特許 7594430 無線通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-26

(45)【発行日】2024-12-04

(54)【発明の名称】無線通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04W 16/26 20090101AFI20241127BHJP

   H04W 4/33 20180101ALI20241127BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20241127BHJP

   B66B 3/00 20060101ALI20241127BHJP

   B66B 7/00 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

H04W16/26

H04W4/33

H04W84/18

B66B3/00 U

B66B7/00 F

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020211980

(22)【出願日】2020-12-22

(65)【公開番号】P2022098549

(43)【公開日】2022-07-04

【審査請求日】2023-07-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000166247

【氏名又は名称】古野電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100189555

【弁理士】

【氏名又は名称】徳山 英浩

(72)【発明者】

【氏名】八代 成美

(72)【発明者】

【氏名】安武 祐太

(72)【発明者】

【氏名】笠原 大聖

(72)【発明者】

【氏名】石野 祥太郎

(72)【発明者】

【氏名】山本 淳弘

【審査官】山岸 登

(56)【参考文献】

【文献】特表２００７－５２９１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３８５２３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２６９８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７３６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３１３０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】戸田建設，超高層ビル建設現場に安定した通信ネットワークを構築，[online]，2020年07月31日，[2024年5月15日検索]，インターネット ＜ＵＲＬ：https://www.toda.co.jp/news/2020/20200731_002763.html＞

【文献】戸田建設，工事進捗に合わせて堅牢な無線通信環境を簡単に構築，[online]，2019年10月04日，[2024年5月15日検索]，インターネット ＜ＵＲＬ：https://www.toda.co.jp/assets/pdf/20191004.pdf＞

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｂ３／００－３／０２

７／００－７／１２

Ｈ０４Ｂ７／２４－７／２６

Ｈ０４Ｗ４／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電波通信が遮蔽された移動体であるエレベータかごの外部に設けられたエレベータアクセスポイントと、
前記エレベータかごが昇降するエレベータシャフトの内部に設けられたウエーブガイドＬＡＮシステムと、
を備える無線通信システムであって、
前記エレベータアクセスポイントは、
前記エレベータかごの内部に設けられた移動体内のアンテナと、
前記エレベータかごの外部に設けられ、前記移動体内のアンテナと通信可能に接続された移動体外のアンテナと、を備え、
前記ウエーブガイドＬＡＮシステムは、
前記移動体外のアンテナと無線通信可能な複数のアンテナ部と、
前記複数のアンテナ部のそれぞれに接続され、電波を伝達するウエーブガイドであって、電波を伝達する内部の周囲を被覆する金属パイプを備えるウエーブガイドと、を備え、
前記複数のアンテナ部のそれぞれは、前記エレベータシャフトの側壁において高さ方向に間隔を空けて配置された複数のエレベータドアの間に配置されている、
無線通信システム。

【請求項2】

前記複数のアンテナ部のそれぞれは、前記エレベータかごが前記複数のエレベータドアのいずれか１つの前に停止した際、前記エレベータかごを介さずに前記移動体外のアンテナと対向するように配置されている、請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項3】

前記複数のアンテナ部のそれぞれは、前記複数のエレベータドアの直上の壁に対向するように配置されている、請求項１又は２に記載の無線通信システム。

【請求項4】

前記ウエーブガイドＬＡＮシステムの一端部は、前記エレベータシャフトの外部に設けられ且つ外部無線通信機と通信可能な固定アクセスポイントに接続されている、請求項１～３のいずれか１つに記載の無線通信システム。

【請求項5】

前記金属パイプは、単管パイプである、請求項１～４のいずれか１つに記載の無線通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動体内外の無線通信を可能にする無線通信システムに係り、特に、電波遮蔽されたエレベータかご等の移動体において、移動体内部と外部との無線通信を接続可能にする無線通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

移動体であるエレベータに乗車している乗客は、地震・火事・雷の発生、エレベータの機械故障の発生、急患の発生等のトラブルが発生した場合には、エレベータかご内部の操作盤にあるインターホンのボタンや非常ボタンを押し、エレベータ外部のオペレータや緊急事態の確認者と連絡して適切な対処をする。しかし、突然発生した緊急事態に冷静にインターホンのボタンや非常ボタンを探して押すのは難しい場合や緊急事態の確認者がいない場合がある。また、エレベータ外部のオペレータを介して連絡するため、迅速に操作できない場合がある。一方、エレベータに乗車している乗客は、普段から使い慣れている、自ら所有するスマートフォン等の携帯無線端末機によりエレベータ外部の人と連絡できればより迅速に直接的な対応が可能となる。また、エレベータの故障時に限らず、エレベータかごに乗車中の乗客は、外部の連絡先に至急連絡したい場合がある。また、エレベータかごに乗車中の乗客は、緊急時にインターネットにアクセスして欲しい情報を検索する場合があり、スマートフォン等の携帯無線端末機が常時使用可能な状態であることが望ましい。

【0003】

しかし、後述するように「エレベータかご内部の乗客が所持する携帯無線端末機で外部のオペレータや人に通話しようとしても、エレベータかごの上下四方は金属板で囲まれているため無線電波が遮断され、かご内の乗客は携帯無線端末機で外部のオペレータや関係者と直接通信することができない。今やスマートフォン等の携帯無線端末機は、現代人にとって必需品であり、いつでもどこでも使用が可能であることが求められている。しかしながら、エレベータかご等の移動体内部にいる際には使用不可となるため、多方面から改良、改善の要望が関連会社に寄せられている。

【0004】

本発明は、以下に示す、漏洩導波管によるウエーブガイドＬＡＮシステム等の縦方向への無線通信技術、及び、無線バックホールネットワークの技術を応用してエレベータかご等の移動体内外の無線通信を可能にしたものである。

【0005】

（漏洩同軸ケーブルＬＣＸ）
伝送ケーブルにより建物内に効率的に無線電波を供給する「漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ：Ｌｅａｋｙ Ｃｏａｘｉａｌ Ｃａｂｌｅ）による無線通信システム」が実用化されている。この漏洩同軸ケーブルによる無線通信システムは、少なくとも一箇所のアクセスポイントと、終端部と、このアクセスポイントと終端部との間に配線され、電波信号を伝送してアンテナとして装置と通信する伝送ケーブルとを備え、伝送ケーブルは、電波を漏洩させる漏洩同軸ケーブルと、電波を漏洩させない非漏洩同軸部とが異種ケーブル連結部を介して連結されて構成される。なお、漏洩同軸ケーブルは、本通信システムの構成に必要な漏れ波アンテナの一つの実用例である。

【0006】

（無線バックホールネットワーク）
また、アクセスポイント同士を、有線に代替して無線通信で連携できる無線バックホールが実用化されている。この技術により、これまで設置が難しかった場所にも無線通信が可能となった。また、この無線通信は、電源さえ確保できれば、増設のためのＬＡＮ工事が不要になることから、自由にアクセスポイントを増設して幅広いエリアで安定した無線ネットワークが可能となる。

【0007】

特許文献１には、エレベータの閉じ込め故障発生時には、かご内から携帯電話により自由な相手先に通話することのできるエレベータ内携帯電話中継システムが開示されている。ここでは、異常通知信号を送信するインターホン制御装置と、閉じ込め故障信号を送信する故障検出器と、携帯電話から発信された通話先番号情報を、制御ケーブルを介して送信するブルートゥース親局と、公衆回線網に切換接続し、公衆回線網を介してコールセンタまたは相手先に電話をかけ、音声情報を送受するエレベータ監視装置とを備え、上記エレベータ監視装置は閉じ込め故障信号の受信時で、かつエレベータかご内のインターホンとコールセンタ間での音声情報の送受が終了した場合に、ブルートゥース親局を公衆回線網に接続し、受信した通話先番号情報に基づいて相手先へ電話をかけて該相手先と携帯電話間での音声情報を送受することが記載されている。なお、特許文献２の段落０００９には、発明が解決しようとする課題として「・・・かご内の乗客が携帯電話で外部と連絡を取ろうとした場合にも、一般にエレベータかごの周囲は金属板で囲まれた構成をしており、この金属板により高周波は遮断されるため、かご内の乗客は携帯電話で自由に外部と通信することができなかった・・・」との記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００３－２０４３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

以下、従来の移動体における無線通信の問題点につき、具体例として「エレベータかご」の場合について説明する。エレベータかごの無線通信システムは、ビル等の建物において階を跨いだ無線通信は可能であった。しかし、ビル等の建物の各階では壁材等により電波が大きく減衰するという問題があり、四方が壁に覆われた空間内では無線通信が困難になるという課題があった。特に、エレベータシャフトは、頑丈なコンクリートブロックで覆われているため電波の減衰が著しく大きい。さらに、エレベータかご内は、四方上下の鉄板で無線通信が遮断され、外部からの電波を反射するため無線通信は著しく困難であった。

【0010】

従来は、エレベータかご内における非常用の電話回線等は、エレベータかご内外を有線ケーブルで接続させて外部の公衆電話回線網に接続していた。そのため、この有線ケーブルがエレベータかごの昇降時に伸縮する構造となり、その伸縮を繰り返すことで断線する虞や、コネクタから外れる等の故障リスクがあった。

【0011】

一方、エレベータシャフト内に指向性アンテナを採用した通信方法も提案されている。エレベータシャフト内の上下の対向した位置にアンテナを設置し、上下間で階を跨いだ無線通信を行うものである。しかし、この指向性アンテナは、「見通し環境」では有用ではあるが、エレベータシャフト内は閉鎖空間であり、指向性の高いビームを形成する前にエレベータシャフト内で電波が乱反射し、上下方向に電波が伝搬せずに上方の階まで到達しない虞があった。また、昇降するエレベータかごが、上下のアンテナ間に移動した際には、電波はエレベータかごの鉄板により反射するため、それより上方の階には到達しないという問題があった。

【0012】

また、エレベータかご内部への無線通信が遮断されてしまうことで、建設資材等を運搬する無人搬搬送（ＡＧＶ）等のロボットへの無線通信がエレベータかご内部で途絶えてしまうという状態が発生した。エレベータかごの内部と外部とが通信ネットワークにより接続していれば、移動体内部のカメラ、センサ等による情報をクラウド化でき、ロボットの遠隔制御が可能になるが、肝心の無線通信が移動体内部で途絶えてしまうため、クラウド化やロボット化が進まないという問題があった。

【0013】

また、建設現場では、仮設エレベータにより建設資材や建設作業者を安全にかつ効率的に輸送するため、エレベータかご内に常駐する作業員が各階の作業員と有線電話により通話して、エレベータの停止階や輸送内容を調整しているが、作業員の高齢化や人手不足による外国人作業者の増加等により作業員の確保が問題となっていた。

【0014】

また、病院施設では、入院患者のバイタルモニタを常時計測する必要があるが、入院患者がエレベータかごに乗車している間は、無線通信が移動体で遮断され、入院患者のバイタルモニタが計測不能となるという問題が発生した。また、ホテル等では、エレベータかご内への無線通信により顧客への迅速で高度なサービスが可能になるが、無線通信がエレベータかごで遮断されてしまうため、サービスの品質が確保できないという問題があった。

【0015】

このように、エレベータかごの上下四方が金属で覆われているために内部と外部との無線通信が遮断されてしまうという問題は、エレベータかごに限らず、自動車、バス、トラック、地下鉄等の移動体においても同様な問題が発生する。また、この問題は、オフィス、工場、病院、商業施設等の建設工事が完了した建築物に限らず、建設や土木の建設現場に設けられる仮設エレベータについても同様な問題が発生する。

【0016】

本願の目的は、かかる課題を解決し、電波が遮蔽された移動体内部からスマートフォンやタブレット等の携帯無線端末機により容易に移動体外部と無線通信できる無線通信システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記目的を達成するため、本発明に係る無線通信システムは、電波通信が遮蔽された移動体に、相互に接続された移動体外のアンテナと、移動体内のアンテナとを備えた移動アクセスポイントが設けられ、移動体の走行路には、縦系統の無線通信システムが設けられ、移動体内のアンテナは、移動体内部の携帯無線端末機と無線通信し、移動体外のアンテナは、無線通信システムのアンテナ部と接続することで無線通信ネットワークを構成し、携帯無線端末機は、無線通信システム及び無線通信ネットワークを介し、固定アクセスポイントに接続されて移動体外部の無線通信機と通信することを特徴とする。

【0018】

上記構成により、本無線通信システムは、電波通信が遮蔽された移動体の内外の通信が可能となる。電波通信が遮蔽された移動体内外の無線通信が自在になれば、移動体に乗車する乗客は、所有するスマートフォンやタブレット等の携帯無線端末機により移動体内部から移動体外部と通話することができる。これにより、移動体の内部において急患が発生した場合、移動体に火災などの災害が発生した場合、地震の発生を移動体内の利用者に警報する場合等、即座に移動体内外の連絡が可能となる。また、例えば、本無線通信システムを建設現場において用いた場合には、特に作業員や建設物資の携帯無線端末機よる輸送管理がより簡便になる。また、例えば、病院で本無線通信システムを用いた場合には、患者は移動体内にいる場合にも患者のバイタルを常時計測することが可能になる。

【0019】

また、移動アクセスポイントは、移動体の外部に設けられ、移動アクセスポイントから携帯無線端末機に向かって移動体内のアンテナが設置され、移動体内部の乗客が所持する携帯無線端末機と無線通信することを特徴とすることが好ましい。これにより、移動体内部の携帯無線端末機から発信された電波を容易に移動アクセスポイントに設けられた移動体内のアンテナにより送受信することができる。

【0020】

また、移動アクセスポイントから無線通信システムのアンテナ部に向かって移動体外のアンテナが設置され、それらが対向する位置関係にあることで、移動体の外部無線通信機と無線通信することが好ましい。これにより、移動アクセスポイントから移動体外部の無線通信機に送受信することができる。

【0021】

また、携帯無線端末機と交信する移動体内のアンテナと、無線通信システムのアンテナ部と交信する移動体外のアンテナとは、移動アクセスポイント内部において同軸ケーブルにより接続され、同軸ケーブルは移動体への電波を遮蔽する遮蔽物を貫通して通信することが好ましい。これにより、上述した、移動体の上下四方が金属で覆われているために内部と外部との無線通信が遮断されてしまうという問題は、アクセスポイント内で移動体内のアンテナと移動体外のアンテナとを同軸ケーブルにより接続するという方法により、簡易にかつ通信性能を損なうことなく達成できる。

【0022】

また、移動体は、建物に設置されたエレベータかごであり、移動体が移動する走行路は、エレベータかごが昇降するエレベータシャフトであり、移動アクセスポイントは、エレベータアクセスポイントであることが好ましい。

【0023】

また、エレベータアクセスポイントのアンテナと、無線通信システムのアンテナ部とは、無線バックホールにより交信されることが好ましい。この無線バックホールのネットワークにより、安定した通信環境が構築できる。

【0024】

また、エレベータアクセスポイントは、エレベータシャフト内部に複数個設置され、相互に無線通信ネットワークを形成することが好ましい。この形成された通信ネットワークにより、安定した通信環境が構築できる。

【0025】

また、無線通信システムのアンテナ部には、バックホール用電波と無線ＬＡＮ用電波が共に出力されることが好ましい。このように、ウエーブガイドＬＡＮシステムのウエーブガイドは、導波管により電波を漏洩することができ、その漏洩電波はバックホール用電波と無線ＬＡＮ用電波が共に出力されることで、安定した無線バックホール通信が可能となる。

【0026】

また、エレベータアクセスポイントは、見通し環境の無線通信システムのうち、見通し環境にあるアンテナ部と無線通信ネットワークを構成することが好ましい。これにより、エレベータアクセスポイントは、無線通信システムのアンテナ部を介してエレベータシャフトの外部無線通信機と確実に通信することができる。

【0027】

また、エレベータシャフト内に設置されるエレベータアクセスポイントは、設置される階のエレベータホールの乗客の携帯無線端末機と交信可能であることが好ましい。これにより、緊急時、エレベータかご内との連絡が必要なエレベータアクセスポイントが設置される階のエレベータホールの乗客との通話を優先することができる。

【0028】

また、ウエーブガイドＬＡＮシステムは、現場で用いられる金属製パイプを導波管とし、金属製パイプの端部にフランジを取り付けてボルトにより相互に接合することが好ましい。このように、無線通信システムの一つの実施例であるウエーブガイドＬＡＮシステムにおいて、建設現場で足場等に使われる単管パイプを導波管として利用する。これにより、導波管を建設現場で容易に調達でき、この単管パイプの組立てや解体が容易となり、他の工事現場に自在に転用可能であること等のメリットがある。

【発明の効果】

【0029】

以上のように、本発明に係る無線通信システムによれば、電波が遮蔽された移動体内部からスマートフォンやタブレット等の携帯無線端末機により容易に移動体外部との無線通信する無線通信システムが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明に係る無線通信システムの一つの実施形態の概略構成を示す断面図である。

【図2】図１の無線通信システムの実施例であるウエーブガイドＬＡＮシステムの概略構成を示す詳細断面図である。

【図3】無線通信システムの実施例であるウエーブガイドＬＡＮシステムの概要を部分詳細図で示し、及び、電波漏洩ケーブルの概要を分解詳細図で示す。

【図4】図１の無線通信システムの構成を示すブロック図である。

【図5】エレベータがＮ階に停止している際に、移動体外のアンテナと、エレベータシャフト内に設けられたアンテナ部と、が構成する無線バックホール通信ネットワークを示す説明図である。

【図6】無線バックホール通信ネットワークのアクセスポイント用アンテナの一つの実施例を示す。

【図7】図６のアクセスポイントを用いた無線バックホール通信ネットワークの構成に関する説明図である。

【図8】従来の有線通信ネットワークの構成に関する説明図である。

【図9】本発明に係る無線通信システムについて現場で行われた実証実験の概要を示す説明図である。

【図10】無線通信システムについて現場で行われた実証実験の結果を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

（無線通信システム）
以下に、図面を用いて本発明に係る無線通信システム１の構成について詳細に説明する。図１に、本発明に係る無線通信システム１の一つの実施形態の概略構成を断面図で示す。図２に、図１の無線通信システム１におけるウエーブガイドＬＡＮシステム１０の概略構成を詳細断面図で示す。本明細書では、この無線通信システム１の実施例として、移動体２が建物を昇降するエレベータかご２である場合について説明する。

【0032】

本無線通信システム１は、具体的に、移動体２が建物に設置されたエレベータかご２であり、移動体２が移動する走行路５が、エレベータかご２が昇降するエレベータシャフト５であり、移動アクセスポイント８ａがエレベータアクセスポイント８ａである。

【0033】

本無線通信システム１は、上下四方がコンクリート等、鉄板等により覆われているため電波通信が遮蔽される移動体２に関し、相互に接続された移動体外のアンテナ６ａと移動体内のアンテナ６ｂとを備えた移動アクセスポイント８ａが設けられ、移動体２の走行路５には、導波管１２と移動体２のアンテナ部１１とが接続されたウエーブガイドＬＡＮシステム１０が設けられ、移動体内のアンテナ６ｂは、移動体２内部の携帯無線端末機３と無線通信し、移動体外のアンテナ６ａは、複数の移動体２のアンテナ部１１と無線ネットワークを構成し、携帯無線端末機３は無線通信ネットワークを経由して固定アクセスポイント８ｂに接続されて移動体２の外部無線通信機１４と通信する、という発明である。

【0034】

本無線通信システム１は、図１を用いて具体的なステップで表わすと、建物のエレベータシャフト５内をエレベータ昇降方向にＵＰ又はＤＯＷＮするエレベータかご２に関し、乗車している乗客等が所持するスマートフォン３がエレベータかご２外部に設けられたエレベータアクセスポイント８ａに設けられた移動体内のアンテナ６ｂと交信する(ステップ１)。この移動体内のアンテナ６ｂは、アクセスポイント同軸ケーブル９ａ(図２参照)を介して、同じくエレベータアクセスポイント８ａに設けられた移動体外のアンテナ６ａと接続する(ステップ２)。そのエレベータアクセスポイント８ａの移動体外のアンテナ６ａと、エレベータシャフト５内に設置されたウエーブガイドＬＡＮシステム１０の複数のアンテナ部１１とが無線バックホール通信ネットワーク７により接続される（ステップ３）。そして、図１ではウエーブガイド１２の下端部に接続されたウエーブガイドアクセスポイント８ｂから外部無線通信機１４と交信する(ステップ４)、という無線通信システム１である。なお、移動するエレベータかご２に設けられるアクセスポイントを「移動アクセスポイント８ａ」と称し、エレベータシャフト５内に固定された複数のアンテナ部１１と接続するアクセスポイントを「固定アクセスポイント８ｂ」と称しても良い。なお、移動アクセスポイント８ａは、具体的には「エレベータアクセスポイント８ａ」と称しても良く、固定アクセスポイント８ｂは、具体的には「ウエーブガイドアクセスポイント８ｂ」と称しても良い。これにより、移動する移動アクセスポイント８ａと、固定された固定アクセスポイント８ｂと、がアンテナ部１１を介して交信することが明確に理解できる。また、図２に示す、固定アクセスポイント８ｂの位置は、ウエーブガイド１２下端部のウエーブガイド同軸ケーブル９ｂの先端部に限らず、ウエーブガイド１２の任意の位置で良い。以下、本発明の特徴であるウエーブガイドＬＡＮシステム１０について詳しく説明する。

【0035】

（ウエーブガイドＬＡＮシステム）
図１に、建物のエレベータかご２周りの最上階、Ｎ＋１階、Ｎ階、Ｎ－１階、地下階を断面図で示す。エレベータシャフト５内には、エレベータかご２の巻上げ機４１、制御盤（モータ）４２、エレベータ用の巻上げ機受け架台４３等が設置される。なお、最近の傾向として大型のエレベータ以外では機械室を設けないことが多くなっている。また、建物の改修でも機械室を必要としないことが多くなっている。エレベータかご２は、カウンタウエイト４８の上下によりエレベータシャフト５内を昇降し、最上階、Ｎ＋１階、Ｎ階、Ｎ－１階、地下階の各階で停止するものとする。Ｎ＋１階、Ｎ階、Ｎ－１階には乗場４５とエレベータドア４７が設けられ、乗客や建設資材等がエレベータかご２内に乗り降りする。ウエーブガイドＬＡＮシステム１０は、ビル等の建物の縦系統の無線ＬＡＮシステムであり、本実施形態では、ウエーブガイドＬＡＮシステム１０は、最上階から最下階である地下階からエレベータシャフト５の外部に設けられた固定アクセスポイント８ｂまで垂直方向に設置され、縦方向に設けられた通路であるエレベータシャフト５に設置された無線通信システム１を利用して無線通信を行うものである。

【0036】

（エレベータアクセスポイント）
エレベータかご２の外部には、エレベータアクセスポイント８ａが設けられる。このエレベータアクセスポイント８ａからエレベータかご２内の携帯無線端末機３に向かって内向きに移動体内のアンテナ６ｂが設置され、エレベータかご２内の携帯無線端末機３と無線通信する。これにより、エレベータかご２内の携帯無線端末機３から発信された無線電波を簡易にエレベータアクセスポイント８ａに設けられた移動体内のアンテナ６ｂに送受信することができる。

【0037】

エレベータかご２の外部にはエレベータアクセスポイント８ａからウエーブガイドＬＡＮシステム１０のアンテナ部１１に向かって外向きに移動体外のアンテナ６ａが設置され、エレベータかご２の外部無線通信機１４と無線通信することができる。これにより、エレベータアクセスポイント８ａからエレベータかご２の外部の固定アクセスポイント８ｂに送受信することができる。

【0038】

図２に示すように、エレベータかご２内のスマートフォン３と交信する内向きの移動体内のアンテナ６ｂと、ウエーブガイド１２のアンテナ部１１と交信する外向きの移動体外のアンテナ６ａとは、エレベータアクセスポイント８ａ内においてアクセスポイント同軸ケーブル９ａにより接続される。このアクセスポイント同軸ケーブル９ａは、遮蔽されたエレベータかご２の外壁又は天井を貫通して通信する。すなわち、エレベータかご２の上下四方が金属で覆われているために内部と外部との無線通信が遮断されてしまうという問題は、エレベータアクセスポイント８ａにて移動体外のアンテナ６ａと移動体内のアンテナ６ｂとを共に設け、ウエーブガイド同軸ケーブル９ｂを無線ケーブルの一部に部分的に採用することで通信性能を損なうことなく達成できる。また、この、ウエーブガイド同軸ケーブル９ｂは有線ケーブル４０ではあるが、極めて短い距離に用いられるためエレベータがご２の昇降の影響を受けず、弛みも発生しないため断線等の虞はない。なお、エレベータかご２のエレベータドア４７は、各停止階で開くが、移動体内のアンテナ６ｂとスマートフォン３との無線通信、又は、移動体外のアンテナ６ａとアンテナ部１１との無線通信は、直接エレベータドア４７を経由しない。

【0039】

図１及び図２に示すように、エレベータアクセスポイント８ａは、エレベータシャフト５内に複数個設置され、相互に通信ネットワークを形成して無線通信する。これは、エレベータシャフト５内部が、複雑な空間である上に、エレベータかご２、設備機器、昇降機器等により無線通信がいわゆる「見通し環境」にないからである。そこで、エレベータシャフト５内を移動するエレベータアクセスポイント８ａに対し、アンテナ部１１が確実に無線電波を受信できるように、無線バックホール通信ネットワーク７によりカバーする。この形成された無線バックホール通信ネットワーク７により、安定した通信環境が構築することができる。

【0040】

また、図２に示すように、エレベータアクセスポイント８ａは、エレベータかご２の外部に設置されているため、そのエレベータアクセスポイント８ａより見通し環境のウエーブガイド１２のアンテナ部１１と無線通信可能である。一方、エレベータアクセスポイント８ａがエレベータかご２より下方のウエーブガイド１２のアンテナ部１１とは、特にエレベータかご２により無線通信が遮断されてしまう虞がある。このように、エレベータアクセスポイント８ａをエレベータかご２の外部に設置することで、エレベータアクセスポイン８ａからエレベータシャフト５内のアンテナ部１１と確実に通信することができる。

【0041】

(ウエーブガイドＬＡＮシステム及び電波漏洩ケーブル)
図３にウエーブガイドＬＡＮシステム１０の実施形態の概要を部分詳細図で示し、漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）２０の概要を分解詳細図で示す。図３（ａ）は、ウエーブガイドＬＡＮシステム１０を部分詳細図で示す。ウエーブガイドＬＡＮシステム１０は、ウエーブガイド１２とアンテナ部１１とが連結される。アンテナ部１１には、電波漏洩部２３が設けられて電波が放出される。ウエーブガイド１２は、内部で電波を伝達し、外部に電波を漏洩させない金属パイプ１７により周囲を被覆される。このウエーブガイド１２の同軸内導体１６は、固定アクセスポイント８ｂに接続する。図３（ｂ）は、漏洩同軸ケーブル２０を分解詳細図で示す。図３(ｂ)に示す、アンテナ部１１の漏洩同軸ケーブル２０は、同軸内導体１６が誘電体１８により周囲を被覆され、さらに外部導体１９により被覆される。そして、外部導体１９には、切れ込みであるスリット部１５が設けられ、内部を伝播する電波は、このスリット部１５から漏洩する。従って、スリット部１５は、ウエーブガイド１２の電波漏洩部２３となる。このスリット部１５の切れ込みは、電波が漏洩し易いように、漏洩同軸ケーブル２０の軸方向に対して斜めに切り込みが入れられる。

【0042】

一方、ウエーブガイド１２は、導波管１２と称される。本実施形態では、このウエーブガイド１２は、金属パイプ１７を利用し、現場仮設工事において足場などに多用される単管パイプ等が転用される。すなわち、金属製パイプ１７を所定の長さに切断し、その端部にフランジジョイントを取り付ける。そして、金属製パイプ１７同士はフランジジョイントによりボルト接合される。ウエーブガイド１２の下端部は、同軸内導体１６により、ウエーブガイドアクセスポイント８ｂに接続される。このように、ウエーブガイド１２は、金属製パイプ１７として、単管パイプを利用する場合、建設現場で容易に調達できる。また、この単管パイプの組立てや解体が容易であり、他の工事現場に自在に転用可能であること等のメリットがある。

【0043】

（無線バックホール）
エレベータアクセスポイント８ａの移動体外のアンテナ６ａと、ウエーブガイドＬＡＮシステム１０のアンテナ部１１ａ～１１ｙとは、上述したように、無線バックホール通信ネットワーク７により無線通信する。これにより、アクセスポイント用アンテナ３１とダウンストリーム側アンテナ３２とアップストリーム側アンテナ３３とのより安定した通信環境を構築することができる。ウエーブガイドＬＡＮシステム１０のアンテナ部１１ａ～１１ｙがウエーブガイド１２を介して接続され、ウエーブガイド１２内には、バックホール用電波と無線ＬＡＮ用電波が共に出力される。これにより、ウエーブガイド１２は、スリット部１５から電波を漏洩することができ、その電波は、バックホール用電波と無線ＬＡＮ用電波が共に出力されることで、安定した無線バックホール通信が可能となる。

【0044】

（無線通信システムのブロック構成）
図４に、図１の無線通信システム１の構成をブロック図で示す。エレベータかご２に乗車している乗客は、地震が発生した場合、火災が発生した場合、急患が発生した場合、エレベータが故障等により停止した場合等に、所有するスマートフォン３ａ～３ｘにより無線でエレベータかご２の外部無線通信機１４と通話することができる。或いは、緊急時に病院、消防署、警察署、エレベータ管理会社、自宅、自分の会社等に直接連絡することができる。

【0045】

これらのエレベータかご２内のスマートフォン３ａ～３ｘから発信された情報は、エレベータかご２外部に設けられたエレベータアクセスポイント８ａに設けられた移動体内のアンテナ６ｂに接続される。エレベータアクセスポイント８ａに接続された情報は、アクセスポイント同軸ケーブル９ａを介してエレベータアクセスポイント８ａ内のアンテナ部１１に接続される。そして、エレベータアクセスポイント８ａに設けられた移動体外のアンテナ６ａからエレベータシャフト５内に設けられたウエーブガイドＬＡＮシステム１０のアンテナ部１１ａ～１１ｙへと送信される。このアンテナ部１１ａ～１１ｙに送信された情報は、導波管１２ａ～１２ｙを経由して固定アクセスポイント８ｂに到達し、外部無線通信機１４に到達する。このウエーブガイドＬＡＮシステム１０において、移動体外のアンテナ６ａと各階のアンテナ部１１ａ～１１ｙとは、無線バックホール通信ネットワーク７を形成する。

【0046】

（無線バックホールネットワーク）
図５に、エレベータがＮ階に停止している際に移動体外のアンテナ６ａと、エレベータシャフト５内に設けられたアンテナ部１１ａ～１１ｙと、が構成する無線バックホール通信ネットワーク７を説明図で示す。エレベータシャフト５内は、元来、複雑な空間である上に、エレベータかご２、設備機器、昇降機器等により無線通信がいわゆる「見通し環境」にない場合が想定される。そこで、エレベータシャフト５内を移動するエレベータアクセスポイント８ａに対し、アンテナ部１１ａ～１１ｙが確実に無線電波を受信するように、無線通信バックホールネットワーク７を構成する。また、エレベータシャフト５内を昇降するエレベータかご２は、四方を鉄板やコンクリート等に覆われているため電波を遮蔽してしまう。そこで、図５に示すように、移動体外のアンテナ６ａをエレベータかごの外部に設置し、エレベータかご２の下方の固定アクセスポイント８ｂと通信する。

【0047】

例えば、図５に示すエレベータかご２が、エレベータシャフト５内のＮ階（図５中、実線で示すエレベータかご２）に停止している場合、Ｎ階の近隣のアンテナ部１１ｂ，１１ａ，１１ｃ等に対して無線通信を行う。このとき、エレベータかご２に遮蔽される等によりアンテナ部１１ｃには無線電波が途絶えてしまうが、アンテナ部１１ｂ，１１ａには無線電波が到達するため無線バックホール通信ネットワーク７が可能になる。このように、エレベータかご２がエレベータシャフト５内を昇降しても、この無線バックホール通信ネットワーク７は、エレベータかご２の位置により無線通信がカバーされる。これにより、エレベータかご２内の携帯無線端末機３から発信された電波をウエーブガイドアクセスポイント８ｂにまで中継することができる。

【0048】

図６に、無線バックホール通信ネットワーク７の無線バックホールアクセスポイント８ｃを構成するアクセスポイント用アンテナ３１の一つの実施例を示す。従来の無線通信技術では、エレベータアクセスポイント８ａを無線で繋ぐと、徐々にスループットが減衰し、複数個所を経由した場合には無線通信の速度が出ないという問題があった。本発明に用いるエレベータアクセスポイント８ａ用の無線バックホールアンテナ６ｃは、最大で数１００ｍ離れた場所での無線通信が可能となる。

【0049】

図７に、図６の無線バックホールアクセスポイント８ｃを用いた無線バックホール通信ネットワーク７の構成に関する一つの実施例を説明図で示す。上述したように、無線バックホール通信ネットワーク７は、エレベータシャフト５内部が複雑な空間であり、エレベータかご２、設備機器、昇降機器等により無線通信がいわゆる「見通し環境」にない場合に対処する無線通信方法である。図７に示すように、アクセスポイント用アンテナ３１ａ～３１ｚは、それぞれ無線バックホールアンテナ６ｃにより無線バックホール通信ネットワーク７を構成して相互に無線通信を行っている。この無線バックホール通信ネットワーク７のうちアクセスポイント用アンテナ３１ｂとアクセスポイント用アンテナ３１ｃとの無線通信が遮蔽物３４により遮断されている。このとき、アクセスポイント用アンテナ３１ｂからアクセスポイント用アンテナ３１ｄを経由してアクセスポイント用アンテナ３１ｃにまで迂回して無線通信をすることができる。このように、無線バックホール通信ネットワーク７により、エレベータシャフト５内を移動するエレベータアクセスポイント８ａに対し、各アンテナ部１１の無線バックホールアンテナ６ｃが確実に無線電波を受信することができる。この形成された無線バックホール通信ネットワーク７により、安定した通信環境を構築することができる。

【0050】

図８に、従来の有線通信ネットワーク７ｂの構成を説明図で示す。各有線アクセスポイント８ｄは、ネットワークスイッチ３０に有線ケーブル４０で接続されている。

【0051】

(無線通信システムの実証実験概要)
図９に、本発明に係る無線通信システム１について建設現場で行われた実証実験の概要を説明図で示す。エレベータシャフト５内に設置されたエレベータかご２に、無線通信システム１の評価パターンＡ及び評価パターンＢを取付けて無線ＬＡＮ電波の受信電力強度（ＲＳＳＩ）を測定した。図９（ａ）は従来の無線通信システムの評価パターンＡの場合であり、図９（ｂ）は、本無線通信システム１の評価パターンＢの場合である。評価パターンＡとは、エレベータかご２内部の乗客がスマートフォン３によりエレベータかご２の外部と直接交信した場合の実証実験である。すなわち、移動体外のアンテナ６ａ、移動体内のアンテナ６ｂを設置しない状態でエレベータアクセスポイント８ａにおける無線ＬＡＮ電波の受信電力強度（ＲＳＳＩ）を測定した。ここで、ウエーブガイドＬＡＮシステム１０は、各階のウエーブガイドアクセスポイント８ｂがウエーブガイド１２ａ～１２ｄにより接続され、下端部でウエーブガイド同軸ケーブル９ｂを経由して固定アクセスポイント８ｂと接続している。

【0052】

一方、評価パターンＢは、本発明に係る無線通信システム１の評価パターンである。すなわち、ウエーブガイドＬＡＮシステム１０から無線バックホール通信ネットワーク７の電波を放射し、エレベータかご２外部に設置した移動アクセスポイント８ａの移動体外のアンテナ６ａと接続する。また、エレベータかご２内に設置した移動体内のアンテナ６ｂから無線ＬＡＮ電波を放射してエレベータかご２内のスマートフォン３と通信する。ここで、評価パターンＢのウエーブガイドＬＡＮシステム１０は、評価パターンＡの場合と同様に、各階のウエーブガイドアクセスポイント８ｂがウエーブガイド１２ａ～１２ｄにより接続され、下端部でウエーブガイド同軸ケーブル９ｂを経由して固定アクセスポイント８ｂと接続している。

【0053】

(無線通信システムの実証実験結果)
図１０に、本発明に係る無線通信システム１について建設現場で行われた実証実験の評価結果を説明図で示す。評価結果の単位は、ｄＢｍである。図１０に、１階から７階までのエレベータ停止階において、評価端末（ＰＣ）が受信した無線ＬＡＮ電波の受信電力強度（ＲＳＳＩ）を評価パターンＡ及び評価パターンＢについてそれぞれ表にして示す。この受信電力強度（ＲＳＳＩ）は、－７５ｄＢｍを下回った場合に動画などの大容量通信が途絶えてしまうが、パターンＡでは１階を除くすべての階で、－７５ｄＢｍを下回っていた。一方、評価パターンＢでは、各階とも安定した評価結果が得られ、本発明による無線通信システム１が実施可能であり、本無線通信システム１の有用性が実証された。

【0054】

以上の無線通信システム１の実施形態で説明された構成、形状、大きさ、及び配置関係については、本発明が理解、実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

【符号の説明】

【0055】

１ 無線通信システム、２ 移動体又はエレベータかご、３，３ａ～３ｘ 携帯無線端末機，又はスマートフォン、５ 走行路又はエレベータシャフト、６ａ 移動体外のアンテナ，６ｂ 移動体内のアンテナ、６ｃ 無線バックホールアンテナ、７ 無線バックホール通信ネットワーク，７ｂ 有線通信ネットワーク、８ａ 移動アクセスポイント又はエレベータアクセスポイント、８ｂ 固定アクセスポイント又はウエーブガイド(導波管)アクセスポイント、８ｃ 無線バックホールアクセスポイント、８ｄ 有線アクセスポイント、９ａ アクセスポイント同軸ケーブル，９ｂ ウエーブガイド同軸ケーブル、１０ ウエーブガイドＬＡＮシステム、１１，１１ａ～１１ｙ アンテナ部、１２，１２ａ～１２ｙ 導波管又はウエーブガイド、１４ 外部無線通信機、１５ スリット部、１６ 同軸内導体、１７ 金属パイプ、１８ 誘電体、１９ 外部導体、２０ 漏洩同軸ケーブル、２１ 被覆材、２２ ソケット、２３ （導波管アンテナの）電波漏洩部、３０ ネットワークスイッチ、３１，３１ａ～３１ｚ アクセスポイント用アンテナ、３２，３２ａ～３２ｚ Ｄｏｗｎ Ｓｔｒｅａｍ側アンテナ、３３，３３ａ～３３ｚ Ｕｐ Ｓｔｒｅａｍ側アンテナ、３４ 遮蔽物、４０ 有線ケーブル、４１ 巻上げ機、４２ 制御盤（モータ）、４３ 巻上げ機受け架台、４４ 空調機、４５ 乗場、４７ エレベータドア、４８ カウンタウエイト。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】