JP2018199403A

JP2018199403A - インフラ設備

Info

Publication number: JP2018199403A
Application number: JP2017104665A
Authority: JP
Inventors: 敬介市毛; Keisuke Ichige
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2037-05-26
Also published as: JP6897319B2

Abstract

【課題】インフラ設備のメンテナンス性を向上させる。【解決手段】道路設備１０は、道路Ｄに設置されたポール１２と、ポール１２の先端に設けられ、路面Ｒとの間に設備配置空間５０を形成する取付基部１４と、回転翼２６を有すると共に照明器具３０及び撮影装置３２が搭載され、取付基部１４に着脱可能に取り付けられる飛行体取付部２８が形成されて、設備配置空間５０に配置される無人飛行体２０と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、インフラに設置される道路設備に関する。

従来、道路に設置される照明やカメラなどの道路設備は、メンテナンスに手間や時間がかかる。例えば、特許文献１には、構造物の点検を行うための飛行型点検装置が開示されている。この飛行型点検装置は、カメラを搭載した遠隔操縦式の無人飛行体であり、点検対象物を撮影することにより、点検対象物の状態を把握する。特許文献１では、飛行体を用いて対象物の状態を把握することはできるが、修理や部品交換などの保守については、作業員が現地へ赴く必要があり、メンテナンス性の向上については、課題が残る。

また、特許文献２には、道路のポールに設置された街灯の上部を無人飛行機の基地として、利用するシステムが開示されている。しかしながら、特許文献２では、無人飛行機が道路設備として機能しているのではない。

特開２０１６−２１８０１０号公報ＵＳ９３８７９２８

本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、インフラ設備のメンテナンス性を向上させることを目的とする。

請求項１に記載のインフラ設備は、インフラに設置された固定部と、前記固定部に設けられ、地面との間に設備配置空間を形成する取付基部と、回転翼を有すると共にインフラ設備部材が搭載され、前記取付基部に着脱可能に取り付けられる飛行体取付部が形成され、前記飛行体取付部が前記取付基部に取り付けられた状態で前記設備配置空間に配置される無人飛行体と、を備えている。

請求項１に記載のインフラ設備は、回転翼を有する無人飛行体を備え、無人飛行体にインフラ設備部材が搭載されている。無人飛行体には、飛行体取付部が形成されており、インフラに設置された固定部に設けられた取付基部に飛行体取付部が着脱可能に取り付けられる。インフラ設備部材についてメンテナンスを行う場合には、飛行体取付部が取付基部から外れ、飛行させてメンテナンスを行う場所まで移動する。したがって、作業者がインフラ設備の設置場所まで赴く必要がなく、メンテナンス性が向上する。なお、ここでのメンテナンスは、修理点検の他、消耗品の交換なども含んでいる。また、無人飛行体は取付基部と地面の間に形成された設備配置空間に配置されるので、無人飛行体に搭載されたインフラ設備部材を、地面に対面させた状態で使用することができる。

なお、本発明でのインフラは、インフラストラクチャーの略語であり、道路、鉄道、港湾などの産業基盤の社会資本の他、学校、病院、公園、社会福祉施設などの生活関連の社会資本も含むものである。

請求項２に記載のインフラ設備は、前記取付基部には、前記飛行体取付部が取り付けられる被取付部が下向きに配置されている。

請求項２に記載のインフラ設備では取付基部に被取付部が下向きに配置されているので、無人飛行体を設備配置空間に配置した状態で、飛行体取付部を取付基部に取り付けることができる。

請求項３に記載のインフラ設備は、前記飛行体取付部と前記取付基部は、一方が他方に螺合する雄ねじと雌ねじを含んで形成されている。

請求項３に記載のインフラ設備では、取付基部と飛行体取付部とを螺合させることにより無人飛行体が取付基部へ取り付けられる。したがって、当該螺合が行われる方向、または螺合を解除する方向へ無人飛行体を回転させるように飛行させることにより、飛行体取付部の取付基部への取り付け、及び取付基部からの取り外しを行うことができる。

請求項４に記載のインフラ設備は、前記インフラ設備部材が、照明器具、送風器具、撮影装置、自然環境検知部材、及び車両交通関係検知部材、の少なくとも１つを含んでいる。

照明器具を地面に対面させた状態で使用することにより、インフラにおいて照明器具として用いることができる。また、無人飛行体の回転翼をインフラにおける送風器具として利用することができる。また、撮影装置により、インフラやインフラ付近の撮影を行うことができる。なお、自然環境検知部材は、自然環境に関する情報や状態を検知する各種センサであり、例えば、温度計、湿度計、風速計、照度計を挙げることができる。また、車両交通関係検知部材は、車両や交通に関する情報や状態を検知する各種センサであり、騒音を測定する騒音計や、道路渋滞についての情報を検知する渋滞感知センサ等を挙げることができる。

請求項５に記載のインフラ設備は、前記取付基部には、該取付基部に取り付けられた状態における前記無人飛行体の上部を覆う傘部が設けられている。

請求項５に記載のインフラ設備では、傘部が設けられているので、無人飛行体へ直接雨が当たったり、直射日光が射したりすることが防止され、無人飛行体を保護することができる。

請求項６に記載のインフラ設備は、前記固定部はトンネルであり、前記取付基部は前記トンネルの上部壁面から垂下されている。

トンネル内に設置されるインフラ設備部材は、高所等に設置されてメンテナンスし難く、さらにトンネル内へは通常の道路と比較してアクセスしにくいため、無人飛行体にインフラ設備部材を搭載する本発明が好適である。

以上説明したように本発明のインフラ設備によれば、メンテナンス性を向上させることができる。

第１実施形態に係る道路設備が設置された道路の一部を示す図である。第１本実施形態に係る道路設備において無人飛行体が取り付けられていない状態を示す一部側面図である。第１実施形態に係る道路設備において無人飛行体が取り付けられていない状態を示す一部斜視図である。第１実施形態に係る道路設備において無人飛行体が取り付けられている状態を示す一部側面図である。第１本実施形態の変形例に係る道路設備において無人飛行体が取り付けられていない状態（Ａ）と無人飛行体が取り付けられている状態（Ｂ）を示す一部側面図である。第２実施形態係る道路設備が設置されたトンネルの一部を示す図である。第２実施形態に係る道路設備において無人飛行体が取り付けられている状態を示す一部側面図である。第２実施形態の変形例に係る道路設備において無人飛行体が取り付けられている状態を示す一部側面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明が適用された第１実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＵＰは鉛直方向上側を示している。また、道路Ｄの長手方向を矢印Ｌ、道路Ｄの幅方向を矢印Ｗで示している。

図１に示されるように、本実施形態のインフラ設備としての道路設備１０は、道路Ｄに等間隔で設置されている。道路設備１０は、固定部としてのポール１２を有している。図２に示されるように、ポール１２は、路面Ｒから鉛直方向に立設されたポール本体１２Ａと、ポール本体１２Ａの上端から水平方向に屈曲して延出されたポール水平部１２Ｂを有している。

図２、図３、及び図４に示されるように、ポール水平部１２Ｂの先端部には、取付基部１４が設けられている。取付基部１４と路面との間には、設備配置空間５０が形成される。取付基部１４には、下面の中央部に下向きに開口する雌ねじ部１６が形成されている。雌ねじ部１６は、取付基部１４の下面中央部に埋設された磁石部材１６Ａに雌ねじを切って形成されている。雌ねじ部１６の最深部には、凸状の接点部１６Ｂが設けられている。接点部１６Ｂは、適切に絶縁処理されている。接点部１６Ｂは、導電性部材で形成されており、電気ケーブル１７が接続されている。接点部１６Ｂは、給電用のコネクタとしても機能する。

取付基部１４の上部には、傘部１８が設けられている。傘部１８は、取付基部１４を中心として、傘状に形成され、後述する取り付けられた状態の無人飛行体２０の全体を上から覆うように配置されている。

道路設備１０は、無人飛行体２０を備えている。無人飛行体２０は、飛行本体部２２、アーム２４、回転翼２６、及び、飛行体取付部２８を備えている。飛行本体部２２は、平面視で無人飛行体２０の中央部に設けられており、飛行本体部２２には、不図示の通信アンテナ、バッテリ、後述する照明器具３０、撮影装置３２等が搭載されている。

アーム２４は、４本設けられ、平面視で飛行本体部２２から外側に放射状に突出されている。アーム２４の各々の先端には、回転翼２６が取り付けられている。アーム２４は中空とされており、内部に回転翼２６を作動させるモータや、制御用、動力用の配線等が収納されている。

飛行本体部２２の上面には、上側へ突出するように飛行体取付部２８が形成されている。飛行体取付部２８は、強磁性体で形成され、雌ねじ部１６に螺合可能な雄ねじで形成されている。飛行体取付部２８の先端には、接点部２８Ｂが形成されている。接点部２８Ｂは、導電性部材で形成されており、充電用コネクタとしても機能する。飛行体取付部２８が雌ねじ部１６に螺合され、接点部１６Ｂと接点部２８Ｂとが接触することで、飛行体取付部２８が取付基部１４へ取り付けられる。この取り付け状態において、無人飛行体２０は、道路Ｄの路面と取付基部１４との間の設備配置空間５０に配置される。また、無人飛行体２０は、その上部が傘部１８に覆われる。

飛行本体部２２の下面側には、照明器具３０及び撮影装置３２が搭載されている。照明器具３０は、路面を照らすように、下向きに発光する。撮影装置３２は、路面側の画像を取り込み可能なように設置されている。

飛行本体部２２には、制御装置（不図示）が搭載されている。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯ、ＲＡ、通信アンテナで送受信する信号の入出力用のポート等を含んで構成されており、無人飛行体２０を制御するための各種処理プログラムや、データ等が記憶されている。

次に、本実施形態の道路設備１０の作用効果について説明する。

通常時には、図４に示されるように、無人飛行体２０は、飛行体取付部２８が雌ねじ部１６に螺合されつつ接点部１６Ｂと接点部２８Ｂが接触した状態で、ポール１２に取り付けられている。道路Ｄにおいて照明が必要な天候、時間には、照明器具３０が点灯される。また、撮影装置３２が必要に応じて作動され、道路状況の画像が取り込まれる。無人飛行体２０へは、接点部１６Ｂ、接点部２８Ｂを介して電力供給が行われ、照明器具３０や撮影装置３２へも電力供給が行われ、飛行本体部２２内の不図示のバッテリの充電も行われる。

無人飛行体２０のメンテナンス時には、遠隔操作により無人飛行体２０が操作される。まず、飛行体取付部２８と雌ねじ部１６との螺合が解除される方向へ無人飛行体２０が回転しつつホバリングするように、回転翼２６を回転させる。これにより、無人飛行体２０が飛行体取付部２８を中心に回転して、飛行体取付部２８と雌ねじ部１６との螺合が解除される。その後、所定の基地へ無人飛行体２０を飛行させて移動し、メンテナンスの作業を行う。

メンテナンス済みの無人飛行体２０は、基地から道路Ｄに設置されている所定のポール１２まで飛行により移動してポール１２へ取り付けられる。当該取り付け時には、無人飛行体２０を取付基部１４へ下側からアクセスさせ、飛行体取付部２８を雌ねじ部１６に突き当てる。この時、雌ねじ部１６は、磁石部材１６Ａに形成されており、強磁性体で形成された飛行体取付部２８を引き寄せるため、飛行体取付部２８を雌ねじ部１６に比較的容易に突き当てることができる。そして、無人飛行体２０が飛行体取付部２８を中心に、飛行体取付部２８と雌ねじ部１６とが螺合される方向へ回転するように、回転翼２６を回転させる。これにより、無人飛行体２０が飛行体取付部２８を中心に回転して、飛行体取付部２８と雌ねじ部１６とが螺合がされる。接点部２８Ｂが接点部１６Ｂに接触し、通電が行われた後、回転翼２６は停止される。

本実施形態の道路設備１０は、照明器具３０、撮影装置３２などが、無人飛行体２０に搭載されている。したがって、照明器具３０、撮影装置３２のメンテナンスが必要な場合には、飛行させてメンテナンスを行う基地まで移動させることができる。したがって、作業者が道路設備１０の設置場所まで赴く必要がなく、メンテナンス性が向上する。また、無人飛行体２０は、吊り下げられた状態で取付基部１４と路面の間に形成された設備配置空間５０に配置されるので、無人飛行体２０に搭載された照明器具３０、撮影装置３２を、路面に対面させた状態で使用することができる。

また、照明器具３０、撮影装置３２は、必要に応じて、遠隔操作により、無人飛行体２０をポール１２から取り外して飛行させながら使用することができる。例えば、付近で車両事故などが発生した場合には、無人飛行体２０を事故現場まで飛行させ、照明器具３０及び撮影装置３２等を作動させて、事故の状態等を撮影することができる。

また、取付基部１４の上に、傘部１８が設けられているので、無人飛行体２０への直射日光の照射を防いだり、雨が直接打ち付けたりすることが抑制され、無人飛行体２０を保護することができる。

なお、傘部１８の他に、無人飛行体２０の側部を覆う部材を設けて、無人飛行体２０を保護してもよい。

また、本実施形態では、取付基部１４側に雌ねじ部１６を形成し、無人飛行体２０側に雄ねじ（飛行体取付部２８）を形成したが、雄ねじと雌ねじを逆にして、取付基部１４側に雄ねじ状の取付部を形成し、無人飛行体２０側に雌ねじ状の取付部を形成してもよい。

また、本実施形態では、飛行体取付部２８を雌ねじ部１６に螺合させることにより、無人飛行体２０を取付基部１４へ取り付けたが、他の取り付け方法により取り付けてもよい。例えば、無人飛行体２０の飛行本体部２２に電磁石を搭載し、取付基部１４を強磁性体で形成することにより電磁力で接合させてもよい。

また、取り付け方法としては、図５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、無人飛行体２０には、雄ねじで形成された飛行体取付部２８に代えて、係合孔２９Ａを有する飛行体取付部２９を設け、取付基部１４の下面には、雌ねじ部１６に代えてフック１５を設けてもよい。この場合には、フック１５の先端が飛行体取付部２９の係合孔２９Ａに挿入されるように、無人飛行体２０の飛行を制御する。フック１５の先端を飛行体取付部２９の係合孔２９Ａに挿入させた後、フック１５に形成された係合凹部１５Ａに係合させる。

なお、無人飛行体２０の制御は、遠隔操作により行ってもよいし、予め設定した手順を記録しておいて自動で行うようにしてもよい。

［第２実施形態］
以下、本発明が適用された第２実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態の道路設備４０は、図６に示されるように、トンネルＴ内に設けられており、固定部としてのトンネルの内壁４２を有している。内壁４２の頂部には、アンカー４３が打ち込まれ、アンカー４３の下端に取付基部４４が固定されている。取付基部４４とトンネル内の道路Ｄの路面Ｒとの間には、設備配置空間５０が形成される。図７に示されるように、取付基部４４には、下面の中央部に下向きの雌ねじ部１６が形成されている。雌ねじ部１６は、第１実施形態と同様の構成を有している。

また、道路設備４０は、第１実施形態と同様の無人飛行体２０を備えている。取付基部４４の雌ねじ部１６に、飛行体取付部２８が螺合されることで、無人飛行体２０がトンネルＴの上部に取り付けられる。飛行本体部２２に搭載された照明器具３０は、トンネル内の照明として機能し、撮影装置３２は、トンネルＴ内の状況を撮影する。

更に、無人飛行体２０の回転翼２６は、無人飛行体２０が内壁４２の頂部に取り付けられた状態で回転することにより、送風装置として機能する。このとき、回転翼２６の回転は、無人飛行体２０が飛行体取付部２８を中心に回転しないように制御されている。

本実施形態の道路設備４０においても、照明器具３０、撮影装置３２などの設備部材が、無人飛行体２０に搭載されているので、メンテナンスが必要な場合には、飛行させてメンテナンスを行う基地まで移動させることができる。したがって、作業者が道路設備４０の設置場所まで赴く必要がなく、メンテナンス性が向上する。また、無人飛行体２０は、取付基部４４と路面の間に形成された設備配置空間５０に吊り下げられた状態で配置されるので、無人飛行体２０に搭載された照明器具３０、撮影装置３２、回転翼２６を、路面に対面させた状態で使用することができる。さらに、トンネルへの出入り口は限定されており、通常の道路よりもアクセスし難い。したがって、無人飛行体２０を備えた道路設備４０が好適である。

また、照明器具３０、撮影装置３２、回転翼２６は、必要に応じて、遠隔操作により、無人飛行体２０を取付基部４４から取り外して飛行させながら使用することができる。例えば、付近で車両事故などが発生した場合には、無人飛行体２０を事故現場まで飛行させ、照明器具３０及び撮影装置３２等を作動させて、事故の状態等を撮影することができる。

なお、本実施形態では、アンカー４３の下端に取付基部４４を固定したが、取付基部４４を可動式の構成にしてもよい。例えば、図８に示されるように、取付基部４４を、トンネルＴの道路幅方向に挿通されたピン４４Ａを介してアンカー４３へ取り付け、ピン４４Ａ周りに回転させる構成にしてもよい。この場合には、無人飛行体２０を取付基部４４へ取り付けた後、取付基部４４を９０度回転させて固定することにより、回転翼２６による送風方向をトンネルＴの長手方向にすることができる。

なお、本実施形態では、飛行体取付部２８を雌ねじ部１６に螺合させることにより、無人飛行体２０を取付基部４４へ取り付けたが、他の取り付け方法により取り付けてもよい。例えば、無人飛行体２０の飛行本体部２２に電磁石を搭載し、取付基部４４を強磁性体で形成することにより電磁力で接合させてもよい。また、取付基部４４の下にフック１５を固定すると共に、飛行体取付部２８に代えて飛行体取付部２９を設けて第１実施形態と同様に係合させてもよい。

また、本実施形態では、本発明が道路に適用された例について説明したが、本発明は、他のインフラ、道路、鉄道、港湾、学校、病院、公園、社会福祉施設などに設置される照明器具、撮影装置、送風装置等に適用することもできる。

さらに、本実施形態では、照明器具３０、撮影装置３２、回転翼２６（送風装置）を、本発明のインフラ設備部材の例として説明したが、他に、自然環境に関する情報や状態を検知する各種センサとして、例えば、温度計、湿度計、風速計、照度計をインフラ設備部材として無人飛行体２０に搭載してもよい。また、車両や交通に関する情報や状態を検知する各種センサとして、例えば、騒音を測定する騒音計や、道路渋滞についての情報を検知する渋滞感知センサインフラ設備部材として無人飛行体２０に搭載してもよい。

１０、４０道路設備（インフラ設備）
１２ポール（固定部）
１４取付基部
１６雌ねじ部（被取付部）
１８傘部
２０無人飛行体
２６回転翼（送風器具）
２８飛行体取付部
３０照明器具（インフラ設備部材）
３２撮影装置（インフラ設備部材）
３４制御装置
４２内壁（固定部）
４４取付基部
５０設備配置空間
Ｄ道路（インフラ）
Ｒ路面（地面）
Ｔトンネル（固定部）

Claims

インフラに設置された固定部と、
前記固定部に設けられ、地面との間に設備配置空間を形成する取付基部と、
回転翼を有すると共にインフラ設備部材が搭載され、前記取付基部に着脱可能に取り付けられる飛行体取付部が形成され、前記飛行体取付部が前記取付基部に取り付けられた状態で前記設備配置空間に配置される無人飛行体と、
を備えた、インフラ設備。
前記取付基部には、前記飛行体取付部が取り付けられる被取付部が下向きに配置されている、請求項１に記載のインフラ設備。
前記飛行体取付部と前記取付基部は、一方が他方に螺合する雄ねじと雌ねじを含んで形成されている、請求項１または請求項２に記載のインフラ設備。
前記インフラ設備部材は、照明器具、送風器具、撮影装置、自然環境検知部材、及び車両交通関係検知部材、の少なくとも１つを含んでいる、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のインフラ設備。
前記取付基部には、該取付基部に取り付けられた状態における前記無人飛行体の上部を覆う傘部が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のインフラ設備。
前記固定部はトンネルであり、前記取付基部は前記トンネルの上部壁面から垂下されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のインフラ設備。