洗浄水移動手段により洗浄水が導入された洗浄槽から他の洗浄槽へ洗浄水を移動させ、前記超音波振動子を動作させて洗浄するようにしたことにより、陶器製食器等の壊れ易いものや、また、大きさや形状が不揃いである場合等、移動が困難な被洗浄物の洗浄を容易にするとともに、複数の洗浄槽に分けて入れられた洗浄物を少量の洗浄水で超音波洗浄を行うことができる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明の超音波振動子は、複数の洗浄槽の各々に設けられ、制御手段は、洗浄水を貯留した洗浄槽の超音波振動子を動作させて洗浄するようにしたことにより、洗浄槽内の超音波音響出力を大きくすることが容易になり、洗浄性能を向上させることができる。
【００１３】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の洗浄槽は、内底部の位置が高さ方向に異なるように形成し、制御手段は、洗浄水移動手段により内底部の位置の高い洗浄槽から低い洗浄槽へ洗浄水を移動させるようにしたことにより、重力を駆動力として洗浄水を移動することができ、加圧ポンプなどの駆動力を不要にして、装置全体を小型軽量化できる。
【００１４】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の洗浄槽の洗浄順序を入力する設定手段を設け、制御手段は、使用者が前記設定手段で入力した順序で洗浄するようにしたことにより、汚れの少ない被洗浄物の収納された洗浄槽から洗うように順序を指定することができ、洗浄水を介した汚れの再付着を抑えることができるので、濯ぎ水を減らしたり洗浄時間を短縮することができる。
【００１５】
第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の複数の洗浄槽の各々に被洗浄物の汚れを検知する汚れ検知手段を設け、制御手段は、前記汚れ検知手段で検知した汚れの量の少ない順に洗浄をおこなうようにしたことにより、汚れ検知手段によって汚れの量を判断して汚れの少ない被洗浄物から順に洗うことができ、使用者に手間をかけさせることなく洗浄水を介した汚れの再付着を抑えることができるので、濯ぎ水を減らしたり洗浄時間を短縮することができる。
【００１６】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明の洗浄水から汚れ成分の少なくとも一部を除去する浄化手段を設け、洗浄水移動手段は、前記浄化手段を通して洗浄水を他の洗浄槽へ移動するようにしたことにより、超音波洗浄に使われた洗浄水を他の洗浄槽に移動する前に汚れ成分を除去することができ、次の洗浄槽内での汚れの再付着を少なくして、濯ぎ水を減らしたり洗浄時間を短縮することができる。
【００１７】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明の複数の洗浄槽の各々に濯ぎ水を供給する濯ぎ手段を設け、前記濯ぎ手段は、洗浄水移動手段により洗浄水を他の洗浄槽へ移動させた後の洗浄槽に濯ぎ水を供給するようにしたことにより、洗浄水と同様に濯ぎ水も複数の洗浄槽で再使用することによって、濯ぎに要する水の使用量を減らすことができる。また、洗浄が終り次の洗浄槽へ洗浄水を移動させた後の空になった洗浄槽に、濯ぎ用の洗浄水を供給して超音波振動子を動作させることにより、洗浄と濯ぎを同時に進行させることができ、時間を短縮することができる。
【００１８】
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。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明における第１の実施の形態における食器洗い機の要部を断面で示した模式図である。食器を収納するための３つに分割された洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃが水平方向に設けられている。洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの外側に位置する波導槽２は、超音波振動を伝播する波導液を貯留し、洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの全ての底面を前記波導液に浸漬するようにしてあり、その外底面には波導槽２に貯留した波導液を振動させる超音波振動子３を設けている。
【００２０】
４は家庭用水道管に接続され洗浄水を導入する給水部、５は洗浄水の導入の開閉をおこなう給水バルブ、６は洗浄水を排水する排水部、８は前記排水部６の開閉をおこなう排水バルブ、１０は使用者が洗浄順序や洗浄の開始を入力する設定手段、１１は洗浄水を浄化する浄化手段、７は洗浄水を前記洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃおよび排水部６、浄水手段１１に導入し導入方向を切替えることのできる洗浄水移動手段であり、加圧ポンプで構成している。９は制御手段で、超音波振動子３、給水バルブ５、洗浄水移動手段７、排水バルブ８等の作動を制御する。
【００２１】
次に、本実施の形態の食器洗い機の動作を説明する。使用者は使用済の汚れた食器を複数設けた洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの各々に分けて収容する。このとき、食器の種類や大きさ、形状、さらには、汚れの度合いにより分けて収容することが好ましい。その理由は、食器の種類で汚れの種類や程度が分類され、同種の食器が小さなスペースに効率よくセットできるからである。食器の収納後、設定手段１０により洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの洗浄順序を入力する。洗浄順序は、汚れの量が少ないものから順に洗うのが好ましく、使用者が自由に設定することができる。
【００２２】
以下の例では、洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの順に洗浄を行なうものとして、図２のシーケンスで洗浄をおこなう場合を説明する。まず、洗い行程として、洗浄水が供給部４から洗浄槽１ａに導入され、水量検知手段（図示せず）により所定の水位に達したことを検知すると、給水を停止して超音波振動子３の振動が開始される。超音波振動子３の振動は、波導槽２に貯留した波導液を伝播して洗浄槽１ａ内の洗浄水を振動させる。通常１０分程度の超音波洗浄が行なわれた後、洗浄水は洗浄水移動手段７により浄化手段１１に送られて浄化された後、洗浄槽１ｂに移送される。
【００２３】
洗浄水が移送された洗浄槽１ｂでも上記と同様の振動伝播により１０分程度の超音波洗浄が行なわれたのち、同様に浄化と洗浄槽１ｃへの移送が行なわれる。洗浄槽１ｃ内での超音波洗浄が終了すると、排水バルブ８が開いた状態で洗浄水移動手段７が作動して洗浄水は排水部６から排出される。その後、濯ぎ水が供給部４から洗浄槽１ａに導入され、洗浄水と同様の工程を経て排出される。濯ぎ工程は２回以上行なわれるのが好ましい。少なくとも、１回目の濯ぎ工程では超音波振動子を作動させることが好ましいが、２回目以降は不作動または出力を減少してもよい。
【００２４】
浄化手段１１としては、ストレーナーやフィルターが最も一般的である。数ｍｍ以上の大きさを持つ食器汚れはストレーナーなどで除去することによって、洗浄水移動手段７の方向切替え機構や排水バルブ８の作動を確保できる。
【００２５】
上記以外の浄化手段１１としては、マイクロバブルを用いた浮上分離槽が適する。浮上分離槽とは、水槽の底部から１００μｍオーダーのサイズのバブルが水中に噴射されて、疎水性や両親媒性の汚れがバブル周辺に吸着して共に浮上することを利用したものである。通常の浮上分離槽は鉛直方向の寸法が約３０ｃｍ以上必要で、浮上時間を長くすることで気泡と汚れとが出会う確立を高めるが、家庭用食器洗い機内の限られたスペース内で浮上分離を可能にするためには円筒状の浮上分離槽内で渦流を起こしたりして鉛直方向の寸法の割に浮上距離を長くする工夫をする。浮上分離槽内でマイクロバブルを発生させるためには、旋回流式マイクロバブル発生装置やイジェクターが洗浄水移動手段７に接続される。いずれの場合も、１分〜３０分程度連続してマイクロバブルの噴出を継続することが必要である。
【００２６】
導波槽２中の導波液は水道水やマシンオイル、エチレングリコール水溶液などを用いることができる。このほか、洗浄水や濯ぎ水を一時的に貯留して導波液とすることも可能である。洗浄槽１の下部の深さ１／１０〜１／２程度が導波液に浸るようにする。超音波振動子３は全ての洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの中心付近の下方に設置するのが望ましい。図１に示すように導波槽２の外側に接着、接合するのが一般的である。一方、超音波振動子３を防水に作られた金属製容器の上側内面に貼り付けて、投げ込み式振動ユニットを形成し、導波槽２の導波液の中に完全に没するように浸漬させてもよい。
【００２７】
４〜５名分の食器を３つの洗浄槽に分割した場合、最も大きな洗浄槽は１２Ｌ程度の容積を必要とする。洗浄水および濯ぎ水をそれぞれ全ての洗浄槽に使いまわした場合、各工程で１２Ｌの水を消費する。従って、すすぎを２回おこなう場合、洗浄水および濯ぎ水の総使用量は３６Ｌで済むことになる。分割しなかった場合、１０８Ｌ必要であることに比べると、本発明による節水効果は大きいといえる。
【００２８】
図３は洗浄シーケンスの他の例を示したもので、洗い工程および濯ぎ工程の総時間を短縮するもので、図２では洗浄槽１ｃでの洗浄が終わってから濯ぎを開始するものであるのに対し、図３では、洗浄槽１ａでの洗浄が終わると、洗浄槽１ｂでの洗浄と同時に洗浄槽１ａでの濯ぎが開始されるようにしたものである。つまり、２つの洗浄槽で同時に洗浄と濯ぎを並行しておこなうものであり、洗浄時間を短縮することができる。洗浄槽の数が増えるとさらにその効果は大である。
【００２９】
（実施の形態２）
図４は、本発明における第２の実施の形態における食器洗い機の要部を断面で示した構成図である。実施の形態１と構成および動作の異なる部分についてのみ説明する。洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの各々の外側壁面に超音波振動子３がそれぞれ一個ずつ取着される。洗浄水で満たされた洗浄槽の超音波振動子のみが振動するように制御手段９によって制御される。
【００３０】
各々の洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの内部には汚れの量を推定することのできる汚れ検知手段１２が設けられる。汚れ検知手段１２は、食器汚れに由来するガス成分濃度を検知することによって、各洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃ中の汚れの量がどの順番で多いかを推定することができる。制御手段９は、汚れ検知手段１２が推定した汚れ量の少ない順番で洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃを洗浄する。また、推定された汚れ量に基づいて食器洗い機が好ましい洗浄順序を使用者に知らせるようにすることもできる。
【００３１】
また、汚れの量を検知するための別の方法として、超音波振動子３の圧電特性を利用することもできる。この方法は、各洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃに投入された汚れの量は投入された食器の重量に比例するという近似的な仮定に基づき、投入された食器の重量から汚れの多い順を判断するものである。洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの底板は食器重量によって僅かにたわみが生じるように、１．０〜１．５ｍｍ程度のＳＵＳ３０４板とする。洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの底板に接着または接合された超音波振動子３は、その圧電特性により歪み量に応じた電圧信号を制御手段９に送る。制御手段は、電圧信号を元に各洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃに投入された食器の重さの順序を算出し、投入重量の軽い順に各洗浄槽を洗浄したり濯いだりするように制御する。
【００３２】
（実施の形態３）
図５は、本発明における第３の実施の形態における食器洗い機の要部を断面で示した構成図である。３つの洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃは、それぞれ食器洗い機の前面方向（図５の右側）に引き出せるように、矢印イ方向に摺動自在に構成され、使用者は各洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃを引き出して食器を収納する。各洗浄槽１ａ、１ｂ、１ｃの側面に超音波振動子３が配置される。最も下に位置する洗浄槽１ｃを除いて、各洗浄槽１ａ、１ｂの底面には浄化手段１１と洗浄水移動手段７とが設けられる。本実施の形態における洗浄水移動手段７は排水バルブであり、洗浄水を直下の洗浄槽１に移す役割を持つ。浄化手段１１はストレーナーやフィルターなどであり、排水バルブの真上に配置される。その他の作動方法については実施の形態１と２と同じである。
【００３３】
本実施の形態は、洗浄水移動手段として加圧ポンプを必要とせず、また、関連した配管スペースも不要となることから、コンパクトで軽量に構成するのに適している。また、加圧ポンプが無いため、洗浄および濯ぎをおこなう順序は、洗浄槽１ａ→１ｂ→１ｃの順に上から下におこなわれ、使用者は上の洗浄槽から順に汚れの軽い食器をセットする。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明にかかる食器洗い機は、壊れ易い食器や、大きさや形状が不揃いの食器を多槽式の超音波洗浄槽の間を移動させることなく、少量の洗浄水で超音波洗浄を行うことができるので、家庭用の食器洗い機として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１における食器洗い機の要部を断面で示した構成図
【図２】同食器洗い機の動作を示す洗浄シーケンス図
【図３】同食器洗い機の他の例の洗浄シーケンス図
【図４】本発明の実施の形態２における食器洗い機の要部を断面で示した構成図
【図５】本発明の実施の形態３における食器洗い機の要部を断面で示した構成図
【符号の説明】
【００３６】
１ａ  洗浄槽
１ｂ  洗浄槽
１ｃ  洗浄槽
２  導波槽
３  超音波振動子
４  給水部
５  給水バルブ
６  排水部
７  洗浄水移動手段
８  排水バルブ
９  制御手段
１０  設定手段
１１  浄化手段
１２  汚れ検知手段
【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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