(57)【要約】【課題】乾燥風を暖めるヒータの動作状態を検出が可能となり、ヒータの異常を検出するための専用の温度検出機能を不要とでき、簡素で安価な手乾燥装置を提供できる。【解決手段】手挿入検出時に乾燥温風を発光手段としてのＬＥＤ４に通過させることでこのＬＥＤ４を加熱してその光の強さを変化させ、その変化を受光手段としてのフォトダイオード５の出力と記憶手段としてのメモリに記憶した基準出力値を比較することにより検出することで、手挿入時にＬＥＤ４の光の強さに変化が無い場合はヒータ３の異常と判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
手を挿入し乾燥させる乾燥室と、乾燥室に風を送り込む送風機と、乾燥室に送り込む風を暖めるヒータと、ヒータにより暖められた風が流れる乾燥温風の風路と、発光手段と、前記発光手段の光を受け電圧を発生する受光手段と、前記送風機を駆動する送風機駆動手段と、前記ヒータを駆動するヒータ駆動手段と、前記発光手段の電流を制限する電流制限手段と、前記発光手段を駆動する基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、前記発光手段を駆動するとともに、前記受光手段の出力変化により乾燥室への手の挿入を判定する制御手段と、前記受光手段の出力の基準値を記憶する記憶手段を備え、前記発光手段と前記受光手段を乾燥室の上部に向かい合わせに配置し、かつ、前記発光手段を乾燥温風の風路内に設置し、手挿入検出時に乾燥温風を前記発光手段に通過させることでこの発光手段を加熱してその光の強さを変化させ、その変化を前記受光手段の出力と前記記憶手段に記憶した基準出力値を比較することにより検出することで、手挿入時に前記発光手段の光の強さに変化が無い場合はヒータの異常と判定することを特徴とする手乾燥装置。
【請求項２】
前記発光手段の光の強さの変化を検出するタイミングは、手が抜かれた直後であることを特徴とする請求項１記載の手乾燥装置。
【請求項３】
乾燥風路内に設置した前記発光手段と前記ヒータとの間にフィルタを挿入したことを特徴とする請求項１または２記載の手乾燥装置。
【請求項４】
乾燥風路内の風の流れを前記発光手段への乾燥風と手を乾かす乾燥風に分離することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つ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、洗面所やトイレ等で手を洗い、濡れた手を乾燥させる手乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の手乾燥装置では、手の乾燥時間を短縮するため、乾燥風の温度を上げる目的でヒータを利用することが多く、そのヒータの異常検出としては次のような方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図５を用いてその構成を説明する。乾燥風を生成するためのモータ１０５、乾燥風の温度を上げるヒータ１０６、それらを駆動するためのモータ駆動回路１０３、ヒータ駆動回路１０４、乾燥風の温度を検出ための温度センサー１０１、温度センサー１０１の出力から乾燥風の温度を判定し、モータ駆動回路１０３、ヒータ駆動回路１０４を通じてモータ１０５、ヒータ１０６を制御するマイクロコンピュータ１０２から構成されている。
【０００４】
運転中に温度センサー１０１からの出力値がある閾値以下であると、モータ１０５あるいはヒータ１０６のいずれか、または、２つともが異常であると判断し、モータ１０５、ヒータ１０６への通電を停止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１９７４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の乾燥装置では、モータやヒータの異常を判定するために、乾燥風の温度を実際に測定する必要があり、専用の温度センサーが必要となる。そのため、装置全体が大型、高価格となる。また、温度センサーの出力信号を判定する専用のソフトウェアのロジックが必要となるため、マイクロコンピュータのソフトウェア構造が複雑となる、ソフトウェアの開発工数が大きくなる、さらに、ソフトウェアの信頼性を確保するための評価工数が大きくなる、という課題があった。
【０００７】
本発明は上記のような従来の課題を解決するものであり、半導体を利用した手挿入のセンシング部分に乾燥風を通す構造とし、乾燥風で半導体部を加熱することで半導体の温度特性変化により乾燥風の温度変化を検出する。これにより、乾燥風を暖めるヒータの動作状態を検出が可能となり、ヒータの異常を検出するための専用の温度検出機能を不要とでき、簡素で安価な手乾燥装置を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
手を挿入し乾燥させる乾燥室と、乾燥室に風を送り込む送風機と、乾燥室に送り込む風を暖めるヒータと、ヒータにより暖められた風が流れる乾燥温風の風路と、発光手段と、前記発光手段の光を受け電圧を発生する受光手段と、前記送風機を駆動する送風機駆動手段と、前記ヒータを駆動するヒータ駆動手段と、前記発光手段の電流を制限する電流制限手段と、前記発光手段を駆動する基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、前記発光手段を駆動するとともに、前記受光手段の出力変化により乾燥室への手の挿入を判定する制御手段と、前記受光手段の出力の基準値を記憶する記憶手段を備え、前記発光手段と前記受光手段を乾燥室の上部に向かい合わせに配置し、かつ、前記発光手段を乾燥温風の風路内に設置し、手挿入検出時に乾燥温風を前記発光手段に通過させることでこの発光手段を加熱してその光の強さを変化させ、その変化を前記受光手段の出力と前記記憶手段に記憶した基準出力値を比較することにより検出することで、手挿入時に前記発光手段の光の強さに変化が無い場合はヒータの異常と判定することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、専用の温度検出機能を用いずに、乾燥風を暖めるヒータの異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を示す第一の図
【図２】本発明の実施の形態１の構成を示す第二の図
【図３】本発明の実施の形態２の構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態３の構成を示す図
【図５】従来の構成を示す簡略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の請求項１記載の手乾燥装置は、手を挿入し乾燥させる乾燥室と、乾燥室に風を送り込む送風機と、乾燥室に送り込む風を暖めるヒータと、ヒータにより暖められた風が流れる乾燥温風の風路と、発光手段と、前記発光手段の光を受け電圧を発生する受光手段と、前記送風機を駆動する送風機駆動手段と、前記ヒータを駆動するヒータ駆動手段と、前記発光手段の電流を制限する電流制限手段と、前記発光手段を駆動する基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、前記発光手段を駆動するとともに、前記受光手段の出力変化により乾燥室への手の挿入を判定する制御手段と、前記受光手段の出力の基準値を記憶する記憶手段を備え、前記発光手段と前記受光手段を乾燥室の上部に向かい合わせに配置し、かつ、前記発光手段を乾燥温風の風路内に設置し、手挿入検出時に乾燥温風を前記発光手段に通過させることでこの発光手段を加熱してその光の強さを変化させ、その変化を前記受光手段の出力と前記記憶手段に記憶した基準出力値を比較することにより検出することで、手挿入時に前記発光手段の光の強さに変化が無い場合はヒータの異常と判定する構成としたものである。
【００１２】
これにより、前記発光手段を乾燥温風の風路内に設置し、手挿入検出時に乾燥温風を前記発光手段に通過させることで加熱してその光の強さを変化させ、その変化を前記受光手段の測定出力と前記記憶手段に記憶した基準出力値を比較することにより検出する。
【００１３】
よって、手挿入時に前記発光手段の光の強さに変化が無い場合はヒータの異常と判定することができる、という効果を奏する。
【００１４】
本発明の請求項２記載の発明は、前記発光手段の光の強さの変化を検出するタイミングは、手が抜かれた直後であることを特徴としたものである。
【００１５】
これにより、乾燥風が停止した直後は加熱された前記発光手段の温度が送風機の慣性による駆動やヒータの余熱によってすぐに低下しないことを利用する。
【００１６】
よって、手を挿入している間は前記発光手段の光がなく、手を挿入している間にヒータの判定ができなくても、手を抜いた直後にヒータの異常を判定することができる、という効果を奏する。
【００１７】
本発明の請求項３記載の発明は、前記ヒータと前記発光手段の間にフィルタを挿入する構成とするものである。
【００１８】
これにより、乾燥風に混入している粉塵などを取り除く。
【００１９】
よって、前記発光手段への異物の付着を防ぎ、前記発光手段の信頼性を高め、寿命を延ばすことができる、という効果を奏する。
【００２０】
本発明の請求項４記載の発明は、乾燥風路に整流するための整流板を追加したものである。
【００２１】
これにより、乾燥風の流れを前記発光手段のためにバイパスする構造とし、バイパス経路にのみフィルタを設置する構成とする。
【００２２】
よって、乾燥風路全体をフィルタで覆うことをなくし、乾燥風路の圧損を減らすことで乾燥風量を確保できる、という効果を奏する。
【００２３】
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。
【００２４】
（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態の手乾燥装置は、天面部から手を挿入し乾燥させる乾燥室１と、乾燥室１に風を送り込む送風機２と、乾燥室１に送り込む風を暖めるヒータ３を備えている。
【００２５】
乾燥室１の上部には、この乾燥室１への手の挿抜を迅速に検出するために使用する発光手段としてのＬＥＤ４と受光手段としてのフォトダイオード５を向かい合わせに配置するようにする。
【００２６】
また、乾燥室１の上部には、ヒータ３で温めた乾燥風を吹き出す吹き出し口１２を設け、吹き出し口１２は風路１４を介してヒータ３に連通している。
【００２７】
すなわち、風路１４は、ヒータ３で温められた乾燥温風を吹き出し口１２へ送るものである。ＬＥＤ４は、この風路１４内に配置している。
【００２８】
また、手乾燥装置の内部には、送風機２を駆動するトライアック６と、ヒータ３を駆動するトライアック７と、ＬＥＤ４を駆動するとともにフォトダイオード５の出力変化に応じて乾燥室１への手の挿抜を判定する制御手段としてのマイコン８と、ＬＥＤ４への電流を制限する制限抵抗９と、ＬＥＤ４を駆動する基準電圧を生成する５Ｖ電源１０と、フォトダイオード５の出力の基準値を記憶する記憶手段としてのメモリ１１を備えている。
【００２９】
そして、トライアック６、トライアック７、マイコン８、制限抵抗９、５Ｖ電源１０、メモリ１１により制御回路１３を構成する。
【００３０】
まず、上記構成における本発明の手乾燥装置の基本動作について説明する。
【００３１】
ＬＥＤ４に電流を流して発光させると、フォトダイオード５はＬＥＤ４の光を受けて電圧を出力する。したがって、フォトダイオード５の出力電圧はＬＥＤ４の発光時に同期して電圧を出力することとなる。ＬＥＤ４の発光が連続的であれば電圧は連続して出力され、ＬＥＤ４の発光が断続的であれば出力電圧も断続して出力される。
【００３２】
次に、乾燥室１の上部に設置されたＬＥＤ４とフォトダイオード５の間に手が挿入されると、ＬＥＤ４の光が手で遮られ、フォトダイオード５に到達しなくなる。これを検知して乾燥室１への手の挿入の有無を判定する。
【００３３】
具体的には、マイコン８でＬＥＤ４の駆動状態とフォトダイオード５の出力電圧状態を比較しながら監視し、ＬＥＤ４の発光時とフォトダイオード５の電圧の出力時が同期しなくなったとき、すなわち、フォトダイオード５の出力電圧が検出されるべきときに検出できなかった場合に、乾燥室１に手が挿入されたと判断する。
【００３４】
そして、マイコン８は、手が挿入されたと判断した直後から、トライアック６とトライアック７を駆動して送風機２とヒータ３を起動する。
【００３５】
送風機２から送られた空気はヒータ３で暖められ、乾燥温風として、風路１４を通り吹き出し口１２から吹き出される。この乾燥温風が手にあたることで手を乾燥させることができる。
【００３６】
ＬＥＤ４の発光時とフォトダイオード５の電圧の出力時が同期していない間は、送風機２とヒータ３の運転を継続し、乾燥室１への乾燥温風の供給を継続する。
【００３７】
フォトダイオード５の電圧の出力時とＬＥＤ４の発光時との同期が再び確定した時点で手が乾燥室１から抜かれたと判断し、送風機２とヒータ３を停止させて、乾燥温風の供給を停止する。
【００３８】
ヒータ３が正常であれば乾燥温風の温度は高くなり、手の乾燥を促進させることができるが、ヒータ３に何らかの異常があると、温風が出なくなり、冷風などによってユーザに不快感を与えることがあるため、ヒータ３の異常検出は確実に行う必要がある。
【００３９】
従来の技術では、ヒータ３の異常は、乾燥温風の温度を温度センサーなどで実際に測定して判定することでその異常の検出を行ってきた。
【００４０】
本発明の実施の形態では、ヒータ３の異常検出に手の挿抜の判定に使用しているＬＥＤ４を利用している。
【００４１】
ＬＥＤ４は光半導体で構成されている。一般に、光半導体は周囲温度が高くなるとＶｆ（以下順電圧）が低くなる性質を持っている。本実施の形態では、この性質を利用してヒータ３の動作状況を確認している。
【００４２】
すなわち、ヒータ３により暖められる乾燥温風でＬＥＤ４を加熱し、ＬＥＤ４の順電圧を変化させてヒータ３の動作状況を確認するものである。
【００４３】
以下にその特徴としての構成について説明する。
【００４４】
まず、図１に示すように、乾燥室１に手が挿入されたときに駆動される送風機２で発生した風は、ヒータ３を通ることで暖められ、風路１４を通って吹き出し口１２から乾燥室１に送り込まれる。ＬＥＤ４は、図１に示すように、風路１４内に設置している。また、ＬＥＤ４は手の検出を迅速に行うために吹き出し口１２が風路１４の最上段に配置して、吹き出し口１２の下側に配置する。吹き出し口１２が風路１４の最上部にない場合は、ＬＥＤ４は、手の検出がより迅速になる風路１４の最上部に配置することが望ましい。
【００４５】
次に、前記構成を備えた本実施の形態の回路の動作について説明する。制御回路１３は図２に示すような構成となっている。
【００４６】
ＬＥＤ４の駆動回路は、５Ｖ電源１０とマイコン８の間にＬＥＤ４と制限抵抗９を直列に挿入した回路としている。
【００４７】
ＬＥＤ４に流れる電流は、５ＶからＬＥＤ４の順電圧降下値を引いた電圧値を制限抵抗９の抵抗値で割った値となる。この電流値によりＬＥＤ４の光の強さが増減する。手挿入検出時はヒータ３で加熱した乾燥風がＬＥＤ４を通過すると、ＬＥＤ４は加熱されて、アノード−カソード間の順電圧が低下する。
【００４８】
しかし、５Ｖ電源１０は常に電圧が一定であるため、制限抵抗９の両端にかかる電圧が高くなり、結果ＬＥＤ４に流れる電流は増加する。これにより、ＬＥＤ４の光は強くなる。
【００４９】
フォトダイオード５は、受光する光の強さによりその出力電圧が増減する。つまり、ＬＥＤ４の光の強さが変化すると、フォトダイオード５の出力電圧も変化する。これを利用してヒータ３の異常検出を行っている。
【００５０】
マイコン８は、通常の周囲温度（例えば２５℃）のフォトダイオード５の出力電圧を基準電圧としてメモリ１１に記憶しておき、ヒータ３が運転されたときにフォトダイオード５の出力電圧とメモリ１１の基準電圧を比較する。
【００５１】
ヒータ３が正常に動作している場合は、ＬＥＤ４が加熱されることでＬＥＤ４の光の強くなり、フォトダイオード５の出力電圧は上昇するためフォトダイオード５の出力電圧はメモリ１１の基準電圧を上回ることになる。ところが、ヒータ３に何らかの異常がある場合は、ＬＥＤ４が加熱されないため、フォトダイオード５の出力電圧はメモリ１１の基準電圧と同等、あるいは低温の乾燥風による冷却効果によりＬＥＤ４の順電圧が低下するためＬＥＤ４の光は弱くなり、フォトダイオード５の出力電圧が低下する。よって、フォトダイオード５の出力電圧とメモリ１１の基準電圧を比較することで、ヒータ３の異常の有無を判定することができる。
【００５２】
通常は、手の挿抜の検出精度を高めるために、乾燥室１の上方にＬＥＤ４とフォトダイオード５の対が複数（通常３つ以上）用意されている。ＬＥＤ４とフォトダイオード５の対が複数用意されている場合の手の検出パターンとしては、１）複数のうちのいずれかのＬＥＤ４とフォトダイオード５の対が手に反応するパターンと、２）複数のＬＥＤ４とフォトダイオード５の対全てが手に反応するパターンがある。１）の場合は、手に反応していないフォトダイオード５の出力を確認することで、ヒータ３の異常を判定することができる。２）の場合は、手を検出している間はフォトダイオード５の出力が全て無くなるため、ヒータ３を運転している最中には異常を判定することができない。この場合は、手が抜かれた直後にフォトダイオード５の出力電圧をメモリ１１の基準電圧と判定を行うようにする。手が抜かれた直後に判定を行った際の判定の精度については、乾燥室１から実際に手が抜かれてから手が抜かれたとマイコン８で判断するまでの遅れ時間は数十ｍｓであること、また、送風機２はすぐに停止せずに慣性による回転で１〜２秒は送風を継続すること、さらにヒータ３の余熱と、ＬＥＤ４の放熱性からＬＥＤ４の温度はほとんど低下しないため、ヒータ３の異常判定は可能である。
【００５３】
（実施の形態２）
図３に示すように、ヒータ３とＬＥＤ４の間にフィルタ１５を挿入する構成とし、他の部分は、図１と同じ構成とする。手乾燥装置のような瞬時に高風量を要求される装置では、高速回転が可能なＡＣブラシモータが使用されることが多い。ＡＣブラシモータはブラシの磨耗によりブラシ粉が発生するので、乾燥温風にブラシ粉が混入する。これをフィルタ１５により除去することで、ＬＥＤ４への異物の付着を防ぎ、装置全体の信頼性を高め、寿命を長くすることができる。
【００５４】
（実施の形態３）
図４に示すように、風路に整流板１６を追加する構成とし、他の部分は図３と同じ構成とする。実施の形態２では、フィルタ１５を風路１４の全面を覆うように追加しているため、乾燥温風に対する圧損となり、乾燥温風の風量が減少することも考えられる。そこで、図４のように、ＬＥＤ４へ乾燥温風をバイパスさせる整流板１６を追加し、ＬＥＤ４へ流れる乾燥風に対してのみフィルタ１５を設置することで風路１４の圧損を小さくし、乾燥温風の風量を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、高風速を用いて水滴を吹き飛ばし、手を乾燥させる乾燥装置として適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１    乾燥室
２    送風機
３    ヒータ
４    ＬＥＤ
５    フォトダイオード
６    トライアック
７    トライアック
８    マイコン
９    制限抵抗
１０  ５Ｖ電源
１１  メモリ
１２  吹き出し口
１３  制御回路
１４  風路
１５  フィルタ
１６  整流板
【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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