JP2005192901A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】 異臭を発生させずに洗濯物や洗濯槽の除菌・脱臭・有機物の汚れ分解を行うことができる洗濯機を提供する。
【解決手段】 水に高電圧を印加してナノサイズのＯＨラジカルを空気中に発生させるＯＨラジカル発生手段（ＯＨラジカル発生器２３内の高電圧発生装置と導電性細管とリング状電極）と、発生したＯＨラジカルを洗濯槽５内に送風する送風手段（ＯＨラジカル発生器２３内の送風ファンと送風ダクト２４）と、一連の洗濯工程の所定の段階で前記ＯＨラジカル発生手段と送風手段を駆動してＯＨラジカルを洗濯槽５内に供給することにより洗濯物や洗濯槽の除菌・脱臭・有機物の汚れ分解を行う工程を制御する制御手段（制御部２８）とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、一般的な縦型の洗濯機やドラム式洗濯乾燥機等の洗濯機に関するものである。

従来、例えば下記特許文献１や特許文献２に記載されているように、オゾンを発生させて衣類等の洗濯物や洗濯槽の除菌・脱臭・有機物の汚れ分解等を行うようにした洗濯機が知られている。
特開平７−８８２７７号公報（図１，図２） 特開２００１−８７５９０号公報（図１，図１０）

しかしながら、オゾンは独特の臭いを有する気体であるため、洗濯後も残留オゾンの影響で洗濯物や洗濯槽に異臭が残るという課題があった。

そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、除菌・脱臭・有機物の汚れ分解作用を有するＯＨラジカル（ラジカルとは遊離基，すなわち不対電子をもつ原子団または原子のことで、化学反応性が大きく、特にＯＨラジカルは非常に酸化力が強いラジカル）に着目して、これを洗濯機に利用することで、異臭を発生させずに洗濯物や洗濯槽の除菌・脱臭・有機物の汚れ分解を行うことができる洗濯機を提供することを目的とするものである。

上記のような目的を達成するために、本願発明は、水に高電圧を印加してナノサイズのＯＨラジカルを空気中に発生させるＯＨラジカル発生手段と、発生したＯＨラジカルを洗濯槽内に送風する送風手段と、一連の洗濯工程の所定の段階で前記ＯＨラジカル発生手段と送風手段を駆動してＯＨラジカルを洗濯槽内に供給することにより洗濯物や洗濯槽の除菌・脱臭・有機物の汚れ分解を行う工程を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

また、前記ＯＨラジカル発生手段を洗濯槽への給水部近傍に設けたことを特徴とするものである。

また、前記制御手段は、洗濯槽内の洗濯物の量や質に応じて前記ＯＨラジカル発生手段によるＯＨラジカル発生量を制御することを特徴とするものである。

さらに、前記ＯＨラジカル発生手段の使用水に含まれる金属成分を除去する金属成分除去手段を備えたことを特徴とするものである。

また、前記ＯＨラジカル発生手段の使用水の有無を検出する検出手段と、ＯＨラジカル発生手段の駆動に先立って前記検出手段によってＯＨラジカル発生手段の使用水が無いことが検出された時に給水を行う給水手段を備えたことを特徴とするものである。

また、前記制御手段は、前記ＯＨラジカル発生手段のＯＨラジカル発生中はパルセータや脱水槽を動作させることを特徴とするものである。

本願発明によれば、ＯＨラジカルは非常に酸化力が強く、菌や有機物（臭い成分・汚れ成分）に接触すると殺菌作用や有機物分解作用があるので、ＯＨラジカル発生手段から発生するナノサイズのＯＨラジカルを送風手段によって洗濯槽内に供給して、衣類等の洗濯物や洗濯槽に接触浸透させることにより、異臭を発生させること無く、洗濯物や洗濯槽の除菌・脱臭・有機物の汚れ分解を行うことができる。

また、ＯＨラジカル発生手段を給水部近傍に設けることで、ＯＨラジカルの元となる水の供給を容易かつ安価に行うことができる。

また、ＯＨラジカルの発生量を洗濯物の量や質に応じて制御することで、過不足なく除菌・脱臭・有機物の汚れ分解を行うことができる。

さらに、ＯＨラジカルの元となる水に含まれる金属成分（ＣａイオンやＭｇイオン）を除去することで、ＯＨラジカル発生手段の発生効率低下や耐久性低下を防止することができる。

また、ＯＨラジカル発生手段の使用水の有無を検知して給水することにより、ＯＨラジカル発生時に水が無い状態で高電圧が印加されるのを防ぐことができ、安全性を高めることができる。

また、ＯＨラジカル発生時に洗濯物をパルセータや脱水槽の動作によって攪拌することで、発生したＯＨラジカルが洗濯物に均等に接触浸透して、むら無く除菌・脱臭・有機物の汚れ分解を行うことができる。

以下、本願発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本願発明による洗濯機の一実施形態として縦型の全自動洗濯機の構成を一部簡略化して示す側断面図、図２はその要部を示す概略断面図、図３はその制御系統の要部を示すブロック図である。

図１に示すように、この全自動洗濯機の洗濯機本体１は、上面に蓋体２で開閉可能な開口を有する箱型のハウジング３によって、その外観が構成されている。ハウジング３内には、吊り棒４でハウジング３から吊り下げられた洗濯槽５と、この洗濯槽５内に回転可能に設けられた脱水槽６とが備えられている。この脱水槽６に、ハウジング３の上面開口を介して洗濯物が収容される。また、脱水槽６には多数の小孔６ａが形成されており、脱水槽６に供給された洗濯水が洗濯槽５に溜められるようになっている。

洗濯槽５の底部には、洗濯槽５に溜められた洗濯水を機外へ排出するための排水口７が形成されている。この排水口７には、ハウジング３外へと延びる排水管（図示せず）が接続されている。排水管の途中部には、トルクモータ８（図３に図示）により開閉される排水弁が配設されており、この排水弁が開かれると、洗濯槽５内に溜められた洗濯水が排水管を通って機外へ排出される。

また、脱水槽６の底部には、洗濯槽５内に溜められた洗濯水を攪拌して水流を発生させるためのパルセータ（攪拌翼）９が設けられている。脱水槽６及びパルセータ９は、洗濯槽５の下方に設けられた駆動機構１０によって回転駆動される。

駆動機構１０は、回転駆動力を発生するモータ１１と、モータ１１の回転軸１２に固定された小プーリ１３と、洗濯槽５の底面に取り付けられた軸受部１４と、軸受部１４に保持された駆動軸１５の下端に固定された大プーリ１６と、小プーリ１３及び大プーリ１６に巻き掛けられた無端状のベルト１７とが含まれている。モータ１１の駆動力は、小プーリ１３及びベルト１７を介して大プーリ１６に伝えられ、さらに駆動軸１５を介して軸受部１４に伝達される。

軸受部１４には、上端が脱水槽６の底面に連結されて、脱水槽６を支持し回転するための脱水軸１８が回転自在に保持されている。脱水軸１８には、上端がパルセータ９に連結された翼軸１９が回転自在に内挿されている。この翼軸１９は、駆動軸１５と常に連結されており、駆動軸１５に入力されたモータ１１の駆動力はパルセータ９に常に伝達されるようになっている。一方、脱水軸１８と駆動軸１５とは、軸受部１４下方に備えられたクラッチ機構２０を介して連結されており、このクラッチ機構２０によって、脱水軸１８には駆動軸１５に入力されたモータ１１の駆動力が選択的に伝達されるようになっている。

軸受部１４は、図示はしないが、駆動軸１５から入力されるモータ１１の駆動力を減速して翼軸１９に伝達するための減速機構と、脱水軸１８の回転を制止するためのブレーキ機構とを有している。

洗い及びすすぎ時には、クラッチ機構２０は切状態にあって脱水軸１８への駆動力の伝達が遮断され、駆動軸１５に入力されるモータ１１の駆動力が減速機構を介して翼軸１９のみに伝達されてパルセータ９が正逆回転される。これにより、脱水槽６内に水流が発生して、洗濯物の洗い又はすすぎが行われる。また、脱水時には、トルクモータ８によりクラッチ機構２０が接状態に切り換えられて、駆動軸１５に入力されるモータ１１の駆動力が減速機構を介さずに翼軸１９と脱水軸１８に伝達される。これにより、パルセータ９及び脱水槽６がともに高速回転されて、脱水槽６内の洗濯物が遠心力により脱水される。また、ブレーキ機構は、トルクモータ８により、洗い及びすすぎ時の脱水軸１８の回転を制止し、脱水時には制止が解除される。

排水弁の開閉動作は上記クラッチ機構２０の動作と連携しており、パルセータ９が脱水槽６と切り離されて単独で回転可能な状態のときには排水弁は閉鎖しており、パルセータ９と脱水槽６とが一体に回転する状態のときには排水弁が開放するようになっている。トルクモータ８は、このようににクラッチ機構２０とブレーキ機構及び排水弁の動作を制御している。

一方、本実施形態においては、洗濯機本体１の上部にある上面板２１の内部後側に、イオン交換器２２とＯＨラジカル発生器２３と送風ダクト２４が連結構成されている。本願発明における金属成分除去手段を構成するイオン交換器２２は、水道水を洗濯槽５内に給水するための第１給水バルブ２５（図３に図示）に連設された第２給水バルブ２６に接続されており、これらの給水バルブ２５，２６は電磁弁から成っている。第２給水バルブ２６を通過した水道水は、イオン交換樹脂等から成るイオン交換器２２を介してＣａやＭｇなどの金属イオンが除去された状態で、ＯＨラジカル発生器２３内に溜められるように構成されている。ＯＨラジカル発生器２３内で金属イオンが除去された水に高電圧を印加して発生したＯＨラジカルは、ＯＨラジカル発生器２３内に取り付けられた後述の送風ファンにより送風され、送風ダクト２４を経由して洗濯槽５内の脱水槽６へと供給されるように構成されている。このように、ＯＨラジカルの元となる水に含まれる金属成分（ＣａイオンやＭｇイオン）を除去することで、ＯＨラジカル発生器２３の発生効率低下や耐久性低下を防止することができる。また、ＯＨラジカル発生器２３を給水部近傍に設けることで、ＯＨラジカルの元となる水の供給を上記のように容易かつ安価に行うことができる。

上記イオン交換器２２とＯＨラジカル発生器２３と送風ダクト２４は全体及び個々に上面板２１から簡単に取り外せるようにユニット化された構造に構成されており、このように構成することで、生産効率改善と部品交換時のサービス性改善を実現することができる。また、機種毎のＯＨラジカル発生機能選択にも柔軟に対応できる。

また、上面板２１の内部前側には、その上面に設けられた操作パネル２６（図３に図示）や洗濯槽５の水位を検出する水位センサ２７（同じく図３に図示）等の出力に基づき一連の洗濯工程を制御すると共に、一連の洗濯工程の所定の段階で上述したＯＨラジカル発生器２３と送風ファンを駆動してＯＨラジカルを洗濯槽５内の脱水槽６に供給することにより洗濯物や洗濯槽５及び脱水槽６の除菌・脱臭・有機物の汚れ分解を行う工程を制御する制御手段としてマイコン等から成る制御部２８が備えられている。この制御部２８は、通常の洗濯工程においても、脱水槽６内の衣類等の洗濯物の量や質を検出して、給水量及びモータ１１の回転数やＯＮ／ＯＦＦ時間を変更し、より最適にパルセータ９や脱水槽６を駆動させて、衣類の入れ替えができるようプログラムされている。

図２は、上記ＯＨラジカル発生器２３の内部構成を示す概略断面図である。ＯＨラジカル発生器２３内には、高電圧発生装置３０と導電性細管３１と送風ファン３２が設けられている。前述したイオン交換器２２によって金属イオンが除去された水ＷはＯＨラジカル発生器２３内の貯水タンク３３内に溜められ、導電性細管３１の下部と接触するよう構成されており、接触した水は毛細管現象により導電性細管３１の上部へと浸透していく。導電性細管３１上部に浸透した水は、導電性細管３１とその上方にリング状に配置された電極３４間に印加される約６ｋＶの高電圧によって励起され、周知のレイリー***によって水に包まれて液滴（ミスト）となったナノサイズ（直径約１８ｎｍ）のＯＨラジカルを空気中に放出する。放出されたＯＨラジカルは送風ファン３２によりＯＨラジカル発生器２３から送風ダクト２４を経由して、脱水槽６へと送られるように構成されている。なお、ＯＨラジカル発生器２３内の貯水タンク３３には、導電性細管３１の下部が水没するに充分の水の有無を検出するための水有無検出センサ３５が備えられている。ここで、上記高電圧発生装置３０と導電性細管３１とリング状電極３４により本願発明におけるＯＨラジカル発生手段が構成されており、また、送風ファン３２と送風ダクト２４により送風手段が、水有無検出センサ３５により検出手段がそれぞれ構成されている。

以上のように構成された本実施形態の全自動洗濯機は、図３に示すように、制御部２８が、操作パネル２６，水位センサ２７及び水有無検出センサ３５等からの入力に基づき、第１給水バルブ２５，第２給水バルブ２６，トルクモータ８，モータ１１，高電圧発生装置３０及び送風ファン３２等を制御して、図５，図６にフローチャートで示す処理を実行するようになっている。

まず、この全自動洗濯機の動作を図５を参照して概略的に説明する。ユーザが脱水槽６内に洗濯物を投入し操作パネル２６により適宜の設定を行ってスタートキーを押すと、制御部２８はまず負荷量検知処理を実行する（ステップＳ１）。具体的には、制御部２８はモータ１１を短時間ＯＮさせることによりパルセータ９を回転させ、その後モータ１１をＯＦＦする。負荷量が大きいほどパルセータ９の回転に対する抵抗が大きいから、惰性回転の継続時間は短くなる。そこで、この惰性回転期間中、モータ１１の回転に同期したパルス信号を計数し、制御部２８は、その計数値でもって負荷量が少ない，普通，多いのいれであるのかを判断する。そして、このようにして検知された負荷量に応じて洗濯水位を決定し給水する（ステップＳ２）。さらに、パルセータ９を運転して（ステップＳ３）、洗濯物に充分に水を含ませてから水位センサ２７により水位を検出して、その水位の低下から布質を検知する（ステップＳ４）。すなわち、洗濯物の布質を化繊，混紡，木綿とすると、化繊，混紡，木綿の順で吸水量が多くなるので、水位低下が小さければ化繊、大きければ木綿、それらの間であれば混紡と判定する。上述した負荷量や布質は通常の洗濯工程においても制御に用いられるが、本実施形態においては、後述する除菌・脱臭工程におけるＯＨラジカル発生時間の設定のため、図４に示すように、負荷量が「少ない」，「普通」，「多い」の順に長くなり、かつ布質が「化繊」，「混紡」，「木綿」の順に長くなる最適なＯＨラジカル発生時間Ｔ１〜Ｔ９を予め実験等により求めて、制御部２８を構成するマイコンのメモリにテーブルとして格納しておき、除菌・脱臭工程時に最適なＯＨラジカル発生時間を設定できるようにしている。

さて、上記の布質検知で下がった水位を所定の洗濯水位まで戻す補給水（ステップＳ５）を行ってから、実質的な洗濯行程として洗い行程が開始されると、パルセータ９を所定速度で一方向又は両方向に回転することによって洗い運転が実行される（ステップＳ６）。洗いが終了すると排水バルブが開放され、洗濯槽５内の水は排水され、脱水槽６とパルセータ９とを一体に高速で回転することにより中間脱水１が実行される（ステップＳ７）。この中間脱水１により、洗濯物に染み込んでいる洗剤水が飛散して除去される。

次に１回目のすすぎとしてすすぎ１が行われる（ステップＳ８）。このすすぎ１は、洗濯物に振り掛けるように給水しながら脱水槽６を回転させることにより、洗濯物にきれいな水を吸水させ、その代わりに洗濯物に染み込んでいる洗剤水を押し出そうとするものである。そして、洗濯物に十分に水を含ませた後に、ステップＳ７と同様のステップＳ９の処理により中間脱水２が行われ、洗濯物に染み込んでいる水が飛散される。更に、２回目のすすぎ２として、洗濯槽５内に所定量の給水がなされ、ステップＳ６の洗い行程時と同様にパルセータ９を回転することによりすすぎが実行される（ステップＳ１０）。すすぎ２が終了すると、排水バルブが開かれて洗濯槽５内の水は排水され、中間脱水と同様に脱水槽６とパルセータ９とを一体に高速で回転することにより最終脱水が実行される（ステップＳ１１）。

上記最終脱水工程が終了すると、本願発明の一実施形態として特徴的な除菌・脱臭工程が実行される（ステップＳ１２）。この除菌・脱臭工程の具体的な処理を図６に示すフローチャートを参照して以下に説明する。

除菌・脱臭工程が開始されると、先ずＯＨラジカル発生器２３内の貯水タンク３３の水の有無を水有無検出センサ３５でチェックし、ＯＨラジカル発生に必要な水位まで水が無ければ、第２給水バルブ２６を開いて給水を行う（ステップＳ１２０のＮｏ→ステップＳ１２１→ステップＳ１２０）。従って、制御部２８と第２給水バルブ２６とによって本願発明における給水手段が構成されている。この給水は、ステップＳ１２０で水有りと判定されるまで行われる。このように、ＯＨラジカル発生器２３の使用水の有無を検知して給水することにより、ＯＨラジカル発生時に水が無い状態で高電圧が印加されるのを防ぐことができ、安全性を高めることができる。

上記ステップＳ１２０で水有りと判定されると、次にステップ１２２に進んで、ＯＨラジカルの発生時間，すなわちＯＨラジカル発生器３０の駆動時間を設定する。ここでは、前記図５のフローチャートのステップＳ１で検知した負荷量とステップＳ４で検知した布質に基づき図４に示すテーブルを参照して得られたＯＨラジカル発生時間Ｔ１〜Ｔ９のいずれか設定される。

ＯＨラジカル発生時間が設定されると、高電圧発生装置３０を駆動して導電性細管３１とリング状電極３４間への高電圧印加を開始すると共に、送風ファン３２を回転し、かつパルセータ９を回転制御する（ステップＳ１２３，Ｓ１２４，Ｓ１２５）。これにより、ＯＨラジカル発生器２３から発生するナノサイズのＯＨラジカルが送風ファン３２によって送風ダクト２４を介して洗濯槽５内の脱水槽６に供給され、衣類等の洗濯物や洗濯槽５及び脱水槽６に接触浸透することにより、異臭を発生させること無く、洗濯物や洗濯槽５及び脱水槽６の除菌・脱臭を行うことができる。また、ＯＨラジカル発生時に洗濯物をパルセータ９の動作によって攪拌することで、発生したＯＨラジカルが洗濯物に均等に接触浸透して、むら無く除菌・脱臭を行うことができる。

上記のＯＨラジカル発生は、前記ステップＳ１２２で設定された発生時間継続され（ステップＳ１２６のＮｏループ）、設定された発生時間が終了すると、高電圧発生装置３０の駆動を停止して導電性細管３１とリング状電極３４間への高電圧印加を停止すると共に、送風ファン３２の回転及びパルセータ９の回転も停止する（ステップＳ１２６のＹｅｓ→ステップＳ１２７，Ｓ１２８，Ｓ１２９）。このように、ＯＨラジカルの発生時間（発生量）を洗濯物の量や質に応じて制御することで、過不足なく除菌・脱臭を行うことができる。

そして、図５のフローチャートに戻って、一連の洗濯工程が終了する。

本願発明の一実施形態の説明は以上の通りであるが、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では一般的な縦型の全自動洗濯機に本願発明を適用した場合について説明したが、乾燥機能を有するドラム式洗濯乾燥機等にも適用可能であり、ドラム式洗濯乾燥機の場合はパルセータが無いが、ＯＨラジカル発生時の洗濯物の攪拌は脱水槽を回転して行うようにすれば良い。

また、上記実施形態では、最終脱水工程の後にＯＨラジカルによる除菌・脱臭工程を行うようにしたが、例えば、図５のフローチャートのステップＳ１の負荷量検知工程の後や、ステップＳ４の布質検知工程の後に洗濯槽５内の水を排水してからＯＨラジカルを供給するようにすれば、上述したと同様の除菌・脱臭効果が得られると共に、有機物の汚れ分解効果が得られ、有機物の汚れ分解後の生成物も後工程の洗いやすすぎで流し落とされるので、洗剤の使用量を少なくしたり使用しなくても洗濯物の汚れを効果的に落とすことができる。

また、上記実施形態では、ＯＨラジカル発生器２３の使用水の有無を検知して給水するようにしたが、給水後にも水が無いのを検出したときはエラーメッセージを発信し、かつ水が無いときは高電圧発生装置３０による高電圧印加を行わないようにすれば、より安全性を高めることができる。

また、ＯＨラジカル発生器２３から、水に包まれて液滴（ミスト）となったナノサイズのＯＨラジカルを発生して、反応性の大きなＯＨラジカルが空気中に長い時間存在できるようにしたが、ＯＨラジカルのままでも洗濯槽５の空間は狭いので、寿命が短くても一定の効果が得られる。

また、この他にも、特許請求の範囲で記載されている技術的事項の範囲内で、種々の変更を施すことができる。

本願発明による洗濯機の一実施形態として縦型の全自動洗濯機の構成を一部簡略化して示す側面断面図。 同じく、その要部を示す概略断面図。 同じく、その制御系統の要部を示すブロック図。 本実施形態において洗濯物の負荷量と布質とからＯＨラジカル発生時間を設定するためのテーブルを示す図。 本実施形態における一連の洗濯工程の一例を示すフローチャート。 上記フローチャートにおける除菌・脱臭工程の具体的処理を示すフローチャート。

符号の説明

１ 洗濯機本体
３ ハウジング
５ 洗濯槽
６ 脱水槽
６ａ 小孔
７ 排水口
８ トルクモータ
９ パルセータ
１０ 駆動機構
１１ モータ
１２ 回転軸
１４ 軸受部
１５ 駆動軸
１８ 脱水軸
１９ 翼軸
２０ クラッチ機構
２１ 上面板
２２ イオン交換器
２３ ＯＨラジカル発生器
２４ 送風ダクト
２５ 第１給水バルブ
２６ 第２給水バルブ
２７ 水位センサ
２８ 制御部
３０ 高電圧発生装置
３１ 導電性細管
３２ 送風ファン
３３ 貯水タンク
３４ リング状電極
３５ 水有無検出センサ

Claims (6)

1. 水に高電圧を印加してナノサイズのＯＨラジカルを空気中に発生させるＯＨラジカル発生手段と、発生したＯＨラジカルを洗濯槽内に送風する送風手段と、一連の洗濯工程の所定の段階で前記ＯＨラジカル発生手段と送風手段を駆動してＯＨラジカルを洗濯槽内に供給することにより洗濯物や洗濯槽の除菌・脱臭・有機物の汚れ分解を行う工程を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする洗濯機。
2. 前記ＯＨラジカル発生手段を洗濯槽への給水部近傍に設けたことを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
3. 前記制御手段は、洗濯槽内の洗濯物の量や質に応じて前記ＯＨラジカル発生手段によるＯＨラジカル発生量を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の洗濯機。
4. 前記ＯＨラジカル発生手段の使用水に含まれる金属成分を除去する金属成分除去手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の洗濯機。
5. 前記ＯＨラジカル発生手段の使用水の有無を検出する検出手段と、ＯＨラジカル発生手段の駆動に先立って前記検出手段によってＯＨラジカル発生手段の使用水が無いことが検出された時に給水を行う給水手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の洗濯機。
6. 前記制御手段は、前記ＯＨラジカル発生手段のＯＨラジカル発生中はパルセータや脱水槽を動作させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の洗濯機。
   

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