特許 7449850 洗濯機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-06

(45)【発行日】2024-03-14

(54)【発明の名称】洗濯機

(51)【国際特許分類】

   D06F 33/34 20200101AFI20240307BHJP

   D06F 39/08 20060101ALI20240307BHJP

【ＦＩ】

D06F33/34

D06F39/08 301Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020209282

(22)【出願日】2020-12-17

(65)【公開番号】P2022096267

(43)【公開日】2022-06-29

【審査請求日】2023-09-01

(73)【特許権者】

【識別番号】503376518

【氏名又は名称】東芝ライフスタイル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】加藤 瞬

(72)【発明者】

【氏名】内山 具典

【審査官】粟倉 裕二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２２０２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１６７６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０８１２３２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０６Ｆ ３３／３４

Ｄ０６Ｆ ３９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転槽に給水を行う給水経路に配置され、給水口，排水口及び気体導入口を備え、内部に給水された水に気体を加圧溶解させるタンクと、
オゾンを生成するオゾン生成装置と、
前記気体導入口と前記オゾン生成装置との間に配置される吸気弁と、
前記タンクの排水口に配置され、水中に溶解されている気体より微細気泡を生成する気泡生成ノズルと、
前記タンクの給排水及び前記オゾン生成装置を制御する制御部とを備える洗濯機。

【請求項2】

前記制御部は、前記吸気弁を開放して前記タンク内の水を排水する際に、前記オゾン生成装置により生成されたオゾンを前記タンク内に導入する請求項１記載の洗濯機。

【請求項3】

前記制御部は、運転の１行程の最後に前記タンクに給水した水を、当該行程から次行程に移行する段階で排水する請求項１又は２記載の洗濯機。

【請求項4】

前記制御部は、前記タンク内の水を排水するタイミングよりも所定時間前に、前記オゾン生成装置を起動させる請求項１から３の何れか一項に記載の洗濯機。

【請求項5】

前記制御部は、前記回転槽に最初に給水を行う際には、前記タンクの容量以下に設定される閾値を超えるまで前記タンクに給水を行ってから、前記オゾン生成装置を起動させて前記タンクより排水を行うと、前記タンクに再度給水を行う請求項１から４の何れか一項に記載の洗濯機。

【請求項6】

前記吸気弁は、逆止弁であり、
前記制御部は、前記回転槽に給水を行う際には、前記タンクの容量以下に設定される閾値を超えるまで前記タンクに給水を行ってから、前記オゾン生成装置を起動させて前記タンクより排水を行うと、前記タンクに再度給水を行う請求項１記載の洗濯機。

【請求項7】

前記制御部は、前記タンクに給水を行った状態で、運転の最後の行程を終了する請求項１から４の何れか一項に記載の洗濯機。

【請求項8】

前記制御部は、１つの行程において、前記タンクへの給水及び前記タンクからの排水を、複数回行う請求項１から７の何れか一項に記載の洗濯機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、回転槽内に給水される水中にオゾンを混入させる機能を備えた洗濯機に関する。

【背景技術】

【0002】

衣類を殺菌するため、洗濯に用いる水にオゾンを含ませる機能を備えた洗濯機がある。オゾンを含ませる方法としては、ポンプを用いて水中にオゾンガスを導入したり、給水路の一部にベンチュリ管を用いてオゾンガスを吸引導入したり、電気分解によってオゾンを生成する方法等がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許５４７５８０４号公報

【文献】特許６４４３９９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ポンプを用いると、構造が複雑になると共にコストが増大する。また、ベンチュリ管を用いると、給水路中の抵抗が大きくなるため給水量が低下する。また、電気分解を用いると、電極の寿命の問題や、やはりコストが増大する問題がある。更に、単にオゾンガスを水中に導入するだけでは、オゾンガスが水中に十分に溶解せず、オゾン濃度が低下する懸念がある。
そこで、低コストでオゾンを水中に導入できると共に、水中へのオゾンの溶解をより促すことができる洗濯機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の洗濯機は、回転槽と、
この回転槽に給水を行う給水経路と、
この給水経路に配置され、給水口，排水口及び気体導入口を備え、水中に気体を加圧溶解させるタンクと、
オゾンを生成するオゾン生成装置と、
前記タンクの排水口に配置され、水中に溶解されている気体より微細気泡を生成する気泡生成ノズルと、
前記タンクの給排水及び前記オゾン生成装置を制御する制御部とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態に係る洗濯機の構成を模式的に示す縦断側面図

【図2】加圧タンクを中心に、その周辺に接続される装置等を模式的に示す図

【図3】洗濯機の給排水系の構成を示す機能ブロック図

【図4】洗濯機の制御系の構成を示す機能ブロック図

【図5】加圧タンクの基本的な動作を説明する図（その１）

【図6】加圧タンクの基本的な動作を説明する図（その２）

【図7】加圧タンクの基本的な動作を説明する図（その３）

【図8】加圧タンクの基本的な動作を説明する図（その４）

【図9】加圧タンクの基本的な動作を説明する図（その５）

【図10】加圧タンクの基本的な動作を説明する図（その６）

【図11】制御マイコンの処理内容を示すフローチャート

【図12】第２実施形態であり、制御マイコンの処理内容の一部を示すフローチャート

【図13】第３実施形態であり、制御マイコンの処理内容の一部を示すフローチャート

【図14】オゾン生成器を起動した時点からのオゾン生成能力の変化と、加圧タンクからの排水のタイミングとを示す図

【図15】第４実施形態であり、制御マイコンの処理内容を示すフローチャート

【図16】第５実施形態であり、１つの行程において加圧タンク８の給排水を複数回行う手順を説明する図

【図17】制御マイコンの処理内容を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0007】

（第１実施形態）

【0008】

以下、第１実施形態について図１から図１１を参照して説明する。図１は、本実施形態のドラム式洗濯機の構成を、要旨に係る部分について模式的に示す縦断側面図である。
洗濯機１は、外箱２、水槽３、回転槽であるドラム４を備えている。外箱２は、鋼板等により略矩形の箱状に形成されており、前側に開口部を有している。水槽３は、外箱２の内部に収容されており、ドラム４は、水槽３の内部に収容されている。水槽３及びドラム４は、前側が開口した有底円筒形状に形成されている。外箱２には、前記の開口した部分を開閉するための扉５が取り付けられている。

【0009】

水槽３は、図示しない弾性支持部材によって外箱２の内部中央付近に位置するように支持されている。水槽３の後方外側には、図示しないモータが取り付けられており、そのモータの回転軸は、水槽３を貫通してドラム４の後面中心部に固定されている。回転軸並びに水槽３及びドラム４の中心軸は、水平より若干仰角方向に傾斜している。

【0010】

外箱２の内部には給水パイプ６が配置されており、外箱２の図中左上方には、給水パイプ６の一端部が給水口７として外部に突出している。給水口７は、ホース等を介して水道の蛇口に接続される。図中の右側に延びる給水パイプ６の他端部は、加圧タンク８に接続されている。加圧タンク８は、注水ケース９に接続されており、注水ケース９は水槽３に接続されている。尚、図１は、水道から水槽３への給水経路を概略的に示しており、詳細な構成部分は省略している。

【0011】

図２は、加圧タンク８を中心に、その周辺に接続される装置等を模式的に示す図である。加圧タンク８の水入口１０には、給水弁１１を介して給水パイプ６が接続されている。また、加圧タンク８の気体導入口である気体入口１２には、吸気弁１３を介してオゾン生成装置であるオゾン生成器１４が接続されている。オゾン生成器１４は、吸気口１５より吸気した空気からオゾンを生成し、オゾンが混入した空気を供給する装置である。図中の右下側には、加圧タンク８の排水口１６があり、その排水口１６には、バブル発生ノズル１７を介して出水パイプ１８が接続されている。出水パイプ１８は、注水ケース９に接続されている。図３は、図２に示す給水経路に係る構成をブロック図で示したものである。

【0012】

加圧タンク８は、水入口１０を介して供給され、内部に貯留された水に対して、気体入口１２より供給されるオゾンを含んだ空気を加圧状態にして溶解させる作用を成すものである。気泡生成ノズルに相当するバブル発生ノズル１７は、加圧タンク８の排水口１６より出て行く水が通過する際に、洗浄能力が高い微細気泡であるマイクロバブルやウルトラファインバブル，ナノバブル等のファインバブルを給水中の溶存空気から析出生成して水中に混入させる。

【0013】

図４は、制御系の構成を示すブロック図である。制御部である制御マイコン１９には、電源２０より動作用電源が供給される。制御マイコン１９は、例えば電磁弁である給水弁１１及び吸気弁１３の開閉を制御すると共に、オゾン生成器１４の動作を制御する。

【0014】

次に、加圧タンク８を用いて行う一連の制御について、図５から図１０を参照して説明する。尚、オゾン生成器１４の動作については省略するが、基本的には吸気弁１３の動作に連動して動作するようになっている。図５は、洗濯機１の電源がオフである場合の初期状態を示しており、加圧タンク８の内部に水は貯留されておらず、給水弁１１及び吸気弁１３は何れも閉じられている。この状態から、図６に示すように、給水弁１１を開いて加圧タンク８への給水を開始する。この時、加圧タンク８を満たしていた空気は、バブル発生ノズル１７を介して外部に押し出される。

【0015】

図７に示すように、加圧タンク８内の水位が排水口１６の位置を上回ると、加圧タンク８の内部に圧力がかかるようになり、内部にある空気は水中に加圧溶解される。また、圧力を受けた水がバブル発生ノズル１７を介して出水する際に、ファインバブル等が発生して水中に混入される。図８に示すように、上記の状態が進んで、加圧タンク８の内部が水に満たされるのに応じて、内部の空気は減少する。

【0016】

そして、図９に示すように、加圧タンク８の内部が全て水で満たされると、空気の加圧溶解ができなくなり、ファインバブル等の生成効率が低下する。この状態から、図１０に示すように、給水弁１１を閉じて吸気弁１３を開くと、加圧タンク８内の水は、自重によって排水口１６より排水される。排水が完了すると、図５に示す状態に戻る。

【0017】

次に、本実施形態の作用について図１１を参照して説明する。制御マイコン１９は、図５に示す初期状態から、吸気弁１３は閉じたまま（Ｓ１）給水弁１１を開いて加圧タンク８内への給水を開始する。この給水の過程の途中から、バブル発生ノズル１７を介して生成されたファインバブル等が水中に混入するようになり、その水が注水ケース９を経由して水槽３に供給される。

【0018】

そして、所定量を給水するまで、例えば加圧タンク８が略満水になるまで給水すると（Ｓ３；ＹＥＳ）、給水弁１１を閉じて（Ｓ４）吸気弁１３を開く（Ｓ５）。それから、オゾン生成器１４を動作させてオゾンの生成を開始する（Ｓ６）。これにより、オゾンを含んだ空気が加圧タンク８の内部に供給されるようになると共に、加圧タンク８の内部に貯留された水が排水される。加圧タンク８の排水が完了すると（Ｓ７；ＹＥＳ）、オゾン生成器１４の動作を停止させる（Ｓ８）。

【0019】

以上のように本実施形態によれば、洗濯機１のドラム４に給水を行う給水経路に、水入口１０，排水口１６及び気体入口１２を有し、内部に給水された水に気体を加圧溶解させる加圧タンク８を備える。気体入口１２とオゾン生成器１４との間に吸気弁１３を配置し、加圧タンク８の排水口１６にバブル発生ノズル１７を配置し、制御マイコン１９により、加圧タンク８の給排水及びオゾン生成器１４を制御する。

【0020】

これにより、オゾン生成器１４が生成したオゾンを、加圧タンク８において内部に給水された水に加圧溶解させることができる。そして、バブル発生ノズル１７が発生させるバブル中にオゾンが存在することで水中におけるバブルの滞在時間がより長くなり、洗浄能力を向上させることができる。また、水中のオゾンが空気中に放出されることも抑止できるだけでなく、微細なファインバブルが繊維の奥に入り込むことに伴いオゾンを繊維の奥にまで浸透させ除菌することができるので、オゾンによる衣類の殺菌効果もより高めることができる。

【0021】

また、制御マイコン１９は、吸気弁１３を開放して加圧タンク８内の水を排水する際に、オゾン生成器１４により生成されたオゾンを加圧タンク８内に導入するように制御するので、排水を行うだけでオゾンを加圧タンク８内に導入することができ、別途ポンプ等を用いる必要が無く、コストを低減できる。

【0022】

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図１２に示す第２実施形態のフローチャートは、図１１の一部に係る部分を示している。第２実施形態において、加圧タンク８への給水が完了して給水弁１１を閉じると（Ｓ４）、現在行っている洗濯機１の運転の１つの行程が修了して次の行程に移行する段階で（Ｓ１１；ＹＥＳ）、吸気弁１３を開いて排水を行うようにする（Ｓ５）。例えば、洗い行程を終了してすすぎ行程を開始するための給水を行う直前に、加圧タンク８からの排水を行う。これにより、すすぎ行程を開始するまでの間にオゾンの分解が進んでしまうことを防止して、すすぎ行程を開始する際に、オゾンを含んでいる水をドラム４により確実に供給できる。

【0023】

（第３実施形態）
図１３に示す第３実施形態では、制御マイコン１９は、加圧タンク８への給水が完了して給水弁１１を閉じると（Ｓ４）、加圧タンク８からの排水を開始するタイミングを起点とする所定時間前に（Ｓ１２；ＹＥＳ）オゾン生成器１４によるオゾンの生成を開始させる（Ｓ６）。そして、上記の所定時間が経過すると（Ｓ１３；ＹＥＳ）吸気弁１３を開いて排水を行うようにする（Ｓ５）。

【0024】

図１４に示すように、一般にオゾン生成器１４は、動作を開始してからオゾンの生成能力が十分に向上するまでに若干の時間を要する。そこで、加圧タンク８からの排水を開始するよりも例えば１分間程度の所定時間前にオゾン生成器１４によるオゾンの生成を開始させておき、オゾンの生成能力が十分に向上してから排水を行う。これにより、オゾン濃度が高くなった水を加圧タンク８より供給することができる。

【0025】

（第４実施形態）
図１５に示す第４実施形態では、制御マイコン１９は、一連の洗濯行程における最初の行程，例えば通常であれば洗い行程，すすぎ運転のみ行う場合の１回目のすすぎ行程では、ステップＳ１及びＳ２を実行すると、次に行う給水が最初の給水か否かを判断する（Ｓ１４）。最初の給水であれば（ＹＥＳ）、閾値として加圧タンク８の満水量未満，例えば満水量の１／２程度に設定されている所定量まで給水されるまで待機する（Ｓ１５）。上記の所定量まで給水されると（ＹＥＳ）ステップＳ４～Ｓ８を実行し、続いてステップＳ１４と同様の判断を行う（Ｓ１６）。ここで最初の給水であれば（ＹＥＳ）ステップＳ１に戻り、再度給水を行う（Ｓ２）。２回目以降の給水であれば（Ｓ１４；ＮＯ）ステップＳ３～Ｓ８を実行し、ステップＳ１６では「ＮＯ」と判断することになり、処理を終了する。

【0026】

以上のように第４実施形態によれば、制御マイコン１９は、ドラム４に最初に給水を行う際には、加圧タンク８の容量以下に設定される閾値を超えるまで加圧タンク８に給水を行ってから、オゾン生成器１４を起動させて加圧タンク８より排水を行う。それから、加圧タンク８に再度給水を行うようにした。

【0027】

上述した洗い行程やすすぎ行程のみ行う場合の１回目のすすぎ行程等における最初の給水は、加圧タンク８が空の状態より開始される。そこで、最初は空の状態の加圧タンク８にある程度給水を行ってから排水するという先行動作をさせることで、オゾン生成器１４が生成したオゾンを加圧タンク８内により早く導入できる。その後、再度満水まで給水を行うことでオゾンを溶解させた水を早い段階から給水することができる。

【0028】

尚、第４実施形態は、吸気弁１３が電磁弁の場合であるが、これに代えて吸気弁１３に例えばボール弁のような逆止弁を用いることができる。その場合は、給水を行う全ての行程について同様の制御を行っても良い。この場合、ステップＳ１４，Ｓ１６における「最初の給水」は、各行程における最初の給水となる。すなわち、逆止弁を使用すると、加圧タンク８への給水が停止すると同時に排水が開始されるので電磁弁のような制御ができない。しかしながら、給水を行う全ての行程に第４実施形態の制御を適用することで、より低コストである逆止弁を用いることが可能になる。

【0029】

（第５実施形態）
図１６及び図１７に示す第５実施形態では、１つの行程において加圧タンク８への給水を複数回行う。例えば図１６に示すように、１回の給水における加圧タンク８を含む給水経路に対する給水量が２０Ｌであり、２０Ｌを超えてより多くのオゾンを溶解させた水を供給したい場合には、１回２０Ｌの給水を複数回行うことで必要とされる最終給水量を満たすようにする。

【0030】

そのため、制御マイコン１９は、ステップＳ１及びＳ２を実行すると、上記の最終給水量まで給水を行ったか否かを判断する（Ｓ１７）。最終給水量まで給水していなければ（ＮＯ）ステップＳ３～Ｓ８を実行してステップＳ１に戻る。最終給水量まで給水していれば（Ｓ１７；ＹＥＳ）、給水弁１１を閉じて（Ｓ１８）処理を終了する。

【0031】

（その他の実施形態）
加圧タンク８に給水を行った状態で、洗濯運転を終了させても良い。例えば、直ぐに次の洗濯運転が行われる場合には、加圧タンク８内の既にオゾンが溶解している水を洗濯運転に用いることができる。
各実施形態は回転軸が水平方向のドラム式洗濯機を例に説明したが、回転軸が縦方向の洗濯機に適用しても良い。

【0032】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0033】

図面中、１は洗濯機、４はドラム、７は給水口、８は加圧タンク、１０は水入口、１１は給水弁、１２は気体入口、１３は吸気弁、１４はオゾン生成器、１７はバブル発生ノズル、１８は出水パイプ、１９は制御マイコンを示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】