JP6227302B2 - 多機能型のマンホール蓋 - Google Patents

Description

本発明は、管渠に設置されるマンホール蓋であって、特に管渠の維持管理に必要な情報を取得するために情報通信端末として利用可能な多機能型のマンホール蓋に関する。

一般的にマンホールの蓋は、マンホール等の地下構造物の上端に設置された受枠に支持される蓋本体と、蓋本体と受枠とを連結して蓋本体を水平旋回及び垂直反転によって開放することが可能な蝶番とを有している。

また、マンホールは、地下の下水道の暗渠や埋設された電気・通信ケーブルなどの管理をするために作業員が地上から出入りできるように地上と通じる開口部であり、通常はマンホ−ル蓋により閉塞されており、下水道管渠の点検等の作業の際に、蓋本体を開放して作業員が降下する。

そして、下水道管渠の監視／制御システムでは、下水道管理のために計測装置を用いて下水道管渠内の水位や流量などの計測を行っている。ポンプ場などの排水処理施設では、家庭や工場などからの排水と大雨による水害を防ぐため、計測データに基づいて排水の管理や処理速度の制御を行なっている。

従来の前記システムによれば、下水道管渠内に一定間隔でセンサを設置し、これらのセンサによる計測データを、前記管渠内に敷設した光ファイバー回線又は一般の無線通信回線を介して通信することが行われている。図７に基づき特許文献１の水位計測用マンホールユニットを説明すれば、マンホール蓋１を上下の二重蓋構造で構成し、下蓋３に形成された段差縮径状の貫通孔４に水位計測ユニット５を着脱可能に取り付け、その後に上蓋６で水位計測ユニット５を閉鎖状態としている。

特開２０１１−４２９４３

しかしながら、特許文献１の前記マンホールユニットは、下水道管渠の測定にマンホールを活用しているものの、次の問題点があった。すなわち、マンホール蓋１が二重蓋構造なため、上蓋６を開けた後に水位計測ユニット５を取り外さなければならない。したがって、特許文献１の前記マンホールユニットでは、マンホール蓋としての取扱いの制約が大きく、マンホールの点検作業，メンテナンス作業やマンホール蓋の交換作業などの作業性が悪化するおそれがある。

また、水位計測ユニット５の係止部５ａを貫通孔４の段差部４ａに係止させているため、水位計測ユニット５の荷重や振動などにより両者４ａ，５ａが破損し、これにより荷重や振動、耐久性等の性能的な要求事項を満たさないおそれがある。

さらに下水道管渠の人孔（マンホール）内の環境は極めて劣悪であり、例えば多湿な環境下であったり、悪臭や臭気性ガスが発生することも少なくない。このような環境下では計測機器や通信機器からなる電子機器を設置するために十分な防水対策等が必要とされるものの、この点について特許文献１の前記マンホールユニットでは何らの対策も施されていない。

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、管渠内の設備維持情報を計測するシステムを構築するにあたって、マンホール蓋としての取扱いに制約を与えず、かつ荷重や振動、耐久性等の性能的な要求事項および防水対策を満たした多機能型のマンホール蓋を提供することを解決課題としている。

本発明は、前記課題を解決するため、管渠に連通するマンホールの地上側の開口部を閉塞する蓋本体と、前記管渠内の維持管理に必要なデータを計測する計測部の計測データを送信する通信制御部と、通信制御部に電源供給する電源部と、を備え、通信制御部と電源部とを防水性を有する筐体内に収納する一方、蓋本体の裏側に補強部で仕切られた空間を形成し、該空間内に筐体を設置したことを特徴としている。

本発明の一態様としては、蓋本体の裏側を補強部により複数の空間に仕切って通信制御部を収納する筐体と電源部を収納する筐体とをそれぞれ別々の空間に設置し、各筐体間を防水配管接続手段にて接続することができる。

このとき筐体の高さは補強部の高さ以下にすることが好ましく、また補強部に形成された配管挿通保持部を介して防水配管接続手段を各筐体間に接続することがさらに好ましい。このとき補強部に形成された他の配管挿通保持部を介して計測部のケーブルを通信制御部に接続することもでき、前記ケーブルと通信制御部とを防水構造で接続することもできる。

電源部の供給電源方式は、商用電源の引き込み電源供給，使い切り型の一次電池からの電源供給，再利用型の二次電池からの電源供給，再利用型の二次電池および補助発電電源からの電源供給のいずれかから選択することができる。ここで電源部に外部給電方式を採用したときには電源部に接続される電源ケーブルを、補強部に形成されたさらに他の配管挿通保持部を介して通信制御部に接続することができる。なお、無線通信を利用する場合にはアンテナをマンホール蓋に格納すればよい。

本発明によれば、管渠内の設備維持情報を計測するシステムを構築するにあたって、マンホール蓋としての取扱いに制約を与えず、かつ荷重や振動、耐久性等の性能的な要求事項および防水対策を満たした多機能型のマンホール蓋を提供することができる。

本発明の実施形態に係る多機能型のマンホール蓋の構成図。 （ａ）は蓋本体の分解斜視図、（ｂ）は同背面斜視図、（ｃ）は同背面図。 ＢＯＸ筐体および防水配管の取付状態を示す蓋本体の背面斜視図。 計測器のケーブルおよびアンテナの防水配管の接続を示す多機能型のマンホール蓋の背面斜視図。 通信制御部および電源部の構成図。 応用例の概略図。 特許文献１に係る水位計測用マンホールユニットの部分拡大図。

以下、本発明の実施形態に係る多機能型のマンホール蓋を説明する。ここでは一例として下水道管渠の設備維持情報を計測するシステムへの適用例に基づき説明する。

すなわち、多機能型のマンホール蓋は通信計測端末として利用され、マンホール蓋を基本に情報通信端末としての構成、即ち無線通信制御部，アンテナ，電源部を備える。この電源部には主に電池を使用し、下水道管渠内の維持管理に必要なデータを収集して上位サーバにデータ送信する。

図１に基づき多機能型のマンホール蓋１１の全体構成を説明する。このマンホール蓋１１は、マンホール蓋本体に通信機器と電源とを組み込んだユニット構成からなり、下水道管渠Ｐに連通するマンホールＭの上端開口部１２を閉塞している。ここでは前記マンホール蓋１１は、前記上端開口部１２に設置された図示省略の受枠に開閉自在に連結された蓋本体１８と、前記管渠Ｐ内の維持管理に必要なデータを無線通信によりデータ送信する無線通信制御部１５と、無線通信制御部１５のデータ送受信用のアンテナ１６と、無線通信制御部１５に電源供給する電源部１７とを備え、前記管渠Ｐ内の維持管理に必要なデータは計測器１４により計測されている。

≪多機能型のマンホール蓋１１の具体的構造≫
多機能型のマンホール蓋１１は、特許文献１のような二重蓋の構造ではなく、図２および図３に示すように、円盤状に形成され、前記受枠と開閉自在に連結する蝶番１９と、蓋本体１８の裏側に格子状に立設された補強リブ２０，２１と、補強リブ２０，２１に仕切られた空間Ｒ１〜Ｒ３に実装されたＢＯＸ筐体２５と、蓋本体１８の表側に形成されてアンテナ１６を格納する断面凹状のアンテナ格納部２２と、Ｏリング２２ａを介して前記格納部２２の開口部を閉塞するポリカーボネイト板２２ｂとを有し、ＢＯＸ筐体２５内に前記各部１５，１７が収納されている。すなわち、図１中では補強リブ２０，２１・ＢＯＸ筐体２５を省略して前記各部１５，１７の実装を概括的に示しているが、実際には前記各部１５，１７はＢＯＸ筐体２５内に収納された状態で空間Ｒ１〜Ｒ３に実装されている。

また、ポリカーボネイト板２２ｂは、図２（ａ）に示すように、前記格納部２２の開口縁にねじ止めにより取り付けられている。このボリカーボネイト板２２ｂの取り付けに際しては防水のため隙間にシリコーンコーキング材で防水処理を施してもよい。

なお、蓋本体１８の裏側に立設された補強リブ２０，２１の配置形状は、格子状に限定されず、円筒状・放射線状などや、さらには複数の配置形状を組み合わせたものから選定してもよい。また、蓋本体１８の形状も円盤状には限定されず、四角形状などの形状も選択可能である。

（１）蓋本体１８の強度・耐スリップ性
蓋本体１８は、鉄蓋の機械的性質，耐荷重強度等の基準「東京都 下水道設計標準 人孔鉄蓋（標準蓋） ６０ｃｍ用都型仕様書」に準拠して製作され、東京都下水道設計標準に準拠した「人孔鉄蓋（標準蓋）φ６００ 荷重区分Ｔ−２５」と同等の耐荷重強度を有している。

この蓋本体１８については、アンテナ保護性能として表側に取り付けられるアンテナ１６が車両の通過や天候などによって通信性能が長期的に影響を受けないことが求められる。そこで、該当部分の各種防水性（冷熱衝撃に対する防水性、繰り返し荷重に対する防水性、車両荷重に対する防水性など）については試験を行い、防水性に問題がないことが確認された。

また、ポリカーボネイト板２２ｂを用いた場合には耐スリップ性を考慮した凹凸模様の一部が無くなるため、耐スリップ性を、別途、ＡＳＴＭに準拠したＤＦテスターＲ８５により試験を行った。この結果、ポリカーボネイト板２２ｂ上を通過する箇所の動摩擦係数の平均が、ポリカーボネイト板２２ｂの設置箇所以外の平均よりも大きい結果となり、ボリカーボネイト板２２ｂの取付けによる耐スリップ性低下の影響がないことが確認されている。

ここでは板材の材質として電波透過性に優れるポリカーボネイトを採用したが、これに限定されるものではなく、支障なく通信が行える電波透過性を有し、かつ、前記仕様書の基準を満たすことを条件に他の材質を選定可能である。

（２）補強リブ２０，２１
図２（ｂ）に示すように、補強リブ２０は矩形に形成されている一方、補強リブ２１は台形状に形成されている。ここでは図２（ｃ）に示すように、補強リブ２０，２１は格子状、即ちそれぞれ二本の補強リブ２０，２１が平行に立設され、補強リブ２０と補強リブ２１とが直交したリブ構造を呈し、蓋本体１８は補強リブ２０，２１の幅と高さとで構造的強度対策が施されている。

この構造的強度対策により蓋本体１８の裏側は「３×３」の升目状に仕切られ、升目中央と該中央の両隣に空間Ｒ１〜Ｒ３が配置されている。このリブ構造は、マンホール蓋本体としての荷重，振動，耐久性（耐荷重性能）等と製造コスト，前記各部１５，１７の機器構成などを勘案して升目の個数が選択されている。

具体的には升目中央の空間Ｒ１は、それぞれの補強リブ２０，２１間の幅と各補強リブ２０，２１の高さとで形成されている。また、空間Ｒ１に隣接する空間Ｒ２，Ｒ３は、補強リブ２０間の幅と該補強リブ２０間を連結する補強リブ２１と各補強リブ２０，２１の高さとで形成されている。

このとき図２（ｂ）に示すように、各補強リブ２０の中央部（空間Ｒ１を構成する部分）には貫通孔２３が二つ形成され、一方の補強リブ２０の両端部（空間Ｒ２，Ｒ３を構成する部分）に貫通孔２３が各々一つ形成され、補強リブ２１の両端部には１個の貫通孔２４が各々一つ形成されている。

（３）ＢＯＸ筐体２５
ＢＯＸ筐体２５は、蓋本体１８と同材質の鋳鉄製であり、図３に示すように、前記各部１５，１７を収容するケース２５ａと、ケース２５ａの上部開口を閉塞するカバー２５ｂとを備えている。このカバー２５ｂは、内部に収納される前記各部１５，１７のメンテナンス性などを考慮してケース２５ａに取り外し可能に設けられている。

すなわち、カバー２５ｂは挿通孔２５ｅを介してケース２５ａの四隅のねじ孔２５ｄにねじ止めされ、また防水性を持たせるために図示省略のガスケットが取り付けられている。なお、ケース２５ａの底板の前後端部には、それぞれ一対の貫通孔２５ｃが形成されている。

このＢＯＸ筐体２５は、Ｌ状に折曲形成された一対のブラケット２６を介して補強リブ２０に取り付けられている。この各ブラケット２６の下端部２６ａにはケース２５ａの貫通孔２５ｃに連通する連通孔２６ｃが形成され、上端部２６ｂには補強リブ２０に形成された一対の貫通孔２０ａに連通する連通孔２６ｄが形成されている。

このブラケット２６の下端部２６ａは、前記各孔２５ｃ，２６ｃに挿通されたボルト２７の軸部にワッシャ２８を介してナット２９を締結してケース２５ａに固定されている。また、ブラケット２６の上端部２６ｄは、前記各孔２０ａ，２６ｄに挿通されたボルト３０の軸部にワッシャ３１を介してナット３２を締結して補強リブ２０に固定されている。

これによりＢＯＸ筐体２５が補強リブ２０に取り付けられて各空間Ｒ１〜Ｒ３に収容され、このときＢＯＸ筐体２５の高さは補強リブ２０，２１の高さよりも低く設定されているため、ＢＯＸ筐体２５は補強リブ２０，２１の高さ以下に収容されている。なお、ＢＯＸ筐体２５の材質は、鋳鉄製以外の金属製であってもよく、また耐環境性に優れ防水性を確保できればポリカーボネイト製など樹脂製の材質も選択可能である。

また、各ＢＯＸ筐体２５間は防水配管接続手段３３により接続されている。この防水配管接続手段３３は、各ＢＯＸ筐体２５のケーブル取出口２５ｆにシール部材３４を介して取り付けた防水ケーブルグランド３５（防水性があり図示省略の配線ケーブルを挿入し締め付けて振動による図示省略のコネクタからの脱落や緩みを防止する部品）と、防水ケーブルグランド３５間を防水・配線防護するコ字状に形成された塩化ビニル製の防水配管３６とを有している。

ここではＢＯＸ筐体２５に配線を施すために防水配管３６を補強リブ２１の貫通孔２４を通してＢＯＸ筐体２５の防水ケーブルグランド３５にて固定し、前記各部１５，１７の配線ケーブルは防水配管３６内を通して配線される。このとき貫通孔２４に防水配管３６が保持固定され、また防水ケーブルグランド３５やＢＯＸ筐体２５への機械的強度負担を軽減することができ、さらに複数のＢＯＸ筐体２５と防水配管３６とを連通して形成された空間が外気と遮断される防水構造となる。

換言すれば防水配管接続手段３３は、防水ケーブルグランド３５や防水配管３６などによりＢＯＸ筐体２５間と防水配管３６とで形成される内部空間に防水性および耐腐食性を確保する配管方法を意味する。一方、配線ケーブルならびに接続機器の防水性や耐腐食性が確保できれば、防水配管３６を使用せずに、防水ケーブルグランド３５を利用して直接、配線ケーブルを各ＢＯＸ筐体２５に接続する態様を採用することも可能であり、図４に示すように、計測器１４とアンテナ１６の接続ケーブル１４ａ，１６ａは、この態様で接続されている。

また、防水配管接続手段３３のさらに他の態様として、防水ケーブルグランド３５を使用せずにＢＯＸ筐体２５と防水配管３６とを接着や溶着で接続してもよく、ＢＯＸ筐体２５と防水配管３６とを硬化性樹脂などにより一体成形するなどＢＯＸ筐体２５内部と防水配管３６で形成される空間を一体化させて防水性をもたせてもよい。このような態様の防水配管接続手段３３を採用することでＢＯＸ筐体２５間の防水配管３６を取り外すことなく、配線ケーブルの交換が可能となり、また防水配管３６の取付後の取付不良による防水性の低下要因を排除できる。

さらにＢＯＸ筐体２５の構造および防水配管接続手段３３における防水性について前述のアンテナカバー、即ちボリカーボネイト板２２ｂの防水試験と同一条件で試験を行ったところ、通常使用条件では問題無いことが確認された。なお、ＢＯＸ筐体２５の防水処置としてカバー２５ｂにガスケットにシリコーングリスの塗付やシリコーンシーラントコーキング処理を施したが、防水性を確保できれば防水構造を含めて他の処理を選択してもよい。

なお、防水配管３６は塩化ビニル製としたが、防水ケーブルグランド３５にて防水性が確保できれば材質は塩化ビニルに限定されず、またチューブが可撓性であってもよく、複数の配管材を組み合わせることであってもよい。さらにブラケット２６の下端部２６ａの座面に緩衝材を取り付ければ、ＢＯＸ筐体２５内に収納された前記各部１５，１７への振動や衝撃を緩和することもできる。

≪計測器１４≫
計測器１４は、降雨による下水道の増水を検出しており、半導体圧力センサを使用した投げ込み式の水位センサからなる。ここでは投げ込み式の水位センサにディストリビュータ（水位計出力をアイソレーションし、伝送出力が可能）を組み合わせて使用されている。このディストリビュータは、無線通信制御部１５を収納するＢＯＸ筐体３０内に併せて収納されているものとする。

また、投げ込み式水位センサの接続ケーブル１４ａは、図４に示すように、ＢＯＸ筐体２５の防水ケーブルグランド３５により無線通信制御部１５に接続されている。このとき接続ケーブル１４ａは、補強リブ２１の未使用の貫通孔２４に通されて保持固定されている。したがって、接続ケーブル１４ａの取り回しがよく、また接続ケーブル１４ａからの引張荷重が防水ケーブルグランド３５に直接加わることがなく、防水ケーブルグランド３５やＢＯＸ筐体２５への機械的強度負担が軽減されている。

なお、計測器１４は、水位センサに限定されるものではなく、前記管渠Ｐ内の維持管理に必要なデータを計測するものであればよい。例えば下水道管渠Ｐ内の環境を監視する場合には、ｐＨ，濁度，硫化水素などの環境情報を計測するセンサデバイスも併せて用いることができる。計測器１４を設置する場合、センサデバイスは水位センサと同様に多機能型のマンホール蓋１１の外部に設置されるが、前記計測器用インタフェースは水位センサと同様に無線通信制御部１５内に備えられており、これらのセンサデバイスからの接続ケーブルも補強リブ２１の未使用の貫通孔２４を通して保持固定することが可能である。

≪無線通信制御部１５，アンテナ１６，電源部１７≫
（１）無線通信制御部１５
無線通信制御部１５は、図５に示すように、計測器１４の計測データ（前記管渠Ｐ内の維持管理に必要なデータ）を受信するインタフェース３８と、計測データを上位ネットワークに送信する通信回路３９と、両者３８，３９を制御するＣＰＵ４０とを備え、ＤＣ電源で動作する市販の無線式・遠方監視装置を用いることが可能である。

また、無線通信制御部１５は、あらかじめ設定された一定周期でＣＰＵ４０が稼動状態となり、マンホールＭ内の監視を行ってデータの収集・蓄積、または上位ネットワークのセンタ装置に収集データを送信する責務を負って、その動作を繰り返す。センタ装置への送信に際しては蓋本体１８に格納されたアンテナ１６により８００ＭＨｚ帯の携帯電話網のデータ通信回線あるいは特定小電力無線，無線ＬＡＮ，ＷＩＦＩなどのネットワーク回線経由でデータ送信を実行する。

このとき無線通信制御部１５からセンタ装置へ送信されるデータあるいはセンタ装置から無線通信制御部１５へ送信される指令データの通信プロトコル，データフォーマット，パケット通信などは特に限定されず、また通信回線の通信網にインターネット回線や専用回線を含んでもよい。

また、データの生成周期や無線回線を介してのデータの送信周期は、同じ周期であっても生成周期タイミングでデータを蓄積して、送信周期タイミングで一括して送信してもよいし、これらの設定はセンタ装置から設定を行うことも、現場の無線通信制御部１５で予め設定しておいてもよい。

さらに上位センターに集積されたデータについては、データの活用について限定するものではないが、サービスを受ける顧客がブラウザで、現場のマンホールで測定した情報を確認できるものである。このようなシステムにすることで、これまで監視されていなかった情報が監視でき、これまで経験と勘で運転していた下水道の雨水ポンプ場の運営などを可視化（見える化）された情報によりシステムのモデル化を行い、より正確に効率的に運用することが可能となる。

なお、この通信回線が小電力無線やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のような無線であって、上位センター装置へ情報通信を目的にしないで、現場のマンホールに保守員が出向いて車載機器から、または歩行中に端末（例えばスマートフォンの様な端末）でデータを収集する事も可能である。これは保守員の運用でデータを収集してサーバで管理することや、端末で処理することを制限するものではない。

（２）アンテナ１６
アンテナ１６は、８００ＭＨｚ帯の板状のダイポールアンテナからなり、前記格納部２２の底部に形成された図示省略の貫通孔にアンテナ１６から接続ケーブル１６ａを通過させた後に、図３および図４に示すように、該接続ケーブル１６ａを防水ケーブルグランド３５でＢＯＸ筐体２５に接続している。このときアンテナ１６は前記格納部２２に格納されているため、通行の障害物となることが防止されている。

このアンテナ１６は、蓋本体１８のアンテナ格納部２２に格納して通信性能が確保できれば、ダイポールアンテナに限定されず、モノポール方式，ダイバシティ方式などから選択され、かつ形状は線状，コイル状，ミアンダ，スパイラルなどから選択可能である。

なお、図２に示したアンテナ１６のアンテナ格納部２２は、蓋本体１８の表側には限定されず、蓋本体１８の裏側に形成してもよく、また蓋本体１８の裏側にアンテナ１６を直接ボルト止めしてもよい。さらにアンテナ１６をマンホール内壁に取り付けるなどして蓋本体１８と分離設置する場合には、図４における計測器１４の接続ケーブル１４ａの接続と同様に、蓋本体１８の外部からのアンテナ１６の接続ケーブル１６ａを補強リブ２１の未使用の貫通孔２４に通して保持固定すればよい。これにより接続ケーブル１６ａの取り回しが向上し、また接続ケーブル１４ａからの引張荷重が防水ケーブルグランド３５に直接加わることがなく、防水ケーブルグランド３５やＢＯＸ筐体２５への機械的強度負担が軽減されることなる。

そして、アンテナ１６を蓋本体１８の裏側やマンホール内壁に取り付けることで、下水道管渠内における各多機能型のマンホール蓋１１間でのデータの送受信を行うためのネットワークが構築できる。一方、アンテナ１６を蓋本体１８の表側に図２に示すように取り付けずに、蓋本体１８の裏側やマンホール内壁に取り付けてマンホール外空間とのデータ送受信を行う場合には、蓋本体１８の表裏を貫通する既設孔をデータ送受信用に利用するか、または機械的，耐荷重強度等の要求基準を満たすことを条件に蓋本体１８にデータ送受信を可能とする開口部を設けることも可能である。

（３）電源部１７
電源部１７における電源供給方式は、多機能型のマンホール蓋１１の用途に応じて選択される。ただし、マンホールＭ内という特別な環境を考慮すれば外部の商用電源よりも他の電源供給方式を選択することが好ましい。

この場合に多機能型のマンホール蓋１１が一定期間（短期間）の使用であれば、動作容量との関係で最も低コストである一次電池での電源供給方式が採用される。例えば消費電力と寸法の両条件を満たすリチウム一次電池が好ましく、４個直列のＢＯＸを２個並列接続して電源とするなど電池容量を倍層させて使用することがさらに好ましい。

一方、多機能型のマンホール蓋１１の計測期間が長期であれば、図５に示すように環境発電デバイスＫと組合せて２次電池に充電できる電源供給方式が好ましい。この環境発電デバイスＫは、蓋本体１８の表側に埋設された図示省略の太陽光発電、マンホールＭの外気の人坑内部との温度差を利用した温度差発電や振動による振動発電などでもよい。

このとき電源部１７は、整流回路４１および蓄電回路（コンデンサ）４２で環境発電の不安点な電気信号を整流して電荷を蓄電し、無線通信制御部１５の使用する電源をＤＣ／ＤＣコンバータ４３で生成する。ここでは無線通信制御部１５が計測周期間隔内ならば待機状態として動作しており、発電の余剰電力があれば充電制御回路４４で二次電池４５に充電して電力を蓄える。

そして、無線通信制御部１５に低消費電力動作可能なＣＰＵ４０を搭載すれば、二次電池４５の寿命を延ばすことができ、また環境発電デバイスＫによる二次電池４５の使用量を増大させて電源部１７をメンテナンスフリーとすることもできる。なお、環境発電デバイスＫを利用することなく、保守員がマンホール点検時に二次電池４５を充電して再利用する方法を採用してもよい。

（３）各部１５，１７の取付手順
以下、無線通信制御部１５と電源部１７との蓋本体１８への取付手順を説明する。ここでは最初に無線通信制御部１５と電源部１７とを蓋本体１８に固定された別々のＢＯＸ筐体２５のケース２５ａ内に収納する。すなわち、無線通信制御部１５は収容空間Ｒ１のケース２５ａ内に収納される一方、電源部１７は空間Ｒ２，Ｒ３のいずれか、または空間Ｒ２，Ｒ３のケース２５ａ内にそれぞれ収納される。

図３に示すように、前記収納後に両者１５，１７間の配線ケーブル（電源ケーブル等）が防水配管３６を通じて配線されるとともに、防水ケーブルグランド３５によりそれぞれに接続される。また、図４に示すように、計測器１４とアンテナ１６の接続ケーブル１４ａ，１６ａが、貫通孔２４の経由後に防水ケーブルグランド３５によりそれぞれＢＯＸ筐体２５内に収納された無線通信制御部１５に接続される。

この各配線後にケース２５ａにカバー２５ｂがねじ止めされ、蓋本体１８に前記各部１５，１７が実装される。この構成によれば、多機能型のマンホール蓋１１は無線通信制御部１５と電源部１７とを備えるため、外部からの電源供給および充電を必要とすることなく、下水道管渠Ｐ内の設備維持情報を計測してセンタ装置に通知可能なシステムが提供される。

このとき多機能型のマンホール蓋１１の蓋本体１８は、「東京都 下水道設計標準 人孔鉄蓋（標準蓋） ６０ｃｍ用都型仕様書」に準拠して製作され、東京都下水道設計標準に準拠した人孔鉄蓋（標準蓋）φ６００ 荷重区分Ｔ−２５と同等の耐荷重強度を有する。

特に蓋本体１８は、「３×３のリブ構造」により構造的強度対策が施されているため、無線通信制御部１５と電源部１７とを実装しても荷重，振動，耐久性（耐荷重性）などを損なうことがない。したがって、多機能型のマンホール蓋１１によれば、既存の構造的設備のマンホール蓋本体と交換するだけで下水道管渠Ｐ内の設備維持情報を計測するシステムを構築が構築でき、その交換当日から前記情報の計測が可能となる。

この場合に多機能型のマンホール蓋１１は、特許文献１のような二重蓋構造ではないため、蓋本体１８を取り外せばよく、マンホール自体の通常の点検作業に支障を与えず、マンホール蓋本体としての取扱いに制約を加えることなくメンテナンス作業ができる。

また、ＢＯＸ筐体２５は補強リブ２０，２１の高さ以下に収納されているため、路上のアスファルト上で多機能型のマンホール蓋１１を水平旋回／垂直反転させたとしても、補強リブ２０，２１に囲まれた升目内に収まる。これによりＢＯＸ筐体２５はアスファルト面と接触することなく、物理的損傷・影響を受けることがなく、この点でも蓋のメンテナンスの作業性がよい。

さらに防水配管接続手段３３によれば、各ＢＯＸ筐体２５内と防水配管３６とに連通して形成された空間が外気と遮断される防水構造となるため、無線通信制御部１５および電源部１７の腐食や水漏れが防止され、下水道管路内の環境に対応することが可能となる。

≪応用例≫
前述のように多機能型のマンホール蓋１１は携帯電話網のデータ通信回線または特定小電力無線，無線ＬＡＮ，ＷＩＦＩなどのネットワーク回線を想定しているものの、データ通信の効率化やランニングコストの観点から自前のネットワークを構築したほうが低コストでデータを収集することができる。

そこで、図６に示すように、前記センタ装置を中心とするスター型ネットワークではなく、複数のマンホールＭのそれぞれに設置された多機能型のマンホール蓋１１にてメッシュネットワークを構築させることもできる。

この場合には無線通信制御部１５にメッシュ端末として機能させることにより、計測器１４で収集した計測データを各無線通信制御部１５間で相互に送受信して計測データを中継し、ゲートウェイ機能を保有する特定の無線通信制御部１５が計測データを携帯電話回線または特定小電力無線，無線ＬＡＮ，ＷＩＦＩのネットワーク回線で前記センタ装置に送信する。このメッシュネットワークに参加する多機能型のマンホール蓋１１の無線通信制御部１５は、隣接する多機能型のマンホール蓋１１と通信できればよく、弱い通信出力でよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載された範囲内で変形して実施することができる。例えば電源部１７をＢＯＸ筐体２５内に収納するのではなく、外部給電方式（外部の商用電源を利用する。）を採用することもできる。

この場合には電源ケーブルは多機能型のマンホール蓋１１を開いて水平旋回あるいは垂直反転して開放する際に前記マンホール蓋１１の移動を制約しないことが好ましい。例えば電源ケーブルを補強リブ２１の未使用の貫通孔２４に通して防水ケーブルグランド３５により接続してもよい。これにより電源ケーブルの取り回しが向上し、また接続ケーブル１４ａからの引張荷重が防水ケーブルグランド３５に直接加わることを防止できる。

また、補強部２１に貫通孔２４ではなく、凹溝を形成して防水配管３６，接続ケーブル１４ａ，前記電源ケーブルなどを挿通してもよい。この場合も防水配管３６などを凹溝で保持できるため、貫通孔２４と同様に配管挿通保持部として機能できる。

１１…多機能型のマンホール蓋
１４…計測器（計測部）
１４ａ…接続ケーブル（計測部のケーブル）
１５…無線通信制御部（通信制御部）
１６…アンテナ
１７…電源部
１８…蓋本体（マンホール蓋本体）
２０，２１…補強リブ（補強部）
２４…貫通孔（配管挿通保持部）
２５…ＢＯＸ筐体（筐体）
３３…防水配管接続手段
４５…二次電池
Ｋ…環境発電デバイス（補助発電電源）
Ｒ１〜Ｒ３…空間
Ｐ…下水道管渠
Ｍ…マンホール

Claims (8)

1. 管渠に連通するマンホールの地上側の開口部を閉塞する蓋本体と、
   前記管渠内の維持管理に必要なデータを計測する計測部の計測データを無線通信で送信する通信制御部と、
   通信制御部に電源供給する電源部と、
   通信制御部と電源部とをそれぞれ収容する筺体と、
   蓋本体の裏側に形成された補強部と、
   補強部により仕切られて各筺体が別個に設置される複数の空間と、
   蓋本体の表側に断面凹状に形成され、かつ通信制御部用のアンテナを格納するアンテナ格納部と、
   アンテナ格納部の開口部を閉塞する電波透過性の閉塞部材と、
   を備えることを特徴とする多機能型のマンホール蓋。
2. 各筐体間を防水配管接続手段にて接続したことを特徴とする請求項１記載の多機能型のマンホール蓋。
3. 筐体の高さを補強部の高さ以下にしたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の多機能型のマンホール蓋。
4. 補強部に形成された配管挿通保持部を介して防水配管接続手段を各筐体間に接続したことを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載の多機能型のマンホール蓋。
5. 補強部に形成された他の配管挿通保持部を介して計測部のケーブルを通信制御部に接続したことを特徴とする請求項４記載の多機能型のマンホール蓋。
6. 前記ケーブルと通信制御部とを防水構造で接続したことを特徴とする請求項５記載の多機能型のマンホール蓋。
7. 電源部の供給電源方式は、
   商用電源の引き込み電源供給と、
   使い切り型の一次電池からの電源供給と、
   再利用型の二次電池からの電源供給と、
   再利用型の二次電池および補助発電電源からの電源供給と、
   のいずれかから選択されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の多機能型のマンホール蓋。
8. 電源部に外部給電方式を採用したときに、
   電源部に接続される電源ケーブルを、補強部に形成されたさらに他の配管挿通保持部を介して通信制御部に接続したことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の多機能型のマンホール蓋。

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