JP2005065746A

JP2005065746A - 洗濯機

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Publication number: JP2005065746A
Application number: JP2003209044A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Oe; 宏和大江
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-03-17
Also published as: TW200523427A; KR200369287Y1; CN2753774Y; WO2005021857A1; KR20050021289A; CN1590628A

Abstract

【課題】抗菌作用のある金属イオンを、水質や水温によらず、目標とする濃度で水に添加し得る洗濯機を提供する。
【解決手段】１対の金属製の電極に断続的に電圧を印加して、一方の電極（Ａ）と他方の電極（Ｂ）から交互に金属イオンを溶出させる。所定の電流を流すために必要な印加電圧から水質および水温を検知し、検知結果に応じて、電極間に流す電流、金属イオンの溶出時間（Ｔ４）、電圧印加時間（Ｔ２）、または電圧印加休止時間（Ｔ３）を変更して、金属イオンの溶出量を調節する。
【選択図】図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用する水に抗菌性のある金属イオンを添加する機能を有する洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
洗濯機で洗濯を行う際、水、特にすすぎ水に、仕上物質を加えることがよく行われる。仕上物質として一般的なのは柔軟剤やのり剤である。これに加え、最近では洗濯物に抗菌性を持たせる仕上処理のニーズが高まっている。
【０００３】
洗濯物は、衛生上の観点からは天日干しをすることが望ましい。しかしながら近年では、女性就労率の向上や核家族化の進行により、日中は家に誰もいないという家庭が増えており、このような家庭では室内干しにたよらざるを得ない。また、日中誰かが在宅している家庭であっても、雨天の折りは室内干しをすることになる。
【０００４】
室内干しの場合、天日干しに比べて洗濯物に細菌やカビが繁殖しやすくなる。梅雨時のような高湿時や低温時など、洗濯物の乾燥に時間がかかる場合には、この傾向は顕著である。また、繁殖状況によっては、洗濯物が異臭を放つときもある。このため、日常的に室内干しを余儀なくされる家庭では、細菌やカビの繁殖を抑制するため、布類に抗菌処理を施したいという要請が強い。
【０００５】
最近では、繊維に抗菌防臭加工や制菌加工を施した衣類も多くなっている。しかしながら、家庭内の繊維製品をすべて抗菌防臭加工済みのもので揃えるのは困難である。また、抗菌防臭加工の効果は、洗濯を重ねるにつれ落ちて行く。
【０００６】
そこで、洗濯の都度、洗濯物を抗菌処理しようという考えが生まれた。例えば、特許文献１には、銀イオン、銅イオンなど殺菌力を有する金属イオンを発生するイオン発生機器を装備した電気洗濯機が記載されている。特許文献２には、電界の発生によって洗浄液を殺菌するようにした洗濯機が記載されている。特許文献３には、洗浄水に銀イオンを添加する銀イオン添加ユニットを具備した洗濯機が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】実開平５−７４４８７号公報
【特許文献２】特開２０００−９３６９１号公報
【特許文献３】特開２００１−２７６４８４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
抗菌性のある金属イオンを利用する洗濯機にあっては、電極間に電圧を印加することにより電極から金属イオンを溶出させるイオン溶出ユニットを用いるのが通常の構成である。例えば銀イオンを添加する場合、陽極側の電極を銀製とし、これを水中に入れて電圧を印加すると、陽極においてＡｇ→Ａｇ^＋＋ｅ⁻の反応が起こり、理論的にはファラデーの法則に従い、流した電流量に比例して、水中に銀イオンＡｇ^＋が溶出し陽極は減耗する。
【０００９】
しかしながら、金属イオンの溶出効率（ファラデーの法則から求まる理論的な溶出量に対する実際の溶出量の割合、換言すれば、流した電流に対する実際に溶出した金属の割合：（金属溶出量）÷（電流量））は、地域による水質の違いや季節による水温の違いにより異なる。このため、所望の金属イオン量を得ることができない場合があり、目標とする金属イオン濃度を安定して供給できず、被洗濯物に所望する抗菌処理を行うことが困難となることがある。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、抗菌作用のある金属イオンを、水質や水温によらず、目標とする濃度で水に添加し得る洗濯機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、電極間に流す電流を水質および水温の少なくとも一方に応じて変更するものとする。
【００１２】
水質や水温によって金属イオンの溶出効率は変化するが、この洗濯機では、電極間に流す電流を水質および水温の一方または双方に応じて変更することで、単位時間当たりに溶出する金属イオンの量を調整する。通常、一度に使用する水の量はわかっているため、単位時間当たりの溶出量の調節により、その水に目標とする濃度の金属イオンを添加することができる。金属イオンの溶出時間は一定とすることが可能である。なお、電極は少なくとも２枚あって対を成していればよく、電極を３枚以上備えて、対を成す電極を切り換える構成とすることも可能である。
【００１３】
本発明ではまた、金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、一度に使用する水に添加するための金属イオンの溶出時間を、水質および水温の少なくとも一方に応じて変更するものとする。
【００１４】
この洗濯機は、溶出時間を変更することで溶出する金属イオンの総量を調節する。溶出時間を水質や水温に応じて変更することで、溶出効率にかかわらず、一度に使用する水に目標とする濃度の金属イオンを添加することができる。単位時間当たりの金属イオンの溶出量は、水質や水温によって変化した溶出効率で定まる値とすることが可能である。
【００１５】
本発明ではさらに、金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、電極間に流す電流を一定とし、電極間に印加する電圧を水質および水温の少なくとも一方に応じて変更するものとする。
【００１６】
この洗濯機では、電極間に流す電流を一定としながら、印加する電圧を変更することで、単位時間当たりの金属イオンの溶出量を調節する。印加電圧を水質や水温に応じて変更することで、溶出効率にかかわらず、一度に使用する水に目標とする濃度の金属イオンを添加することができる。金属イオン溶出の反応は、例えばＡｇ→Ａｇ^＋＋ｅ⁻のように、一定であるため、電流を一定にすることで、溶出量は印加電圧から容易に算出することができる。
【００１７】
本発明ではさらにまた、金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、電極間に電圧を断続的に印加して、電圧を印加する印加時間と電圧を印加しない休止時間を設け、電極間に印加する電圧の極性を周期的に反転させるとともに、印加時間および休止時間の少なくとも一方を、水質および水温の少なくとも一方に応じて変更するものとする。
【００１８】
この洗濯機では、電極に電圧を印加する時間と電圧印加を休止する時間との比を変えることによって、溶出量を調整する。印加時間や休止時間を水質や水温に応じて変更することで、溶出効率にかかわらず、一度に使用する水に目標とする濃度の金属イオンを添加することができる。印加時間と休止時間の総和は一定とすることが可能である。また、印加電圧の極性を印加時間ごとに反転させることで、一方の電極のみが減耗して寿命が短くなったり、電極の表面に不純物が固着して機能が損なわれたりするのを防止することができる。
【００１９】
ここで、印加時間と休止時間の双方の長さを変更して、印加時間と休止時間の和を一定とするようにするとよい。印加電圧の極性反転周期が一定になり、両方の電極から金属イオンを均等に溶出させることができる。また、印加時間と休止時間の総和を一定にして、一度に使用する水に目標とする濃度の金属イオンを添加することも容易になる。さらに、洗濯機の給水が完了するまでに、確実に金属イオンの溶出を完了することができる。
【００２０】
印加時間および休止時間の少なくとも一方を電極間に流す電流に応じて定めるようにしてもよい。金属イオンの溶出量は、電極間に流す電流と電流を流す時間の双方に依存するから、このようにすることで、溶出量を的確に設定することができる。
【００２１】
上記の各洗濯機は、電極間に所定の電流を流すために必要な電圧を測定することにより、水質および水温の少なくとも一方を検知するものとすることができる。電極間に一定の電流を流すために必要な電圧は、水の導電率によって異なり、導電率は水質や水温によって変わる。一定の電流を流すために必要な電圧を測定することで、金属イオンの溶出量を調節するために必要な情報を得ることができる。
【００２２】
実験により、金属イオンの溶出効率は、印加する電圧が低いと低下する傾向にあることが判明した。したがって、電圧値を測定することは、溶出量を精度よく調節するためにきわめて有用である。例えば溶出量を多くするために、電極間に流す電流を増す、溶出時間を長くする、印加時間を長くする、あるいは、休止時間を短くする等の処理を行うときに、増大させたり減少させたりする率を測定した電圧に応じて細かく設定することができる。
【００２３】
上記の各洗濯機は、また、水質および水温の少なくとも一方に応じた変更を、使用者からの指示に応じて行うようにすることができる。通常、洗濯に利用される水は上水であるが、上水でも水質は地域によって相違し、金属イオンの溶出効率も異なる。溶出効率が低い地域では、電流、溶出時間、印加時間、あるいは休止時間を、水質や水温に応じて変更することが好ましい。一方、標準的な溶出効率の地域では、変更を常に行う必要はない。しかし、節水のために、風呂の残り水を利用することもあり、その場合は、水質や水温が変化して溶出効率も変化するから、変更を行うべきである。使用者からの指示に応じて変更を行うようにすることで、同一機種の洗濯機で、地域や利用する水にかかわらず、目標とする濃度の金属イオンを水に添加することができるようになる。
【００２４】
変更後の値を記憶しておくようにしてもよい。洗濯機を使用するたびに電流、溶出時間、印加時間、あるいは休止時間を設定するための操作を行う必要がなくなって、使用者の負担を軽減することができる。例えば、洗濯機の設置初期に、設置場所の上水の水質に基づいた変更を行い、そのときの値を記憶させておけば、以後の通常の使用では、再設定の必要がなくなる。また、風呂の残り水を使用するときに変更を行い、そのときの値を記憶させておけば、その後、風呂の残り水を使用するときに、再設定をする必要がなくなる。
【００２５】
被洗濯物を入れる洗濯槽の水の水質および水温の少なくとも一方を検知して、変更を行うようにしてもよい。洗濯槽内の水の水質、つまりは被洗濯物が含んでいる水質により、金属イオンによる抗菌処理の効果に差が生じる。特に仕上剤が投入された場合など、仕上剤の成分により、抗菌処理の効果が低減することがある。洗濯槽内の水自体の水質や水温に基づいて電流、溶出時間、印加時間、あるいは休止時間を変更することで、所望の抗菌効果を得るために適切な濃度の金属イオンを添加することができる。
【００２６】
ここで、洗濯槽内の水の水質として、光の透過率を検知する構成とすることができる。簡単な制御でかつ短時間で水質を知ることが可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の洗濯機１の全体構成を示す垂直断面図である。洗濯機１は、全自動型であり、上下方向に長い概ね直方体状の外箱１０を備えている。外箱１０は、金属又は合成樹脂により成形され、その上面および底面は開口部となっている。外箱１０の上面開口部には、合成樹脂製の上面板１１が重ねられ、この上面板１１が外箱１０にネジで固定されている。
【００２８】
図１において、左側が洗濯機１の正面（前面）、右側が背面である。洗濯機１の背面側に位置する上面板１１の上面には、同じく合成樹脂製のバックパネル１２が重ねられ、このバックパネル１２が外箱１０又は上面板１１にネジで固定されている。外箱１０の底面開口部には、合成樹脂製のベース１３が重ねられ、このベースが外箱１０にネジで固定されている。なお、図１では、これまでに述べたいずれのネジも図示を省略している。
【００２９】
ベース１３の四隅には、外箱１０を床の上に支えるための脚部１４ａ・１４ｂが設けられている。正面側の脚部１４ａは、高さ可変のネジ脚であり、これを回して洗濯機１のレベル出しを行う。背面側の脚部１４ｂは、ベース１３に一体成型した固定脚である。
【００３０】
上面板１１には、後述する洗濯槽３０に洗濯物を投入するための洗濯物投入口１５が形設されている。蓋１６は、上面板１１にヒンジ部１７で結合され、垂直面内で回動するとともに、洗濯物投入口１５を上から覆う。
【００３１】
外箱１０の内部には、水槽２０と、脱水槽を兼ねる洗濯槽３０とが配置されている。水槽２０および洗濯槽３０は、両者ともに、上面が開口した円筒形のカップの形状を呈しており、各々の軸線が鉛直方向となり、かつ、水槽２０が外側、洗濯槽３０が内側となるように同心状に配置されている。
【００３２】
水槽２０は、サスペンション部材２１によって吊り下げられている。サスペンション部材２１は、水槽２０の外面下部と外箱１０の内面コーナー部とを連結する形で計４箇所に配備され、水槽２０を水平面内で揺動できるように支持している。
【００３３】
洗濯槽３０は、上方に向かうにつれて緩やかに広がるテーパー形状の周壁を有している。この周壁には、その最上部に環状に配置した複数個の脱水孔３１を除き、液体を通すための開口部はない。すなわち、洗濯槽３０は、いわゆる「穴なし」タイプである。洗濯槽３０の上部開口部の縁には、環状のバランサ３２が装着されている。バランサ３２は、洗濯物の脱水のため、洗濯槽３０を高速回転させたときに、その振動を抑制する働きを有している。洗濯槽３０の内部底面には、槽内で洗濯水あるいはすすぎ水の流動を生じさせるためのパルセータ３３が配置されている。
【００３４】
水槽２０の下面には、駆動ユニット４０が装着されている。駆動ユニット４０は、モータ４１、クラッチ機構４２、及びブレーキ機構４３を含んでおり、その中心部から、脱水軸４４とパルセータ軸４５とが上向きに突出している。脱水軸４４とパルセータ軸４５は、脱水軸４４を外側、パルセータ軸４５を内側とする二重軸構造となっている。脱水軸４４は、下方から上方に向かって水槽２０の中に入り込んだ後、洗濯槽３０に連結し、これを支えている。パルセータ軸４５は、下方から上方に向かって水槽２０を貫いてさらに洗濯槽３０の中に入り込み、パルセータ３３に連結し、これを支えている。脱水軸４４と水槽２０との間、及び脱水軸４４とパルセータ軸４５の間には、各々、水もれを防ぐためのシール部材が配置されている。
【００３５】
バックパネル１２の下の空間には、電磁的に開閉する給水弁５０が配置されている。給水弁５０は、バックパネル１２を貫通して上方に突きだす接続管５１を有している。接続管５１には、水道水などの上水を供給する給水ホース（図示せず）が接続されている。給水弁５０は、洗濯槽３０の内部に臨む位置に設けた容器状の吸水口５３に対して給水を行う。給水口５３は、図２に示す構造を有している。
【００３６】
図２は、給水口５３の模式的な垂直断面図である。給水口５３は、正面側が開口しており、その開口部から引き出し５３ａ（投入ケース）が挿入される。引き出し５３ａの内部は、複数区画（本実施形態では左右２個）に仕切られている。左側の区画は、洗剤を入れておく準備空間となる洗剤室５４である。右側の区画は、仕上剤を入れておく準備空間となる仕上剤室５５である。洗剤室５４の底部には、給水口５３の内部に向かって開口する注水口５４ａが設けられている。仕上剤室５５には、サイホン部５７が設けられている。給水口５３は、引き出し５３ａの下の箇所が洗濯槽３０に注水する注水口５６となっている。
【００３７】
サイホン部５７は、仕上剤室５５の底面から垂直に立ち上がる内管５７ａと、内管５７ａにかぶせられるキャップ状の外管５７ｂとからなっている。内管５７ａと外管５７ｂとの間には、水の通る隙間が形成されている。内管５７ａの底部は、給水口５３の底部に向かって開口している。外管５７ｂの下端は、仕上剤室５５の底面と所定の隙間を保ち、ここが水の入口になる。内管５７ａの上端を超えるレベルまで仕上剤室５５に水が注ぎ込まれると、サイホンの作用が起こり、水はサイホン部５７を通って仕上剤室５５から吸い出され、給水口５３の底部に向かい、そこから注水口５６を通じて洗濯槽３０へと落下する。
【００３８】
給水弁５０は、メイン給水弁５０ａとサブ給水弁５０ｂとからなっている。メイン給水弁５０ａは、相対的に流量大に設定されている。一方、サブ給水弁５０ｂは、相対的に流量小に設定されている。流量の大小設定は、メイン給水弁５０ａ及びサブ給水弁５０ｂの内部構造を互いに異ならせることにより実現可能であるが、弁の構造そのものは同じとし、これに絞り率の異なる流量制限部材を組み合わせることにより実現してもよい。接続管５１は、メイン給水弁５０ａ及びサブ給水弁５０ｂの両方に共通である。
【００３９】
メイン給水弁５０ａは、メイン給水経路５２ａを通じて給水口５３の天井部の開口に接続される。この開口は、洗剤室５４に向かって開いている。従って、メイン給水弁５０ａから流れ出した流量大の水流は、メイン給水経路５２ａから洗剤室５４に注ぎ込まれる。一方、サブ給水弁５０ｂは、サブ給水経路５２ｂを通じて給水口５３の天井部の開口に接続される。この開口は、仕上剤室５５に向かって開いている。従って、サブ給水弁５０ｂから流れ出した流量小の水流は、サブ給水経路５２ｂから仕上剤室５５に注ぎ込まれる。すなわち、メイン給水弁５０ａから洗剤室５４を通って洗濯槽３０に注ぐ経路と、サブ給水弁５０ｂから仕上剤室５５を通って洗濯槽３０に注ぐ経路とは別系統である。
【００４０】
図１に戻って説明を続ける。水槽２０の底部には、水槽２０及び洗濯槽３０の中の水を外箱１０の外に排水する排水ホース６０が取り付けられている。排水ホース６０には、排水管６１及び排水管６２から水が流れ込む。排水管６１は、水槽２０の底面の外周寄りの箇所に接続されている。一方、排水管６２は、水槽２０の底面の中心寄りの箇所に接続されている。
【００４１】
水槽２０の内部底面には、排水管６２の接続箇所を内側に囲い込むように環状の隔壁６３が固定されている。隔壁６３の上部には、環状のシール部材６４が取り付けられている。このシール部材６４が洗濯槽３０の底部外面に固定したディスク６５の外周面に接触することにより、水槽２０と洗濯槽３０との間に独立した排水空間６６が形成されている。排水空間６６は、洗濯槽３０の底部に形設した排水口６７を介して洗濯槽３０の内部に連通している。
【００４２】
排水管６２には、電磁的に開閉する排水弁６８が設けられている。排水管６２の排水弁６８の上流側にあたる箇所には、エアトラップ６９が設けられており、エアトラップ６９からは導圧管７０が延び出している。導圧管７０の上端には、洗濯槽３０又は水槽２０の水量を検知する水位スイッチ７１が接続されている。
【００４３】
外箱１０の正面側には、制御部８０が配置されている。制御部８０は、上面板１１の下に置かれており、上面板１１の上面に設けられた操作／表示部８１を通じて使用者からの操作指令を受け、駆動ユニット４０、給水弁５０、及び排水弁６８に動作指令を発する。また、制御部８０は、操作／表示部８１に表示指令を発する。制御部８０は、後述するイオン溶出ユニット１００の駆動回路１２０（図９参照）を含んでいる。
【００４４】
メイン給水弁５０ａからメイン給水経路５２ａに至る給水経路には、流量検知器１８５が配置されている。流量検知器１８５は、周知の流量計により構成することができる。流量検知器１８５は、図１では、給水弁５０に付属しているように描いているが、配置場所はここに限定されず、後述するイオン溶出ユニット１００のところに設けられてもよいし、給水口５３のところに設けられてもよい。また、流量検知は、水位スイッチ７１の検知した単位時間当たりの水量変化や、所定の水量変化に要する時間などから演算して求めるという手法で行うこともできる。
【００４５】
洗濯機１が有するイオン溶出ユニット１００は、メイン給水管５２ａの下流側に接続されている。以下、図３ないし図１０に基づき、イオン溶出ユニット１００の構造と機能、及び洗濯機１に搭載されて果たす役割につき説明する。
【００４６】
図３は、給水弁５０、イオン溶出ユニット１００、及び給水口５３の配置関係を示す部分上面図である。イオン溶出ユニット１００の両端は、メイン給水弁５０ａと給水口５３とに直接接続されている。すなわち、イオン溶出ユニット１００は、単独でメイン給水経路５２ａの全体を構成している。サブ給水経路５２ｂは、給水口５３から突出したパイプとサブ給水弁５０ｂとをホースで連結して構成されている。
【００４７】
なお、図１の模式図では、判りやすいように、給水弁５０、イオン溶出ユニット１００、及び給水口５３を洗濯機１の前後方向に並べて描いているが、実際の洗濯機１では、これらは前後方向にではなく左右方向に沿って並ぶ形で配置されている。
【００４８】
図４ないし図８は、イオン溶出ユニット１００の構造を示している。図４は、イオン溶出ユニット１００の上面図である。図５は、イオン溶出ユニット１００の垂直断面図で、図４の線Ａ−Ａに沿って切断したものである。図６も、イオン溶出ユニット１００の垂直断面図で、図４の線Ｂ−Ｂに沿って切断したものである。図７は、イオン溶出ユニット１００の水平断面図である。図８は、イオン溶出ユニット１００の電極の斜視図である。
【００４９】
イオン溶出ユニット１００は、透明又は半透明の合成樹脂（無色又は着色）、あるいは不透明の合成樹脂からなるケース１１０を有している。ケース１１０は、上面の開口したケース本体１１０ａと、その上面開口を閉ざす蓋１１０ｂとで構成されている（図５参照）。ケース本体１１０ａは、細長い形状を有しており、長手方向の一方の端に水の流入口１１１を、他方の端に水の流出口１１２を備えている。流入口１１１及び流出口１１２は、いずれもパイプ形状をなしている。流出口１１２の断面積は、流入口１１１の断面積より小さくなっている。
【００５０】
ケース１１０は、長手方向を水平方向として配置されるものであるが、このように水平に配置されたケース本体１１０ａの底面は、流出口１１２に向かい次第に下がる傾斜面となっている（図５参照）。すなわち、流出口１１２は、ケース１１０の内部空間において最も低位に設けられている。
【００５１】
蓋１１０ｂは、４本のネジ１７０によりケース本体１１０ａに固定されている（図４参照）。ケース本体１１０ａと蓋１１０ｂとの間には、シールリング１７１が挟み込まれている（図５参照）。
【００５２】
ケース１１０の内部には、流入口１１１から流出口１１２へと向かう水流に沿う形で、２枚の板状電極１１３・１１４が向かい合わせに配置されている（図６、図７参照）。ケース１１０の中に水が存在する状態で、電極１１３・１１４に所定の電圧を印加すると、電極１１３・１１４の陽極側から電極構成金属の金属イオンが溶出する。電極１１３・１１４は、一例として、２ｃｍ×５ｃｍ、厚さ１ｍｍ程度の銀プレートを約５ｍｍの距離を隔てて配置する構成とすることができる。
【００５３】
電極１１３・１１４の材料は、上記の銀に限られず、抗菌性を有する金属イオンのもとになる金属であればよい。例えば、銀の他、銅、銀と銅との合金、亜鉛などが選択可能である。銀電極から溶出する銀イオン、銅電極から溶出する銅イオン、及び亜鉛電極から溶出する亜鉛イオンは、優れた殺菌効果や防カビ効果を発揮する。また、銀と銅との合金電極からは、銀イオンと銅イオンとを同時に溶出させることができ、同様に殺菌効果や防カビ効果を得ることができる。さらに、金属イオンの溶出を阻害するスケールとして電極表面に生成する金属塩化物のうち、塩化銀は難溶性であるが、塩化銅や塩化亜鉛は金属のイオン化傾向が高く溶解し易いため、電極を銀と銅の合金あるいは銀と亜鉛の合金とすると、均一な塩化物被膜を形成し難くなり、溶出が阻害されるのを防ぐことができる。
【００５４】
イオン溶出ユニット１００では、電圧の印加の有無で金属イオンの溶出／非溶出を選択することができる。また、電流や電圧印加時間を制御することにより、金属イオンの溶出量を制御または調整することができる。イオン溶出ユニット１００では、ゼオライトなどの金属イオン担持体から金属イオンを溶出させる方式と比較した場合、金属イオンを投入するかどうかの選択や金属イオンの濃度の調節をすべて電気的に行えるので、使い勝手がよい。
【００５５】
電極１１３・１１４は、完全に平行に配置されている訳ではない。上方から見ると、電極１１３・１１４は、ケース１１０内を流れる水流に関し、上流側から下流側に向かって、言い換えれば、流入口１１１から流出口１１２の方向に向かって、電極間の間隔が狭くなるように、テーパー状に配置されている（図７参照）。
【００５６】
ケース本体１１０ａの平面形状も、流入口１１１の存在する端から流出口１１２の存在する端に向けて絞り込まれている。すなわち、ケース１１０の内部空間の断面積は、上流側から下流側に向かって漸減する。
【００５７】
電極１１３・１１４は、正面形状で長方形であり、各々に端子１１５・１１６が設けられている。端子１１５・１１６は、それぞれ電極１１３・１１４の下縁から垂下する形で、上流側となる電極端より内側に入り込んだ箇所に形設されている。
【００５８】
電極１１３と端子１１５、及び電極１１４と端子１１６とは、それぞれ同一の金属素材により一体成形されている。電極１１５・１１６は、ケース本体１１０ａの底壁に設けた貫通孔を通じて、ケース本体１１０ａの下面に導出される。端子１１５・１１６がケース本体１１０ａを突き抜ける箇所には、図６の図中拡大図に見られるように、水密シール１７２の処理が施されている。水密シール１７２は、後述する第２のスリーブ１７５とともに二重のシール構造を形成し、ここからの水もれを防いでいる。
【００５９】
ケース本体１１０ａの下面には、端子１１５・１１６を隔てる絶縁壁１７３が一体成形されている（図６参照）。端子１１５・１１６は、図示しないケーブルを介して制御部８０に付属する駆動回路１２０に接続されている。
【００６０】
端子１１５・１１６のうち、ケース１１０の中に残っている部分は、絶縁物質製のスリーブで保護されている。このとき、第１のスリーブ１７４と第２のスリーブ１７５との２種類のスリーブが使用されている。第１のスリーブ１７４は、合成樹脂製であって、端子１１５・１１６の付け根部分に嵌合されている。第１のスリーブ１７４は、その一部が電極１１３・１１４の一方の側面に張り出す形になっており、この部分の側面に突起を形設し、この突起を電極１１３・１１４に設けた透孔に係合させている（図６・図７参照）。これにより、第１のスリーブ１７４からの電極１１３・１１４の脱落が防がれている。第２のスリーブ１７５は、軟質ゴム製で、第１のスリーブ１７４とケース本体１１０ａの底壁との隙間を埋めるとともに、自身とケース本体１１０ａとの隙間、及び自身と電極１１３・１１４との隙間からの水もれを防いでいる。
【００６１】
前述のように端子１１５・１１６は、電極１１３・１１４において上流側の箇所にあり、端子１１５・１１６に嵌合される第１のスリーブ１７４により電極１１３・１１４の上流側の部分の支えが構成される。蓋１１０ｂの内面には、第１のスリーブ１７４の位置に合わせてフォーク形状の支持部１７６が形設されている（図６参照）。この支持部１７６が第１のスリーブ１７４の上縁を挟み、第２のスリーブ１７５が第１のスリーブ１７４とケース本体１１０ａとの隙間を埋めていることと相まって、しっかりとした支えを構成する。なお、フォーク形状の支持部１７６は、長短の突出部で電極１１３・１１４を挟み、これにより蓋１１０ｂの側でも電極１１３・１１４の間隔が適切に保たれるようになっている。
【００６２】
電極１１３・１１４の下流側の部分も、ケース１１０の内面に設けた支持部により支えられる。ケース本体１１０ａの底壁からは、フォーク形状の支持部１７７が立ち上がり、蓋１１０ｂの天井面からは同じくフォーク形状の支持部１７８が、支持部１７７と向かい合う形で垂下している（図５・図８参照）。電極１１３・１１４は、それぞれ下流側部分の下縁と上縁とを支持部１７７・１７８で挟まれ、動かないように保持されている。
【００６３】
図７に見られるように、電極１１３・１１４は、互いに対向する面と反対側の面が、ケース１１０の内面との間に空間を生じる形で配置されている。また、図５に見られるように、電極１１３・１１４は、その上縁及び下縁とケース１１０の内面との間にも空間が生じるように配置されている（支持部１７６・１７７・１７８との接触部分を除く）。さらに、図５、図７に見られるように、電極１１３・１１４の上流側及び下流側の縁とケース１１０の内面との間にも空間が設けられている。
【００６４】
なお、ケース１１０の幅をもっと狭くせざるを得ない場合は、電極１１３・１１４の、互いに対向する側の面と反対側の面をケース１１０の内壁に密着させるような構成も可能である。
【００６５】
電極１１３・１１４に異物が接触しないようにするため、電極１１３・１１４の上流側には、金網製のストレーナーが配置される。本実施形態の場合、図２に示すように、接続管５１の中にストレーナー１８０が設けられている。ストレーナー１８０は、給水弁５０の中に異物が入り込まないようにするためのものであるが、イオン溶出ユニット１００の上流側ストレーナーも兼ねている。
【００６６】
電極１１３・１１４の下流側にも、金網製のストレーナー１８１が配置されている。ストレーナー１８１は、長期間の使用により電極１１３・１１４がやせ細ったとき、それが折れて破片が流失するのを防ぐ。ストレーナー１８１の配置場所としては、例えば流出口１１２を選択することができる。
【００６７】
ストレーナー１８０・１８１の配置場所は、上記の場所に限定されない。「電極の上流側」、「電極の下流側」という条件を満たしさえすれば、ストレーナー１８０・１８１は、給水経路中のどこに配置されてもよい。なお、ストレーナー１８０・１８１は取り外し可能とし、捕捉した異物を除去したり、目詰まりの原因物質を清掃したりすることができるようにする。
【００６８】
次に、イオン溶出ユニット１００の駆動回路１２０について説明する。図９は、駆動回路１２０の構成例である。商用電源１２１にトランス１２２が接続されており、このトランス１２２が１００Ｖを所定の電圧に降圧する。トランス１２２の出力電圧は、全波整流回路１２３によって整流された後、定電圧回路１２４で定電圧とされる。定電圧回路１２４には、定電流回路１２５が接続されている。定電流回路１２５は、後述する電極駆動回路１５０に対し、電極駆動回路１５０内の抵抗値の変化にかかわらず一定の電流を供給するように動作する。
【００６９】
商用電源１２１には、トランス１２２と並列に整流ダイオード１２６が接続されている。整流ダイオード１２６の出力電圧は、コンデンサ１２７によって平滑化された後、定電圧回路１２８によって定電圧とされ、マイクロコンピュータ１３０に供給される。マイクロコンピュータ１３０は、トランス１２２の一次側コイルの一端と商用電源１２１との間に接続されたトライアック１２９を起動制御する。
【００７０】
電極駆動回路１５０は、ＮＰＮ型トランジスタＱ１〜Ｑ４と、ダイオードＤ１・Ｄ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ７を図のように接続して構成されている。トランジスタＱ１とダイオードＤ１とは、フォトカプラ１５１を構成し、トランジスタＱ２とダイオードＤ２とは、フォトカプラ１５２を構成している。すなわち、ダイオードＤ１・Ｄ２は、発光ダイオードであり、トランジスタＱ１、Ｑ２は、フォトトランジスタである。
【００７１】
マイクロコンピュータ１３０からラインＬ１にハイレベルの電圧、ラインＬ２にローレベルの電圧又はＯＦＦ（ゼロ電圧）が与えられると、ダイオードＤ２がＯＮになり、それに付随してトランジスタＱ２もＯＮになる。トランジスタＱ２がＯＮになると、抵抗Ｒ３・Ｒ４・Ｒ７に電流が流れ、トランジスタＱ３のベースにバイアスがかかり、トランジスタＱ３はＯＮになる。
【００７２】
一方、ダイオードＤ１はＯＦＦなので、トランジスタＱ１はＯＦＦ、トランジスタＱ４もＯＦＦとなる。この状態では、陽極側の電極１１３から陰極側の電極１１４に向かって電流が流れる。これによって、イオン溶出ユニット１００では、陽イオンの金属イオンと陰イオンとが発生する。
【００７３】
イオン溶出ユニット１００に長時間一方向に電流を流すと、図９で陽極側となっている電極１１３が減耗するとともに、陰極側となっている電極１１４には、水中のカルシウムなどの不純物がスケールとして固着する。また、電極の成分金属の塩化物及び硫化物が電極表面に発生する。このことはイオン溶出ユニット１００の性能低下をもたらすので、本実施形態では、電極の極性を反転して電極駆動回路１５０を運転できるように構成されている。
【００７４】
電極の極性を反転するにあたっては、ラインＬ１・Ｌ２の電圧を逆にして、電極１１３・１１４を逆方向に電流が流れるようにマイクロコンピュータ１３０が制御を切り替える。この場合、トランジスタＱ１・Ｑ４がＯＮ、トランジスタＱ２・Ｑ３がＯＦＦとなる。マイクロコンピュータ１３０は、カウンタ機能を有していて、所定カウント数に達する度に上述の切り替えを行う。
【００７５】
電極駆動回路１５０内の抵抗の変化、特に電極１１３・１１４の抵抗変化によって、電極間を流れる電流値が減少するなどの事態が生じた場合は、定電流回路１２５がその出力電圧を上げ、電流の減少を防止する。しかしながら、累積使用時間が長くなると、イオン溶出ユニット１００が寿命を迎える。この場合、電極の極性反転や、特定極性である時間を平時よりも長くして電極に付着した不純物を強制的に取り除く電極洗浄モードへの切り替えや、定電流回路１２５の出力電圧上昇を実施しても、電流減少を防げなくなる。
【００７６】
そこで、本回路では、イオン溶出ユニット１００の電極１１３・１１４間を流れる電流を抵抗Ｒ７に生じる電圧によって監視し、その電流が所定の最小電流値に至ると、それを電流検知回路１６０が検知するようにしている。最小電流値を検知したという情報は、フォトカプラ１６３を構成する発光ダイオードＤ３からフォトトランジスタＱ５を介してマイクロコンピュータ１３０に伝達される。マイクロコンピュータ１３０は、ラインＬ３を介して警告報知器１３１を駆動し、所定の警告報知を行わせる。警告報知器１３１は、操作／表示部８１又は制御部８０に配置されている。
【００７７】
また、電極駆動回路１５０内でのショートなどの事故については、電流が所定の最大電流値以上になったことを検出する電流検知回路１６１が用意されており、この電流検知回路１６１の出力に基づいて、マイクロコンピュータ１３０は警告報知器１３１を駆動する。さらに、定電流回路１２５の出力電圧が予め定めた最小値以下になると、電圧検知回路１６２がこれを検知し、同様にマイクロコンピュータ１３０が警告報知器１３１を駆動する。
【００７８】
イオン溶出ユニット１００の生成した金属イオンは、被洗濯物に抗菌処理を行うために、次のようにして洗濯槽３０に投入される。
【００７９】
メイン給水弁５０ａが開くと、メイン給水経路５２ａに水が流れる。より多くの水を給水したい場合は、サブ給水弁５０ｂも開き、サブ給水経路５２ｂにも水を流してもよい。
【００８０】
金属イオン溶出工程では、メイン給水弁５０ａからの水が、イオン溶出ユニット１００の内部空間を満たしつつ流れる。それと同時に、駆動回路１２０が電極１１３・１１４の間に電圧を印加し、電極構成金属のイオンを水中に溶出させる。電極構成金属が銀の場合、陽極側の電極においてＡｇ→Ａｇ^＋＋ｅ⁻の反応が生じ、水中に銀イオンＡｇ^＋が溶出する。電極間を流れる電流は、直流である。金属イオンを添加された水は、洗剤室５４に入り、注水口５４ａから注水口５６を経て洗濯槽３０に注ぎ込まれる。
【００８１】
例えば、洗濯槽３０に所定量の金属イオン添加水を給水する場合、洗濯槽３０に所定量の金属イオン添加水が投入され、以後金属イオン非添加水を設定水位まで注げば、洗濯槽３０内の水の金属イオン濃度が所定値に達すると判断されたところで、所定動作により給水停止の処理を受けた制御部８０からの信号により、電極１１３・１１４への電圧印加を停止する。
【００８２】
なお、流す水の量が検知できる場合は、金属イオンの生成を先に行ってしまい、イオン溶出ユニット１００が金属イオンを生成しなくなった後もメイン給水弁５０ａから給水を続け、所定量給水できたところで給水を止めるようにしても、所望濃度の金属イオンを添加した水を得ることができる。
【００８３】
電極１１３・１１４は、金属イオンの溶出を続けるうちに次第に減耗し、金属イオンの溶出量が減少する。使用が長期にわたれば、金属イオンの溶出量が不安定になったり、所定の溶出量を確保できなくなったりする。そのため、イオン溶出ユニット１００は交換可能とされ、電極１１３・１１４の寿命が来れば新しいユニットに交換できるようになっている。さらに、電極１１３・１１４が耐用限界に達したことを操作／表示部８１を通じて使用者に報知し、イオン溶出ユニット１００の交換などのメンテナンスを促す。
【００８４】
イオン溶出ユニット１００を駆動するにあたり、駆動回路１２０の定電流回路１２５は、電極１１３・１１４間を流れる電流値が一定となるよう電圧を制御する。これにより、単位時間あたりの金属イオン溶出量が一定になる。単位時間あたりの金属イオン溶出量が一定であれば、イオン溶出ユニット１００に流す水量とイオン溶出時間とを制御することにより、洗濯槽３０内の金属イオン濃度を制御することができることになり、所望の金属イオン濃度を得るのが容易になる。なお、定電流回路１２５が電極１１３・１１４間に流す電流は、水質や水温に応じて変更することができる。この制御については、後に詳述する。
【００８５】
電極１１３・１１４のうち、陰極として使用される側にはスケールが析出する。極性を反転しないまま直流を流し続け、スケールの堆積量が多くなると、電流が流れにくくなり、金属イオンを所定レートで溶出することが難しくなる。また、陽極として使用される電極だけ減耗が早まる「片減り」の問題も発生する。そこで、電極１１３・１１４の極性を周期的に反転する。
【００８６】
電極１１３・１１４への電圧印加の制御方法について、図１０に基づき説明する。図１０は、イオン溶出工程時における各構成要素の動作と電極の極性反転動作とを関連づけて示すシーケンス図である。例えば、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程のうち、最終すすぎ工程で「金属イオンの投入」が選択されていれば、最終すすぎ工程がイオン溶出工程ということになる。
【００８７】
図１０においては、最初、メイン給水弁５０ａとサブ給水弁５０ｂとがＯＮになる（開く）とともに、駆動回路１２０のトランス１２２もＯＮになる。電極Ａ（電極１１３・１１４の一方）と電極Ｂ（電極１１３・１１４の他方）には、まだ電圧が印加されていない。
【００８８】
ここで、まず、電流検知回路１６０・１６１の動作確認が行われる。これにより、電流検知回路１６０・１６１が誤検知を行う可能性を排除し、正しくない濃度で金属イオンが溶出されるのを未然に防ぐことができる。
【００８９】
電流検知回路動作確認時間Ｔ１の間に電流検知回路１６０・１６１の動作を確認した後、電極Ａ・Ｂへの通電を開始する。最初は、電極Ａに電圧を印加し、電極Ｂは接地電圧のままとする。この時点では、電極Ａが陽極、電極Ｂが陰極ということになる。
【００９０】
電圧印加時間Ｔ２が経過した後、電極Ａへの電圧印加が中止される。電圧印加休止時間Ｔ３を挟んで電極Ｂへの電圧印加が開始される。電極Ａは接地電圧のままである。今度は、電極Ｂが陽極、電極Ａが陰極となる。すなわち、電極の極性が反転される。
【００９１】
再び電圧印加時間Ｔ２が経過した後、電極Ｂへの電圧印加が中止される。電圧印加休止時間Ｔ３を挟んで、再び電極の極性が反転される。
【００９２】
このようにして、電圧印加時間Ｔ２と電圧印加休止時間Ｔ３とを交互に繰り返しつつ、電極１１３・１１４の極性を周期的に反転する。所期の量の金属イオンが溶出されるまで、極性の反転は続く。電圧印加時間Ｔ２と電圧印加休止時間Ｔ３との総和を、ここでは「イオン溶出時間」Ｔ４と定義する。
【００９３】
効果的なイオン溶出の制御を得るために、発明者が検討を重ねた結果、イオン溶出の効率及び電極の均一な減耗を実現するのに最適な数値は、電圧印加時間Ｔ２が１９．９秒、電圧印加休止時間Ｔ３が０．１秒であることが判明した。また、電圧が１０Ｖ程度、電流が２９ｍＡ程度であるのが好ましいことも明らかになった。さらに、ＪＩＳＬ１９０２に定められる抗菌性を満足する抗菌処理を行うには、９０ｐｐｂ程度の銀イオンが必要であることも判った。
【００９４】
ＪＩＳＣ９６０６（電気洗濯機）に定める模擬洗濯物８ｋｇを定格洗濯容量８ｋｇの洗濯機に入れ、上記最適数値で制御したイオン溶出ユニットを洗濯機に搭載し、ＪＩＳＬ１９０２（繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果）に定める菌液吸収法（抗菌防臭加工にあっては、静菌活性値が２．０以上であること）により抗菌性の試験を行った結果、静菌活性値として２．４の値を得た。また、１日１回８ｋｇの洗濯物を洗濯し抗菌処理を施した（１回の抗菌処理時使用水量は４０Ｌ）場合、一対の銀電極１５ｇで銀電極の寿命は１０年間使用可能であることを、連続して銀イオンを溶出させ続ける、加速溶出試験の結果から確認できた。これらのことから、必要最低量の銀電極で洗濯機の耐用年数に十二分に使用できるとともに、十分な抗菌効果を洗濯物に与えられることができる。
【００９５】
電極１１３・１１４への電圧印加は、イオン溶出ユニット１００への給水開始後に開始される。このため、電極への電圧印加開始時から確実に金属イオンを溶出でき、所期の総量の金属イオンを確実に洗濯物に供給することができる。
【００９６】
電流検知回路１６０・１６１は、電極１１３・１１４への電圧印加が開始されてから所定時間経過後に検知動作を開始する。検知動作イオン溶出時間Ｔ４の終了まで、電極１１３・１１４に流れる電流の監視が続く。電流検知回路１６０・１６１の検知結果に基づき駆動回路１２０の制御が行われる。このように電流検知回路１６０・１６１は、電極１１３・１１４への電圧印加開始直後の電流が安定していない時には検知動作を行わず、電流が安定してから検知動作を行うので、より正しい検知を行うことができる。
【００９７】
電極に流れる電流が所定値の範囲を超え、異常値となったことを電流検知回路１６０・１６１が検知したときは、警告報知器１３１がその旨を報知する。これにより、使用者は、電流値が異常であるためイオン溶出ユニット１００が所期の金属イオン溶出量を確保できず、洗濯物に所望の抗菌処理を行うことができないこと、また、イオン溶出ユニット１００の調整又は修理が必要であることを知ることができる。
【００９８】
電流検知回路１６０・１６１が電流値の異常を検知したときは、洗濯機１の運転を一時停止することとしてもよい。このようにすれば、イオン溶出ユニット１００に期待されている洗濯物の抗菌処理という機能を欠きながら、それに気付かずに使用者が洗濯機１の使用を続けるという事態を回避することができる。
【００９９】
また、次のような動作を行わせることも可能である。すなわち、電流検知回路１６０・１６１が電流値の異常を検知しても、イオン溶出工程中に少なくとも一度正常値の電流が検知されていれば、警告報知器１３１は異常報知を行わないようにするのである。このようにすれば、ノイズなどによる誤検知で一時的に異常が検知された場合でも、洗濯機１の運転を続行し、洗濯工程を完了することができる。
【０１００】
また、イオン溶出ユニット１００の駆動を次のように行うことも可能である。まず、洗濯機１の使用する水量、言い換えれば、洗濯槽３０の中の水位に応じて、イオン溶出時間Ｔ４を調節する。このようにすれば、使用する水量に応じてイオン溶出時間Ｔ４が調節されるので、金属イオン濃度の安定した水を洗濯物に供給することができる。このため、金属イオン濃度の高すぎる水が却って洗濯物に汚れをもたらしたり、逆に金属イオン濃度が低すぎるため洗濯物を十分に抗菌処理できないといった事態を回避できる。
【０１０１】
さらに、使用する水量やイオン溶出時間Ｔ４に応じて電極１１３・１１４への電圧印加時間Ｔ２や電圧印加休止時間Ｔ３を調節する。このようにすれば、使用する水量、又はイオン溶出時間Ｔ４によって電極１１３・１１４からの溶出量が異なってくるのを、電圧印加時間Ｔ２と電圧印加休止時間Ｔ３の少なくとも一方を調節することにより、補償することができる。従って、電極１１３・１１４の減耗を均一にするとともに、電極１１３・１１４が片方の極性に偏り、陰極過多側（陰極として用いられる時間が長かった側）にスケールが大量に堆積し、次に陽極に反転したときに金属イオンの溶出が阻害されることを防ぐことができ、洗濯物の抗菌処理を長期にわたり安定して続けることができる。
【０１０２】
また、流量検知器１８５の流量検知結果に基づき、電極１１３・１１４への電圧印加時間Ｔ２、電圧印加休止時間Ｔ３、又はイオン溶出時間Ｔ４を調節する。洗濯機１を水道などの蛇口に接続して水を使用する場合、各家庭において水圧や菅路抵抗などの条件が異なり、洗濯機１側で給水弁５０の開度を一定にしたとしても、イオン溶出ユニット１００を流れる水の流量は一定にならない。流量検知器１８５の流量検知結果に基づいて上記調節を行うこととすれば、水の流量に応じて金属イオン溶出量を調節できるから、金属イオン濃度のばらつきの少ない水を供給でき、洗濯物を均一に抗菌処理できる。このため、金属イオンを洗濯物全体に行き渡らせるための攪拌工程を最小限にすることができる。
【０１０３】
電極１１３・１１４を流れる電流値が所定値以下であることを電流検知回路１６０が検知したときは、イオン溶出ユニット１００への給水流量を減少させ、イオン溶出時間を延長する。このようにすれば、電流値が所期の金属イオン溶出量を確保するに満たない場合、すなわち、金属イオンが溶出しにくくなった場合においても、給水流量の減少による給水時間の延長と、イオン溶出時間の延長により、給水完了までに所定量の金属イオンを溶出させることが可能となる。従って、洗濯物に対し、常に安定した抗菌処理を行うことができる。
【０１０４】
次に、本発明の最も特徴的な部分である水質や水温に応じて金属イオンの溶出制御を変更することについて説明する。
【０１０５】
一般に、洗濯機に使用する水は上水道のものであり、飲用に供給される水と同じである。そのため、水質は地域によって極端に違う。金属イオンの溶出効率は、ファラデーの法則によると、例えば銀は一価のイオンになるので、例えば、２分間２９ｍＡの電流を流し、４０Ｌの水を洗濯槽３０に供給したとすると、（濃度）＝（銀の原子量：１０７．８６８）×（電極に流れる電流値：２９ｍＡ）×（溶出時間：１２０秒）÷（ファラデー定数：９６４８５Ｃ／ｍｏｌ）÷（水量：４０Ｌ）＝９７．３ｐｐｂとなる。
【０１０６】
しかし、全国的に溶出効率の調査測定を行った結果、例えば大阪や京都や東京では８０％〜９０％程度あったが、沖縄の一部には３０％程度と大きく溶出効率が低下する地域もあることがわかり、水質の違いにより大きく溶出効率が変化することがわかった。また、水温が違うと、水質の違いによるときほどの大きな差ではないものの、溶出効率に差が生じる。安定して被洗濯物に抗菌処理を行うためには、所定の濃度の金属イオンを含んだ水を安定して洗濯槽３０に供給する必要がある。
【０１０７】
本実施形態の洗濯機１では、水質や水温に応じて、定電流回路１２５の設定電流値を変更して電極１１３・１１４流れる電流を変え、単位時間当たりの溶出量を変更することにより、または、電極１１３・１１４に電流を流す時間（図１０のイオン溶出時間Ｔ４）を変更することにより、溶出効率の変化による金属イオンの溶出変化を補い、所定濃度の金属イオンを含んだ水が洗濯槽３０に供給されるようにする。
【０１０８】
電流値の変更とイオン溶出時間の変更は同時に行うこともできる。電流値変更とイオン溶出時間変更の両方を行うようにすると、変更自由度が大きくなるとともに、溶出効率が極端に変化した場合などでも、おのおのの変更量が少なくすむので、電流値の増加量を少なくし回路部品の定格に対する余裕が確保できるなど、安全面でも一層好ましい。
【０１０９】
また、洗濯機１は流量検知器１８５を備えており、流す水の量が検知できるので、その流量情報を活用して、目標電流値やイオン溶出時間をどのように変更するかを決定することで、給水が完了するまでに確実に金属イオンの溶出を完了するように制御することができる。なお、初期の給水完了後にも金属イオンを調整して溶出させる工程を追加するようにしてもよい。
【０１１０】
前述のように、洗濯機１では、定電流回路１２５により、一定値の電流が電極１１３・１１４に流れるように印加する電圧を変動させる。確かに水質により溶出効率は変化するが、洗濯槽３０への水の供給中に極端に水質が変化し、溶出効率が変化するわけではないし、金属イオン溶出の反応は、Ａｇ→Ａｇ^＋＋ｅ⁻のように一定の反応であるので、電流値の一定化により、金属イオンの溶出量を算出することが容易となり、目標電流値や電圧印加時間を算出しやすい。
【０１１１】
電極への電圧印加は、図１０に示したシーケンスに従って行う。このように電圧印加時間Ｔ２と電圧印加休止時間Ｔ３を設けることにより、例えば、イオン溶出時間Ｔ４を変えることをしなくとも、金属イオンを溶出させる時間を変更することができるので、水質の変化に応じて金属イオンの溶出制御を行うことが出来る。
【０１１２】
洗い時などは洗剤や洗濯物についていた汚れなどを多量に含むことになる洗濯槽３０内の水に電極１１３・１１４を直接浸すの避けるために、イオン溶出ユニット１００を給水経路に設けた構成なので、所定量の金属イオンを給水完了までに添加するために、給水流量を調整することによりイオン溶出時間Ｔ４を調整する前述の方法もある。しかし、使用性の面から考えると、給水流量を調整して時間をかけてでも給水するよりも、本制御方法のように、イオン溶出時間のうちの電圧印加時間Ｔ２および電圧印加休止時間Ｔ３の一方または双方を変更して金属イオンの溶出量を調整する方が、時間の調整の仕方により簡単に給水完了までに所定量の金属イオンを投入することができ、使用者の所望する抗菌処理を確実に行うことができる。また、流量調整装置を備える必要もなく、そのためコストも抑えられる。
【０１１３】
ここで、極性の反転周期の時間（電圧印加時間Ｔ２と電圧印加休止時間Ｔ３の和）が変わらないように、電圧印加時間Ｔ２と電圧印加休止時間Ｔ３を変更するのが好ましい。このようにすると、設計時と同じ周期で金属イオンの溶出を行えるので、電圧印加時間Ｔ２を変更したことにより、一方の電極だけが極端に減少して、溶出不足が発生し早期に寿命が終了してしまったり、溶出が不安定になったりすることがない。
【０１１４】
例えば、所定量の金属イオンの溶出を２分で完了したい場合、電圧印加時間Ｔ２を１０秒、電圧印加休止時間Ｔ３を１０秒の初期設定とすると、水質により溶出量が目標の２／３になったときは、電圧印加時間Ｔ２を１５秒、電圧印加休止時間Ｔ３を５秒とする。これにより、電圧印加の周期時間である２０秒を変更することなく、金属イオンの溶出量を３／２として、目標とする溶出量の金属イオンを得ることができて、使用者が所望する抗菌処理を行うことができる。
【０１１５】
目標電流値に応じて電圧印加時間Ｔ２および電圧印加休止時間Ｔ３の一方または双方を変更するようにしてもよい。このようにすると、目標電流値に応じた金属イオンの溶出時間を設定できるので、例えば目標電流値を高く変更した場合などに、金属イオンが溶出し過ぎたりして、電極１１３・１１４の減耗が早くなり、早期に寿命が終了したり、被洗濯物が金属イオンで汚れたりするといった弊害の発生を防ぐことが出来る。
【０１１６】
水質や水温は、電極１１３・１１４に印加する電圧を電圧検知回路１６２で検出することにより、検知することができる。というのも、水質の変化、つまりは硬度、透明度などの変化により、水の導電率は変化し、水温によっても導電率は多少変化するのからである。目標電流値と印加している電圧より導電率を計算することにより、水質や水温を検知することができる。
【０１１７】
ちなみに、水質の違いを導電率で定義した場合、導電率が高くなるほど溶出効率が低くなることが確認できた。言い換えると導電率が高くなるほど電圧は低下する傾向にあり、導電率は通常１００〜３００μＳ／ｃｍであるので、基準伝導率を例えば３００μＳ／ｃｍに設けて、この基準伝導率を超える場合には、後述する金属イオンの溶出効率を上げるための制御を行うのが好ましい。
【０１１８】
加えて、水温が高くなると導電率が高くなる傾向にあり、水温が高くなるほど溶出効率が低下し、水温の温度上昇を考慮した上記制御が必要となるといえる。言い換えると水温が高いほど電極間の電圧は低下し、水温が低いほど電極間の電圧は上昇傾向にあるので基準温度を設けて、この基準温度を超える場合には、後述する金属イオンの溶出効率を上げるための制御を行うのが好ましい。
【０１１９】
また、伝導率や温度に代えて所定の電流値の電流を電極に流し、電圧が基準電圧より低い場合には、後述する金属イオンの溶出効率を上げるための制御を行うのが好ましい。なお、上述した基準導電率や基準温度を極端に下回ったり、基準電圧を極端に上回る場合には、金属イオンの溶出効率が上がりすぎるため、溶出効率を下げる制御を行うのが好ましい。
【０１２０】
電圧と溶出効率の関係は後述する図１１に示す通りで、金属イオンの溶出効率を７０％〜１００％の範囲内で維持できる電極への印加電圧を制御するのが好ましい。より好ましくは、上述したＪＩＳＬ１９０２による抗菌性の試験結果として静菌活性値が２．０を超え、かつ上述した銀電極の耐用年数の両方を実現するために、金属イオンの溶出効率を７０％〜９０％の範囲内で維持するように、印加電圧を７〜１７Ｖ程度の範囲内で制御するのがよい。
【０１２１】
前述のように、全国の水についての調査結果では、沖縄の一部地域での金属イオンの溶出効率が特に低いことが判ったが、さらに検討したところ、電極１１３・１１４に印加している電圧が極端に低いことが判明した。例えば、電極１１３・１１４に電流２９ｍＡ流すのに、大阪では約１０Ｖ程度であるのに対して、その地域では約４Ｖ程度であり、ファラデーの法則からの理論溶出量に対し、大阪では約８０％程度であるのに対し、その地域では約３０％程度であった。
【０１２２】
そこで、大阪の水を使ってさらに検討を重ねた結果、印加する電圧と溶出効率との間に、例えば２９ｍＡの電流を銀製の電極１１３・１１４に流す場合、図１１に示す関係が得られた。図１１から明らかなように、電圧と溶出効率の関係は一様ではなく、電圧が低くなるほど溶出効率が低下し、特に７Ｖより低くなると極端に溶出効率が低下する。また、溶出効率がほぼゼロとなる電圧も０Ｖより少し高い電圧となっており、ある程度以上の電圧を印加しないと金属イオンを溶出できないことがわかる。また、この関係は、溶出効率の特に低かった沖縄の一部の水において、電流２９ｍＡのときに電圧約４Ｖにて溶出効率約３０％溶出であった結果とよく相関しており、水質の変化を電圧により検知できることがわかる。
【０１２３】
なお、本実施形態では、金属イオン溶出用の電極１１３・１１４を用いて電圧の検出を実施しているため、構成部品を追加する必要がない。水質検知のための電極を別途備えるようにしても構わず、そのようにすると、検知できる位置の選択位置が増えて好ましい。例えば、洗濯槽３０の水が入る排水空間６６や、水槽２０や洗濯槽３０の近傍に、検知のための電極や端子を配置することができる。
【０１２４】
検知された電圧により、目標電流値や電圧印加時間Ｔ２、電圧印加休止時間Ｔ３、イオン溶出時間Ｔ４などを変更することで、水質により変化した溶出効率を補うように金属イオンを溶出するように制御することができる。
【０１２５】
検知電圧が所定の電圧値より低い場合、金属イオンの溶出を増加するように電極１１３・１１４の制御を変更する。つまり、目標電流値を増加したり、電圧印加時間Ｔ２やイオン溶出時間Ｔ４を増加したり、電圧印加休止時間Ｔ３を減少させることにより、金属イオンの溶出を増加させる。また、例えば、電圧が所定値、例えば７Ｖ、より大きい場合は、目標電流値を、例えば２９ｍＡとし、電圧を印加する時間を変更することによって、金属イオンの溶出量を調整し、所定値より低くなった場合は、目標電流値を変更すること、例えば４２ｍＡとすることも併せて行って、金属イオンの溶出量を調整してもよい。なお、制御方法としては、逆に、所定の電圧値より高い場合に、金属イオンの溶出を減少させるようにしてもよい。
【０１２６】
サーミスタ等の水温検知器を設けて、温度を直接測定するようにしてもよい。水温検知器を設ける位置は、イオン溶出ユニット１００の内部であってもよいし、その上流側や下流側であってもよいし、さらには、水槽２０や洗濯槽３０の中や周辺であってもよい。また、基本的に気温と水温は密接な関係があり、水温検知器で検出した水温より、その時の環境状況も推測できるので、水温つまりは気温が低く洗濯物が乾きにくい時期などは、金属イオンの濃度を増加するようにしてもよい。
【０１２７】
水質や水温に応じて目標電流値、イオン溶出時間Ｔ４、電圧印加時間Ｔ２、あるいは電圧印加休止時間Ｔ３を変更するか否かを、使用者が選択できるようにしておくのが好ましい。沖縄の一部のように上水の溶出効率が低い地域では、目標電流値、イオン溶出時間、電圧印加時間、または電圧印加休止時間を常に標準値から変更することが望ましいが、上水の溶出効率が標準的な地域では変更を常に行う必要はない。しかし、標準的な溶出効率の地域であっても、節水のために、使用者が風呂の残り水を利用することもあり、その場合は、水質や水温が変化して溶出効率も変化するから、所望の抗菌効果を得るためには変更を行う必要がある。また、季節によって水温は大きく異なるから、例えば、春や秋の水温に基づいて目標電流値等の標準値を設定する場合は、夏と冬では変更すべきである。
【０１２８】
変更を行うか否かを使用者が指示するようにすれば、地域によらず、また、使用する水や季節によらず、所望の抗菌効果を得ることができる。これを実現するためには、操作／表示部８１に、変更を指示する変更スイッチを備えるだけでよい。
【０１２９】
目標電流値等の変更を指示されたときに、洗濯機１自体が、水質や水温を検知して、検知結果に応じて目標電流値等を設定するようにすることもできる。これは、変更スイッチの操作に応じて、制御部８０が前述の電圧検知回路１６２や水温検知器を動作させて、水質や水温を検知し、目標電流値、イオン溶出時間Ｔ４、電圧印加時間Ｔ２、および電圧印加休止時間Ｔ３の適切な値を算出するようにすることで実現される。
【０１３０】
使用者が、目標電流値、イオン溶出時間Ｔ４、電圧印加時間Ｔ２、および電圧印加休止時間Ｔ３の少なくとも一つを、設定するようにしてもよい。例えば、操作／表示部８１に目標電流値等の値を選択するための選択スイッチを設けておき、使用者が洗濯開始時に選択スイッチを操作するようにする。また、操作／表示部８１や制御部８０や駆動回路１２０に選択スイッチ、選択コネクタ、選択ジャンパ線を設けることにより、設定変更できるようにしてもよい。
【０１３１】
また、使用者が目標電流値等を設定する場合、例えばＥＥＰ−ＲＯＭを制御部８０に備えて、目標電流値等の変更後の値をはじめ、変更後の制御シーケンスを記憶するようにするとよい。このようにすると、洗濯機を使用するたびに設定のための操作を行う必要がなくなる。また、操作／表示部８１の所定のスイッチを操作して設定変更モードにし、選択スイッチを操作することにより、制御シーケンスを変更して記憶させるといった、電子的な簡単な操作により、容易に設定を変更することが可能になる。
【０１３２】
なお、目標電流値等を直接設定することに代えて、洗濯機の設置位置情報や、設置水域情報などの環境条件を、製造者、設置者、あるいは使用者が入力して、洗濯機１が制御シーケンスを変更するようにしてもよい。さらには、洗濯機１自体が、ＧＰＳ情報やネットワーク情報の活用により環境条件を取得して、制御パターンを変更するようにしてもよい。また、上水を使用するか風呂の残り水を使用するかを使用者が指示するようにして、風呂の残り水を使用するときには、記憶している変更後の値やシーケンスによって、制御を行うようにしてもよい。
【０１３３】
本実施形態の洗濯機１では、電極１１３・１１４間の電圧を電圧検知回路１６２で検出することにより水質を検知する構成であり、検知される水質は、イオン溶出ユニット１００内の水のものであって、洗濯槽３０の水のものではない。抗菌処理を行う工程では仕上剤が加えられることも多く、仕上剤によっては大きく水質が変化することもある。したがって、仕上剤が加えられたときには、電圧に基づいて検知された水質と洗濯槽３０の水の水質とに差異が生じて、十分な抗菌効果が得られないという事態が生じる可能性がある。
【０１３４】
この不都合は、電極１１３・１１４および電圧検知回路１６２とは別の水質検知器１８７を、洗濯槽３０内または洗濯槽３０と連通している排水空間６６に備えることにより、防止することができる。この水質検知器１８７は、仕上剤の有無を判別するのが主たる目的であるから、その目的を達成し得るだけの簡素なものでよい。例えば、仕上剤が加えられると光に対する水の透過率が変化することを利用して、透過率を測定するセンサとすることができる。仕上剤が加えられたことが認められたときには、金属イオンの溶出量を調節したり、金属イオンを添加した初期の給水完了後に、適当量の金属イオンを溶出した水を追加したりすることで、所望の抗菌効果を確実に得ることができる。なお、水質検知器を仕上剤室５５に配置するようにしてもよい。
【０１３５】
洗濯槽３０内の水の水質を検出する水質検知器１８７は、イオン溶出ユニット１００を経由せずに洗濯槽３０に給水された水（例えば、ポンプによって注入された風呂の残り水）の水質に応じて、目標電流値等を変更する場合には、必須である。この場合も、水質検知器１８７としては、透過率を測定する簡素なものを用いることができる。
【０１３６】
上記の実施形態では、全自動式の洗濯機を例として掲げたが、本発明はこのほか、横型ドラム式（タンブラー方式）、斜めドラム式、乾燥機兼用、あるいは二層式など、あらゆる形式の洗濯機に適用することができる。また、水質や水温に応じて金属イオンの溶出量を調節するという本発明の思想は、金属電極から金属イオンを溶出させる構成のみならず、金属を含有した部材から金属イオンを溶出させる構成においても、有用である。
【０１３７】
【発明の効果】
金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、本発明のように、電極間に流す電流を水質および水温の少なくとも一方に応じて変更するようにすると、単位時間当たりに溶出する金属イオンの量を調整することができて、溶出効率かかわらず、使用する水に目標とする濃度の金属イオンを添加することができる。したがって、使用者は確実に所望の抗菌効果を得ることができる。
【０１３８】
金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、本発明のように、一度に使用する水に添加するための金属イオンの溶出時間を、水質および水温の少なくとも一方に応じて変更するようにすると、溶出する金属イオンの総量を調節することができて、溶出効率かかわらず、使用する水に目標とする濃度の金属イオンを添加することができる。
【０１３９】
金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、本発明のように、電極間に流す電流を一定とし、電極間に印加する電圧を水質および水温の少なくとも一方に応じて変更するようにしても、単位時間当たりの金属イオンの溶出量を調節することができて、溶出効率かかわらず、使用する水に目標とする濃度の金属イオンを添加することができる。また、目標濃度を実現するために必要な溶出時間の算出も容易である。
【０１４０】
金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、本発明のように、電極間に電圧を断続的に印加して、電圧を印加する印加時間と電圧を印加しない休止時間を設け、電極間に印加する電圧の極性を周期的に反転させるとともに、印加時間および休止時間の少なくとも一方を、水質および水温の少なくとも一方に応じて変更するようにすると、溶出量を調整することができて、溶出効率にかかわらず、使用する水に目標とする濃度の金属イオンを添加することができる。また、一方の電極のみが減耗して寿命が短くなったり、電極の表面に不純物が固着して機能が損なわれたりするのを防止することができる。
【０１４１】
ここで、印加時間と休止時間の双方の長さを変更して、印加時間と休止時間の和を一定とするようにすると、極性反転の周期が一定になり、両方の電極から金属イオンを均等に溶出させることができる。また、印加時間と休止時間の総和を一定にしながら、使用する水に目標とする濃度の金属イオンを添加することも容易になる。
【０１４２】
印加時間および休止時間の少なくとも一方を電極間に流す電流に応じて定めるようにすると、溶出量を的確に設定することができる。
【０１４３】
各洗濯機において、電極間に所定の電流を流すために必要な電圧を測定することにより、水質および水温の少なくとも一方を検知するようにすると、金属イオンの溶出量を精度よく調節することが可能になる。
【０１４４】
また、水質および水温の少なくとも一方に応じた変更を、使用者からの指示に応じて行うようにすると、地域や使用者が利用する水にかかわらず、目標とする濃度の金属イオンを水に添加することを、同一機種の洗濯機で実現することができる。
【０１４５】
変更後の値を記憶しておくようにすると、洗濯機を使用するたびに操作を行う必要がなくなって、使用者の負担を軽減することができる。
【０１４６】
被洗濯物を入れる洗濯槽の水の水質および水温の少なくとも一方を検知して、変更を行うようにすると、所望の抗菌効果を発揮するのに適切な濃度の金属イオンを添加することができる。
【０１４７】
洗濯槽内の水の水質として、光の透過率を検知する構成とすると、簡単な制御でかつ短時間で水質を知ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の洗濯機の概略の構成を示す垂直断面図。
【図２】上記洗濯機の給水口を模式的に示す垂直断面図。
【図３】上記洗濯機のイオン溶出ユニット周辺を示す上面図。
【図４】上記イオン溶出ユニットの上面図。
【図５】上記イオン溶出ユニットの図４の線Ａ−Ａでの垂直断面図。
【図６】上記イオン溶出ユニットの図４の線Ｂ−Ｂでの垂直断面図。
【図７】上記イオン溶出ユニットの水平断面図。
【図８】上記イオン溶出ユニットが有する電極の斜視図。
【図９】上記イオン溶出ユニットの駆動回路を示すブロック図。
【図１０】上記イオン溶出ユニットの制御シーケンスを模式的に示す図。
【図１１】上記イオン溶出ユニットに２９ｍＡの電流を流したときの電圧と銀イオン溶出効率の関係を示す図。
【符号の説明】
１洗濯機
１０外箱
２０水槽
３０洗濯槽
３３パルセータ
４０駆動ユニット
５０給水弁
５０ａメイン給水弁
５０ｂサブ給水弁
５３給水口
５４洗剤室
５５仕上剤室
６８排水弁
８０制御部
８１操作／表示部
１００イオン溶出ユニット
１１３、１１４電極
１２０駆動回路
１２５定電流回路
１３１警告報知器
１５０電極駆動回路
１６０、１６１電流検知回路
１６２電圧検知回路
１８０、１８１ストレーナー
１８５流量検知器
１８７水質検知器

Claims

金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、
電極間に流す電流を水質および水温の少なくとも一方に応じて変更することを特徴とする洗濯機。
金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、
一度に使用する水に添加するための金属イオンの溶出時間を、水質および水温の少なくとも一方に応じて変更することを特徴とする洗濯機。
金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、
電極間に流す電流を一定とし、電極間に印加する電圧を水質および水温の少なくとも一方に応じて変更することを特徴とする洗濯機。
金属製の１対の電極を備え、使用する水に電極を浸した状態で電極間に電圧を印加して電極間に電流を流し、電極より溶出する金属イオンを使用する水に添加する洗濯機において、
電極間に電圧を断続的に印加して、電圧を印加する印加時間と電圧を印加しない休止時間を設け、電極間に印加する電圧の極性を周期的に反転させるとともに、印加時間および休止時間の少なくとも一方を水質および水温の少なくとも一方に応じて変更することを特徴とする洗濯機。
印加時間と休止時間の双方の長さを変更して、印加時間と休止時間の和を一定とすることを特徴とする請求項４に記載の洗濯機。
印加時間および休止時間の少なくとも一方を電極間に流す電流に応じて定めることを特徴とする請求項４に記載の洗濯機。
電極間に所定の電流を流すために必要な電圧を測定することにより、水質および水温の少なくとも一方を検知することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の洗濯機。
水質および水温の少なくとも一方に応じた変更を、使用者からの指示に応じて行うことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の洗濯機。
変更後の値を記憶しておくことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の洗濯機。
被洗濯物を入れる洗濯槽の水の水質および水温の少なくとも一方を検知して、変更を行うことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の洗濯機。
洗濯槽内の水の水質として、光の透過率を検知することを特徴とする請求項１０に記載の洗濯機。