JP3638018B1

JP3638018B1 - 洗濯機

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Publication number: JP3638018B1
Application number: JP2003380329A
Authority: JP
Inventors: 浩之埜邨
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2023-11-10
Also published as: KR200374145Y1; CN1310841C; TWI296998B; JP2005138088A; MY130789A; US7493784B2; EP1683765A1; CN2769259Y; TW200533605A; CN1616357A; KR100745880B1; KR20050045840A; EP1683765A4; WO2005044737A1; US20060213236A1

Abstract

【課題】洗濯物を抗菌処理するための水を得るにあたり、水処理機能回復の処置を使用者自身の手で簡便に行える洗濯機を提供する。
【解決手段】水処理ユニット１００は洗濯機１に取り付けられる。水処理ユニット１００はカートリッジタイプのケース１０１を有し、このケース１０１には洗濯機１に設けられた給水口１７１及び受水口１７２に接続する流入口１０７及び流出口１０８が設けられている。ケース１０１の内部には、通電により水中に金属イオンを溶出する電極１１３、１１４が配置され、ケース１０１の外面には電極１１３、１１４に給電するためのコネクタ部１１２が配置されている。ケース１０１は細長く、その一方の端に近い箇所に流入口１０７と流出口１０８が同軸的に設けられ、他方の端に近い箇所にコネクタ部１１２が設けられている。
【選択図】図１１

Description

本発明は、洗濯物の抗菌処理が可能な洗濯機に関する。

洗濯機で洗濯を行うにあたり、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、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。特許文献４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。
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）

洗濯物を抗菌処理するための水を得る場合、水処理機能をいかに維持するかが大きな問題になる。長期間の使用により水処理機能が低下したときは、適切な機能回復処置をとらねばならない。ただしその場合、専門家を呼んで対処させるのでは不便であり、またコストもかかる。本発明は、水処理機能回復の処置を使用者自身の手で簡便に行えるような仕組み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ものとした。

すなわち本発明の洗濯機は、電極間に電圧を印加し、この電極より抗菌性を有する金属イオンを溶出させる、着脱可能なカートリッジタイプの水処理ユニットを備える。

この洗濯機は、洗濯槽に給水を行う給水経路の中に給水口及び受水口を有し、この給水口と受水口は洗濯機上面に設けられている。

他方前記水処理ユニットは、平面的に細長くなったケースの下面に、その一方の端に近い箇所に前記給水口に接続する流入口と前記受水口に接続する流出口を、他方の端に近い箇所に前記電極に通電するためのコネクタ部を、いずれも下方に垂直に延び出させるとともに、バヨネット結合にて洗濯機上面に装着されるものである。

上記のように構成された洗濯機において、前記給水口及び受水口が、洗濯機上面のバックパネルに設けられているものとした。

上記のように構成された洗濯機において、前記バックパネルには、前記コネクタ部を受け入れる凹部が形成され、この凹部の中に配置されたコネクタが前記コネクタ部に接続されるものとした。

上記のように構成された洗濯機において、前記コネクタは、所定の遊びを有するリード線に接続されているものとした。

上記のように構成された洗濯機において、前記水処理ユニットの流入口及び流出口は、共に断面円形で同軸配置となっているものとした。

上記のように構成された洗濯機において、前記水処理ユニットは、バヨネット結合で洗濯機に取り付られた後、回転を阻止されて洗濯機に固定されるものとした。

上記のように構成された洗濯機において、前記水処理ユニットは、前記電極が前記コネクタ部の近傍から前記流出口の方へと延びるものとするとともに、前記ケースの内部には前記流入口から流入した水を前記電極のコネクタ近傍側へ誘導する隔壁が形成されているものとした。

上記のように構成された洗濯機において、前記隔壁は一方が閉じ、他方が開いた袋小路を形成するものであり、この袋小路の行き止まりの箇所に前記流出口が設けられ、前記流入口は前記隔壁の外側に開口し、前記電極は、前記袋小路の中に２枚、互いに平行する形で、且つ所定間隔を置いて配置され、前記流入口から流入した水は、前記隔壁の外側を通って前記袋小路の入口へと誘導され、袋小路に入った後、前記電極の長手方向に沿って前記流出口へと流れるものとした。

本発明の洗濯機は、カートリッジタイプの水処理ユニットが洗濯機上面に装着されるものであるから、水処理ユニットの金属イオン溶出能力が低下したときに使用者の手で水処理ユニットを取り外し、新しいユニットに交換することができる。このため、専門家の手を煩わすことなく、水の抗菌処理機能を維持し続けることができる。洗濯機の外観部に水処理ユニットを配置するので、水処理ユニットの取り付けを忘れるおそれも少ない。また水処理ユニットの電極に供給する電流は洗濯機より簡単に得ることができる。電極寿命が尽きるまで水処理ユニットを使い続け、電極寿命が尽きたら水処理ユニットを交換することにより、長期にわたって洗濯物の処理を継続することができる。

一方水処理ユニットは、平面的に細長くなったケースの下面に、その一方の端に近い箇所に流入口と流出口を、他方の端に近い箇所にコネクタ部を設けるから、水を通すための接続部と電流供給のための接続部を無理なく配置することができる。そして流入口、流出口、及びコネクタ部はいずれも下方に垂直に延び出すから、洗濯機への取り付け取り外しの際、電気的接続の形成及び切断を簡単に行うことができる。また、別途カバー部材を設けなくても、給水口、受水口、コネクタといった洗濯機側の接続部が露出することがない。さらに、水処理ユニットはバヨネット結合にて洗濯機上面に装着されるから、少し回すだけで着脱を行うことができ、洗濯機に対する着脱が簡単であり、しかも確実である。

また前記給水口及び受水口が洗濯機上面のバックパネルに設けられているので、前記水処理ユニットを洗濯機に取り付けるにあたっては、バックパネルの上で前記コネクタ部の接続を済ませてから前記流入口及び流出口を給水口及び受水口に接続することができる。

また前記バックパネルに形成された凹部の中に配置されたコネクタをコネクタ部に接続することにより、前記電極に対する電気的接続が確立される。

また前記コネクタは、所定の遊びを有するリード線に接続されているので、バックパネルの上に引き出した状態でコネクタ部への接続、あるいはコネクタ部からの抜き取りを行える。

また水処理ユニットの流入口及び流出口は、共に断面円形で同軸配置となっているから、流入口と流出口を別の箇所に形成した場合に比べ洗濯機への接続が容易であり、接続部の構成もコンパクトになる。また水処理ユニットと洗濯機の間の水密シール構造も簡単になる。しかも流入口と流出口が同軸配置であることにより、ケースにひねりを加えて洗濯機に装着し、逆にひねって洗濯機から取り外すといったバヨネット結合の着脱動作を容易に行える。

また水処理ユニットは、バヨネット結合で洗濯機に取り付けられた後、回転を阻止されて洗濯機に固定されるから、洗濯機に対する水処理ユニットの固定が完全なものになる。

また水処理ユニットは、電極がコネクタ部の近傍から流出口の方へと延びるものとするとともに、ケースの内部には流入口から流入した水を電極のコネクタ近傍側へ誘導する隔壁が形成されているものであるから、水を電極の全長に沿って流し、金属イオンを十分に溶出させることができる。また必要十分な長さの電極を配置でき、しかもその形状は直線状で良いから製作が容易である。

前記隔壁は一方が閉じ、他方が開いた袋小路を形成するものであり、この袋小路の行き止まりの箇所に流出口が設けられ、流入口は隔壁の外側に開口し、電極は、袋小路の中に２枚、互いに平行する形で、且つ所定間隔を置いて配置され、流入口から流入した水は、隔壁の外側を通って袋小路の入口へと誘導され、袋小路に入った後、電極の長手方向に沿って流出口へと流れるものであるから、平面的に細長くなったケースの一方の端に近い箇所に流入口と流出口が設けられ、他方の端に近い箇所にコネクタ部が設けられるという設計条件の中で、水を電極の全長に沿って流すことが可能になる。

以下、本発明洗濯機の一実施形態を図１〜図２０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、金属又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又は上面板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を高速回転させた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には後述する給水経路より水道水などの上水が供給される。給水弁５０からは給水管５２が延び出す。給水管５２の先端は容器状の給水口５３に接続する。給水口５３は洗濯槽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は給水口５３の模型的垂直断面図で、正面側から見た形になっている。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。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。給水管５２もメイン給水弁５０ａに接続されたメイン給水管５２ａとサブ給水弁５０ｂに接続されたサブ給水管５２ｂからなる。

メイン給水管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。サブ給水管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管５２ａから洗剤室５４を通って洗濯槽３０に注ぐ経路と、サブ給水管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〜図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。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〜図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、メイン給水管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Ｓ４０６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には着脱可能な水処理ユニット１００を取り付ける。以下図７〜図２０に基づき水処理ユニット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。

図７は洗濯機１の上面部分の構成要素の斜視図である。水処理ユニット１００はバックパネル１２の上面ほぼ中央の位置に配置される。水処理ユニット１００は図８〜１９に示す構造を備える。

図８は水処理ユニット１００の平面図、図９は底面図、図１０はケースのベースの平面図、図１１は図１０の線Ａ−Ａに沿って切断した垂直断面図、図１２は図１０の線Ｂ−Ｂに沿って切断した垂直断面図、図１３は図１０の線Ｃ−Ｃに沿って切断した垂直断面図、図１４は側面図、図１５は図１０の線Ｄ−Ｄに沿って切断した垂直断面図、図１６は図１０の線Ｅ−Ｅに沿って切断した垂直断面図、図１７は図１０の線Ｆ−Ｆに沿って切断した垂直断面図、図１８及び図１９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。

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。

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１８、１９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が設けられている。給水口１７１及び受水口１７２は単一の水路形成部材１７０に一体成形され、バックパネル１２に設けた開口から露出する。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は図示しないホースを介して水道の蛇口に接続される。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。給水弁５０に連通するエルボ管１７６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。

図２０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。

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。

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（又はゼロ電圧、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。

水処理ユニット１００に長時間一方向に電流を流すと、図２０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２１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２１のシーケンスは、図５のフローの中で、ステップＳ４０５（主水流）における最終すすぎの段階に生じる。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Ｓ４０６に進む。ステップＳ４０６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に保持し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。

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。

金属イオンはメイン給水管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。

水処理ユニット１００を組みあわせる洗濯機１としては、この実施形態のような全自動洗濯機の他、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、又は二層式など、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。

本発明は、洗濯機全般に利用可能である。

本発明の一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１の上面部分の構成要素の斜視図水処理ユニットの平面図水処理ユニットの底面図水処理ユニットケースのベースの平面図図１０の線Ａ−Ａに沿って切断した垂直断面図図１０の線Ｂ−Ｂに沿って切断した垂直断面図図１０の線Ｃ−Ｃに沿って切断した垂直断面図水処理ユニットの側面図図１０の線Ｄ−Ｄに沿って切断した垂直断面図図１０の線Ｅ−Ｅに沿って切断した垂直断面図図１０の線Ｆ−Ｆに沿って切断した垂直断面図水処理ユニットを取り付けた洗濯機の部分垂直断面図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１８と直角の方向に切断したも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
１０７流入口
１０８流出口
１１２コネクタ部
１１３、１１４電極
１２０駆動回路
１３０中央制御部
１７１給水口
１７２受水口

Claims

電極間に電圧を印加し、この電極より抗菌性を有する金属イオンを溶出させる、着脱可能なカートリッジタイプの水処理ユニットを備えた洗濯機であって、
洗濯槽に給水を行う給水経路の中に給水口及び受水口を有し、この給水口と受水口は洗濯機上面に設けられ、前記水処理ユニットは、平面的に細長くなったケースの下面に、その一方の端に近い箇所に前記給水口に接続する流入口と前記受水口に接続する流出口を、他方の端に近い箇所に前記電極に通電するためのコネクタ部を、いずれも下方に垂直に延び出させるとともに、バヨネット結合にて洗濯機上面に装着されることを特徴とする洗濯機。
前記給水口及び受水口が、洗濯機上面のバックパネルに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
前記バックパネルには、前記コネクタ部を受け入れる凹部が形成され、この凹部の中に配置されたコネクタが前記コネクタ部に接続されることを特徴とする請求項２に記載の洗濯機。
前記コネクタは、所定の遊びを有するリード線に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の洗濯機。
前記水処理ユニットの流入口及び流出口は、共に断面円形で同軸配置となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
前記水処理ユニットは、バヨネット結合で洗濯機に取り付られた後、回転を阻止されて洗濯機に固定されるもの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。
前記水処理ユニットは、前記電極が前記コネクタ部の近傍から前記流出口の方へと延びるものとするとともに、前記ケースの内部には前記流入口から流入した水を前記電極のコネクタ近傍側へ誘導する隔壁が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯機。
前記隔壁は一方が閉じ、他方が開いた袋小路を形成するものであり、この袋小路の行き止まりの箇所に前記流出口が設けられ、前記流入口は前記隔壁の外側に開口し、前記電極は、前記袋小路の中に２枚、互いに平行する形で、且つ所定間隔を置いて配置され、前記流入口から流入した水は、前記隔壁の外側を通って前記袋小路の入口へと誘導され、袋小路に入った後、前記電極の長手方向に沿って前記流出口へと流れるものであることを特徴とする請求項７に記載の洗濯機。