JP7417999B2 - 無線通信用の地下構造物用蓋 - Google Patents
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Description
地下構造物内に設置された送信機能を有する無線装置と地下構造物外に設置された受信機能を有する無線設備との間の通信を可能とする無線通信用の蓋本体を備え、
前記蓋本体は、当該蓋本体を貫通する開口部であって、第1の開口端面から第2の開口端面に向けて細長く延びた開口部を含み、
前記第1の開口端面と前記第2の開口端面とは直線的に向き合わないように配置されていることを特徴としている。
また、この開口部の第1の開口端面と第2の開口端面とは直線的に向き合わないように配置されているので、一方の開口端面に反射した電波と他方の開口端面に反射した電波が直線的に干渉して電界強度を弱めることを抑制できる。
また、地下構造物用蓋は、地下構造物の上端に設置される受枠と、これに支持される蓋本体とを含み、必要に応じて、蓋本体の下面の一端側に、受枠に対して蓋本体を開閉可能に連結するための蝶番構造を備えるとともに、蓋本体の裏面の他端側に施錠構造を備える。
なお、無線装置30および無線設備50は、送信機能および受信機能の両方の機能を有するものに限定されず、無線装置30と無線設備50との間で無線通信を可能とするものであれば送信機能または受信機能のいずれか一方を有するものであってもよい。
また、本発明の地下構造物用蓋は、下水道管渠以外の地下構造物にも問題なく適用することができる。例えば、上水道の量水器を収容する量水器筐に量水器蓋として適用することもできる。この場合、量水器筐内に無線装置とともに水質センサや流量センサなどを設置し、これらセンサで計測した水質情報や流量情報(上水道の使用量)などを無線装置から電波として発信することができる。
本実施形態において蓋本体11は、蓋本体11を貫通する開口部11aであって、第1の開口端面11a-1から第2の開口端面11a-2に向けて細長く延びた開口部11aを含み、第1の開口端面11a-1と第2の開口端面11a-2とは直線的に向き合わないように半円形状(円弧形状)に配置されている。
当該開口部11aは、第1の開口側面11a-3および第2の開口側面11a-4を有している。
このように、開口部11aの第1の開口端面11a-1と第2の開口端面11a-2とは直線的に向き合わないように配置されているので、一方の開口端面(11a-1または11a-2)に反射した電波と他方の開口端面(11a-1または11a-2)に反射した電波が直線的に干渉して電界強度を弱めることを抑制できる。
また、本実施形態のように半円形状とすることで、第1の開口端面11a-1の向く方向と第2の開口端面11a-2の向く方向が交わらないため、一方の開口端面に反射した電波と他方の開口端面に反射した電波が交わって干渉することがなく、電波強度を弱めることを抑制することができる。
また、蓋本体11に配置する開口部11aの位置、向き、数は図2に示すものに限定されるものではなく、例えば、蓋本体の中心に1個配置したり、中心点から対称に2個配置するなど適宜、配置することができる。
また、直線を組み合わせたシンプルな形状であるため、地下構造物用蓋を製造するための母型を容易に作製することができる。また、地下構造物用蓋に加工装置を用いて後から開口部を形成する場合に容易に行うことができる。
また、図3に示すように蓋本体11の表面側11bに形成した凹部11d内に開口部11aを配置してもよい。
なお、開口部を通過した電波の特性については、後で具体的な試験結果を示す。
図5(a)に、図2(b)に示す開口部を埋めるように誘電体を配置した実施形態を示す概略平面図、図5(b)に、図2(c)に示す開口部を埋めるように誘電体を配置した実施形態を示す概略拡大断面図、図5(c)に、図3(c)に示す開口部を埋めるように誘電体を配置した実施形態を示す概略拡大断面図、図5(d)に、図3(c)に示す開口部を埋めるように誘電体配置した他の実施形態を示す概略拡大断面図を示す。
図5(b)に示す本発明の一実施形態においては、開口部11aの蓋表面側端11a-5が蓋本体の表面側11bと同一面上にあり、誘電体60は、誘電体60の上面と開口部11aの蓋表面側端11a-5が同一面上となるように配置されている。また、開口部11aの蓋裏面側端11a-6が蓋本体の裏面側11cと同一面上であり、誘電体60は、誘電体60の下面と開口部11aの蓋裏面側端11a-6が同一面上となるように配置されている。
なお、蓋本体11に形成した凹部11d内に開口部11aを形成し、当該開口部11aを埋めるように誘電体60を配置する場合には、図5(c)に示すように開口部11aの蓋表面側端11a-5から蓋裏面側端11a-6の間、すなわち開口部11aのみに誘電体60を配置するようにしてもよく、また、図5(d)に示すように凹部11dと開口部11aとを含めて誘電体60を配置するようにしてもよい。図5(d)の場合、凹部11dには開口部11aとは異なる誘電体を配置するようにしてもよい。
なお、誘電体60は、開口部11aを埋めるように配置された状態で出荷してもよく、蓋本体11を出荷した後に配置してもよい。また、開口部11aを埋めるように配置される形状を含む誘電体60を別体で製作しておき、蓋本体11を出荷した後に開口部11aに取り付けるようにしてもよい。
ここで比較例として、図6(a)および図6(b)に示すように、第1の端面11a-1と第2の端面11a-2とが直線的に向き合うように配置されたI字形状のものについて、開口部を通過した電波の特性を評価する試験をあわせて行った。
なお、比較例であるI字形状の開口部の長さL3を170mmとし、幅は10mmとしている。
同図に示すように、電波無反射室内に設置した高さ800mm(図7中の符号H1)の回転台101の上に地下構造物20を模して高さ200mm(図7中の符号H2)のマンホールの下桝103を置き、下桝103内に900MHzの電波を発信する発信器102を設置した。また、下桝103の上端に高さ110mm(図7中の符号H3)の受枠12を設置し、この受枠12に各形状の開口部11aを中心位置に1つ含む蓋本体11を支持した。
なお、下桝103の材質はレジンコンクリート、受枠12および蓋本体11の材質は球状黒鉛鋳鉄である。また、下桝103の内周面および底面(回転台の上面)は導電性を有するアルミニウム板を配置して電波を遮断し、純粋に開口部11aを通過した電波の特性を評価できるようにした。
受信器104側のアンテナは、開口部11aから3m(図7中の符号LL1)離れた位置に、高さを変更可能に配置した。また、回転台101と受信器104の間には電波吸収体105を配置した。
ここで、同表中の半値角(度)とは、図8~図11に示す電波特性の評価結果(指向特性図(360度の電界強度を示すグラフ))において、電界強度の最大値×1/√2の値の円を描き、その円と電界強度の測定値とが交わる2点間の角度を求めたもので、電波の指向特性を表す指標である。具体的には、半値角が小さいほど指向性があるということであり、360度であれば無指向性であるといえる。
なお、図8~図11には、電界強度の最大値の方向(最大放射方向)を実線で示し、電界強度の最大値×1/√2の値と測定値とが交わる2点の方向(2方向)を破線で示している。本発明の実施例である図8および図9には、電界強度の最大値×1/√2の値と測定値とが交わる2点の方向は無いため、最大放射方向を示す実線のみを記載し、破線は記載していない。
11 蓋本体
11a 開口部
11a-1 第1の開口端面
11a-2 第2の開口端面
11a-3 第1の開口側面
11a-4 第2の開口側面
11a-5 開口部の蓋表面側端
11a-6 開口部の蓋裏面側端
11a-7 角部
11b 蓋本体の表面側
11c 蓋本体の裏面側
11d 凹部
12 受枠
20 地下構造物
21 マンホール(人孔)
22 下水管
30 送信機能を有する無線装置
40 水位センサ
50 受信機能を有する無線設備
60 誘電体
101 回転台
102 発信器
103 下桝
104 受信器
105 電波吸収体
Claims (5)
- 地下構造物内に設置された送信機能を有する無線装置から発信される電波が、前記地下構造物内に形成された電波伝搬空間を経て、地下構造物外に設置された受信機能を有する無線設備まで到達することにより、前記無線装置と前記無線設備との間の無線通信を可能とする無線通信用の蓋本体を備え、
前記蓋本体は、当該蓋本体を貫通する開口部であって、前記電波伝搬空間を経て伝搬された前記電波を通過させる開口部を含み、
前記開口部は、第1の開口端面と、
前記第1の開口端面に対して直線的に向き合わないように配置された第2の開口端面と、
前記第1の開口端面と前記第2の開口端面とを繋ぐ第1の開口側面と、
前記第1の開口端面から前記第2の開口端面に向けて当該開口部が細長く延びるように、前記第1の開口側面に対して対向配置された第2の開口側面と、
前記電波伝搬空間を経て到達した前記電波を受け入れる電波受入れ部であって、前記第1の開口端面、前記第2の開口端面、前記第1の開口側面および前記第2の開口側面により形成された電波受入れ部とを含み、
前記電波受入れ部は、前記第1の開口端面の蓋裏面側端に位置する第1の辺部と、
前記第2の開口端面の蓋裏面側端に位置する第2の辺部であって、前記第1の辺部に対して直線的に向き合わないように配置された第2の辺部とを含む、地下構造物用蓋。 - 前記開口部は、前記第1の開口端面から前記第2の開口端面に向けて形成された1つの角部を含む形状である、請求項1に記載の地下構造物用蓋。
- 前記開口部は、円弧形状である、請求項1に記載の地下構造物用蓋。
- 前記開口部を通過した電波の水平偏波または垂直偏波のうち少なくともいずれかの半値角が360度である、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の地下構造物用蓋。
- 前記蓋本体は、前記開口部を埋めるように配置される誘電体を含む、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の地下構造物用蓋。
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