WO2018037555A1

WO2018037555A1 - 手乾燥装置

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Publication number: WO2018037555A1
Application number: PCT/JP2016/074982
Authority: WO
Inventors: 森　亮二; 達也藤村; 勇輝福田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-08-26
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: JPWO2018037555A1; JP6541889B2

Abstract

手を検知する手検知部（１６）と、高圧空気流を発生させる電動送風機（１４）と、手検知部（１６）が手を検知した場合に電動送風機（１４）を駆動させる制御部（１３）と、電動送風機（１４）が発生させた高圧空気流を高速空気流に変換して噴射するノズル（１５）が形成された本体筐体（１１）とを備え、手検知部（１６）は、電極（１７）と、電極（１７）からの距離が各々異なる電極（１８ａ，１８ｂ）とを有する相互容量方式の静電容量センサであり、電極（１７）と組み合わせる電極（１８ａ，１８ｂ）を、時分割で順番に変えて手を検知する。

Description

手乾燥装置

　本発明は、濡れた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を衛生的に行う必要がある。そのために、洗浄後の濡れた手をタオル又はハンカチで拭くのではなく、手に高速空気流を噴射して、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。

　片面吹出型の手乾燥装置は、外郭を形成する本体と、本体の下面又は側面に設けられた吸気口と、本体に配置されて吸気口から吸気した空気による高圧空気流を発生させる電動送風機と、本体の下方に差し出された手を検知する手検知部と、手検知部が手を検知した場合に電動送風機を駆動する制御部と、電動送風機からの高圧空気流を高速空気流に変換して吹き出すノズルとを備えている。

　この種の手乾燥装置の手検知手段には、太陽光又は照明といった外来光の影響を受けず、ケース表面が汚れることによる手検知性能への影響が無い、静電容量センサが知られている。

　静電容量センサは、センサに用いる電極の静電容量の変化を測定して手を検知する。静電容量センサは、特許文献１に開示されるように、対となる電極同士の間に形成される静電容量を測定する相互容量方式のものも検討されている。

特開２０１４－１１７５４８号公報

　相互容量方式の静電容量センサを手の検知に用いた場合、電極間隔が短いと結合力が強くなるため検知精度が高くなり周囲の影響を受けにくくなるが、検知距離が短くなってしまう。つまり、電極間隔が短い相互容量方式の静電容量センサは、遠くにある手を検知することができない。一方、電極間隔が長いと結合力が弱くなるため検知距離は長くなるが、周囲の影響を受けやすく検知精度が低くなる。検知精度が低い相互容量方式の静電容量センサは、誤作動を低減するために情報を多く得る必要があり、情報の取得に要する時間が長くなってしまう。したがって、近くに手がある場合でも、手を検知するまでの時間が長くなってしまう。相互容量式の静電容量センサは、同一平面上に電極を配置した場合、長い検知距離と高い検知精度との両方を兼ね備えた設計が困難である。

　片面吹出型の手乾燥装置では、壁面との空間を確保するためにノズルを端面に配置することが多く、手検知を行いたいノズル付近のスペースが限られており、複数のセンサを搭載することは困難である。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、長い検知距離と高い検知精度とを兼ね備えた手検知手段を有す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、本発明は、手を検知する手検知部と、高圧空気流を発生させる電動送風機と、手検知部が手を検知した場合に電動送風機を駆動させる制御部と、電動送風機が発生させた高圧空気流を高速空気流に変換して噴射するノズルが形成された本体筐体とを備える。手検知部は、第１の電極と、第１の電極からの距離が各々異なる複数の第２の電極とを有する相互容量方式の静電容量センサであり、第１の電極と組み合わせる第２の電極を、時分割で順番に変えて手を検知する。

　本発明に係る手乾燥装置は、長い検知距離と高い検知精度とを兼ね備えた手検知手段を有するという効果を奏する。

本発明の実施の形態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手検知手段の動作を示す模式図実施の形態１に係る手乾燥装置の手検知手段の模式図実施の形態１に係る手乾燥装置の手検知手段の模式図実施の形態１に係る手乾燥装置の制御部の機能をハードウェアで実現した構成を示す図実施の形態１に係る手乾燥装置の制御部の機能をソフトウェアで実現した構成を示す図

　以下に、本発明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。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い。

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態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る。手乾燥装置１０は、図１、図２に示すように壁面１９に設置され、外殻をなす本体筐体１１と、本体筐体１１内に収容され高圧空気流を送風する電動送風機１４と、本体筐体１１の下面に設けられ、本体筐体１１の下方に差し出された手を検知する手検知部１６と、手検知部１６が手を検知した場合に電動送風機１４を駆動させる制御部１３と、本体筐体１１の側面に設けられた吸気口１２と、本体筐体１１の下面に設けられ、空気流を噴射するノズル１５とを備えている。手検知部１６は、第１の電極である電極１７と、第２の電極である電極１８ａ及び電極１８ｂとを備えている。なお、吸気口１２は、本体筐体１１の下面に設けられていてもよい。

　手乾燥装置１０は、本体筐体１１の下方に手が差し出されると、手検知部１６にて手を検知し信号を制御部１３に送信する。手検知部１６の検知結果に基づいて制御部１３は電動送風機１４を駆動させる。電動送風機１４が動作すると、手乾燥装置１０の外の空気が本体筐体１１の側面に設けられた吸気口１２から吸い込まれる。吸気口１２から吸い込まれた空気は電動送風機１４を通り、高圧空気に圧縮されノズル１５に送られる。高圧空気はノズル１５において高速空気流に変換され本体筐体１１の下方に吹き出される。ノズル１５から吹き出された高速空気流は、本体筐体１１の下方に差し出されている濡れた手に当たる。したがって、本体筐体１１の下方に手を差し出すことにより、手に付着した水分を手の表面から剥離して吹き飛ばして手を乾燥させることができる。

　手検知部１６について説明する。手検知部１６には、相互容量方式の静電容量センサが適用される。図３は、実施の形態１に係る手乾燥装置の手検知手段の動作を示す模式図である。図３に示すように、電極１７と電極１８との間に電位差が生じると、電極１７と電極１８との間に容量結合による電界が形成される。静電容量の大きさは電極１７と電極１８との間の距離に反比例する。電極１７及び電極１８に、接地されていない、すなわち浮遊状態である導体例えば金属などが近づくと、静電容量は大きくなる。また、浮遊状態である、空気よりも誘電率が大きい水などの誘電体が近づいた場合も、電極１７と電極１８との間の静電容量は大きくなる。ところが、手のような人体の一部である導体が電極１７及び電極１８に接近すると、電界の一部が人体に誘導され、電極１７と電極１８との間の静電容量が小さくなる。すなわち、電極１７及び電極１８に近づいた人体は接地しているとみなせるため、静電遮蔽の状態となって電極１７と電極１８との間の静電容量は小さくなる。

　図４及び図５は、実施の形態１に係る手乾燥装置の手検知手段の模式図である。手検知部１６は、図４に示すように、同一平面上に配置された、相互容量方式の静電容量センサをなす電極１７と電極１８ａとの間に形成される静電容量を測定するとともに、図５に示すように、同一平面上に配置された、相互容量方式の静電容量センサをなす電極１７と電極１８ｂとの間に形成される静電容量を測定する。すなわち、手検知部１６は、電極１７と電極１８ａとの間の静電容量及び電極１７と電極１８ｂとの間の静電容量を検知することで手を検知する。電極１７はノズル１５の近くに配置されており、電極１８ａとの間の静電容量の検知及び電極１８ｂとの間の静電容量の検知に共通して使用される。

　図４に示す電極１７と電極１８ａとの組み合わせで両電極間の静電容量を測定すると、手を検知できる距離は短くなるが、検知精度が高くなり周囲の影響を受けにくくなる。図５に示す電極１７と電極１８ｂとの組み合わせで両電極間の容量を測定すると、結合力が弱くなるため、検知精度が低く周囲の影響を受けやすいが、手を検知できる距離は長くなる。

　上述したような電極の組合せによって異なる特徴を生かすために、手検知部１６は、電極１７と電極１８ａとの間の静電容量及び電極１７と電極１８ｂとの間の静電容量の両方を定期的に測定し、これらの静電容量の変化を検知することで、手を検知する。具体的には、ある期間は電極１７と電極１８ａとの間の静電容量を測定し、次の期間は電極１７と電極１８ｂとの間の静電容量を測定し、これらの測定を順番に繰り返す。すなわち、電極１７と電極１８ａとの間の測定と、電極１７と電極１８ｂとの間の測定とを時分割で実行する。ノズル１５から離れた場所に手が挿入された場合は、電極１７と電極１８ｂとの間でだけ静電容量の変化が検知される。一方、ノズル１５の近くに手が挿入された場合は、電極１７と電極１８ａとの間でも静電容量の変化が検知される。すなわち、ノズル１５から離れた場所に手が挿入された場合は、電極１７と電極１８ｂとによって構成される静電容量センサだけで手が検知され、ノズル１５の近くに手が挿入された場合は、電極１７と電極１８ａとによって構成される静電容量センサでも手が検知される。なお、電極間隔が長い組み合わせの場合、測定時間を長くし情報を多く得ることが検知精度を高めることになるので、電極１７と電極１８ａとの間での検知時間に対し、電極１７と電極１８ｂとの間での検知時間を長くしてもよい。

　実施の形態１によれば、手検知部１６の近距離での手検知精度及び検知速度を保ったまま、手検知部１６から遠距離の手も検知できるため、簡素な構成で検知範囲が広く使い勝手のよい手乾燥装置１０を提供することができる。また、片面吹出し型の手乾燥装置では、壁面との空間を確保するためにノズルを本体筐体１１の下面の端部に配置する場合が多く、手検知を行いたいノズル付近のスペースが限られているが、一つの電極を二つの静電容量センサで共有する実施の形態１に係る手乾燥装置１０は、スペースの有効活用に対しても適している。

　さらに実施の形態１では手がノズル１５から離れた場所に挿入された場合は電極１７と電極１８ｂとの間のみに静電容量変化が起こり、近くに挿入された場合は電極１７と電極１８ａとの間にも静電容量の変化が起こるので、ノズル１５と手の距離が電極１７と電極１８ａとによって構成される静電容量センサの検知距離以内であるかを検知することができる。したがって、手がノズル１５から離れた位置にある場合は電動送風機１４を低速運転させることによりノズル１５から噴射する高速空気流を弱風にして水滴が腕方向へ逆流することを軽減し、手が接近してからは電動送風機１４を高速運転させて強風によって一気に手の水滴を吹き飛ばすというように、挿入された手の位置によって制御部１３の制御内容を変更することが可能となる。

　上記の実施の形態１において、図２に示した制御部１３の機能は、処理回路により実現される。すなわち、制御部１３は、手検知部１６で検知した信号を処理して電動送風機１４を駆動させる処理を行う処理回路を備える。また、処理回路は、専用のハードウェアであっても、記憶装置に格納されるプログラムを実行する演算装置であってもよい。

　処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。図６は、実施の形態１に係る手乾燥装置の制御部の機能をハードウェアで実現した構成を示す図である。処理回路１９には、手検知部１６で検知した信号を処理して電動送風機１４を駆動させる処理を実現する論理回路１９ａが組み込まれている。

　処理回路が演算装置の場合、手検知部１６で検知した信号を処理して電動送風機１４を駆動させる処理は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。

　図７は、実施の形態１に係る手乾燥装置の制御部の機能をソフトウェアで実現した構成を示す図である。処理回路１９は、プログラム１９ｂを実行する演算装置１９１と、演算装置１９１がワークエリアに用いるランダムアクセスメモリ１９２と、プログラム１９ｂを記憶する記憶装置１９３を有する。記憶装置１９３に記憶されているプログラム１９ｂを演算装置１９１がランダムアクセスメモリ１９２上に展開し、実行することにより、手検知部１６で検知した信号を処理して電動送風機１４を駆動させる処理が実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラム言語で記述され、記憶装置１９３に格納される。処理回路１９は、記憶装置１９３に記憶されたプログラム１９ｂを読み出して実行することにより、各処理を実現する。すなわち、制御部１３は、処理回路１９により実行されるときに、手検知部１６で検知した信号を処理して電動送風機１４を駆動させるステップが結果的に実行されることになるプログラム１９ｂを記憶するための記憶装置１９３を備える。また、プログラム１９ｂは、上記の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。

　なお、手検知部１６で検知した信号を処理して電動送風機１４を駆動させる処理について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

　このように、処理回路１９は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の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、本発明の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。

　１０　手乾燥装置、１１　本体筐体、１２　吸気口、１３　制御部、１４　電動送風機、１５　ノズル、１６　手検知部、１７，１８ａ，１８ｂ　電極、１９　壁面。

Claims

　手を検知する手検知部と、
　高圧空気流を発生させる電動送風機と、
　前記手検知部が手を検知した場合に前記電動送風機を駆動させる制御部と、
　前記電動送風機が発生させた高圧空気流を高速空気流に変換して噴射するノズルが形成された本体筐体とを備え、
　前記手検知部は、第１の電極と、該第１の電極からの距離が各々異なる複数の第２の電極とを有する相互容量方式の静電容量センサであり、前記第１の電極と組み合わせる前記第２の電極を、時分割で順番に変えて手を検知することを特徴とする手乾燥装置。
　前記手検知部は、前記第１の電極と組み合わせる前記第２の電極ごとに、手の検知を行う時間を変更することを特徴とする請求項１に記載の手乾燥装置。
　前記ノズル及び前記手検知部は、前記本体筐体の下面に設けられており、
　前記ノズルは、前記本体筐体の下方に向けて前記高速空気流を噴射することを特徴とする請求項１に記載の手乾燥装置。
　前記第１の電極と複数の前記第２の電極のうち、手を検知できた組み合わせの種類により前記制御部による制御の内容を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の手乾燥装置。
　前記制御部は、
　前記第１の電極と、前記第１の電極により近い位置にある第２の電極との間で手を検知した場合、前記電動送風機を高速運転させ、
　前記第１の電極と、前記第１の電極により遠い位置にある第２の電極との間で手を検知した場合、前記電動送風機を低速運転させる
ことを特徴とする請求項４に記載の手乾燥装置。