JP2015037274A - トンネル無線通信補助設備 - Google Patents

Abstract

【課題】消火器収納装置に設けたアンテナ特性を改善してトンネル内で使用する無線通信機と通信接続する通信可能エリアを広げることを可能とする。【解決手段】トンネル内に所定間隔で設置された消火器収納装置１２にアンテナ１８を設け、トンネル坑口料外の消防用無線接続箱及び警察用無線接続箱の間を共用器から消火器収納装置を順次経由して給電用同軸ケーブルで接続すると共に分岐器を介してアンテナ１８を接続する。消火器収納装置１２は消火器扉３０に開口を形成してアンテナ１８を設置し、消火器扉３０の開口の内側となるアンテナ１８の背後に反射板３８を配置し、消火器扉３０の開口の外側となるアンテナ１８の前方を覆ってアンテナカバー３４を配置する。【選択図】図７

Description

本発明は、トンネル内の救助活動、消火活動等に際して、トンネル外部との連絡に供するためのトンネル無線通信補助設備に関する。

従来、道路トンネルにおける非常設備としては、非常電話や火災検知器等の通報・警報設備、消火器や消火栓の消火設備、非難誘導設備に加え、その他の設備として無線通信補助設備等があり、トンネル延長と一日当りの交通量できまるトンネル等級に応じ、設置する非常設備を定めている。

このうちトンネル延長が１００００ｍを超えるＡＡ等級にあっては、トンネル内の救助活動、消火活動等に際して、トンネル外部との連絡に供するための無線通信補助設備の設置を義務付けており、また、トンネル延長が３０００〜１００００ｍのＡ等級にあっては、必要に応じて無線通信補助設備を設置するとしている。

この無線通信補助設備は、トンネル内に設置する空中線とトンネル坑外に設置する無線装置で構成する。トンネル内に設置する空中線には漏洩同軸ケーブルが用いられる。漏洩同軸ケーブルは、同軸ケーブルに電波を放射するスロットを設けたもので、ＬＣＸ（Ｌｅａｋｙ Ｃｏａｘｉａｌ Ｃａｂｌｅ）と呼ばれている。

トンネル坑外に設置する無線装置は、基地局、中継局等の常時設置の場合と、必要時にのみ無線機を持ち込み、無線接続箱の接続端子を使用して空中線系に接続して使用する場合があり、例えば消防無線機を接続する無線接続箱や警察無線機を接続する無線接続箱を設置している。

特開２００６−１５５４９５号公報

ところで、このようなトンネル無線通信補助設備は、トンネル延長が１０００〜３０００ｍとなるＢ等級の場合、その設置は義務付けられていないが、消防や警察の要望により、Ｂ等級のトンネルについても、無線通信補助設備を設置したい場合がある。

そこで、Ｂ等級のトンネルについても、ＡＡ等級及びＡ等級の場合と同様、漏洩同軸ケーブルをトンネル内に設置する無線通信補助設備を設置することが考えられる。

しかしながら、漏洩同軸ケーブルは、構造上太くて重いため、高所での施工性が悪く、工事の安全性を考慮してトンネル側壁取付を標準としており、既設のトンネルに漏洩同軸ケーブルを敷設する場合、トンネル側壁に吊り金具を取り付ける必要があり、トンネル躯体に影響する問題がある。

また、漏洩同軸ケーブルは特殊な構造をもつことから高価であり、コスト的な負担も大きいという問題もある。

この問題を解決するため本願出願人にあっては、トンネル内に所定間隔で設置された複数の設備機器、例えば消火器収納装置にアンテナを設置すると共に分岐器を設け、トンネルの坑口に設置した無線接続箱からトンネル内の消火栓収納装置を順次経由してトンネル坑口の他方の無線接続箱に給電用同軸ケーブルを敷設し、消火器収納装置に設けた分岐器の入力端子と出力端に給電用同軸ケーブルを接続すると共にアンテナを分岐端子に接続するようにしたトンネル無線通信補助設備を提案している（特願２０１３−１３６５５５）。

このようなトンネル無線通信補助設備によれば、漏洩同軸ケーブルに代えて、トンネル内に設置している既設の消火器収納装置にアンテナ及び分岐器を設けて当軸ケーブルで坑口の無線接続箱と接続することで、トンネル躯体に対する取り付け工事を不要とし、トンネル躯体に影響することなく、既設のトンネルであっても、簡単且つ容易に設置可能とする。また、高価な漏洩同軸ケーブルを使う必要がないため、設備コストも低減できる。

ここで、消火器収納装置に対するアンテナの設置は、消火器を収納した筐体に開閉自在に設けた扉前面にアンテナを設置し、消火器収納装置の設置間隔は５０メートルであることから、両側約２５メートルの範囲に存在する携帯無線通信機との通信を可能とするように電波を送信すると共に電波を受信するアンテナを設置する必要がある。

しかしながら、消火栓装置にアンテナを配置した場合、直進したトンネルで両側約２５メートルの通信可能範囲をカバーできていても、例えばカーブしているトンネルの場合には、両側約２５メートルの通信可能範囲をカバーできない場合がある。

この問題を解決するためには、双方向増幅機能を備えたブースタを必要に応じて設置して通信可能範囲を広げることが考えられるが、ブースタを設置した場合には、ブースタに電源装置を設けて直流電源を供給するか、給電用同軸ケーブルを利用して直流電源を供給する必要があり、設備構成が煩雑となり、コスト的にも高価になる問題がある。

本発明は、消火器収納装置に設けたアンテナ特性を改善してトンネル内で使用する無線通信機と通信接続する通信可能エリアを簡単に拡大可能とするトンネル無線通信補助設備を提供することを目的とする。

本発明は、
トンネル内に所定間隔で設置された複数の設備機器に設けられ、トンネル内で使用する無線通信機と通信接続するアンテナと、
トンネルの坑口の一方又は両方に設置され、無線通信機を接続する接続端子を備えた無線接続箱と、
トンネル坑口の一方の無線接続箱からトンネル内の設備機器を順次経由してトンネル坑口の他方又はトンネル坑口の他方の無線接続箱に布設した給電用同軸ケーブルと、
設備器機の内部に設置され、両側に位置する一方の給電用同軸ケーブルを入力端子に接続すると共に他方の給電用同軸ケーブルを出力端子に接続し、アンテナを分岐端子に接続した分岐器と、
を備えたトンネル無線通信補助設備に於いて、
設備機器は、筐体の前面に開閉自在な扉を備え、筐体内に消火器を収納した消火器収納装置であり、
消火器収納装置の扉に開口を形成してアンテナを設置し、
扉の開口の内側となるアンテナの背後に反射板を配置し、
扉の開口の外側となるアンテナの前方を覆ってアンテナカバーを配置したことを特徴とする。

ここで、アンテナカバーを、消火器収納装置の扉に設ける消火器シンボルの消火器ボンベを模式的に表した立体形状とする。

また、無線接続箱として、割当周波数帯域の異なる無線機を接続する複数の無線接続箱を設けると共に、複数の無線接続箱を、割当周波数帯域の信号を通過する帯域フィルタを備えた共用器を介して給電用同軸ケーブルに共通接続する。

本発明のトンネル無線通信補助設備によれば、消火器収納装置の消火器を収納した筐体の前面に開閉自在に設けた扉に開口を形成してアンテナを設置し、扉の開口の内側となるアンテナの背後に反射板を配置し、更に、扉の開口の外側となるアンテナの前方を覆ってアンテナカバーを配置するようにしたため、アンテナから電波を送信する場合は、アンテナからの電波に反射板で反射した電波が加わり、携帯無線通信機の受信可能範囲を拡大することを可能とし、また、携帯無線通信機から送信した電波を受信する場合、アンテナに直接到来する電波に反射板で反射して到来する電波が加わり、携帯無線通信機の送信可能範囲を拡大することを可能とする。

また、消火器収納装置の扉前面にアンテナを設置することで、例えば、消火器収納装置の扉をアンテナ付きのものに交換するだけで、簡単にアンテナの設置工事ができる。

また、消火器収納装置の扉には、消火器を模式的に表した消火器シンボルを設けていることから、アンテナ外側を覆って配置するアンテナカバーを、消火器シンボルにおける消火器ボンベを模した立体形状とすることで、消火器収納装置の扉表面にアンテナが露出することがなく、消火器収納装置の扉の機能を損なうことなく、扉にアンテナを設けることを可能とする。

トンネル両側坑口から無線供給するトンネル無線通信補助設備の実施形態を示した説明図 Ｂ等級トンネルの設備を示した説明図 アンテナを設置した消火器収納装置を示した斜視図 アンテナを設置した消火器収納装置を示した正面図 筐体と消火器扉を分解して示した説明図 消火器扉を分解して示した説明図 図２のＸ−Ｘ断面を示した断面図 図７のＹ−Ｙ断面とその組立分解状態を示した断面図

［無線通信補助設備の構成］
図１はトンネル両側坑口から無線供給するトンネル無線通信補助設備の実施形態を示した説明図、図２はＢ等級トンネルの設備を示した説明図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態のトンネル無線通信補助設備は、トンネル１０内の監視員通路１５に沿って設置した消火器収納装置１２に分岐器１６とアンテナ１８を設け、トンネル１０の一方の坑口から他方の坑口に向けて給電用同軸ケーブル２６を敷設している。

消火器収納装置１２に設けた分岐器１６は、入力端子、出力端子及び分岐端子を備え、両側に位置する一方の給電用同軸ケーブル２６を入力端子に接続すると共に他方の給電用同軸ケーブル２６を出力端子に接続し、アンテナ１８を分岐端子に接続している。アンテナ１８は両側約２５メートルの範囲に存在する携帯無線通信機との通信を可能とするように電波を送信すると共に電波を受信する。

トンネル１０の両側の坑口には、共用器２４を介して消防用無線接続箱２０と警察用無線接続箱２２を設置している。消防用無線接続箱２０は開閉自在な扉の内部に給電接続端子を備えており、１５０ＭＨｚ帯の所定の消防無線割当周波数を使用する消防無線機を接続し、トンネル内で消防隊員が携帯する無線通信機との間での会話通信を可能とする。１５０ＭＨｚ帯の消防無線は、１４８．０１００ＭＨｚ〜１５４．３１００ＭＨｚに１．６ＭＨｚの帯域幅で６８チャンネルが割当てられている。

警察用無線接続箱２２は開閉自在な扉の内部に給電接続端子を備えており、１５０ＭＨｚ帯の所定の警察無線割当周波数を使用する警察無線機を接続し、トンネル内で警察官が携帯する無線通信機との間での会話通信を可能とする。

共用器２４は、消防無線割当周波数を通過する帯域通過フィルタと警察無線割当周波数を通過する帯域通過フィルタを備え、２つの帯域通過フィルタの一方の出力を共通接続してトンネル側の同軸ケーブル２６に接続している。

トンネル１０における同軸ケーブル２６の敷設は、監視員通路１５の下側のダクト通路１７に設置している電線管１９を通して行い、消火器収納栓置１２の設置場所で立ち上げ、消火器収納装置１２に設けた通線孔を経由して消火器収納装置１２内に設置した分岐器１６に同軸ケーブル２６を接続する。このためトンネル１０内に同軸ケーブル２６を敷設するための取付金具などの設置は不要であり、トンネル躯体に影響しない。

このように漏洩同軸ケーブルに代えて、トンネル１０内に設置している消火器収納装置１２に分岐器１６及びアンテナ１８設けて同軸ケーブル２６で坑口の消防用無線接続箱２０及び警察用無線接続箱２２と共用器２４を介して接続することで、トンネル躯体に対する取り付け工事を不要とし、トンネル躯体に影響することなく、既設のトンネルであっても、簡単且つ容易に設置可能とする。また、高価な漏洩同軸ケーブルを使う必要がないため、設備コストも低減できる。

［消火器収納装置のアンテナ設置］
図３はアンテナを設置した消火器収納装置を示した斜視図、図４はアンテナを設置した消火器収納装置を示した正面図である。

図３及び図４に示すように、消火器収納装置１２は、前面に開口した箱形の筐体２８と筐体開口に開閉自在に設けた消火器扉３０で構成し、筐体２８の中に例えば２本の消火器を収納している。

消火器扉３４は、右側に開閉ハンドル３６を設け、略中央の前面に消火器を模式的に表した合成樹脂などを用いた消火器シンボル板３２をビス止めで固定しており、また、扉上部に「消火器」の文字を描いている。

消火器シンボル板３２に描かれる消火器シンボルのボンベ部分はアンテナカバー３４であり、アンテナカバー３４は前方に円弧状に張り出すことで消火器ボンベを模式的に表した立体形状としており、その内側を空洞としてアンテナ設置スペースを確保し、内部にアンテナ１８を配置している。

図５は筐体と消火器扉を分解して示した説明図であり、図５（Ａ）は筐体を示し、図５（Ｂ）は消火器扉を示す。

図５に示すように、消火器収納装置１２の筐体２８は、扉開口４０を備えた箱形状をもち、板金加工により形成しており、扉開口４０の左側の上下２箇所にヒンジ受け部４２を設け、扉開口４０の右側略中央にマグネットラッチ４４を設けて消火器扉３０を吸着保持可能としている。

消火器扉３０は左側の上下2箇所のヒンジ部４６を設け、これを筐体２８のヒンジ受け部４２に嵌め入れることで開閉自在に筐体２８の扉開口４０に装着される。消火栓扉３２の前面にビス止め固定した消火器シンボル板３２は、消火器ボンベ部分となるアンテナカバー３４の内側にアンテナ１８を配置し、アンテナ１８の背後に反射板３８を配置している。

図６は消火器扉を分解して示した説明図であり、図６（Ａ）に消火栓扉を示し、図６（Ｂ）に消火器シンボル板を示し、図６（Ｃ）にアンテナカバーを示している。

図６に示すように、消火栓扉３０のアンテナカバー３４を取り付ける位置には開口４８を形成し、開口４８の部分に、取付アングル部材５２ａによってアンテナ基台５０に起立したアンテナ１８を配置している。また、アンテナ１８の背後には、取付アングル部材５２ａ，５２ｂによって反射板３８を配置している。

消火器シンボル板３２は消火器ボンベ部分を刳り貫いてボンベ開口５４を形成している。ボンベ開口５４は消火器扉３０に形成した開口４８と同じ形状であり、消火器シンボル板３２を消火器扉３０の前面にビス止め固定した場合に、開口４８とボンベ開口５４は重なり合って一つの開口となる。

アンテナカバー３４は消火器ボンベ部分を立体形状で模したカバー本体５５の周囲にフランジ部５６を一体に形成しており、消火器扉３０に形成した開口４８に内側から嵌め入れ、フランジ５６の部分で扉裏面に例えば接着剤により固定可能としている。

消火器シンボル板３２およびアンテナカバー３４の材質は、アンテナ１８の利得に変動を与えにくい合成樹脂や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）とする。

図７は図４のＸ−Ｘ断面を示した断面図、及び図８は図７のＹ−Ｙ断面（図８（Ａ）参照）とその組立分解状態（図８（Ｂ）参照）を示した断面図である。

図８に示すように、消火器収納装置１２の筐体２８の内部には、想像線で示すように２本の消火器６６を収納しており、消火器扉３０に形成した開口４８の部分にアンテナ１８を垂直に起立して配置し、更に、アンテナ１８の背後に反射板３８を配置している。

消火器扉３０に対するアンテナ１８、アンテナカバー３４及び反射板３８の取付構造は、図８（Ｂ）に示すように、消火栓扉３０の開口４８に内側からアンテナカバー３４を装着して接着剤などで固着し、開口４８の外側に消火器シンボル板３２をビス６４により固定する。

アンテナ１８を起立したアンテナ基台５０は取付アングル部材５８に固定し、この取付アングル部材５８を取付アングル部材５２ａにビス６０で固定しており、更に、取付アングル部材５２ａを消火栓扉３０の内側に溶接などで固定し、アンテナ１８が消火栓扉３０の開口４８に入るように配置している。

消火栓扉３０に形成した開口４８の内側となる上下2箇所には取付アングル部材５２ａ，５２ｂを溶接などで固定しており、上側の取付アングル部材５２ｂはアンテナ１８を配置する下側の取付アングル部材５２ａと同じ形状であり、上下２箇所に固定した取付アングル部材５２ａ，５２ｂの背後に導電材料で作られた反射板３８をビス６２により固定し、アンテナ１８の背後に反射板３８を配置している。

このように消火器収納装置１２の消火栓扉３０に開口４８を形成してアンテナ１８を設置し、消火栓扉３０の開口４８の内側となるアンテナ１８の背後に反射板３８を配置し、更に、消火栓扉３０の開口４８の外側となるアンテナ１８の前方を覆ってアンテナカバー３４を配置するようにしたため、アンテナ１８による通信可能範囲が反射板３８を設けたことによって拡大可能となる。

例えばアンテナ１８から送信した電波が携帯無線通信機で受信可能となる範囲は、アンテナ１８から前方に放射した電波に、アンテナ１８から後方に放射して反射板１８により反射した電波が加わることで拡大する。

また、携帯無線通信機から送信した電波がアンテナ１８で受信可能となる範囲は、アンテナ１８に直接到来する電波に、反射板１８により反射してアンテナ１８に到来する電波が加わることで、同様に拡大する。

［本発明の変形例］
上記の実施形態では、アンテナの背後に平面から見てフラットな反射板を配置しているが、反射板を平面から見て湾曲板形状や折曲板形状としてもよい。

また、アンテナの背後に設置する反射板の位置は、筐体に対する消火器の収納を妨げない範囲で、通信可能範囲を拡大可能な適宜の位置に配置することが望ましい。

また、上記の実施形態では、アンテナを消火栓扉に形成した開口の部分に配置しているが、消火器ボンベ部分の立体形状を模したアンテナカバーの前方への飛び出しを、シンボル表示を損なうことのない範囲で大きくすることで、アンテナを消火器扉に形成した開口から可能な限り離れた前方位置に配置して通信可能範囲を拡大するようにしても良い。

また、上記の実施形態に示した消火器扉に対するアンテナ及び反射板の取付構造は一例であり、必要に応じて適宜の取付構造としても良い。

また、上記の実施形態は、トンネル無線通信設備の分岐器とアンテナを設ける設備機器として、消火器収納装置を例にとるものであったが、消火器収納装置と同様に、筐体に扉を備えたそれ以外の適宜の設備機器に設けるようにしても良い。

また、上記の実施形態は、既設のトンネルにトンネル無線通信補助設備を設ける場合を例にとるものであったが、新設のトンネルについても、同様に適用可能である。

また、上記の実施形態は、消防及び又は警察の無線接続箱からの信号を共用器でまとめてトンネル内に供給しているが、共用器に対し更に、国土交通省無線機の無線接続箱を設けたり、ＦＭラジオ再放送装置などを必要に応じて接続するようにしても良い。

また本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０： トンネル
１２：消火器収納装置
１４：照明装置
１６：分岐器
１７：ダクト通路
１８：アンテナ
１９：電線管
２０：消防用無線接続箱
２２：警察用無線接続箱
２４：共用器
２５：無線接続箱
２６：同軸ケーブル
２８：筐体
３０：消火器扉
３２：消火器シンボル板
３４：アンテナカバー
３８：反射板
４８：開口

Claims (3)

1. トンネル内に所定間隔で設置された複数の設備機器に設けられ、トンネル内で使用する無線通信機と通信接続するアンテナと、
   前記トンネルの坑口の一方又は両方に設置され、無線通信機を接続する接続端子を備えた無線接続箱と、
   トンネル坑口の一方の無線接続箱から前記トンネル内の前記設備機器を順次経由してトンネル坑口の他方又はトンネル坑口の他方の無線接続箱に布設した給電用同軸ケーブルと、
   前記設備器機の内部に設置され、両側に位置する一方の給電用同軸ケーブルを入力端子に接続すると共に他方の給電用同軸ケーブルを出力端子に接続し、前記アンテナを分岐端子に接続した分岐器と、
   を備えたトンネル無線通信補助設備に於いて、
   前記設備機器は、筐体の前面に開閉自在な扉を備え、筐体内に消火器を収納した消火器収納装置であり、
   前記消火器収納装置の扉に開口を形成して前記アンテナを設置し、
   前記扉の開口の内側となる前記アンテナの背後に反射板を配置し、
   前記扉の開口の外側となる前記アンテナの前方を覆ってアンテナカバーを配置したことを特徴とするトンネル無線通信補助設備。
   
2. 請求項１記載のトンネル無線通信補助設備に於いて、前記アンテナカバーを、前記消火器収納装置の扉に設ける消火器シンボルの消火器ボンベを模式的に表した立体形状としたことを特徴とするトンネル無線通信補助設備。
   
3. 請求項１記載のトンネル無線通信補助設備に於いて、
   前記無線接続箱として、割当周波数帯域の異なる無線機を接続する複数の無線接続箱を設けると共に、前記複数の無線接続箱を、前記割当周波数帯域の信号を通過する帯域フィルタを備えた共用器を介して前記給電用同軸ケーブルに共通接続したことを特徴とするトンネル無線通信補助設備。

Images