JP2005336753A - 便器洗浄装置及びトイレシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 消費電力が低く、且つ使用者とって使い勝手もよい便器洗浄装置及びこれを備えたトイレシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】 便器に対する洗浄水の供給を制御する給水手段と、使用者を検出する人体検出手段と、使用者による洗浄操作を非接触に検出する操作検出手段と、前記人体検出手段及び前記操作検出手段の少なくともいずれかからの信号に基づいて前記給水手段を制御する制御部と、を備えた便器洗浄装置であって、前記制御部は、前記人体検出手段及び前記操作検出手段の少なくともいずれかからの信号に基づいて前記便器の時間帯ごとの使用頻度を学習し、前記人体検出手段が使用者を検出していない状態において、前記使用頻度が第１のしきい値よりも低い時間帯においては前記操作検出手段をその消費電力が小なる第１のモードで動作させ、前記使用頻度が前記第１のしきい値よりも高い時間帯においては前記操作検出手段をその消費電力が大なる第２のモードで動作させることを特徴とする便器洗浄装置を提供する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、便器洗浄装置及びトイレシステムに関し、特に、使用者の接近や離脱を検知し、且つ使用者による洗浄指示に応じて洗浄水を便器に流す便器洗浄装置及びこの便器洗浄装置を備えたトイレシステムに関する。

水洗便器や手洗い器などの衛生設備においては、光電センサなどを用いることにより、使用者の接近や洗浄指示などを非接触式に検知することが可能である。このようなセンサにより給水バルブの制御することにより、使用者は押しボタンなどに直接触る必要がなく衛生的である。また、洗浄水の流し忘れや、止水忘れなども防ぐことができる。

例えば、従来、蓄電手段から電源供給を受けて周期的に動作させる反射型のセンサを用い、蓄電手段の充電状態が悪化した時にセンサの動作周期を長くする給水制御装置が開示されている（特許文献１）。

また、人体の接近及び離脱を検知する第１のセンサと、人体の手の動作などを検知する第２のセンサと、を備えた自動洗浄装置が開示されている（特許文献２）。
特開平７−１５８１３０号公報 実用新案登録第２５８５０８７号公報

しかし、これら給水制御装置や自動洗浄装置おいては、センサや電磁弁の開閉のための電力源が必要とされる。交流１００ボルトなどのいわゆる商用電源を用いる場合には配線が必要であり、設置場所が限られてしまう。そこで、一次電池を電源に使用したものや、洗浄時の水力による発電機と蓄電手段とを設けて、設置の際の工事が簡単になるようにしたものが考えられている。

一方、蓄電手段などを用いる場合には、充電状態が低下すると、給水制御が遅くなったり給水制御が行えなくなったりと、動作不安定となり、使い勝手が悪くなる。この観点から、便器洗浄装置の消費電力をできるだけ小さくすることが重要である。特に、人体検出用のセンサと、使用者による洗浄操作を検知するセンサとを設けた場合には、ふたつのセンサを用いることにより消費電力が大きくなる。

特許文献１に記載されている給水制御装置の場合、蓄電手段の充電状態によりセンサの動作周期を変えているため、充電状態が良好な時は使い勝手がよいが、充電状態が悪化するとセンサの応答が遅くなり使い勝手が悪くなる点で改善の余地がある。

また、特許文献２に記載されている自動洗浄装置の場合、第１のセンサと第２のセンサとを常に動作させると消費電力が大きくなるという問題が生ずる。これに対して、例えば、第１のセンサが人体を検知した時に第２のセンサを動作させるようにすることもできる。しかしその場合、例えば、使用者が便器に接近したと同時に第２のセンサに対して洗浄操作を指示すると、第２のセンサの起動が間に合わず使い勝手が悪くなるという問題が生ずる。

本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、消費電力が低く、且つ使用者にとって使い勝手もよい便器洗浄装置及びこれを備えたトイレシステムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、便器に対する洗浄水の供給を制御する給水手段と、使用者を検出する人体検出手段と、使用者による洗浄操作を非接触に検出する操作検出手段と、前記人体検出手段及び前記操作検出手段の少なくともいずれかからの信号に基づいて前記給水手段を制御する制御部と、を備えた便器洗浄装置であって、前記制御部は、前記人体検出手段及び前記操作検出手段の少なくともいずれかからの信号に基づいて前記便器の時間帯ごとの使用頻度を学習し、前記人体検出手段が使用者を検出していない状態において、前記使用頻度が第１のしきい値よりも低い時間帯においては前記操作検出手段をその消費電力が小なる第１のモードで動作させ、前記使用頻度が前記第１のしきい値よりも高い時間帯においては前記操作検出手段をその消費電力が大なる第２のモードで動作させることを特徴とする便器洗浄装置が提供される。

上記構成によれば、使用頻度を学習し、その結果に応じて使用頻度が低い時には手かざしセンサなどの操作検出手段の消費電力が低くなるように動作させることにより、使い勝手を損なうことなく消費電力を低減させた便器洗浄装置を提供できる。

また、本発明のもうひとつの態様によれば、便器に対する洗浄水の供給を制御する給水手段と、使用者を検出する人体検出手段と、使用者による洗浄操作を非接触に検出する操作検出手段と、前記人体検出手段及び前記操作検出手段の少なくともいずれかからの信号に基づいて前記給水手段を制御する制御部と、前記制御部から出力される情報を記憶する記憶手段と、を備えた便器洗浄装置であって、前記制御部は、前記人体検出手段及び前記操作検出手段の少なくともいずれかからの信号に基づいて得られた前記便器の時間帯ごとの使用頻度に関する情報を前記記憶手段に記憶させ、前記人体検出手段が使用者を検出していない状態において、前記記憶手段に記憶させた前記情報に基づく前記使用頻度が第１のしきい値よりも低い時間帯においては前記操作検出手段をその消費電力が小なる第１のモードで動作させ、前記記憶手段に記憶させた前記情報に基づく前記使用頻度が前記第１のしきい値よりも高い時間帯においては前記操作検出手段をその消費電力が大なる第２のモードで動作させることを特徴とする便器洗浄装置が提供される。

上記構成によれば、使用頻度に関する情報を記憶手段に記憶させ、適宜読み出すことによって、使用頻度が低い時間帯には手かざしセンサなどの操作検出手段の消費電力が低くなるように動作させることにより、使用者にとって使い勝手を損なうことなく消費電力を低減させた便器洗浄装置を提供できる。

ここで、前記制御部は、前記第１のモードとして前記操作検出手段の動作を停止させるものすれば、システムの消費電力を大幅に低減することができる。

また、前記制御部は、前記人体検出手段が使用者を検出していない状態において、前記使用頻度が第２のしきい値よりも低い時間帯においては前記人体検出手段をその消費電力が小なる第３のモードで動作させ、前記使用頻度が前記第２のしきい値よりも高い時間帯においては前記人体検出手段をその消費電力が大なる第４のモードで動作させるものとすれば、人体検出手段による消費電力も効率的に低下させることができる。

また、前記制御部は、前記第３のモードとして前記人体検出手段を長い周期で動作させ、前記第４のモードとして前記人体検出手段を短い周期で動作させるものとすれば、使い勝手をほとんど損なうことなく、人体検出手段による消費電力を効率的に低下させることができる。

また、前記第１のしきい値よりも前記第２のしきい値のほうが高いものとすれば、使用者が便器に接近してすぐに洗浄操作をしたような場合にも検出が可能となり、使い勝手に優れたシステムを提供できる。

また、前記制御部は、前記人体検出手段が使用者を検出している状態においては、前記操作検出手段を前記第１のモードよりも消費電力が高いモードで動作させるものとすれば、使用者の洗浄操作に対する応答性を高くして使い勝手に優れたシステムを提供できる。

また、前記制御部は、前記人体検出手段が使用者を検出している状態においては、前記操作検出手段を前記第２のモードにおけるよりも短い周期で動作させるものとすれば、使用者の洗浄操作に対する応答性を高くして使い勝手に優れたシステムを提供できる。

また、前記洗浄水の水流により電力を生成する発電手段と、前記発電手段により生成された前記電力を蓄える蓄電手段と、をさらに備え、前記蓄電手段により蓄えられた前記電力により動作するものとすれば、使い勝手を損なうことなくシステムの消費電力を効率的に低下させて発電手段により永続的に動作可能な便器洗浄装置を提供できる。

一方、本発明のもうひとつの態様によれは、水洗便器と、上記いずれかの便器洗浄装置と、を備えたことを特徴とするトイレシステムが提供される。上記構成によれば、消費電力が低く、且つ使用者とって使い勝手もよいトイレシステムを提供することができる。

本発明によれば、消費電力が低く、且つ使用者にとって使い勝手もよい便器洗浄装置及びこれを備えたトイレシステムを提供することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる便器洗浄装置の全体構成を例示するブロック図である。
また、図２は、この便器洗浄装置１００が設けられたトイレシステムの外観を例示する模式図である。

本実施形態の便器洗浄装置１００は、水洗便器５００の給水側に設けられる。その要部構成について説明すると、制御部１１０には、記憶手段１２０、人体検出手段１３０、操作検出手段１４０、給水手段１５０が接続されている。これら各要素は、便器洗浄装置１００のカバー１９０の内側に適宜収容されている。
制御部１１０は、例えばＣＰＵ（central processing unit）などの演算制御部を有し、便器洗浄装置１００の動作を制御する。また、後に詳述するように、使用頻度の学習やその結果に基づく動作モードの変更などを実行する。
記憶手段１２０は、例えば半導体メモリなどを備え、人体検出手段１３０による人体検知の結果などを格納する。また、複数の動作モードに関する情報やその他のパラメータなどを適宜格納することもできる。なお、記憶手段１２０に用いる半導体メモリとしては、ＤＲＡＭ（dynamic random access memory）などのいわゆる揮発性メモリでもよく、またはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリでもよい。

人体検出手段１３０は、便器５００の使用者の接近あるいは存在を検知する手段である。例えば、便器５００の近傍に設けられたセンサを用いて使用者を検知したり、トイレ室のドアの開閉状態を検知するスイッチを用いて判定できる。また、センサの種類としては、赤外線ＬＥＤ（light emitting diode）から放出し人体により反射された光を受光するセンサや、人体から放射される熱線を検知する焦電型センサなどを用いることもできる。さらに、マイクロ波を用いたドップラーセンサを用いてもよい。

操作検出手段１４０は、使用者が便器洗浄装置１００を操作するための指示を入力する手段である。指示の入力は、接触式でも非接触的でもよいが、非接触式とすると衛生面で有利である。例えば、光電センサを用い、使用者がその前に手をかざすことにより指示を入力することができる。便器洗浄装置１００は、この指示に基づき、洗浄水を便器５００に流すことができる。
なお、操作検出手段１４０に用いるセンサの種類についても、光やマイクロ波などの各種の媒体を利用したものを用いることができる。

給水手段１５０は、洗浄水Ｗを便器５００に供給・遮断する手段である。例えば、フラッシュバルブなどの開閉弁を用い、電磁的に動作を制御することができる。つまり、制御部１１０からの駆動信号を受けて、電磁弁を動作させ、フラッシュバルブを開いて通水を開始させることができる。なお、給水手段１５０は、通水／止水の制御を電磁的に実行できればよいので、フラッシュバルブには限定されずその他の形式のバルブを用いることができる。また、電磁弁として、いわゆるラッチング・ソレノイド・バルブなどを用いると、小さな消費電力で動作させることができる。

図３は、人体検出手段１３０と操作検出手段１４０の検知可能範囲を例示する模式図である。
すなわち、人体検出手段１３０は、例えば、そのセンサ面から５００乃至８００ミリメータ程度の範囲内において、人体を検知可能とすることができる。一方、操作検出手段１４０は、そのセンサ面から１００乃至１５０ミリメータ程度の範囲内における物体を検知可能とすることができる。そして、後に説明するように、使用頻度が低い時間帯においては、これらセンサの出力を下げて検知可能範囲を短くすることによってもシステムの消費電力を効果的に下げることが可能である。

なお、本実施形態の便器洗浄装置１００は、交流１００ボルトなどの商用電源により駆動してもよいが、本発明を適用することによりシステムの消費電力を効果的に下げることができるので、図示しない１次電池あるいは２次電池により駆動させた場合にも、電池の寿命を伸ばし、交換や充電のメンテナンスを大幅に省略できる点で有利である。

図４は、本実施形態の便器洗浄装置１００の基本的な動作を説明するための模式図である。
すなわち、図４（ａ）に表したように、使用者９００が便器５００に接近すると、まず人体検出手段１３０により検知される。そして、後に詳述するように、操作検出手段１４０が起動されたり、予備洗浄が実行されたりする。

そして、図４（ｂ）に表したように、使用者９００は便器５００に腰掛け、または、便器に前に立ったままの状態（図示せず）で使用する。この状態において、使用者９００の存在は人体検出手段１３０により検知されており、その検出信号に対応して、例えば、脱臭装置や便座暖房装置、あるいはメロディや各種の効果音などを流してもよい。

便器５００の使用が終了すると、使用者は、図４（ｃ）に表したように、操作検出手段１４０を介して操作情報を入力する。例えば、図示の如く、使用者９００は、操作検出手段１４０のセンサ面の前方に手をかざすことにより、操作情報を入力できる。便器洗浄装置１００は、この入力に基づき、便器５００に洗浄水を流す。なお、図４（ｃ）に表したような手かざしの動作は、使用者９００が便器５００に腰掛けた状態で実施してもよい。

本実施形態においては、以上説明した便器洗浄装置１００において、使用者９００による便器の使用頻度を学習し、その結果に基づいて人体検出手段１３０や操作検出手段１４０の動作を制御する。その結果として、システムの使い勝手を損なうことなく、消費電力を低減させることができる。

図５は、本実施形態の便器洗浄装置１００の具体的な構成を例示するブロック図である。同図については、図１乃至図４に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本具体例においては、制御部１１０は、使用頻度算出手段１１２、動作モード切替手段１１４、洗浄制御手段１１６を有する。
使用頻度算出手段１１２は、便器５００の使用頻度を算出する。例えば、人体検出手段１３０が所定の時間枠内に人体を検知した回数に基づいて使用頻度を決定することができる。この際に、記憶手段１２０に人体の検知の回数などを適宜格納することができる。

動作モード切替手段１１４は、使用頻度算出手段１１２の算出結果に基づいて、時間枠毎に、人体検出手段１３０や操作検出手段１４０の動作モードを切り替える。すなわち、使用頻度が低い時間枠は、操作検出手段１４０の動作を停止させたり、また、人体検出手段１３０の動作の周期を長くする。または、人体検出手段１３０の出力を低下させて検出可能範囲を短くしてもよい。

図６は、操作検出手段１４０の駆動パルスを例示する模式図である。
すなわち、例えば操作検出手段１４０に光電センサを用いた場合、例えば、赤外線ＬＥＤ（light emitting diode）を発光させるために５ボルトで１００ミリアンペアのパルスを所定の周期Ｔ１毎に供給する。パルス幅ＰＷ１は、例えば３０マイクロ秒とすることができる。そして、この投受光周期Ｔ１を、１２５ミリ秒（８ヘルツ）、５００ミリ秒（２ヘルツ）、無限大（停止）、の３種類の動作モードの間で切り替えることができる。このように、センサの周期を長くしたり、停止させることにより、システムの消費電力を低下させることができる。

図７は、人体検出手段１３０の駆動パルスを例示する模式図である。
例えば、人体検出手段１３０に赤外線反射センサを用いた場合、例えば、赤外線ＬＥＤを発光させるために５ボルトで２５０ミリアンペアの４回のパルスを所定の周期Ｔ２毎に供給する。パルス幅ＰＷ２は、例えば３０マイクロ秒とすることができる。そして、この投受光周期Ｔ２を、２秒あるいは６秒の２種類の動作モードの間で切り替えることができる。
このように、センサの駆動周期を長くしたり、停止させることにより、システムの消費電力を低下させることができる。

洗浄制御手段１１６は、人体検出手段１３０や操作検出手段１４０からの検出信号に基づいて、給水手段１５０に駆動信号を出力し洗浄水Ｗを流す。
図８は、操作検出手段１４０からの信号に基づき洗浄水を流す動作を表すフローチャートである。
すなわち、図４（ｃ）に関して前述したように使用者９００による手かざしなどの操作入力を操作検出手段１４０が感知したか否かを判定（ステップＳ２０２）し、例えば、５００ミリ秒の間連続して感知した場合（ステップＳ２０４：yes）には、洗浄水を流すための駆動信号を給水手段１５０に出力する（ステップＳ２０６）。
そして、使用者９００による手かざしを感知しなくなったか否かを判定（ステップＳ２０８）する。感知しなくなった時（ステップＳ２０８：yes）には、ルーチンの最初のステップに戻る。
このようにして、使用者９００の意思に基づく操作入力によって洗浄水を流すことができる。

図９は、人体検出手段１３０からの検出信号に基づき洗浄水を流す動作を表すフローチャートである。
すなわち、図４（ａ）に関して前述したように使用者９００が便器５００に接近して人体検出手段１３０により感知されたか否かを判定（ステップＳ２２２）し、例えば、６秒の間連続して感知しない場合（ステップＳ２２４：no）には、ルーチンの最初のステップに戻る。これは例えば、使用者がその便器の前を通りすぎたり、あるいはその便器に接近したが使用せずにすぐに遠ざかったりした場合などに相当する。

一方、６秒間連続して人体を感知した場合（ステップＳ２２４：yes）は、その後人体を感知しなくなったか否かを判定する（ステップＳ２２６））。人体を感知しなくなり（ステップＳ２２６：yes）、さらに、１０秒間連続して人体を感知しない場合（ステップＳ２２８：yes）は、使用者が便器を使用して遠ざかった状態に対応するので、洗浄水を流すための駆動信号を給水手段１５０に出力する（ステップＳ２０６）。つまり、使用者９００が便器５００を使用した後にその便器５００から離れると、自動的に洗浄水が流される。このようにすると、使用者９００が洗浄操作（図４（ｃ））を失念した場合なども、便器５００を清潔な状態に維持できる。

また、図１０に例示したように、ステップＳ２２４とステップＳ２２６との間に、予備洗浄のための駆動信号出力のステップ（Ｓ２２５）を設けてもよい。すなわち、使用者９００による使用に先立って、便器５００に小量の洗浄水を流すことによりボウル面を濡らした状態とし、汚れの付着や臭気の発生を抑制することができる。

また例えば、図９あるいは図１０のルーチンにおいて、使用者による操作検出手段１４０への操作入力があり、その操作後の所定時間の間に人体が非感知となった場合には、駆動信号を出力せずにルーチンの最初に戻るようにしてもよい。つまり、使用者９００が手かざしなどの動作により洗浄水を流した後に、再び便器を使用せずに立ち去った場合には、自動洗浄をスキップしてもよい。これは節水の観点からも効果的である。

次に、本実施形態の便器洗浄装置１００において実行される使用頻度の学習と動作モードの切替について説明する。
図１１は、本実施形態の便器洗浄装置の動作を例示するフローチャートである。

すなわち、本実施形態においては、使用頻度算出手段Ｓ１１２により時間枠毎の便器の使用頻度が算出され（ステップＳ１０２）、その結果に基づいて、動作モード切替手段１１４により時間枠毎に適切な動作モードに切り替えられる（ステップＳ１０４）。

以下に、まず、使用頻度の学習について説明する。
使用頻度算出手段１１２は、例えば、一日を所定の数の時間枠に分割し、それぞれの時間枠の中で便器５００が使用された回数を記憶手段１２０に記憶させて使用頻度を算出する。
図１２は、使用頻度算出手段１１２により管理される使用回数のテーブルの一例を表す模式図である。
この具体的の場合は、一日（２４時間）を３２個（２^５個）の時間枠に分割する。つまり、それぞれの時間枠は４５分間となる。そして、それぞれの時間枠において、便器の使用回数を積算する。便器の使用回数としては、例えば、人体検出手段１３０が人体を検出した回数を用いることができる。例えば、人体検出手段１３０が６秒以上、人体を感知した場合を「使用」と判断する。このようにすると、例えば夜間に警備員がトイレを巡回したような場合など、便器に接近して使用せずに遠ざかるケースを除外でき、学習の精度を高めることができる。
ただし、本発明はこの具体例に限定されるものではなく、人体検出手段１３０の代わりに、操作検出手段１４０による使用の回数を積算してもよい。

図１３は、使用頻度算出手段１１２により管理される使用回数のテーブルのもう一つの例を表す模式図である。
一週間のうちで、土曜日と日曜日は他の曜日と比べて便器の使用の頻度が変化する場合が多い。そこで、本具体例のように、一週間分のデータとして、３２個×７日＝２２４個の使用回数データを利用して使用頻度を算出すると、より精度の高い学習が可能である。 また、さらに２週間前や３週間前などの使用頻度のデータも格納して最新の使用頻度の判定に反映させるとより精度を高くすることが可能である。

なお、図１２や図１３に例示したようなテーブルの時間枠毎の使用回数をそれぞれ記憶手段１２０に格納し、この使用回数からそれぞれの時間枠の使用頻度を計算してもよいが、その代わりに、その時間枠の使用回数を制御部１１０でカウントし、その時間枠が終了した時点で使用頻度を算出してその結果を記憶手段１２０に格納するようにしてもよい。

後に詳述するように、使用頻度として例えば、「高」、「中」、「低」という３レベルを設定した場合には、使用回数（１０回となる場合もある）を記憶させる場合よりもメモリの必要ビット数を少なくできるので、メモリの節約になる。

図１４は、使用頻度算出手段１１２により管理される使用頻度のテーブルの一例を表す模式図である。

また、図１５は、一週間分の使用頻度を格納するテーブルの一例を表す模式図である。なお、図１４及び図１５においては、使用頻度の欄にデータの一例を表したが、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。

例えば、使用頻度算出手段１１２は、それぞれの時間枠において積算された使用回数に基づいて、その時間枠の「使用頻度」の欄のデータを更新するようにすることができる。一例を挙げると、例えば、使用頻度の最小値を「０」、最大値を「３」とする。そして、各時間枠の使用回数を最大で１５回までカウントし、使用回数が０回であればその時間枠の「使用頻度」欄のデータに「−１」を、使用回数が１回以上３回以下であれば使用頻度を「＋１」、使用回数が４回以上であれば使用頻度を「＋２」、をそれぞれ加算（減算）する。減算した結果、最小値「０」を下回る場合には、使用頻度は「０」とする。加算の結果、最大値「３」を上回る場合は、使用頻度は「３」とする。

図１４に表したテーブルを用いた場合には、一日前の同じ時間枠の「使用頻度」のデータに対して加算（減算）することとなる。また、図１５に表したテーブルを用いた場合には、一週間前の同じ時間枠の「使用頻度」のデータに対して加算（減算）することとなる。

このようにすると、各時間枠の使用回数に応じて、使用頻度を「０」〜「３」までの４レベルに分類できる。このようにして得られた使用頻度の最新の値に基づいて動作モードを切り替えることができる（図１１のステップＳ１０４）。

また一方、使用頻度の判断に際しては、他の時間枠のデータなどを考慮してもよい。
例えば、現時点の時間枠について、その１週間前の使用頻度の値が「３」となっているか、またはその１週間前の使用頻度の値が「０」〜「２」であっても現在の１つ前の時間枠における使用回数が４回以上のときは、その時間枠を「使用時間帯（使用頻度が高い）」とする。一方、その１週間前の使用頻度の値が「１」〜「２」で、かつ現在の１つ前の時間枠における使用回数が４回未満のときは、その時間枠を「未使用時間帯２（使用頻度は中程度）」とする。さらに、その１週間前の使用頻度の値が「０」で、かつ現在の１つ前の時間枠における使用回数が４回未満のときは、その時間枠を「未使用時間帯１（使用頻度は低い）」とする。

また、このような基準により「未使用時間帯１」または「未使用時間帯２」と判断した時間枠においても、一度でも便器の「使用」を検出した時には、その時間枠の残りの時間を暫定的に「使用時間帯」とみなすようにしてもよい。

以上説明したように、時間枠ごとに使用回数をカウントし、その積算値や直前の時間枠の使用回数などに基づいて、使用頻度を決定することができる。そして、このようにして得られた使用頻度に応じて、図１１にステップＳ１０４で表したように、動作モード切替手段１１４は動作モードを適宜切り替えることができる。

図１６乃至図１９は、動作モードの切替を説明するための模式図である。
すなわち、図１６に表したように、使用頻度が高い時間枠は操作検出手段１４０をオンにし、使用頻度が低い時間枠は操作検出手段１４０をオフにすることができる。操作検出手段１４０をオフにした場合には、人体検出手段１３０が人体を感知した時に、操作検出手段１４０を再びオンにすればよい。

また、図１７に表したように、使用頻度が高い場合は、操作検出手段１４０を短い周期で動作させ、使用頻度が中程度の場合には、長い周期で動作させ、使用頻度が低い場合には操作検出手段１４０をオフしてもよい。例えば、「手かざし」の動作に伴う手の移動速度は比較的大きい場合があるので、短い周期としては１２５ミリ秒、長い周期としては５００ミリ秒程度とするとよい。
一方、図１８に表したように、人体検出手段１３０の動作モードを切り替えてもよい。すなわち、使用頻度の高い時間枠は、人体検出手段１３０を短い周期で動作させ、使用頻度の低い時間枠は、人体検出手段１３０を長い周期で動作させる。人体の移動速度は、例えば「手かざし」に伴う手の移動速度よりも低いので、人体検出手段１３０の短い周期としては２秒、長い周期としては６秒程度とすることができる。

また、図１９は、使用頻度を３レベルに分類し、人体検出手段１３０と操作検出手段 １４０の動作モードをそれぞれ切り替える具体例を表す模式図である。
使用頻度が高い時間枠（例えば、上述の「使用時間帯」）には、例えば、人体検出手段１３０を２秒周期で動作させ、操作検出手段１４０は５００ミリ秒周期で動作させる。そして、使用頻度が中程度の時間枠（例えば、上述の「未使用時間帯２」）には、人体検出手段１３０を６秒周期で動作させ、操作検出手段１４０は５００ミリ秒周期で動作させる。また、使用頻度が低い時間枠（例えば、上述の「未使用時間帯１」には、人体検出手段１３０を６秒周期で動作させ、操作検出手段１４０は停止させる。

また、一方、人体検出手段１３０が人体を感知している時には、これら頻度学習によらず、人体検出手段１３０を２秒周期で動作させ、操作検出手段１４０は１２５ミリ秒周期で動作させる。

このように使用頻度を学習させ、その結果に応じて動作モードを適宜切り替えることにより、使い勝手を損なうことなく、システムの消費電力を大幅に下げることが可能となる。

図２０は、本発明の変型例にかかる便器洗浄装置の全体構成を例示するブロック図である。同図については、図１乃至図１９に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、給水手段１５０の下流に発電手段１６０が設けられている。発電手段１６０は、水力により電力を発生する。発生した電力は、蓄電手段１７０に蓄えられ、便器洗浄装置１００を構成する各要素の動作に必要な電力として適宜供給される。蓄電手段１７０としては、例えば、コンデンサや２次電池を用いることができる。
また、蓄電手段１７０とは別に、図示しないバックアップ用電池を設けてもよい。便器洗浄装置１００を設置して最初に動作させる場合や、便器５００がしばらく使用されなかった場合などは、発電手段１６０による充電が十分ではないからである。

図２１は、発電手段１６０を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）はその外観を例示する斜視図であり、同図（ｂ）はその内部構造を例示する断面図である。
発電手段１６０は、発電機１６２と水車１６４とを有する。水車１６４は、洗浄水Ｗの水流により回転し、その回転運動が発電機１６２の駆動軸に伝達される。すると、洗浄水Ｗの運動エネルギーが電気エネルギーに変換されて、電力が発生する。この電力を蓄電手段１７０に蓄えて適宜使用することができる。このようにすれば、外部から家庭用１００ボルト電源を投入したり、また、電池などの電源を交換する必要などがなく、コンパクトでランニングコストが低く、メンテナンスも省略できる便器洗浄装置が可能となる。

そして、本発明によれば、使用頻度を学習させて人体検出手段１３０や操作検出手段１４０の動作モードを適宜切り替えることにより、使い勝手を損なうことなくシステムの消費電力を低減できる。その結果として、発電手段１６０により得られる限られた電力のみを用いて便器洗浄装置１００を長期間の間、安定的に動作させることが可能となる。

例えば、便器５００の一日あたりの使用回数は、モニタによると平均で１５回程度である。この条件において、動作モードを切り替えずに、人体検出手段１３０と操作検出手段１４０をそれぞれ短い周期で連続的に動作させると、システムの平均消費電流はおよそ１４７マイクロアンペアである。これに対して、本発明を適用し、一日のうちで、１２時間を「使用時間帯（使用頻度が高い）」とし、残りの１２時間を「未使用時間帯１（使用頻度が低い）」として、動作モードを切り替えた場合（図１９）のシステムの平均消費電流は、およそ５７マイクロアンペアにまで低下した。

平均消費電流が１４７マイクロアンペアであると、発電手段１６０により生成される電力だけでまかなうことが困難である。その結果として、発電手段１６０及び蓄電手段１７０を補完するために設けられるバックアップ用電池の電力は３年程度でゼロになってしまう。

これに対して、本発明によれば、システムの平均消費電流を６０マイクロアンペア以下にまで低下させ、例えば、製品寿命とされる１０年間の間、バックアップ電池を交換することなく安定して便器洗浄装置１００を動作させることができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。
例えば、図２２は、本発明の便器洗浄装置１００を和式便器６５０に組み合わせたトイレシステムを表す模式図である。このように、和式便器６５０と組み合わせることによっても、上述した作用効果を同様に得ることができる。

また、図２及び図２２に例示したもの以外にも、本発明の便器洗浄装置１００は、例えば、トイレの壁面や床面に埋め込んでもよい。そして、人体検出手段１３０や操作検出手段１４０の位置や、検出範囲などについても、適宜設定することができる。

また、使用頻度を算出するための時間枠の長さについても、４５分には限定されず、適宜設定することができる。
またさらに、使用頻度が低い時間枠において、人体検出手段１３０や操作検出手段１４０の動作周期を長くする代わりに、これらセンサの出力を下げてもよい。つまり、センサの検出可能範囲を短くすることよっても、システムの消費電力を下げることが可能である。

その他、本発明の便器洗浄装置における各要素について当業者が適宜設計変更して採用したものも、本発明の要旨を有する限りにおいて本発明の範囲に包含される。

本発明の実施の形態にかかる便器洗浄装置の全体構成を例示するブロック図である。 便器洗浄装置１００が設けられたトイレシステムの外観を例示する模式図である。 人体検出手段１３０と操作検出手段１４０の検知可能範囲を例示する模式図である。 本発明の実施形態の便器洗浄装置１００の基本的な動作を説明するための模式図である。 本発明の実施形態の便器洗浄装置１００の具体的な構成を例示するブロック図である。 操作検出手段１４０の駆動パルスを例示する模式図である。 人体検出手段１３０の駆動パルスを例示する模式図である。 操作検出手段１４０からの信号に基づき洗浄水を流す動作を表すフローチャートである。 人体検出手段１３０からの検出信号に基づき洗浄水を流す動作を表すフローチャートである。 予備洗浄のための駆動信号出力のステップ（Ｓ２２５）を設けたフローチャートである。 本発明の実施形態の便器洗浄装置の動作を例示するフローチャートである。 使用頻度算出手段１１２により管理される使用回数のテーブルの一例を表す模式図である。 使用頻度算出手段１１２により管理される使用回数のテーブルのもう一つの例を表す模式図である。 使用頻度算出手段１１２により管理される使用頻度のテーブルの一例を表す模式図である。 一週間分の使用頻度を格納するテーブルの一例を表す模式図である。 動作モードの切替を説明するための模式図である。 動作モードの切替を説明するための模式図である。 動作モードの切替を説明するための模式図である。 動作モードの切替を説明するための模式図である。 本発明の変型例にかかる便器洗浄装置の全体構成を例示するブロック図である。 発電手段１６０を表す模式図であり、同図（ａ）はその外観を例示する斜視図、同図（ｂ）はその内部構造を例示する断面図である。 本発明の便器洗浄装置１００を和式便器６５０に組み合わせたトイレシステムを表す模式図である。

符号の説明

１００ 便器洗浄装置
１１０ 制御部
１１２ 使用頻度算出手段
１１４ 動作モード切替手段
１１６ 洗浄制御手段
１２０ 記憶手段
１３０ 人体検出手段
１４０ 操作検出手段
１５０ 給水手段
１６０ 発電手段
１６２ 発電機
１６４ 水車
１７０ 蓄電手段
１９０ カバー
５００ 水洗便器
６５０ 和式便器
９００ 使用者
ＰＷ１、ＰＷ２ パルス幅
Ｔ１、Ｔ２ 周期
Ｗ 洗浄水

Claims (10)

1. 便器に対する洗浄水の供給を制御する給水手段と、
   使用者を検出する人体検出手段と、
   使用者による洗浄操作を非接触に検出する操作検出手段と、
   前記人体検出手段及び前記操作検出手段の少なくともいずれかからの信号に基づいて前記給水手段を制御する制御部と、
   を備えた便器洗浄装置であって、
   前記制御部は、
   前記人体検出手段及び前記操作検出手段の少なくともいずれかからの信号に基づいて前記便器の時間帯ごとの使用頻度を学習し、前記人体検出手段が使用者を検出していない状態において、前記使用頻度が第１のしきい値よりも低い時間帯においては前記操作検出手段をその消費電力が小なる第１のモードで動作させ、前記使用頻度が前記第１のしきい値よりも高い時間帯においては前記操作検出手段をその消費電力が大なる第２のモードで動作させることを特徴とする便器洗浄装置。
2. 便器に対する洗浄水の供給を制御する給水手段と、
   使用者を検出する人体検出手段と、
   使用者による洗浄操作を非接触に検出する操作検出手段と、
   前記人体検出手段及び前記操作検出手段の少なくともいずれかからの信号に基づいて前記給水手段を制御する制御部と、
   前記制御部から出力される情報を記憶する記憶手段と、
   を備えた便器洗浄装置であって、
   前記制御部は、
   前記人体検出手段及び前記操作検出手段の少なくともいずれかからの信号に基づいて得られた前記便器の時間帯ごとの使用頻度に関する情報を前記記憶手段に記憶させ、前記人体検出手段が使用者を検出していない状態において、前記記憶手段に記憶させた前記情報に基づく前記使用頻度が第１のしきい値よりも低い時間帯においては前記操作検出手段をその消費電力が小なる第１のモードで動作させ、前記記憶手段に記憶させた前記情報に基づく前記使用頻度が前記第１のしきい値よりも高い時間帯においては前記操作検出手段をその消費電力が大なる第２のモードで動作させることを特徴とする便器洗浄装置。
3. 前記制御部は、前記第１のモードとして前記操作検出手段の動作を停止させることを特徴とする請求項１または２に記載の便器洗浄装置。
4. 前記制御部は、前記人体検出手段が使用者を検出していない状態において、前記使用頻度が第２のしきい値よりも低い時間帯においては前記人体検出手段をその消費電力が小なる第３のモードで動作させ、前記使用頻度が前記第２のしきい値よりも高い時間帯においては前記人体検出手段をその消費電力が大なる第４のモードで動作させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
5. 前記制御部は、前記第３のモードとして前記人体検出手段を長い周期で動作させ、前記第４のモードとして前記人体検出手段を短い周期で動作させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
6. 前記第１のしきい値よりも前記第２のしきい値のほうが高いことを特徴とする請求項４または５に記載の便器洗浄装置。
7. 前記制御部は、前記人体検出手段が使用者を検出している状態においては、前記操作検出手段を前記第１のモードよりも消費電力が高いモードで動作させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
8. 前記制御部は、前記人体検出手段が使用者を検出している状態においては、前記操作検出手段を前記第２のモードにおけるよりも短い周期で動作させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
9. 前記洗浄水の水流により電力を生成する発電手段と、
   前記発電手段により生成された前記電力を蓄える蓄電手段と、
   をさらに備え、
   前記蓄電手段により蓄えられた前記電力により動作することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
10. 水洗便器と、
    請求項１〜９のいずれか１つに記載の便器洗浄装置と、
    を備えたことを特徴とするトイレシステム。
    
    

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