JP4888201B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、衣類の洗濯、または洗濯と乾燥を行う洗濯機に関するものである。

従来、除菌装置には衣類の除菌あるいは抗菌処理を行う洗濯機として、抗菌性のあるＡｇを利用する以下のような除菌技術がある（例えば、特許文献１参照）。

図５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５に示すように、洗濯機５１は全自動型のものであり、外箱５２を備える。外箱５２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５２の上面開口部には合成樹脂製の上面板５３を重ね、外箱５２にネジで固定する。上面板５３には後述する洗濯槽５４に洗濯物を投入するための洗濯物投入口５５が形設される。洗濯物投入口５５を蓋５６が上から覆う。

外箱５２の内部には水槽５７と、脱水槽を兼ねる洗濯槽５４を配置する。水槽５７も洗濯槽５４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５７を外側、洗濯槽５４を内側とする形で同心的に配置される。洗濯槽５４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５８を配置する。洗濯機５１は抗菌性のあるＡｇを溶出するイオン溶出ユニット５９を備える。イオン溶出ユニット５９はメイン給水管６０の途中に配置されている。

以上のような構成の洗濯機について、その動作を説明する。洗濯機５１の蓋５６を開き、洗濯物投入口５５から衣類が洗濯槽５４へ投入される。衣類が投入された後、洗濯機５１の水槽５７に水道から水が注水され、パルセータ５８の攪拌によって洗い工程の運転が行われる。一定時間洗い運転が行われた後、洗濯槽５４内の水は排水され、洗濯槽５４は高速回転し脱水される。その後、水槽５７に再び水が注水され、パルセータ５８の攪拌によってすすぎ工程の運転が行われる。一定時間すすぎ運転が行われた後、洗濯槽５４内の水は排水され、洗濯槽５４は高速回転し脱水される。このすすぎと脱水工程が数回行われ洗濯が終了する。

ここで、すすぎ工程において水道から注水される時に、イオン溶出ユニット５９からはＡｇが溶出しメイン給水管６０を通じて洗濯槽５４内へ投入される。そして、洗濯槽５４内で衣類がすすがれることで衣類の表面にＡｇが付着し、衣類に付着した菌の細胞壁と反応することで菌は死滅し除菌される。また、抗菌性物質を含んだすすぎ水によって衣類の表面は抗菌処理されるため、洗濯後の衣類は、着用時に抗菌効果を有している。
特開２００４−１０５６９２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、多量の衣類を抗菌あるいは除菌処理するためには、イオン溶出ユニットからは高濃度の抗菌性物質を溶出する必要があり、繰り返し衣類をＡｇで処理し続けると衣類が変色してしまうという課題があった。

また、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。

このような課題を解決する手段として、光励起作用のある抗菌剤を衣類に付着させその衣類に光を照射させて、活性酸素種であるヒドロキシラジカルを発生させ酸化分解により除菌する技術が考えられる。これにより、抗菌剤そのものとヒドロキシラジカルによる除菌作用によって、低濃度の抗菌剤でも衣類を除菌することができ、細菌やカビに対しても効果が得られる。

洗濯機でこのような光励起作用のある抗菌剤を用いて衣類を除菌する場合、上記従来のような洗濯機では、光の照射量と衣類中の含水量について最適化する必要がある。衣類中の含水量が多く光源から抗菌剤へ到達する光が遮蔽されてしまうと、抗菌剤が光励起作用して除菌効果を得るのに効率が低いという課題があった。

また、含水量が多いと衣類は洗濯槽の内壁に張り付いた状態を保持している為、光源からの光が衣類に均一に照射され難いという課題があった。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、光励起抗菌剤供給手段により供給された光励起抗菌剤添加水を内槽内の衣類に付着させた後、乾燥手段によって洗濯物を乾燥させて光照射手段により照射するようにしたものである。

これによって、衣類に付着した抗菌剤が水膜で覆われるのを低減する為、光源から衣類へ照射する光を水膜で遮蔽されるのを防止することができる為、光が水膜で遮蔽されることなく光励起作用のある抗菌剤に照射することができる。したがって、抗菌剤は良好に励起状態になり、ヒドロキシラジカル等の活性酸素種を生成することができ、衣類上の菌を良好に除菌することができる。

本発明の洗濯機は、光作用のある抗菌剤から良好に活性酸素種を生成し、衣類上の菌やカビ類の除菌効果を向上することができる。

第１の発明は、洗濯槽を収容する内槽と、前記内槽を回転駆動する駆動手段と、光励起作用を有する光励起抗菌剤を溶出させて水に添加した光励起抗菌剤添加水を洗濯槽に供給する光励起抗菌剤供給手段と、光励起抗菌剤添加水に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段を制御する制御手段と、洗濯物を乾燥させる乾燥手段とを備え、前記乾燥手段は、前記光励起抗菌剤供給手段により供給された光励起抗菌剤添加水を前記内槽内の前記洗濯物に付着させ、脱水工程後に前記洗濯物をほぐすタンブリング動作を行い、前記乾燥手段による乾燥工程中に前記光照射手段により前記光を照射するようにしたことにより、衣類に付着した抗菌剤が水膜で覆われるのを低減する為、光源からの光を水膜で遮蔽されずに光励起作用のある抗菌剤に照射することができる。したがって、抗菌剤は良好に励起状態になり、ヒドロキシラジカル等の活性酸素種を生成することができ、衣類上の菌を良好に除菌することができる。

また、乾燥工程は衣類の含水量が少なくなり、脱水後に洗濯槽内壁に張り付いた衣類がほぐれて攪拌されるため、均一に光が照射され、衣類に偏りなく均一に除菌を行うことができる。

また、制御手段は、脱水工程後に衣類をほぐすタンブリング動作を行うようにしたことにより、脱水後に洗濯槽内壁に張り付いた衣類を予めほぐすので均一に光が照射され、さらに衣類に偏りなく均一に除菌を行うことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、乾燥工程において、洗濯物中の水分が脱着する恒率乾燥期間まで衣類に光を照射するようにしたことにより、抗菌剤がイオン化して光励起するのに必要な含水量を維持している状態で光照射されるので、ヒドロキシラジカルによる菌の酸化分解を効果的に行い必要最小限の照射時間で除菌を行うことができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、乾燥工程において、光の照射を停止してから所定時間乾燥運転を継続するようにしたことにより、恒率乾燥期間を終了した後衣類の温度は上昇するため、衣類に付着した抗菌剤の反応が促進されることによって、さらに衣類の除菌効果を向上することができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の乾燥手段は、ヒートポンプサイクルで構成したことにより、乾燥工程時の洗濯槽内温度は６０℃〜７０℃の低い温度で乾燥を進行させることができ、衣類に付着した抗菌剤が熱によって酸化されて、光励起作用を失うことを防止すると共に、抗菌剤自身の抗菌性能の低下を防止することができる。また、衣類の熱による傷みも防止することができる。さらに、洗濯槽内を除湿しながら温風で乾燥するため低温条件で短時間の衣類の乾燥と除菌を行うことができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、光励起作用のある抗菌剤をＡｇとしたことにより、抗菌作用が高く、且つ光励起作用も高いことから、より低濃度で衣類の除菌及び抗菌を行うことができる。

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に、本発明の第１の実施の形態の洗濯機の断面図を示す。また、図２に光励起抗菌剤供給手段の斜視図を示す。

図１において、洗濯機本体１は、外槽２とその外槽２内に回転自在に配設した内槽３を内蔵しており、外槽２と内槽３で洗濯槽４を形成している。外槽２の前面側の周縁端部には光照射手段５であるＬＥＤ（波長は約３５０〜６６０ｎｍ）を配設している。外槽２の下部に排水路６の一端を接続し、排水路６には排水弁７を接続して洗濯槽４内の洗濯水を排水するようにしている。洗濯槽４への給水は給水路８の給水弁９を開き、光励起抗菌剤供給手段１０を通って洗濯槽４内に光励起作用のある抗菌剤の銀を含んだ水を給水するものである。

図２に示すように、光励起抗菌剤供給手段１０は、電解槽１１内に２枚の銀板状電極１２を有し、長手方向の一方の端に水の流入口１３、他方の端に水の流出口１４を備える。ケース１１内部には、流入口から流出口へと向かう水流に沿う形で、２枚の銀板状電極１２が向かい合わせに配置し、光励起抗菌剤１５である銀を供給することができる。また、銀板状電極１２の一部には、電圧を印加するための接続端子１６を設けている。電解槽１１の中に水が存在する状態で銀板状電極１２に所定の電圧を印加すると、銀板状電極１２の陽極側から電極構成金属の銀イオンが溶出する。

電解槽１１では、電圧の印加の有無で金属イオンの溶出、非溶出を選択できる。また、制御手段１７により電流値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できる。電解槽１０に長時間一方向に電流を流すと、陽極側となっている電極が減耗するとともに、陰極側となっている電極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、銀板状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。これは電解槽１１の性能低下をきたすので、電極の極性を反転して制御手段１７を運転できるように構成されている。

図１において、内槽３は、有底円筒形に形成され、その周面に外槽２内に通じる多数の通水孔が形成され、内周面の複数位置にバッフル１８を設けている。内槽３の回転中心に略傾斜方向に回転軸を設け、内槽３の軸心方向を背面側から正面側に向けて上向きに傾斜
させて配設している。この回転軸に、外槽２の背面側に取り付けた駆動手段１９であるモータを連結し、内槽３を正転および逆転方向に回転駆動するようにしている。駆動手段１９、光照射手段５、光励起抗菌剤供給手段１０の作動は、洗濯機本体１に内蔵された制御手段１７である制御回路によって行われる。

外槽２の正面側の上向き傾斜面に設けた開口部を蓋２０により開閉自在に覆い、この蓋２０を開くことにより洗濯物出入口を通して内槽３内に洗濯物を出し入れすることができる。蓋２０を上向き傾斜面に設けているため、洗濯物の出し入れは腰を屈めることなく行うことができ、一般には横向きにある開口部から洗濯物を出し入れする洗濯機の作業性の悪さを改善している。

洗濯機本体１の下部には、衣類の乾燥手段である、圧縮機、凝縮器、蒸発器から構成されるヒートポンプサイクル２１が設置されており、洗濯槽４に開口してホース２２により接続されている。

次に、動作について説明する。蓋２０を開いて内槽３内に洗濯物及び洗剤を投入して洗濯機本体１の運転を開始させると、外槽２内には給水路８から所定量の注水がなされ、モータ１９により内槽３が回転駆動されて洗い工程が開始される。内槽３の回転により、内槽３内に収容された洗濯物は内槽３の内周面に設けられたバッフル１８によって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた適当な高さ位置から落下する撹拌動作が繰り返されるので、洗濯物には叩き洗いの作用が及んで洗いがなされる。所要の洗い時間の後、汚れた洗濯液は排水路６ら排出され、内槽３を高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水する。

次に、すすぎ工程が開始する。給水弁９が開くと、それと同時に光励起抗菌剤供給手段１０の電解槽１１の銀板状電極１２に制御手段１７によって電圧が印加される。すると、銀板状電極１２の陽極側から光励起抗菌剤１５である銀イオンが溶出する。銀イオンが添加された水は給水路８を通じて洗濯槽４内へ給水される。一定量の給水後、このすすぎにおいても内槽３内に収容された衣類は内槽３の回転によりバッフル１８により持ち上げられて落下する撹拌動作が繰り返されて濯ぎが実施され衣類に銀イオンが付着する。すすぎ後、濯ぎ液は排水路６から排出される。

次に、脱水工程が開始する。制御手段１７の制御回路により駆動手段１９のモータが８００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍの高速で回転することで、これと共に内槽３が高速回転し衣類中の水分が遠心力で飛散し脱水される。

以上で、一連の衣類の洗濯が終了する。乾燥コースを使用者が選択した場合は、引き続き乾燥工程が開始する。制御手段１７の制御回路により、乾燥手段であるヒートポンプサイクル２１の圧縮機が作動することで、凝縮器からの放熱によりホース２２を通じて温風が洗濯槽４内へ導入され洗濯槽内の温度は６０〜７０℃になる。また、蒸発器は冷却されることで、洗濯槽４内の水分をホース２２を通じて凝縮するため洗濯槽４内は除湿される。一定時間、内槽３は回転動作し、衣類は撹拌されながら衣類中の水分は蒸発し乾燥される。以上のようにして、衣類の洗濯及び乾燥が行われる。

次に、制御手段１７による光照射手段５のＬＥＤの照射シーケンスについて説明する。銀イオンを付着させた衣類にＬＥＤにより光を照射させることで、銀イオンは励起状態になり水と酸素から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を生成することにより、銀イオン自身が衣類上の菌に作用すると共に、活性酸素種による酸化によって菌を分解することができる。ここで、光の照射による活性酸素種の発生と衣類中の含水量は密接に関係する。

図３に脱水開始時から乾燥終了時までの衣類中の含水量変化図を示す。また、図４には、光を照射するシーケンスのタイムチャートを示す。まず、シーケンス１は、脱水工程時にＬＥＤ５から衣類に光を照射するパターンである。すすぎ工程が終了した後、衣類中には衣類の重量に対して２００〜５００％の水分を含水している。したがって、衣類に付着した銀イオンは多量の水膜で覆われており、光励起作用のある銀イオンまで光が届かない状態にある。

脱水工程で衣類中の水分は低減され約５０％の含水量となり、水膜は低減される。したがって、衣類に付着した銀イオンが水膜で覆われるのを低減する為、銀イオンへの光の遮蔽を低減することができるため、銀イオンは良好に励起状態になり、ヒドロキシラジカル等の活性酸素種を生成することができ、衣類上の菌を良好に除菌することができる。また、洗濯工程で除菌を完了するため、乾燥機能の無い洗濯機でも標準の洗濯で衣類の除菌を行うことができる。

次に、シーケンス２は、乾燥工程時にＬＥＤ５から衣類に光を照射するパターンである。図３に示すように、乾燥は、予熱に乾燥速度が徐々に増加する予熱期間、乾燥速度が一定となる恒率乾燥期間、徐々に乾燥速度が低下する減率乾燥期間に分かれる。脱水後に含水量が約５０％となった衣類は、乾燥手段（ヒートポンプサイクル２１）によって乾燥され減率乾燥期間の終了では約１０％の含水量となる。減率乾燥期間になると含水量はほとんど低下せず、洗濯槽４内の温湿度と平衡を保った水分が保持される。

乾燥工程においては、衣類に付着した銀イオン上に水膜は殆ど形成されておらず、光は銀イオンに効果的に照射されている。また、銀がイオン化して光励起するのに必要な含水量を維持しているので、光の照射による活性酸素種の発生をさらに向上し菌の酸化分解を効果的に行い、必要最小限の照射時間で除菌を行うことができる。

次に、シーケンス３は、乾燥工程において、ＬＥＤ５から光の照射を停止してから所定時間乾燥運転を継続するパターンである。

恒率乾燥期間では、衣類中の水分が蒸発過程にあるため衣類の温度は一定で乾燥が進行する。減率乾燥期間に入ると衣類中には殆ど水分が無いため、衣類の温度は上昇する。このため、光照射を停止した後の減率乾燥期間までで乾燥運転することで、衣類の温度は上昇し付着した銀イオンの反応が促進される。したがって、さらに衣類の除菌効果を向上することができる。

また、脱水工程後に制御手段１７により内槽３を左方向及び右方向に回転させることで、脱水後に内槽３の内壁に張り付いた衣類は解される。これにより乾燥工程時により均一に衣類に光が照射され、さらに衣類に偏りなく均一に除菌を行うことができる。

また、乾燥手段２１としてヒートポンプサイクルにより衣類の乾燥を行うことにより、ヒーター方式に比べて洗濯槽４内の温度は低温の６０℃〜７０℃で乾燥することができる。これにより、熱によって衣類に付着した銀イオンが酸化されて、光励起作用を失うことを防止すると共に抗菌剤自身の抗菌性能の低下を防止することができる。また、衣類の熱による傷みも防止することができる。さらに、洗濯槽４内を除湿しながら温風で乾燥するため、短時間の衣類の乾燥と除菌を行うことができる。

以上のように、本実施の形態においては、洗濯槽４を収容する内槽３と、内槽３を回転駆動するモータ１９と、光励起作用を有する光励起抗菌剤１５を溶出させて水に添加した光励起抗菌剤添加水を洗濯槽４に供給する光励起抗菌剤供給手段１０と、光励起抗菌剤添
加水に光を照射するＬＥＤ５と、ＬＥＤ５を制御する制御手段１７と、洗濯物の含水量を制御する含水量制御手段とを備え、光励起抗菌剤供給手段１０により供給された光励起抗菌剤添加水を内槽３内の衣類に付着させた後、含水量制御手段によって衣類中の含水量を低減させてＬＥＤ５により照射するようにしたことにより、光源から衣類へ照射する光を水膜で遮蔽されるのを防止することができる為、光作用のある抗菌剤から良好に活性酸素種を生成し、衣類上の菌やカビ類の除菌効果を向上することができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、衣類中の含水量を低減させて付着させた光励起抗菌剤に光を照射して活性酸素種による酸化によって衣類の除菌を行うので、衣類乾燥機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図 同洗濯機の光励起抗菌剤供給手段の斜視図 衣類中の含水量変化図 同洗濯機の光照射のシーケンスを示すタイムチャート 従来の洗濯機の断面図

３ 内槽
４ 洗濯槽
５ ＬＥＤ（光照射手段）
１０ 光励起抗菌剤供給手段
１７ 制御手段
１９ モータ（駆動手段）
２１ ヒートポンプサイクル（乾燥手段）

Claims (5)

1. 洗濯槽を収容する内槽と、前記内槽を回転駆動する駆動手段と、光励起作用を有する光励起抗菌剤を溶出させて水に添加した光励起抗菌剤添加水を洗濯槽に供給する光励起抗菌剤供給手段と、光励起抗菌剤添加水に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段を制御する制御手段と、洗濯物を乾燥させる乾燥手段とを備え、前記制御手段は、前記光励起抗菌剤供給手段により供給された光励起抗菌剤添加水を前記内槽内の前記洗濯物に付着させ、脱水工程後に前記洗濯物をほぐすタンブリング動作を行い、前記乾燥手段による乾燥工程中に前記光照射手段により前記光を照射するようにした洗濯機。
2. 制御手段は、乾燥工程において、洗濯物中の水分が脱着する恒率乾燥期間まで衣類に光を照射するようにした請求項１記載の洗濯機。
3. 制御手段は、乾燥工程において、光の照射を停止してから所定時間乾燥運転を継続するようにした請求項１記載の洗濯機。
4. 乾燥手段は、ヒートポンプサイクルで構成した請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
5. 光励起作用のある抗菌剤をＡｇとした請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。