ディスポーザ
【課題】 難破砕物の破砕性を向上させ、比較的少ない給水量でも、破砕された生ごみが排水管路中で滞留しにくいディスポーザを提供する。
【解決手段】 駆動モータ３で駆動する破砕機構４により生ごみを破砕して給水された水と共に排出するディスポーザＤの破砕機構４は、内側に固定歯４１，４１…が形成された固定リング４０と、該固定リングの内側に位置し駆動モータによって回動され、回転刃４６，４６が形成された円盤状回転テーブル４４とから構成され、固定歯は、その歯深さが０．８〜１．６ｍｍに設定される。また、回転刃は円盤状ターンテーブル４４の外周部の一部が切り起こされて形成される。円盤状回転テーブルは、その外周に切り欠き部４５ａを有することが好ましい。円盤状回転テーブル４４は、回転刃を切り起こした凹部４８を覆う補強板４７をターンテーブルに固定して、生ごみの落下を防止する。
【解決手段】 駆動モータ３で駆動する破砕機構４により生ごみを破砕して給水された水と共に排出するディスポーザＤの破砕機構４は、内側に固定歯４１，４１…が形成された固定リング４０と、該固定リングの内側に位置し駆動モータによって回動され、回転刃４６，４６が形成された円盤状回転テーブル４４とから構成され、固定歯は、その歯深さが０．８〜１．６ｍｍに設定される。また、回転刃は円盤状ターンテーブル４４の外周部の一部が切り起こされて形成される。円盤状回転テーブルは、その外周に切り欠き部４５ａを有することが好ましい。円盤状回転テーブル４４は、回転刃を切り起こした凹部４８を覆う補強板４７をターンテーブルに固定して、生ごみの落下を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流しのシンクに取付けられ、生ごみを破砕するディスポーザに係り、特に、破砕された生ごみの排水管路内での滞留を防止して、排水管路の詰まりを防止できると共に、難破砕物の破砕・搬送性を向上できるディスポーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のディスポーザの運転方法として、生ごみをディスポーザの粉砕室に投入後、一定の流速で洗浄水を供給しつつ、低速回転でディスポーザハンマーを回転し続け、粉砕が終了したらハンマーの回転を停止し、ついで洗浄水の供給を停止するディスポーザの運転方法がある。そして、ディスポーザハンマーの回転を、洗浄水供給開始後低速回転で回転を開始し、粉砕室に残っている生ごみの量が減少するに従って高速回転にし、粉砕が終了したらハンマーの回転を停止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ディスポーザの運転装置の他の例として、モータの起動時に、短時間の低速運転を数回繰返して行い、この低速運転で過負荷電流を生じない場合に、所定の制御特性による運転を行わせるディスポーザの運転装置がある。この技術は、例えば２秒間だけ運転していったん停止し２秒間給電されないことを繰り返し、異物の混入による異常音や振動などの異常が発生したときにも、あわてずに運転スイッチの開路操作を確実に行わせることができるものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０４９７２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２０２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特許文献１に記載のディスポーザの運転方法は、生ごみ破砕の間を通して、生ごみ重量に対する洗浄水量は従来のディスポーザと比較して多くなり、破砕された生ごみが排水管路中に滞留し難くなるという効果を奏するものであるが、大量の生ごみが一度に投入され破砕された際には、破砕された生ごみが一気に排出され、排水管路中に滞留するおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献２に記載のディスポーザの運転装置は、スプーンなどの異物を跳ね飛ばして異常音を発生させるもので、低速運転中の過負荷電流を検出して噛み込みなどの異常の場合は、高速運転を行わせないようにしており、排水管路中での破砕物の滞留については考慮されていない。さらに、特許文献２に記載のディスポーザは、破砕室の底部に回転刃板を設けており、この回転刃板の上面に１個または数個の固定あるいはスイングする打撃刃をそなえ、外周面に回転刃を形成しており、回転刃の構成が複雑であり、難破砕物の破砕には適していなかった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、比較的少ない給水量でも、破砕された生ごみが排水管路中で滞留することを防止でき、難破砕物の破砕性を向上させたディスポーザを提供することにある。また、小型化でき、低騒音で作動でき、安定した作動が可能なディスポーザを提供することにある。さらに、回転刃の構成を簡単にでき、破砕機構のコストを低減できるディスポーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明に係るディスポーザは、駆動モータで駆動する破砕機構により生ごみを破砕し、給水された水と共に排出するディスポーザであって、前記破砕機構は、内側に固定歯が形成された固定リングと、該固定リングの内側に位置し前記駆動モータによって回動され、回転刃が形成された円盤状回転テーブルとから構成され、前記固定歯は、その歯深さが０．８〜１．６ｍｍに設定されることを特徴としている。回転刃は、テーブルと一体に形成されても、別部材を固定して形成してもよい。
【０００９】
このように構成された本発明のディスポーザは、破砕機構を構成する円盤状回転テーブルには回転刃が形成され、この回転刃と、外周に位置し内側に固定歯が形成された固定リングとにより生ごみを破砕することができ、固定歯の歯深さが０．８〜１．６ｍｍに設定されるため、難破砕物を確実に破砕することができる。すなわち、従来の破砕機構の歯深さより小さい深さに設定されるため、枝豆の鞘等の繊維性の難破砕物を確実に破砕することができ、排水管路の詰まりを防止することができる。
【００１０】
本発明に係るディスポーザの他の態様は、駆動モータで駆動する破砕機構により生ごみを破砕し、給水された水と共に排出するディスポーザであって、前記破砕機構は、内側に固定歯が形成された固定リングと、該固定リングの内側に位置し前記駆動モータによって回動され、回転刃が形成された円盤状回転テーブルとから構成され、前記回転刃は円盤状回転テーブルの外周部の一部が切り起こされて形成されたことを特徴としている。
【００１１】
このように構成されたディスポーザは、円盤状回転テーブルの外周部の一部を切り起こして回転刃を連続して形成することができるため、回転するテーブル上でハンマーを揺動させる構成の回転刃と比較して簡略化でき、製造が容易となってコストを低減することができる。また、ハンマーが揺動する構成と比較して、破砕時の騒音を大幅に低減することができる。
【００１２】
前記円盤状回転テーブルは、その外周に切り欠き部を有することが好ましい。切り欠き部としては、外周から凹ませた凹部や、スリット状の切り欠きが好適である。この構成によれば、固定リングの内側に形成された固定歯の隙間に、鳥骨等の小片が詰まって回転テーブルがロックしたときに、この切欠き部で小片をカットして破砕することでロック状態を防止することができ、ディスポーザの破砕物が挟まることによる停止を回避することができる。
【００１３】
前記円盤状回転テーブルは、前記回転刃を切り起こした切欠き部を覆う補強板を固定したものであることが好ましい。すなわち、テーブルの一部を切り起こして回転刃を形成するため、テーブルには切欠き部が発生し、この切欠き部を通して生ごみが落下するのを防止するため、この切欠き部に対応して補強板を当てて板材から形成された円盤状回転テーブルの補強を兼ねて生ごみの落下を防止することができる。
【００１４】
前記回転刃は、外周側が高く、内周側が低い形状を有することが好ましい。この構成によれば、内周側の低い低歯部で生ごみを外周側に送り、外周側の高い高歯部と固定リングの固定歯とにより生ごみを容易に破砕することができる。そして、所定の歯深さに設定された固定歯と共に枝豆の鞘等の繊維性の難破砕物でも確実に破砕することができ、吸水された水と共に排出して排水管路の詰まりを防止することができる。
【００１５】
また、前記駆動モータは直流モータであることが好ましく、特にブラシレスの直流モータが最適である。ディスポーザの破砕機構を駆動するモータを直流モータで構成すると、容易に回転速度を変更することができ、低速回転、高速回転、回転中の停止や、反転動作等が自由に実施でき、モータの小型化が達成できるため、ディスポーザの小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、生ごみの破砕機構を構成する固定リングの内側に形成された固定歯の歯深さを０．８〜１．６ｍｍに設定しているため、難破砕物の破砕が確実に行なえる。また、生ごみの破砕機構を構成する円盤状回転テーブルに、その外周部の一部が切り起こされて回転刃が形成されているため、破砕機構を簡略化することができ、破砕機構の製造が容易となり、コストを低減することができる。そして、投入された生ごみの状態を先ず平坦な状態に均してから、生ごみの破砕が少しずつ進むように駆動モータを制御しているため、破砕室から多量の破砕物が一気に排出されず、生ごみは給水された水と共に排水管路内を徐々に流れるため滞留が防止される。これによりディスポーザの運転状態を安定させることができる。また、ディスポーザの小型化を達成でき、運転中の騒音や振動を低減でき、快適な使用を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るディスポーザの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るディスポーザの取付状態を示す概略構成図、図２は、図１のディスポーザの要部構成を示す断面図、図３は図２のディスポーザの要部平面図、図４は破砕機構の回転部を示す斜視図および要部断面図である。
【００１８】
図１〜４において、ディスポーザＤは流しのシンクＳに固定される固定部材１と、この固定部材１の下方に連結され下方が広がった有底筒状のディスポーザ本体２と、このディスポーザ本体２の下端に固定された駆動源としての駆動モータ３とから構成され、この駆動モータ３の駆動力を受けてディスポーザ本体２の下部で生ごみ破砕動作を行う破砕機構４を備え、固定部材１の排水口に装着された目皿５を外して投入した生ごみを破砕し、上部より給水しながらディスポーザ本体２に接続された排水管６より排出するものである。
【００１９】
ここで、図２〜４を参照して、ディスポーザＤについて詳細に説明する。シンクＳ側の固定部材１は排水口部材１０、支持板１１およびリング状の固定ねじ１２より構成され、シンクＳの排水口の上部に防水シール１３を挟み、下部に支持板１１を挟んで水密状態に取付けられる。排水口部材１０の下端は水や生ごみを案内するパイプ状部１０ａとなっており、上端開口部が生ごみ投入口１０ｂとなっている。この生ごみ投入口１０ｂには合成樹脂製の目皿５および止水蓋５Ａが装着可能となっている。図２は、生ごみ投入口１０ｂに目皿５および止水蓋５Ａが共に装着された状態を示しており、図３は止水蓋５Ａを外した状態を示している。目皿５には、シンクＳ内の水を本体ケーシング２１に流すための複数の開口５ａが形成されている。
【００２０】
ディスポーザ本体２は固定部材１に防振ゴム２０を介して連結されるものであり、破砕機構４を収容した本体ケーシング２１を備えている。そして、本体ケーシング２１の内部空間に破砕室２４が形成されると共に、破砕室２４内の破砕機構４の下方に排出室２５が形成されている。排出室２５は底面が傾斜しており、破砕された生ごみが排水管６に流れやすいように形成されている。
【００２１】
防振ゴム２２は略筒状をしており、上下の円筒状の取付部２２ａが本体ケーシング２１および排水口部材１０の下端のパイプ状部１０ａの各外周囲に嵌り込むことで、固定部材１に対して本体ケーシング２１の僅かな相対移動を可能に、水密状態に連結するものであり、中間部は容易に変形可能な薄肉部２２ｂとなっている。防振ゴム２２の上下の取付部２２ａは厚肉に形成され、夫々金属バンド等の締付バンド２２ｃで漏水しないように固定されている。本体ケーシング２１と固定部材１は、防振ゴム２２により連結されることにより、本体ケーシング２１内で発生した振動や駆動モータ３の振動が、固定部材１およびシンクＳへ伝達されることを抑制するようになっている。
【００２２】
防振ゴム２２の内周には飛散防止ゴム１５が嵌合している。この飛散防止ゴムはリング状の上方基部１５ａと、この上方基部から下方に延出する筒状部１５ｂと、上方基部から内方に湾曲して延出する蓋部１５ｃとを有し、蓋部の中心には貫通孔が形成され、蓋部には放射状に多数の切り込みが形成されている。したがって、通常時は破砕室２４の上方開口を蓋部１５ｃが中心の貫通孔を除いて覆っており、生ごみ投入時には蓋部１５ｃは切り込み部分が広がって下方に湾曲して生ごみの投入を可能としており、投入後は閉じる構成となっている。筒状部１５ｂは破砕した生ごみの薄肉部２２ｂへの付着を防止する。
【００２３】
駆動モータ３は本体ケーシング２１の下部に固定され、鉛直上方に延びる駆動軸３１を備え、この駆動軸３１が本体ケーシング２１の下端を貫通して破砕室２４内に延びており、駆動モータ３により駆動される破砕機構４が袋ナット３２で連結されている。駆動軸３１はＯリング等のシール３３により水密状態となっており、破砕室２４に給水される水が駆動モータ３方向に漏水するのを防止する。駆動モータ３は直流のブラシレスモータが使用されており、このモータは例えば電流値を変えることや、周波数を変更すること、あるいはＰＷＭ信号のデューティを変更することで回転速度を変更できるものであり、従来の交流モータと比較して小型化されている。また、高トルクであるため低速回転時でも十分な駆動力を出力でき、きめ細かな速度制御も可能である。駆動モータ３は後述する位置検出用のホールＩＣを備えている。
【００２４】
破砕機構４は、内側に固定歯が形成された固定リング４０と、この固定リング内に位置し駆動モータ３で駆動される円盤状回転テーブル４４とから構成され、この回転テーブルは円盤状のターンテーブル４５と回転刃４６とを備えており、このターンテーブル４５の中心部が、駆動モータ３の駆動軸３１の上端に固定されている。ターンテーブル４５には、外周からの切り込みを形成して上方に立上げた２つの回転刃４６，４６が固定リング４０に近接して形成されている。回転刃４６は外周側の高歯部４６ａと内周側の低歯部４６ｂとを有している。また、ターンテーブル４５の下方には補強板４７が固定されている。ターンテーブル４５および補強板４７は厚さが数ｍｍ程度のステンレス鋼板等の金属板から形成され、ターンテーブルの直径方向に所定幅の補強板４７を溶接等で固着することによりターンテーブルの剛性を増して回転状態を安定させている。複数個所をスポット溶接することが好ましい。
【００２５】
ターンテーブル４５には小径の孔が貫通して多数個形成され、上部から供給された水道水を下方に流すことができる構成となっている。ディスポーザＤを作動させないときは、水道水はこの孔やターンテーブル４５と固定リング４０との間から排出室２５に流下して排水される。補強板４７は両端部がターンテーブル４５の外周に合わせて円弧に形成され、回転刃４６形成用の凹部４８を覆う位置に固着されている。したがって、この凹部４８から生ごみが落下することを防止できる。
【００２６】
ターンテーブル４５は、その外周に２つの切り欠き部４５ａ，４５ａが形成されている。これらの切り欠き部は、外周から２ｍｍ程度の深さで、幅が６ｍｍ程度に形成されており、回転刃４６，４６の位置と直交する位置関係で形成されている。切り欠き部４５ａ，４５ａは、固定歯４１，４１…の隙間に鳥骨等の小片が詰まった場合に、小片をカット（切断）する目的で形成されている。切り欠き部４５ａ，４５ａを形成することで、破砕された小片により円盤状回転テーブルがロックするのを防止できる。切り欠き部の個数は２個に限られるものでなく、１個所でも、多数個所でもよい。
【００２７】
ターンテーブル４５の中心には駆動モータ３との連結用の中心孔が形成され、中心孔から半径の１／３程度の位置にごみを撹拌するための突部４９，４９が形成されている。この突部と回転刃４６，４６は補強板４７の固着された直径方向に一直線上に配置されている。なお、撹拌用の突部４９，４９も２つに限られず、この突部を形成する切欠き部も補強板４７で覆われているため、生ごみが落下しない。
【００２８】
一方、固定リング４０は、本体ケーシング２１の内面において、円盤状回転テーブル４４のターンテーブル４５に対向する位置に固定されていると共に、その内側に複数の固定歯４１，４１…が形成されている。固定歯４１の上下方向の幅はターンテーブル４５の回転刃４６の高さより大きく設定されている。固定歯４１の歯深さは１．５ｍｍ程度に設定され、固定歯４１の突部と凹部の幅はそれぞれ４ｍｍ程度に設定されている。歯深さは０．８ｍｍ〜１．６ｍｍ程度が好ましく、この範囲に設定することで、繊維質の強い枝豆の皮等のごみの破砕・搬送性を向上させることができる。すなわち、固定歯の歯深さを浅くすることで、固定歯の凹部への被破砕物の落ち込み量を制限して破砕・搬送性を向上させている。
【００２９】
そして、円盤状回転テーブル４４は本体ケーシング２１の下方に水平に位置するように駆動モータ３の駆動軸３１の先端に固定され、本体ケーシング２１の内部空間のうち、破砕機構４の上側が前記破砕室２４として構成されると共に、破砕機構４の下側が破砕した生ごみを排出するための排出室２５として構成されている。破砕機構４を構成する円盤状回転テーブル４４は、金属板材からなるターンテーブル４５をプレス加工等で形成し、生ごみを固定リング４０の固定歯４１，４１…に押付ける回転刃４６を一体的に形成し、補強板４７を固着して形成できるため、従来のような可動ハンマーを揺動可能に支持する回転刃と比較して容易に製造でき、コストを低減することができる。また、ターンテーブル上に可動部分がないため低騒音にでき、耐久性にも優れる特長を有している。
【００３０】
駆動モータ３の駆動に伴う円盤状回転テーブル４４の回転により、破砕室２４内において回転刃４６と固定リング４０の固定歯４１，４１…との間で生ごみが破砕され、破砕後の生ごみは固定リング４０とターンテーブル４５との間の隙間から排出室２５に落下されるように構成されている。この隙間は通常１ｍｍ程度、あるいは１ｍｍ以下に設定され、破砕された生ごみの排出時の大きさを決定する。また、本体ケーシング２１の側面下端部には排水管６が接続されており、排出室２５に落下された生ごみの破砕片は、給水された水と共に排水管６より順次排出されるように構成されている。
【００３１】
排水口部材１０のパイプ状部１０ａの外周には、目皿検出装置（図示せず）を構成するホールセンサ３５，３５が装着されている。また、目皿５には、前記のホールセンサと対向可能な位置に磁石５ｂ，５ｂが内蔵されている。目皿５は図３に示すように、生ごみ投入口に嵌合した状態で９０度回転できるように構成され、ＯＦＦ位置で嵌合させ、ＯＮ位置でロックされるように構成され、ＯＮ位置でホールセンサと磁石が対向する。
【００３２】
目皿検出装置は、プラスチック材で形成され回転ロック機構を有する目皿５が生ごみ投入口１０ｂに嵌合されロックされたのをホールセンサ３５，３５が検出するものであり、生ごみを投入し目皿５をロックさせたことをホールセンサ３５，３５が検出してから、駆動モータ３を回転駆動させて生ごみを破砕するものであり、目皿５が装着されない状態では駆動モータ３を回転させないようにしてある。この構成により、生ごみ投入口１０ｂに誤って手を挿入するのを防止し、破砕中に生ごみが噴出するのを防止している。なお、ホールセンサと磁石は２つずつ設けているが、適宜の数とすることができる。ホールセンサ３５，３５と磁石５ｂ，５ｂにより目皿スイッチが構成される。
【００３３】
前記のように構成される本実施形態のディスポーザＤは、図１のように流しのシンクＳに取付けられる。図１において、流しのシンクＳには混合水栓５０が取付けられ、給湯器からの温水管路６１が温水通路５１に接続され、上水道からの給水管路６２が給水通路５２に接続されている。温水通路５１と給水通路５２は混合バルブ５３に接続され、混合バルブ５３から蛇口まで混合水通路５４が設けられ、蛇口から開口している。混合水栓５０の上部にはハンドル５５が取付けられ、混合バルブ５３を操作して温水と上水を混合し、蛇口から給水することができる。そして、給水管路６２から分岐したバイパス管路６３の途中に電磁弁７０が設けられ、バイパス管路６３はバイパス通路５６を介して混合水通路５４に連通している。したがって、混合バルブ５３を閉じた状態でも、電磁弁７０を開弁することにより蛇口から給水することができる。
【００３４】
ディスポーザＤおよび電磁弁７０は制御装置８０により制御される。制御装置８０には交流の商用電源８１が供給され、ディスポーザＤの駆動モータ３、目皿検出装置のホールセンサ３５、および電磁弁７０は制御装置８０に接続され、この制御装置は駆動モータ３の駆動・停止および電磁弁７０の開閉動作を行う。また、制御装置８０は駆動モータ３を低速回転または高速回転させると共に、駆動モータの起動時に短時間間隔で回転速度を変化させる制御を行う。回転速度を変化させる制御とは、例えば低速回転させた後停止させる制御、低速回転させた後反転させる制御等がある。
【００３５】
ここで、図５を参照して、ディスポーザＤの制御装置８０について詳細に説明する。図５は、本実施形態のディスポーザＤの制御装置８０を示す回路図であり、制御装置８０は整流回路９０、電源供給回路１００、マイクロコンピュータ１１０、ドライバ回路１２０、駆動モータ３の駆動部１３０および生ごみの破砕終了の検知部１４０を備えている。駆動モータ３は直流ブラシレス（ＤＣＢＬ）モータであり、３相のステータコイル（巻線）ｕ、ｖ、ｗを有するステータ（図示せず）と、永久磁石を有するロータ（図示せず）とを備え、位置検出用のホールＩＣ（図示せず）から出力される信号が信号線３ａによりドライバ回路１２０に供給されている。
【００３６】
整流回路９０は、ＡＣ商用電源８１を直流電流に整流する回路であり、整流素子９１、チョークコイル９２および電解コンデンサ９３を備えており、整流した電源を電源供給回路１００、駆動モータの駆動部１３０に供給するものである。なお、整流回路９０は簡略化した構成を示しており、ディスポーザの仕様にあわせて適宜の整流回路を用いることができるのは勿論である。
【００３７】
電源供給回路１００は、マイクロコンピュータ１１０、ドライバ回路１２０に必要な電圧に変圧された直流電源を供給するもので、基本的にはＤＣ／ＤＣコンバータ１０１，１０２や３端子レギュレータ１０３から構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１はマイクロコンピュータ１１０に、例えば５Ｖの電源電圧を供給し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２はドライバ回路１２０に、例えば１５Ｖの電源電圧を供給する。
【００３８】
マイクロコンピュータ１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび電気的に書換可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ＲＯＭ）からなる記憶部が内蔵され、コネクタ１１１のＳＷ端子１１２、ＳＷ端子１１３から起動スイッチや目皿検出スイッチ等の信号が入力される。また、マイクロコンピュータ１１０には駆動モータ３の温度情報がＴＥＮＰ−Ｍとして入力され、駆動部１３０のトランジスタの温度情報がＴＥＮＰ−Ｐとして入力される。
【００３９】
さらに、マイクロコンピュータ１１０には、駆動モータ３の駆動電流が検知部１４０で検知され、オペアンプ１４１を介して入力され、この駆動電流はドライバ回路１２０にも入力される。この駆動電流は、生ごみの破砕終了を検知するために入力される。また、検知部１４０では、破砕機構４が生ごみを噛み込んで停止したときに、駆動電流値が大きくなることを検知して噛み込みを判断することができる。なお、生ごみを噛み込んで破砕機構４が停止したことは、駆動モータ３の回転数からも容易に検出することができる。
【００４０】
マイクロコンピュータ１１０は、ディスポーザＤの運転制御を含む装置全体の制御を行う制御部であり、具体的にはディスポーザを運転制御する通常運転処理、目皿が外されたときに実行される目皿緊急停止処理、および破砕機構が噛み込んだときに実行される噛み込み解除処理を行なう。ＲＯＭ上の制御プログラムに従い、演算に使用するデータを記憶したメモリを使用して後述するディスポーザＤの駆動モータ３の運転制御を実行し、生ごみの破砕処理を実行する。
【００４１】
マイクロコンピュータ１１０からの制御信号は、ドライバ回路１２０に入力される。この制御信号は例えばＰＷＭ信号が使用される。ドライバ回路１２０はマイクロコンピュータ１１０からの制御信号を受けて駆動モータ３の駆動部１３０に矩形波等の駆動信号を供給する。駆動モータ３の駆動部１３０は、前記のように対となった電界効果型のトランジスタ（ＦＥＴ）１３１，１３２から構成され、ドライバ回路１２０からの駆動信号を受けて駆動モータ３を直流電流により駆動する。駆動モータ３から出力されるＨ−ＳＩＧＮＡＬは、ホールＩＣからの位置検出信号であり、例えば１２０度の矩形波がドライバ回路１２０に供給される。すなわち、マイクロコンピュータ１１０からの運転指令により、ドライバ回路１２０は運転指示され、駆動部１３０のＦＥＴ１３１，１３２のゲートへ駆動信号を出力し、ホールＩＣの信号で回転速度をモニターし、この動作を繰返して駆動モータ３の運転を行う。
【００４２】
なお、ＦＥＴ１３１，１３２は１相分のみ図示しているが実際には３相分必要であり、３相のそれぞれからＵ，Ｖ，Ｗの３つの駆動信号が駆動モータ３に供給される構成となっている。すなわち、ドライバ回路１２０から出力される一方の制御信号ＵＶＷ−Ｈが一方のＦＥＴ１３１のゲートに供給され、他方の制御信号ＵＶＷ−Ｌが他方のＦＥＴ１３２のゲートに供給され、一方のＦＥＴ１３１のドレインが他方のＦＥＴ１３２のソースに接続されている。そして、駆動部１３０のＵ，Ｖ，Ｗ出力が駆動モータ３に供給されている。
【００４３】
他方のＦＥＴ１３２のドレインは検知部１４０を構成する抵抗１４２の一端に接続され、この抵抗１４２の他端は接地されている。これにより、抵抗１４２を流れる電流を抵抗１４２上端に発生する電圧により検知して、この検出信号をドライバ回路１２０に入力すると共に、オペアンプ１４１を介してマイクロコンピュータ１１０に入力する。駆動モータ３の電流変化を検出することで生ごみの破砕の終了時を検知する。すなわち、駆動モータ３の負荷が軽減すると電流が所定値より小さくなることを検出して、破砕室２４に投入された生ごみの破砕終了を検知している。
【００４４】
マイクロコンピュータ１１０には、駆動部１３０のトランジスタの温度情報ＴＥＮＰ−Ｐと駆動モータ３の温度情報ＴＥＮＰ−Ｍが入力され、また動作状態等を示すＬＥＤ１５０が接続されている。マイクロコンピュータ１１０は、通電状態、運転状態、ロック状態等をＬＥＤ１５０の点灯により知らせる共に、温度情報ＴＥＮＰ−Ｍを基に駆動モータ３の温度情報が所定の温度を超えた時や、温度情報ＴＥＮＰ−Ｐを基に駆動部１３０のトランジスタの温度情報が温度を超えた時にＬＥＤ１５０を点灯させる。
【００４５】
なお、ロック状態とは、例えば生ごみが破砕機構４の円盤状回転テーブル４４と固定リング４０との間に噛み込んだときに点灯し、駆動モータへの過電流保護の目的で点灯するように機能する。マイクロコンピュータ１１０に入力されるリセット信号１５１はディスポーザＤをリセットし、例えば破砕動作を再度実施するとき等に使用する。また、マイクロコンピュータ１１０から出力されるブザー１５２は、例えば破砕が終了したときに鳴動するように設定してある。
【００４６】
前記の如く構成された本実施形態のディスポーザＤの生ごみ破砕動作と、ディスポーザＤの駆動モータの運転制御方法について、図５のブロック図、図６，７のフローチャートおよび図８の運転パターン図を参照して説明する。図６は、ディスポーザＤの通常運転処理を示すフローチャートであり、図７は割込み処理を示すフローチャートであり、図中、Ｓはフローの各ステップを示す。本フローは、マイクロコンピュータ１１０により実行され、マイクロコンピュータ１１０の制御信号を受けた各駆動部により駆動される。本実施の形態では、ディスポーザＤは起動時に駆動モータ３の回転数を変化させる制御手段を備えることを特徴とするものである。本実施の形態では、図６に図示されていないが、固定部材１の生ごみ投入口１０ｂから生ごみを投入して目皿５が装着されたことを受けて駆動モータ３の制御を開始する。
【００４７】
先ず、図６の通常運転処理について説明する。流しのシンクに固定された生ごみ投入口１０ｂから生ごみを投入し、起動スイッチ（図示せず）を閉じると電磁弁７０が開いて蛇口から給水する（ステップＳ１）。給水が所定時間行われる間、モータウェイト状態（ステップＳ２）で給水され、ディスポーザＤを起動する。次いで、ステップＳ３で駆動モータ３は制御装置８０からの信号で例えば１０００ｒｐｍの低速回転を開始し、低速回転を１秒間実施した後、ステップＳ４で駆動モータを停止させる。
【００４８】
次いで、ステップＳ５で前記駆動モータ回転および駆動モータ停止が所定回数（ここでは４回）繰返されたか否かを判別し、駆動モータ回転および停止が所定回数繰返されていれば、ステップＳ６に進み、繰返されていなければ前記ステップＳ３に戻って所定回数になるまで前記処理を繰返す。このように、低速回転をさせて停止させるという動作を例えば４回繰返す（図８、Ｓ３〜Ｓ５）。このように駆動モータ３を低速回転して停止させる動作を繰返すことにより、生ごみは微量だけターンテーブル４５の回転刃４６と固定リング４０の固定歯４１により挟まれて破砕されると共に、均されてターンテーブル上に平坦に載置された状態となる。本例では、駆動モータ回転および停止の例を示したが、停止後又は停止に代えて逆回転する態様でもよく、高速回転と低速回転を繰返すようにしてもよい。
【００４９】
ステップＳ６では、駆動モータを１０００ｒｐｍ程度の低速回転で５秒間連続回転させる。この低速回転のあと、ステップＳ７で例えば１０００〜２５００ｒｐｍへ１５秒間程度で加速し、その後ステップＳ８で例えば２５００ｒｐｍ程度の回転数で高速回転を行う。この高速回転は、破砕が終了するまで行う。生ごみの破砕は、固定リング４０の固定歯４１，４１…と円盤状回転テーブル４４の回転刃４６とにより挟まれて破砕され、従来のようにハンマーが揺動しないため、低騒音、低振動で破砕が行なわれる。破砕が終了したときの検知は、駆動モータ３を作動させるＦＥＴ１３１，１３２のコレクタ電流を検出して行う。破砕が終了すると負荷が減るため抵抗１４２を流れる電流値が減少し、この電流変化で破砕終了を判定する。
【００５０】
次いで、ステップＳ９で運転時間が１２０秒以内かを判別し、ステップＳ９で１２０秒以内のときは終了検知を開始する。検知状態が連続２秒続いたときにステップＳ１０で終了バッファ処理を実施し、ステップＳ１１で終了検知処理を完了し、駆動モータ３の高速回転を終了する。この処理フローにより、ステップＳ１〜Ｓ８までの処理は、運転時間が最大で１２０秒を超えないように制御され、ステップＳ９で１２０秒を超えたときにはステップＳ１１で、駆動モータ３を１０００ｒｐｍで５秒程度低速回転し（ステップＳ１２）、低速回転で逆転、正転を繰り返し（ステップＳ１３〜Ｓ１５）、再び１０００ｒｐｍで５秒程度低速回転（ステップＳ１６）させてから駆動モータを停止（ステップＳ１７）する。ステップＳ１８で駆動モータ３の停止後、５秒経過すると電磁弁７０を閉じ、給水を停止する。
【００５１】
このように、生ごみの破砕終了後に、水道水を供給した状態で低速回転（ステップＳ１２）、回転速度を変化させた回転を繰り返し（ステップＳ１３〜Ｓ１５）、最後に低速回転（ステップＳ１６）させてから駆動モータを停止（ステップＳ１７）させるため、追い水効果を発現し、破砕された生ごみの小片の搬送性を向上させることができる。この結果、生ごみを排出する排水管路の詰まりを防止することができる。なお、生ごみの破砕終了検知後に、回転速度を変化させて回転させる例として、１０００ｒｐｍで正転、停止、逆転、停止を繰返す例を示したが、正転、停止を繰返してもよく、正転、逆転を繰返してもよい。
【００５２】
次に、前記の通常運転処理に対する割込み処理について、図７を参照して説明する。マイクロコンピュータ１１０は、図７（ａ）に示される目皿処理実行部として、常時または所定時間間隔で目皿スイッチがＯＦＦとなったかどうかを監視している。図７（ａ）に示すように、前記通常運転処理のフローを実行中に、固定部材１の排水口に装着された目皿５が外されると、目皿スイッチを構成するホールセンサ３５と磁石５ｂとが離れて目皿スイッチがＯＦＦとなる。ステップＳ２１では、目皿スイッチＯＦＦを検出し、ステップＳ２２で目皿スイッチがＯＦＦの場合、すなわち目皿５が外された場合は駆動モータ３を緊急停止して本フローを終了する。また、前記ステップＳ２１で目皿スイッチＯＦＦを検出しない場合は、本フローは実行されない。これにより、前記した各工程で、ステップＳ１からステップＳ１７の間に、目皿が外されると目皿スイッチがＯＦＦとなり、駆動モータ３を緊急停止させる。この際、駆動モータ３の駆動部１３０において、ＦＥＴ１３１，１３２を瞬間的に短絡させて回生ブレーキとして機能させ、速やかに停止させる構成となっている。
【００５３】
また、マイクロコンピュータ１１０は、噛み込み解除処理の実行部として、駆動モータ３の電流を検知する検知部１４０を常時または所定時間間隔で監視している。図７（ｂ）に示すように、前記通常運転処理のフローを実行中に破砕機構４が生ゴミを噛み込んで停止すると、ステップＳ２５では、破砕機構４の噛み込みを検出し、ステップＳ２６で駆動モータ３を逆転する。破砕機構４の固定リング４０の固定歯４１，４１…と、円盤状回転テーブル４４の回転刃４６との間に生ゴミ等が挟まった状態で駆動モータ３が停止すると、ホールＩＣが回転停止状態を検知して信号線３ａによりドライバ回路１２０に入力され、あるいは検知部１４０の電流値が上昇したことがマイクロコンピュータ１１０に入力され、マイクロコンピュータ１１０はドライバ回路１２０を介して駆動モータ３に逆転する駆動信号を供給する。これにより円盤状回転テーブル４４は逆転して噛み込みは解除され、本フローを終了する。ステップＳ２５で噛み込みが検出されないときは、本フローは実行されない。なお、駆動モータ３を逆転して噛み込みが解除されたあと、通常の破砕動作に復帰させるようにしてもよい。
【００５４】
このように、本実施形態の通常運転処理フローでは、駆動モータ３を低速で極短時間（１秒以内程度）回転させて停止させる動作を複数回繰返す（ステップＳ３〜Ｓ５）ことにより、生ごみを破砕室２４内で均すことができる。このように均された生ごみはターンテーブル４５上で平坦な状態となり、次工程の低速破砕運転（ステップＳ６）で生ごみのアンバランスによる振動や騒音の発生を抑制することができる。また、破砕の前の均し運転は、低速破砕および高速本破砕の準備段階で生ごみを均等な状態とするものであり、本格的な破砕や終了検知は高速の破砕運転で実施する。
【００５５】
そして、生ごみの破砕終了後に、駆動モータ３を低速で回転させ（ステップＳ１２）、反転させる動作を複数回行ない（ステップＳ１３〜Ｓ１５）、低速回転を所定時間継続して停止する（ステップＳ１６）。このように生ごみの破砕終了後に水道水を供給した状態でターンテーブルを低速で回転させたあと、複数回反転させ、その後低速回転させることで、破砕された生ごみの破片を円滑にディスポーザＤの本体から排出させることができる。また、反転動作を繰返すことで、生ごみの破片が一度に排出されず排水管路の詰まりを防止することができる。
【００５６】
このように動作するディスポーザＤは、起動時から一気に高速回転する従来のディスポーザと比較して、先ず低速で回転数を変えながら均し運転を行うため初期破砕と共に生ごみの偏りを防止することができる。初期破砕（ステップＳ３〜Ｓ６）では破砕量が微量であり、給水と共に徐々に排出するため、急激な排出は行われない。また、低速回転で回転と停止を繰返すため騒音や振動の発生が少なく、破砕機構４のターンテーブル４５上の生ごみの偏心を均すことができ、次の低速破砕（ステップＳ６）や加速破砕（ステップＳ７）、高速本破砕（ステップＳ８）に対する準備段階となる。
【００５７】
低速破砕（ステップＳ６）では、駆動モータ３を低速回転させて破砕機構４により生ごみを破砕するステップであり、前記のステップで投入された生ごみは均されているため、騒音や振動が低い状態で運転することができる。この低速破砕は、前記の均し工程で均された生ごみが外周側から徐々に破砕され、破砕された生ごみの排出量が少なく徐々に排出されるため、配水管６およびその下流側の排水管路で破砕された生ごみが滞留することが回避される。この低速破砕は予め設定された時間、本実施形態では５秒程度だけ運転される。
【００５８】
この後、駆動モータ３の回転数を上昇させ加速して低速回転から高速回転に移行する（ステップＳ７）。すなわち、１０００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍまで約１５秒間で駆動モータ３の回転数を上昇させる。回転数上昇を急激に行なわないため、騒音や振動を低く抑えることができ、徐々に破砕量を増やすことができる。さらに、高速本破砕（ステップＳ８）では、低速破砕の５秒間、加速破砕の１５秒間で徐々に破砕した残りの生ごみを本格的に破砕するもので、生ごみは予備破砕で小片化されているため、破砕機構４を高速回転させても大きな騒音を発生せず、振動自体も低いレベルになる。また、事前の均し運転や低速破砕運転、加速破砕運転で既に少量の生ごみが排出されているため、高速本破砕運転の排出量は減っており、破砕された生ごみが一気に排出室２５から排水管６へ排出されることはない。
【００５９】
このように、生ごみの破砕を駆動モータ３の低速回転による低速破砕と、加速運転破砕と、高速回転による高速破砕の３段階で行うため、効率の良い生ごみの破砕が低騒音、低振動で実施できる。また、破砕された生ごみが一気に排出されず、均し運転、低速破砕運転、加速運転破砕、高速本破砕運転と順次行われ、給水された水と共に徐々に排出されるので排水管路での滞留が防止される。さらに、破砕機構４は、回転刃４６を有する円盤状回転テーブル４４と、歯深さが０．８〜１．６ｍｍに設定された固定歯４１を備える固定リング４０から構成されるため、繊維質の多い難破砕物の破砕が確実に行なえるため、排水管路の詰まりを防止することができ、このディスポーザＤを使用したシステム全体を滞留等の不都合がないように運用することができる。
【００６０】
また、生ごみが円盤状回転テーブル４４の回転刃４６と、固定リング４０の固定歯４１，４１…との間に噛み込んで、破砕機構４がロック状態になると、マイクロコンピュータ１１０は電流検知部１４０での電流上昇を検知し、あるいはホールＩＣが回転停止状態を検知し、ドライバ回路１２０に停止信号を送出して駆動モータ３を停止させる。そして、所定時間経過後にドライバ回路１２０から駆動モータ３に逆転させる電流を印加し、駆動モータ３を反転させる。この動作により、破砕機構４に噛み込まれた生ごみは取り除かれ、再度駆動モータ３を正転させて破砕が実施される。
【００６１】
つぎに、本発明のディスポーザの他の運転パターンを図９に基づき詳細に説明する。図９は本発明に係るディスポーザの駆動モータの運転制御方法の他の運転パターン図である。なお、この運転パターンは前記した運転パターンに対し、最初に実施する駆動モータの起動時に、所定のタイミングで回転速度を変化させて回転させる第１のステップを省略して第２のステップから駆動モータを回転させることを特徴としている。そして、他の実質的に同等の構成については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６２】
図９に示す運転パターンのディスポーザの駆動モータの運転制御方法では、制御手段は、先ず駆動モータ３を低速回転させ（ステップＳ３１）、所定時間低速回転させたあと回転数を徐々に上昇させて加速し（ステップＳ３２）、上昇させた回転数で所定時間高速回転させて本破砕を行ない（ステップＳ３３）、破砕が終了したのを検知して回転数を下降させ、そのあと低速回転させる（ステップＳ３４）。そして、所定のタイミングで回転速度を変化させて低速回転させ（ステップＳ３５）、次いで所定時間低速回転（ステップＳ３６）させて処理を終了する。
【００６３】
この運転パターンによる駆動モータの運転制御方法では、先ずステップＳ３１で低速回転による予備破砕を行ない、ステップＳ３２で徐々に回転数を上昇させるため振動が発生せず、加速しながら破砕したあと、ステップＳ３３の高速回転による本破砕に移行することができる。このように、この実施形態の運転パターンでは、前記の実施形態の生ごみを平坦に均す動作を省略しているため、全体の実行時間を短縮することができ、特に生ごみの量が少ない場合の制御に適している。
【００６４】
この運転パターンの場合も、前記した運転パターンと同様に、駆動モータ３を低速回転させて低速破砕するステップと、低速回転から高速回転に加速するステップと、高速回転させて高速破砕するステップの３段階の破砕処理により、破砕された生ごみが排水管６から一度に多量に排出されることがないため、排水管路での滞留を防止でき、騒音や振動を抑えた破砕を行なうことができる。
【００６５】
なお、図示していないが、均し運転は、所定時間低速回転（例えば８００ｒｐｍ、１秒以内）したあと、さらに低速（例えば数１００ｒｐｍで１秒以内）で回転させる等、回転速度を変更するように構成することができ、この動作を数回繰返すようにしてもよい。また、均し運転は、所定時間低速回転（例えば５００ｒｐｍ、１秒以内）したあと、さらに低速（例えば数１００ｒｐｍで１秒以内）で反転させる等、種々の組み合わせをすることができる。このように、均し運転の回転数、回転時間、停止時間は適宜変更できるものである。
【００６６】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、ディスポーザは電磁弁を開閉することで破砕時に自動給水する例を示したが、手動で混合水栓を開く場合でも適用できるものである。すなわち、手動給水でも排水管路内での破砕生ごみの滞留を確実に防止することができる。
【００６７】
破砕機構の回転刃は２個形成した例について述べたが、１個の回転刃を備える例や、３個以上の回転刃を備えるように構成してもよい。シンクに固定された固定部材とディスポーザ本体との連結の例として円筒状の防振ゴムで連結する例を示したが、円筒状の防振ゴムのみで連結せずに、連結機構を併用して連結するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るディスポーザの一実施形態の取付状態を示す概略構成図。
【図２】図１のディスポーザの要部構成を示す断面図。
【図３】図２のディスポーザの要部平面図。
【図４】（ａ）は図１，２のディスポーザの粉砕機構の回転部を示す斜視図、（ｂ）はその要部断面図。
【図５】ディスポーザの駆動モータの制御手段を示す回路図。
【図６】動作説明のためのフローチャート。
【図７】図６のフローチャートの割込み制御を示すフローチャート。
【図８】動作説明のための運転パターン図。
【図９】本発明に係るディスポーザの他の運転パターン図。
【符号の説明】
【００６９】
Ｄ：ディスポーザ、３：駆動モータ（直流ブラシレスモータ）、４：破砕機構、４０：固定リング、４１：固定歯、４４：円盤状回転テーブル、４５：ターンテーブル、４５ａ，４５ａ：切り欠き部、４６：回転刃、４６ａ：高歯部、４６ｂ：低歯部、４７：補強板、４８：凹部、５：目皿、６：排水管、３５：ホールセンサ、５０：混合水栓、７０：電磁弁、８０：制御装置（制御手段）、９０：整流回路、１００：電源供給回路、１１０：マイクロコンピュータ、１２０：ドライバ回路、１３０：駆動モータの駆動部、１４０：破砕終了の検知部、Ｓ３〜Ｓ５：生ごみを均すステップ、Ｓ６：生ごみを低速破砕するステップ、Ｓ７：生ごみを加速破砕するステップ、Ｓ８：生ごみを高速破砕するステップ、Ｓ１２〜Ｓ１６：生ごみの小片を排出するステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流しのシンクに取付けられ、生ごみを破砕するディスポーザに係り、特に、破砕された生ごみの排水管路内での滞留を防止して、排水管路の詰まりを防止できると共に、難破砕物の破砕・搬送性を向上できるディスポーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のディスポーザの運転方法として、生ごみをディスポーザの粉砕室に投入後、一定の流速で洗浄水を供給しつつ、低速回転でディスポーザハンマーを回転し続け、粉砕が終了したらハンマーの回転を停止し、ついで洗浄水の供給を停止するディスポーザの運転方法がある。そして、ディスポーザハンマーの回転を、洗浄水供給開始後低速回転で回転を開始し、粉砕室に残っている生ごみの量が減少するに従って高速回転にし、粉砕が終了したらハンマーの回転を停止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ディスポーザの運転装置の他の例として、モータの起動時に、短時間の低速運転を数回繰返して行い、この低速運転で過負荷電流を生じない場合に、所定の制御特性による運転を行わせるディスポーザの運転装置がある。この技術は、例えば２秒間だけ運転していったん停止し２秒間給電されないことを繰り返し、異物の混入による異常音や振動などの異常が発生したときにも、あわてずに運転スイッチの開路操作を確実に行わせることができるものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０４９７２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２０２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特許文献１に記載のディスポーザの運転方法は、生ごみ破砕の間を通して、生ごみ重量に対する洗浄水量は従来のディスポーザと比較して多くなり、破砕された生ごみが排水管路中に滞留し難くなるという効果を奏するものであるが、大量の生ごみが一度に投入され破砕された際には、破砕された生ごみが一気に排出され、排水管路中に滞留するおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献２に記載のディスポーザの運転装置は、スプーンなどの異物を跳ね飛ばして異常音を発生させるもので、低速運転中の過負荷電流を検出して噛み込みなどの異常の場合は、高速運転を行わせないようにしており、排水管路中での破砕物の滞留については考慮されていない。さらに、特許文献２に記載のディスポーザは、破砕室の底部に回転刃板を設けており、この回転刃板の上面に１個または数個の固定あるいはスイングする打撃刃をそなえ、外周面に回転刃を形成しており、回転刃の構成が複雑であり、難破砕物の破砕には適していなかった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、比較的少ない給水量でも、破砕された生ごみが排水管路中で滞留することを防止でき、難破砕物の破砕性を向上させたディスポーザを提供することにある。また、小型化でき、低騒音で作動でき、安定した作動が可能なディスポーザを提供することにある。さらに、回転刃の構成を簡単にでき、破砕機構のコストを低減できるディスポーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明に係るディスポーザは、駆動モータで駆動する破砕機構により生ごみを破砕し、給水された水と共に排出するディスポーザであって、前記破砕機構は、内側に固定歯が形成された固定リングと、該固定リングの内側に位置し前記駆動モータによって回動され、回転刃が形成された円盤状回転テーブルとから構成され、前記固定歯は、その歯深さが０．８〜１．６ｍｍに設定されることを特徴としている。回転刃は、テーブルと一体に形成されても、別部材を固定して形成してもよい。
【０００９】
このように構成された本発明のディスポーザは、破砕機構を構成する円盤状回転テーブルには回転刃が形成され、この回転刃と、外周に位置し内側に固定歯が形成された固定リングとにより生ごみを破砕することができ、固定歯の歯深さが０．８〜１．６ｍｍに設定されるため、難破砕物を確実に破砕することができる。すなわち、従来の破砕機構の歯深さより小さい深さに設定されるため、枝豆の鞘等の繊維性の難破砕物を確実に破砕することができ、排水管路の詰まりを防止することができる。
【００１０】
本発明に係るディスポーザの他の態様は、駆動モータで駆動する破砕機構により生ごみを破砕し、給水された水と共に排出するディスポーザであって、前記破砕機構は、内側に固定歯が形成された固定リングと、該固定リングの内側に位置し前記駆動モータによって回動され、回転刃が形成された円盤状回転テーブルとから構成され、前記回転刃は円盤状回転テーブルの外周部の一部が切り起こされて形成されたことを特徴としている。
【００１１】
このように構成されたディスポーザは、円盤状回転テーブルの外周部の一部を切り起こして回転刃を連続して形成することができるため、回転するテーブル上でハンマーを揺動させる構成の回転刃と比較して簡略化でき、製造が容易となってコストを低減することができる。また、ハンマーが揺動する構成と比較して、破砕時の騒音を大幅に低減することができる。
【００１２】
前記円盤状回転テーブルは、その外周に切り欠き部を有することが好ましい。切り欠き部としては、外周から凹ませた凹部や、スリット状の切り欠きが好適である。この構成によれば、固定リングの内側に形成された固定歯の隙間に、鳥骨等の小片が詰まって回転テーブルがロックしたときに、この切欠き部で小片をカットして破砕することでロック状態を防止することができ、ディスポーザの破砕物が挟まることによる停止を回避することができる。
【００１３】
前記円盤状回転テーブルは、前記回転刃を切り起こした切欠き部を覆う補強板を固定したものであることが好ましい。すなわち、テーブルの一部を切り起こして回転刃を形成するため、テーブルには切欠き部が発生し、この切欠き部を通して生ごみが落下するのを防止するため、この切欠き部に対応して補強板を当てて板材から形成された円盤状回転テーブルの補強を兼ねて生ごみの落下を防止することができる。
【００１４】
前記回転刃は、外周側が高く、内周側が低い形状を有することが好ましい。この構成によれば、内周側の低い低歯部で生ごみを外周側に送り、外周側の高い高歯部と固定リングの固定歯とにより生ごみを容易に破砕することができる。そして、所定の歯深さに設定された固定歯と共に枝豆の鞘等の繊維性の難破砕物でも確実に破砕することができ、吸水された水と共に排出して排水管路の詰まりを防止することができる。
【００１５】
また、前記駆動モータは直流モータであることが好ましく、特にブラシレスの直流モータが最適である。ディスポーザの破砕機構を駆動するモータを直流モータで構成すると、容易に回転速度を変更することができ、低速回転、高速回転、回転中の停止や、反転動作等が自由に実施でき、モータの小型化が達成できるため、ディスポーザの小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、生ごみの破砕機構を構成する固定リングの内側に形成された固定歯の歯深さを０．８〜１．６ｍｍに設定しているため、難破砕物の破砕が確実に行なえる。また、生ごみの破砕機構を構成する円盤状回転テーブルに、その外周部の一部が切り起こされて回転刃が形成されているため、破砕機構を簡略化することができ、破砕機構の製造が容易となり、コストを低減することができる。そして、投入された生ごみの状態を先ず平坦な状態に均してから、生ごみの破砕が少しずつ進むように駆動モータを制御しているため、破砕室から多量の破砕物が一気に排出されず、生ごみは給水された水と共に排水管路内を徐々に流れるため滞留が防止される。これによりディスポーザの運転状態を安定させることができる。また、ディスポーザの小型化を達成でき、運転中の騒音や振動を低減でき、快適な使用を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るディスポーザの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るディスポーザの取付状態を示す概略構成図、図２は、図１のディスポーザの要部構成を示す断面図、図３は図２のディスポーザの要部平面図、図４は破砕機構の回転部を示す斜視図および要部断面図である。
【００１８】
図１〜４において、ディスポーザＤは流しのシンクＳに固定される固定部材１と、この固定部材１の下方に連結され下方が広がった有底筒状のディスポーザ本体２と、このディスポーザ本体２の下端に固定された駆動源としての駆動モータ３とから構成され、この駆動モータ３の駆動力を受けてディスポーザ本体２の下部で生ごみ破砕動作を行う破砕機構４を備え、固定部材１の排水口に装着された目皿５を外して投入した生ごみを破砕し、上部より給水しながらディスポーザ本体２に接続された排水管６より排出するものである。
【００１９】
ここで、図２〜４を参照して、ディスポーザＤについて詳細に説明する。シンクＳ側の固定部材１は排水口部材１０、支持板１１およびリング状の固定ねじ１２より構成され、シンクＳの排水口の上部に防水シール１３を挟み、下部に支持板１１を挟んで水密状態に取付けられる。排水口部材１０の下端は水や生ごみを案内するパイプ状部１０ａとなっており、上端開口部が生ごみ投入口１０ｂとなっている。この生ごみ投入口１０ｂには合成樹脂製の目皿５および止水蓋５Ａが装着可能となっている。図２は、生ごみ投入口１０ｂに目皿５および止水蓋５Ａが共に装着された状態を示しており、図３は止水蓋５Ａを外した状態を示している。目皿５には、シンクＳ内の水を本体ケーシング２１に流すための複数の開口５ａが形成されている。
【００２０】
ディスポーザ本体２は固定部材１に防振ゴム２０を介して連結されるものであり、破砕機構４を収容した本体ケーシング２１を備えている。そして、本体ケーシング２１の内部空間に破砕室２４が形成されると共に、破砕室２４内の破砕機構４の下方に排出室２５が形成されている。排出室２５は底面が傾斜しており、破砕された生ごみが排水管６に流れやすいように形成されている。
【００２１】
防振ゴム２２は略筒状をしており、上下の円筒状の取付部２２ａが本体ケーシング２１および排水口部材１０の下端のパイプ状部１０ａの各外周囲に嵌り込むことで、固定部材１に対して本体ケーシング２１の僅かな相対移動を可能に、水密状態に連結するものであり、中間部は容易に変形可能な薄肉部２２ｂとなっている。防振ゴム２２の上下の取付部２２ａは厚肉に形成され、夫々金属バンド等の締付バンド２２ｃで漏水しないように固定されている。本体ケーシング２１と固定部材１は、防振ゴム２２により連結されることにより、本体ケーシング２１内で発生した振動や駆動モータ３の振動が、固定部材１およびシンクＳへ伝達されることを抑制するようになっている。
【００２２】
防振ゴム２２の内周には飛散防止ゴム１５が嵌合している。この飛散防止ゴムはリング状の上方基部１５ａと、この上方基部から下方に延出する筒状部１５ｂと、上方基部から内方に湾曲して延出する蓋部１５ｃとを有し、蓋部の中心には貫通孔が形成され、蓋部には放射状に多数の切り込みが形成されている。したがって、通常時は破砕室２４の上方開口を蓋部１５ｃが中心の貫通孔を除いて覆っており、生ごみ投入時には蓋部１５ｃは切り込み部分が広がって下方に湾曲して生ごみの投入を可能としており、投入後は閉じる構成となっている。筒状部１５ｂは破砕した生ごみの薄肉部２２ｂへの付着を防止する。
【００２３】
駆動モータ３は本体ケーシング２１の下部に固定され、鉛直上方に延びる駆動軸３１を備え、この駆動軸３１が本体ケーシング２１の下端を貫通して破砕室２４内に延びており、駆動モータ３により駆動される破砕機構４が袋ナット３２で連結されている。駆動軸３１はＯリング等のシール３３により水密状態となっており、破砕室２４に給水される水が駆動モータ３方向に漏水するのを防止する。駆動モータ３は直流のブラシレスモータが使用されており、このモータは例えば電流値を変えることや、周波数を変更すること、あるいはＰＷＭ信号のデューティを変更することで回転速度を変更できるものであり、従来の交流モータと比較して小型化されている。また、高トルクであるため低速回転時でも十分な駆動力を出力でき、きめ細かな速度制御も可能である。駆動モータ３は後述する位置検出用のホールＩＣを備えている。
【００２４】
破砕機構４は、内側に固定歯が形成された固定リング４０と、この固定リング内に位置し駆動モータ３で駆動される円盤状回転テーブル４４とから構成され、この回転テーブルは円盤状のターンテーブル４５と回転刃４６とを備えており、このターンテーブル４５の中心部が、駆動モータ３の駆動軸３１の上端に固定されている。ターンテーブル４５には、外周からの切り込みを形成して上方に立上げた２つの回転刃４６，４６が固定リング４０に近接して形成されている。回転刃４６は外周側の高歯部４６ａと内周側の低歯部４６ｂとを有している。また、ターンテーブル４５の下方には補強板４７が固定されている。ターンテーブル４５および補強板４７は厚さが数ｍｍ程度のステンレス鋼板等の金属板から形成され、ターンテーブルの直径方向に所定幅の補強板４７を溶接等で固着することによりターンテーブルの剛性を増して回転状態を安定させている。複数個所をスポット溶接することが好ましい。
【００２５】
ターンテーブル４５には小径の孔が貫通して多数個形成され、上部から供給された水道水を下方に流すことができる構成となっている。ディスポーザＤを作動させないときは、水道水はこの孔やターンテーブル４５と固定リング４０との間から排出室２５に流下して排水される。補強板４７は両端部がターンテーブル４５の外周に合わせて円弧に形成され、回転刃４６形成用の凹部４８を覆う位置に固着されている。したがって、この凹部４８から生ごみが落下することを防止できる。
【００２６】
ターンテーブル４５は、その外周に２つの切り欠き部４５ａ，４５ａが形成されている。これらの切り欠き部は、外周から２ｍｍ程度の深さで、幅が６ｍｍ程度に形成されており、回転刃４６，４６の位置と直交する位置関係で形成されている。切り欠き部４５ａ，４５ａは、固定歯４１，４１…の隙間に鳥骨等の小片が詰まった場合に、小片をカット（切断）する目的で形成されている。切り欠き部４５ａ，４５ａを形成することで、破砕された小片により円盤状回転テーブルがロックするのを防止できる。切り欠き部の個数は２個に限られるものでなく、１個所でも、多数個所でもよい。
【００２７】
ターンテーブル４５の中心には駆動モータ３との連結用の中心孔が形成され、中心孔から半径の１／３程度の位置にごみを撹拌するための突部４９，４９が形成されている。この突部と回転刃４６，４６は補強板４７の固着された直径方向に一直線上に配置されている。なお、撹拌用の突部４９，４９も２つに限られず、この突部を形成する切欠き部も補強板４７で覆われているため、生ごみが落下しない。
【００２８】
一方、固定リング４０は、本体ケーシング２１の内面において、円盤状回転テーブル４４のターンテーブル４５に対向する位置に固定されていると共に、その内側に複数の固定歯４１，４１…が形成されている。固定歯４１の上下方向の幅はターンテーブル４５の回転刃４６の高さより大きく設定されている。固定歯４１の歯深さは１．５ｍｍ程度に設定され、固定歯４１の突部と凹部の幅はそれぞれ４ｍｍ程度に設定されている。歯深さは０．８ｍｍ〜１．６ｍｍ程度が好ましく、この範囲に設定することで、繊維質の強い枝豆の皮等のごみの破砕・搬送性を向上させることができる。すなわち、固定歯の歯深さを浅くすることで、固定歯の凹部への被破砕物の落ち込み量を制限して破砕・搬送性を向上させている。
【００２９】
そして、円盤状回転テーブル４４は本体ケーシング２１の下方に水平に位置するように駆動モータ３の駆動軸３１の先端に固定され、本体ケーシング２１の内部空間のうち、破砕機構４の上側が前記破砕室２４として構成されると共に、破砕機構４の下側が破砕した生ごみを排出するための排出室２５として構成されている。破砕機構４を構成する円盤状回転テーブル４４は、金属板材からなるターンテーブル４５をプレス加工等で形成し、生ごみを固定リング４０の固定歯４１，４１…に押付ける回転刃４６を一体的に形成し、補強板４７を固着して形成できるため、従来のような可動ハンマーを揺動可能に支持する回転刃と比較して容易に製造でき、コストを低減することができる。また、ターンテーブル上に可動部分がないため低騒音にでき、耐久性にも優れる特長を有している。
【００３０】
駆動モータ３の駆動に伴う円盤状回転テーブル４４の回転により、破砕室２４内において回転刃４６と固定リング４０の固定歯４１，４１…との間で生ごみが破砕され、破砕後の生ごみは固定リング４０とターンテーブル４５との間の隙間から排出室２５に落下されるように構成されている。この隙間は通常１ｍｍ程度、あるいは１ｍｍ以下に設定され、破砕された生ごみの排出時の大きさを決定する。また、本体ケーシング２１の側面下端部には排水管６が接続されており、排出室２５に落下された生ごみの破砕片は、給水された水と共に排水管６より順次排出されるように構成されている。
【００３１】
排水口部材１０のパイプ状部１０ａの外周には、目皿検出装置（図示せず）を構成するホールセンサ３５，３５が装着されている。また、目皿５には、前記のホールセンサと対向可能な位置に磁石５ｂ，５ｂが内蔵されている。目皿５は図３に示すように、生ごみ投入口に嵌合した状態で９０度回転できるように構成され、ＯＦＦ位置で嵌合させ、ＯＮ位置でロックされるように構成され、ＯＮ位置でホールセンサと磁石が対向する。
【００３２】
目皿検出装置は、プラスチック材で形成され回転ロック機構を有する目皿５が生ごみ投入口１０ｂに嵌合されロックされたのをホールセンサ３５，３５が検出するものであり、生ごみを投入し目皿５をロックさせたことをホールセンサ３５，３５が検出してから、駆動モータ３を回転駆動させて生ごみを破砕するものであり、目皿５が装着されない状態では駆動モータ３を回転させないようにしてある。この構成により、生ごみ投入口１０ｂに誤って手を挿入するのを防止し、破砕中に生ごみが噴出するのを防止している。なお、ホールセンサと磁石は２つずつ設けているが、適宜の数とすることができる。ホールセンサ３５，３５と磁石５ｂ，５ｂにより目皿スイッチが構成される。
【００３３】
前記のように構成される本実施形態のディスポーザＤは、図１のように流しのシンクＳに取付けられる。図１において、流しのシンクＳには混合水栓５０が取付けられ、給湯器からの温水管路６１が温水通路５１に接続され、上水道からの給水管路６２が給水通路５２に接続されている。温水通路５１と給水通路５２は混合バルブ５３に接続され、混合バルブ５３から蛇口まで混合水通路５４が設けられ、蛇口から開口している。混合水栓５０の上部にはハンドル５５が取付けられ、混合バルブ５３を操作して温水と上水を混合し、蛇口から給水することができる。そして、給水管路６２から分岐したバイパス管路６３の途中に電磁弁７０が設けられ、バイパス管路６３はバイパス通路５６を介して混合水通路５４に連通している。したがって、混合バルブ５３を閉じた状態でも、電磁弁７０を開弁することにより蛇口から給水することができる。
【００３４】
ディスポーザＤおよび電磁弁７０は制御装置８０により制御される。制御装置８０には交流の商用電源８１が供給され、ディスポーザＤの駆動モータ３、目皿検出装置のホールセンサ３５、および電磁弁７０は制御装置８０に接続され、この制御装置は駆動モータ３の駆動・停止および電磁弁７０の開閉動作を行う。また、制御装置８０は駆動モータ３を低速回転または高速回転させると共に、駆動モータの起動時に短時間間隔で回転速度を変化させる制御を行う。回転速度を変化させる制御とは、例えば低速回転させた後停止させる制御、低速回転させた後反転させる制御等がある。
【００３５】
ここで、図５を参照して、ディスポーザＤの制御装置８０について詳細に説明する。図５は、本実施形態のディスポーザＤの制御装置８０を示す回路図であり、制御装置８０は整流回路９０、電源供給回路１００、マイクロコンピュータ１１０、ドライバ回路１２０、駆動モータ３の駆動部１３０および生ごみの破砕終了の検知部１４０を備えている。駆動モータ３は直流ブラシレス（ＤＣＢＬ）モータであり、３相のステータコイル（巻線）ｕ、ｖ、ｗを有するステータ（図示せず）と、永久磁石を有するロータ（図示せず）とを備え、位置検出用のホールＩＣ（図示せず）から出力される信号が信号線３ａによりドライバ回路１２０に供給されている。
【００３６】
整流回路９０は、ＡＣ商用電源８１を直流電流に整流する回路であり、整流素子９１、チョークコイル９２および電解コンデンサ９３を備えており、整流した電源を電源供給回路１００、駆動モータの駆動部１３０に供給するものである。なお、整流回路９０は簡略化した構成を示しており、ディスポーザの仕様にあわせて適宜の整流回路を用いることができるのは勿論である。
【００３７】
電源供給回路１００は、マイクロコンピュータ１１０、ドライバ回路１２０に必要な電圧に変圧された直流電源を供給するもので、基本的にはＤＣ／ＤＣコンバータ１０１，１０２や３端子レギュレータ１０３から構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１はマイクロコンピュータ１１０に、例えば５Ｖの電源電圧を供給し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２はドライバ回路１２０に、例えば１５Ｖの電源電圧を供給する。
【００３８】
マイクロコンピュータ１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび電気的に書換可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ＲＯＭ）からなる記憶部が内蔵され、コネクタ１１１のＳＷ端子１１２、ＳＷ端子１１３から起動スイッチや目皿検出スイッチ等の信号が入力される。また、マイクロコンピュータ１１０には駆動モータ３の温度情報がＴＥＮＰ−Ｍとして入力され、駆動部１３０のトランジスタの温度情報がＴＥＮＰ−Ｐとして入力される。
【００３９】
さらに、マイクロコンピュータ１１０には、駆動モータ３の駆動電流が検知部１４０で検知され、オペアンプ１４１を介して入力され、この駆動電流はドライバ回路１２０にも入力される。この駆動電流は、生ごみの破砕終了を検知するために入力される。また、検知部１４０では、破砕機構４が生ごみを噛み込んで停止したときに、駆動電流値が大きくなることを検知して噛み込みを判断することができる。なお、生ごみを噛み込んで破砕機構４が停止したことは、駆動モータ３の回転数からも容易に検出することができる。
【００４０】
マイクロコンピュータ１１０は、ディスポーザＤの運転制御を含む装置全体の制御を行う制御部であり、具体的にはディスポーザを運転制御する通常運転処理、目皿が外されたときに実行される目皿緊急停止処理、および破砕機構が噛み込んだときに実行される噛み込み解除処理を行なう。ＲＯＭ上の制御プログラムに従い、演算に使用するデータを記憶したメモリを使用して後述するディスポーザＤの駆動モータ３の運転制御を実行し、生ごみの破砕処理を実行する。
【００４１】
マイクロコンピュータ１１０からの制御信号は、ドライバ回路１２０に入力される。この制御信号は例えばＰＷＭ信号が使用される。ドライバ回路１２０はマイクロコンピュータ１１０からの制御信号を受けて駆動モータ３の駆動部１３０に矩形波等の駆動信号を供給する。駆動モータ３の駆動部１３０は、前記のように対となった電界効果型のトランジスタ（ＦＥＴ）１３１，１３２から構成され、ドライバ回路１２０からの駆動信号を受けて駆動モータ３を直流電流により駆動する。駆動モータ３から出力されるＨ−ＳＩＧＮＡＬは、ホールＩＣからの位置検出信号であり、例えば１２０度の矩形波がドライバ回路１２０に供給される。すなわち、マイクロコンピュータ１１０からの運転指令により、ドライバ回路１２０は運転指示され、駆動部１３０のＦＥＴ１３１，１３２のゲートへ駆動信号を出力し、ホールＩＣの信号で回転速度をモニターし、この動作を繰返して駆動モータ３の運転を行う。
【００４２】
なお、ＦＥＴ１３１，１３２は１相分のみ図示しているが実際には３相分必要であり、３相のそれぞれからＵ，Ｖ，Ｗの３つの駆動信号が駆動モータ３に供給される構成となっている。すなわち、ドライバ回路１２０から出力される一方の制御信号ＵＶＷ−Ｈが一方のＦＥＴ１３１のゲートに供給され、他方の制御信号ＵＶＷ−Ｌが他方のＦＥＴ１３２のゲートに供給され、一方のＦＥＴ１３１のドレインが他方のＦＥＴ１３２のソースに接続されている。そして、駆動部１３０のＵ，Ｖ，Ｗ出力が駆動モータ３に供給されている。
【００４３】
他方のＦＥＴ１３２のドレインは検知部１４０を構成する抵抗１４２の一端に接続され、この抵抗１４２の他端は接地されている。これにより、抵抗１４２を流れる電流を抵抗１４２上端に発生する電圧により検知して、この検出信号をドライバ回路１２０に入力すると共に、オペアンプ１４１を介してマイクロコンピュータ１１０に入力する。駆動モータ３の電流変化を検出することで生ごみの破砕の終了時を検知する。すなわち、駆動モータ３の負荷が軽減すると電流が所定値より小さくなることを検出して、破砕室２４に投入された生ごみの破砕終了を検知している。
【００４４】
マイクロコンピュータ１１０には、駆動部１３０のトランジスタの温度情報ＴＥＮＰ−Ｐと駆動モータ３の温度情報ＴＥＮＰ−Ｍが入力され、また動作状態等を示すＬＥＤ１５０が接続されている。マイクロコンピュータ１１０は、通電状態、運転状態、ロック状態等をＬＥＤ１５０の点灯により知らせる共に、温度情報ＴＥＮＰ−Ｍを基に駆動モータ３の温度情報が所定の温度を超えた時や、温度情報ＴＥＮＰ−Ｐを基に駆動部１３０のトランジスタの温度情報が温度を超えた時にＬＥＤ１５０を点灯させる。
【００４５】
なお、ロック状態とは、例えば生ごみが破砕機構４の円盤状回転テーブル４４と固定リング４０との間に噛み込んだときに点灯し、駆動モータへの過電流保護の目的で点灯するように機能する。マイクロコンピュータ１１０に入力されるリセット信号１５１はディスポーザＤをリセットし、例えば破砕動作を再度実施するとき等に使用する。また、マイクロコンピュータ１１０から出力されるブザー１５２は、例えば破砕が終了したときに鳴動するように設定してある。
【００４６】
前記の如く構成された本実施形態のディスポーザＤの生ごみ破砕動作と、ディスポーザＤの駆動モータの運転制御方法について、図５のブロック図、図６，７のフローチャートおよび図８の運転パターン図を参照して説明する。図６は、ディスポーザＤの通常運転処理を示すフローチャートであり、図７は割込み処理を示すフローチャートであり、図中、Ｓはフローの各ステップを示す。本フローは、マイクロコンピュータ１１０により実行され、マイクロコンピュータ１１０の制御信号を受けた各駆動部により駆動される。本実施の形態では、ディスポーザＤは起動時に駆動モータ３の回転数を変化させる制御手段を備えることを特徴とするものである。本実施の形態では、図６に図示されていないが、固定部材１の生ごみ投入口１０ｂから生ごみを投入して目皿５が装着されたことを受けて駆動モータ３の制御を開始する。
【００４７】
先ず、図６の通常運転処理について説明する。流しのシンクに固定された生ごみ投入口１０ｂから生ごみを投入し、起動スイッチ（図示せず）を閉じると電磁弁７０が開いて蛇口から給水する（ステップＳ１）。給水が所定時間行われる間、モータウェイト状態（ステップＳ２）で給水され、ディスポーザＤを起動する。次いで、ステップＳ３で駆動モータ３は制御装置８０からの信号で例えば１０００ｒｐｍの低速回転を開始し、低速回転を１秒間実施した後、ステップＳ４で駆動モータを停止させる。
【００４８】
次いで、ステップＳ５で前記駆動モータ回転および駆動モータ停止が所定回数（ここでは４回）繰返されたか否かを判別し、駆動モータ回転および停止が所定回数繰返されていれば、ステップＳ６に進み、繰返されていなければ前記ステップＳ３に戻って所定回数になるまで前記処理を繰返す。このように、低速回転をさせて停止させるという動作を例えば４回繰返す（図８、Ｓ３〜Ｓ５）。このように駆動モータ３を低速回転して停止させる動作を繰返すことにより、生ごみは微量だけターンテーブル４５の回転刃４６と固定リング４０の固定歯４１により挟まれて破砕されると共に、均されてターンテーブル上に平坦に載置された状態となる。本例では、駆動モータ回転および停止の例を示したが、停止後又は停止に代えて逆回転する態様でもよく、高速回転と低速回転を繰返すようにしてもよい。
【００４９】
ステップＳ６では、駆動モータを１０００ｒｐｍ程度の低速回転で５秒間連続回転させる。この低速回転のあと、ステップＳ７で例えば１０００〜２５００ｒｐｍへ１５秒間程度で加速し、その後ステップＳ８で例えば２５００ｒｐｍ程度の回転数で高速回転を行う。この高速回転は、破砕が終了するまで行う。生ごみの破砕は、固定リング４０の固定歯４１，４１…と円盤状回転テーブル４４の回転刃４６とにより挟まれて破砕され、従来のようにハンマーが揺動しないため、低騒音、低振動で破砕が行なわれる。破砕が終了したときの検知は、駆動モータ３を作動させるＦＥＴ１３１，１３２のコレクタ電流を検出して行う。破砕が終了すると負荷が減るため抵抗１４２を流れる電流値が減少し、この電流変化で破砕終了を判定する。
【００５０】
次いで、ステップＳ９で運転時間が１２０秒以内かを判別し、ステップＳ９で１２０秒以内のときは終了検知を開始する。検知状態が連続２秒続いたときにステップＳ１０で終了バッファ処理を実施し、ステップＳ１１で終了検知処理を完了し、駆動モータ３の高速回転を終了する。この処理フローにより、ステップＳ１〜Ｓ８までの処理は、運転時間が最大で１２０秒を超えないように制御され、ステップＳ９で１２０秒を超えたときにはステップＳ１１で、駆動モータ３を１０００ｒｐｍで５秒程度低速回転し（ステップＳ１２）、低速回転で逆転、正転を繰り返し（ステップＳ１３〜Ｓ１５）、再び１０００ｒｐｍで５秒程度低速回転（ステップＳ１６）させてから駆動モータを停止（ステップＳ１７）する。ステップＳ１８で駆動モータ３の停止後、５秒経過すると電磁弁７０を閉じ、給水を停止する。
【００５１】
このように、生ごみの破砕終了後に、水道水を供給した状態で低速回転（ステップＳ１２）、回転速度を変化させた回転を繰り返し（ステップＳ１３〜Ｓ１５）、最後に低速回転（ステップＳ１６）させてから駆動モータを停止（ステップＳ１７）させるため、追い水効果を発現し、破砕された生ごみの小片の搬送性を向上させることができる。この結果、生ごみを排出する排水管路の詰まりを防止することができる。なお、生ごみの破砕終了検知後に、回転速度を変化させて回転させる例として、１０００ｒｐｍで正転、停止、逆転、停止を繰返す例を示したが、正転、停止を繰返してもよく、正転、逆転を繰返してもよい。
【００５２】
次に、前記の通常運転処理に対する割込み処理について、図７を参照して説明する。マイクロコンピュータ１１０は、図７（ａ）に示される目皿処理実行部として、常時または所定時間間隔で目皿スイッチがＯＦＦとなったかどうかを監視している。図７（ａ）に示すように、前記通常運転処理のフローを実行中に、固定部材１の排水口に装着された目皿５が外されると、目皿スイッチを構成するホールセンサ３５と磁石５ｂとが離れて目皿スイッチがＯＦＦとなる。ステップＳ２１では、目皿スイッチＯＦＦを検出し、ステップＳ２２で目皿スイッチがＯＦＦの場合、すなわち目皿５が外された場合は駆動モータ３を緊急停止して本フローを終了する。また、前記ステップＳ２１で目皿スイッチＯＦＦを検出しない場合は、本フローは実行されない。これにより、前記した各工程で、ステップＳ１からステップＳ１７の間に、目皿が外されると目皿スイッチがＯＦＦとなり、駆動モータ３を緊急停止させる。この際、駆動モータ３の駆動部１３０において、ＦＥＴ１３１，１３２を瞬間的に短絡させて回生ブレーキとして機能させ、速やかに停止させる構成となっている。
【００５３】
また、マイクロコンピュータ１１０は、噛み込み解除処理の実行部として、駆動モータ３の電流を検知する検知部１４０を常時または所定時間間隔で監視している。図７（ｂ）に示すように、前記通常運転処理のフローを実行中に破砕機構４が生ゴミを噛み込んで停止すると、ステップＳ２５では、破砕機構４の噛み込みを検出し、ステップＳ２６で駆動モータ３を逆転する。破砕機構４の固定リング４０の固定歯４１，４１…と、円盤状回転テーブル４４の回転刃４６との間に生ゴミ等が挟まった状態で駆動モータ３が停止すると、ホールＩＣが回転停止状態を検知して信号線３ａによりドライバ回路１２０に入力され、あるいは検知部１４０の電流値が上昇したことがマイクロコンピュータ１１０に入力され、マイクロコンピュータ１１０はドライバ回路１２０を介して駆動モータ３に逆転する駆動信号を供給する。これにより円盤状回転テーブル４４は逆転して噛み込みは解除され、本フローを終了する。ステップＳ２５で噛み込みが検出されないときは、本フローは実行されない。なお、駆動モータ３を逆転して噛み込みが解除されたあと、通常の破砕動作に復帰させるようにしてもよい。
【００５４】
このように、本実施形態の通常運転処理フローでは、駆動モータ３を低速で極短時間（１秒以内程度）回転させて停止させる動作を複数回繰返す（ステップＳ３〜Ｓ５）ことにより、生ごみを破砕室２４内で均すことができる。このように均された生ごみはターンテーブル４５上で平坦な状態となり、次工程の低速破砕運転（ステップＳ６）で生ごみのアンバランスによる振動や騒音の発生を抑制することができる。また、破砕の前の均し運転は、低速破砕および高速本破砕の準備段階で生ごみを均等な状態とするものであり、本格的な破砕や終了検知は高速の破砕運転で実施する。
【００５５】
そして、生ごみの破砕終了後に、駆動モータ３を低速で回転させ（ステップＳ１２）、反転させる動作を複数回行ない（ステップＳ１３〜Ｓ１５）、低速回転を所定時間継続して停止する（ステップＳ１６）。このように生ごみの破砕終了後に水道水を供給した状態でターンテーブルを低速で回転させたあと、複数回反転させ、その後低速回転させることで、破砕された生ごみの破片を円滑にディスポーザＤの本体から排出させることができる。また、反転動作を繰返すことで、生ごみの破片が一度に排出されず排水管路の詰まりを防止することができる。
【００５６】
このように動作するディスポーザＤは、起動時から一気に高速回転する従来のディスポーザと比較して、先ず低速で回転数を変えながら均し運転を行うため初期破砕と共に生ごみの偏りを防止することができる。初期破砕（ステップＳ３〜Ｓ６）では破砕量が微量であり、給水と共に徐々に排出するため、急激な排出は行われない。また、低速回転で回転と停止を繰返すため騒音や振動の発生が少なく、破砕機構４のターンテーブル４５上の生ごみの偏心を均すことができ、次の低速破砕（ステップＳ６）や加速破砕（ステップＳ７）、高速本破砕（ステップＳ８）に対する準備段階となる。
【００５７】
低速破砕（ステップＳ６）では、駆動モータ３を低速回転させて破砕機構４により生ごみを破砕するステップであり、前記のステップで投入された生ごみは均されているため、騒音や振動が低い状態で運転することができる。この低速破砕は、前記の均し工程で均された生ごみが外周側から徐々に破砕され、破砕された生ごみの排出量が少なく徐々に排出されるため、配水管６およびその下流側の排水管路で破砕された生ごみが滞留することが回避される。この低速破砕は予め設定された時間、本実施形態では５秒程度だけ運転される。
【００５８】
この後、駆動モータ３の回転数を上昇させ加速して低速回転から高速回転に移行する（ステップＳ７）。すなわち、１０００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍまで約１５秒間で駆動モータ３の回転数を上昇させる。回転数上昇を急激に行なわないため、騒音や振動を低く抑えることができ、徐々に破砕量を増やすことができる。さらに、高速本破砕（ステップＳ８）では、低速破砕の５秒間、加速破砕の１５秒間で徐々に破砕した残りの生ごみを本格的に破砕するもので、生ごみは予備破砕で小片化されているため、破砕機構４を高速回転させても大きな騒音を発生せず、振動自体も低いレベルになる。また、事前の均し運転や低速破砕運転、加速破砕運転で既に少量の生ごみが排出されているため、高速本破砕運転の排出量は減っており、破砕された生ごみが一気に排出室２５から排水管６へ排出されることはない。
【００５９】
このように、生ごみの破砕を駆動モータ３の低速回転による低速破砕と、加速運転破砕と、高速回転による高速破砕の３段階で行うため、効率の良い生ごみの破砕が低騒音、低振動で実施できる。また、破砕された生ごみが一気に排出されず、均し運転、低速破砕運転、加速運転破砕、高速本破砕運転と順次行われ、給水された水と共に徐々に排出されるので排水管路での滞留が防止される。さらに、破砕機構４は、回転刃４６を有する円盤状回転テーブル４４と、歯深さが０．８〜１．６ｍｍに設定された固定歯４１を備える固定リング４０から構成されるため、繊維質の多い難破砕物の破砕が確実に行なえるため、排水管路の詰まりを防止することができ、このディスポーザＤを使用したシステム全体を滞留等の不都合がないように運用することができる。
【００６０】
また、生ごみが円盤状回転テーブル４４の回転刃４６と、固定リング４０の固定歯４１，４１…との間に噛み込んで、破砕機構４がロック状態になると、マイクロコンピュータ１１０は電流検知部１４０での電流上昇を検知し、あるいはホールＩＣが回転停止状態を検知し、ドライバ回路１２０に停止信号を送出して駆動モータ３を停止させる。そして、所定時間経過後にドライバ回路１２０から駆動モータ３に逆転させる電流を印加し、駆動モータ３を反転させる。この動作により、破砕機構４に噛み込まれた生ごみは取り除かれ、再度駆動モータ３を正転させて破砕が実施される。
【００６１】
つぎに、本発明のディスポーザの他の運転パターンを図９に基づき詳細に説明する。図９は本発明に係るディスポーザの駆動モータの運転制御方法の他の運転パターン図である。なお、この運転パターンは前記した運転パターンに対し、最初に実施する駆動モータの起動時に、所定のタイミングで回転速度を変化させて回転させる第１のステップを省略して第２のステップから駆動モータを回転させることを特徴としている。そして、他の実質的に同等の構成については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６２】
図９に示す運転パターンのディスポーザの駆動モータの運転制御方法では、制御手段は、先ず駆動モータ３を低速回転させ（ステップＳ３１）、所定時間低速回転させたあと回転数を徐々に上昇させて加速し（ステップＳ３２）、上昇させた回転数で所定時間高速回転させて本破砕を行ない（ステップＳ３３）、破砕が終了したのを検知して回転数を下降させ、そのあと低速回転させる（ステップＳ３４）。そして、所定のタイミングで回転速度を変化させて低速回転させ（ステップＳ３５）、次いで所定時間低速回転（ステップＳ３６）させて処理を終了する。
【００６３】
この運転パターンによる駆動モータの運転制御方法では、先ずステップＳ３１で低速回転による予備破砕を行ない、ステップＳ３２で徐々に回転数を上昇させるため振動が発生せず、加速しながら破砕したあと、ステップＳ３３の高速回転による本破砕に移行することができる。このように、この実施形態の運転パターンでは、前記の実施形態の生ごみを平坦に均す動作を省略しているため、全体の実行時間を短縮することができ、特に生ごみの量が少ない場合の制御に適している。
【００６４】
この運転パターンの場合も、前記した運転パターンと同様に、駆動モータ３を低速回転させて低速破砕するステップと、低速回転から高速回転に加速するステップと、高速回転させて高速破砕するステップの３段階の破砕処理により、破砕された生ごみが排水管６から一度に多量に排出されることがないため、排水管路での滞留を防止でき、騒音や振動を抑えた破砕を行なうことができる。
【００６５】
なお、図示していないが、均し運転は、所定時間低速回転（例えば８００ｒｐｍ、１秒以内）したあと、さらに低速（例えば数１００ｒｐｍで１秒以内）で回転させる等、回転速度を変更するように構成することができ、この動作を数回繰返すようにしてもよい。また、均し運転は、所定時間低速回転（例えば５００ｒｐｍ、１秒以内）したあと、さらに低速（例えば数１００ｒｐｍで１秒以内）で反転させる等、種々の組み合わせをすることができる。このように、均し運転の回転数、回転時間、停止時間は適宜変更できるものである。
【００６６】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、ディスポーザは電磁弁を開閉することで破砕時に自動給水する例を示したが、手動で混合水栓を開く場合でも適用できるものである。すなわち、手動給水でも排水管路内での破砕生ごみの滞留を確実に防止することができる。
【００６７】
破砕機構の回転刃は２個形成した例について述べたが、１個の回転刃を備える例や、３個以上の回転刃を備えるように構成してもよい。シンクに固定された固定部材とディスポーザ本体との連結の例として円筒状の防振ゴムで連結する例を示したが、円筒状の防振ゴムのみで連結せずに、連結機構を併用して連結するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るディスポーザの一実施形態の取付状態を示す概略構成図。
【図２】図１のディスポーザの要部構成を示す断面図。
【図３】図２のディスポーザの要部平面図。
【図４】（ａ）は図１，２のディスポーザの粉砕機構の回転部を示す斜視図、（ｂ）はその要部断面図。
【図５】ディスポーザの駆動モータの制御手段を示す回路図。
【図６】動作説明のためのフローチャート。
【図７】図６のフローチャートの割込み制御を示すフローチャート。
【図８】動作説明のための運転パターン図。
【図９】本発明に係るディスポーザの他の運転パターン図。
【符号の説明】
【００６９】
Ｄ：ディスポーザ、３：駆動モータ（直流ブラシレスモータ）、４：破砕機構、４０：固定リング、４１：固定歯、４４：円盤状回転テーブル、４５：ターンテーブル、４５ａ，４５ａ：切り欠き部、４６：回転刃、４６ａ：高歯部、４６ｂ：低歯部、４７：補強板、４８：凹部、５：目皿、６：排水管、３５：ホールセンサ、５０：混合水栓、７０：電磁弁、８０：制御装置（制御手段）、９０：整流回路、１００：電源供給回路、１１０：マイクロコンピュータ、１２０：ドライバ回路、１３０：駆動モータの駆動部、１４０：破砕終了の検知部、Ｓ３〜Ｓ５：生ごみを均すステップ、Ｓ６：生ごみを低速破砕するステップ、Ｓ７：生ごみを加速破砕するステップ、Ｓ８：生ごみを高速破砕するステップ、Ｓ１２〜Ｓ１６：生ごみの小片を排出するステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータで駆動する破砕機構により生ごみを破砕し、給水された水と共に排出するディスポーザであって、
前記破砕機構は、内側に固定歯が形成された固定リングと、該固定リングの内側に位置し前記駆動モータによって回動され、回転刃が形成された円盤状回転テーブルとから構成され、
前記固定歯は、その歯深さが０．８〜１．６ｍｍに設定されることを特徴とするディスポーザ。
【請求項２】
駆動モータで駆動する破砕機構により生ごみを破砕し、給水された水と共に排出するディスポーザであって、
前記破砕機構は、内側に固定歯が形成された固定リングと、該固定リングの内側に位置し前記駆動モータによって回動され、回転刃が形成された円盤状回転テーブルとから構成され、
前記回転刃は、前記円盤状回転テーブルの外周部の一部が切り起こされて形成されたことを特徴とするディスポーザ。
【請求項３】
前記円盤状回転テーブルは、その外周に切り欠き部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のディスポーザ。
【請求項４】
前記円盤状回転テーブルは、前記回転刃を切り起こした凹部を覆う補強板を固定したものであることを特徴とする請求項２または３に記載のディスポーザ。
【請求項５】
前記回転刃は、外周側が高く、内周側が低い形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のディスポーザ。
【請求項６】
前記駆動モータは、直流モータであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のディスポーザ。
【請求項１】
駆動モータで駆動する破砕機構により生ごみを破砕し、給水された水と共に排出するディスポーザであって、
前記破砕機構は、内側に固定歯が形成された固定リングと、該固定リングの内側に位置し前記駆動モータによって回動され、回転刃が形成された円盤状回転テーブルとから構成され、
前記固定歯は、その歯深さが０．８〜１．６ｍｍに設定されることを特徴とするディスポーザ。
【請求項２】
駆動モータで駆動する破砕機構により生ごみを破砕し、給水された水と共に排出するディスポーザであって、
前記破砕機構は、内側に固定歯が形成された固定リングと、該固定リングの内側に位置し前記駆動モータによって回動され、回転刃が形成された円盤状回転テーブルとから構成され、
前記回転刃は、前記円盤状回転テーブルの外周部の一部が切り起こされて形成されたことを特徴とするディスポーザ。
【請求項３】
前記円盤状回転テーブルは、その外周に切り欠き部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のディスポーザ。
【請求項４】
前記円盤状回転テーブルは、前記回転刃を切り起こした凹部を覆う補強板を固定したものであることを特徴とする請求項２または３に記載のディスポーザ。
【請求項５】
前記回転刃は、外周側が高く、内周側が低い形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のディスポーザ。
【請求項６】
前記駆動モータは、直流モータであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のディスポーザ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３３４５６４（Ｐ２００６−３３４５６４Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６５８５８（Ｐ２００５−１６５８５８）
【出願日】平成１７年６月６日（２００５．６．６）
【出願人】（０００００２４５１）積水アクアシステム株式会社 (9)
【出願人】（５９３０４７５５２）株式会社フロム工業 (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月６日（２００５．６．６）
【出願人】（０００００２４５１）積水アクアシステム株式会社 (9)
【出願人】（５９３０４７５５２）株式会社フロム工業 (27)
【Ｆターム（参考）】
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