JP2016033309A - 自動水栓装置、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】将来的に現在の時間枠よりも使用頻度が多くなると予測される時間帯において、電力不足となり人体検知センサの動作周期を短周期に設定できなくなるという状態を抑制することができる自動水栓装置を提供すること。【解決手段】発電部と、装置本体に設けられた電池と、発電部に接続された蓄電部と、蓄電部に蓄えられた電力又は電池の電力で駆動し、基準周期又は短周期に設定される人体検知センサと、人体検知センサの検知によって開閉する開閉手段と、検知結果を、検知時間と対応付けて記録する記録手段と、使用履歴より、各時間枠の装置本体の使用頻度を予測し、時間枠毎に予測した使用頻度に応じて順位を設定する予測手段と、蓄電部の電圧及び電池の電圧の差に基づいて、動作周期を短周期に設定可能な時間枠数を算出する算出手段と、現在の時間枠の順位及び時間枠数に基づいて、動作周期を基準周期又は短周期に設定する設定手段と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、使用者が差し出した手を感知して自動的に吐水を行う機能を備えた自動水栓装置、及び、そのプログラムに関する。

水力発電部によって電力を賄う自動水栓装置では、発電によって得られた電力を蓄える蓄電部（コンデンサ等）と、蓄電部の電力が無くなった際に自動水栓装置を駆動するための電池を備えている。

この電池の無駄な消費を避けるため、従来の自動水栓装置においては、蓄電部に電力が蓄えられていない場合には、人体検知センサの投光周期を長くするものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、自動水栓装置の消費電力を節約するために、１日を所定の時間枠に分割して各時間枠における過去の使用履歴を学習し、その学習結果により現在の時間枠の人体検知センサの動作周期を設定するものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１３−２０４２８６号公報 特開２００３−２７８２００号公報

従来の自動水栓装置では、電力の消費予測については考慮されていなかった。つまり、蓄電部に電力が蓄えられており、学習結果から現在の時間枠の使用頻度が高いと判断されれば、人体検知センサの投光周期を短くしていた。そのため、将来的に現在の時間枠より使用頻度が高くなると予測される時間枠がある場合にも、現在の時間枠の人体検知センサの動作周期を短く設定してしまい、蓄電部の電力を使い切ってしまう場合があった。
すると、その後のより使用頻度が高くなると予測される時間枠において、蓄電部に電力が蓄えられていないので、人体検知センサの動作周期を短くすることが出来なくなる。このように、従来の自動水栓装置では、将来的に現在の時間枠より使用頻度が高くなると予測される時間枠において、人体検知センサの動作周期を短くすることが出来なくなるという問題が発生することがあった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、将来的に現在の時間枠よりも使用頻度が多くなると予測される時間帯において、電力不足となり人体検知センサの動作周期を短周期に設定できなくなるという状態を抑制することができる自動水栓装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、第１の態様は、装置本体と、前記装置本体に設けられ、水が流れる流路と、前記流路に設けられた発電部と、前記流路と異なる前記装置本体の位置に設けられた電池と、前記発電部に接続された蓄電部と、前記蓄電部に蓄えられた電力又は前記電池の電力で駆動し、動作周期が基準周期又は前記基準周期よりも短い短周期に設定される人体検知センサと、前記人体検知センサの検知結果に基づいて、前記流路を開閉する開閉手段と、前記検知結果を、検知した時間と対応付けた使用履歴として記録する記録手段と、前記使用履歴より、現在の時間枠を含む予め定められた数の時間枠における前記装置本体の使用頻度を予測し、各時間枠毎に予測した前記使用頻度に応じて順位を設定する予測手段と、前記蓄電部の電圧及び前記電池の電圧の差に基づいて、前記動作周期を前記短周期に設定可能な時間枠数を算出する算出手段と、前記現在の時間枠の順位及び前記時間枠数に基づいて、前記動作周期を前記基準周期又は前記短周期に設定する設定手段と、を備えた自動水栓装置である。

このような構成によれば、予測手段が現在の時間枠だけではなく他の時間枠の検知結果もあわせて予測し順位を設定することで、設定手段は現在の時間枠が他の時間枠と比較して使用頻度が高いのか否かを認識することができる。また算出手段によって、人体検知センサの動作周期を短周期に設定可能な時間枠数を算出するので、蓄電部に蓄えられている電力によって短周期に設定できる時間枠数が何枠あるのかが分かる。これにより、設定手段は現在の時間枠の順位と、短周期に設定可能な時間枠数を用いて現在の時間枠を短周期に設定しても良いかどうか判断することができる。そのため、将来的に現在の時間枠よりも使用頻度が多くなると予測される時間帯において、電力不足となり人体検知センサの動作周期を短周期に設定できなくなるという状態を抑制することができる。

また、第２の態様は、第１の態様において、前記設定手段は、前記現在の時間枠において、前記蓄電部の電圧と前記電池の電圧の差が予め定められた電圧差以下となる場合には、前記動作周期を前記基準周期に設定し、前記蓄電部の電圧と前記電池の電圧の差が予め定められた電圧差より高くなる場合には、前記現在の時間枠の前記順位および前記時間枠数に基づいて、前記動作周期を前記基準周期又は前記短周期に設定する自動水栓装置である。

このような構成によれば、蓄電部に電力が蓄えられていない場合には、確実に人体検知センサの動作周期を基準周期に設定し、蓄電部及び電池の電力を消費することを抑制できる。

また、第３の態様は、第１又は第２の態様において、前期予測手段は、前記検知結果が多くなると予測される時間枠から前記順位を高く設定し、前期設定手段は、前記現在の時間枠の前記順位が、前記順位の最も高い時間枠から前記時間枠数以内であれば、前記動作周期を前記短周期に設定し、それ以外の場合には、前記動作周期を前記基準周期に設定する自動水栓装置である。

このような構成によれば、予測手段によって検知結果が多くなると予測される時間枠から順に順位が設定されるので、設定手段は、現在の時間枠に設定された順位と短周期に設定可能な時間枠数とを比較することで、人体検知センサの動作周期を基準周期又は短周期のどちらに設定するかを決定できる。
このようにすることで、現在の時間枠よりも順位の高い時間枠があれば、そちらが優先されるので、将来的に現在の時間枠よりも使用頻度が多くなると予測される時間帯において、電力不足となり人体検知センサの動作周期を短周期に設定できなくなるという状態を抑制することができる。

また、第４の態様は、第１〜第３のいずれか１つの態様において、前記予測手段は、前記現在の時間枠および前記現在の時間枠の前後の時間枠に対して前記検知結果を予測する自動水栓装置である。

自動水栓装置の使用頻度が減少していくような時間帯においては、現在の時間枠よりも後の時間枠の検知結果のみを予測していると、現在の時間枠の使用頻度が高く設定され易くなる場合がある。このような時間帯においては本来使用頻度が減少しているので、現在の時間枠は使用頻度が多い時間枠と比較すると、短周期に設定する必要が無い場合も考えられ、そのような場合には現在の時間枠における人体検知センサの動作周期を基準周期に設定することが好ましい。
そのため、このような構成によれば、自動水栓装置の使用頻度が減少していくような時間帯においても、現在の時間枠の前後の時間枠の検知結果を予測し、優先順位を設定することで、現在の時間枠の優先順位が高く設定されにくくなるため、人体検知センサの動作周期を短周期に設定して蓄電部の電力を消費することを抑制できる。

また、第５の態様は、第１〜第４のいずれか１つの態様において、前記短周期は、前記基準周期よりも短い複数の異なる前記動作周期を含み、前記設定手段は、前記現在の時間枠の順位及び前記時間枠数に基づいて、前記動作周期を前記基準周期又は複数の前記短周期から選択して設定する自動水栓装置である。

このような構成によれば、予測手段によって予測された順位が高い時間枠においては、自動水栓装置の応答性を高めるために人体検知センサの動作周期をより短くすることが好ましい。そのため、短周期が基準周期よりも短い２つ以上の異なる動作周期から選択可能とし、予測手段によって予測された順位が高い場合には短周期の中でもより短い動作周期に設定することで、自動水栓装置の応答性を高めることができる。このようにすることで、使用者が自動水栓装置に手を差し出してから吐水が開始されるまでの時間を更に短くすることができる。

また、第６の態様は、装置本体と、前記装置本体に設けられ、水が流れる流路と、前記流路に設けられた発電部と、前記流路と異なる前記装置本体の位置に設けられた電池と、前記発電部に接続された蓄電部と、前記蓄電部に蓄えられた電力又は前記電池の電力で駆動し、動作周期が基準周期又は前記基準周期よりも短い短周期に設定される人体検知センサと、前記人体検知センサの検知結果に基づいて、前記流路を開閉する開閉手段と、前記検知結果を、検知した時間と対応付けた使用履歴として記録する記録手段、を備えた水栓装置に、前記使用履歴より、現在の時間枠を含む予め定められた数の時間枠における前記装置本体の使用頻度を予測し、各時間枠毎に予測した前記使用頻度に応じて順位を設定する予測手段、前記蓄電部の電圧及び前記電池の電圧の差に基づいて、前記動作周期を前記短周期に設定可能な時間枠数を算出する算出手段、及び、前記現在の時間枠の順位及び前記時間枠数に基づいて、前記動作周期を前記基準周期又は前記短周期に設定する設定手段、を実行させるためのプログラムである。

このような構成によれば、予測手段が現在の時間枠だけではなく他の時間枠の検知結果もあわせて予測し順位を設定することで、設定手段は現在の時間枠が他の時間枠と比較して使用頻度が高いのか否かを認識することができる。また算出手段によって、人体検知センサの動作周期を短周期に設定可能な時間枠数を算出するので、蓄電部に蓄えられている電力によって短周期に設定できる時間枠数が何枠あるのかが分かる。これにより、設定手段は現在の時間枠の順位と、短周期に設定可能な時間枠数を用いて現在の時間枠を短周期に設定しても良いかどうか判断することができる。そのため、将来的に現在の時間枠よりも使用頻度が多くなると予測される時間帯において、電力不足となり人体検知センサの動作周期を短周期に設定できなくなるという状態を抑制することができる。

本発明によれば、将来的に現在の時間枠よりも使用頻度が多くなると予測される時間帯において、電力不足となり人体検知センサの動作周期を短周期に設定できなくなるという状態を抑制することができる自動水栓装置を提供することができる。

第１実施形態の自動水栓装置の側面断面図である。 第１実施形態である自動水栓装置の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態の自動水栓装置のコントローラの概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態の自動水栓装置で行われる人体検知に基づいた吐水に関する動作を示すフローチャートである。 第１実施形態の自動水栓装置の設定手段の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態の自動水栓装置の記録手段に記録されている使用履歴を表す図である。 第１実施形態の自動水栓装置の予測手段の動作を示す図である。 第２実施形態の自動水栓装置の予測手段の動作を示す図である。 予測使用回数が減少していく時間帯を表すグラフである。

＜第１実施形態＞
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１に示すように第１実施形態である自動水栓装置１０は、所定の設置部材１１に固定された水栓本体１２と、水栓本体１２の内部に搭載された発電部１３と、発電部１３で発生した電力を貯める蓄電部１４と、蓄電部１４に蓄えられた電力で駆動し、自動水栓装置１０の使用者を感知する人体検知センサ１５と、人体検知センサ１５の感知に応じて外部からの電力供給を受けずに蓄電部１４に貯められた電力量を用いて水栓本体１２の吐水口１６からの吐水・止水を制御する制御手段であるコントローラ１７と、を備えている。

また、水栓本体１２の内部には、人体検知センサ１５の検知結果に基づいて、吐水口１６への流路を開閉する開閉手段である電磁弁１９、コントローラ１７の制御機能を確保するための電池であるバックアップ電池２０及び吐水口１６から吐水する湯水の温度を変化させるための湯水混合バルブ２２などが配置され、設置部材１１の下面側から上面側へ向かって配管された給水管２３及び給湯管２４がそれぞれ湯水混合バルブ２２に接続されている。

自動水栓装置１０の使い方は従来の自動水栓と同様であり、吐水口１６近傍の人体検知センサ１５の感知領域に向かって使用者が手を差し出したり、引っ込めたりすると、吐水口１６から自動的に湯水を吐水したり、止水したりする。また、水栓本体１２の側面に設けられた温調レバーを手動操作すると、湯水混合バルブ２２が作動して湯水の混合比率が変化し、吐水口１６から吐水する湯水の温度を調節することができる。

人体検知センサ１５は、例えば、反射式の赤外線センサ等であって、赤外光を発光する赤外線ＬＥＤ１５ａ及び、赤外線の受光量を検知する受光素子１５ｂを備えている。第１実施形態の自動水栓装置１０のコントローラ１７、人体検知センサ１５、及び、電磁弁１９は蓄電部１４に蓄えられた電力で駆動するため、発電部１３によって発電が行われていない期間、即ち水を吐水していない期間は、なるべく電力を消費しないことが好ましい。しかし、使用者がいつ自動水栓装置１０を使用するかは分からないため、第１実施形態の自動水栓装置１０においては、所定の周期で人体検知センサ１５の赤外線ＬＥＤ１５ａを点滅させている。このようにすることで、赤外線ＬＥＤ１５ａを常に点灯させたままにするよりも、電力消費量を少なくすることができる。例えば、第１実施形態の自動水栓装置１０では、赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を１Ｈｚとしている。

さらに、第１実施形態の自動水栓装置１０では、過去の使用履歴から使用者が多いと予測される時間帯では赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を、通常時の基準周期である１Ｈｚよりも短い短周期に設定する。第１実施形態の自動水栓装置１０では、この短周期における赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を２Ｈｚとしている。このようにすることで、使用者が自動水栓装置１０の前に手などを差し出してから、コントローラ１７が人体を検知するまでの間隔が短くなり、自動水栓装置１０から水が吐水されるまでの間隔を短くすることができる。

このような制御を実施するため、コントローラ１７は図３に示すように、所定の時間枠毎に自動水栓装置１０が使用された回数を記録する記録手段３０、記録手段３０に記録されている使用履歴から自動水栓装置１０の使用頻度を予測する予測手段３４、蓄電部１４に蓄えられた電力から赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を短周期に設定可能な時間枠数を算出する算出手段３２、及び、赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を設定する設定手段３６と、を備えている。

設定手段３６は、予測手段３４によって予測された自動水栓装置１０の使用頻度と算出手段３２によって算出された短周期に設定可能な時間枠数、及び、蓄電部１４の電圧から現在の時間枠における赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を基準周期又は短周期に設定する。

また、コントローラ１７はこれら記録手段３０、予測手段３４、算出手段３２、及び、設定手段３６のプログラムが記憶されている図示しないメモリと、このメモリからプログラムを読み出して実行する図示しないＣＰＵ等を備えている。

この第１実施形態の自動水栓装置１０のコントローラ１７で行われる制御について、図４を用いて説明する。図４は自動水栓装置１０で行われる人体検知に基づいた吐水に関する動作を説明するフローチャートである。この制御は、コントローラ１７のＣＰＵがプログラムを実行することにより行われる。

図４に示すように、コントローラ１７はステップＳ０から自動水栓装置１０の制御を開始する。ステップＳ１０において、コントローラ１７は赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を基準周期である１Ｈｚ又は短周期である２Ｈｚのどちらかに設定する。このステップＳ１０の動作周期設定の具体的方法については、図５を用いて後述する。

続いて、コントローラ１７は、ステップＳ２０において自動水栓装置１０の使用回数をカウントする使用回数カウンタを「０」で初期化する。使用回数カウンタは所定の時間枠内で自動水栓装置１０が使用された回数を一時的に記憶するものである。

使用回数カウンタの初期化が完了したら、続いて、ステップＳ３０において時間枠タイマーをスタートさせる。時間枠タイマーは自動水栓装置１０において、所定の時間枠が経過したかどうかを判定するためのタイマーであり、第１実施形態において、所定の時間枠は例えば、４５分に設定されている。したがって、時間枠タイマーはステップＳ３０において計時が開始されると、４５分後にタイムアップする。

ステップＳ３０において、時間枠タイマーの計時が開始されると、続くステップＳ４０〜Ｓ９０に掛けて、自動水栓装置１０の自動吐水処理が実行される。具体的には、ステップＳ４０で人体検知センサ１５が人体を検知しているかどうかを判定し、人体を検知していなければ再びＳ４０の処理を繰り返し、人体を検知していればステップＳ５０の処理に進む。ステップＳ５０では、自動水栓装置１０が使用されているため、使用回数カウンタの値に１を加算して使用回数をカウントした後、ステップＳ６０において電磁弁１９を開き、吐水口１６から水を吐水させる。
そして、ステップＳ７０において、人体検知センサ１５が検知となっていれば再度ステップＳ７０を実行して吐水を継続し、人体検知センサ１５が非検知となっていれば、ステップＳ８０において電磁弁１９を閉じて止水する。

そして、コントローラ１７はステップＳ９０において、所定の時間枠が経過したかどうか、即ち、時間枠タイマーがタイムアップしたかどうかを判定する。時間枠タイマーがタイムアップしていなければ、自動吐水処理を繰り返すためステップＳ４０に戻り、タイムアップしていれば、ステップＳ１００で時間枠タイマーにおける計時を停止して、リセットを行う。また、ステップＳ１１０において、使用回数カウンタの値を記録手段３０に記録する。コントローラ１７はステップＳ１１０において、使用回数の記録を終えると、再びステップＳ１０の処理に戻る。従って、コントローラ１７は電源が切れるまでステップＳ１０〜ステップＳ１１０までの処理を繰り返し実行する。

続いて、図６を用いて、記録手段３０において記録されている使用履歴のデータについて説明する。図６において、横軸は１日を４５分毎の時間枠に分けた時に何枠目の時間枠の使用履歴であるかを表しており、縦軸は記録を開始してから何日目のデータであるかを表している。

図６に示すように、記録手段３０は１日を１枠当たり４５分とした３２個の時間枠に区切り、各時間枠毎に人体検知センサ１５が人体を検知した回数を記録している。これらの使用回数の記録は、図４のステップＳ１１０において、コントローラ１７が記録手段３０の該当する時間枠に使用回数カウンタの値を保存することで蓄積されていく。

そして、記録手段３０ではこの１日分の使用履歴を２８日分、つまり、過去４週間分の時間枠毎の使用履歴を記録しておく。２８日目以降の使用履歴は、最も古い使用履歴に上書きして保存される。つまり、図６を用いて説明すると、２８日目の使用履歴は０日目の使用履歴に上書きされる。

コントローラ１７の設定手段３６は、図４のステップＳ１０において、この記録手段３０に記録された使用履歴と蓄電部１４の電圧等を用いて赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を設定する。この設定手段３６の動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。

図４のステップＳ１０が実行されると、コントローラ１７は図５のＳ１２０の処理に移り、赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を設定する設定手段３６の処理を実行する。まず、コントローラ１７はステップＳ１３０において、蓄電部１４の電圧Ｖｃとバックアップ電池２０の電圧Ｖｂとを比較する。具体的には、蓄電部１４の電圧Ｖｃとバックアップ電池２０の電圧Ｖｂとの電圧差ΔＶを以下の［数１］によって求める。

この電圧差ΔＶが予め定められた電圧差Ｖｔ以下となる場合には、蓄電部１４に赤外線ＬＥＤ１５ａを短周期で駆動するための電力が蓄えられていないとして、ステップＳ１８０において、赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を基準周期である１Ｈｚに設定し、ステップＳ１９０において設定手段３６の動作を終了する。一方で、電圧差ΔＶがＶｔよりも高くなる場合には、ステップＳ１４０の算出手段３２の処理を実行する。
例えば、この予め定められた電圧差Ｖｔを０Ｖと設定すると、蓄電部１４の電圧Ｖｃがバックアップ電池２０の電圧Ｖｂの電圧以下となった場合、設定手段３６は赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を基準周期である１Ｈｚに設定する。また、この予め定められた電圧差Ｖｔは０Ｖに限定されるわけではなく、設定に応じて様々な値とすることができる。例えば、電圧差Ｖｔを＋０．１Ｖと設定すると、蓄電部１４の電圧Ｖｃがバックアップ電池２０の電圧Ｖｂよりも０．０５Ｖ高い場合であっても、電圧差ΔＶはＶｔよりも低いため、設定手段３６は赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を基準周期である１Ｈｚに設定する。このようにすることで、蓄電部１４に電力が蓄えられていない場合には、確実に赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を基準周期に設定し、蓄電部１４及びバックアップ電池２０の電力を消費することを抑制できる。

ステップＳ１４０の算出手段３２では、ステップＳ１３０で求めた電圧差Ｖｔから、赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を短周期に設定可能な時間枠数を算出する。ここで、算出手段３２の動作を説明するために蓄電部１４が１Ｆの静電容量Ｃを持つコンデンサである場合を例にして説明する。まず、算出手段３２は蓄電部１４とバックアップ電池２０の電圧差ΔＶから、蓄電部１４に蓄えられているエネルギーＥを以下の式によって求める。例えば、蓄電部１４の電圧を５Ｖ、バックアップ電池２０の電圧が３Ｖであるとすると、［数２］より、蓄電部１４に蓄えられているエネルギーＥは２Ｊとなる。

続いて、算出手段３２はこの蓄電部１４に蓄えられているエネルギーＥによって赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を短周期に設定可能な時間枠数Ｋを算出する。具体的には、［数３］に示すように、蓄電部１４に蓄えられているエネルギーＥを、赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を所定の時間枠である４５分間短周期に設定した場合に消費するエネルギーｅで割ることで求められる。例えば、赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を４５分間、短周期である２Ｈｚに設定した場合の消費エネルギーｅが０．４Ｊであった場合、時間枠数Ｋは５枠となる。

このように、ステップＳ１４０では算出手段３２が［数１］乃至［数３］によって、赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を短周期に設定可能な時間枠数Ｋを算出し、続いて、ステップＳ１５０の予測手段３４の処理を実行する。

この予測手段３４の動作について、図６及び図７を用いて説明する。図７（ａ）に示すように、予測手段３４は記録手段３０に記録されている過去４週間分の使用履歴から、同じ曜日且つ同じ時間枠の使用履歴の平均を計算する。例えば、月曜日の４枠目を例にして説明すると、記録手段３０には過去４回分の月曜日の使用履歴が記録されている。つまり、図６において、０日目の４枠目が４回、７日目の４枠目が７回、１４日目の４枠目が７回、２１日目の４枠目が２回となっているため、予測手段３４はこれらの平均を計算する。そのため、図７（ａ）において、月曜日の４枠目の使用履歴の平均値は５回となっている。他の時間枠についても同様に平均値を計算し、図７（ａ）の表を作成する。従って、図７（ａ）の表において、各時間枠毎に入力されている数字は、過去４週間分の使用履歴から計算された平均使用回数であるため、図７（ａ）の表は自動水栓装置１０の予測使用回数を表している。従って、予測手段３４は予測使用回数を計算することで、自動水栓装置１０の使用頻度を予測している。

予測手段３４は自動水栓装置１０の使用頻度としての予測使用回数を計算したら、続いて、現在の時間枠から１日分の予測使用回数を取得し、取得した予測使用回数を予測使用回数が多い時間枠から順番に順位を設定する。例えば、現在の時間枠が水曜日の１６枠目であったとすると、予測手段３４は図７（ｂ）に示すように、図７（ａ）の表において現在の時間枠を含む水曜日の１６枠目〜３１枠目及び木曜日の０枠目〜１５枠目の予測使用回数を取得する。そして、この取得した１日分の時間枠に対して、使用予測回数が多い時間枠から順番に順位を設定する。具体的には、図７（ｂ）において最も予測使用回数が多いのは水曜日の１８枠目であるため、水曜日の１８枠目が１位となる。そして、次に予測使用回数が多いのは木曜日の１１枠目であるため、木曜日の１１枠目が２位、同様にして、木曜日の１２枠目が３位となる。次に予測使用回数が多いのは水曜日の１６枠目と木曜日の１４枠目である。どちらの時間枠も予測使用回数は１３回となっているため、順位を設定する際には、例えば、現在の時間枠から近い時間枠である、水曜日の１６枠目を４位、木曜日の１４枠目を５位とする。つまり、予測使用回数が同じとなった場合には、現在の時間枠に近い時間枠から高い順位を設定する。このように、予測手段３４は取得した現在の時間枠を含む１日分の時間枠に対して、予測使用回数が多い時間枠から順番に順位を設定する。

このように、ステップＳ１５０では、予測手段３４が記録手段３０に記録されている使用履歴より、現在の時間枠を含む予め定められた数の時間枠における自動水栓装置１０の使用予測回数を予測し、各時間枠毎に予測した前記使用頻度に応じて順位を設定し、続いて、ステップＳ１６０の処理を実行する。

コントローラ１７はステップＳ１６０において、ステップＳ１５０において予測手段３４の求めた現在の時間枠の順位が、ステップＳ１４０において算出手段３２で求めた時間枠数Ｋ以内に入っているかどうかを判定し、もし現在の時間枠の順位が時間枠数Ｋ以内に入っていれば、ステップＳ１７０に進み赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を短周期である２Ｈｚに設定し、現在の時間枠の順位が時間枠数Ｋよりも大きければ、ステップＳ１８０において赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を基準周期である１Ｈｚに設定する。

例えば、ステップＳ１４０及びステップＳ１５０の説明で使用した値を用いて説明すると、現在の時間枠である水曜日の１６枠目は予測手段３４によって、その順位が４位に設定されており、また赤外線ＬＥＤ１５ａを短周期に設定可能な時間枠数Ｋは５枠となっているため、現在の時間枠の順位は時間枠数Ｋ以内となっている。そのため、設定手段３６は現在の時間枠の赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を短周期である２Ｈｚに設定する。また、例えば現在の時間枠の順位が６位で、短周期に設定可能な時間枠数Ｋが５枠であった場合には、現在の時間枠の順位は時間枠数Ｋより大きくなっているため、設定手段３６は現在の時間枠における赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を基準周期である１Ｈｚに設定する。

ステップＳ１７０又はステップＳ１８０の処理が終了したら、コントローラ１７はステップＳ１９０において設定手段３６の動作を終了して、図４のステップＳ２０の処理へと移行する。

このように、予測手段３４が現在の時間枠だけではなく他の時間枠の検知結果もあわせて予測し順位を設定することで、設定手段３６は現在の時間枠が他の時間枠と比較して使用頻度が高いのか否かを認識することができる。また算出手段３２によって、人体検知センサ１５の動作周期を短周期に設定可能な時間枠数を算出するので、蓄電部１４に蓄えられている電力によって短周期に設定できる時間枠数が何枠あるのかが分かる。これにより、設定手段３６は現在の時間枠の順位と、短周期に設定可能な時間枠数を用いて現在の時間枠を短周期に設定しても良いかどうか判断することができる。
つまり、予測手段３４によって検知結果が多くなると予測される時間枠から順に順位が設定されるので、設定手段３６は現在の時間枠に設定された順位と短周期に設定可能な時間枠数とを比較することで、人体検知センサ１５の動作周期を基準周期又は短周期のどちらに設定するかを決定できる。このようにすることで、現在の時間枠よりも順位の高い時間枠があれば、そちらが優先されるので、将来的に現在の時間枠よりも使用頻度が多くなると予測される時間帯において、電力不足となり人体検知センサ１５の動作周期を短周期に設定できなくなるという状態を抑制することができる。よって、使用頻度が多くなると予測される時間帯における人体検知センサ１５の動作周期を優先して短周期に設定できるため、使用者が自動水栓装置１０の前に手などを差し出してから、コントローラ１７が人体を検知するまでの間隔が短くなり、自動水栓装置１０から水が吐水されるまでの間隔を短くすることができる。

＜第２実施形態＞
続いて、第２実施形態の自動水栓装置１０について、図８を用いて説明する。図８は第２実施形態の自動水栓装置１０における予測手段３４の動作を示す図である。第２実施形態の予測手段３４においても、記録手段３０に記録されている過去４週間分の使用履歴から、平均使用回数を計算するまでの動作は第１実施形態の予測手段３４と同じである。

第２実施形態の予測手段３４では、現在の時間枠および前記現在の時間枠の前後の時間枠に対して前記検知結果を予測する。例えば、図８において、現在の時間枠が金曜日の２４枠目であったとすると、予測手段３４は図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）の表において、現在の時間枠から１６枠前となる金曜日の８枠目から現在の時間枠から１５枠後となる土曜日の７枠目までの予測使用回数を取得する。つまり、第２実施形態の予測手段３４は現在の時間枠の前後の時間枠である金曜日の８枠目〜３１枠目及び土曜日の０枠目〜７枠目の予測使用回数を取得する。そして、第１実施形態の予測手段３４と同様に、取得した１日分の時間枠に対して、予測使用回数が多い時間枠から順番に順位を設定する。図８（ｂ）において、現在の時間枠の順位は１６位となっている。そのため、例えば、算出手段３２によって求められた赤外線ＬＥＤ１５ａを短周期に設定可能な時間枠数Ｋが５枠であったとすると、現在の時間枠は時間枠数Ｋ以内に入っていないため、設定手段３６は現在の時間枠における赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を基準周期に設定する。

図８（ａ）に示す平均使用回数を見ると、金曜日の１６枠目が最大となって金曜日の３１枠目にかけて徐々に予測使用回数が減っていき、土曜日は終日、予測使用回数が０回となっている。そのため、図８（ｂ）において、現在の時間枠の予測使用回数は図９のグラフに示すように、予測使用回数が減っていく時間帯に位置している。

従って、図９のグラフに示すような、予測使用回数のピークを越えた後、予測使用回数が減少していくような時間帯において、現在の時間枠から先の時間枠だけの予測使用回数に基づいて順位を設定すると、現在の時間枠の順位が高く設定されてしまいがちになり、結果として予測使用回数が多いとは言えない時間枠であっても赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を短周期に設定してしまうことがある。しかし、このような時間帯においても、現在の時間枠の前後の時間枠の検知結果を予測し、優先順位を設定することで、現在の時間枠の優先順位が高く設定されにくくなるため、不必要に赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を短周期に設定して蓄電部１４の電力を消費することを抑制できる。

＜変形例＞
以上、本願の開示する技術の複数の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は上記に限定されるものではない。

例えば、上記の実施形態における自動水栓装置１０では、短周期を基準周期よりも短い単一の動作周期として説明していたが、短周期の数は１つに限られるものではなく、自動水栓装置１０では赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期として基準周期よりも短い複数の短周期が設定可能であっても良い。例えば、短周期として２Ｈｚ又は４Ｈｚの中から選択して設定可能であっても良い。
このとき、例えば設定手段３６は予測手段３４で求めた現在の時間枠の順位が他の時間枠と比べて最も高く、赤外線ＬＥＤ１５ａの動作周期を４Ｈｚに設定しても蓄電部１４に蓄えられている電力を使い切らないと判断できる場合に、短周期として２Ｈｚではなく、４Ｈｚを選択して設定することができる。
予測手段３４によって予測された順位が高い時間枠においては、自動水栓装置１０の応答性を高めるために人体検知センサ１５の動作周期をより短くすることが好ましい。そのため、短周期が基準周期よりも短い２つ以上の異なる動作周期から選択可能とし、予測手段３４によって予測された順位が高い場合には短周期の中でもより短い動作周期に設定することで、自動水栓装置１０の応答性を高めることができ、使用者が自動水栓装置１０に手を差し出してから吐水が開始されるまでの時間を更に短くすることができる。

また、例えば第１実施形態の自動水栓装置１０では、予測手段３４は記録手段３０に記録されている過去４週間分の使用履歴から、図７（ａ）に示す１週間分の平均予測使用回数を算出すると説明したが、第１実施形態の予測手段３４はこれに限定されるものではなく、例えば、平均予測使用回数を算出する時間枠は、予測手段３４において順位設定を行う時間枠だけであっても良い。
例えば、第１実施形態の予測手段３４では、現在の時間枠が水曜日の１６枠目であるとして、その動作を説明した。そのため、図７（ｂ）においては、水曜日の１６枠目から木曜日の１５枠目までの予測使用回数を取得して順位設定を行っている。したがって、予測手段３４が順位設定に使用している予測使用回数は、この水曜日の１６枠目から木曜日の１５枠目までであるため、予測手段３４はこれ以外の時間枠について予測使用回数を求める必要はない。したがって、予測手段３４は予測手段３４において順位設定を行うために用いる時間枠の予測使用回数だけを求めることで、コントローラ１７における計算回数を減少させることができる。

また、例えば、上記実施形態において、予測手段３４が順位設定を行う時間枠は現在の時間枠を含む１日分の時間枠として説明したが、予測手段３４が順位設定を行う時間枠の数はこれに限定されるものではなく、設定に応じて様々な長さに設定することができる。

また、例えば、第１実施形態の予測手段３４では、現在の時間枠及び、現在の時間枠から後の時間枠の予測使用回数に基づいて順位設定を行っているが、予測手段３４が順位設定を行う時間枠の範囲はこれに限定されるものではなく、現在の時間枠から前の時間枠の予測使用回数に基づいて順位設定を行っても良い。
例えば、第１実施形態の予測手段３４は、現在の時間枠が水曜日の１６枠目であったとすると、予測使用回数に基づいて順位設定を行う時間枠の範囲は、火曜日の１５枠目から水曜日の１６枠目までであっても良い。

前述した各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０：自動水栓装置
１１：設置部材
１２：水栓本体
１３：発電部
１４：蓄電部
１５：人体検知センサ
１５ａ：赤外線ＬＥＤ
１５ｂ：受光素子
１６：吐水口
１７：コントローラ
１９：電磁弁
２０：バックアップ電池
２２：湯水混合バルブ
２３：給水管
２４：給湯管
３０：記録手段
３２：算出手段
３４：予測手段
３６：設定手段

Claims (6)

1. 装置本体と、
   前記装置本体に設けられ、水が流れる流路と、
   前記流路に設けられた発電部と、
   前記流路と異なる前記装置本体の位置に設けられた電池と、
   前記発電部に接続された蓄電部と、
   前記蓄電部に蓄えられた電力又は前記電池の電力で駆動し、動作周期が基準周期又は前記基準周期よりも短い短周期に設定される人体検知センサと、
   前記人体検知センサの検知結果に基づいて、前記流路を開閉する開閉手段と、
   前記検知結果を、検知した時間と対応付けた使用履歴として記録する記録手段と、
   前記使用履歴より、現在の時間枠を含む予め定められた数の時間枠における前記装置本体の使用頻度を予測し、各時間枠毎に予測した前記使用頻度に応じて順位を設定する予測手段と、
   前記蓄電部の電圧及び前記電池の電圧の差に基づいて、前記動作周期を前記短周期に設定可能な時間枠数を算出する算出手段と、
   前記現在の時間枠の順位及び前記時間枠数に基づいて、前記動作周期を前記基準周期又は前記短周期に設定する設定手段と、を備えた自動水栓装置。
2. 前記設定手段は、前記現在の時間枠において、前記蓄電部の電圧と前記電池の電圧の差が予め定められた電圧差以下となる場合には、前記動作周期を前記基準周期に設定し、
   前記蓄電部の電圧と前記電池の電圧の差が予め定められた電圧差より高くなる場合には、前記現在の時間枠の前記順位および前記時間枠数に基づいて、前記動作周期を前記基準周期又は前記短周期に設定する請求項１に記載の自動水栓装置。
3. 前期予測手段は、前記検知結果が多くなると予測される時間枠から前記順位を高く設定し、
   前期設定手段は、前記現在の時間枠の前記順位が、前記順位の最も高い時間枠から前記時間枠数以内であれば、前記動作周期を前記短周期に設定し、それ以外の場合には、前記動作周期を前記基準周期に設定する請求項１又は請求項２に記載の自動水栓装置。
4. 前記予測手段は、前記現在の時間枠および前記現在の時間枠の前後の時間枠に対して前記検知結果を予測する請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の自動水栓装置。
5. 前記短周期は、前記基準周期よりも短い複数の異なる前記動作周期を含み、
   前記設定手段は、前記現在の時間枠の順位及び前記時間枠数に基づいて、前記動作周期を前記基準周期又は複数の前記短周期から選択して設定する請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の自動水栓装置。
6. 装置本体と、
   前記装置本体に設けられ、水が流れる流路と、
   前記流路に設けられた発電部と、
   前記流路と異なる前記装置本体の位置に設けられた電池と、
   前記発電部に接続された蓄電部と、
   前記蓄電部に蓄えられた電力又は前記電池の電力で駆動し、動作周期が基準周期又は前記基準周期よりも短い短周期に設定される人体検知センサと、
   前記人体検知センサの検知結果に基づいて、前記流路を開閉する開閉手段と、
   前記検知結果を、検知した時間と対応付けた使用履歴として記録する記録手段、を備えた水栓装置に、
   前記使用履歴より、現在の時間枠を含む予め定められた数の時間枠における前記装置本体の使用頻度を予測し、各時間枠毎に予測した前記使用頻度に応じて順位を設定する予測手段、
   前記蓄電部の電圧及び前記電池の電圧の差に基づいて、前記動作周期を前記短周期に設定可能な時間枠数を算出する算出手段、及び、
   前記現在の時間枠の順位及び前記時間枠数に基づいて、前記動作周期を前記基準周期又は前記短周期に設定する設定手段、を実行させるためのプログラム。