JP2000215391A - 磁気マ―カ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自動車の磁気誘導システムあるいは磁気による
警報、警告システムに用いられる道路の過酷な環境下に
も耐えうる磁気マーカを提供する。アスファルト道路の
基層部への磁気マーカの固定を可能にすることにより補
修工事を可能にすることである。 【解決手段】アスファルト道路に埋没させる磁気マーカ
の磁石を外部からの熱に対して遮断させるため、少なく
とも磁石の上端面を含む磁石の外周部を断熱部材からな
る磁気マーカを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の磁気誘導
システムあるいは磁気による警報、警告システムに用い
られる磁気マーカに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の磁気誘導システムあるい
は磁気による警報，警告システムにおける一つ目的は、
走行中の自動車を規定のレーンに沿って走行させること
である。例えば、路面の車線中央に沿って自動運転させ
ることであった。本磁気誘導システムの基本形態の一例
として図５に示すように、自動車９側には車体の底面中
央部９１に磁気センサ９２を設置し、路面６側には車線
中央に沿って磁気信号を出す磁気マーカ９４を自動車の
進行方向に等間隔に設置したものである。この例では磁
気マーカ９４は車線中央の路面上に埋没設置され、自動
車運転するように制御されている。

【０００３】自動車の磁気誘導システムにおいては、自
動車９の車体底面中央部９１に磁気センサ９２を設置す
るため、磁気センサ９２と磁気マーカ９４間の距離が20
0mm〜300mm程度と大きく、磁気センサ９２で検出できる
だけの磁場を路面上方に発生しなければならない。この
ため，磁気マーカ９４には磁力の強い磁石９５が用いら
れている。従来の磁気マーカ９４は，図６に示すよう
に、細長い円柱磁石９５、樹脂で作製されたケース９
６、樹脂で作製された蓋９７よりなり、深さ約80mmの穴
をアスファルト道路の基層６２まであけて、モルタル第
１層６６を流し込み、鉄板を利用して磁気マーカの磁石
より放射される磁束線が路面に対して垂直方向に飛ぶよ
うに磁気マーカ９４を支持し、モルタルが硬化するのを
待つ。その後、モルタル第２層６３を流し込みモルタル
が硬化することにより、磁気マーカ９４は固定される。
具体的には磁気マーカ９４の大きさは直径約34mm，高さ
約65mmであり、磁石９５は直径20mm，高さ50mmの円柱形
状をしたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石が使用されてい
る。

【０００４】通常、アスファルト道路は、図６に示すよ
うに、路盤６３の上に厚み約40mm〜50mmのアスファルト
道路の基層６２が施工され、その上に厚み約40mm〜50mm
のアスファルト道路の表層６１が施工される。トラック
や自動車の通過等により、アスファルト表層６１はわだ
ち掘れ、凹凸コルゲーション、ひびわれ等の路面破壊が
生じる。このため施工後２〜３年程度で、アスファルト
道路の表層６１を削りとり、新たにアスファルト道路の
表層が再施工されている。また、コンクリート道路では
数十年で再施工がなされている。交通事故等で極端に路
面６が破損した場合はこの限りではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】道路の環境は大変きび
しい。例えば、路面の表面温度は直射日光等により真夏
期、無風状態では約80℃まで上昇する場合があり、雨水
の散布、車両の通過による圧重およびその振動、ブレー
キ作動時の摩擦、冬季の融雪剤の散布やタイヤチェーン
での磨耗など、多種にわたる過酷な環境下である。磁気
マーカは路面に対して頭部を露出して施工されるため、
同じ環境下に暴される。従来の磁気マーカの磁石を保護
するケースは樹脂で作製されているため、この過酷な環
境下で使用されると、ケースの材質劣化、磨耗および圧
縮荷重により変形や割れが生じることは容易に推測され
る。したがって、ケースに破損が生じるとその中にある
磁石は外部環境にさらされることになり、磁石の劣化に
つながる。そして磁気誘導システムおける磁気マーカの
役割である強力な磁場を発生が不可能になることは明ら
かである。このため磁気マーカの磁石を熱、耐蝕、振動
および圧縮等の外部環境から保護し、容易に確実に路面
に固定することができる磁気マーカの開発が望まれてい
る。

【０００６】アスファルト路は２〜３年で再施工され
る。この施工において、一般的に表層は金属カッターに
よって掘り起こされるが、そこに磁気マーカがあると金
属カッターを破損させることになり、また、高価な磁気
マーカも破壊する。このため、再施工が困難になるばか
りか経済的にも問題となる。この問題を解決するため
に、磁気マーカをアスファルト道路の表層ではなく、ア
スファルト道路の基層に施工しようとする案が提案され
ている。しかしながら、磁気マーカを基層に固定した
後、表層を施工する場合のアスファルトの温度は約200
℃であり、強力なＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の磁石が使用される
磁気マーカにおいて、この温度環境下に磁石がさらされ
ることにより熱減磁が生じ、また、従来の磁気マーカの
磁石を保護するケース自身も劣化、破壊する。所定の磁
場が発生できなくなることは明らかである。また、高温
で熱減磁を伴わないフェライト系の磁石を用いると、Ｎ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ系の磁石に対してフェライト系の磁石の磁
力は約１／１０と小さく、かつ、磁気マーカに対するセ
ンサ位置はアスファルト表層部の厚み約40〜50mm分が遠
くなる。したがって、かなり大きいフェライト系磁石を
用いることになり、磁気マーカの施工を困難にする。こ
のため、路面の表層に施工された磁気マーカを掘り起こ
し路面から除去した後、アスファルト路の表層の再施工
がなされている。

【０００７】本発明は上記の問題を解消するのもので、
道路の過酷な環境下でも半永久に使用が可能であり、か
つ、アスファルト道路の基層への施工も可能にした、容
易に確実に路面に固定することができる磁気マーカを提
供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気マーカは、
自動車の磁気誘導システムあるいは磁気による警報、警
告システムに使用される磁気マーカであって、磁石の収
納室をもち、その下端に該収納室と連通する開口をもつ
非磁性で耐食性と強度に優れたケースと、ケースの本体
部の開口部を密封する耐食性と強度に優れたキャップ
と、ケースの本体部の収納室に収納保持された上下端に
磁極をもつ焼結磁石と、ケースの収納室の内側およびキ
ャップの内側とを非接触状態にする遮断部を具備するこ
とを特徴とする。（また、前記ケースはその本体部に一
体的に形成された路面上に開口する固定穴の該開口周辺
部の路面を覆うフランジ状の傘部をもち、その傘部の外
周上面に設けた４個の凹部をもち、ケースの本体部の下
方外周面に本体部と一体に形成された非円筒形状の凸部
を具備することを特徴とする。）

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の磁気マーカはケース、キ
ャップ、磁石および遮断部からなる。このケースは道路
に開口する固定穴に装着された内部に収納室を持つ本体
部と、この本体部と一体的に形成され固定穴の開口周辺
を覆うフランジ状の傘部と、この本体部の下方外周面に
本体部と一体に形成された非円筒形状の凸部とをもつ。
本体部は収納室をもつものであればよい。しかし、ケー
ス本体に作用する応力に耐えうる十分な強度を備える必
要がある。傘部は本体部の上端より遠心方向に突出し、
その厚さは薄い程よい。しかし、車両の踏みつけあるい
は施工時の取り扱いで破損するような弱いものであって
はならない。傘部は踏みつける車両の衝撃を緩和するた
め、傘部はその高さが低く（薄く）かつドーム状に周縁
が中央より低いもでのあるのが好ましい。アスファルト
道路の基層に固定される場合はこの傘部はない方が好ま
しい。

【００１０】本体部の凸部は磁気マーカに作用する回転
力および引抜力の応力に対して、磁気マーカを安定に固
定させるものである。凸部は凹の形状をしていてもよ
い。凸部は小さいとその機能が劣化するため大きい方が
よいが、あまりにも大きいと路面に開口する穴を大きく
しなければならない。凸部の形状はその外周面を非円
形、例えば、楕円形状、方形、多角形状とすることが望
ましい。凸部の形状を非円形にすることにより、磁気マ
ーカの軸芯を中心に回転させようとする外部の力に耐え
うることができる。また、この回転防止の機能を本体部
を非円形にすることで行ってもよい。

【００１１】ケースは本体部と傘部および凸部からな
り、本体部は非磁性体で成形する必要がある。これらを
軟磁性体で形成すると磁束が本体部を通過することにな
り、高い位置に磁束を飛ばすことができなくなる。前述
したように磁気マーカが固定される環境は過酷であるた
め、ケースは耐食性に優れ、強度を有する材料で形成す
る必要がある。

【００１２】キャップはケース本体部の開口部と溶接さ
れる。これによりケースの磁石収納室は外部の腐食環境
から気密的に液密的に完全に遮断される。ケースと同様
に、キャップは耐食性に優れ、強度を有する材料で形成
する必要がある。ケースの本体部とキャップによって密
閉された収納室は磁石を腐食と機械的損傷から保護する
ため、これらの原因よる磁力劣化は防止される。キャッ
プは非磁性体でも軟磁性体でもいずれで形成しても良い
が、軟磁性材料で形成することにより、非磁性体で形成
した場合に比較し、磁束を高い位置に飛ばすことができ
る。

【００１３】遮断部は、磁石の全周囲を断熱性を有した
ものであればよい。磁石を硬質なケースの本体の内側と
キャップの内側と直接接触しない状態にすることにより
形成される。この遮断部により、路面上に施工された磁
気マーカにおいて、直射日光等によって路面に露出した
ケースの傘部の熱は、ケース内部を伝わりケース外周面
およびキャップ外周面より地中に放熱される。したがっ
て、磁石への熱の伝達は極端に小さくなる。同様に、ア
スファルト道路の基層に固定された磁気マーカにおい
て、アスファルト道路の表層を施工する際に発生するア
スファルトの熱は、ケース内部を伝わりアスファルト路
の基層に放熱され、磁石への熱の伝達は極端に小さくな
る。このため、ケースは熱伝導がよい素材で形成する必
要がある。遮断部の厚みは薄ければ薄い程よい。限られ
た磁石収納スペース内により多くの磁石を収納すること
ができるため、小型で高性能な磁気マーカができる。し
かし，あまりにも遮断部が薄いと断熱効果は小さくな
る。

【００１４】この遮断部の全体あるいはその一部を軟質
な樹脂で形成することにより、外部から磁石に伝わる振
動を吸収し、磁石収納室に磁石を固定するためケースの
磁石収納室上部とキャップとではさみ込んだ際のクッシ
ョンの機能を兼ね備えるほうが好ましい。これにより、
車両の通行あるいはアスファルト路の再施工時に生じる
振動による磁石のワレを防止し、磁気マーカを落下させ
ても容易に磁石が破損しないため施工の際に磁気マーカ
を取り扱う際に厳重な注意が不要となる。遮断部の樹脂
の替わりにプラスチック磁石、ゴム磁石を使用してもよ
い。プラスチック磁石あるいはゴム磁石を使用すること
により、より多くの磁石が収納できるため、より高性能
な小型の磁気マーカとなる。

【００１５】アスファルト道路の基層部に磁気マーカが
施工される場合、磁気マーカに及ぼす環境は車両の通過
による直接の圧重は少なくなり、また、直射日光も当た
らなくなる。このため、アスファルト道路の表層部に施
工された場合に比べて、直接、自動車のタイヤからの衝
撃や自動車の荷重が緩和される。したがって、ケースと
キャップを断熱性のある材料、例えば非磁性で優れた耐
候性を有し熱伝導が悪い樹脂などの材料で、磁石と一体
成形を行うことにより、磁石をこの材料で覆ってもよ
い。

【００１６】磁場の対称性を得るために、磁石は路面に
対して垂直でかつ軸対称の形状が好ましく、例えば、円
柱形状が好ましい。また、大きな磁場を発生させるため
に強い磁石がよく、Ｓｍ−Ｃｏ系あるいはＮｄ−Ｆｅ−
Ｂ系などの焼結磁石を用いることが好ましい。

【００１７】

【実施例】以下実施例を用いて本発明を説明する。本発
明の磁気マーカの第１の実施例を図１と図２に示す。図
１はこの磁気マーカの斜視図を示し、図２はこの磁気マ
ーカをアスファルト道路の表層に固定した状態の縦断面
を示す断面図である。

【００１８】本実施例の磁気マーカ１はケース２とキャ
ップ３と磁石４と遮断部５とからなる。ケース２は本体
部２３と傘部２２と凸部２１とからなる。ケース２の本
体部２３は下方に開口した収納室２５をもち、下方部分
に段差部２６が設けられている。この段差部２６にキャ
ップ３を組付け、ケース２とキャップ３とを円状の接触
部をレーザ溶接３１して、気密および液密的に収納室２
５を密閉している。本体部２３の外径直径は約50mmであ
り、キャップ３は外径約45mm、厚み約4mmである。凸部
２１はケース２の本体部２３の下端にあり、本体部２３
の外周径よりも大きく厚みをもった六角形状をした形状
である。この凸部２１は磁気マーカ１の引抜力に対して
大きく抵抗する機能と回り止めの機能をもつ。凸部２１
の六角形状の対角の長さは約60mm、厚みは約10mmであ
る。傘部２２は本体部２３の上端部にフランジ状に延
び、外径約90mm、傘部外周の厚みは2mmの大きさで形成
され、傘部２２の外周上面に深さ0.5mmの凹部２４があ
る。ケース２は本体部２３と傘部２２と凸部２１が一体
的に強度と耐食性に優れた非磁性材料であるＳＵＳ３０
４で、キャップ３は強度と耐食性に優れた軟磁性材料で
あるＳＵＳ４３０で形成されている。

【００１９】磁石４はＮｄ−Ｆｅ−Ｂからなる希土類焼
結磁石であり、磁石４を成形金型に配置し、型面との隙
間に希土類磁石粉末と熱可塑性樹脂からなるプラスチッ
ク磁石を射出成形して形成された円柱状の複合磁石４１
である。この複合磁石４１はその上端がＮ極，下端がＳ
極に着磁されている。複合磁石４１はケース２の収納室
２５内に僅かの隙間を残して装着できるように設計され
ている。このため複合磁石４１の磁極を結ぶ方向は傘部
２２の下面に対して垂直となって収納保持される。プラ
スチック磁石からなる遮断部５によって磁石４への熱と
振動が遮断され、ケース２と磁石４との間の相対振動を
吸収し，限られた収納スペースに多くの磁石を充填して
いる。この磁石４には最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ
が約38ＭＧＯｅの特性のものを使用し、プラスチック磁
石には異方性で最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが約15
ＭＧＯｅの特性のものを使用し、その成形後の成形体の
大きさは外径40mm，高さ30mmである。本実施例の磁気マ
ーカ１は以上の構成からなる。

【００２０】この磁気マーカ１を自動車の通路のコンク
リート路の表層６１に固定するには、図２に示すよう
に、コンクリート路の路面６に直径70mm、深さ約45mmの
穴６４をコアーカッターで開ける。この穴６４に接着剤
としてモルタル６５を、磁気マーカ１が固定された状態
としたとき、モルタル６５が穴６４の開口端よりあふれ
る程度に入れる。そして、複合磁石４１を収納室２５に
収納した磁気マーカ１の本体部２３を穴６４に入れ、傘
部２２の下面が路面上に当接するように振動を与えなが
ら押さえつけ、はみ出したモルタル６５を除去した後、
モルタル６５の硬化を待つ。これにより磁気マーカ１は
路面６に固定される。なお、磁気マーカ１を路面６の所
定位置に確実に固定するため、路面部の固定部分に予め
十字のマークを描き、このマークにケース２の傘部２２
の外周上面に設けた４個の凹部２４を合わせる。これに
より所定位置に磁気マーカを固定できる。本実施例の磁
気マーカ１は傘部２２の下面と磁石の磁極を結ぶ方向と
が直行する関係にあり、この磁気マーカ１は路面６と傘
部２２の下面とが当接した状態で路面６に固定される。
このため磁石９５より放射される磁束線は路面６に対し
て垂直上方に飛ぶことになる。本実施例の磁気マーカに
ついて、施工後の磁気マーカ中心軸上で、路面から高さ
250mmの位置における鉛直方向の磁場強度は4.4Ｇであ
り、磁気マーカとして十分な性能が得られることがわか
った。

【００２１】本発明の磁気マーカの第２の実施例を図３
と図４に示す。この実施例の磁気マーカはアスファルト
道路の基層部に固定される。図３はこの磁気マーカの斜
視図を示し、図４はこのマーカをアスファルト道路の表
層に固定した状態の縦断面を示す断面図である。

【００２２】本実施例の磁気マーカ１はケース２とキャ
ップ３と磁石４と遮断部５とからなる。ケース２は本体
部２３と凸部２１とからなる。ケース２の本体部２３は
下方に開口した収納室２５をもち、下方部分に段差部２
６が設けられている。この段差部２６にキャップ３を組
付け、ケース２とキャップ３の円状の接触部をレーザ溶
接３１して、気密および液密的に収納室２５を密閉して
いる。本体部２３の外径は約60mmであり、キャップ３は
外径約55mm，厚み約5mmである。凸部２１はケース２の
本体部２３の下端にあり、本体部２３の外周径よりも大
きく厚みをもった六角形状をした形状である。この凸部
２１は磁気マーカ１の引抜力に対して大きく抵抗する機
能と回り止めの機能をもつ。六角形状の対角の長さは約
75mmであり，凸部２１の厚みは約10mmである。ケース２
は本体部２３と凸部２１が一体的に強度と耐食性に優れ
た非磁性材料であるＳＵＳ３０４で、キャップは強度と
耐食性に優れた軟磁性材料であるＳＵＳ４３０で形成さ
れている。

【００２３】遮断部５は２つのリング５１と空気層５３
からなる。リング５１はその断面がＬ字形状をした輪の
形状からなる軟質のシリコン樹脂から形成される。リン
グ５１は磁石４の上下に磁石４をリング５１のＬ字形状
で挟むようにリング５１があり、リング５１が若干変形
する程度の力で押さえつけられ、磁石４はリング５１に
よりケース２の収納室２５の上面と側面およびキャップ
３の上面とを磁石４の表面との間に隙間（空気層）がで
きるように収納室２５の中心に支持される。このリング
５１と空気層５３により磁石４への熱伝導が遮断され、
リング５１によってケース２と磁石４との間の相対振動
を吸収することができる。また、磁石４は磁石４の上下
面がケース２の収納室２５の上面とキャップ３との面に
対してリングを挟んで水平になるため、磁石４の磁極を
結ぶ方向はケース２の外周上面に対して垂直となる。

【００２４】磁石４はＮｄ−Ｆｅ−Ｂからなる希土類焼
結磁石であり、この磁石４の磁力は最大エネルギー積
（ＢＨ）ｍａｘが約45ＭＧＯｅの特性のものを使用し、
大きさは外径50mm、高さ30mmである。この磁石はその上
端がＮ極、下端がＳ極に着磁されている。本実施例の磁
気マーカ１は以上の構成からなる。

【００２５】この磁気マーカ１を自動車の通路のアスフ
ァルト道路の基層６２に固定する方法として、従来の施
工方法を用いた。図４に示すように、アスファルト道路
の基礎６２に直径約90mm、深さ約45mmの穴６４をコアー
ドリルで開け、モルタル第１層６６と第２層６７を２回
に分けて流し込み固定させた。

【００２６】基層６２に施工する場合、前述の実施例１
の磁気マーカを使用してもよい。しかしながら、実施例
１の磁気マーカのケース２には傘部２２があり、基層６
２に固定された場合、その傘部２２は表層６１に突出し
た状態で磁気マーカ１は固定される。表層６１の再施工
において、アスファルト道路の表層６１を削りとる際、
この傘部２２が金属カッタを破損させる恐れがあるた
め、本実施例の磁気マーカ１の方が好ましい。本実施例
の磁気マーカ１について、45mmの厚みのアスファルト表
層が施工させた完成した道路において、路面から高さ25
0mmの位置における鉛直方向の磁場強度は3.8Ｇであり、
磁気マーカとして十分な性能が得られることがわかっ
た。

【００２７】

【発明の効果】本発明の構成により耐熱性に優れた磁気
マーカを提供することができた。この磁気マーカを使用
することにより、アスファルト道路の表層部への繰り返
しの施工が可能になり、また、同道路の基礎部への固定
が可能となったため、アスファルト道路の表層部の補修
工事が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の磁気マーカの斜視図

【図２】本発明の実施例１の磁気マーカをアスファルト
道路の表層に固定した状態の縦断面を示す断面図

【図３】本発明の実施例２の磁気マーカの斜視図

【図４】本発明の実施例２の磁気マーカをアスファルト
道路の基層に固定した状態の縦断面を示す断面図

【図５】自動車の磁気誘導システムの説明図

【図６】従来の磁気マーカを路面に固定した状態の縦断
面を示す断面図

【符号の説明】

１：磁気マーカ ２：ケース ３：キャップ
４：磁石 ５：遮断部 ６：路面 ２１：凸部
２２：傘部 ２３：本体部 ２４：凹部 ２５：収納室
２６：段差部 ３１：レーザ溶接 ４１：複合磁石 ５１：リング
５３：空気層 ６１：アスファルト道路の表層 ６２：アスフ
ァルト道路の基層 ６３：アスファルト道路の路盤 ６４：穴 ６５：モルタル ６６：モルタル第１層 ６
７：モルタル第２層

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D064 AA02 AA22 BA00 CA01 DA08 EA15 HA15 JA02 2G005 BA01 5H180 AA01 BB10 CC19 5H301 AA03 AA10 BB20 CC03 CC05 DD07 EE06 GG07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車の磁気誘導システムあるいは磁気に
   よる警報、警告システムに使用される磁気マーカであっ
   て、 磁石の収納室をもち、その下端に該収納室と連通する開
   口をもつ非磁性で耐食性と強度に優れたケースと、ケー
   スの本体部の開口部を密封する耐食性と強度に優れたキ
   ャップと、該本体部の収納室に収納保持された上下端に
   磁極をもつ磁石と、樹脂あるいは樹脂と空気でケースの
   収納室内側面およびキャップ内側と磁石とを非接触状態
   にする遮断部を具備しすることにより、半永久的に使用
   できる耐久性を有することを特徴とする磁気マーカ。
2. 【請求項２】前記ケースはその本体部の外周面下方に一
   体的に形成された遠心方向に突出する非円形の凸部をも
   ち、一体的に形成された路面上に開口する固定穴の該開
   口周辺部の路面を覆うフランジ状の傘部をもち、その傘
   部の外周上面に設けた４個の凹部を具備する請求項１記
   載の磁気マーカ。