JP2006006508A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】 洗濯用の水を電気的に処理する水処理ユニットを備えるとともに、供給される水の水質に関わらず、水処理ユニットが機能を十分に発揮できる洗濯機を提供する。
【解決手段】 洗濯機１は水槽２０と洗濯槽３０を備え、水槽２０の中に洗濯水を貯めて洗濯を行う。外部からの取水経路に開閉可能な給水弁５０が設けられ、この給水弁５０を経由した水が給水口５３より水槽２０に注がれる。給水弁５０から給水口５３までの給水経路５２には、その中を流れる水にそれぞれ異なった処理を行う２種類の水処理ユニット１００、２１０を直列に配置する。下流側の水処理ユニット１００は水を電気的に処理する。上流側の水処理ユニット２１０は水の濾過及び水からの金属イオン除去を処理の内容とするものである。
【選択図】 図７

Description

本発明は着脱可能な水処理ユニットを搭載する洗濯機に関する。

水を使用する機器において、使用する水の質を使用目的に適合するように変化させたいという要請がしばしば生じる。例えば洗濯機では、洗濯物に抗菌処理を施したいという要請が強い。この要請に応えるため、様々な提案がなされている。例を挙げると、特許文献１には、給水弁から分岐した複数の給水経路の少なくとも１つに収納庫を配設し、この収納庫に、水に含まれる遊離塩素を還元する還元剤を収納して、遊離塩素を除去するようにした洗濯機が記載されている。特許文献２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３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４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。特許文献５には水を電気分解した電解水を用いて洗濯、すすぎを行う洗濯機が記載されている。銀イオンを水に溶出する水処理ユニットを用いて抗菌処理を行う洗濯機については、既に商品化もなされている。
特開平１０−２４１９１号公報（第４−５頁、図１） 実開平５−７４４８７号公報（第１頁、図１） 特開２０００−９３６９１号公報（第２頁、図１） 特開２００１−２７６４８４号公報（第２頁、図１） 特開２００３−２４６９２号公報（第３−６頁、図８、１０、１２、１７）

洗濯用の水を電気的に処理する場合、その電気的水処理ユニットに供給される水が塵埃や鉱物粉などの固形異物、あるいはカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの金属イオンを含むものであると、それらの水中不純物が電極に付着して通電を妨げ、水処理ユニットの機能が十分に発揮されないことがある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、洗濯用の水を電気的に処理する水処理ユニットを備えるとともに、供給される水の水質に関わらず、その水処理ユニットが機能を十分に発揮するようにした洗濯機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では洗濯機を次のように構成する。

（１）洗濯水を貯める水槽と、外部からの取水経路を遮断または開放する給水弁と、この給水弁を経由した水を前記水槽に注ぐ給水口と、前記給水弁から給水口までの給水経路とを備え、前記給水経路には、その中を流れる水にそれぞれ異なった処理を行う２種類の水処理ユニットを直列に配置するとともに、前記２種類の水処理ユニットのうち、下流側のユニットは水を電気的に処理するものとする。

（２）前記下流側の水処理ユニットは、電気分解により水を処理するものである。

（３）前記下流側の水処理ユニットは、電気分解により銀イオンを溶出するものである。

（４）前記２種類の水処理ユニットのうち上流側のユニットは、水の濾過を処理の内容とする。

（５）前記２種類の水処理ユニットのうち上流側のユニットは、水からの金属イオン除去を処理の内容とする。

（６）前記上流側及び下流側の水処理ユニットの少なくとも一方は着脱自在である。

（１）洗濯水を水槽に供給する前に、２種類の水処理ユニットでそれぞれ異なる水処理を行うから、洗濯水の水質を容易に調整できる。また、水を電気的に処理する水処理ユニットを下流側に置いたので、電極に障害をもたらす不純物を上流側の水処理ユニットで処理して、電気的処理の能力を低下させないようにすることができる。

（２）下流側の水処理ユニットは電気分解により水を処理するものであるから、上流側に存在する別の種類の水処理ユニットで保護されることにより、電気分解による水処理を安定して継続することができる。

（３）下流側の水処理ユニットは電気分解により銀イオンを溶出するものであるから、上流側に存在する別の種類の水処理ユニットで保護されることにより、銀イオンによる水処理を安定して継続することができる。

（４）上流側の水処理ユニットは水の濾過を処理の内容とするので、塵埃や鉱物粉などの固形異物を下流側の水処理ユニットに近づけず、下流側の水処理ユニットによる水の電気的処理を安定して継続させることができる。

（５）上流側の水処理ユニットは水からの金属イオン除去を処理の内容とするので、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの金属イオンが下流側水処理ユニットの電極に付着して通電を妨げるのを防ぎ、下流側の水処理ユニットの機能を十分に発揮させることができる。

（６）上流側及び下流側の水処理ユニットの少なくとも一方は着脱自在であるから、メンテナンスを容易に行うことができる。

以下、本発明洗濯機の第１実施形態を図１−２２に基づき説明する。

図１は洗濯機１の全体構成を示す垂直断面図である。洗濯機１は全自動型のものであり、外箱１０を備える。外箱１０は直方体形状で、金属または合成樹脂により成形され、その上面と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を重ね、外箱１０にネジで固定する。図１において左側が洗濯機１の正面、右側が背面であり、背面側に位置する上面板１１の上面に同じく合成樹脂製のバックパネル１２を重ね、外箱１０または上面板１１にネジで固定する。外箱１０の底面開口部には合成樹脂製のベース１３を重ね、外箱１０にネジで固定する。これまでに述べてきたネジはいずれも図示しない。

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。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。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。

上面板１１には後述する洗濯槽に洗濯物を投入するための洗濯物投入口１５が形設される。洗濯物投入口１５を蓋１６が上から覆う。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。

外箱１０の内部には、洗剤で洗濯を行うための水あるいはすすぎ用の水（以下これらを総称して「洗濯水」という）を貯める水槽２０と、脱水槽を兼ねる洗濯槽３０を配置する。水槽２０も洗濯槽３０も上面が開口した円筒形のカップの形状を呈しており、各々軸線を垂直にし、水槽２０を外側、洗濯槽３０を内側とする形で同心的に配置される。水槽２０をサスペンション部材２１が吊り下げる。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する。

洗濯槽３０は上方に向かい緩やかなテーパで広がる周壁を有する。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、洗濯物の脱水のため洗濯槽３０を高速回転させるときに振動を抑制する働きをする環状のバランサ３２を装着する。洗濯槽３０の内部底面には槽内で洗濯水の流動を生じさせるためのパルセータ３３を配置する。

水槽２０の下面には駆動ユニット４０が装着される。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を含み、その中心部から脱水軸４４とパルセータ軸４５を上向きに突出させている。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おり、水槽２０の中に入り込んだ後、脱水軸４４は洗濯槽３０に連結されてこれを支える。パルセータ軸４５はさらに洗濯槽３０の中に入り込み、パルセータ３３に連結してこれを支える。脱水軸４４と水槽２０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を配置する。

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（図２参照）が配置される。給水弁５０は水道などの外部水源から取水経路（多くの場合はホース）を通じて取水し、洗濯水として水槽２０に供給するものであり、取水経路の遮断または開放を行う。給水弁５０からはパイプ状の取水口５１が延び出す。取水口５１には、バックパネル１２に形成した透孔１２ａ（図７参照）を通じてホースを接続できるようになっている。給水弁５０は取水口５１から外部の水を受け、受けた水を給水口５３まで、給水経路５２を通じて供給する。給水口５３は容器状で、洗濯槽３０の内部に臨む位置にあり、図２に示す構造を有する。

図２には正面側から見た給水口５３の模型的垂直断面が示されている。給水口５３の内部には、正面側から引き出し５３ａが挿入される。引き出し５３ａの内部は左右に区画されている。左側の区画は洗剤室５４で、洗剤を入れておく準備空間となる。右側の区画は仕上剤室５５で、洗濯用の仕上剤を入れておく準備空間となる。洗剤室５４の底部背面側には横長の流出口５４ａが設けられている。流出口５４ａから流れ出した水は一旦給水口５３の底部に落ちた後、給水口５３の正面側に設けられた横長の注水口５６から洗濯槽３０に注ぎ込まれる。

仕上剤室５５にはサイホン部５７が設けられている。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とからなる。内管５７ａと外管５７ｂ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する。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の底部へと落下する。その水も注水口５６から洗濯槽３０に注ぎ込まれる。

給水弁５０はメイン給水弁５０ａとサブ給水弁５０ｂからなる。取水口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。給水経路５２はパイプやホースからなり、給水弁５０から給水口５３までをつなぐものであるが、これもメイン給水弁５０ａに接続されたメイン給水経路５２ａとサブ給水弁５０ｂに接続されたサブ給水経路５２ｂとに分かれている。

メイン給水経路５２ａは洗剤室５４の上にあたる給水口５３の天井壁に接続され、洗剤室５４に水を注ぎ込む。サブ給水経路５２ｂは仕上剤室５５の上にあたる給水口５３の天井壁に接続され、仕上剤室５５に水を注ぎ込む。すなわちメイン給水経路５２ａから洗剤室５４を通って洗濯槽３０に注ぐ経路と、サブ給水経路５２ｂ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になっている。

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。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。

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の内部に連通する。

排水管６２には電磁的に開閉する排水弁６８が設けられる。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が設けられる。エアトラップ６９からは導圧管７０が延び出す。導圧管７０の上端には水位スイッチ７１が接続される。

外箱１０の正面側には制御部８０を配置する。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は後述する水処理ユニットの駆動回路を含む。

洗濯機１の動作につき説明する。蓋１６を開け、洗濯物投入口１５から洗濯槽３０の中へ洗濯物を投入する。また給水口５３から引き出し５３ａを引き出し、洗剤室５４には洗剤を入れる。必要なら給水口５３の仕上剤室５５に仕上剤を入れる。洗剤と仕上剤を入れた後、引き出し５３ａを元のように給水口５３に押し込む。なお仕上剤は洗濯工程の途中で入れてもよい。

洗剤の投入準備を整えた後、蓋１６を閉じ、操作／表示部８１の操作ボタン群を操作して洗濯条件を選ぶ。最後にスタートボタンを押せば、図３−６のフローチャートに従い洗濯工程が遂行される。

図３は洗濯の全体工程を示すフローチャートである。ステップＳ２０１では、設定した時刻に洗濯を開始する、予約運転の選択がなされているかどうかを確認する。予約運転が選択されていればステップＳ２０６に進む。選択されていなければステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０６に進んだ場合は運転開始時刻になったかどうかの確認が行われる。運転開始時刻になったらステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では洗い工程の選択がなされているかどうかを確認する。選択がなされていればステップＳ３００に進む。ステップＳ３００の洗い工程の内容は別途図４のフローチャートで説明する。洗い工程終了後、ステップＳ２０３に進む。洗い工程の選択がなされていなければステップＳ２０２から直ちにステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３ではすすぎ工程の選択がなされているかどうかを確認する。選択されていればステップＳ４００に進む。ステップＳ４００のすすぎ工程の内容は別途図５のフローチャートで説明する。図３ではすすぎ工程を３回にわたって実施することとし、各回のステップ番号には「Ｓ４００−１」「Ｓ４００−２」「Ｓ４００−３」と枝番号を付して表記している。すすぎ工程の回数は使用者が任意に設定できる。この場合は「Ｓ４００−３」が最終のすすぎ工程になる。

すすぎ工程終了後、ステップＳ２０４に進む。すすぎ工程の選択がなされていなければステップＳ２０３から直ちにステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では脱水工程の選択がなされているかどうかを確認する。選択されていればステップＳ５００に進む。ステップＳ５００の脱水工程の内容は別途図６のフローチャートで説明する。脱水工程終了後、ステップＳ２０５に進む。脱水工程の選択がなされていなければステップＳ２０４から直ちにステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５では制御部８０、特にその中に含まれる演算装置（マイクロコンピュータ）の終了処理が手順に従って自動的に進められる。また洗濯工程が完了したことを終了音で報知する。すべてが終了した後、洗濯機１は次の洗濯工程に備えて待機状態に戻る。

続いて図４−６に基づき洗い、すすぎ、脱水の各個別工程につき説明する。

図４は洗い工程のフローチャートである。ステップＳ３０１では水位スイッチ７１の検知している洗濯槽３０内の水位データのとり込みが行われる。ステップＳ３０２では容量センシングの選択がなされているかどうかを確認する。選択されていればステップＳ３０８に進む。選択されていなければステップＳ３０２から直ちにステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０８ではパルセータ３３の回転負荷により洗濯物の量を測定する。容量センシング後、ステップＳ３０３に進む。

ステップ３０３ではメイン給水弁５０ａが開き、メイン給水経路５２ａ及び給水口５３を通じて洗濯槽３０に水が注がれる。給水口５３の洗剤室５４に入れられた洗剤も水に混じって洗濯槽３０に投入される。排水弁６８は閉じている。水位スイッチ７１が設定水位を検知したらメイン給水弁５０ａは閉じる。そしてステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４ではなじませ運転を行う。パルセータ３３が反転回転し、洗濯物と水を攪拌して、洗濯物を水になじませる。これにより、洗濯物に水を十分に吸収させる。また洗濯物の各所にとらわれていた空気を逃がす。なじませ運転の結果、水位スイッチ７１の検知する水位が当初より下がったときは、ステップＳ３０５でメイン給水弁５０ａを開いて水を補給し、設定水位を回復させる。

「布質センシング」を行う洗濯コースを選んでいれば、なじませ運転と共に布質センシングが実施される。なじませ運転を行った後、設定水位からの水位変化を検出し、水位が規定値以上に低下していれば吸水性の高い布質であると判断する。

ステップＳ３０５で安定した設定水位が得られた後、ステップＳ３０６に移る。使用者の設定に従い、モータ４１がパルセータ３３を所定のパターンで回転させ、洗濯槽３０の中に洗濯のための主水流を形成する。この主水流により洗濯物の洗濯が行われる。脱水軸４４にはブレーキ装置４３によりブレーキがかかっており、洗濯水及び洗濯物が動いても洗濯槽３０は回転しない。

主水流の期間が経過した後、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７ではパルセータ３３が小刻みに反転して洗濯物をほぐし、洗濯槽３０の中に洗濯物がバランス良く配分されるようにする。これは洗濯槽３０の脱水回転に備えるためである。

続いて図５のフローチャートに基づきすすぎ工程を説明する。最初にステップＳ５００の脱水工程が入るが、これについては図６のフローチャートで説明する。脱水後、ステップＳ４０１に進む。ステップＳ４０１ではメイン給水弁５０ａが開き、設定水位まで給水が行われる。

給水後、ステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２ではなじませ運転が行われる。ステップＳ４０２のなじませ運転では、ステップＳ５００（脱水工程）で洗濯槽３０に貼り付いた洗濯物を剥離し、水になじませ、洗濯物に水を十分に吸収させる。

なじませ運転の後、ステップＳ４０３に進む。なじませ運転の結果、水位スイッチ７１の検知する水位が当初より下がっていたときはメイン給水弁５０ａを開いて水を補給し、設定水位を回復させる。

ステップＳ４０３で設定水位を回復した後、ステップＳ４０４に進む。使用者の設定に従い、モータ４１がパルセータ３３を所定のパターンで回転させ、洗濯槽３０の中にすすぎのための主水流を形成する。この主水流により洗濯物のすすぎが行われる。脱水軸４４にはブレーキ装置４３によりブレーキがかかっており、すすぎ水及び洗濯物が動いても洗濯槽３０は回転しない。

主水流の期間が経過した後、ステップＳ４０５に移る。ステップＳ４０５ではパルセータ３３が小刻みに反転して洗濯物をほぐす。これにより洗濯槽３０の中に洗濯物がバランス良く配分されるようにし、脱水回転に備える。

上記説明では洗濯槽３０の中にすすぎ水をためておいてすすぎを行う「ためすすぎ」を行うものとしたが、洗濯槽３０を低速回転させながら給水口５３より水を注ぐ「シャワー注水」を行うこともある。どちらを採用するか、あるいは両方とも採用するかは使用者の選択により決定される。

続いて図６のフローチャートに基づき脱水工程を説明する。まずステップＳ５０１で排水弁６８が開く。洗濯槽３０の中の洗濯水は排水空間６６から排水管６２を通じて排水される。排水弁６８は脱水工程中は開いたままである。

所定時間が経過し、洗濯物から大部分の洗濯水が抜けたところでクラッチ装置４２が切り替わり、モータ４１が今度は脱水軸４４を回転させる。これにより洗濯槽３０が脱水回転を行う。パルセータ３３も洗濯槽３０とともに回転する。

洗濯槽３０が高速で回転すると、洗濯物は遠心力で洗濯槽３０の内周壁に押しつけられる。洗濯物に含まれていた洗濯水も洗濯槽３０の周壁内面に集まってくるが、前述の通り、洗濯槽３０はテーパ状に上方に広がっているので、遠心力を受けた洗濯水は洗濯槽３０の内面を上昇する。洗濯水は洗濯槽３０の上端にたどりついたところで脱水孔３１から放出される。脱水孔３１を離れた洗濯水は水槽２０の内面にたたきつけられ、水槽２０の内面を伝って水槽２０の底部に流れ落ちる。そして排水管６１と、それに続く排水ホース６０を通って外箱１０の外に排出される。

図６のフローでは、ステップＳ５０２で比較的低速の脱水運転を行った後、ステップＳ５０３で高速の脱水運転を行う構成となっている。ステップＳ５０３の後、ステップＳ５０４に移行する。ステップＳ５０４ではモータ４１への通電を断ち、停止処理を行う。

さて、洗濯機１には２種類の水処理ユニット１００、２１０をそれぞれ着脱自在に取り付ける。水処理ユニット１００、２１０は給水経路５２に直列に配置され、給水経路５２の中を流れる水にそれぞれ異なる処理を行う。上流側に配置されるのが水処理ユニット２１０、下流側に配置されるのが水処理ユニット１００である。以下図７−２１に基づき水処理ユニット１００、２１０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。水処理ユニット２１０の方から説明を開始する。

図７は洗濯機１の上面部分の斜視図である。水処理ユニット２１０はバックパネル１２の上面のほぼ中央に設置されるものであり、図８に示す構造を備える。

水処理ユニット２１０は円筒を横にした形のケース２１１を備える。ケース２１１は一端が閉じ、他端が開いた形であり、開放端は着脱可能なキャップ２１２で閉ざされる。ケースの内部は、キャップ２１２の側から受水室２１３、濾過室２１４、吸着室２１５、給水室２１６と合計４室に区画されている。

受水室２１３からはパイプ状の流入口２１７が下向きに突出する。給水室２１６からは同じくパイプ状の流出口２１８が下向きに突出する。流入口２１７はエルボ管２１９（メイン給水路５２ａの一環をなすものである）を介して給水弁５０のメイン給水弁５０ａに接続される。流出口２１８はエルボ管２２０（これもメイン給水路５２ａの一環をなすものである）を介して水処理ユニット１００に接続される。

濾過室２１４にはフィルタ２２１を収納する。フィルタ２２１は水に含まれる塵埃や鉱物粉などの固形異物を捕捉して水処理ユニット１００に近づけず、水処理ユニット１００による水の電気的処理（詳細は後述する）を安定して継続させる働きをする。

吸着室２１５にはイオン交換樹脂や粒状ゼオライトなどの吸着材２２２を収納する。吸着材２２２は水に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの金属イオンを吸着して水から除去し、これらの金属イオンが水処理ユニット１００の電極（詳細は後述する）に付着して通電を妨げるのを防ぐ働きをする。

キャップ２１２はネジなどの結合手段を用いてケース２１１に容易に取り付けたり、取り外したりすることができるようにする。フィルタ２２１や吸着材２２２の交換を簡単に行えるようにするためである。水処理ユニット２１０は給水弁５０の下流側に配置されているので、洗濯運転終了後は水圧等の影響を受けることがなく、また、水中に浸された状態とはならないので、その寿命を損ねることもない。

下流側の水処理ユニット１００は、バックパネル１２の中で、水処理ユニット２１０の向かって右側に配置されるものであり、図９−２０に示す構造を備える。

図９は水処理ユニット１００の平面図、図１０は底面図、図１１はケースのベースの平面図、図１２は図１１の線Ａ−Ａに沿って切断した垂直断面図、図１３は図１１の線Ｂ−Ｂに沿って切断した垂直断面図、図１４は図１１の線Ｃ−Ｃに沿って切断した垂直断面図、図１５は側面図、図１６は図１１の線Ｄ−Ｄに沿って切断した垂直断面図、図１７は図１１の線Ｅ−Ｅに沿って切断した垂直断面図、図１８は図１１の線Ｆ−Ｆに沿って切断した垂直断面図、図１９及び図２０は水処理ユニット１００を取り付けた洗濯機１の部分垂直断面図にして、互いに直角の方向に切断したものである。

水処理ユニット１００は小判に似た細長い平面形状の合成樹脂製ケース１０１を有する。ケース１０１はベース１０１ａとこれにかぶさるカバー１０１ｂからなる。ベース１０１ａの上面には平面形状長円形の隔壁１０２を形成する。カバー１０１ｂの下面には隔壁１０２の上端を受け入れる二重壁１０３を形成する。二重壁１０３の中に環状のシール部材１０４を入れた状態でカバー１０１ｂをベース１０１ａにかぶせ、ベース１０１ａの下面からネジ１０５をカバー１０１ｂにネジ込んで締め付ければ、ベース１０１ａとカバー１０１ｂとが結合されるとともに、内部には隔壁１０２に周囲を囲まれた空間１０６が形成される。なお、ネジ１０５は４箇所に配置される。

前述の通りケース１０１は細長い形状を有するが、その一方の端に近い側に管状の流入口１０７と流出口１０８が設けられる。流入口１０７と流出口１０８はベース１０１ａの下面から下方に垂直に延び出すものであり、流入口１０７を外側、流出口１０８を内側にして同心的に配置されている。なおここで「同心的」とは、流入口１０７の断面領域内に流出口１０８が存在するということである。流入口１０７と流出口１０８の断面中心同士が重なる「同軸配置」であること、また流入口１０７と流出口１０８の断面がいずれも円形であることは必須条件ではない。ただし本実施形態では、後述するようにケース１０１にひねりを加えて洗濯機１に装着し、また洗濯機１から取り外すという構成を採用している関係上、流入口１０７と流出口１０８を同軸配置とし、またいずれも断面円形としている。ひねりを加えないで単に上から押し込む取り付け方であれば、流入口１０７と流出口１０８の中心同士がずれていたり、円形以外の断面であったりする構成も可能である。

空間１０６にはもう一つの隔壁１０９を設ける。隔壁１０９はベース１０１ａの上面から立ち上がる隔壁部分１０９ａとカバー１０１ｂの下面から垂下する隔壁部分１０９ｂにより構成される。隔壁部分１０９ａは一方が開き他方が閉じた袋小路１１０を形成するものであり、この袋小路１１０の行き止まりの箇所に流出口１０８が配置されている（図１０参照）。流入口１０７は隔壁部分１０９ａの外側に開口する。つまり流入口１０７と流出口１０８とは隔壁部分１０９ａによって仕切られた形になる。

カバー１０１ｂに形成される隔壁部分１０９ｂは、隔壁部分１０９ａの開いた方の端に整列する形で設けられ、これにより、袋小路１１０が延長された形になる。

袋小路１１０の中には２枚の板状電極１１３、１１４を互いに平行する形で、且つ所定間隔を置いて配置する。電極１１３、１１４は抗菌性を有する金属イオンのもとになる金属、すなわち銀、銅、亜鉛などからなる。電極１１３、１１４は例えば２ｃｍ×５ｃｍ、厚さ１ｍｍ程度の平板状の銀プレートにより構成し、５ｍｍの距離を隔てて配置する。

電極１１３、１１４は袋小路１１０の入口から流出口１０８の方へと延びる。流入口１０７から空間１０６に流入した水は隔壁１０９の外側を通って袋小路１１０の入口へと誘導され、袋小路１１０に入った後、電極１１３、１１４の長手方向に沿って流出口１０８へと流れて行く。

隔壁部分１０９ａの上端とカバー１０１ｂの下面との間には若干の隙間を設ける。これは、流出口１０８への水の供給経路が袋小路１１０の入口だけであると水量が不足気味になるので、それを補うためである。

ベース１０１ａの上面とカバー１０１ｂの下面には、電極１１３、１１４を抱える枕形の突起１１１ａ、１１１ｂを形成する。突起１１１ａ、１１１ｂの間に電極１１３、１１４を挟み、前述のようにネジ１０５を締め付ければ、電極１１３、１１４は互いの間、隔壁１０９の内面との間、またベース１０１ａとの間、及びカバー１０１ｂとの間に所定の間隔を保つ形でしっかりと保持される。

電極１１３、１１４には、袋小路１１０の入口の近傍の箇所において、コネクタブレード１１２ａ、１１２ｂを形成する。コネクタブレード１１２ａ、１１２ｂは水密シール部材１１５とベース１０１ａを突き抜ける形でベース１０１ａの下面に突出し、コネクタ部１１２を形成する。コネクタ部１１２は、流入口１０７及び流出口１０８がケース１０１の一方の端に近い箇所に設けられているのに対し、その反対側の端に近い箇所に設けられる。なお流入口１０７及び流出口１０８の突出方向とコネクタ部１１２の突出方向は同じである。

ベース１０１ａには、ケース１０１をバックパネル１２にバヨネット結合するためのバヨネットフック１１６を形成する。バヨネットフック１１６は、流入口１０７より外側に、流入口１０７を中心とする点対称をなすように２個配置する。

流入口１０７の外面には後述するシールリングを取り付ける環状溝１１７を形成する。またカバー１０１ｂの一角には蓋１１８を設ける。蓋１１８の下の位置には、カバー１０１ｂとベース１０１ａを貫通する透孔１１９を形成する。

図１９、２０に見られるように、バックパネル１２には給水口１７１と受水口１７２を一体成形した水路形成部材１７０が取り付けられている。給水口１７１及び受水口１７２はバックパネル１２に設けた開口から露出し、水処理ユニット１００を受け入れる。すなわち水路形成部材１７０は水処理ユニット１００の設置場所を構成する。給水口１７１及び受水口１７２はいずれも管状であって、軸線を垂直にする形で同心的に配置される。

給水口１７１からは給水管１７３が水平に突出する。給水管１７３は水処理ユニット２１０の側のエルボ管２２０に接続される。給水口１７１の内面上部にはバヨネットフック１１６を受け入れる凹部１７４を形成する。凹部１７４の底近くにはバヨネットフック１１６の先端を係合させる係合部を形成するが、これは図示しない。

受水口１７２は水路形成部材１７０の底面に突出した接続管１７５に連通する。給水口５３に連通するエルボ管１７６（これもメイン給水路５２ａの一環をなすものである）が接続管１７５に接続する。

バックパネル１２にはコネクタ部１１２を受け入れる凹部１７７を形成する。凹部１７７の中には図示しないコネクタが配置される。コネクタは所定の遊びを有するリード線に接続され、バックパネル１２の上に引き出した状態でコネクタ部１１２への接続、あるいはコネクタ部１１２からの抜き取りが行えるようになっている。コネクタ部１１２へのコネクタの接続により、電極１１３、１１４に対する駆動回路（後述）の電気的接続が確立される。

水処理ユニット１００を洗濯機１に取り付けるにあたっては、バックパネル１２の上でコネクタ部１１２とコネクタとの接続を済ませてから流入口１０７を給水口１７１に差し込む。この時、バヨネットフック１１６を凹部１７４に入れる。ケース１０１を上から押さえると、流入口１０７は給水口１７１の中に、流出口１０８は受水口１７２の中に、それぞれ侵入して行く。

流入口１０７を給水口１７１に十分深くまで押し込んだ後、ケース１０１を少しひねると、バヨネットフック１１６の先端が凹部１７４の中の係合部に引っかかり、以後、ケース１０１を引き抜こうとしても抜けなくなる。この状態になったところで蓋１１８を開け、透孔１１９を通じてネジ１７８を水路形成部材１７０にねじ込む。これによりケース１０１は回転を阻止され、完全に洗濯機１に固定される。

水処理ユニット１００は流入口１０７の環状溝１１７にシールリング１７９をはめ込んだ状態で洗濯機１に取り付けられる。水処理ユニット１００を洗濯機１に固定した状態ではシールリング１７９が流入口１０７と給水口１７１との間の水密を保つ。

水処理ユニット１００を取り外すときは、蓋１１８を開けてネジ１７８を取り外し、ケース１０１を取付時とは反対の方向にひねる。するとバヨネットフック１１６が係合部から外れるので、そのままケース１０１を上方に引き抜く。そしてコネクタ部１１２からコネクタを外す。

上記のような取り付け、取り外しの作業はドライバー１本でできる。すなわち専門家の手を煩わすまでもなく、使用者が自分で簡単に水処理ユニット１００の交換を行うことができる。

水処理ユニット２１０も、摩擦嵌合あるいは少数のネジによりバックパネル１２に固定し、フィルタ２２１が目詰まりしたときや吸着材２２２の吸着性能が落ちたときには使用者が自分で簡単に交換できるようにする。

図２１に示すのは水処理ユニット１００の駆動回路１２０である。商用電源より給電される電源回路１２１にトランス１２２が接続され、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。

電源回路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、中央制御部１３０に供給される。中央制御部１３０はトランス１２２の一次側コイルの一端と電源回路１２１との間に接続されたトライアック１２９を起動制御する。

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はフォトカプラ１５２を構成する。すなわちダイオードＤ１、Ｄ２はフォトダイオードであり、トランジスタＱ１、Ｑ２はフォトトランジスタである。

今、中央制御部１３０からラインＬ１にハイレベル、ラインＬ２にローレベルの電圧（またはゼロ電圧、すなわち「ＯＦＦ」）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。

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。これによって水処理ユニット１００内で、陽極から金属イオンが溶出する。

このように、ケース１０１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において電気分解の作用が生じ、陽極側から電極構成金属の金属イオンが溶出する。この場合、ケース１０１の中の水に塵埃や鉱物粉などの固形異物、あるいはカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの金属イオンが含まれていると、それらの水中不純物が電極に付着して電極金属の溶出を妨げる。電極が銀であれば銀イオンの溶出が妨げられて水中の銀イオン濃度が所期のレベルに達せず、目的とする抗菌効果が得られなくなる。

また電極１１３、１１４にカルシウムイオンやマグネシウムイオンが局部的に付着すると、その付着した箇所では電極金属の溶出が鈍る一方、付着しなかった箇所では溶出が却って加速され、電極が偏って減耗する。これは電極寿命を縮める。

しかしながら本実施形態では、水処理ユニット１００の電気的処理機能を低下させるような水中不純物は上流側で水処理ユニット２１０が取り除いており、水処理ユニット１００を安定して機能させることができる。電極１１３、１１４が銀であれば、銀イオンによる水処理を安定して継続することができる。

水処理ユニット１００に長時間一方向に電流を流すと、図２１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には水中の不純物がスケールとして固着する。これは水処理ユニット１００の性能低下をもたらすので、強制的電極洗浄モードで電極駆動回路１５０を運転できるようになっている。

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中央制御部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。中央制御部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。

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水処理ユニット１００が寿命を迎え、強制的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。

そこで本回路では、水処理ユニット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が検出するようにしている。最小電流値を検出したという情報はフォトカプラ１６３を構成するフォトダイオードＤ３からフォトトランジスタＱ５を介して中央制御部１３０に伝達される。中央制御部１３０は線路Ｌ３を介して警告報知手段１３１を駆動し、所定の警告表示を行わせる。警告報知手段１３１は操作／表示部８１に配置されている。

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の出力に基づいて中央制御部１３０は警告報知手段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、同様に中央制御部１３０が警告報知手段１３１を駆動する。

駆動回路１２０は、洗濯機１に搭載された水処理ユニット１００を次のように駆動する。

図２２は金属イオン投入のシーケンスを示すフローチャートである。図２２のシーケンスは、図５のフローのステップＳ４０４（主水流）をもって最終すすぎが行われるときに遂行される。すなわち最終すすぎが開始されるとステップＳ４１１で金属イオンの投入が選択されているかどうかを確認する。操作／表示部８１による選択動作で「金属イオンの投入」が選択されていればステップＳ４１２に進む。選択されていなければステップＳ４１４に進む。

ステップＳ４１２ではメイン給水弁５０ａが開き、水処理ユニット１００に所定流量の水を流す。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。電極間を流れる電流は直流である。金属イオン含有水は給水口５３から洗濯槽３０に投入される。

所定量の金属イオン含有水が投入され、すすぎ水の金属イオン濃度が所定値に達したと判断されたところでメイン給水弁５０ａは閉じ、電極１１３、１１４への電圧印加も停止される。

続いてステップＳ４１３ですすぎ水が攪拌され、洗濯物と金属イオンとの接触が促進される。所定時間の間攪拌を行う。

続いてステップＳ４１４で仕上剤の投入が選択されているかどうかを確認する。この確認ステップはもっと前に置いてもよい。ステップＳ４１１で金属イオンの投入設定の確認と同時に確認してもよい。操作／表示部８１を通じての選択動作で「仕上剤の投入」が選択されていればステップＳ４１５に進む。選択されていなければステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５ではパルセータ３３が小刻みに反転して洗濯物をほぐし、洗濯槽３０の中に洗濯物がバランス良く配分されるようにして脱水回転に備える。

ステップＳ４１５ではサブ給水弁５０ｂが開き、給水口５３の仕上剤室５５に水を流す。仕上剤室５５に仕上剤が入れられていれば、その仕上剤はサイホン部５７から水と共に洗濯槽３０に投入される。仕上剤室５５の中の水位が所定高さに達してはじめてサイホン効果が生じるので、時期が来て水が仕上剤室５５に注入されるまで、液体の仕上剤を仕上剤室５５に貯めておくことができる。

所定量（サイホン部５７にサイホン作用を起こさせるに足る量か、それ以上）の水を仕上剤室５５に注入したところでサブ給水弁５０ｂは閉じる。なおこの水の注入工程すなわち仕上剤投入動作は、仕上剤が仕上剤室５５に入れられているかどうかに関わりなく、仕上剤の投入工程が選択されていれば自動的に実行される。

続いてステップＳ４１６ですすぎ水が攪拌され、洗濯物と仕上剤との接触が促進される。所定時間の間攪拌を行った後、ステップＳ４０５に進む。

上記シーケンスによれば、すすぎ水に対する金属イオンの投入実行後、所定時間の経過を待ってすすぎ水に対する仕上剤の投入が実行される。そのため、金属イオンと仕上剤（柔軟剤）を同時にすすぎ水に投入すれば金属イオンが柔軟剤成分と反応して抗菌性が減殺されるところ、金属イオンが洗濯物に十分に付着した後に仕上剤が投入されるものであり、金属イオンと仕上剤成分との反応が防がれ、金属イオンの抗菌効果を洗濯物に残すことができる。

電極１１３、１１４を構成する金属は銀、銅、もしくは銀と銅の合金であることが好ましい。銀電極から溶出する銀イオンは殺菌効果に優れ、銅電極から溶出する銅イオンは防カビ効果に優れる。銀と銅の合金からは銀イオンと銅イオンを同時に溶出させることができる。

電極１１３、１１４を銀電極とした場合に溶出する銀イオンは陽イオンである。洗濯物は水中では負に帯電しており、このため銀イオンは洗濯物に電気的に吸着される。洗濯物に吸着された状態では銀イオンは電気的に中和される。そのため仕上剤（柔軟剤）の成分である塩化物イオン（陰イオン）とは反応しにくくなる。ただし銀イオンは時間をかけて洗濯物に吸着されて行くので、仕上剤投入までにある程度時間を置かねばならない。そこで、銀イオン投入後の攪拌時間は１０分を確保する。仕上剤投入後の攪拌時間は３分ほどで十分である。

銀イオンをはじめとする金属イオンはメイン給水経路５２ａから洗剤室５４を通って洗濯槽３０に投入される。仕上剤は仕上剤室５５から洗濯槽３０に投入される。このように金属イオンをすすぎ水に投入するための経路と、仕上剤をすすぎ水に投入するための経路とが別系統のため、仕上剤をすすぎ水に投入するための経路を金属イオンが通り、この経路に残留していた仕上剤に金属イオンが接触して化合物となり、抗菌力を失うということがない。

また上記シーケンスによれば、金属イオン及び仕上剤のそれぞれの投入に伴ってすすぎ水の攪拌が実行される。これにより、金属イオン及び仕上剤を洗濯物全体に確実に付着させることができる。

水処理ユニット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間を流れる電流が値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、水処理ユニット１００に流す水量とイオン溶出時間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。

電極１１３、１１４が減耗すると、値一定の電流を保つのに必要な電圧が高くなる。電圧が所定のしきい値を超えたら、電極１１３、１１４の減耗が限界に達したものと判断し、警告報知手段１３１にその旨を報知させる。また水処理ユニット１００の交換を促すメッセージを出させる。これを受け、使用者は水処理ユニット１００の交換を行う。

上記実施形態において、水処理ユニット１００、２１０を組み合わせる洗濯機１は一般的な構造の全自動洗濯機であった。しかしながら水処理ユニット１００、２１０を組み合わせる洗濯機はこれに限られるものではなく、横型ドラム（タンブラー方式）、斜めドラム、乾燥機兼用のもの、または二槽式など、あらゆる形式の洗濯機が適用対象となる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば下流側の水処理ユニットの姿勢であるが、上記実施形態での姿勢を「水平姿勢」であるとした場合、「垂直姿勢」、すなわちケースの長手方向が垂直で流入口と流出口が水平に突き出す姿勢、あるいは「横向き姿勢」、すなわちケースの長手方向が水平で流入口と流出口が水平に突き出す姿勢での使用も可能である。また電気的な水処理の内容も、金属イオンの溶出に限定されない。オゾン水や酸性水又はアルカリ水などの電解水の生成を行ってもよい。

上流側及び下流側の水処理ユニットは、それぞれ単数である必要はない。一方あるいは双方を複数としてもよい。

本実施形態では、上流側の水処理ユニットは水中不純物の除去をもって下流側の水処理ユニットによる水の電気的処理に貢献するものとしたが、これ以外の手段で貢献することとしてもよい。

本発明は、洗濯機に広く利用可能である。

本発明の第１実施形態に係る洗濯機の垂直断面図 給水口の模型的垂直断面図 洗濯工程全体のフローチャート 洗い工程のフローチャート すすぎ工程のフローチャート 脱水工程のフローチャート 洗濯機の上面部分の斜視図 上流側水処理ユニットの垂直断面図 下流側の水処理ユニットの平面図 下流側水処理ユニットの底面図 下流側水処理ユニットケースのベースの平面図 図１１の線Ａ−Ａに沿って切断した垂直断面図 図１１の線Ｂ−Ｂに沿って切断した垂直断面図 図１１の線Ｃ−Ｃに沿って切断した垂直断面図 下流側水処理ユニットの側面図 図１１の線Ｄ−Ｄに沿って切断した垂直断面図 図１１の線Ｅ−Ｅに沿って切断した垂直断面図 図１１の線Ｆ−Ｆに沿って切断した垂直断面図 下流側水処理ユニットを取り付けた洗濯機の部分垂直断面図 下流側水処理ユニットを取り付けた洗濯機の部分垂直断面図にして、図１９と直角の方向に切断したもの 第２の水処理ユニットの駆動回路図 金属イオン投入シーケンスを示すフローチャート

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
５３ 給水口
６８ 排水弁
８０ 制御部
８１ 操作／表示部
１００ 水処理ユニット
１０１ ケース
１１３、１１４ 電極
１２０ 駆動回路
１３０ 中央制御部
２１０ 水処理ユニット
２２１ フィルタ
２２２ 吸着材

Claims (6)

1. 洗濯水を貯める水槽と、外部からの取水経路を遮断または開放する給水弁と、この給水弁を経由した水を前記水槽に注ぐ給水口と、前記給水弁から給水口までの給水経路とを備え、前記給水経路には、その中を流れる水にそれぞれ異なった処理を行う２種類の水処理ユニットを直列に配置するとともに、前記２種類の水処理ユニットのうち、下流側のユニットは水を電気的に処理するものであることを特徴とする洗濯機。
2. 前記下流側の水処理ユニットは、電気分解により水を処理するものであることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記下流側の水処理ユニットは、電気分解により銀イオンを溶出するものであることを特徴とする請求項２に記載の洗濯機。
4. 前記２種類の水処理ユニットのうち上流側のユニットは、水の濾過を処理の内容とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
5. 前記２種類の水処理ユニットのうち上流側のユニットは、水からの金属イオン除去を処理の内容とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
6. 前記上流側及び下流側の水処理ユニットの少なくとも一方は着脱自在であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯機。

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