JP4882722B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、洗濯物を除菌処理する機能を備えた洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、銀イオン含有水を脱水運転時に洗濯物に接触させることにより、銀イオンを洗濯物に効率良く付着させられるようにしている（例えば、特許文献１参照）。あるいは、洗濯物をその量に最適な濃度、例えば５０ｐｐｂ〜１００ｐｐｂあるいは５０ｐｐｂ〜９００ｐｐｂの銀イオンで処理することにより、銀イオンの抗菌効果を十分に発揮させることができるようにしている（例えば、特許文献２参照）。あるいは、銀イオン含有水を乾燥しやすい小径粒子の液滴にして洗濯物に接触させることにより、水に溶けている銀イオンが水の乾燥によって一旦結晶化し、再度水に溶け出したときに、銀イオンの効果をより発揮しやすくしている（例えば、特許文献３参照）。

上記特許文献２に記載された洗濯機の構成と作用を図１０を用いて説明する。図１０は前記公報に記載された洗濯機の断面図を示すものである。図１０に示すように、洗濯機１０１はいわゆる全自動型のものであり、外箱１０２は直方体形状でその上面には洗濯物を投入するための開口部１０３を有している。外箱１０１には、受筒１０４、開口部１０３の上面には蓋１０５を有し、ネジで固定されている。受筒１０４内には、洗濯物の攪拌のための内筒１０６およびパルセータ１０７を有し、モータ１０８の働きで、回転する構成となっている。内筒１０６および受筒１０４に注水する際には、水流路１０９からイオン供給ユニット１１０を通して行う。

次に、洗濯物１１１に除菌・抗菌処理を行う際の動作について説明する。洗濯物の除菌・抗菌を行う際には、水流路９から注水を行う際にイオン供給ユニット１１０を制御し、注水中に銀をイオン状態で供給する。このことにより、洗濯槽内の水１１２の銀イオン濃度は所定の濃度になり、パルセータ１０７および内筒１０６がモータ１０８で攪拌することで、洗濯物１１１に銀イオンが付着し、洗濯物１１１に付着している細菌の除菌を行う。また、洗濯物１１１に付着した銀イオンは洗濯物１１１に残留するので、洗濯後でも洗濯物１１１が細菌の増殖を抑制する効果を有する（抗菌効果）ことになる。
特開２００４−５７４２３号公報 特開２００４−１０５６９２号公報 特開２００５−８７７１２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、多量の洗濯物を抗菌あるいは除菌処理するためには、イオン供給ユニット１１０からは高濃度のＡｇを溶出する必要があり、繰り返し洗濯物をＡｇで処理し続けると洗濯物が変色してしまうという課題があった。さらに、Ａｇによる除菌は、大腸菌や黄色ブドウ球菌に対しては効果が高いが、それ以外の細菌やカビに対しては効果が低くなるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低濃度の抗菌材でも多量の洗濯物を除菌、抗菌処理することができ、細菌やカビ類に対して幅広い除菌、抗菌効果を示すことができる洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、第１の発明の洗濯機は、洗濯物を収容する洗濯槽と、抗菌作用のある金属を電気分解により水に溶出させる電解槽と、前記電解槽で前記金属が溶出した水を前記洗濯槽へ供給する給水路と、前記電解槽で前記金属が溶出した水に光透過部を通して光を照射する光照射手段とを備え、前記電解槽は、対向する少なくとも一対の電極を有し、前記光照射手段は前記電極の直下に設けたものである。

除菌、抗菌性を有する金属は遷移金属であり、遷移金属もしくはその酸化物や化合物は光触媒作用を持つ。光を照射すると光触媒反応で放出された電子が水分子と反応し、除菌作用の大きいヒドロキシラジカルあるいはスーパーオキシド等の活性酸素種が得られる。この活性酸素種の除菌作用と金属の持つ除菌作用の相乗効果で従来よりも低濃度で幅広い除菌、抗菌効果が発揮される。光照射手段を電極の直下に設けることで、効率よく光を照射でき、活性酸素種が多量に生成し、それだけ除菌効果を高めることができる。

また、前記従来の課題を解決するために、第２の発明の洗濯機は、洗濯物を収容する洗濯槽と、抗菌作用のある金属を電気分解により水に溶出させる電解槽と、前記電解槽で前記金属が溶出した水を前記洗濯槽へ供給する給水路と、前記電解槽で前記金属が溶出した水に光透過部を通して光を照射する光照射手段とを備え、前記電解槽は、対向する少なくとも一対の電極を有し、前記給水路は略水平に構成され、前記光照射手段は前記給水路の下部に設けたものである。

除菌、抗菌性を有する金属は遷移金属であり、遷移金属もしくはその酸化物や化合物は光触媒作用を持つ。光を照射すると光触媒反応で放出された電子が水分子と反応し、除菌作用の大きいヒドロキシラジカルあるいはスーパーオキシド等の活性酸素種が得られる。この活性酸素種の除菌作用と金属の持つ除菌作用の相乗効果で従来よりも低濃度で幅広い除菌、抗菌効果が発揮される。光照射手段を給水路の下部に設けることで、効率よく光を照射でき、活性酸素種が多量に生成し、それだけ除菌効果を高めることができる。

本発明の洗濯機は、溶出した光触媒作用のある金属が濃い状態の水に光を効率よく照射することができるので、活性酸素種を多量に生成し、除菌効果を高めることができる。

第１の発明は、洗濯物を収容する洗濯槽と、抗菌作用のある金属を電気分解により水に光透過部を通して溶出させる電解槽と、前記電解槽で前記金属が溶出した水を前記洗濯槽へ供給する給水路と、前記電解槽で前記金属が溶出した水に光を照射する光照射手段とを備え、前記電解槽は、対向する少なくとも一対の電極を有し、前記光照射手段は前記電極の直下に設けたことにより、電気分解で金属が溶出した水を洗濯物に接触させることで、水に溶出した金属により洗濯物に付着している細菌を除菌するとともに、光触媒反応で放出された電子が水分子と反応して得られた除菌作用の大きいヒドロキシラジカルあるいはスーパーオキシド等の活性酸素種によってもさらに除菌する。これらの相乗効果により低濃度でも除菌・抗菌効果を発揮することができる。さらに、活性酸素種による酸化分解を利用するので、抗菌スペクトルを拡げ大腸菌や黄色ブドウ球菌の以外の細菌やカビに対しても効果を発揮することができる。そして、溶出した金属が濃い状態の水に光を効率よく照射することができるので、活性酸素種を多量に生成し、除菌効果を高めることができる。

さらに、対向する少なくとも一対の電極を有し、光照射手段は前記電極の直下に光を照射するようにしたことにより、溶出したばかりの金属が濃い状態の水に光を照射すること
ができるので、溶出した金属に光を効率よく照射することが可能となる。溶出した金属が薄まって拡散したところに光を照射しようとすれば、広い範囲に照射する必要があり、それだけ光量も要るので無駄が多い。このように効率よく光を照射できるのでそれだけ活性酸素種も多量に生成し、それだけ除菌効果が高まるのである。また、水よりも重い金属は水中を落下し始める。電極直下で光を照射することで、この落下しつつある濃い状態の金属に効果的に光が当たるので、効率よく活性酸素種が生成することが可能となり、それだけ除菌効果が高まるのである。

第２の発明は、洗濯物を収容する洗濯槽と、抗菌作用のある金属を電気分解により水に溶出させる電解槽と、前記電解槽で前記金属が溶出した水を前記洗濯槽へ供給する給水路と、前記電解槽で前記金属が溶出した水に光透過部を通して光を照射する光照射手段とを備え、前記電解槽は、対向する少なくとも一対の電極を有し、前記給水路は略水平に構成され、前記光照射手段は前記給水路の下部に設けたものである。給水路を通過する電気分解された水に光を照射するようにしたことにより、溶出した金属が濃い状態のままの給水路を通過する水に光を照射することになるので、光を効率よく照射することが可能となる。効率よく光を照射できるので活性酸素種も多量に生成し、それだけ除菌効果が高まるのである。

また、水よりも重い金属は水中を落下する。給水経路の下から光を照射することで、この落下する濃い状態の金属に効果的に光が当たるので、効率よく活性酸素種が生成することが可能となり、それだけ除菌効果が高まるのである。

第３の発明は、特に、第１または２の発明の光照射手段は、照射する光の波長が紫外光から可視光以下の波長であることにより、照射する光をエネルギーレベルの高い紫外光から可視光を使用することによって効率よく光触媒反応が起き、活性酸素種も多量に生成し、除菌効果が高まるのである。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の電解槽は、ガラス、メタクリル樹脂、ＦＰＡ樹脂のいずれかの材料で構成したことにより、光照射手段から電解槽内に到達する紫外光から可視光を８０％以上透過させることができるので、除菌を効果的に行うことができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の光照射手段は、光透過部をガラス、メタクリル樹脂、ＦＰＡ樹脂のいずれかの材料で構成したことにより、光照射手段から水経路内に到達する紫外光から可視光を８０％以上透過させることができるので除菌を効果的に行うことができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明の電気分解される金属は、亜鉛、銀、銅のいずれかであることにより、抗菌・除菌性を有する金属のなかで亜鉛、銀、銅は光触媒活性も高く、活性酸素種も多量に生成し、除菌効果が高まるのである。

第７の発明は、特に、第６の発明の電気分解される金属は銀とし、溶出して得られる銀濃度は、０．０１ｐｐｍ以上１ｐｐｍ以下としたことにより、必要十分な量の銀を使用することができるので、効率的な除菌をおこなうことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の断面図、図２は、同洗濯機の電解
槽の断面図を示すものである。図１において、洗濯機１は洗濯と脱水が一体になったいわゆる全自動型のものであり、外箱２は直方体形状でその上面には洗濯物を投入するための開口部３を有している。外箱２には、受筒４、開口部３の上面には開閉可能な蓋５を有し、開閉可能となっている。受筒４内には、洗濯物１３の脱水のための孔の開いた内筒６およびパルセータ７を有し、モータ８の働きで回転する構成となっている。内筒６と受筒４で構成される洗濯槽に注水する際には、水道と連結された水経路９から電解槽１０、給水路１１を通り、注水口１２から水が注水される。内筒６内には使用者が投入した洗濯物１３が収納されている。

次に図２において、電解槽１０は内部に対向する板状の二つの銀の電極１４が配置され、リード線１５を通して直流電圧が図示していない制御部によって印加される。電解槽１０の下部はメタクリル樹脂からなる透明の光透過部１６で構成され、その直下の発光ダイオードからなる光照射手段１７からの光をよく透過する材質である。

次に、洗濯物１３を洗濯し、１回濯ぐ工程について図１をもとに説明する。まず使用者は蓋５を開け、開口部３から内筒６内に洗濯物１３と洗剤を投入し、図示していない操作盤の電源スイッチとスタートスイッチを押すと洗濯機１の運転が開始される。次に、水経路９から水道の水が入り、注水口１２から水が所定量注水される。次に、モータ８が作動しパルセータ７が回転して内筒６内の洗剤が溶けた水と洗濯物１３が撹拌され、洗濯物１３の汚れが落ちる。所定時間撹拌されると図示していない排水機構によって内筒６内の水は排水され、洗濯工程は終了する。

次に、濯ぎ工程としてモータ８が作動し内筒６を回転して、洗濯物１３を遠心脱水し、その脱水された水は排水される。所定時間脱水が行なわれるとモータ８は止まり、水経路９から再び水が濯ぎ用の水として入り、内筒６内に所定量注水される。次に、モータ８が作動しパルセータ７が回転して内筒６内の水と洗濯物１３が撹拌される。所定時間撹拌された後、水は排水され再び同様に脱水される。以上で１回目の濯ぎ工程が終了する。

次に２回目の濯ぎ工程において、除菌・抗菌処理を行う。その際の動作について、図１と図２を参照して説明する。まず、水経路９から水道水が電解槽１０に流れてくる際、図示していない制御部が制御し、リード線１５に直流電圧が印加され、銀の電極１４を電気分解によって水に溶出させる。このとき、光照射手段１７が発光し、その光は光透過部１６を通過して、銀の電極１４の間に照射される。このとき電解された銀は、銀イオン、酸化銀、塩化銀などの形で溶出しており、ここに光が照射されることによって光触媒反応がおこってヒドロキシラジカルなどの活性酸素種が生じる。この光照射手段１７は電極１４間を照射しているので、溶出銀が濃い状態で光反応が起きやすい構成となっている。

また、光照射手段１７は銀の電極１４の直下から光を照射しているので、溶出した重い銀が落下してくるところへ光が当たるので、光照射手段１７に近づくことになり、さらに活性酸素が生じやすい構成となっている。この光照射手段１７は可視光から紫外光の波長、特に、紫外光であればエネルギーが高いので活性酸素種が生じやすい。そして、光透過部１６はメタクリル樹脂を用いているので紫外光の透過率が高く光照射の効果が高い。

このようにして光照射により活性酸素種の生じ、溶出した銀も含む水は給水路１１を通って注水口１２から内筒６内に注がれる。所定量の水が内筒６内に入ったとき、その水の銀濃度は０．０１ｐｐｍ以上１ｐｐｍ以下であることが望ましい。０．０１ｐｐｍ以下であれば銀の除菌効果は得られにくいし、１ｐｐｍ以上であれば銀の量が多量に必要とするなど経済的でないばかりか、銀が洗濯物に多く付着しすぎて変色してしまう恐れがあるからである。

銀濃度は、銀の電極１４に流れる電流値と通電時間の積で決まる銀量と受筒４内に入る水の量で求められる。例えば２０Ｌの水の量を銀濃度０．１ｐｐｍにする場合、０．１Ａの電流値で９０秒間電流を流せばよい計算となる。したがって、電解槽１０において銀の電極１４に０．１Ａを９０秒通電し、その後水を電解槽１０の中に通水させるよう制御する。なお、電極１４に通電しながら通水してもよく、要は洗濯槽内の銀濃度が所定値となるように制御されればよい。

また、この直流電圧の印加は、陽極側の銀の電極１４の銀だけが溶出するので、一方のみの銀の電極１４だけが減らないように、一定時間ごとに直流の極性を反転させる必要がある。本実施の形態では１５秒ごとに直流の向きを変えて電流を流している。

このようにして活性酸素種と銀の含まれた水が洗濯物１３と混ざり合う。一方で、モータ８が作動しパルセータ７が回転して内筒６内の洗濯物１３が撹拌され、さらに混ざり合い、洗濯物１３に付着している菌は除菌されることになる。所定時間撹拌された後、水は排水され再び同様に脱水される。以上で２回目の濯ぎ工程が終了する。

以上のようにして、活性酸素種と銀の含まれた水によって除菌される菌の割合は、各種条件によって異なるが９９％以上となる。光を照射せずに銀の除菌力のみで除菌した場合よりも高く、また、除菌できる菌の種類も多い。これは銀の毒性に加え、活性酸素種による除菌が寄与しているからである。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における電解槽の断面図を示すものである。本実施の形態は、実施の形態１の電解槽１０内部に光照射手段１７が組み込まれた構成であり、それ以外は実施の形態１と同じ構成であるので、電解槽１０についての説明だけをおこない、他の説明は省略する。

図３において、光照射手段１７は電解槽１０の内部にあり、二つの銀の電極１４間の直上から照射する構成である。銀の電極１４に直流電圧が印加されると、両電極１４間、特に陽極側に銀が濃い状態で溶出される。そこへ光照射手段１７からの光が照射されるので活性酸素種の発生も効率よく行なわれる。

また、光照射手段１７を電解槽１０内の水面直上に配置しているので、光が構造部材などに遮られることなく直接当たることになり、さらに光照射の効果が高い。光照射手段１７の電気的絶縁のための防水に配慮すれば簡単な構成で高い効果が得られる構成である。このようにして活性酸素種が多く発生した銀の含んだ水によって高い除菌性能が得られることが可能となる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における光照射手段と給水路の構成を示す側面図、図５は、同給水路の断面図である。本実施の形態は、光照射手段１７を給水路１１の下部に配置したものである。それ以外は実施の形態１と同じ構成であるので、光照射手段１７についての説明だけをおこない、他の説明は省略する。

図４において、光照射手段１７は電解槽１０の下流の給水路１１の下部にあり、図５のように給水路１１の内部の水に向けて光を照射する構成であり、その給水路１１は光照射される部分が周辺より狭い構成である。光照射手段１７より照射される光は光透過部１６を通って給水路１１内へ照射される。

電解槽１０内で銀が溶出された水が生成されると（あるいは生成しながら）、水が給水
路１１へと押し流されてくる。このとき、光照射手段１７によって光を水に照射すると活性酸素種が生成するのである。

この構成のように、給水路１１がその周辺部より狭い構造になっていると、光照射手段１７から近い場所を水が流れるので、光が距離によって減衰する前の高いエネルギーの状態で溶出した銀にあたることになり、それだけ光の効果が高くなるのである。このようにして活性酸素種が多く発生した銀の含んだ水によって高い除菌性能が得られることが可能となる。

また、水よりも重い金属は水中を落下し始める。給水経路の下から光を照射することで、この落下しつつある濃い状態の金属に効果的に光が当たるので、効率よく活性酸素種が生成することが可能となり、それだけ除菌効果が高まるのである。

（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施の形態における光照射手段と給水路の構成を示す側面図、図７は、同給水路の断面図である。本実施の形態は、実施の形態１の光照射手段１７を給水路１１の上部に配置したものである。それ以外は実施の形態１と同じ構成であるので、光照射手段１７についての説明だけをおこない、他の説明は省略する。

図６において、光照射手段１７は電解槽１０下流の給水路１１の上部にあり、図７のように給水路１１の内部の水に向けて光を直接照射する構成である。光照射手段１７より照射される光はなんら構造部材などに遮られることなく給水路１１内の水へ照射される。電解槽１０内で銀が溶出された水が生成されると（あるいは生成しながら）、水が給水路１１へと押し流されてくる。このとき、光照射手段１７によって光を水に照射すると活性酸素種が生成するのである。

この構成のように、光照射手段１７が水面上方より直接給水路１１内の水へ光照射する構造になっていると、光照射手段１７から水までに遮るものがなく、光が高いエネルギーの状態で溶出した銀にあたることになり、それだけ光の効果が高くなるのである。このようにして活性酸素種が多く発生した銀の含んだ水によって高い除菌性能が得られることが可能となる。

（実施の形態５）
図８は、本発明の第５の実施の形態における洗濯機の断面図、図９は、同注水口の断面図である。本実施の形態は、実施の形態１の光照射手段１７を注水口１２の下部に配置したものである。それ以外は実施の形態１と同じ構成であるので、光照射手段１７についての説明だけをおこない、他の説明は省略する。

図８において、光照射手段１７は給水路１１の出口側先端の注水口１２の下部にあり、図９のように給水路１１の内部の水に向けて光を直接照射する構成である。光照射手段１７より照射される光はなんら構造部材などに遮られることなく給水路１１内の水へ照射される。電解槽１０内で銀が溶出された水が生成されると（あるいは生成しながら）、水が給水路１１へと押し流されてくる。このとき、光照射手段１７によって光を水に照射すると活性酸素種が生成するのである。

この構成のように、光照射手段１７が水面上方より直接給水路１１内の水へ光照射する構造になっていると、光照射手段１７から水までに遮るものがなく、光が高いエネルギーの状態で溶出した銀にあたることになり、それだけ光の効果が高くなるのである。このようにして活性酸素種が多く発生した銀の含んだ水によって高い除菌性能が得られることが可能となる。

以上のように本発明にかかる洗濯機は、洗濯物の除菌・抗菌を効果的に行うことができるので、家庭用だけでなく業務用の衛生装置および洗濯機、食器洗浄器などの家電製品へも適用できる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図 同洗濯機の電解槽の断面図 本発明の実施の形態２における洗濯機の電解槽の断面図 本発明の実施の形態３における洗濯機の給水路の側面図 同洗濯機の給水路の断面図 本発明の実施の形態４における洗濯機の給水路の側面図 同洗濯機の給水路の断面図 本発明の実施の形態５における洗濯機の断面図 同洗濯機の注水口の断面図 従来の洗濯機の断面図

１ 洗濯機
４ 受筒（洗濯槽）
６ 内筒（洗濯槽）
９ 水経路
１０ 電解槽
１１ 給水路
１４ 電極
１６ 光透過部
１７ 光照射手段

Claims (7)

1. 洗濯物を収容する洗濯槽と、抗菌作用のある金属を電気分解により水に溶出させる電解槽と、前記電解槽で前記金属が溶出した水を前記洗濯槽へ供給する給水路と、前記電解槽で前記金属が溶出した水に光透過部を通して光を照射する光照射手段とを備え、
   前記電解槽は、対向する少なくとも一対の電極を有し、前記光照射手段は前記電極の直下に設けた洗濯機。
2. 洗濯物を収容する洗濯槽と、抗菌作用のある金属を電気分解により水に溶出させる電解槽と、前記電解槽で前記金属が溶出した水を前記洗濯槽へ供給する給水路と、前記電解槽で前記金属が溶出した水に光透過部を通して光を照射する光照射手段とを備え、
   前記電解槽は、対向する少なくとも一対の電極を有し、前記給水路は略水平に構成され、前記光照射手段は前記給水路の下部に設けた洗濯機。
3. 光照射手段は、照射する光の波長が紫外光から可視光以下の波長である請求項１または２に記載の洗濯機。
4. 電解槽は、ガラス、メタクリル樹脂、ＦＰＡ樹脂のいずれかの材料で構成した請求項１〜３いずれか１項に記載の洗濯機。
5. 光照射手段は、光透過部をガラス、メタクリル樹脂、ＦＰＡ樹脂のいずれかの材料で構成した請求項１〜４いずれか１項に記載の洗濯機。
6. 電気分解される金属は、亜鉛、銀、銅のいずれかである請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯機。
7. 電気分解される金属は銀とし、溶出して得られる銀濃度は、０．０１ｐｐｍ以上１ｐｐｍ以下とした請求項６に記載の洗濯機。