JP2018529866A - データを収集して通信するインテリジェント仮設トイレ - Google Patents

Abstract

仮設トイレは、自動連続水洗機能及び非接触式水洗要求センサを備えている。自動照明は、より暗い場所にウェルカム照明を提供する。電動ファンは、換気を促進してトイレ内の悪臭を減らし、温度を下げる。センサは、様々なレベル及び消耗品の使用を監視する。プロセッサは、感知されたデータを監視し、トイレがサービスを必要とするときにサービス提供者に無線で知らせる。水洗ボウルは、タンク内の排泄物を隠すために便器の開口に配置されている。水洗ボウルは、排泄物を通過させるために内側ボウル表面の前部に比較的小さい開口を備えている。水をボウルの内側に案内するためのスプレーノズルは、排泄物が内側ボウルに付着する可能性を最小限にするために設けられている。【選択図】 図1

Description

（優先権）
本出願は、参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、2015年8月19日出願の米国仮特許出願第62/207,131号の優先権利益を主張するものである。

（分野）
本発明は、一般に仮設トイレ（portable restroom）に関し、より詳細には、インテリジェント非接触機能、データ収集、及び通信機能を備えた仮設トイレに関する。

（背景）
仮設トイレは、通常は、イベント主催者に該仮設トイレをレンタルする企業によってサービスが提供される。レンタル契約は、ユニットのサービスについての合意したスケジュールを含み、該スケジュールは、1カ月に1回と少なくてもよいし、又は1日に1回と頻繁であってもよい。サービスの頻度は、特定の現場でのトイレの1日の推定使用回数に基づく。トイレのサービスは、排泄物を吸い出すこと、充填量の浄水及び防臭剤をタンク（複数可）に戻すこと、トイレットペーパーや手の消毒剤などの消耗品を補充すること、トイレの内部を洗浄すること、並びにあらゆる損傷や故障などについてユニットを点検することを含む。

イベント中に経験する可能性のある所与のトイレの使用回数を正確に推定することは非常に困難であり得る。どの隣接するトイレにトイレを物理的に配置するかだけでも、経験する使用回数に大きな差が生じ得る。1つのトイレが、1日に50回使用され得る一方、別のトイレは、同じイベントで1日に5回しか使用されないこともあり得るが、レンタル契約書には、トイレは全て、同じ頻度でサービスが提供されると記載されている。これにより、一部のトイレが他のトイレよりも早く汚れる又は一杯になることがよくある。汚れた又は一杯になった仮設トイレにより、使用者に対して極端に不衛生な状態が生じ、そしてレンタル会社及び仮設トイレ全般の両方に対するマイナスのイメージが生まれる。

従来の仮設トイレの他の問題には、悪臭、暑いこと、及びタンク内の排泄物が見えることが含まれる。例えば、米国における従来の仮設トイレの大部分は、使用者が原則的に該タンクの大きい開口の上に座る、いわゆる「直接落下」タンクと呼ばれるものを利用している。これにより、トイレ内に溜まった排泄物の全てが使用者に見え、悪臭が直接使用者に伝わってしまう。これは、標準的な仮設トイレの使用の最悪の側面の1つである。

従って、上述の欠点の1つ以上を解消した、改善された仮設トイレが要望されている。

（概要）
本発明は、上記の欠点の一部又は全てを解消した、改善された仮設トイレを提供する。一態様では、本発明は、仮設トイレが汚れるのを防止するのを助け、使用者の快適性を大幅に向上し、良い衛生状態を促進し、そして仮設トイレのサービスオペレータに重要なデータ収集機能を提供する仮設トイレである。

電源及び無線通信をトイレに組み込むことにより、個々のトイレが、サービスの必要性又は緊急事態をサービス提供者に知らせることができる。

自動水洗機能及び非接触式水洗機能は、トイレをきれいに保つのに役立ち、かつトイレを使用する間に使用者が触れなければならない表面の数を減少させる。

自動照明は、より暗い場所にウェルカム照明（welcome lighting）を提供する。

電動ファンは、換気を促進してトイレ内の悪臭を減らし、温度を下げる。

自動データ収集により、サービス提供者が、各トイレが経験する使用回数を測定することができ、従って、今後のイベントで配置されるトイレのサービスの頻度又は個数及び位置を調整することができる。

本開示は、電源及び通信機能を備えた、改善された仮設トイレを含む。このトイレは、自動水洗機能及び非接触式水洗要求センサを備える。自動照明は、より暗い場所にウェルカム照明を提供する。電動ファンは、換気を促進してトイレ内の悪臭を減らし、温度を下げる。センサは、様々なレベル及び使用を監視する。制御装置は、検知されたデータを監視し、トイレがサービスを必要とすることをサービス提供者に無線で知らせる。水洗ボウルが、タンク内の排泄物を隠すために大きいタンクの開口に配置されている。水洗ボウルは、排泄物を通過させるために内側ボウル表面の前部に比較的小さい開口を備えている。水をボウルの内側に案内するためのスプレーノズルが、排泄物が該内側ボウルに付着する可能性を最小限にするために設けられている。

本開示はまた、複数の壁、該壁につなげられたドアフレーム内のドア、並びに該壁及び該ドアフレームの上部に配設された屋根を備える仮設トイレも含む。複数の壁及びドアフレームに設けられたベースが、仮設トイレの床を画定している。複数の壁、ドアフレーム内のドア、屋根、及びベースが一緒に、閉じた内部空間を画定している。ベースは、その中に排泄物タンク、制御電子機器区画、及び清水タンクを画定している。便器が、排泄物タンクの上に配設されている。電源が、制御電子機器区画内に配設されている。マイクロプロセッサが、制御電子機器区画内に配設され、電源に接続されている。メモリが、マイクロプロセッサに接続されている。排泄物レベルセンサが、排泄物タンク内に配設され、マイクロプロセッサに接続されている。清水レベルセンサが、清水タンク内に配設され、マイクロプロセッサに接続されている。ドアセンサが、ドアが開いているか又は閉じているかを感知するように配置され、マイクロプロセッサに接続されている。ドアロックセンサが、ドアがロックされているか又はロック解除されているかを感知するように配置され、マイクロプロセッサに接続されている。照明が、閉じた内部空間内に配設され、マイクロプロセッサに接続されている。電動ポンプが、マイクロプロセッサに接続され、清水タンク及び便器に動作可能に接続されている。

本開示はまた、仮設トイレを運転する方法も含む。この方法は、ドアセンサを監視して、仮設トイレのドアが開いているか否かを判断するステップ、ドアロックセンサを監視して、該仮設トイレの該ドアが、ドアが開いた事象で開始される設定時間枠内にロックされたか否かを判断するステップ、該ドアが開けられたときに該仮設トイレの照明を自動的に作動させるステップ、該ドアが開けられたときに排気ファンを自動的に作動させるステップ、該ドアが開けられ、そして設定時間枠内にロックされたと判断したときに、電動ポンプを自動的に作動させて、便器のボウルを通る水の連続的な流れを作るステップ、及び使用者が非接触式水洗要求センサを作動させたときに、該電動ポンプの速度設定を調整して、便器のボウルを通る水の流量を一時的に増加させるステップを含み得る。

上記の要約は、本発明の範囲を限定するものでも、本発明のそれぞれの実施態様、態様、実施、特徴、又は利点を説明するものでもない。本発明の詳細な技術及び好ましい実施態様は、請求される発明の特徴を当業者が十分に理解するように、添付の図面と共に以下の段落で説明される。上述された特徴及び後述される特徴は、特定の組み合わせにのみ使用できるだけではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組み合わせに又は独立にも使用できることを理解されたい。

（図面の簡単な説明）
図1は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の側断面図である。 図2は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの論理図である。 図3は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図4は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図5は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図6は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図7は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図8は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図9は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図10は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図11は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図12は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図13Aは、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図13Bは、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレのソープディスペンサの詳細図である。 図14は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの一部の詳細図である。 図15は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの電気部品の線図である。 図16は、特定の実施態様の例による無線通信機能を備えた仮設トイレの線図である。 図17は、特定の実施態様の例による太陽光発電仮設トイレの部分外観図である。 図18は、特定の実施態様の例による太陽光発電仮設トイレの部分断面図である。 図19は、特定の実施態様の例によるインテリジェント仮設トイレの外観図である。

本発明は、様々な変更及び代替形態が可能であるが、本発明の詳細が、例として図面に示され、詳細に説明される。しかしながら、本発明が、説明される特定の実施態様の例に限定されるものではないことを理解されたい。逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれる全ての変更、等価物、及び代替物を包含する。

（詳細な説明）
以下の説明では、本発明が、様々な例示的な実施態様を参照して説明される。とは言え、これらの実施態様は、本発明をどの特定の例、環境、適用、又は本明細書に記載される特定の実施にも限定するものではない。従って、これらの実施態様の例の説明は、本発明を限定するのではなく、例示目的のためだけに提供される。

本発明の特徴及び態様は、例えば、「仮設トイレ（PORTABLE TOILET）」という名称の米国特許第7,975,325号に開示されている仮設トイレを含む、多種多様な仮設トイレの構造に適合し得る。米国特許第7,975,325号は、参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる。他の仮設トイレの構成及び比率も、特定の請求項に明確な記載がない限り、本発明の範囲から逸脱することなく提供することができる。

図1及び図19を具体的に、そして図2〜図18を全般的に参照すると、特定の実施態様による仮設トイレ100は一般に、壁102及び屋根104が、ポリエチレン（又は他のプラスック）シート製品から形成される。ドア106及びドアフレームは、シート製品、又はツインシート熱成形部品、若しくはブロー成形部品、若しくは射出成形部品から形成される。ベース108は、回転成形又はブロー成形によって形成された中空プラスチック部品である。ベース108は、排泄物タンク110を含む。トイレの床112は、排泄物タンク110の上部を形成している。便器114は、座った姿勢の人が使用するのに適した高さまで床112から延びている。特定の実施態様の例のさらなる特徴及び付属品は、これから特定の図面を参照して説明される。

図1に示されているように、バッテリ116は、ベース108に画定された区画120内の制御電子機器118と並んで収納されている。区画120は、床112の下に位置し、排泄物タンク110から分離されている。このような位置により、バッテリ116及び制御電子機器118への無法なアクセスが防止される。この区画120の位置により、仮設トイレ100の外観を、従来の仮設トイレと同じにすることもできる。

制御電子機器118は、マイクロプロセッサ（制御装置又はプロセッサとも呼ばれる）及び不揮発性メモリを含む。制御電子機器118は、図14に示され、本明細書中以下により詳細に説明される。

ソフトウェアコードがメモリに保存され、該ソフトウェアコードは、プロセッサが本明細書に開示される仮設トイレの特定の機能を選択的に果たすように該プロセッサによって実行される。図2は、仮設トイレのソフトウェアコードの動作論理の例を例示している。この論理は、任意の適切なコード言語のソフトウェアコードに圧縮することができる。様々なセンサによりプロセッサによって収集される情報をメモリに保存し、かつ/又は遠隔地に無線送信することができる。プロセッサ、ソフトウェアコード、及びトイレ中の様々なセンサにより、該トイレを高度なインテリジェンスを用いて運転することができる。

図2を参照すると、トイレ100の特定の動作論理200が示されている。プロセッサが、ドアセンサを監視してドアが開いたか否かを判断する（202）。トイレは、ドアが閉じてロックされていない間はスタンバイ状態を維持する（204）。ドアが開けられてロックされた場合は（204）、個人がトイレを使用し始めた可能性があると見なす。ドアが開けられた後にロックされなかった場合は（204）、トイレは、スタンバイ状態に戻る。

ドアが開けられたと判断すると（202）、プロセッサが、トイレ内の照明206及びファン208を作動させる。ドアのロックは、一定期間（例えば、20秒間）（212）連続的に監視される（210）。監視期間（212）後もドアがロックされないままである場合は、ファン及び照明の作動が停止され（214）、ドアが閉じられている場合は（216）、トイレがスタンバイ状態に戻る。

監視期間（212）内にドアがロックされた場合は、ファンが低い設定で作動され（217）、送水ポンプも低い設定で作動される（218）。低い設定は、便器のボウルに排泄物がない状態が持続するように維持される。

水洗要求センサを監視して（220）、使用者が水洗を要求したか否かを判断する。Yesの場合は、送水ポンプが、高い設定で3秒間作動され（222）、便器が「水洗」される。その後、ポンプが、低い設定に戻る（224）。設定時間枠（例えば、10秒）以内での使用者による繰り返しの水洗の要求は無視される（226）。ドアがロック解除されると（228）、ポンプが高い設定で3秒間作動されることによって（230）最後の「水洗」が自動的に行われ、そして該ポンプが停止される（232）。

上記の動作論理は、特定の利点を提供する。例えば、ドアが僅かに開いていると、照明が作動され、そしてあらゆる悪臭及び熱気をトイレから排出するためにファンが高出力で作動される。設定期間内にドアがロックされなかった場合は、照明及びファンは、電力を節約するために停止され、プロセッサが、ドアが再び開けられるのを待つ。

ドアがロックされると、使用中に雑音が低減されるようにファンが低レベルで作動される。同時に、送水ポンプが、トイレ（便器）のボウルの上及び全体に少量の水が流れるように低レベルで作動される。トイレが使用されている間のこの水の少量の流れは、トイレのボウルをよりきれいに維持し、筋汚れが付かないようにするのに役立つ。いつでも使用者は、図3及び図12に示されているようにトイレに近い壁に取り付けられた非接触式水洗要求センサ121に該使用者の手をかざすことによって水洗を要求することができる。前の水洗から一定期間（例えば、10秒）以内に水洗の要求がされた場合は、制御装置は、バッテリの電力を節約するために水洗しない。

トイレのドアがロック解除されると、全出力での水洗が制御装置によって自動的に開始される。この機能は、使用者が水洗を要求する必要性を一切なくし、使用者が水洗の要求を忘れた場合でも全ての排泄物を廃棄する。この最後の水洗の後に、送水ポンプが停止される。次の使用者のためにあらゆる悪臭を排出するべく、ファンが、数秒間最高出力で作動される。照明は、ファンと共に作動したままである。この期間後に、ファン及び照明が停止され、制御装置が、再びドアが開くのを待つ。

ここで、再び図1を参照して、特定の実施態様のいくつかのさらなる態様が説明される。ハンドドライヤ122を設けて、手を乾燥させるために暖かい空気を使用者に吹きかけることができる。このドライヤは、近接センサ及び/又は手動アクチュエータ（例えば、ボタン）によって作動させることができる。気流は、空気流中の加熱要素で温めてもよいし、又はトイレの内部若しくは外部に位置する吸気口から単純に吸気してもよい。

トイレットペーパーロール124が、便器の近くに配設されている。プロセッサがペーパーの残量を監視して、必要になったときに補充を依頼できるように、センサ126をトイレットペーパーディスペンサに設けて該プロセッサに接続することができる。

手洗い場128を、トイレの内部に配設することができる。手洗い場128は、使用者が手を洗うための水栓130を備える。清水タンク、容器、又は区画136を、手洗い用の水を保持するために手洗い場128のベース内に形成することができる。清水タンク136の水を、該清水タンク内に配設されたポンプ134によって水栓130に供給することができる。水栓130内に配設された近接センサによって使用者の手が感知されたときに、水が、該水栓130から出せるように該水栓に供給される。

手洗い場からの使用済みの水又は「雑排水」は、重力により通路に流して排泄物タンク110に集めることができる。レベルを監視して、必要になったときにサービスを依頼できるように、排泄物の水位センサ131を、排泄物タンク110内に配設してプロセッサに接続することができる。同様に、手洗い場の水位センサ137を清水タンク136の内部に配設し、プロセッサによってサービスの必要性を監視することができる。

手洗い用清水タンク136内の水は、外部環境が氷点下よりも下がったときに凍結しないようにヒータ139によって加熱することができる。清水はまた、使用者が手を洗うときの快適性のためにヒータ要素139によって周囲温度よりも高く維持することもできる。ヒータ141を、凍結を防止するために排泄物タンク110内に配設することもできる。同様に、ヒータ要素を、ベース108に画定された清水水洗タンク132内に配設することもできる。対応する温度センサを各タンク内に配設し、監視のためにプロセッサに接続することができる。プロセッサはまた、加熱要素を選択的に動作させて所望の温度設定を維持するためにそれぞれの加熱要素に接続される。

手洗い場は、トイレの外部又はトイレの近くに配設することもできる。清水タンク136は、手洗い場128内ではなく、ベース108内に設けることもできる。

レベルを監視して、必要になったときにサービスを依頼できるように、排泄物の水位センサ131を、排泄物タンク110内に配設してプロセッサに接続することができる。

ハンドタオルディスペンサ142を、使用者が手を乾かせるようにトイレ内に設けることもできる。この場合も同様に、使用を監視して、必要になったときにサービスを依頼できるように、ペーパーセンサ144を、タオルディスペンサ内に配設してプロセッサに接続することができる。

ソープディスペンサ146を、手洗い場の近傍に配設してもよいし、又は該手洗い場自体に含めてもよい。手動ソープディスペンサ146Aが、図13Aに示されている。自動ソープディスペンサ146Bが、図13Bに示されている。自動ソープディスペンサ146Bは、センサ147が使用者の手の近接を感知したときにソープをディスペンスする。両方のタイプのソープディスペンサは、ソープのレベル及び補充の必要性を監視するためにプロセッサに接続されたレベルセンサ149を備えることができる。ソープディスペンサ146は、ソープ及びアルコール系消毒剤を含む、あらゆるタイプの手の消毒剤で満たすことができる。複数のディスペンサをトイレに設けて、2種類以上の消毒剤を使用者に提供することができる。

ここで図3を参照すると、トイレの内部の一部が示されている。非接触式水洗要求センサ121が、便器114に近接した壁に示されている。このセンサは、使用者が該センサ121に手をかざすことによって作動される。

緊急呼び出しボタン148も、壁に配置されている。これにより、使用者が、緊急の場合又は何らかの支援が必要な場合に、支援を要請することができる。この呼び出しボタンは、プロセッサに接続され、該プロセッサは、支援の要請を開始することによって反応する。プロセッサは、必要とされる支援の性質を確認するためにオペレータとの双方向音声対話を確立することもできる。スピーカ/マイクアセンブリ150が、オペレータとの会話を容易にするために1つの壁に配設されている。

スピーカアセンブリ150を使用して、音楽、アナウンス、及び/又は宣伝を流すこともできる。ビデオスクリーン152も、トイレのドアの壁又は内側に配設することができる。ビデオスクリーン152は、接触応答式スクリーンを備えたタブレット型コンピュータ装置であり得る。タブレット152は、使用者が、音楽を再生する、広告を視聴する、アナウンスを視聴する、メッセージを聞く、及びキオスクとして対話することができるように構成することができる。トイレの使用者は、使用者自身のコンピュータ装置で音楽を再生するために、ブルートゥース又は他の無線接続手段によって該使用者の個人用携帯型コンピュータ装置（例えば、スマートフォン）に接続することもできる。ビデオスクリーン又はタブレット152は、プロセッサに接続して、該プロセッサがトイレが使用中であると判断したときにのみ選択的に電源が入るようにすることができる。

特定の実施態様の一態様は、「ボウルの水洗」である。プラスチックボウル154は、便座の下の排泄物タンクに開口しているのではなく、図3に示されているように該排泄物タンクの上の便座のすぐ下に配設されている。このボウル154は、タンクの内部が使用者に見えないようにすると共に、該ボウルの内面から排泄物を除去するために水洗作用を提供する。

図3〜図5及び図11を参照すると、ボウル154は、水及び排泄物をタンクに流すための、ボウル本体の前部に画定された、比較的小さい開口155を備えている。水をボウルの内側全体に案内するためのスプレーノズル156が、該ボウルの内面の後部に設けられている。スプレーノズル156は、ボウルから排泄物を排出するために「水洗」スプレーを作り出す。この水洗ボウルの設計は、使用者がトイレの開口を覗いたときに該使用者が見える排泄物の量を最小限にし（即ち、排泄物を隠し）、使用者の経験を遥かに快適なものにする。

トイレのボウルの内面をより長くきれいに保つため、トイレが使用されている間にトイレのボウルを通る少量の安定した流れが作られる（例えば、図2で参照された低いポンプ設定）。これは、殆どの排泄物が、ボウルの内側に付着すること及び筋汚れを付けることを防止する。水洗が要求されたとき又は自動的に開始されたときに、残存する全ての排泄物をボウルから除去するために水流が（高い設定で）数秒間強められる。

全ての水洗の水流は、電動ポンプ158によって供給され、該電動ポンプ158は、排泄物タンク又は清水水洗タンク132内に配置することができる。電動ポンプ158は、図6に示されている。ポンプ158は、導水管によって清水水洗タンク132及びボウルのスプレーノズル156に接続されている。ポンプ158はまた、ポンプの速度及びオン/オフ設定を制御するためにプロセッサにも接続されている。

電動ファン160を、特定の実施態様のさらなる機能として、図7に示されているように排泄物タンク通気管162に組み込むことができる。このファン160は、排泄物の上部の上にあるボウル154の前部に画定された開口155を介してトイレ内から空気を引き出し、該空気は、通気管162（図3に示されている）を通って屋根104に近いユニットから排出される。このプロセスにより、トイレの屋根104に近い該トイレの壁102に配置された小さい通気孔164（図19に示されている）からユニット内に新鮮な空気が引き込まれる。

別法では、ファン160をトイレの内部のダクトに組み込んで、複数の加熱要素166を出口に168に付加することができる。外部空気をファンのハウジング内に引き込み、そしてファンがトイレ内に排出するときに加熱要素166によって加温することができる。同じ要領で冷却ユニットを設けることができる。

図8は、使いやすさ及び安全性のために内部を照明するように屋根に近いトイレの内部に配設された電灯170の詳細図を示している。

図9を参照すると、磁気スイッチ172（又は他の近接センサ）が、ドアフレームに組み込まれている。ドアロック174が閉じた位置に移動すると、センサが作動して、ロック状態の変化をプロセッサに知らせることができる。

同様に、図10に示されているように、ドア106の縁に沿って配設された磁石178が、該ドアが閉じたことをプロセッサに知らせるように、磁気スイッチ176がドアフレームに沿って配設されている。状態の変化を監視して、ドアが開いているか又は閉じているかを判断することができる。

内部空間を最大化するために、好ましくは、小便器はトイレ内に設けられない。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、別個の小便器設備を設けることができる。この小便器は、排泄物タンクに流すために配管される。水洗ノズルも、本明細書に記載されるボウルと同様の水洗動作を行うように小便器の内部に沿って設けることができる。センサを該小便器に設けて該プロセッサに接続して、便器114ではなく小便器が使用されたことをプロセッサに知らせることができる。

排泄物タンクは、便器の開口を介して、又は床112のアクセスポート182（図3に示されている）を介してポンプによる汲み上げ及び充填を行うことができる。水洗ボウル154は、図4に示されているように旋回させて開け、下の排泄物タンク領域を見せてアクセスできるようにヒンジ結合されている。

図17を参照すると、ソーラーパネル180を屋根104に取り付けて、バッテリ116の充電のために電力を供給することができる。電子式充電制御装置184（図15に示されている）が、電子機器モジュールの一部として設けられ、該電子機器モジュールは、バッテリの充電、並びに制御電子機器及びモータへの12ボルトの電力の供給に適した電圧及び電流に太陽光電力を変換するように構成されている。

トイレ用の電子制御機器118が、バッテリ116と共に図14に詳細に示されている。電子機器118は、トイレ100の全ての機能、論理、電力調節、及び通信を制御するプロセッサ119を含む。図15は、プロセッサがトイレの様々な構成要素及びシステムにどのように接続されているかを図式的に示している。

図15に示されている追加のセンサの一例は、傾斜センサ、衝撃センサ、又は両方であり得る。これらのセンサ188は、図14にも示されている。傾斜センサが水平からのずれを監視し、これにより、プロセッサが、トイレが転倒したか否かを監視して適切な通知をサービスオペレータに送信することができる。同様に、衝撃センサは、トイレが所定の閾値を超えた衝撃を受けたことをプロセッサに知らせる。これは、トイレが車両に衝突された又は地面よりも高い位置から落下した場合であり得る。この場合も同様に、衝撃センサが作動したか否かが、サービスオペレータに知らせられることになる。

電子機器制御装置は、電力監視及び省電力のプログラミングも含む。例えば、バッテリの充電が、設定閾値よりも低下した場合、プロセッサは、ファンの速度を落とし、かつ/又は使用中の水洗の水の少量の流れを停止させ、これにより、より重要な高出力の水洗及び無線通信のためにバッテリの電力を節約する。

無線通信モジュール186、例えば、Wi-Fi、ブルートゥース、又はセル方式も、制御電子機器118に含められ、そしてプロセッサ119及び適切なアンテナに接続されている。プロセッサ119は、トイレの使用、例えば、全出力での水洗の回数、ドアが開いた回数、又は時間の経過を含む他の測定可能なデータを監視するようにプログラムされている。測定された値の組み合わせを監視し、アルゴリズムによって評価してサービスの間隔を決定することができる。全ての監視された入力のデータが、プロセッサに接続されたメモリに保存される。

プロセッサが、サービスが必要であると判断した場合は、無線信号がサービスオペレータ（例えば、トイレのレンタル会社又はリース会社）に送られて、トイレがサービスを必要とすることが該サービスオペレータに知らせられる。この信号は、管理者又はサービスオペレータのコンピュータ装置（携帯型コンピュータ装置、例えば、スマートフォン、タブレット、及び車両ナビゲーションコンピュータを含む）で実行される特注の監視ソフトウェアインターフェイスによるテキストメッセージ、電子メール、又は警告を含め、任意の形態であり得る。プロセッサによって送信されるメッセージは、サービスの依頼の理由（複数可）及びメモリに保存されたデータを含み得る。

トイレが、適切な機能に許容され得る出力レベルを超えている、又はサービスを必要とすると制御装置が判断した場合に、異なるトイレを使用するように潜在的な使用者への表示を点灯する又は提供するように、該制御装置をさらにプログラムすることができる。

制御装置はまた、サービスを必要とする通知、又は故障の忠告、又は差し迫った電源異常を含む他の予想外の運転状態を送信することもできる。例えば、制御装置は、組み込まれたセンサのいずれかがサービスが必要であると判断した場合は、サービスオペレータに警告を出すようにプログラムされている。制御装置が監視することができる機能特性には、水位、排泄物のレベル、バッテリの充電量、トイレの傾斜、GPS、衝撃、煙、火災、温度（構成要素又はトイレ内に居る人に害を及ぼし得る過度の加熱状態又は凍結状態）、時間（最後のサービスからの経過時間）、単位重量、重量、排泄物のレベル又は体積、モータが正常に機能しているか否かを決定するための該モータの電流センサ、トイレットペーパーの残量、ペーパータオルの残量、手の消毒剤の残量などが含まれる。

図16を参照すると、トイレにおける電子機器のコストを最小限にするために、トイレの2つのバリエーション、マスター200とスレーブ202を設けることができる。マスタートイレ200は、十分な通信機能、並びに潜在的により大きいバッテリ、並びにより優れた処理能力及びメモリを備える。スレーブ202のバージョンは、短距離のみの通信機能（例えば、ブルートゥース）、並びに制限されたメモリ及び制御装置の機能を有するであろう。

現場でのマスター−スレーブの設置の一例が図16に示されている。1つのマスタートイレ200が、複数のスレーブトイレ202に隣接している。現場にあるマスタートイレ200は、該マスタートイレがセルネットワーク204を介してサービスオペレータ206と無線通信できるようにセルラー通信電子機器を備える。現場にあるスレーブトイレ202は全て、マスターのみと通信するより安価な通信方法、例えば、Wi-Fi又はブルートゥースのみを有する。各スレーブトイレ202は、現場にある全てのトイレからのデータを伝える又照合するために通信チェーンの一部として、その隣接するトイレと無線通信することができる。次いで、マスターは、全ての現場のトイレからデータを収集し、そして必要に応じてサービスの依頼を発行して（又はアウトバウンド信号をサービスコンピュータに送信して）、現場にある全てのトイレの要求を通信する。

各スレーブトイレ202は、そのそれぞれの使用データをマスタートイレに報告するようにプログラムすることができ、該データは、メモリに保存され、かつサービスの要求について監視される。

「スレーブ」トイレ202は、別法では、物理的ケーブル又はコンジット、例えば、イーサネットケーブルを介して互いに及びマスター200に接続することができる。従って、スレーブトイレにおける無線送信電子機器のコストを削減することができる。

サービスオペレータが、所与のトイレに極めて接近して現場にいる間、そのトイレのプロセッサは、該サービスオペレータが携行する電子装置（例えば、スマートフォン又は他の携帯型コンピュータ装置）と（例えば、ブルートゥース又は無線周波数で）無線通信して、収集したデータをトイレの状態と共に該サービスオペレータの携帯型コンピュータ装置にアップロードするようにプログラムされている。

トイレが、サービスを受けて、前のデータがダウンロードされたら、プロセッサのメモリを「リセット」して新しいデータのロギングを開始することができる。全てのロギングされたデータも、セルネットワーク又は他の無線ネットワークを介してサービスオペレータに「伝える（phoned in）」ことができる。プロセッサは、サービスオペレータの電子装置又はセルラーネットワークを介して無線で更新されるそのソフトウェアコードを有することもできる。

本発明の特定の実施態様のそれぞれの態様の多数の利点が存在する。例えば、使用者がトイレを出たときの該トイレの自動水洗は、次の使用者により快適な経験を提供し、衛生状態を向上させる。非接触式水洗機能は、手動水洗レバーからの細菌の拡散をなくす。自動ファンは、使用者が入るときにトイレから悪臭及び有害なガスを排出し、淀んだ熱気を排出し、そして使用中に連続的な換気を提供する。

センサ、プロセッサ、及び無線通信の組み合わせにより、トイレが自己監視して、事前に計画されたサービス間隔の前にサービスの必要性が生じた場合にこれをサービスオペレータに知らせることができる。これは、仮設トイレを使用している間に使用者が嫌な経験をする可能性を低減する。

制御電子機器は、GPSデコーダ要素をさらに含み得る。従って、GPS位置情報機能を設けて、サービスオペレータが、サービスするための所与のトイレを探すこと、多数のユニットから特定のトイレを探すこと、及び盗難されたトイレの場所を探すことを支援することができる。このGPS機能を、オペレータの電子装置のデジタル地図ソフトウェアに組み込んで、運転の方向、サービスルートの選定、及び資源活用の最適化を提供することができる。

使用回数制料金システムを、プロセッサ及びトイレのドアに結合された自動ロック機構によって有効にすることもできる。プロセッサは、使用者のスマートフォン又は他のパーソナル電子装置と通信して、従来の非接触式支払い手段を用いて非接触式電子金融取引を行うようにプログラムすることができる。クレジットカード端末192を、図19に示されているように外壁に配設することもできる。通貨引受モジュール（currency acceptance module）を設けることもできる。サービスオペレータ又はイベント主催者は、トイレの使用料金を請求することによって彼らのトイレのレンタルコストを相殺することができる。トイレの無線通信機能は、様々な支払い仲介業者（例えば、クレジットカード会社）との連絡を容易にする。

制御装置は、サービスの必要性（又は緊急事態）をサービスオペレータ、トイレが使用されるイベントの代表者、サービストラックの運転手、地元の警察署又は消防署、緊急通報オペレータ、現場清掃サービスなどと通信することができる。緊急呼び出しスイッチ148をトイレ内に設けてプロセッサに接続し、使用者が緊急支援を要請できるようにすることができる。

トイレが設置場所に配送されたら、サービスオペレータが、状況に応じて、制御装置が連絡する電話番号（複数可）又は電子メールアドレス（複数可）を変更することができる。

トイレによって監視されてロギングされるデータには、使用回数、使用頻度、各使用の時刻、各使用の長さ、水洗の回数、タンク内の排泄物のレベル、その日の各時点での温度、バッテリの充電レベル、清水の水位、1日を通した充電パラメータ、及び最後のサービスの日時などが含まれ得る。このデータは、携帯型コンピュータ装置への直接の無線通信又はブルートゥース通信によってサービス提供者が検索することができる。

再び図19を参照すると、トイレは、夜間における使用を容易にするため及び安全性のために外部照明190を備えることができる。この外部照明は、トイレに入るため又はトイレから出るために個人がドアに近いときにのみ照明が点灯するように近接センサを備えることができる。

センサをハウジングに組み込んで、送水ポンプ（複数可）、照明、及びファンの故障を検出することができる。

煙又は火災センサ151を、図8に示されているようにトイレの壁又は天井に沿って配設して、プロセッサに接続することができる。プロセッサは、火災センサを監視して、サービスオペレータ及び/又は消防署に通報することができる。火災センサは、煙又は炎が検出されたときに発せられる音声及び視覚的警報を含む火災/煙警報器であり得る。

監視カメラ153を、トイレの内部又は外部に配設することもできる。カメラ153は、例えば、転倒、衝撃、移動、熱、煙、火災、緊急呼び出しなどを含む特定の事象が発生したときに記録するためにプロセッサによって作動させることができる。

音声アラーム又は記録されたメッセージをメモリに保存し、トイレが破壊されている又はひどく扱われていることを感知した場合に、これをスピーカ150によって再生することができる。

事前に記録された音声又はビデオメッセージをメモリに保存して、これを使用者に対して再生することができる。音声メッセージは、トイレ及びイベントについての情報、毎日のニュース、音楽、天気、地域の警告メッセージ、広告などであり得る。サービス提供者は、トイレの制御装置と無線通信して、所定の間隔で又は必要な場合にメッセージデータを「プッシュ」することができる。

使用者（又は傍にいる個人）のためのWi-Fiアクセスを、提供してもよいし、又は使用回数に応じた料金で販売してもよい。

トイレは、好ましくは無線通信であるが、別法として、同じ情報を物理的送信ケーブルで通信することができ、この方法は、永久的又は長期のトイレの設置に、又は無線妨害を含む環境に最も適している。

インテリジェントトイレの電力は、太陽光充電、風力発電、近隣設備への電気コードプラグの差し込み、ポータブルガス発電機、化学反応電池、例えば、水素燃料電池などから得ることができる。この電力はまた、サービスの依頼中にサービスオペレータによって充電される又は交換されるバッテリによって供給することもできる。

トイレの電子機器及びモータは、自動車及びRV車の部品におけるその普及及び湿潤環境での安全性により12ボルトのDC電源で動作するように構成されているが、あらゆる電圧又は電流のタイプを使用することができる。例えば、110ボルトAC又は240ボルト三相AC。あらゆるタイプのバッテリを使用することができる−ニッケル水素、鉛-酸、ゲル、乾電池、リチウムイオンなど。

トイレは、その耐久性及び腐食耐性及び低価格のためにプラスチック材料、例えば、ポリエチレンから主に形成されるが、あらゆる材料、例えば、鋼、ステンレス鋼、木、木質複合材、竹などを使用することができる。全てのタイプの製造プロセスも使用することができる。

インテリジェントトイレは、本明細書に開示されるセンサ及び機能のいずれか、全て、又は組み合わせを含み得る。追加のセンサ及び通信機能も提供することができる。

トイレは、プラスチックベースに配設することができ、かつ1人の人間によって移動可能である。使用される材料によって、トイレは、移動のために幾人かの人間又はフォークリフトを必要とするほどの重量であり得る。トイレは、車輪に取り付けてもよいし、又は取り外し可能若しくは格納可能な車輪を有してもよい。

ドアが開いた又はロックされたことを検出するために使用される磁気スイッチ172、176は、ユニットが使用されたと判断するための非常に信頼できる方法を提供する。しかしながら、他の装置及び感知方法も、本発明の範囲から逸脱することなく使用を判断するために使用することができ、これには：赤外線センサ、超音波センサ、マイクロ波センサ、レーザセンサ、圧力スイッチ、非磁気スイッチ、光ビームセンサ、静電容量センサ、インダクタンスセンサ、温度センサなどが含まれる。

本明細書で述べられる様々な電気部品は、仮設トイレの壁、屋根、及び床の構造に組み込んでもよいし、又は以下に述べられるようにトイレの外側の屋根に取り付けられる別個の取り外し可能な構造物に収容してもよい。

様々な部品のトイレ内部への取り付けには、トイレの構造物の一部を、センサ及びシステム用に設計する必要があり得る。しかしながら、さらなる一実施態様では、図18に示されているような取り外し可能な改造構造物300により、特定のインテリジェントシステムをほぼ全てのトイレの屋根に組み込むことができ、これにより、多数の上述の快適な機能が、あらゆる既存の仮設トイレで実現される。この取り外し可能な構造物300又は「ソーラーポッド」は、バッテリ302、電子制御装置304、ファン306、照明308、及びソーラーパネル310が配設された成形プラスチックハウジング301を備えている。使用センサ312（例えば、光、赤外線など）が、個人がトイレの内部を使用しているか否かを判断するために制御電子機器に接続されている。

トイレの屋根に取り付けられたソーラーポッドでは、ケーブルを、トイレの壁を下って付属電気部品：ドアが開いてロックされたことを検出するためのスイッチ、水洗要求センサ、排泄物タンクに設置された電動ポンプ、及び含められた機構の動作に必要なその他の追加センサまで延ばすこともできる。ソーラーポッドの下側の構造は、特定のトイレの屋根に一致するように構成される、又は複数の異なる屋根の設計に適合された屋根アダプタ314に一致するように設計することもできる。

殆どの仮設トイレの屋根は、乳白色のプラスチックであるため、トイレの内部を照明するための光源308は、ソーラーポッド300の下側に取り付けて、単純に屋根を通して照明することができる。これにより、別個の照明器具及びこれに関連する配線をトイレの内部に装着する必要がなくなる。また、乱暴者が照明を破壊するのが非常に困難になるであろう。

ソーラーポッド300は、屋根から突き出た、既存のトイレの通気管162に一致させることができ、かつ該通気管からの気流をソーラーポッド内の電動換気ファンに案内して大気に放出させる通路を備えることができる。これにより、ファン及びこれに関連する配線をトイレの内部に取り付ける必要がなくなる。

ソーラーポッド300の内部にバッテリを取り付けることにより、バッテリがトイレの内部から又は排泄物タンクの容積から空間を奪う（これらの空間の減少は共に、トイレの快適性及び機能に悪影響を及ぼす）、トイレの床の近く又は下に該バッテリを配置する必要がなくなる。また、ソーラーポッド300により、好奇心の強い使用者又は乱暴者から配線及びシステム部品の大部分を十分に保護することが可能となる。

本発明の他の特徴及び態様は、たとえ本明細書に文書で説明されていなくても、図面の描写から理解できよう。

最も実用的で好ましい実施態様と現在考えられるものに関連して本発明を説明してきたが、当業者には、本発明が、開示される実施態様に限定されないことは明らかであろう。多数の変更及び同等の構成が、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく可能であることは当業者には容易に明らかであろう。このような範囲は、全ての同等の構造及び製品を包含するように添付の特許請求の範囲の広義の解釈に一致するべきである。さらに、様々な実施態様の例の特徴又は態様は、本発明の範囲から逸脱することなく、（たとえこのような組み合わせが本明細書に明確に記載れていないとしても）組み合わせて一致させることができる。

Claims (20)

1. 仮設トイレであって、
   複数の壁；
   該壁につなげられたドアフレーム内のドア；
   該壁及び該ドアフレームの上部に配設された屋根；
   該仮設トイレの床を画定するように該複数の壁及び該ドアフレームに設けられたベースであって、該複数の壁、該ドアフレーム内の該ドア、該屋根、及び該ベースが一緒に、閉じた内部空間を画定し、かつ該ベースが、その中に排泄物タンク、制御電子機器区画、及び清水タンクを画定している、該ベース；
   該排泄物タンクの上に配設された便器；
   該制御電子機器区画内に配設された電源；
   該制御電子機器区画内に配設され、該電源に接続されたマイクロプロセッサ；
   該マイクロプロセッサに接続されたメモリ；
   該排泄物タンク内に配設され、該マイクロプロセッサに接続された排泄物レベルセンサ；
   該清水タンク内に配設され、該マイクロプロセッサに接続された清水レベルセンサ；
   該ドアが開いているか又は閉じているかを感知するように配置され、該マイクロプロセッサに接続されたドアセンサ；
   該ドアがロックされているか又はロック解除されているかを感知するように配置され、該マイクロプロセッサに接続されたドアロックセンサ；
   該閉じた内部空間内に配設され、該マイクロプロセッサに接続された照明；及び
   該マイクロプロセッサに接続され、該清水タンク及び該便器に動作可能に接続された電動ポンプを備える、前記仮設トイレ。
2. 前記便器内に配設されたボウルであって、その前部に開口を画定している、該ボウル、及び
   該便器の後部に配設された水スプレーノズルをさらに備える、請求項1記載の仮設トイレ。
3. 前記閉じた内部空間内に配設された手洗い場をさらに備え、該手洗い場が、水栓が取り付けられた手洗い用清水タンクをさらに備え、手洗いレベルセンサが、該手洗い用清水タンク内に配設され、かつ前記プロセッサに接続されている、請求項1記載の仮設トイレ。
4. 前記手洗い用清水タンク内に配設された加熱要素をさらに備える、請求項3記載の仮設トイレ。
5. 前記手洗い場に近接して配置されたソープディスペンサをさらに備え、該ソープディスペンサが、前記プロセッサに接続されたソープレベルセンサを備える、請求項3記載の仮設トイレ。
6. 前記閉じた内部空間内に配設されたトイレットペーパーディスペンサ、及び該トイレットペーパーディスペンサ内に配設されたトイレットペーパーセンサをさらに備え、該トイレットペーパーセンサが、前記プロセッサに接続されている、請求項1記載の仮設トイレ。
7. 前記閉じた内部空間内から空気を前記仮設トイレの外部の環境に排出するように配置された排気ファンをさらに備える、請求項1記載の仮設トイレ。
8. 前記閉じた内部空間内に配設され、前記電源に接続されたハンドドライヤ及び電子式ペーパーハンドタオルディスペンサの少なくとも1つをさらに備える、請求項1記載の仮設トイレ。
9. 前記排泄物タンク内に配設され、前記プロセッサに接続された排泄物タンクヒータをさらに備える、請求項1記載の仮設トイレ。
10. 前記制御電子機器区画内に配設され、前記プロセッサに接続された傾斜センサ及び衝撃センサの少なくとも1つをさらに備える、請求項1記載の仮設トイレ。
11. 前記制御電子機器区画内に配設され、前記プロセッサに接続された無線通信モジュールをさらに備える、請求項1記載の仮設トイレ。
12. 前記プロセッサが、前記排泄物レベルセンサにより前記排泄物タンク内の排泄物のレベルが設定閾値に達したと判断されたときにサービスの依頼を自動的に送信するように構成されている、請求項11記載の仮設トイレ。
13. 前記閉じた内部空間内に配設され、前記プロセッサに接続された非接触式水洗要求センサをさらに備える、請求項1記載の仮設トイレ。
14. 前記プロセッサが、前記ドアが開けられ、そして設定時間枠内にロックされたと判断すると、ポンプを作動させて、前記便器内に配設されたボウルを通る水の連続的な流れを作るように構成されている、請求項1記載の仮設トイレ。
15. 前記仮設トイレの前記閉じた内部空間内に設けられた対話型ビデオスクリーンをさらに備える、請求項1記載の仮設トイレ。
16. 前記仮設トイレの前記閉じた内部空間に設けられ、前記プロセッサに接続された緊急呼び出しボタン；及び
    前記制御電子機器区画内に配設され、該プロセッサに接続された無線通信モジュールをさらに備え、
    該プロセッサが、使用者が該緊急呼び出しボタンを作動させたときに緊急サービスオペレータに支援の要請を伝えるように構成されている、請求項1記載の仮設トイレ。
17. 前記仮設トイレの前記閉じた内部空間内に設けられ、前記プロセッサに接続されたマイク及びスピーカをさらに備え、該プロセッサが、前記使用者が前記緊急呼び出しボタンを作動させたときに前記緊急サービスオペレータと該使用者との間の双方向音声通信を確立するようにさらに構成されている、請求項16記載の仮設トイレ。
18. 仮設トイレを運転する方法であって：
    ドアセンサを監視して、該仮設トイレのドアが開いているか否かを判断するステップ；
    ドアロックセンサを監視して、該仮設トイレのドアが、ドアが開いた事象で開始される設定時間枠内にロックされたか否かを判断するステップ；
    該ドアが開けられたときに該仮設トイレの照明を自動的に作動させるステップ；
    該ドアが開けられたときに排気ファンを自動的に作動させるステップ；
    該ドアが開けられ、そして該設定時間枠内にロックされたと判断したときに、電動ポンプを自動的に作動させて、便器のボウルを通る水の連続的な流れを作るステップ；及び
    使用者が非接触式水洗要求センサを作動させたときに、該電動ポンプの速度設定を調整して、便器のボウルを通る水の流量を一時的に増加させるステップを含む、前記方法。
19. 前記仮設トイレの排泄物タンクの排泄物のレベルを感知する排泄物レベルセンサを監視するステップ；及び
    該排泄物レベルセンサにより該排泄物タンク内の該排泄物レベルが設定閾値に達したと判断したときに、トイレサービスオペレータへのサービスの依頼を自動的に開始するステップをさらに含む、請求項18記載の方法。
20. 前記トイレの運転データをメモリに保存して、該運転データをトイレサービスオペレータに無線で伝えるステップをさらに含む、請求項18記載の方法。

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