JP6324673B2 - アンテナ付のマンホール蓋 - Google Patents

Description

本発明は、管渠内施設の下水道幹線などの維持管理に必要な情報を取得するためにマンホール蓋に設置されるアンテナおよびアンテナ付のマンホール蓋に関する。

周知のように地下には上水道管、下水道管、ガス管、電力ケーブル、通信ケーブルなどが埋設され、近年は下水道管の漏水などの異常状態を検知するために下水道管内を監視して種々のデータを測定するニーズがあり、マンホール内に測定機器・監視機器を設置することが多くなっている。

そして、コンピュータ機器による必要時や定周期に自動的にデータを得るためには、測定機器・監視機器のデータをマンホール内の坑道に入らずに地上から該データを得るようにすることが望ましい。

このような状況にあって地下埋設物の状態を示すデータを地上からマンホール蓋を開けることなく取得するためにマンホール蓋に通信機能を持たせる技術が提案されている。例えばマンホール蓋にアンテナを埋め込む構造としては特許文献１が公知となっている。

図１１に基づき特許文献１の概略を説明すれば、マンホール蓋１の表側に形成された凹部にアンテナ２が設置されている。このアンテナ２は、円板状のアンテナ基板２ａと、アンテナ基板２ａの表面に被着された円板状の放射素子導体２ｂと、アンテナ基板２ａの裏面に被着された円板状の地導体板２ｃと、地導体板２ｃに連なるケーブル２ｄと、ケーブル２ｄ先端のコネクタ２ｅとを備えている。

この各板２ａ〜２ｃは前記凹部に設置され、地導体板２ｃはマンホール蓋１と短絡して該蓋１と一体化し、放射素子導体２ｂの表面は合成樹脂２ｆによりコーティングされている。また、ケーブル２ｄおよびコネクタ２ｅは前記凹部の底部に形成された貫通孔に挿入され、コネクタ２ｅと無線式水質測定装置３とはケーブル４にて接続されている。

特開平１１−６６４８４

しかしながら、特許文献１のマンホール蓋１は、移動体通信の基地局などとしての利用や、マンホール内における送電線路の監視情報の通信に利用できるものの、次のような問題点があった。

（１）防振対策
マンホール蓋１はマンホールの開口部を閉塞するため、車道における車両の走行時に振動を受ける。確かにアンテナ２の構造は無線通信制御機器のような電子機器と比べれば複雑ではない。

ところが、各板２ａ〜２ｃ，コネクタ２ｅなどの電波基板や電力ケーブルは、電気的・機械的な接続箇所が振動の影響を受け易く、振動を受けることによりアンテナ２に故障が発生し、データ伝送の信頼性を失うおそれがある。

（２）防水、防蝕対策
マンホール蓋１は、屋外の路上に設置されるため、雨水により防水が必要であり、特に下水道のマンホールに設置される場合にはマンホール内は湿度が高いため、腐食に配慮する必要がある。この点ついて特許文献１では何ら考慮されていない。

（３）アンテナ特性の変化
マンホール蓋１は鉄蓋なため、アンテナ２の実装によりそのインピーダンスが低くなるため、整合が取りにくくなるおそれがある。

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、マンホール用のアンテナおよびアンテナ付のマンホール蓋においてアンテナ特性を劣化させることなく、アンテナの防振対策，防水・防蝕対策を施すことを解決課題としている。

本発明に係るマンホール蓋用のアンテナは、マンホール蓋に設置されて誘電体で形成された筐体と、筐体内に収納される電波基板と、無線通信機器と接続される給電線とを備え、筐体内に電波基板の保護材を充填したことを特徴としている。この電波基板の保護材は、電波吸収体からなり、筐体内において電波の送受信を行う方向以外に偏在していることが好ましい。また、前記アンテナは複数の電波基板を筐体に設置してマルチバンドのアンテナとしてもよい。

本発明に係るアンテナ付のマンホール蓋の一態様は、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、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無線通信制御部と、蓋本体の表側に設けられたアンテナ格納部と、前記アンテナ格納部に格納された無線通信制御部用のアンテナと、無線通信制御部に電源供給する電源部と、を備え、アンテナは、誘電体で形成された筐体と、筐体内に収納される電波基板と、無線通信制御部と接続される給電線と、を備え、前記筐体内に電波基板の保護材を充填するとともに、前記アンテナ格納部と筐体との間に防振材を介装したことを特徴としている。

ここでは複数のシングルバンドのアンテナを備えてもよく、周波数の異なる複数の電波基板を筐体内に収納してマルチバンドのアンテナとしてもよい。また、前記アンテナ格納部は、蓋本体の表側に形成された収納凹部と、収納凹部の開口部を閉塞するカバーとで構成してもよく、蓋本体の表側にキャップ状に形成されたキャップ孔で構成してもよい。

本発明に係るアンテナ付のマンホール蓋の他の態様は、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、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無線通信制御部と、蓋本体の表側に形成されたキャップ孔と、前記キャップ孔に格納された無線通信制御部用のアンテナと、無線通信制御部に電源供給する電源部と、を備え、アンテナは、誘電体で形成された筐体と、筐体内に収納される電波基板と、無線通信制御部と接続される給電線と、を備え、前記筐体内に電波基板の保護材を充填するとともに、前記筐体をキャップ孔内に嵌合可能に形成したことを特徴としている。ここではマンホール蓋の表側には複数のキャップ孔が形成され、周波数の異なる複数のアンテナのそれぞれを各キャップ孔に格納してもよい。

本発明によれば、アンテナ特性を劣化させることなく、アンテナの防振対策，防水・防蝕対策が施されたマンホール用のアンテナおよびアンテナ付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アンテナ付のマンホール蓋が適用されるマンホールの概略図。 同 マンホール蓋の平面図。 同 アンテナ格納部の組付図。 図２のＡ−Ａ断面図。 図２のＢ−Ｂ断面図。 （ａ）は実施例１のアンテナの斜視図、（ｂ）は（ａ）の横断面図。 （ａ）は実施例２のアンテナの斜視図（ｂ）は（ａ）の横断面図。 （ａ）は実施例３のアンテナの斜視図、（ｂ）は（ａ）の横断面図。 アンテナの半角値を示す図。 （ａ）はキャップ型アンテナの縦断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図。 特許文献１のマンホール蓋の縦断面図。

以下、本発明の実施形態に係るアンテナ付のマンホール蓋を説明する。このマンホール蓋は下水道管渠に連通するマンホールの地上側の開口部を閉塞し、既存の構造的設備のマンホール蓋を交換するだけで管渠内の設備維持情報を計測するシステムの構築を実現させている。

図１に基づき前記マンホール蓋の全体構成を説明する。このマンホール蓋１１は、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、該上端開口部１２に設置された図示省略の受枠に蝶番１９を介して開閉自在に連結された蓋本体１３と、前記管渠Ｐ内の維持管理に必要なデータを計測する計測部（例えば水位センサなど）１４の計測データ（例えば水位データなど）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とを備えている。この無線通信制御部１５は、計測部１４の計測データを無線通信により上位サーバに情報伝達する無線通信機器（例えば無線通信端末装置など）により構成されている。

このとき通信コストを考慮して複数のマンホールＭに設置された前記マンホール蓋１１によりメッシュネットワークを構築し、信頼性の高い情報伝達ルートを構築することができる。なお、電源部１７には主に消費電力と寸法の両条件を満たすリチウム１次電池が使用され、４個直列のＢＯＸを２個並列接続することで電池容量を倍増させてもよく、充電式の二次電池や発電デバイスとの組合せによる電源を用いてもよい。

≪蓋本体１３≫
蓋本体１３は、円板状に形成され、図２〜図５に示すように、その表側に形成されてアンテナ１６を格納する断面凹状に窪み形成された収納凹部２０と、Ｏリング（パッキン）２１を介して収納凹部２０の開口部を閉塞する板状の保護カバー２２と、収納凹部２０とアンテナ１６との間に介装される発泡スチロール材２６と、収納凹部２０の付近に複数個が並列に形成されたキャップ孔２４と、裏側に格子状に立設された補強材２５とを有し、補強材２５間に升目状に仕切られた空間には、前記各部１５，１７を収納する収納ＢＯＸ３０が実装されている。なお、図１中では、補強材２５，収納ＢＯＸ３０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は収納ＢＯＸ３０内に収納された状態で実装されている。

蓋本体１３には前記各構成２０〜２２によりアンテナ１６を格納するアンテナ格納部が構成されている。ここでは蓋本体１３は、裏側に配置される各収納ＢＯＸ３０のスペースと緩衝しないような位置、即ち表側にアンテナ格納部を有しており、これはアンテナ実装位置において蓋表面が断面凹状となるように鋳造で一体型に形成され、断面凹状の窪みの空所が蓋本体１３の表側に開口したボックス状の収納凹部２０となっている。

また、蓋本体１３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。また、蓋本体１３は別途に耐荷重性能試験を行って前記仕様書を満たすことが確認されている。

蓋本体１３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に長期的に影響を受けないことが求められる。そこで、アンテナ格納部の各種防水性（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。

ポリカーボネイト製の保護カバー２２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、保護カバー２２上を通過する箇所の動摩擦係数の平均が、保護カバー２２の設置箇所以外の平均よりも大きい結果となり、保護カバー２２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。

なお、保護カバー２２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。

≪アンテナ１６の仕様≫
図３に示すように、アンテナ１６には主に８００ＭＨｚまたは２．４ＧＨｚ帯のダイポールアンテナを用いる。ここでは電波基板を収納したケースを蓋平面に対して平行となるように収納凹部２０の底壁２０ａに設置する。

また、アンテナ１６は蓋本体１３の表側の収納凹部２０に設置でき、かつ通信性能が確保できれば、ダイポール方式に限定されず、モノポール方式，ダイバシティ方式から選択でき、かつ形状は線状，コイル状，ミアンダ，スパイラルなどからの選択が可能である。なお、アンテナ１６は従来の問題点に対して次の対策が施されている。

（２）防振対策，防水・防蝕対策
アンテナ１６は、電波基板（以下、基板と省略する。）を収納するケース（筐体）内にカーボンを含有したウレタンなどの電波吸収体が充填されている。この構成によれば、充填された電波吸収体により振動を吸収することができる。また、ケース内の空気が排除（減少）されるため、湿度対策および結露対策が施され、ケースの防水性も向上する。

（２）アンテナ特性の変化対策
ケース内に低誘電率の電波吸収体を充填することで蓋本体（鉄蓋）１３の影響を受け難くしている。ここではアンテナ１６を蓋本体１３の収納凹部２０に実装した場合にはグランド、即ち収納凹部２０を構成する前記底壁２０ａとの間でインピーダンスが低くなるので、最初からアンテナを高インピーダンスとすることで蓋本体１３の影響を受けても整合がとれるようにすることができる。

また、ケース内の隙間を低誘電率の電波吸収体で埋めることにより、アンテナ特性を劣化させることなく、結露対策を施している。電波吸収体としては低誘電率の発砲性のウレタンを用いることにより空気と同様の関係に近づけ、アンテナ特性の劣化対策を施している。この意味でケース内に充填された電波吸収体は、電波吸収，振動吸収，防湿・結露対策の各効果を併せ持つ電波基板の保護材といえる。

そして、アンテナ１６は、前記仕様を満たせば、シングルバンドのアンテナ，マルチバンドのアンテナのいずれでもよく、ケース形状も直方体形状やキャップ形状のいずれでもよい。また、基板の材質は、難燃性と低導電率を両立した素材ＦＲ−４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｔｙｐｅ）を使用した。そして、ケース３２，４２およびケースカバー（蓋）３３，４１には、誘電率２．９〜３の誘電率を有するポリカーボネイトを使用した。

なお、電波吸収体としては誘電性電波吸収材料であるウレタンを用いたが、これに限定されず、例えば広帯域にわたって高い吸収性能を発揮する薄型電波吸収シートで網状の軽量発泡ポリウレタンフォームに損失材をコーティングしたものや、軽量発泡ポリウレタンフォームにカーボンを含浸したもの、あるいは共振型の薄型/不燃/耐候性のある電波吸収シートで、ウレタンゴムシートにカーボンを練りこんだものを用いてもよい。また、基板，ケース，ケースカバー，電波吸収体の各材質は、上記材質に限定されず、アンテナの使用条件に応じて、適宜選択して使用することが可能である。

≪アンテナ１６の実施例≫
以下、図６〜図８に基づきアンテナ１６の実施例を説明する。ここでは実施例１，２はシングルバンアンテナの構成例を示し、実施例３はデュアルバンドアンテナの構成例を示している。

（１）実施例１
図６は８００ＭＨｚの携帯電話帯域に係るアンテナ１６を示し、小型薄型タイプのアンテナに設計されている。ここではアンテナ１６は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、基板３１上に三次元的なアンテナパターンを持つパターンアンテナとして構築され、それをポリカーボネイト製のケース３２内に収容して、ケース３２内に電波吸収体（ウレタン）３６を充填し、ケース３２の開口部をケースカバー３３で封印して構成されている。

このケースカバー３３は、ケース３２の四隅にねじ３４のねじ止めにより固定され、電力給電ケーブル２８は基板３１からケース３２の下部から引き出されている。ここではアンテナ１６は、電力給電ケーブル２８に基板（エレメント）３１を左右対称に配置した１／２λ（波長）のダイポールアンテナとして構成され、グランドプレーンは不要となっている。

電波特性としては、アンテナ１６の周囲が蓋本体１３の内壁、即ち金属壁に囲繞されるによりインピーダンスが低くなり、特性が悪化する傾向にある。そこで、８００ＭＨｚ帯の放射指向性が０度正面方向から若干傾いている状態（電力半値角を水平方向にとる。）にする。

併せてアンテナ１６には前記各対策が施され、電波吸収体３６を組み合わせることによって蓋本体１３の材質による影響を受け難くしている。特に８００ＭＨｚ帯のアンテナは大きくなり、蓋本体１３の材質の影響を受け易いので、電波の送受信方向に対して蓋本体１３からの影響を抑えるために前記底壁２０ａ側にも隙間なく電波吸収体３６を隙間なく充填している。また、アンテナ１６を高インピーダンスとすることで蓋本体１３の材質の影響を受けても整合が取れるようにしており、ケース２２内の隙間を低誘電率の電波吸収体（ウレタン）３６で埋めることでアンテナ特性を劣化させることなく、防水対策および結露対策を行っている。

なお、アンテナ１６の構造は実装スペースと利得との関係から１／２λ（波長）のダイポールアンテナを採用したが、１／４λ（波長）のダイポールアンテナを採用してもよい。この場合には基板３１と直角方向に１／４λ（波長）のグランドプレーンの取り付けが必要となる。

（２）実施例２
図７は２．４ＧＨｚの携帯電話帯域に係るアンテナ１６を示し、ケース４２を直方体に形成してさらに小型薄型のタイプに設計されている。ここでもアンテナ１６には前記各対策が施されている。

すなわち、アンテナ１６は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、基板４４上にパターンアンテナとして構築され、それをポリカーボネイト製のケース４２内に収納して、ケース４２内に電波吸収体（ウレタン）４８を充填し、ケース４２の開口部をケースカバー４１で封印して構成されている。

このとき１／４λ（波長）ダイポールアンテナを構築するため、ケース４２の底板内面にはグランド板が導体４３で形成され、基板４４に電力供給ケーブル２８の一端部を平ワッシャ４５と鍋ねじ４６とナット４７とを用いて結合させ、電力供給ケーブル２８をケース４２の下部から引き出している。

ここでは電気特性としてのアプローチは実施例１と同様であり、２．４ＧＨｚ帯の放射指向性が０度正面方向から若干傾いている状態（電力半値角を水平方向にとる。）とする。なお、アンテナ１６の構造は実装スペースと利得との関係から１／４λ（波長）のダイポールアンテナを採用したが、１／２λ（波長）のダイポールアンテナを採用してもよい。この１／２λ（波長）のダイポールアンテナを採用する場合にはグランドプレーンが不要となる。

（３）実施例３
図８は８００ＭＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯の２波を取り扱うデュアルアンテナを示している。ここではデュアルアンテナ１６は、限られた空間に２周波数のアンテナ、即ち８００ＭＨｚ帯のアンテナ１６ａと２．４ＧＨｚ帯のアンテナ１６ｂとを実装している。

この実施例では限られた空間、即ち収納凹部２０内に各アンテナ１６ａ，１６ｂを実装するために、それぞれを上下に立体的に配置し、深さ方向を確保して実装した。ここでは容量性結合型のアンテナとすることでアンテナ周囲の金属や他部品による影響を受け難くしている。

このとき収納凹部２０内における設置スペースを極力小さくするため、例えば１０ｃｍ四方の大きさのケース内にアンテナ１６ａ，１６ｂのデュアルアンテナ１６を収容する。このように設置スペースを小さくすることにより収納凹部２０の深さ方向に２周波数のマルチバンド（デュアルバンド）アンテナ１６を搭載することが可能となる。

図８（ｂ）中では、８００ＭＨｚ帯と２．４ＭＨｚ帯の二本の電力給電ケーブル（同軸）２８が配置されているものとする。ここでは両アンテナ１６ａ，１６ｂはグランド板５７上に構築され、図８（ａ）（ｂ）に示すように、アンテナ１６ａは８００ＭＨｚ帯の導波器５２および同放射器５３で構成され、アンテナ１６ｂは２．４ＧＨｚ帯の導波器５５および放射器５６で構成され、各導波器５２，５５には電力給電ケーブル２８の一端部が結合されている。

両アンテナ１６ａ，１６ｂは、スペーサ５４により干渉が少なくなるような距離に配置されている。また導波器５２，５５の偏波面を直交させることにより、複数の周波数を利用する時にアンテナ同士が干渉し難く配置されている。なお、図８（ａ）（ｂ）中では、図示省略したがアンテナ１６は、実施例１，２と同様にポリカーボネイト製のケース内に両アンテナ１６ａ，１６ｂを収納して、ケース内に電波吸収体（ウレタン）を充填し、ケースの開口部をケースカバーで封印して構成されている。

≪アンテナ１６の蓋本体１３への実装例≫
図３〜図５に基づきアンテナ１６の蓋本体１３への実装例を説明する。まず、あらかじめ収納凹部２０内に隙間なく収容可能な形状・サイズの発砲スチロール材２６を用意し、図３および図５に示すように、発泡スチロール材２６を収納凹部２０内に収容する。この発砲スチロール材２６は、内部にケース３２，４２を形取った空洞を有するフレーム状に形成されているものとする。

この発泡スチロール２６の内部にアンテナ１６が収納されるため、ケース３２，４２と収納凹部２０との間に発泡スチロール材２６が介装される。すなわち、ケース３２，４２と収納凹部２０の内壁との間に発泡スチロール材２６が隙間なく充填されるため、アンテナ１６のガタツキや振動が抑制される。この場合にケース３２，４２内に充填されたウレタン３６，４８によっても振動が吸収されるため、アンテナ１６には強固な防振対策も施されている。

この状態のまま保護カバー２２を、Ｏリング２１を介して収納凹部２０の外縁にねじ２３でねじ止めする。このときアンテナ１６の電力給電ケーブル２８は、収納凹部２０の底壁２０ａに形成された貫通孔２７に挿通される。

そして、図４に示すように、蓋本体１３の裏側において貫通孔２７から電力給電ケーブル２８を引き抜いて防水ケーブルグランド２９で底壁２０ａの反対側に固定する。その後に電力給電ケーブル２８の先端コネクタ２８ａを収納ＢＯＸ３０の側壁３０ａに形成された取付孔３０ｂを通過させて無線通信制御部１５の図示省略のアンテナ端子に接続し、防水ケーブルグランド２９で電力給電ケーブル２８を前記側壁に締め付けてアンテナ１６の取付作業を完了する。これにより計測部１４の計測したデータを８００ＭＨＺ帯あるいは２．４ＧＨｚ帯の携帯電話通信網を通じて上位サーバに送信することが可能となる。

ここで前記マンホール１１は、マンホールＭの開口部を閉塞しているため、車両の走行時などに振動を受けるものの、前述のように強固な防振対策が施されるため、基板３１，４４や電力給電ケーブル２８などの電気的・機械的な接続箇所の振動による故障を減少させることができる。その結果、前記マンホール１１によれば、計測データの伝送手段の信頼性を向上させることができ、また部品の寿命が延びるのでランニングコストの抑制に貢献することもできる。

また、ケース３２，４２内にウレタン３６，４８を充填することにより内部の空気を排除（減少）するため、湿度対策および結露対策が施され、ケースの防水性も向上している。この点で腐食などを抑制でき、高湿度などのマンホールの劣悪な環境に対応することができる。

さらに前記マンホール蓋１１によれば、ケース３２，４２内の隙間を低誘電体のウレタン３６，４８で埋めることによりアンテナ特性を劣化させることなく、結露対策が施されている。特に最初からアンテナ１６を高インピーダンスとすることで蓋本体１３の影響を受けても整合性が取れるようにしていることから、この点でも計測データの伝送手段の信頼性を向上させることができる。

そして、前記マンホール１１によれば、アンテナ１６は収納凹部２０内に収容さることとなるが、その際に地上（路面など）より約２０ｍｍ以内の深さから電波が送受信され得るように、収納凹部２０の内壁との距離を広く設定することで水平方向の利得が増大する。すなわち、アンテナの指向性を示した電力半値角を水平方向に感度を高めることができる。この場合には図９に示すように電力半値角を小さく取るようにアンテナ１６の特性を考慮する。

≪アンテナ１６の他例≫
前述の実施形態ではアンテナ１６を蓋本体１３の収納凹部２０内に収納したものの、アンテナ１６の収納パターンは、これに限定されるものではなく、図２および図３に示す蓋本体１３に形成されたキャップ孔２４に収納することもできる。この場合にはキャップ孔２４がアンテナ格納部としての役割を果しており、実施例１〜３のアンテナ１６ではなく、別にキャップ型アンテナを用意するものとする。

（１）キャップ型アンテナの構成例
図１０は、２．４ＧＨｚ帯のキャップ型アンテナ１６を示している。このアンテナ１６は、図９（ａ）（ｂ）に示すように、放射基板６３とグランド基板６５とでスペーサ基板６４を挟む構造を図示省略のケース内に収納し、該ケース内に電波吸収材としてのウレタンを充填して構成されている。

ここでは給電ピン６１は放射基板６３と接続して給電され、ショートピン６２で各基板６３〜６５と２．４ＧＨｚ帯の電力供給ケーブル（同軸）２８とが接続されている。なお、８００ＭＨｚのアンテナも同様な構造で実装可能であり、また深めの方法で２周波数のアンテナをデュアルアンテナとして実装することも可能である。

（２）キャップ型アンテナ１６の蓋本体１３への実装例
キャップ型アンテナ１６の実装にあたっては、実施例１〜３と同様にキャップ孔２４内に隙間なく収容可能な形状・サイズの発砲スチロール材を用意し、キャップ孔２４内に収容する。この発泡スチロール材も内部にケースを形取った空洞を有するフレーム状に形成され、該発泡スチロール材の内部にキャップ型アンテナ１６が収納される。その後の電力供給ケーブル６６の配線などは実施例１〜３と同様とする。

この場合に東京都下水道局などではマンホール蓋に固有のマンホール番号および管渠の布設年度を明示するためのキャップを使用している。このキャップと同一材質・サイズにて同形状のケースを製作すれば、前記発泡スチロール材を充填することなく、キャップ孔２４内にキャップ型アンテナ１６を嵌合可能となる。

このようなキャップ型アンテナ１６によれば、蓋本体１３に収納凹部２０を形成する必要がなく、この意味でマンホール外観の変更を抑えることができる。また、キャップ孔２４の開口面積が小さいため、そこに収納されるキャップ型アンテナ１６に車両等の荷重が直接かかることが回避できる。これにより保護カバー２０が不要となり、この点で部品点数を省略でき、コストの抑制にも貢献できる。

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。例えば周波数が相違する複数のシングルバンドのアンテナ１６を収納凹部２０に設置してマルチバンドとして構成してもよい。同様に蓋本体１３に並列に配設された各キャップ孔２４のそれぞれに周波数の相違するシングルバンドのキャップ型アンテナ１６を収納すれば、簡単にマルチバンドが構築できる。

また、アンテナ１６の収納凹部２０，キャップ孔２４への収納にあたって発泡スチロール材を用いて防振対策を施したが、発泡スチロール以外にも電波透過性を有していて電波の送受信に影響が無く、さらに防振効果を期待できれば他の弾性体、例えばゴムなどであってもよい。

１１…アンテナ付のマンホール蓋
１３…蓋本体
１５…無線通信制御部（無線通信機器）
１６…アンテナ（マンホール蓋用のアンテナ，無線通信制御部用のアンテナ）
１７…電源部
２０…収納凹部
２２…保護カバー（カバー）
２４…キャップ
２６…発砲スチロール材（防振材）
２８…電力給電ケーブル（給電線）
３１，４４…基板（電波基板）
３２，４２，６７…ケース（筐体）
３６，４８…電波吸収体（電波基板の保護材）

Claims (6)

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送信する無線通信制御部と、
   前記蓋本体の表側に設けられたアンテナ格納部と、
   前記アンテナ格納部に格納された無線通信制御部用のアンテナと、
   前記無線通信制御部に電源供給する電源部と、を備え、
   前記アンテナは、誘電体で形成されたケースと、該ケース内に収納される電波基板と、前記ケース内に充填された前記電波基板の保護材と、無線通信制御部と接続される給電線と、を備え、
   複数のシングルバンドの前記アンテナを備えることを特徴とするアンテナ付のマンホール蓋。
2. 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無線通信制御部と、
   前記蓋本体の表側に設けられたアンテナ格納部と、
   前記アンテナ格納部に格納された無線通信制御部用のアンテナと、
   前記無線通信制御部に電源供給する電源部と、を備え、
   前記アンテナは、誘電体で形成されたケースと、該ケース内に収納される電波基板と、前記ケース内に充填された前記電波基板の保護材と、無線通信制御部と接続される給電線と、を備え、
   周波数の異なる複数の前記電波基板を前記ケース内に収納してマルチバンドのアンテナとしたことを特徴とするアンテナ付のマンホール蓋。
3. 前記電波基板の保護材は、電波吸収体からなり、
   前記ケース内において電波の送受信を行う方向以外に偏在することを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ付のマンホール蓋。
4. 前記アンテナ格納部は、前記蓋本体の表側に形成された収納凹部と、該収納凹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
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ付のマンホール蓋。
5. 前記無線通信制御部と前記電源部とをそれぞれ収容する収納ＢＯＸと、
   前記蓋本体の裏側に立設された補強リブと、
   前記補強リブにより仕切られて前記各収納ＢＯＸが別個に設置される複数の空間と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナ付のマンホール蓋。
6. 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無線通信制御部と、
   前記蓋本体の表側に形成された複数のキャップ孔と、
   前記キャップ孔に格納された無線通信制御部用のアンテナと、
   前記無線通信制御部に電源供給する電源部と、を備え、
   前記アンテナは、誘電体で形成されたケースと、該ケース内に収納される電波基板と、前記ケース内に充填された前記電波基板の保護材と、無線通信制御部と接続される給電線と、を備え、
   周波数の異なる複数の前記アンテナのそれぞれを前記各キャップ孔に格納したことを特徴とするアンテナ付のマンホール蓋。

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