JP6702509B2 - 手乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄後の濡れた手を乾燥させるための手乾燥装置に関するものである。

従来の手乾燥装置として、手挿入部への手の挿入を検知するために静電容量式の手検知センサを設けたものがある（例えば、特許文献１）。この手乾燥装置では、導電性の検出電極を設けることにより、手に含まれる水分、すなわち手の内部及び表面の水分による静電容量の変化を検出し、手の挿入を検知するようにしていた。

特許第５８９７２２５号

手乾燥装置を使用し、乾燥動作を行うと、手の表面に付着している水滴が飛散し、手挿入部の壁面に付着するという現象が発生する。静電容量式のセンサは、手挿入部内に挿入された手に含まれる水分だけを検出するわけではなく、手挿入部の壁面に付着した水滴も検出してしまう。そのため、使用者が手を抜いた後でも、手挿入部の壁面に付着した水滴の影響により、手が挿入されていると誤検知されてしまい、運転を継続してしまうという問題があった。

本発明は、上記した問題点を解決するためのものであり、手挿入部の壁面に付着した水滴による誤検知を防ぐことを目的とするものである。

本発明に係る手乾燥装置は、手を配置可能な乾燥処理空間に表側の面が接する壁と乾燥処理空間に向かって空気流を噴出するノズルとを備えた筐体と、筐体内に設けられ、ノズルから噴出する空気流を発生させる空気流発生部と、筐体内であり壁の裏側に設けられた第１の検出電極と、筐体内であり壁の裏側に設けられ、第１の検出電極よりも筐体の前記壁に近い位置に設けられた第２の検出電極と、第２の検出電極での検出値に基づき、筐体の壁の表側の面における水滴の付着の有無を判定する水判定部と、第１の検出電極での検出値と水判定部での判定結果とに基づき、乾燥処理空間における手の有無を判定する手判定部と、手判定部での判定結果に基づき、前記空気流発生部の動作を制御する運転制御部とを備えたものである。

本発明の手乾燥装置によれば、手挿入部の壁面に付着した水滴による誤検知を防ぐことができる。

実施の形態１に係る手乾燥装置の斜視図である。 実施の形態１に係る手乾燥装置の側面断面図である。 実施の形態１に係る手乾燥装置の制御部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る手乾燥装置の制御部の動作を示すフローチャート図である。 実施の形態１に係る手乾燥装置の静電容量の変化を示す図である。 実施の形態１に係る手乾燥装置の静電容量の変化を示す図である。 実施の形態２に係る手乾燥装置の制御部の動作を示すフローチャート図である。 実施の形態２に係る手乾燥装置の静電容量の変化を示す図である。

実施の形態１．
まず、実施の形態１の手乾燥装置の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は実施の形態１に係る手乾燥装置の斜視図であり、図２は実施の形態１に係る手乾燥装置の側面断面図である。なお、説明の便宜上、図２の手乾燥装置において、紙面上方向を上方向、紙面下方向を下方向、紙面左方向を前方向、紙面右方向を後方向、紙面垂直方向を左右方向と定義する。

図１及び図２において、手乾燥装置１の外殻をなす筐体２は、使用者が手を配置可能な乾燥処理空間である手挿入部３を下部に有する。

筐体２の内部には、高圧空気流を発生させる空気流発生部である高圧空気流発生装置４と、高圧空気流発生装置４で発生させた高圧空気流を手挿入部３に向けて噴き出すノズル５と、手挿入部３内の静電容量の変化を検知する導電性の第１の検出電極６及び第２の検出電極７と、第１の検出電極６及び第２の検出電極７からの情報に基づき高圧空気流発生装置４の動作を制御する制御部８とが設けられている。

また、筐体２には、手挿入部３より上方で筐体２の前面に設けられた内部吸気口９と、高圧空気流発生装置４の吸気側と内部吸気口９とを連通する内部吸気通路１０と、高圧空気流発生装置４の排気側とノズル５とを連通する排気通路１１とが形成されている。排気通路１１の途中には、高圧空気流発生装置４で生成した高圧空気流を加熱して温風化させる電気ヒータ１２が設けられている。また、手挿入部３より上方で筐体２の前面には、手乾燥装置１の外殻をなし、筐体２から着脱可能な正面パネル１３が取り付けられている。正面パネル１３と筐体２との間には隙間が形成されており、この空間が外部吸気口１４となっている。

手挿入部３は、上側の上壁３ａと、後側の後壁３ｂと、下側の底壁３ｃとによって囲まれた空間である。手挿入部３の後側は、左右方向における両側面が側壁３ｄと側壁３ｅとによって囲まれている。手挿入部３の前側の両側面は開放されており、使用者が手挿入部３の前方向及び左右方向から手を挿抜できるようになっている。

なお、上壁３ａ、後壁３ｂ、底壁３ｃ、側壁３ｄ及び側壁３ｅは、抗菌剤が含浸された樹脂により形成されており、表面にはシリコン系またはフッ素系などの撥水性コーティング、または、酸化チタンなどの親水性コーティングが施されている。これにより、手挿入部３の表面に汚れが付着することを抑制するとともに、雑菌の繁殖を低減することができる。

上壁３ａには、底壁３ｃに向かって下方に高圧空気流を噴出するノズル５が設けられている。ノズル５は、左右方向に直線上に配置された複数の開口穴である。ノズル５は、鉛直方向から後壁３ｂに向かって１０°傾いて形成されており、噴出した空気を使用者に吹き付けないようになっている。

底壁３ｃには、その端縁部に曲面構造の立ち上がりによる防壁構造が設けられ、側方および前方に水が飛散しないようになっている。底壁４ｃの底部は、前方に向かって傾斜した傾斜面となっており、この傾斜面の下端に図示しない排水口が設けられている。底壁４ｃの下方には、排水口から滴下する水を貯留する排水タンク１５が、抜き差し自在に設けられている。

第１の検出電極６及び第２の検出電極７は、それぞれ手挿入部３における静電容量を検出するための電極であり、挿入された手に含まれる水分及び壁面に付着した水滴による静電容量の変化を検出する。

第１の検出電極６及び第２の検出電極７は、それぞれ手挿入部３の上壁３ａの裏側に配置される。第２の検出電極７は上壁３ａの裏側の面に接触した状態で配置され、第１の検出電極６は上壁３ａから離した位置に配置される。このように配置することにより、水滴が上壁３ａに付着した場合には、第２の検出電極７で検出される静電容量の値が第１の検出電極６で検出される静電容量の値よりも大きくなるため、水滴が上壁３ａに付着したことを判断することができる。

なお、水滴が上壁３ａに付着した場合に、第２の検出電極７で検出される静電容量の値が第１の検出電極６で検出される静電容量の値よりも大きくなれば良いので、第２の検出電極７が、第１の検出電極６よりも上壁３ａに近い位置になるように配置すれば良く、必ずしも上壁３ａの裏側の面に接触している必要はない。

次に、制御部８の構成について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る手乾燥装置の制御部の構成を示すブロック図である。

図３において、制御部８は、水判定部２１と、手判定部２２と、運転制御部２３とを有する。

水判定部２１は、第２の検出電極７での検出値に基づき、手挿入部３の壁面への水滴の付着の有無を判定する。そして、水判定部２１は、水滴の付着の有無の判定結果を手判定部２２に出力する。

手判定部２２は、第１の検出電極６での検出値と、水判定部２１での判定結果とに基づき、手挿入部３における手の有無を判定する。そして、手判定部２２は、手の有無の判定結果を運転制御部２３に出力する。

運転制御部２３は、手判定部２２での判定結果に基づき、高圧空気流発生装置４の動作を制御する。

次に、図２を用いて、手乾燥装置１が動作した時の空気の流れについて説明する。

使用者が濡れた手を手挿入部３内に入れると、制御部８の処理により、高圧空気流発生装置４が起動する。高圧空気流発生装置４が起動すると、手乾燥装置１の外の空気が、外部吸気口１４から筐体２内に吸い込まれる。吸い込まれた空気は、内部吸気口９と内部吸気通路１０とを通り、高圧空気流発生装置４内に吸い込まれる。高圧空気流発生装置４は吸い込んだ空気を高圧空気流に変換し、排気通路１１に向けて排気する。排気された高圧気流は排気通路１１内の電気ヒータ１２で加熱され、ノズル５で高速空気流に変換されて底壁３ｃに向けて下方に噴出される。ノズル５から噴き出された高速空気流は、手挿入部３に挿入されている濡れた手に当たり、手の表面に付着している水滴を吹き飛ばす。

次に、図４を用いて、制御部８の動作について説明する。図４は、実施の形態１に係る手乾燥装置の制御部の動作を示すフローチャート図である。

手乾燥装置１の電源が入ると、開始時点から制御フローが開始する。

Ｓ１において、水判定部２１は、第２の検出電極７での検出値と第１の閾値とを比較する。第１の閾値とは、手挿入部３の壁面への水滴の付着の有無を判定するための閾値であり、水滴が付着した場合にだけ超える静電容量の値である。Ｓ１において、第２の検出電極７での検出値が第１の閾値未満である場合、水判定部２１は「水付着なし」と判定し、Ｓ２に進む。

Ｓ２において、手判定部２２は、第１の検出電極６での検出値と第２の閾値とを比較する。第２の閾値とは、手挿入部３における手の有無を判定するための閾値であり、手挿入部３に手を挿入したときに超える静電容量の値である。Ｓ２において、第１の検出電極６での検出値が第２の閾値未満である場合、手判定部２２は「手なし」と判定し、Ｓ１に戻る。Ｓ２において、第１の検出電極６での検出値が第２の閾値以上となった場合、手判定部２２は「手あり」と判定し、Ｓ３に進む。

Ｓ３において、運転制御部２３は高圧空気流発生装置４を起動する。

Ｓ１において、第２の検出電極７での検出値が第１の閾値以上である場合は、水判定部２１は「水付着あり」と判定し、Ｓ４に進む。

Ｓ４において、手判定部２２は、手の有無を判定する閾値として第３の閾値を用い、第１の検出電極６での検出値と第３の閾値とを比較する。第３の閾値とは、第２の閾値に、あらかじめ設定した水滴の付着による影響分の値を加算した値である。Ｓ４において、第１の検出電極６での検出値が第３の閾値未満である場合、手判定部２２は「手なし」と判定し、Ｓ１に戻る。Ｓ４において、第１の検出電極６での検出値が第３の閾値以上となった場合、手判定部２２は「手あり」と判定し、Ｓ３に進む。

Ｓ３において、運転制御部２３が高圧空気流発生装置４を起動すると、次にＳ５に進む。

Ｓ５において、水判定部２１は、第２の検出電極７での検出値と第１の閾値とを比較する。Ｓ５において、第２の検出電極７での検出値が第１の閾値未満である場合、水判定部２１は「水付着なし」と判定し、Ｓ６に進む。

Ｓ６において、手判定部２２は、第１の検出電極６での検出値と第２の閾値とを比較する。Ｓ６において、第１の検出電極６での検出値が第２の閾値以上である場合、手判定部２２は「手あり」と判定し、Ｓ５に戻る。Ｓ６において、第１の検出電極６での検出値が第２の閾値未満となった場合、手判定部２２は「手なし」と判定し、Ｓ７に進む。

Ｓ７において、運転制御部２３は高圧空気流発生装置４を停止する。

Ｓ５において、第２の検出電極７での検出値が第１の閾値以上である場合は、水判定部２１は「水付着あり」と判定し、Ｓ８に進む。

Ｓ８において、手判定部２２は、手の有無を判定する閾値として第３の閾値を用い、第１の検出電極６での検出値と第３の閾値とを比較する。Ｓ８において、第１の検出電極６での検出値が第３の閾値以上である場合、手判定部２２は「手あり」と判定し、Ｓ５に戻る。Ｓ８において、第１の検出電極６での検出値が第３の閾値未満となった場合、手判定部２２は「手なし」と判定し、Ｓ７に進む。

Ｓ７において、運転制御部２３が高圧空気流発生装置４を停止すると、動作は一通り終了する。終了後は、開始時点から再度制御フローが開始する。

次に、図５及び図６を用いて、制御部８の動作について具体的に説明する。図５及び図６は、実施の形態１に係る手乾燥装置の静電容量の変化を示す図である。図５は上壁３ａに水滴が付着しない場合の静電容量の変化を示し、図６は上壁３ａに水滴が付着する場合の静電容量の変化を示す。

図５及び図６は、横軸を経過時間とし、運転待機時（区間ａ）、手挿入動作時（区間ｂ）、手挿入後の乾燥処理時（区間ｃ）、手抜取動作時（区間ｄ）及び手抜取後の運転待機時（区間ｅ）のデータ変動を示している。また、縦軸を静電容量の値とし、Ｔ１が第１の閾値、Ｔ２が第２の閾値、Ｔ３が第３の閾値を示す。線Ａは「水付着あり」と判定する閾値の変化を示し、線Ｂは「手あり」と判定する閾値の変化を示す。第１の検出電極６で検出した静電容量データの変動を実線、第２の検出電極７で検出した静電容量データの変動を破線で示している。

まず、図５を用いて、上壁３ａに水滴が付着しない場合の静電容量の変化について説明する。区間ａの運転待機時には、第１の検出電極６及び第２の検出電極７で検出される静電容量の値は低位で安定している。区間ｂにおいて、使用者が手挿入部３に手を挿入すると、第１の検出電極６で検出される静電容量の値は大きく上昇し、線Ｂを超える。線Ｂを超えると、手判定部２２が「手あり」と判定し、運転制御部２３により高圧空気流発生装置４が起動する。

上壁３ａに水滴が付着しない場合、第２の検出電極７も使用者の手に含まれる水分による静電容量のみを検出しているため、線Ａを超えるような値は検出されない。そのため、水判定部２１は「水付着なし」と判定する。

区間ｄにおいて、使用者が手を抜き出すと、第１の検出電極６での検出値は線Ｂを下回り、運転開始前とほぼ同じ数値に戻る（区間ｅ）。したがって、手を抜き出した後には、手判定部２２は「手なし」と判定し、運転制御部２３により高圧空気流発生装置４が問題なく停止する。

次に、図６を用いて、上壁３ａに水滴が付着する場合の静電容量の変化について説明する。運転待機時（区間ａ）から手挿入動作時（区間ｂ）までは、図５の場合と同様の変化である。

区間ｃで、使用者が手乾燥処理を行うと、使用者の手から飛散した水滴が上壁３ａに付着する。上壁３ａに水滴が付着すると、区間ｄで使用者が手を抜き取っても、第１の検出電極６は上壁３ａに付着した水滴の静電容量を検出し続けるため、検出値は第２の閾値より大きな値となる。ゆえに、手判定部２２が水滴の付着後も第２の閾値で判定を行うと、手を抜き出した後でも「手あり」と判定してしまい、運転制御部２３が高圧空気流発生装置４の運転を継続してしまうことになる。そのため、実施の形態１の手判定部２２は、水滴が付着した場合には、手の有無を判定する閾値として、第２の閾値ではなく、第３の閾値を用いるようにしている。

区間ｃにおいて、上壁３ａに水滴が付着すると、水滴との距離が近い第２の検出電極７での検出値は非常に大きくなり、線Ａを超える。線Ａを超えると、水判定部２１は「水付着あり」と判定し、判定結果を手判定部２２に出力する。そして、手判定部２２は、第３の閾値を用いて手の有無を判定する。それにより、区間ｄで使用者が手を抜き取ると、第１の検出電極６での検出値は線Ｂを下回るため、手判定部２２は「手なし」と判定し、運転制御部２３により高圧空気流発生装置４が問題なく停止する。

実施の形態１の手乾燥装置によれば、手挿入部３の壁面に水滴が付着した場合と、水滴が付着していない場合とで、手の有無の判定に用いる閾値を変えることで、手挿入部３の壁面に付着した水滴による誤検知を防ぐことができ、使用者が手を抜いた後には、問題なく運転を停止することができる。

なお、実施の形態１では、第３の閾値として、第２の閾値にあらかじめ設定した水滴の付着による影響分の値を加算した値を用いているが、水滴の付着による影響分の値をあらかじめ設定した一定値にしなくても良い。例えば、第１の検出電極６での検出値と、第２の検出電極７での検出値と、第１の検出電極６及び第２の検出電極７での検出値に応じた水滴の付着による影響分の値とを対応づけて記憶した数値テーブルを備え、第１の検出電極６での検出値と第２の検出電極７での検出値とを、上記数値テーブルと照合し、水滴の付着による影響分の値をその都度設定しなおしても良い。そのようにすれば、水滴の付着量に応じて、第３の閾値を変更することができるので、水滴の付着による誤検知を防ぐ精度を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１の手乾燥装置では、水判定部２１により「水付着あり」と判定された場合には、手判定部２２は、第３の閾値を用いて手の有無を判定するようにしていた。一方、実施の形態２の手乾燥装置では、水判定部２１により「水付着あり」と判定された場合には、手判定部２２は、第１の検出電極６での検出値からオフセット値を減算する処理を行い、減算された検出値と第２の閾値とを比較して、手の有無を判定する。ここで、オフセット値とは、手に含まれる水分のみによって本来検出されるべき静電容量の値から、手挿入部３の壁面に付着した水滴の影響によって生じたずれの値である。オフセット値は、あらかじめ水滴の付着による影響分の値に設定される。

実施の形態２の手乾燥装置の手判定部２２以外の構成については、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

次に、図７を用いて、実施の形態２に係る手乾燥装置の制御部８の動作について説明する。図７は、実施の形態２に係る手乾燥装置の制御部の動作を示すフローチャート図である。

図７において、Ｓ４及びＳ８での動作が実施の形態１とは異なる。Ｓ４において、手判定部２２は、第１の検出電極６での検出値からオフセット値を減算した値と、第２の閾値とを比較する。Ｓ４において、減算された後の検出値が第２の閾値未満である場合、手判定部２２は「手なし」と判定し、Ｓ１に戻る。Ｓ４において、減算された後の検出値が第２の閾値以上となった場合、手判定部２２は「手あり」と判定し、Ｓ３に進む。

Ｓ８において、手判定部２２は、第１の検出電極６での検出値からオフセット値を減算した値と、第２の閾値とを比較する。Ｓ８において、減算された後の検出値が第２の閾値以上である場合、手判定部２２は「手あり」と判定し、Ｓ５に戻る。Ｓ８において、減算された後の検出値が第２の閾値未満となった場合、手判定部２２は「手なし」と判定し、Ｓ７に進む。

なお、Ｓ４及びＳ８以外の動作は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

次に、図８を用いて、制御部８の動作について具体的に説明する。図８は、実施の形態２に係る手乾燥装置の静電容量の変化を示す図であり、上壁３ａに水滴が付着する場合の静電容量の変化を示す。

図８において、区間ｃで水判定部２１により「水付着あり」と判定された場合、手判定部２２は、第１の検出電極６での検出値からオフセット値を減算する処理を行う。図８において、実線から分岐した長破線がオフセット値を減算した後の第１の検出電極６での検出値である。区間ｄで手を抜き出すと、減算された検出値は線Ｂを下回り、手判定部２２により「手なし」と判定されるため、運転制御部２３により高圧空気流発生装置４が問題なく停止する。

実施の形態２の手乾燥装置によれば、手挿入部３の壁面に水滴が付着した場合には、第１の検出電極６での検出値からオフセット値を減算し、減算された後の検出値と、設定した閾値とを比較するようにしているので、手挿入部３の壁面に付着した水滴による誤検知を防ぐことができ、使用者が手を抜いた後には、問題なく運転を停止することができる。

なお、実施の形態２では、オフセット値として、あらかじめ設定した水滴の付着による影響分の値を用いているが、水滴の付着による影響分の値をあらかじめ設定した一定値にしなくても良い。例えば、第１の検出電極６での検出値と、第２の検出電極７での検出値と、第１の検出電極６及び第２の検出電極７での検出値に応じた水滴の付着による影響分の値とを対応づけて記憶した数値テーブルを備え、第１の検出電極６での検出値と第２の検出電極７での検出値とを、上記数値テーブルと照合し、水滴の付着による影響分の値をその都度設定しなおしても良い。そのようにすれば、水滴の付着量に応じて、オフセット値を変更することができるので、水滴の付着による誤検知を防ぐ精度を向上させることができる。

また、実施の形態１及び２では、水判定部２１及び手判定部２２を制御部８に設けているが、水判定部２１及び手判定部２２を制御部８とは別に設けても良い。例えば、水判定部２１を第２の検出電極７と近接して設け、手判定部２２を第１の検出電極６と近接して設けるようにし、手判定部２２での判定結果を制御部８に出力する構成としても良い。

また、実施の形態１及び２では、ユーザの手を覆う空間である手挿入部を正面に向かって配置し、鉛直に近い方向から高速空気流を噴き出す手乾燥装置としているが、これに限らず、上方が開口され、水平に近い方向から高速空気流を噴き出す手乾燥装置や、手挿入部を形成せず、ノズルから下方を乾燥処理空間として開放した手乾燥装置でも良い。

また、静電容量センサには、大別して自己容量式と相互容量式と呼ばれる２つの方式が存在するが、第１の検出電極及び第２の検出電極はともにどちらの方式を採用しても同様の効果を得ることができる。

本発明に係る手乾燥装置は、家庭用、業務用等の手乾燥装置として広く利用することができる。

１ 手乾燥装置、 ２ 筐体、 ３ 手挿入部、 ４ 高圧空気流発生装置、 ５ ノズル、 ６ 第１の検出電極、 ７ 第２の検出電極、 ８ 制御部、 ９ 内部吸気口、 １０ 内部吸気通路、 １１ 排気通路、 １２ 電気ヒータ、 １３ 正面パネル、 １４ 外部吸気口、 １５ 排水タンク、 ２１ 水判定部、 ２２ 手判定部、 ２３ 運転制御部。

Claims (8)

1. 手を配置可能な乾燥処理空間に表側の面が接する壁と前記乾燥処理空間に向かって空気流を噴出するノズルとを備えた筐体と、
   前記筐体内に設けられ、前記ノズルから噴出する空気流を発生させる空気流発生部と、
   前記筐体内であり前記壁の裏側に設けられた第１の検出電極と、
   前記筐体内であり前記壁の裏側に設けられ、前記第１の検出電極よりも前記筐体の前記壁に近い位置に設けられた第２の検出電極と、
   前記第２の検出電極での検出値に基づき、前記筐体の前記壁の表側の面における水滴の付着の有無を判定する水判定部と、
   前記第１の検出電極での検出値と前記水判定部での判定結果とに基づき、前記乾燥処理空間における手の有無を判定する手判定部と、
   前記手判定部での判定結果に基づき、前記空気流発生部の動作を制御する運転制御部と
   を備えた手乾燥装置。
2. 前記水判定部は、第１の閾値と前記第２の検出電極での検出値とを比較して、前記筐体の前記壁の表側の面における水滴の付着の有無を判定する請求項１に記載の手乾燥装置。
3. 前記手判定部は、前記第１の閾値よりも小さい値の閾値である第２の閾値と前記第１の検出電極での検出値とを比較して、前記乾燥処理空間における手の有無を判定する請求項２に記載の手乾燥装置。
4. 前記手判定部は、前記水判定部で水滴の付着ありと判定された場合には、前記第２の閾値よりも大きい値の閾値であって前記第１の閾値よりも小さい値の閾値である第３の閾値と、前記第１の検出電極での検出値とを比較して、前記乾燥処理空間における手の有無を判定する請求項３に記載の手乾燥装置。
5. 前記手判定部は、前記第１の検出電極での検出値と前記第２の検出電極での検出値とに基づいて、前記第３の閾値を決定する請求項４に記載の手乾燥装置。
6. 前記手判定部は、前記水判定部で水滴の付着ありと判定された場合には、前記第１の検出電極での検出値からオフセット値を減算し、前記第２の閾値と減算された前記第１の検出電極での検出値とを比較して、前記乾燥処理空間における手の有無を判定する請求項３に記載の手乾燥装置。
7. 前記手判定部は、前記第１の検出電極での検出値と前記第２の検出電極での検出値とに基づいて、前記オフセット値を決定する請求項６に記載の手乾燥装置。
8. 前記第２の検出電極は、前記筐体の前記壁の裏側の面に接触している請求項１から７のいずれか一項に記載の手乾燥装置。

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