(57)【要約】  外郭を形成する筐体（１０）に設けられた手挿入部と、手挿入部に設けられ空気流を噴出させるノズルと、手挿入部に挿入される手を連続的に検知する手検知部としての手検知センサ（２０）と、筐体（１０）に収納されノズルから空気流を噴出させる気流を発生させる送風部（４０）と、手検知センサ（２０）からの検出信号に応じて送風部（４０）の運転を制御する制御部（３０）とを備える。制御部（３０）は、手検知センサ（２０）からの検出信号により、手挿入部に挿抜される手の速度を算出し、算出した速度に基づき、手挿入部への挿抜から、送風部（４０）を起動あるいは停止するまでの遅延時間を調整する。手の挿入速度および抜き出し速度にかかわらず製品外部に水が飛散しにくく、次に使用するユーザが直ぐに使用できるようになり、使い勝手が向上する。
2017130336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外郭を形成する筐体に設けられた手挿入部と、前記手挿入部に設けられ空気流を噴出させるノズルと、前記手挿入部に挿入される手を連続的に検知する手検知部と、前記筐体に収納され前記ノズルから空気流を噴出させる気流を発生させる送風部と、前記手検知部の検知結果に応じて前記送風部の運転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記手検知部からの検出信号により、前記手挿入部に挿抜される手の速度を算出し、算出した速度に基づき、前記手挿入部への挿抜から、前記送風部を起動あるいは停止するまでの遅延時間を調整することを特徴とする手乾燥装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記手検知部の検知結果により、前記手挿入部に挿入される手の挿入速度を算出し、算出した挿入速度に基づき、前記手検知部が手を検知してから前記送風部を起動するまでの立ち上がり時間を調整することを特徴とする請求項１に記載の手乾燥装置。
【請求項３】
前記制御部は、あらかじめ決定された基準挿入速度を記憶しており、前記手の挿入速度が前記基準速度より速いか否かの判断を行い、前記判断結果に応じて、前記立ち上がり時間を決定することを特徴とする請求項２に記載の手乾燥装置。
【請求項４】
前記制御部は前記手検知部の検知結果により手挿入部から抜かれる手の抜き出し速度を算出し、算出した抜き出し速度に基づき、前記手検知部が手の検知終了から前記送風部を停止するまでの停止遅延時間を調整することを特徴とする請求項１に記載の手乾燥装置。
【請求項５】
前記制御部は、あらかじめ決定された基準抜き出し速度を記憶しており、前記手の抜き出し速度が前記基準速度より速いか否かの判断を行い、前記判断結果に応じて、停止遅延時間を段階的に決定することを特徴とする請求項４に記載の手乾燥装置。
【請求項６】
前記手検知部は、前記手挿入部に配置された電極を備え、前記制御部は前記電極の静電容量を検出する容量検出部と、静電容量の変化から手の移動速度を算出する演算部とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の手乾燥装置。
【請求項７】
前記手検知部は、前記手挿入部の入口側に配置された第１の手検知部と、前記第１の手検知部よりも手挿入部の奥側に配置された第２の手検知部とを備え、前記制御部は前記第１の手検知部および前記第２の手検知部の出力時間の差で手の移動速度を算出する演算部とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の手乾燥装置。
【請求項８】
前記第１の手検知部および前記第２の手検知部は電極で構成され、前記制御部は前記第１の手検知部および前記第２の手検知部の前記電極の静電容量を検出する検出部と、前記第１の手検知部および前記第２の手検知部で検出される静電容量の時間差で手の移動速度を算出する演算部とを備えていることを特徴とする請求項７に記載の手乾燥装置。
【請求項９】
前記手検知部は、前記手挿入部に配置された発光素子と、受光素子とを備え、前記制御部は前記発光素子からの発光光量と、前記受光素子の受光光量との比に基づき、手の移動速度を算出する演算部とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の手乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手乾燥装置に係り、特にユーザの手を検知して作動する手乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手乾燥装置すなわちハンドドライヤの一つに、特許文献１に記載されているように、凹状に形成された乾燥室と、乾燥室を形成するそれぞれの面から空気を噴射するノズル部と、乾燥室の入口付近に配置され乾燥室への手の出入りを検知する手検知部と、ノズル部から噴出する空気を送出するファンモータとを備えた技術が開示されている。この手乾燥装置では、手検知部が手の挿入を検知した場合にファンモータを動作させノズル部から空気を噴出させ、手検知部が手の抜き出しを検知した場合にファンモータの動作を止めるという制御がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７９４５８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、上記従来の技術によれば、手検知部が手を検知してから手が乾燥室に充分挿入される前にファンモータを動作させてノズル部から空気を噴出してしまうと、ノズル部より外側の手に付着した水が使用者の顔に向かって飛散してしまう。このため、通常は手検知部が手を検知してから、あらかじめ決められた遅延時間後にファンモータを動作させ、手首付近まで充分に乾燥室に挿入されてからノズル部から空気が噴出するようにしている。しかしながら、乾燥室への手の挿入速度は使用者によって差がある。このため、手の挿入速度が速い人は挿入が完了しても遅延時間が終了するまでノズル部から空気が噴出しないため使い勝手が悪く、また、手の挿入速度が遅い人は遅延時間が終了する前に手を充分挿入できていない場合もあり、挿入途中でノズル部から空気が噴出され顔などへ水滴が飛散してしまうという問題があった。【０００５】
また、手を乾燥室から取り出す場合も、手検知部が手のないことを検知してからあらかじめ決められた遅延時間後にファンモータの動作を停止させて充分に手が乾燥室から抜かれた後でファンモータの動作を停止させている。この場合も、手を抜く時の速度が速い人では手が充分に抜き出されてもファンモータが停止するまでに遅延時間が未だ多く残っているため停止までに時間がかかる。また、乾燥が不十分で、再度手を挿入して乾燥させたい場合、あるいは使用中のユーザの後ろで使用終了を並んで待っていた別のユーザが手を入れようとしてもまだ動作しているので停止するまで待たなければならない。また、手を抜く時の速度が遅い人では、充分に手を抜き出す前に遅延時間が終了し、ファンモータが停止してしまうという問題もあった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運転立ち上り時間および停止遅延時間を自動的に調整可能な手乾燥装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外郭を形成する本体ケーシングに設けられた手挿入部と、手挿入部に設けられ空気流を噴出させるノズルと、手挿入部に挿入される手を連続的に検知する手検知部と、本体ケーシングに収納されノズルから空気流を噴出させる気流を発生させる送風部と、手検知部からの検知結果に応じて送風部の運転を制御する制御部と、を備える。制御部は、手検知部からの検出信号により、手挿入部に挿抜される手の速度を算出し、算出した速度に基づき、手挿入部への挿抜から、送風部を起動あるいは停止するまでの遅延時間を調整することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る手乾燥装置の機能構成を示すブロック図
【図２】手乾燥装置を示す斜視図
【図３】実施の形態１の手乾燥装置に対して左右方向に平行に延びる鉛直断面から見た断面図
【図４】実施の形態１の手乾燥装置に対して前後方向に平行に延びる鉛直断面から見た断面図
【図５】実施の形態１で用いられる手検知センサの原理説明図
【図６】実施の形態１で用いられる手検知センサの原理説明図
【図７】実施の形態１で用いられる手検知センサの回路構成を示す図
【図８】実施の形態１で用いられる手検知センサの出力について連続的に算出された移動平均値をプロットしたグラフ
【図９】実施の形態２で用いられる手乾燥装置に対して左右方向に平行に延びる鉛直断面から見た断面図
【図１０】実施の形態２で用いられる手乾燥装置に対して前後方向に平行に延びる鉛直断面から見た断面図
【図１１】実施の形態２で用いられる手検知センサの出力をプロットしたグラフ
【図１２】実施の形態２で用いられる手検知センサにおける和信号差信号とをプロットしたグラフ
【図１３】実施の形態２で用いられる手検知センサにおける和信号差信号と到達時間との関係を示すグラフ
【図１４】実施の形態２で用いられる手検知センサにおける和信号差信号と到達時間との関係を示すグラフ
【図１５】実施の形態３の手乾燥装置に対して前後方向に平行に延びる鉛直断面から見た断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかる手乾燥装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため各層あるいは各部材の縮尺が現実と異なる場合があり、各図面間においても同様である。また、断面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付さない場合がある。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る手乾燥装置１であるハンドドライヤの機能構成を示すブロック図、図２は、手乾燥装置を示す斜視図、図３および図４は、手乾燥装置１に対して左右方向および前後方向に平行に延びる鉛直断面から見た断面図である。図３は、図４のＡ−Ａ方向から見た図に相当する図であるが、手乾燥装置１の外郭を構成する筐体１０は、ユーザに対して前後方向に配置された前方張出部である前方フランジ１０ＦＦおよび後方張出部である後方フランジ１０ＲＦを有し、その間に手挿入部１１が形成されている。筐体１０は直方体形状を呈する。以下の説明において、図２に示すＸ軸に沿った正の方向を前方、負の方向を後方とする前後方向で説明し、Ｙ軸に沿った正の方向を右方、負の方向を左方とする左右方向で説明し、Ｚ軸に沿った正の方向を下方、負の方向を上方とする上下方向で説明する。
【００１１】
手乾燥装置１は、図１に機能構成を示すように、手挿入部１１内にユーザの手が挿入されたか否かを検知するための手検知部としての静電容量式の手検知センサ２０と、手検知センサ２０の出力に基づき、送風部４０のオンオフを初めとする送風制御を行う制御部３０と手挿入部１１内に挿入されたユーザの濡れた手を乾燥させるための乾燥風を生成するための送風モータ４１を含む送風部４０とを有する。また手乾燥装置１は、さらに制御部３０に制御されたヒータ５０と、制御部３０への操作信号を出力するための操作部６０とを具備し、電源７０に接続され、電源回路８０を介して制御部３０に供給される電力によって電源供給がなされる。図１中、１０は手乾燥装置筐体を示している。手乾燥装置１は、手挿入部１１内にユーザの手があることを手検知センサ２０が検出した場合、制御部３０からの制御信号に応じて、送風口１２から風が噴射され、ユーザの手に付着している水分を吹き飛ばすように動作する。
【００１２】
電源回路８０は、商用電源として入力される電源７０から、回路を動作させるための制御電源を生成し、制御部３０に出力する。なお、電源回路８０に入力される電源は、交流電源ではなく直流電源であっても良い。例えば、電源回路８０には、商用電源の代わりに、太陽光発電システムあるいは蓄電池から直流電源が入力されるようにしても良い。なお、電源回路８０に直流電源を入力する場合には、電源回路８０は、入力される直流電源を降圧又は昇圧して制御電源を生成するように回路を構成すれば良い。手検知センサ２０は、手挿入部１１に人の手が挿入された場合に検出信号を制御部３０へ出力する。制御部３０は、手検知センサ２０から検出信号が入力された場合に手挿入部１１にユーザの手が挿入されたと判定し、送風部４０の送風モータ４１を動作させて送風口１２に風を送る。
【００１３】
操作部６０に対する操作に応じて制御部３０が手乾燥装置１の運転モードを変更する。操作部６０は、図２の上部に設けられた本体表示部１４Ｍに設けられる。また下部には、ドレン表示部１４Ｄが設けられている。なお操作部６０の設置位置は必ずしも本体表示部１４Ｍに限定されるものではなく、他の場所に配置してもよい。ここで、運転モードとは、風量調整あるいはヒータ５０のオンオフなどである。すなわち、制御部３０は、記憶部３１とＣＰＵを備えた演算部３２を備え、操作部６０に対する操作に応じて、送風モータ４１により駆動されるファンによって送風口１２へ送られる風の風量を設定するとともにヒータ５０のオンオフを設定する。ヒータ５０を入に設定した場合には、送風モータ４１により駆動されるファンによって送風部４０から送風口１２へ送られる空気をヒータ５０で加熱し、温風として送風口１２から吹き出させる。なお、記憶部３１は手検知センサ２０からの検出信号を記憶し、演算部３２は手検知センサ２０からの検出信号に基づき、送風部４０の駆動およびヒータ５０を制御するための演算あるいは指示信号の出力を行う。また、送風口１２は、前面側と背面側とに送風口１２ａ，１２ｂとして配されている。１３は手から吹き飛ばされた水分を収納するためのドレン容器、１３Ｓはドレン容器内の水位を検出するための電極板である。
【００１４】
静電容量検出型近接センサすなわち静電容量式の手検知センサ２０は、人体などによって起こる静電容量の変化を計測して物体すなわち被検出体の接近を検出する。静電容量検出式の手検知センサは大きく２種類の方式に大別できる。
【００１５】
第１の方式に基づく手検知センサ２０の、動作原理図を図５および図６に示す。検出用電極である電極に、大地に対して＋の電圧を加えたとすると、電極には＋の電荷が生じ、電極と大地間に電界が生成される。この電界中に物体が存在すると静電誘導を受けて、電極に近い側に電極と異種の−の電荷が現れ、反対側には＋の電荷が現れる、分極現象が生じる。物体が電極から遠く離れていれば電界は弱いので分極も小さいが、電極に接近するにしたがって電界は強くなり、分極も大きくなる。そして物体に生じた電界の誘導を受けて電極側の＋電荷は増加する。従ってＣ＝Ｑ／Ｖより、電荷Ｑが増加することは、電極の静電容量Ｃが増加することになる。電極容量が最も大きく変化するものは図６に示すように接地された導体であるが、これは電極に引き寄せられる電荷とは反対の電荷が大地へ流れるために、検出用電極２２と導体間の電界が強くなり検出用電極の電荷の増加がより大きくなるからである。開放空間に向けて設置された一つの検出用電極２２が共通接地電位または共通基準電位に対して形成する静電容量すなわち、対地容量を適切な方法で検出および測定する。検出用電極２２に被検出体２００が接近すると、被検出体２００の影響により静電容量が変動するため、この静電容量の変化を測定することで被検出体２００の接近を検出する。
【００１６】
一方、第２の方式に基づく手検知センサは、２個の検出用の第１電極、第２電極間に形成される静電容量すなわち、電極間容量を測定する。この２個の第１電極、第２電極間に被検出体が存在すると、被検出体の影響により電極間容量が変動する。この変化を測定し、被検出体の接近を検出する。
【００１７】
手検知センサ２０は、例えば図７に回路構成を示すように、高周波発振回路を構成するもので、被検出体２００の接近による検出用電極２２の容量変化に応じて発振する発振回路２３と、発振状態を検出する発振状態検出回路２４と、発振状態検出回路２４の出力を電圧等のレベルにより出力する出力回路２５とを具備しているものなどがある。被検出体２００が検出用電極２２に近付くほど検出用電極２２の静電容量が大きくなり、発振回路２３が高い周波数で発振する。発振状態検出回路２４では一定時間ごとの発振回数をカウントし、出力回路２５よりカウント数に応じた電圧を出力する。他にも固定容量のコンデンサとの比較を行う方式などがあるが、検出用電極２２の静電容量が検出可能ならば、特にその手段は問わない。
【００１８】
手挿入部１１は断面Ｕ字状をなしており、正面側の前方フランジ１０ＦＦと、背面側の後方フランジ１０ＲＦとが互いに対向している。前方フランジ１０ＦＦと後方フランジ１０ＲＦとは、その最下部において底面側の内壁によって繋がっている。このように、手挿入部１１は、側面視において、上部が開口した有底の断面Ｕ字状をなしている。さらに、図２に示すように、手挿入部１１の幅方向における両側面は、開放されている。１０Ｓは側壁を示す。１０Ｆは前面壁、１０Ｒは背面壁を示す。
【００１９】
このように、手挿入部１１の下部は、前方フランジ１０ＦＦと後方フランジ１０ＲＦと底壁とによって囲まれた空間である。また、手挿入部１１の上部は、前方フランジ１０ＦＦと後方フランジ１０ＲＦとが対向し、両側面が開放された空間であり、筐体１０の外部から手挿入部１１の中にユーザの手を抜き差しすることが可能である。
【００２０】
手挿入部１１において、前方フランジ１０ＦＦの上部の開口部の近傍には、空気を噴出するノズルが設けられ、後方フランジ１０ＲＦの上部の開口部の近傍には、空気を噴出するノズルが設けられている。ノズルについては、前方フランジ１０ＦＦと後方フランジ１０ＲＦに設けられたノズルが対向配置されている。
【００２１】
手検知センサ２０は、制御部３０から、図３および図４に示すように、送風口１２の付近に筐体１０の内壁に沿って手挿入部１１まで延びる検出用電極２２を有する。検出用電極２２は、板金や基板上に形成された配線の他に、電線、アンテナ線等、絶縁被膜で被覆された導電線であってもよく、誘電体であるユーザの手が手挿入部１１内に挿入されたことにより、筐体１０を介して非接触式に静電容量が変化する導電体であれば任意の材料および構成を採用することができる。
【００２２】
図８は、ユーザの手が手挿入部１１内に挿入されて、そのまま暫くの間維持された場合に検出された検出用電極２２の静電容量Ｃ(ｔ)つまり手検知センサ２０の出力について連続的に算出された移動平均値Ａ(ｔ)をプロットしたグラフである。ここでは、その時点までの例えば５０個の時点の検出値を加算して、サンプル数５０で除したものをその点ｔでの移動平均値Ａ(ｔ)とし、順次最新の５０個の時点の検出値を加算して、移動平均値Ａ(ｔ)を算出していく方法をとる。なお、図８では、ユーザの手が手挿入部１１内に挿入されて、そのまま暫くの間維持されたところまでしかグラフ化していない。
【００２３】
静電容量Ｃ(ｔ)および移動平均値Ａ(ｔ)は、図８に示すように時々刻々と変化するが、制御部３０は、図示しないメモリを用いて経時的に変化する移動平均値Ａ(ｔ)を記憶する。そして制御部３０は、ある時点より前の一定期間における第１の移動平均値Ａ(ｔ１)と、その時点より後の一定時間における第２の移動平均値Ａ(ｔ２)との差ＤＡ(ｔ)を算出する。つまり差ＤＡ(ｔ)＝第２の移動平均値Ａ(ｔ２)−第１の移動平均値Ａ(ｔ１)である。ここである時点より前の一定期間とはたとえばサンプリング間隔τ＝１０ｍｓの５０倍の時間である０．５秒間など、あらかじめ決められた時間とする。そして制御部３０は、この差ＤＡ(ｔ)があらかじめ決められた一定の平均差閾値ＤＡｔｈより大きく、かつ、正の値であるときつまり、移動平均値Ａ(ｔ)が増大したときにＯＮ判定し、負の値であるときつまり、移動平均値Ａ(ｔ)が減少したときにＯＦＦ判定する。
【００２４】
そして、第１の移動平均値Ａ(ｔ１)から、第２の移動平均値Ａ(ｔ２)となるまでの時間を測定し、それぞれに応じた遅延処理を行う。例えば基準速度を３個用意し、４つの領域に分割した。上端部から中央までの距離を所要時間で除した値を基準速度とし、それぞれ時間Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３に相当する基準速度を設定した。つまりτ11＞Ｔ１１である第１領域Ｒ１１、Ｔ１２＜τ11＜Ｔ１１である第２領域Ｒ１２、Ｔ１３＜τ11＜Ｔ１２である第３領域Ｒ１３、τ11＜Ｔ１３である第４領域Ｒ１４に分割する。そして、第１領域Ｒ１１に属する場合、つまり中央に手が到達するまでの時間が長い場合は、手の挿入速度がゆっくりであるため、立ち上がり時間を大きくする。一方、第４領域Ｒ１４に属する場合、つまり中央に手が到達するまでの時間が短い場合は、手の挿入速度が速いことを意味し、立ち上がり時間を小さくする。
【００２５】
制御部３０は、記憶部３１にあらかじめ決定された基準挿入速度を記憶しており、手の挿入速度が前記基準速度より速いか否かの判断を行い、判断結果に応じて、立ち上がり時間を決定することができる。
【００２６】
一方停止までの停止遅延時間についても同様に４つの領域に分割し、それぞれに応じた遅延処理を行う。
【００２７】
制御部３０は、記憶部３１にあらかじめ決定された基準抜き出し速度を記憶しており、手の抜き出し速度が前記基準速度より速いか否かの判断を行い、判断結果に応じて、停止遅延時間を決定することができる。
【００２８】
以上のようにして、手検知センサ２０により手を動かす速度が検出可能となり、手を動かす速度に応じて手乾燥装置１の送風モータ４１が停止状態にあるときから動作するまでの立ち上り時間または動作状態にあるときから停止するまでの停止遅延時間を自動調整できる。手を挿入する速度が速い場合は立ち上がり時間を短く、手を挿入する挿入速度が遅い場合は立ち上がり時間を長くする。そして、手を抜く抜き出し速度が速い場合は停止遅延時間を短く、手を抜く抜き出し速度が遅い場合は停止遅延時間を長くすることができる。
【００２９】
上記構成によれば、ユーザの手を動かす速度に応じてファンモータの運転起動立ち上り時間および停止時間を自動的に調整でき、手の挿入速度が速い場合は立ち上がり時間を短くし、手の挿入速度が遅い場合は立ち上がり時間を長くすることで、手の挿入速度にかかわらず製品外部に水が飛散しにくくなり、また、手を抜く時の速度に応じて停止させることで、抜き出し後間もなく乾燥風が止むことで、次に使用するユーザが直ぐに使用でき、使い勝手が向上する。
【００３０】
なお、手挿入時の送風部駆動の立ち上がり時間および手抜き出し時の停止遅延時間などの遅延時間は、多段制御してもよく、また、連続的に変化させるアナログ制御であってもよい。
【００３１】
また、実施の形態１では静電容量式の手検知センサを構成したが、手の挿入速度、手を抜く時の抜き出し速度を検出できればよく、静電容量式に限定されるものではない。
【００３２】
実施の形態２．
次に、実施の形態２の手検出装置について説明する。実施の形態２の手検知センサ２０は、制御部３０から、図９および図１０に示すように、送風口１２の周囲を介して筐体１０の内壁に沿って手挿入部１１まで延びる一対の第１電極２２ａおよび第２電極２２ｂを有する。手乾燥装置１の作動時、ユーザは、早期に乾燥させることを期待して、乾燥風が吹き出される送風口１２付近に手を移動させる傾向があるので、ユーザの手をより検知し易くするために、第１電極２２ａおよび第２電極２２ｂは、手挿入部１１内において送風口１２の周りを取り囲むように形成されていることが好ましい。第１電極２２ａおよび第２電極２２ｂも実施の形態１と同様、筐体１０を介して非接触式に静電容量が変化する導電体であれば任意の材料および構成を採用することができる。なお、図１０において、第１電極２２ａおよび第２電極２２ｂは重なっていて見えない部分があるため、横に破線で示している。図９は、図１０のＡ−Ａ方向から見た図に相当する図である。
【００３３】
次に図１１および図１２を参照しながら手検知センサ２０の出力および出力処理について説明する。手乾燥装置１は、手検知センサ２０の出力から、ユーザの両方の手が手挿入部１１内に挿入されたことを制御部３０により判断された場合に限り、送風モータ４１の駆動を許可するものである。この手乾燥装置１は、ユーザに対して左右に配置された左側に位置する第１電極２２ａおよび右側に位置する第２電極２２ｂを有する手検知センサ２０を有する。第１電極２２ａおよび第２電極２２ｂは、制御部３０に接続され、送風口１２の周囲から筐体１０の内壁に沿って手挿入部１１の底部まで延びている。図１１は、図２においてユーザの片方の手を手挿入部１１の左側端部ＥLから右側端部Ｅrに向かって徐々に位置をずらしたときのユーザの手の位置と、手検知センサ２０が検出した第１電極２２ａの静電容量および第２電極２２ｂの静電容量とをプロットしたものである。太実線Ｃ1は、手検知センサ２０が検出した第１電極２２ａの静電容量、細実線Ｃ２は、手検知センサ２０が検出した第２電極２２ｂの静電容量である。静電容量の単位は手検知センサ２０の出力を相対値で表したものであり、手の位置は、手挿入部１１の左側端部ＥLからの距離に相当する。図１１および図１２において、いずれも縦軸は静電容量であり、横軸は手の位置を示す。
【００３４】
ただし、図１１のグラフを得るために用いた手乾燥装置１は、左側に位置する第１電極２２ａおよび右側に位置する第２電極２２ｂの制御部３０からの長さが異なり、第１電極２２ａおよび第２電極２２ｂが検出する静電容量の感度にずれが生じる。このため、それぞれのピーク値が同等となるように、右側に位置する第２電極２２ｂの静電容量Ｃ２に対して設定可能な感度係数ｋを乗算したものをプロットしている。なお、制御部３０をできるだけ中央に配置して、左側に位置する第１電極２２ａおよび右側に位置する第２電極２２ｂの長さおよび径等の寸法、ならびに静電容量および抵抗値等の電気特性を同一のものに設計および作製して、感度係数ｋを１と同程度にするように構成することが望ましい。
【００３５】
図１１から明らかなように、ユーザが手を手挿入部１１の左側端部ＥLから徐々に右方へ位置をずらすと、左側に位置する第１電極２２ａの静電容量Ｃ１が増大してピークすなわち極大値に達し、これに遅れて右側に位置する第２電極２２ｂの静電容量Ｃ２が増大してピークすなわち極大値に達する。誘電体であるユーザの手の位置に応じて左側に位置する第１電極２２ａおよび右側に位置する第２電極２２ｂの静電容量Ｃ１，Ｃ２の出力値が異なる。すなわち、第１電極２２ａおよび第２電極２２ｂの静電容量Ｃ１，Ｃ２から、ユーザの手の位置を推定することができ、とりわけユーザの両方の手が手挿入部１１の適正な位置例えば中央位置に挿入されたときは、左側に位置する第１電極２２ａおよび右側に位置する第２電極２２ｂの静電容量Ｃ１，Ｃ２が同時にピークに達する。すなわち、手検知センサ２０は左側に位置する第１電極２２ａおよび右側に位置する第２電極２２ｂの静電容量Ｃ１，Ｃ２を連続的に検出し、制御部３０は、左側に位置する第１電極２２ａの静電容量Ｃ１に、あらかじめ決定された感度係数ｋを掛けた右側に位置する第２電極２２ｂの静電容量Ｃ２を加えたことにより得られる和信号ＣＡを算出し、和信号ＣＡが所定の基準値である和信号閾値ＣＡｔｈより大きいとき、ユーザの左手および右手の少なくともいずれか一方が左側に位置する第１電極２２ａまたは右側に位置する第２電極２２ｂに接近したと検知するように構成されている。
【００３６】
さらに制御部３０は、上記に加えて、左側に位置する第１電極２２ａの静電容量Ｃ１から、あらかじめ決定された感度係数ｋを掛けた右側に位置する第２電極２２ｂの静電容量Ｃ２を引いたものの絶対値をとることにより得られる差信号ＣＤを算出する。差信号ＣＤが所定の基準値である差信号閾値ＣＤｔｈより小さいとき、ユーザの両方の手が左側に位置する第１電極２２ａおよび右側に位置する第２電極２２ｂに接近したと検知して、送風モータ４１を駆動するように制御する。
【００３７】
図１２は、ユーザの片方の手を図２に示す手挿入部１１の左側端部ＥLから右側端部Ｅrに向かって徐々に位置をずらしたときの和信号と差信号とをプロットしたものである。和信号を太実線ＣＡ、差信号を細実線ＣＤで示す。図１２から明らかなように、ユーザの両方の手が手挿入部１１の適正な位置である中央位置に挿入されたときは、和信号ＣＡは極大値を有し、かつ差信号ＣＤは極小値を有する。
【００３８】
片方の手が検出された時点ｔ0から、両方の手が手挿入部１１の適正な位置である中央位置に存在した状態、つまり図１２に示すように、和信号ＣＡは極大値を有し、かつ差信号ＣＤは極小値を有する時点ｔ1までの時間τ01＝ｔ1−ｔ0を算出し、この時間τ01の長さにより、４段階に分け、感度係数ｋを設定する。
【００３９】
仮に、図１３に示すように、手検出センサ２０の検出領域に手が入り、静電容量和ＣＡがわずかに増大した時点ｔ0と、和信号ＣＡは極大値を有し、かつ差信号ＣＤは極小値を有する時点ｔ1までの時間τ01をプロットし、両方の手が手挿入部１１の中央位置にくるまでの時間τ01の大きさに従って４つの領域に分割した。つまり両方の手が手挿入部１１の中央位置にくるまでの時間τ01が、τ01＞Ｔ１である第１領域Ｒ１、Ｔ２＜τ01＜Ｔ１である第２領域Ｒ２、Ｔ３＜τ01＜Ｔ２である第３領域Ｒ３、τ01＜Ｔ３である第４領域Ｒ４に分割する。そして、第１領域Ｒ１に属する場合、つまり中央に手が到達するまでの時間が長い場合は、手の挿入速度がゆっくりであるため、立ち上がり時間を大きくする。一方、第４領域Ｒ４に属する場合、つまり中央に手が到達するまでの時間が短い場合は、手の挿入速度が速いことを意味し、立ち上がり時間を小さくする。
【００４０】
一方、停止までの遅延時間についても同様に４つの領域に分割し、それぞれに応じた遅延時間を割り振り、当該遅延時間にもとづいて遅延処理を行う。
【００４１】
仮に、図１４に示すように、両方の手が手挿入部１１の中央位置にあるとき、和信号ＣＡ１は極大値を有する。また、手検出センサ２０の検出領域の端部から手が抜かれたとき、和信号ＣＡ１はほぼ０となる。静電容量和ＣＡ１が極大値をとる時点ｔ1Rから、静電容量和ＣＡ１がほぼ０となる時点ｔ0Rまでの時間τ11をプロットし、時間τ11の大きさに従って４つの領域に分割した。つまり両方の手が手挿入部１１の中央位置に到達してから手検知部が手の検知終了すなわち抜き出しまでの時間τ11が、τ11＞Ｔ１Ｒである第１領域Ｒ１Ｒ、Ｔ２Ｒ＜τ11＜Ｔ１Ｒである第２領域Ｒ２Ｒ、Ｔ３Ｒ＜τ11＜Ｔ２Ｒである第３領域Ｒ３Ｒ、τ11＜Ｔ３Ｒである第４領域Ｒ４Ｒに分割する。そして、第１領域Ｒ１Ｒに属する場合、つまり中央に手が存在するときから端部に到達するまでの時間が長い場合は、手の抜き出し入速度がゆっくりであるため、停止遅延時間を大きくする。一方、第４領域Ｒ４Ｒに属する場合、つまり中央から手が存在するときから端部に到達するまでの時間が短い場合は、手の抜き出し速度が速いことを意味し、停止遅延時間を小さくする。
【００４２】
実施の形態２によっても実施の形態１と同様の処理が可能となり、運転立ち上り時間および停止遅延時間を自動的に調整可能な手乾燥装置を得ることができる。
【００４３】
実施の形態２では２本の検出用電極を１本の電極のように単位時間ごとの変動量を検出したが、２つの手検知センサで検出される静電容量のピークの時間差で手の移動速度を算出することもできる。
【００４４】
実施の形態３．
図１５は、実施の形態３に係る手乾燥装置２に対して前後方向に平行に延びる鉛直断面から見た断面図である。図１５は、実施の形態１の図４に相当する断面を示す図である。実施の形態３に係る手乾燥装置２は、図１５に示すように、赤外線を発光する発光素子２８ａ，２８ｂと赤外線を検出する受光素子２９ａ，２９ｂとの一対で構成された手検知部である手検知センサ２０を用いている。発光素子２８ａ，２８ｂと受光素子２９ａ，２９ｂは手挿入部１１を挟むように対向して手挿入部１１に正面側の壁と手挿入部１１の背面側の壁に設けられ、手挿入部１１に挿入された手によって発光素子２８ａ，２８ｂからの赤外線が遮断され受光素子２９ａ，２９ｂで受光できなくなることで手を検知する光学式の手検知センサ２０を手挿入部１１の開口側と手挿入部１１の奥側との２列に設けて構成し、それぞれの手検知の時間ずれから手の速度を求めてもよい。つまり出力の時間差から手の挿入速度および抜き出し速度を求めることができる。
【００４５】
制御部３０は発光素子２８ａ，２８ｂからの発光光量と、受光素子２９ａ，２９ｂの受光光量との比に基づき、手の移動速度を算出する演算部とを備え、演算部で算出された光量比に基づき、手の挿抜速度を算出して、立ち上がり時間と停止遅延時間とを決定する。演算処理については、実施の形態１，２と同様の処理を用いても良いし、他の処理を用いてもよい。
【００４６】
本実施の形態によれば、ユーザの手を動かす速度に応じて運転立ち上り時間あるいは停止遅延時間を自動的に調整でき、手の挿入速度が速い場合は立ち上がり時間を短く、手の挿入速度が遅い場合は立ち上がり時間を長く、手を抜く速度が速い場合は停止遅延時間を短く、手を抜く速度が遅い場合は停止遅延時間を長くすることで、手の挿入速度あるいは抜き出し速度にかかわらず製品外部に水が飛散しにくく、次に使用するユーザが直ぐに使用できるようになり、使い勝手が向上する。
【００４７】
なお、実施の形態では、手の乾燥処理を行う空間である乾燥処理空間として、手を挿入可能な凹状空間である手挿入部１１が、筐体１０の上部にあり、横方向から手を挿入するタイプの手乾燥装置について説明したが、本発明の手乾燥装置の構成はこれに限定されるものではない。たとえば、箱状の筐体の下面に筐体の外部空間に向かって下向きに空気を吹き出すノズルを配置し、筐体の下面の空間を乾燥処理空間とし、乾燥処理空間に配置された手にノズルからの空気流を当てて乾燥させる手乾燥装置を構成してもよい。
【００４８】
また、実施の形態では、手検知センサは連続して駆動されるが、間欠駆動でもよいし、別途人感センサを設けておき、人が近づいたときにのみ、連続駆動されるようにしてもよい。なお、本明細書では、運転立ち上り時間および停止遅延時間など、手ありなしの判定から実際に駆動または停止されるまでの時間を、遅延時間というものとする。
【００４９】
本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、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。これら新規な実施の形態は、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。これら実施の形態およびその変形は、発明の範囲に含まれるとともに、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】
【００５０】
１，２  手乾燥装置、１０  筐体、１０Ｆ  前面壁、１０Ｒ  背面壁、１０ＦＦ  前方フランジ、１０ＲＦ  後方フランジ、１０Ｓ  側壁、１１  手挿入部、１２，１２ａ，１２ｂ  送風口、１２Ｎ  ノズル、１３  ドレン容器、１３Ｓ  電極板、１４Ｍ  本体表示部、１４Ｄ  ドレン表示部、１５  ルームサーモ、１７  吸気口、１８  エアフィルタ、１９  風路、２０  手検知センサ、２２  検出用電極、２２ａ  第１電極、２２ｂ  第２電極、２３  発振回路、２４  発振状態検出回路、２５  出力回路、３０  制御部、３１  記憶部、３２  演算部、４０  送風部、４１  送風モータ、４２  フレーム、４３  入口、４４  送出口、５０  ヒータ、６０  操作部、７０  電源、８０  電源回路、ＥL  左側端部、Ｅr  右側端部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月18日(2018.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手を乾燥させる空間である手挿入部に向けて空気流を噴出させるノズルと、前記手挿入部に挿入される手を連続的に検知する手検知部と、前記ノズルから空気流を噴出させる気流を発生させる送風部と、前記手検知部の検知結果に応じて前記送風部の運転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記手検知部からの検出信号により、前記手挿入部に挿抜される手の速度を算出し、算出した速度に基づき、前記手挿入部への挿抜から、前記送風部を起動あるいは停止するまでの遅延時間を調整することを特徴とする手乾燥装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記手検知部の検知結果により、前記手挿入部に挿入される手の挿入速度を算出し、算出した挿入速度に基づき、前記手検知部が手を検知してから前記送風部を起動するまでの立ち上がり時間を調整することを特徴とする請求項１に記載の手乾燥装置。
【請求項３】
前記制御部は、あらかじめ決定された基準挿入速度を記憶しており、前記手の挿入速度が前記基準挿入速度より速いか否かの判断を行い、前記判断結果に応じて、前記立ち上がり時間を決定することを特徴とする請求項２に記載の手乾燥装置。
【請求項４】
前記制御部は前記手検知部の検知結果により手挿入部から抜かれる手の抜き出し速度を算出し、算出した抜き出し速度に基づき、前記手検知部が手の検知終了から前記送風部を停止するまでの停止遅延時間を調整することを特徴とする請求項１に記載の手乾燥装置。
【請求項５】
前記制御部は、あらかじめ決定された基準抜き出し速度を記憶しており、前記手の抜き出し速度が前記基準抜き出し速度より速いか否かの判断を行い、前記判断結果に応じて、停止遅延時間を段階的に決定することを特徴とする請求項４に記載の手乾燥装置。
【請求項６】
前記手検知部は、前記手挿入部を形成する壁体に配置された電極を備え、前記制御部は前記電極の静電容量を検出する容量検出部と、静電容量の変化から手の移動速度を算出する演算部とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の手乾燥装置。
【請求項７】
前記手検知部は、前記手挿入部を形成する壁体の入口側に配置された第１の手検知部と、前記第１の手検知部よりも手挿入部を形成する壁体の奥側に配置された第２の手検知部とを備え、前記制御部は前記第１の手検知部および前記第２の手検知部の出力時間の差で手の移動速度を算出する演算部とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の手乾燥装置。
【請求項８】
前記第１の手検知部および前記第２の手検知部は電極で構成され、前記制御部は前記第１の手検知部および前記第２の手検知部の前記電極の静電容量を検出する検出部と、前記第１の手検知部および前記第２の手検知部で検出される静電容量の時間差で手の移動速度を算出する演算部とを備えていることを特徴とする請求項７に記載の手乾燥装置。
【請求項９】
前記手検知部は、前記手挿入部を形成する壁体に配置された発光素子と、受光素子とを備え、前記制御部は前記発光素子からの発光光量と、前記受光素子の受光光量との比に基づき、手の移動速度を算出する演算部とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の手乾燥装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、手を乾燥させる空間である手挿入部に向けて空気流を噴出させるノズルと、前記手挿入部に挿入される手を連続的に検知する手検知部と、前記ノズルから空気流を噴出させる気流を発生させる送風部と、前記手検知部の検知結果に応じて前記送風部の運転を制御する制御部と、を備える。制御部は、手検知部からの検出信号により、手挿入部に挿抜される手の速度を算出し、算出した速度に基づき、手挿入部への挿抜から、送風部を起動あるいは停止するまでの遅延時間を調整することを特徴とする。
【国際調査報告】
2017130336.tif 000018
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