WO2023105743A1

WO2023105743A1 - 手乾燥装置

Info

Publication number: WO2023105743A1
Application number: PCT/JP2021/045484
Authority: WO
Inventors: 勇輝福田; 達也藤村
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2023-06-15
Also published as: JPWO2023105743A1

Abstract

手乾燥装置は、手挿入部を有する筐体と、手挿入部に空気流を噴射させるノズルと、空気流を発生させる送風部と、交流電源に接続され、空気流を加熱するヒータ（２３）と、手挿入部へ挿入されている手を検知する手検知部と、手検知部からの手を検知したことを示す検知信号に基づいて送風部およびヒータ（２３）を制御する制御部（３０）と、を備える。制御部（３０）は、交流電源（４０）の電圧値を推定する電圧推定回路と、電圧値に応じてヒータ（２３）への通電を制御する制御回路と、を有する。

Description

手乾燥装置

　本開示は、濡れた手に気流を吹き付けて手を乾かす手乾燥装置に関する。

　手を衛生的な状態に保全するには、洗浄後の手の乾燥処置が衛生的に行われる必要がある。洗浄後の手の衛生的な乾燥処置のために、洗浄後の濡れた手をタオルまたはハンカチで拭くことに代えて、手に高速の空気流を噴射して、手に付着している水を吹き飛ばして手を乾燥する手乾燥装置が用いられている。

　手乾燥装置の手挿入部において手が検知されると、手乾燥装置は、送風部を起動して吸込口から空気を吸込み、吸込口から吸込んだ空気をヒータで加熱し、加熱された空気を手挿入部に設けられるノズルから噴射する。このとき、温度の低い風を用いる場合に比べて、ヒータで加熱された空気の流れである温風を使用することで素早く手を乾燥させることができる。

　手乾燥装置のヒータの電源には交流電源が用いられる。交流電源には、１００Ｖから１２０Ｖまでの間の交流電圧を供給する１００Ｖ系の交流電源と、２００Ｖから２４０Ｖまでの間の交流電圧を供給する２００Ｖ系の交流電源と、がある。従来、手乾燥装置では、電源電圧によって異なる仕様のヒータが使い分けられている。すなわち、１００Ｖ系の交流電源で使用される手乾燥装置には１００Ｖ仕様のヒータが搭載され、２００Ｖ系の交流電源で使用される手乾燥装置には２００Ｖ仕様のヒータが搭載されている。このように交流電源の電圧値に合わせて仕様の異なる製品を用意することは、機種数の増加およびコストの増加の原因となっていた。

　特許文献１には、電源電圧に関わらずモータを共通化する方法が開示されている。特許文献１では、交流電圧の電圧値を検出し、電圧値に応じて倍電圧整流および全波整流のいずれかに切り替え、同じ電圧値の直流電圧を生成して負荷に供給する構成の電源装置が開示されている。これによって、異なる電圧値の交流電源で使用される製品であっても、同じ仕様の直流負荷、すなわちモータを搭載することが可能となっている。

特許第６２９７９９９号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の技術は、直流で使用する負荷を共通化するものであり、交流で使用する負荷については共通化することができない。つまり、手乾燥装置におけるヒータの共通化に特許文献１に記載の技術を適用することができない。上記したように、手乾燥装置において、交流電圧が印加されるヒータは、電源電圧の種類毎に異なる仕様のものを使い分ける必要があるため、機種に関わらずヒータを共通化することが困難となる。この結果、手乾燥装置の機種数およびコストが増加してしまうという問題があった。

　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、電源電圧の種類毎に仕様の異なるヒータを使用せずに、電源電圧の種類が異なる製品間でヒータを共通化することができる手乾燥装置を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の手乾燥装置は、手挿入部を有する筐体と、手挿入部に空気流を噴射させるノズルと、空気流を発生させる送風部と、交流電源に接続され、空気流を加熱するヒータと、手挿入部へ挿入されている手を検知する手検知部と、手検知部からの手を検知したことを示す検知信号に基づいて送風部およびヒータを制御する制御部と、を備える。制御部は、交流電源の電圧値を推定する電圧推定回路と、電圧値に応じてヒータへの通電を制御する制御回路と、を有する。

　本開示に係る手乾燥装置は、電源電圧の種類毎に仕様の異なるヒータを使用せずに、電源電圧の種類が異なる製品間でヒータを共通化することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る手乾燥装置の斜視図実施の形態１に係る手乾燥装置の断面図実施の形態１に係る手乾燥装置の制御部の回路の概略構成の一例を示す図位相制御の動作原理を説明するための図実施の形態１に係る手乾燥装置の制御方法の手順の一例を示すフローチャートヒータ制御設定情報の一例を示す図実施の形態２に係る手乾燥装置におけるヒータの通電時間と温度との関係の一例を示す図実施の形態２に係る手乾燥装置における通電時間と消費電力との関係の一例を示す図実施の形態３に係る手乾燥装置における通電時間と消費電力との関係の一例を示す図実施の形態４に係る手乾燥装置におけるヒータの通電時間と温度との関係の一例を示す図実施の形態４に係るヒータの出力制御方法の手順の一例を示すフローチャート

　以下に、本開示の実施の形態に係る手乾燥装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る手乾燥装置の斜視図である。図２は、実施の形態１に係る手乾燥装置の断面図であり、図１におけるＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。

　手乾燥装置１は、手を挿入可能とされた手挿入部２を有する筐体３を備える。手挿入部２の上部と両側部とは開放されている。手挿入部２は、上部と両側部とから手を挿入可能とされている。筐体３は、手乾燥装置１の全体の外殻をなしている。正面部４は、筐体３の一部であって、手挿入部２の正面側にある部分である。背面部５は、筐体３の一部であって、手挿入部２の背面側にある部分である。なお、正面側とは、手乾燥装置１から見て、手乾燥装置１を使用する使用者がいる側とする。背面側とは、手乾燥装置１から見て、正面側とは反対側とする。

　水受け部６は、手挿入部２の最下部に位置している。水受け部６には、受けた水をドレンタンク７へ排出する図示しない排水口が設けられている。また、筐体３には、排水口からの水がドレンタンク７へ流れる図示しない排水路が設けられている。ドレンタンク７は、排水路からの水を貯留する。ドレンタンク７は、筐体３下部の正面側に設けられている。ドレンタンク７は、筐体３から取り外し可能とされている。

　手乾燥装置１は、筐体３の内部で空気流を発生させる送風部１０を備える。送風部１０は、筐体３の内部に設けられている。送風部１０は、駆動源であるＤＣ（Direct　Current）ブラシレスモータ等のモータ２１と、モータ２１の駆動により回転するターボファン２２とを備える。送風部１０の一例は、高圧空気流発生装置である。

　手乾燥装置１は、手挿入部２に空気流を噴射させる正面側ノズル１１および背面側ノズル１２を備える。正面側ノズル１１および背面側ノズル１２はノズルに対応する。正面側ノズル１１は、正面部４のうち手挿入部２側の面に設けられている。背面側ノズル１２は、背面部５のうち手挿入部２側の面に設けられている。手乾燥装置１は、送風部１０から正面部４の内部のダクト１３を通過した空気流を、正面側ノズル１１から手挿入部２にて噴射させる。手乾燥装置１は、送風部１０から背面部５の内部のダクト１４を通過した空気流を、背面側ノズル１２から手挿入部２にて噴射させる。

　手乾燥装置１は、手挿入部２へ挿入されている手を検知する手検知部１５を備える。手検知部１５は、背面部５に内蔵されている。手検知部１５の一例は、測距センサである。測距センサは、赤外光を射出する発光素子と、測定対象物である手で反射した赤外光を検知する受光素子とを備える。手検知部１５は、受光素子へ入射する赤外光の角度を基に、手挿入部２における手の有無を検知する。手検知部１５は、手挿入部２へ挿入されている手を検知可能であればよく、測距センサ以外のセンサであってもよい。手検知部１５は、正面部４に内蔵されていてもよい。

　手乾燥装置１は、ダクト１３，１４へ送り出される空気流を加熱するヒータ２３を備える。ヒータ２３は、送風部１０と正面側ノズル１１および背面側ノズル１２との間の風路に設けられる。

　筐体３は、空気を吸い込む吸気口１６を有する。吸気口１６は、筐体３の下部に設けられている。送風部１０は、吸気口１６から筐体３の内部のダクト１７へ空気流を取り込み、ダクト１７からの空気流をダクト１３，１４へ送り出す。吸気口１６には、ダクト１７へ取り込まれる空気流から異物を取り除くエアフィルタ１８が取り付けられている。

　筐体３の内部には、手乾燥装置１の全体を制御する制御部３０が設けられている。制御部３０は、手検知部１５からの手を検知したことを示す検知信号に基づいて送風部１０およびヒータ２３を制御する。具体的には、制御部３０は、手検知部１５にて手が検知されると、ヒータ２３を通電させ、送風部１０を駆動させる。手挿入部２から手が抜かれて、手検知部１５にて手が検知されなくなると、制御部３０は、ヒータ２３および送風部１０の動作を停止させる。

　このような構成の手乾燥装置１の手挿入部２に使用者が手を挿入すると、送風部１０で生成された高圧の空気流がヒータ２３によって加熱され、手挿入部２の正面側壁面に設けられた正面側ノズル１１および背面側壁面に設けられた背面側ノズル１２に導かれる。そして、正面側ノズル１１および背面側ノズル１２から高速の空気流が、手挿入部２内に噴射され、手挿入部２に挿入された手に付着した水分を吹き飛ばす。そして、吹き飛ばされた水分は手挿入部２の下部の水受け部６に設けられた排水口からドレンタンク７に導かれ、ドレンタンク７に溜められる。

　図３は、実施の形態１に係る手乾燥装置の制御部の回路の概略構成の一例を示す図である。なお、図３では、各回路の配置を概略的に示すものであり、実際の回路図を示すものではない。制御部３０は、ゼロクロス検知回路３１と、トライアック３２と、直流母線電源３３と、電圧検知回路３４と、電源回路３５と、マイクロコントローラ回路３６と、を備える。以下では、マイクロコントローラ回路３６は、マイコン回路３６と称される。

　ゼロクロス検知回路３１は、交流電源４０の交流電圧がゼロとなるゼロクロスを検知する回路である。トライアック３２は、ヒータ２３を駆動する電子部品である。図３に示されるように、ヒータ２３は、トライアック３２と直列に接続される。また、ヒータ２３は、交流電源４０に接続される。ここでは、交流電源４０の電圧によって手乾燥装置１の仕様、すなわち種類が異なるが、ヒータ２３は、交流電源４０の電圧に依らず、すなわち手乾燥装置１の種類に依らず、同一種類のものが用いられる。

　直流母線電源３３は、交流電源４０から供給される電源を整流し、平滑して直流母線電圧を生成する。直流母線電源３３は、交流電源４０の電圧の実効値に対応した直流母線電圧を生成する。交流電源４０の電圧の実効値は、交流電源４０の電圧値とも称される。電圧検知回路３４は、直流母線電圧の電圧値を検知する。電圧検知回路３４は、直流母線電圧の電圧値を検知するものであるが、直流母線電源３３の電圧値と交流電源４０の電圧値とが対応付けられる場合には、直流母線電圧の電圧値から交流電源４０の電圧値を推定することができる。電圧検知回路３４は、交流電源４０の電圧値を検知または推定することができるものであればよい。電圧検知回路３４は、電圧推定回路に対応する。電源回路３５は、直流母線電圧からモータ２１を駆動する交流電力を生成する回路である。電源回路３５にモータ２１が接続される。電源回路３５の一例は、インバータ回路である。

　マイコン回路３６は、交流電源４０の電圧値に応じて、ヒータ２３への通電を制御する。具体的には、マイコン回路３６は、交流電源４０の電圧値に応じて、ヒータ２３への通電に関する設定であるヒータ制御設定を行う。ヒータ制御設定は、一例では手乾燥装置１の電源がオンにされた場合に実行される。ここでは、マイコン回路３６は、電圧検知回路３４によって検知された直流母線電源３３の電圧である電圧検知値を手乾燥装置１に供給される交流電源４０の電圧値とする。マイコン回路３６は、定められた期間における、交流電源４０の電圧値の大きさに応じたヒータ２３への通電の期間の割合である通電割合を決定する。この通電割合は、ヒータ通電割合に対応する。定められた期間は、交流電源４０の電圧の１周期とすることができる。決定された通電割合となるように、トライアック３２のゲートへのオン指令のタイミングが設定される。この通電割合、すなわちオン指令のタイミングの設定がヒータ制御設定となる。マイコン回路３６は、検知または推定された電圧値が定められた基準値よりも大きい場合には、検知または推定された電圧値が基準値よりも小さい場合に比して、通電割合を小さくする。

　マイコン回路３６は、手検知部１５からの情報、ヒータ制御設定およびゼロクロス検知回路３１からの情報を基にトライアック３２およびモータ２１に接続される電源回路３５を制御する。これによって、手挿入部２に手が挿入されている間における手挿入部２への温風の噴出が制御される。なお、図示されていないが、マイコン回路３６は、図１に示される手検知部１５とも電気的に接続され、手検知部１５からの情報によって手挿入部２に手が存在しているか、手が存在しないか、を判定する。マイコン回路３６は、制御回路に対応する。

　ヒータ２３およびトライアック３２は、交流電源４０と直流母線電源３３との間に接続されている。ゼロクロス検知回路３１は、交流電源４０と、ヒータ２３およびトライアック３２と、の間に接続される。電圧検知回路３４は、直流母線電源３３の出力側に接続される。

　マイコン回路３６は、ヒータ制御設定およびゼロクロス検知回路３１からの情報を基にオン指令またはオフ指令を生成し、トライアック３２の図示しないゲートに出力する。トライアック３２は、マイコン回路３６からのオン指令またはオフ指令に基づいてオンまたはオフされる。この例では、ヒータ２３は、位相制御にて駆動される構成となっている。図４は、位相制御の動作原理を説明するための図である。図４には、入力電圧波形ＶＩと、トライアック３２のゲートに入力される信号であるゲート入力信号ＧＩと、ヒータ２３に印加される電圧波形ＶＨと、が示されている。これらの図において、横軸は時刻を示している。また、入力電圧波形ＶＩおよびヒータ２３に印加される電圧波形ＶＨにおける縦軸は電圧を示し、ゲート入力信号ＧＩにおける縦軸は信号のオンまたはオフを示している。なお、ここでは、トライアック３２をオフにするタイミングを、入力電圧波形ＶＩがゼロとなる場合としており、このタイミングでトライアック３２に流れる電流はゼロとなる。このため、マイコン回路３６は、オフ指令を出力しないものとしている。すなわち、ゲート入力信号ＧＩは、マイコン回路３６から出力されるオン指令ＧＩ１，ＧＩ２，ＧＩ３を示している。

　位相制御は、トライアック３２によって交流電圧を直接オンまたはオフして印加電圧を可変する制御方式であり、電源ゼロクロスポイントを基準にしてオン時間およびオフ時間のタイミングを調整してヒータ２３への印加電圧を変化させる。電源ゼロクロスポイントは、入力電圧波形ＶＩにおいて、電圧がゼロとなる点である。

　具体的には、マイコン回路３６は、トライアック３２へのオン指令ＧＩ１，ＧＩ２，ＧＩ３を、入力電圧波形ＶＩの半周期毎に出力する。図４の例では、マイコン回路３６は、時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５でオン指令ＧＩ１，ＧＩ２，ＧＩ３を出力する。時刻ｔ１でマイコン回路３６からトライアック３２のゲートへのオン指令ＧＩ１が出力されると、時刻ｔ１でトライアック３２がオンされ、トライアック３２およびヒータ２３に電流が流れる。その後、入力電圧がゼロになる時刻ｔ２で、トライアック３２はオフとなり、ヒータ２３に電流が流れなくなる。ヒータ２３には、図４のヒータ２３に印加される電圧波形ＶＨのように電圧が印加される。つまり、入力電圧波形ＶＩの時刻ｔ０から時刻ｔ２までの半周期のうち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間に、ヒータ２３に電圧が印加され、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間には、ヒータ２３には電圧は印加されない。

　その後、時刻ｔ３でマイコン回路３６からトライアック３２のゲートへのオン指令ＧＩ２が出力されると、時刻ｔ３でトライアック３２がオンされ、トライアック３２およびヒータ２３に電流が流れる。このときのトライアック３２およびヒータ２３に流れる電流の向きは、時刻ｔ１からｔ２の間に流れる電流の向きとは逆向きとなる。その後、入力電圧がゼロになる時刻ｔ４で、トライアック３２はオフとなり、ヒータ２３に電流が流れなくなる。ヒータ２３には、図４のヒータ２３に印加される電圧波形のように電圧が印加される。つまり、入力電圧波形ＶＩの時刻ｔ２から時刻ｔ４までの半周期のうち、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間に、ヒータ２３に電圧が印加され、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間には、ヒータ２３には電圧は印加されない。そして、このような処理が繰り返し行われることになる。ゲートへのオン指令ＧＩ１，ＧＩ２，ＧＩ３の出力タイミング、すなわちオン時間を調整することで、ヒータ２３への印加電圧を変化させることが可能となる。

　例えば、入力電圧波形ＶＩにおいて電圧がゼロになる電源ゼロクロスポイントでオンするように、マイコン回路３６が時刻ｔ０，ｔ２，ｔ４でトライアック３２のゲートにオン指令ＧＩ１，ＧＩ２，ＧＩ３を出力した場合には、ヒータ２３への導通角は１００％となる。また、入力電圧波形ＶＩの１周期を３６０度として、電源ゼロクロスポイントから９０度進んだ位置でトライアック３２のゲートにオン指令ＧＩ１，ＧＩ２，ＧＩ３を出力した場合はヒータ２３への導通角は５０％となる。つまり、定められた期間である１周期の期間におけるヒータ２３への通電の期間の割合である通電割合が、導通角となる。１周期の内、トライアック３２がオンの時間すなわちヒータ２３への通電時間が長ければ電力値は大きくなり、オン時間が短ければ電力値は小さくなる。オンおよびオフのタイミング、すなわち導通角はマイコン回路３６によって任意に設定することができる。

　このように、マイコン回路３６がトライアック３２のゲートへオン指令ＧＩ１，ＧＩ２，ＧＩ３を出力するタイミングで、ヒータ２３に印加される電圧が変化するので、ヒータ２３で発生する熱量も変化する。交流電源４０の種類に応じて、トライアック３２のゲートへのオン指令ＧＩ１，ＧＩ２，ＧＩ３の出力タイミングを調整することで、ヒータ２３で発生する熱量が交流電源４０の種類に依らず定められた量とすることができる。このために、マイコン回路３６は、電圧検知回路３４から直流母線電源３３の出力電圧を取得し、出力電圧から交流電源４０の電圧値を推定する。また、マイコン回路３６は、ゼロクロス検知回路３１からの情報を取得する。ゼロクロス検知回路３１からの情報は、一例では、ゼロクロス検知回路３１がゼロクロスを検知した時刻である電源ゼロクロスポイントを含む。マイコン回路３６は、電源ゼロクロスポイントを基準にして、出力電圧の値に応じた導通角となるように、トライアック３２のゲートへのオン指令ＧＩ１，ＧＩ２，ＧＩ３の出力タイミングを決定する。

　なお、ここでは、位相制御を用いてヒータ２３への通電割合を制御する例を示したが、通電率制御を用いてヒータ２３への通電割合を制御してもよい。

　次に、この実施の形態１に係る手乾燥装置１の制御部３０による制御方法について説明する。図５は、実施の形態１に係る手乾燥装置の制御方法の手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、交流電源４０の電圧値が１００Ｖから２００Ｖまでの間の交流電圧を供給する１００Ｖ系の交流電源、および２００Ｖから２４０Ｖまでの間の交流電圧を供給する２００Ｖ系の交流電源のいずれかであるものとする。

　まず、手乾燥装置１の電源がオンされると、電圧検知回路３４は、直流母線電源３３の電圧を検知し、検知結果である電圧検知値をマイコン回路３６に出力する（ステップＳ１１）。直流母線電源３３の電圧値は、交流電源４０の電圧値に応じて変化するので、直流母線電源３３の電圧検知値によって交流電源４０の電圧値を推定することが可能となる。

　マイコン回路３６は、電圧検知回路３４から電圧検知値を受信すると、ヒータ制御設定を行う（ステップＳ１２）。ヒータ制御設定は、上記したように、導通角の設定であり、トライアック３２のゲートへのオン指令の出力タイミングの設定である。一例では、マイコン回路３６は、電圧検知値と導通角とを対応付けたヒータ制御設定情報を保持しており、電圧検知値に対応する導通角をヒータ制御設定情報から取得し、導通角に基づいて設定を行う。

　図６は、ヒータ制御設定情報の一例を示す図である。ヒータ制御設定情報は、直流母線電源３３の電圧検知値と、導通角と、が対応付けられている。ここでは、電圧検知値の範囲と導通角とが対応付けられている。具体的には、直流母線電源３３の電圧検知値が１５０Ｖ以下の場合には、導通角が１００％とされ、電圧検知値が１５０Ｖよりも大きい場合には、導通角が５０％とされる。電圧検知値が１５０Ｖ以下の場合は、交流電源４０が１００Ｖ系の交流電源である場合であり、電圧検知値が１５０Ｖよりも大きい場合は、交流電源４０が２００Ｖ系の交流電源である場合である。このように、交流電源４０の電圧値が小さいほど、導通角、すなわち通電割合を大きくするように設定される。

　なお、直流母線電源３３の電圧検知値が１５０Ｖの場合には、図６では導通角が１００％とされているが、導通角が５０％とされてもよい。また、ヒータ制御設定情報で１５０Ｖは、導通角の設定を分ける基準となる値であり、基準値に対応する。ここでの基準値は１５０Ｖであるが、これは、一例であり、他の値でもよい。また、図６の導通角も一例であり、任意の値とすることができる。ただし、交流電源４０の電圧値が低いほど、導通角が大きくなるように設定される。

　マイコン回路３６は、電圧検知値が１５０Ｖ以下の場合は１００Ｖ系の交流電源に対応した機種である、すなわち１００Ｖの交流電源に接続されていると判定し、ヒータ制御設定情報を参照して導通角を１００％に設定する。また、マイコン回路３６は、電圧検知値が１５０Ｖよりも大きい場合には２００Ｖ系の交流電源に対応した機種である、すなわち２００Ｖの交流電源に接続されていると判定し、ヒータ制御設定情報を参照して導通角を５０％に設定する。

　図５に戻り、マイコン回路３６は、手検知部１５によって手が検知されたかを判定する（ステップＳ１３）。手が検知されない場合（ステップＳ１３でＮｏの場合）には、待ち状態となる。手が検知された場合（ステップＳ１３でＹｅｓの場合）、すなわち手挿入部２へ使用者の手が挿入された場合には、マイコン回路３６は、ステップＳ１２で設定されたヒータ制御設定に従ってヒータ駆動を開始する（ステップＳ１４）。すなわち、マイコン回路３６は、ヒータ２３への通電制御を開始する。具体的には、マイコン回路３６は、ゼロクロス検知回路３１から電源ゼロクロスポイントを検知したことを示す情報を受けると、検知信号を受けてから導通角に対応する時間の経過後に、オン指令をトライアック３２のゲートに出力する。トライアック３２のゲートにオン指令が入力されると、トライアック３２は通電状態となり、ヒータ２３に電圧が印加される。その後、交流電源４０からの入力電圧がゼロになると、トライアック３２に流れる電流はゼロとなり、ヒータ２３に印加される電圧はゼロとなる。このとき、ゼロクロス検知回路３１は、電源ゼロクロスポイントを検知し、マイコン回路３６に検知信号を通知する。このように、オン指令を受けてから入力電圧がゼロになるまでの間、ヒータ２３に電圧が印加される処理が繰り返し実行される。

　また、マイコン回路３６は、モータ駆動を開始する（ステップＳ１５）。ここでは、マイコン回路３６は、モータ２１への導通角が定められた値となるように制御する。これによって、送風部１０で生成され、ヒータ２３によって加熱された高圧の空気流が、手挿入部２の正面側ノズル１１および背面側ノズル１２から高速の空気流として、手に向かって噴射される。

　その後、マイコン回路３６は、手検知部１５によって手が検知されなくなったかを判定する（ステップＳ１６）。手が検知されている場合（ステップＳ１６でＮｏの場合）には、加熱された高速の空気流を手に向かって噴射する状態が継続される。また、手が検知されなくなった場合（ステップＳ１６でＹｅｓの場合）、すなわち手挿入部２から手が取り出された場合には、マイコン回路３６は、ヒータ駆動を停止し（ステップＳ１７）、マイコン回路３６は、モータ駆動を停止する（ステップＳ１８）。そして、処理がステップＳ１３へと戻る。

　以上のように、実施の形態１では、交流電源４０における電源ゼロクロスポイントを検知するゼロクロス検知回路３１と、交流電源４０を直流電源に変換する直流母線電源３３の電圧値を検知する電圧検知回路３４と、ヒータ２３に直列に接続されるトライアック３２と、電圧検知回路３４での電圧検知値に応じてヒータ２３に印加する電圧を制御するマイコン回路３６と、を備える。マイコン回路３６は、電圧検知値の大きさに応じてヒータ２３への導通角を設定する。電圧検知値が大きいときには、電圧検知値が小さいときに比して、導通角が小さくなるように、導通角は設定される。マイコン回路３６は、手挿入部２に手が挿入された場合にヒータ２３を駆動する。このとき、マイコン回路３６は、ゼロクロス検知回路３１からゼロクロスを検知したことを示す情報を受けると、設定された導通角に対応する時間が経過した後に、トライアック３２にオン指令を出力し、ヒータ２３に交流電圧を印加する。そして、交流電圧がゼロになると、ヒータ２３に印加される交流電圧がゼロとなる。このように、交流電圧の周期のうち設定された導通角に対応する期間に、ヒータ２３に交流電圧を印加することができる。つまり、交流電源４０の電圧値に対応して、空気流が目標温度となるようにヒータ２３に交流電圧を印加することができる。

　電圧検知値が低い場合、一例では手乾燥装置１が、１００Ｖ系の交流電源に対応した機種である場合、すなわち１００Ｖ系の交流電源に接続されている場合には、ヒータ２３への導通角が大きく設定される。電圧検知値が高い場合、一例では手乾燥装置１が、２００Ｖ系の交流電源に対応した機種である場合、すなわち２００Ｖ系の交流電源に接続されている場合には、ヒータ２３への導通角が小さく設定される。これによって、交流電源４０の電圧値が異なっていても、共通のヒータ２３における加熱性能を同等に維持することができる。つまり、交流電源４０の種類に応じた手乾燥装置１の機種間において、ヒータ２３を共通化することができる。この結果、交流電源４０の電源電圧毎に仕様の異なるヒータ２３を使用せずに、交流電源４０の電源電圧が異なる製品間でヒータ２３を共通化することができるという効果を有する。

　また上記した図５の説明では、１００Ｖ系の交流電源に対応した機種と２００Ｖ系の交流電源に対応した機種との場合について、ヒータ制御設定を変える例を示した。しかし、向け先によっては、１１０Ｖの交流電源、１２０Ｖの交流電源、２２０Ｖから２４０Ｖまでの交流電源の３種類の交流電源４０が提供される地域もある。この場合には、導通角の設定を行う際に、電圧毎に場合分けすればよい。すなわち、ヒータ制御設定で、１１０Ｖの交流電源、１２０Ｖの交流電源、２２０Ｖから２４０Ｖまでの交流電源のそれぞれについて、電圧検知値の範囲と導通角とを定めればよい。これによって、電源電圧をさらに細分化してヒータ２３への導通角を設定することが可能となる。

実施の形態２．
　実施の形態１では、電圧検知回路３４で検知された電圧検知値に対してヒータ２３への導通角を設定すると、その後のヒータ２３の駆動時において、導通角は一定としていた。実施の形態２では、ヒータ２３の駆動時において、導通角を変化させる場合を示す。

　実施の形態２に係る手乾燥装置１の構成は、実施の形態１で示したものと同様であるが、制御部３０におけるマイコン回路３６の機能が実施の形態１とは異なる。以下では、実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態２では、マイコン回路３６は、交流電源４０の電圧値の大きさに対して設定されるヒータ２３への通電割合である導通角を目標の導通角とし、目標の導通角よりも大きな導通角でヒータ２３への通電を開始し、定められた時間の経過後に目標の導通角に変更する。つまり、ヒータ制御設定情報における導通角は、目標の設定値となる。そして、マイコン回路３６は、ヒータ２３の駆動開始時は導通角を目標の設定値よりも大きくし、目標の設定値まで徐々に小さくしていく。導通角を変えるタイミング、時間等は任意に設定することができる。

　図７は、実施の形態２に係る手乾燥装置におけるヒータの通電時間と温度との関係の一例を示す図である。この図で、横軸はヒータ２３の通電時間を示し、縦軸はヒータ２３の温度を示している。実線で表記されているグラフＧ１は、実施の形態１における２００Ｖ系の交流電源に対応した機種における、導通角を５０％に設定したときの目標温度に到達するまでの通電時間と温度との関係を示している。破線で表記されているグラフＧ２は、２００Ｖ系の交流電源に対応した機種における、導通角を目標の設定値まで徐々に小さくしていったときの目標温度に到達するまでの通電時間と温度との関係を示している。グラフＧ２では、導通角の目標の設定値は、５０％であるが、導通角を１００％→９０％→８０％→・・・→５０％のように変化させている。

　グラフＧ２の場合、マイコン回路３６は、ヒータ駆動を開始すると、導通角が１００％に設定されている状態であるので、ゼロクロス検知回路３１からゼロクロスを検知したことを示す情報を受けたときに、トライアック３２のゲートにオン指令を出力する。マイコン回路３６は、このオン指令を定められた回数または時間実施した後、導通角を９０％に設定する。マイコン回路３６は、ゼロクロス検知回路３１からゼロクロスを検知したことを示す情報を受けてから、導通角が９０％に対応する時間だけ経過した後に、トライアック３２のゲートにオン指令を出力する。マイコン回路３６は、このオン指令を定められた回数または時間実施した後、導通角が５０％となるまで導通角を１０ポイントずつ低下させて同様の処理を行う。

　グラフＧ１に示されるように、導通角を変化させずに一定として制御すると、ヒータ２３の温度は通電時間とともに徐々に上昇し、目標温度に到達する。これに対して、グラフＧ２に示されるように、通電開始時に目標の設定値よりも大きく導通角を設定し、目標の設定値まで徐々に小さくすることで、立ち上がりで急激に温度が上昇する。このため、速く目標温度に到達させることが可能となる。

　実施の形態２では、マイコン回路３６は、ヒータ２３への通電を開始すると、導通角が大きい値から、目標の設定値まで徐々に導通角を小さくするようにした。これによって、１００％よりも低い導通角が目標の設定値となる場合に、目標の設定値で導通角を設定してヒータ２３への通電を開始した場合に比して、目標温度までの到達時間を短縮することができる。つまり、実施の形態１では、ヒータ２３が温まるまでに時間を要してしまうが、実施の形態２の方式では、ヒータ２３の温度を実施の形態１に比して速く目標温度に到達させることができる。このため、使用者の手をより速く乾かすことが可能となる。

　また、上記した説明では、目標の設定値まで導通角を徐々に小さくしていく方法を説明した。導通角を小さくするステップの数は、１回以上であればよい。一例では、目標の設定値よりも大きな導通角でヒータ２３への通電を定められた時間実施した後に、目標の設定値に変更してもよい。

　さらに、上記した例は、１００Ｖ系の交流電源に対応する機種用のヒータ２３を手乾燥装置１に使用した場合で、２００Ｖ系の交流電源がヒータ２３に印加される場合に有効である。しかし、ヒータ２３の発熱がさらに高いものを選定することによって、１００Ｖ系の交流電源の印加時でも加熱時間を短縮させる効果を期待することができる。

実施の形態３．
　実施の形態１では、マイコン回路３６は、モータ２１への導通角を定められた一定の値となるようにモータ２１を駆動する場合を示した。実施の形態３では、ヒータ２３とともにモータ２１への導通角も変化させる場合を示す。

　実施の形態３に係る手乾燥装置１の構成は、実施の形態１，２で示したものと同様であるが、制御部３０におけるマイコン回路３６の機能が実施の形態１，２とは異なる。以下では、実施の形態１，２と異なる点について説明する。また、以下では、手乾燥装置１が実施の形態２の構成を有するものとして説明する。

　実施の形態３では、マイコン回路３６は、ヒータ２３への通電割合である導通角の変更に応じて、定められた期間におけるモータ２１への通電の期間の割合であるモータ２１への導通角を徐々に大きくする。モータ２１への導通角は、モータ通電割合に対応する。つまり、マイコン回路３６は、目標の設定値に向かってヒータ２３への導通角を徐々に小さくするのに応じて、モータ２１への導通角を徐々に大きくしていく。

　図８は、実施の形態２に係る手乾燥装置における通電時間と消費電力との関係の一例を示す図である。この図において、横軸は通電時間を示し、縦軸は消費電力を示す。実線で表記されているグラフＧ１１は、導通角一定としてモータ２１を駆動したときの消費電力を示し、破線で表記されているグラフＧ１２は、ヒータ２３への導通角を徐々に小さくしたときの消費電力を示している。一点鎖線で表記されているグラフＧ１３は、モータ２１の消費電力とヒータ２３の消費電力とを合成した負荷全体の消費電力を示している。グラフＧ１２に示されるように、ヒータ２３への通電の直後は、ヒータ２３への導通角が大きいため、ヒータ２３で消費される電力は、通電時間中で最大となる。この結果、モータ２１およびヒータ２３の消費電力を合成した負荷全体の消費電力は、グラフＧ１３に示されるように、通電開始時に大きな電力値となっている。

　図９は、実施の形態３に係る手乾燥装置における通電時間と消費電力との関係の一例を示す図である。この図において、横軸は通電時間を示し、縦軸は消費電力を示す。実線で表記されているグラフＧ２１は、モータ２１への導通角を徐々に大きくしたときの消費電力を示し、破線で表記されているグラフＧ２２は、ヒータ２３への導通角を徐々に小さくしたときの消費電力を示している。一点鎖線で表記されているグラフＧ２３は、モータ２１の消費電力とヒータ２３の消費電力とを合成した負荷全体の消費電力を示している。図９でも、グラフＧ２２に示されるように、ヒータ２３への通電の直後は、ヒータ２３への導通角が大きいため、ヒータ２３で消費される電力は、通電時間中で最大となる。一方、実施の形態３では、グラフＧ２１に示されるように、ヒータ２３への導通角が徐々に小さくなるのに応じてモータ２１への導通角を徐々に大きくしている。このように制御することで、グラフＧ２３に示されるように、負荷全体の消費電力を常に一定に保つことができる。また、図８の場合に比して、消費電力を抑制することができ、省エネルギ性を高めることができる。

　実施の形態３では、手乾燥装置１のマイコン回路３６が、ヒータ２３への通電を開始すると、ヒータ２３への導通角については、目標の設定値よりも大きい値から目標の設定値まで徐々に下げるようにし、モータ２１への導通角については、定められた値よりも小さい値から定められた値まで徐々に上げるようにした。これによって、ヒータ２３の目標温度到達時間を実施の形態２の場合と同様となるように維持しながら、負荷全体の消費電力を一定に保つことができる。この結果、温風感を損なうことなく省エネルギ性を向上させることができる。

　また、図８に示される制御では、起動時すなわち通電開始時に大きな突入電流が流れ、電流ヒューズが早切れしたり、電源系の電子部品が劣化したりして早期故障につながる可能性がある。しかし、実施の形態３の図９に示される制御では、起動時の突入電流を抑えることができるため、電源系の電子部品が故障する可能性を低減することができる。

　上記した説明では、モータ２１への導通角を制御することを説明したが、モータ２１への導通角を、位相制御、通電率制御、インバータ制御等を用いて制御してもよい。

実施の形態４．
　実施の形態１では、電圧検知回路３４で検知された電圧検知値に対して導通角を設定すると、その後のヒータ２３の駆動時において、導通角は一定としていた。また、実施の形態２では、ヒータ２３の駆動時において、目標の設定値となるように、導通角を徐々に小さく変化させていた。実施の形態４では、定められた期間よりも長くヒータ２３への通電が行われた場合に、ヒータ２３への導通角を大きくする場合を示す。

　実施の形態４に係る手乾燥装置１の構成は、実施の形態１から３で示したものと同様であるが、制御部３０におけるマイコン回路３６の機能が実施の形態１から３とは異なる。以下では、実施の形態１から３と異なる点について説明する。また、以下では、手乾燥装置１が実施の形態２の構成を有するものとして説明する。実施の形態４では、マイコン回路３６は、ヒータ２３への通電の開始から計時を行い、ヒータ２３への通電時間が定められた時間を経過して、ヒータ２３への通電が継続された場合に、ヒータ２３への導通角を大きくする。

　手を洗った後の手の乾燥時間は、季節または手の洗い方によって違いが出てくることがある。また、使用者によって、手が十分に乾燥したとの認識には個人差がある。一定時間経過しても手の乾燥が十分に行えていない場合、あるいは使用者が手の乾燥が十分に行えていないと感じている場合には、手乾燥装置１の使用時間が長くなる。そこで、マイコン回路３６は、手の乾燥が定められた時間経過しても継続されている場合には、乾燥が不十分であると判断し、ヒータ２３の温度をさらに上昇させる。つまり、ヒータ２３への導通角を目標の設定値よりも上げる。これによって、使用者の温風感を向上させ、乾燥にかかる時間を短くする。

　図１０は、実施の形態４に係る手乾燥装置におけるヒータの通電時間と温度との関係の一例を示す図である。この図で、横軸はヒータ２３の通電時間を示し、縦軸はヒータ２３の温度を示している。ヒータ２３の通電時間が１０秒までは、実施の形態２で説明したように、導通角を１００％から目標の設定値である５０％まで徐々に変化させている。マイコン回路３６は、ヒータ２３の通電の開始から１０秒が経過しても、手が手挿入部２に挿入されている状態が継続している場合、すなわちヒータ２３への通電が継続される場合には、ヒータ２３への導通角の設定値を大きくする。図１０の例では、ヒータ２３への導通角が５０％から７５％に変更されている。なお、図１０では、導通角の設定値を大きくする時間が１０秒である例が示されているが、これは一例であり、任意の時間とすることができる。

　次に、この実施の形態４に係る手乾燥装置１の制御部３０による制御方法について説明する。図１１は、実施の形態４に係るヒータの出力制御方法の手順の一例を示すフローチャートである。なお、実施の形態１の図５と同じ処理には同じステップ番号を付して、その説明を省略する。

　実施の形態４では、マイコン回路３６は、ステップＳ１４でヒータ駆動を開始すると、計時を開始する（ステップＳ３１）。

　また、ステップＳ１６で手が検知されている場合（ステップＳ１６でＮｏの場合）には、ヒータ駆動の開始から定められた時間が経過したかを判定する（ステップＳ３２）。定められた時間が経過していない場合（ステップＳ３２でＮｏの場合）には、処理がステップＳ１６に戻る。定められた時間が経過している場合（ステップＳ３２でＹｅｓの場合）には、マイコン回路３６は、ヒータ２３への導通角を現在の値よりも増加させる（ステップＳ３３）。その後、マイコン回路３６は、手検知部１５によって手が検知されなくなったかを判定する（ステップＳ３４）。手が検知されている場合（ステップＳ３４でＮｏの場合）には、加熱された高速の空気流を手に向かって噴射する状態が継続される。手が検知されなくなった場合（ステップＳ３４でＹｅｓの場合）には、処理がステップＳ１７に移る。

　このような処理によって、使用者が定められた時間以上、手を挿入している場合に、ヒータ２３への導通角を大きくして、ヒータ２３への導通角を大きくする前よりも高速の空気流の温度を高め、使用者への温風感を向上させることができる。

　上記した説明では、マイコン回路３６は、定められた時間以上、手が挿入されている場合に、定められた導通角となるように設定値を変更する方法を示した。しかし、マイコン回路３６は、ヒータ２３への通電時間が定められた時間を経過した場合に、ヒータ２３への導通角を、定められた導通角となるように、徐々に大きくするように制御してもよい。これにより、急激な温度変化により使用者が不快を感じることなく、温風感を向上させることができる。

　また、上記した説明では、実施の形態２の手乾燥装置１に実施の形態４を適用する場合を説明したが、実施の形態１，３の手乾燥装置１に実施の形態４を適用してもよい。

　実施の形態４では、マイコン回路３６は、ヒータ２３への通電を開始すると、計時を開始し、定められた時間以上、ヒータ２３が通電されている場合に、ヒータ２３への導通角を増加させるようにした。これによって、手の乾燥が十分に行えていない場合、あるいは使用者が手の乾燥が十分に行えていないと感じている場合に、温風感を向上させることができるという効果を有する。

　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１　手乾燥装置、２　手挿入部、３　筐体、４　正面部、５　背面部、６　水受け部、７　ドレンタンク、１０　送風部、１１　正面側ノズル、１２　背面側ノズル、１３，１４，１７　ダクト、１５　手検知部、１６　吸気口、１８　エアフィルタ、２１　モータ、２２　ターボファン、２３　ヒータ、３０　制御部、３１　ゼロクロス検知回路、３２　トライアック、３３　直流母線電源、３４　電圧検知回路、３５　電源回路、３６　マイコン回路、４０　交流電源。

Claims

　手挿入部を有する筐体と、
　前記手挿入部に空気流を噴射させるノズルと、
　前記空気流を発生させる送風部と、
　交流電源に接続され、前記空気流を加熱するヒータと、
　前記手挿入部へ挿入されている手を検知する手検知部と、
　前記手検知部からの前記手を検知したことを示す検知信号に基づいて前記送風部および前記ヒータを制御する制御部と、
　を備え、
　前記制御部は、
　前記交流電源の電圧値を推定する電圧推定回路と、
　前記電圧値に応じて前記ヒータへの通電を制御する制御回路と、
　を有することを特徴とする手乾燥装置。
　前記制御回路は、推定された前記電圧値が定められた基準値よりも大きい場合には、推定された前記電圧値が前記基準値よりも小さい場合に比して、定められた期間における前記ヒータへの通電の期間の割合であるヒータ通電割合を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の手乾燥装置。
　前記制御回路は、位相制御によって前記ヒータ通電割合を制御することを特徴とする請求項２に記載の手乾燥装置。
　前記制御回路は、通電率制御によって前記ヒータ通電割合を制御することを特徴とする請求項２に記載の手乾燥装置。
　前記制御回路は、前記交流電源の電圧値の大きさに対して設定される定められた期間における前記ヒータへの通電の期間の割合であるヒータ通電割合を目標のヒータ通電割合とし、前記目標のヒータ通電割合よりも大きなヒータ通電割合で前記ヒータへの通電を開始し、定められた時間の経過後に前記目標のヒータ通電割合に変更することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の手乾燥装置。
　前記制御回路は、前記ヒータへの通電の開始から前記目標のヒータ通電割合まで、徐々に前記ヒータ通電割合を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の手乾燥装置。
　前記送風部は、回転することによって前記空気流を発生させるファンと、前記ファンを回転させるモータと、を有し、
　前記制御回路は、前記ヒータ通電割合の変更に応じて、定められた期間における前記モータへの通電の期間の割合であるモータ通電割合を徐々に大きくすることを特徴とする請求項５または６に記載の手乾燥装置。
　前記制御回路は、前記ヒータへの通電時間が定められた時間を経過した場合に、定められた期間における前記ヒータへの通電の期間の割合であるヒータ通電割合を大きくすることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の手乾燥装置。
　前記制御回路は、前記ヒータへの通電時間が定められた時間を経過した場合に、定められた期間における前記ヒータへの通電の期間の割合であるヒータ通電割合を徐々に大きくすることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の手乾燥装置。