JPH02291003A - 道路構造とこれにより誘導される道路維持機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、公共道路に敷設したノフ１磁１４体を磁気標
識体として、それを検知する磁気七ノ勺にを磁気標識体
として誘導走行される道路組持機械とに関ずる。

（従来の技術） 近年、省力化や自動化のため工場などにおいて搬送用車
両を無人誘導する活動か多い。銹導方ＬＪ：にはケーブ
ルに電流を流す方法や光学式方法など多数の方式がある
が、本発明が関与する磁気誘導／ステムは枠識体の磁ｆ
４を利用ずるので櫂識体の断線や汚れの影響を受けない
こと、コースの設置や変更が容易なことから、工場内、
オフィス内、それにゴルフ場などの屋外道路でも展開さ
れている（例えば、　「個体物理ＪＶｏｌ．　　２２，
　　Ｎｏ４　　１９８７）。

磁気誘導／ステムは、道路または床に敷設した磁気標識
体、それを検知するセノサ、その信号を処理する制御装
置、七ノ→ノ及び御装置を搭載する車両とにより構成さ
れる。

磁気標識体には帯状、　テープ状、ペイン１・状、ブロ
ノク状のいろいろな形態があり、さらに磁気標識体用の
材料には金属の磁性体そのもの、または粒状の磁性体を
バインダ等で固形化したものがある。さらに、予めある
いは敷設後に磁化する標識体と、磁化しない標識体とが
ある。前者の磁性体を一般にハード磁性体、後者の磁性
体をソフ１磁性体と称している。本発明は後者のノフト
磁性体による磁気標識体に関し、励磁されたコイルによ
って磁場を外部から与え、磁気標識体が磁化されたこと
によって生じる反応磁場を別途設けたコイル、あるいは
ホール素子型センサ、フラノクスゲート型磁気セン′Ｉ
Ｊなとによって検知するもので、励磁用コイルと検知用
コイルとからなるセノサを車両に装着することによって
車両を誘導している（例えば、４４ｊ願５６　　０１５
４５５、５９−２５６　１　ｌ　２、　　６１−１００
７５７）。

（解決しようとする問題点） 円滑で安全な交通を確保するための道路維持機械を道路
上にて目動誘導する方法には様々な方法が考えられる。

　しかし、次に述べる問題が荏在ずるために実用段階に
は至っていない。

まず、一般に標識を必要としない自立走行よりも、安全
性や精度の観点から標識による誘導方式が多く、本方式
の他に、光学式、電磁誘導方式、ハード磁性体による磁
気誘導方式か著名である。

しかし、光学式には汚れやはがれによる耐久慴の不足と
いう欠点が、電磁誘導方式には電源設備が必要であるば
かりでなく断線や落雷に弱いという欠点が、ハード磁性
体方式には金属のイτｊ管による汚れおよび消磁という
欠点があり、公共の道路に実用されているとはいい難い
。そのために、ＪＮ路標識、付帯施設およびトノ不ル等
の洗浄車、路面清掃車、道路舗装維持修繕機械、道路標
示線敷設車といった道路維持機械および道路を通過する
自動車は、有標識体による誘導により本来の人力による
専用作業が効率的になり得る車両であるにもかかわらず
、走行、専用作業ともに人力運転により運用されている
のが実情である。

本発明で対象とする磁気誘導方式は、電源設備を必要と
せず、断線や落雷、汚れにまったく左右されない誘導方
式であり、現状では道路によく適するものである。

しかしながら、これまで公共の道路に適用したとはなく
工場内やゴルフ場内に限られていた。

しかも路面に付着することが多かった。これは路面から
突起させると、施工は簡単になるものの、車両の通過に
よる摩耗、変形、ひびわれに対抗できにくくなるだけで
なく、段差による不快感や水溜りなど交通安全上も支障
となっていた。

また、路面を切削して埋設する場合、フェライ！・とい
う金属酸化物の故に、混合物の密度と熱伝導率、弾性率
が周囲道路材料と大きく異なるため、異種材料境界面よ
りひびわれあるいは剥離現象あるいはこれらを避けるた
めの軟質材料としたことによる変形を避けることができ
なかった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は５０重量％以上の粒状のフェライＩ・を含む混
合物を磁気標識体とする磁気誘導方式において、道路表
面から所定の深さに所定幅の磁気標識体をその周辺の少
なくとも１辺を所定厚さの歪を吸収する材料で被覆また
は周辺材料と接着した道路構造であり、歪を吸収する材
料は枯弾性材料である。

また本発明は、このＪｉＩ！路構造における磁気標識舵
信号および制動信号に変換する制御回路装置とを搭載し
磁気標識体に沿って自動走行するアスファ　ル　ト　フ
　ィ　ニ　ノ　シ　ャ、　　ロ　ー　ト゛　ヒ　ータ　
ー、　　転圧ｍ　械、および散水機および清掃用ブラ／
および吸引機の一種または多種を有する路面清掃車、お
よび散水機および清掃用ブラ／および吸引の一種または
多種を有する道路付帯設備およびトンネル壁面の洗浄車
、および道路標識線敷設車両、および草刈用切断機およ
び被切断材の輸送機の一種または多種を有する草刈車で
ある。上記構成とすることによって、本発明の一つであ
る道路構造中の磁気標識体に沿って本発明の道路維持機
械を目動走行させることができる。

また本発明は、道路構造中における磁気標識体を車道の
左右または一方に敷設しておき、これを検知するセンサ
と、この信号を用いて乗員に磁気磁気標識体ｌの幅員は
１　０　０　ｍｍ、厚さは２０ＩｌｌｒＩである。この
施工はまず、アスファルト舗装をフニカルビノト装着切
削機にて深さ２５關、幅１０ＩＩｌｍに切削後、切削面
（３側面）に市販アスファルトマ・，ト目地材（エラス
タイト）０．５ｃ屈をアスファルト乳剤で接着した後、
第５図に示す粉度のフェライトｓ９．５ｔｆｆｉ％とア
スファル１・１０．５重量％（ストアス６　０７８　０
）との混合物を充填して製作した。この磁気標識体用混
合物のアスフアルト混合物としての特性は第１表のよう
てある。

第 表 て道路構造中に埋設した磁気標識体を有効に利用できる
。

実施例 以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。

（実施例１） 第１図は実施例として示す道路構造断面図であり、第２
図はその平面図である。

本混合物では夏季のわだち掘れや、 冬期の摩耗や、 ひびわれの抵抗性を改善するため、各種の改質材を混入
してよいのは当然である。

ここで用いた目地材３はフェライト混合物のもつ大きな
密度（従来材料の約１　５倍２、熱伝導率（従来材料の
約２倍）より発生する特異な歪み挙動を吸収させるため
に配置したもので、超薄層となるアスファルト乳剤、加
熱アスファルトのみでは不十分であることから、これら
の混合物を少なくとも０．５ｍｍ以」一好ましくはｌ　
ｍｍ以」二の粘性の強いアスファルトマスチノク混合物
またはアスファルト系、ゴム系の目地オイ、例えば市販
の目地材をスフアルト乳剤で接着した。

道路に埋設する磁気標識体は、自動走行の制御上、延長
方向に連続にする必要はなく、ラン１゛マク的に不連続
・であっても構わない。また、埋設する延長方向は、一
般には道路の鉦長方向であるが、横断歩道や交差点など
の用途に横断方向に埋設してもよい。

また、埋設本数は複数でよいことは当然であり、これに
よって道路の位置に応じた作業か可能となる。例えば、
路肩部に設股した場合の除雪拡幅作業、草刈作業、側線
の枦示線敷設作業、路面〆１リ掃作業、　１・ンネル清
掃作業などの走行操舵か−本の磁気標識体で精度よく可
能となる。また、　一般自動車を含めた積雪期間での道
路境界からの逸脱検知も可能となる。車道中心部、区画
線部、および中央分離帯１８の側帯の自動車タイヤ通過
頻度の少ない平面位置でも、標識体を埋設すればその場
所に応じた作業機械の走行用に本標識体を用いることが
できる。

埋設深さは路面と同じでもよいが、より好まし埋め戻し
てもよい。車両の安定した自動走行を行うには、磁気標
識体の磁気性能の延長方向および横断方向の分布は少な
いほうがよい。従って、埋設する平面位置は交通による
変形を避けるため、般の自動車通過位置から離れていた
方がよく、路側の位置またはその付近あるいは走行区画
線、中央分離帯の付近が好ましい。特に路側の位置また
はその付近であれば積雪地域での一般自動車の道路から
の逸脱の検知を容易に行うことができる。

またこの方が、道路表面の色彩の変化による運転者への
負担を軽減できる。磁気標識体の特性より当然ではある
が、標識体の埋設はこのような従来の交通標示線と隣接
または下部に敷設してもよい。

磁気標識体の材料は、従来フェライトが用いられている
が、アモルファスやパーマロイなどの金属のソフト磁性
体も当然使用できる。しかし、施Ｉ２ インダｍを憇定して８５重量％から９７重ｍ％が好まし
い。流し込み方式や転圧方式などの施工法に対応したバ
インダの種類によって選定すれはＪ、い。さらに、車両
を安定に制御するには磁気標識体の磁性分布が均一な方
がよいので、延長方向の磁性の変化を防止するため、幅
や厚さも考慮に入れた、磁気性能から定まるバインダ■
を選定すればより効果的どなる。

磁気標識体の幅は、車両の制御方式にとって適切なもの
が存在し、操舵に使用する信号の増幅や料への集中的ひ
ずみ発生、等に短所があるため、フゴライトなどの粒状
のソフ１・磁性体が好ましい。

粒状のノフト磁性体では、それを安定に固結するために
アスファル！・や、セメントで被覆する必要がある。そ
のため、磁気標識体としての磁性が、焼結体に比較して
低下するのを避けられないので、磁性体の混入■は５０
重ｍ％以上、好ましくはバるセン号のずれ検知信号（一
般、に２個検知コイルの差動出力）の大きさまたはその
勾配によって定まる。本発明で適用する粒状のフ，ライ
トを使用する場合、現有の磁気センサの能力と制御機能
から決定される車輌の蛇行ｍからみて、幅は５０ｍｍか
ら３００ｍｍがよく、　より好ましくは７０＋Ｉｌｍか
ら　２００ｍｍが　よ　い。

磁気標識体の厚さは限定されるものではないが、センサ
の出力信号（差動）の絶対値に影響を与え、厚いほど良
好となる。　しかし、厚さの増加に対してセン号出力信
号ノは対数的に増加し、ある程度以上では増分が少なく
なるので、厚さは磁気的性質だけでなく、力学的、経済
的観点からも考慮される性質のものである。　したがっ
て、道路においては摩耗性まで加味して１００ｍｍ以下
、好ましくは３ｍｍから５０ｍｍがよい。

埋設方法には様々な方法がある。埋設位置だけ切削した
後に、あるいは同時にノフト磁性材を充填してもよく、
または突起させて敷設した後に道路紐持修絹工法により
舗装材が」二積みされてもよい。この方法では予め埋設
されている磁気標識体に沿って切削機、フイニノ／ヤ、
転圧機械などに走行制御を付加できるので、施工の効率
や精度上よリ都合がよく、その目的のために予め磁気標
識体を埋設もしくは張り付けておき、維持補修後に結果
的に磁気標識体が埋設された道路構造となるのもよい。

ソフト磁性材を固結するバインダは、埋設すべき道路舗
装材料の種類によって選べばよく、アスファルト、セメ
ントのいずれを選んでもよい。

（実施例２） 第４図は、第５図に示す平面図のアスファル１・フィニ
ソンヤ６に磁気セ／サ２を装着し、自動走行している状
況を前面より示した図である。これおき、磁気拶識体１
を流し込みしたもので、これをガイドとしてアスファル
トフイニノ／ヤ６を自動走行させなから舗設作業を実施
したものである。

本自動走行アスファルトフイニノ／ヤの制御回路のフロ
ーチャートは第６図に示すようである。

すなわち磁気標識体ｌを検知した磁気センサ２より出力
される信号をセンサ制御回路が判断し操舵Ｉおよび操舵
信号を操舵制御回路に送信する。このとき、フィニノン
ヤ中の材料検知セノサにより走行制御回路からの信号が
停止になっている場合、１５一 およびスピードセンサより停止していることがわかって
いる場合には操舵制御は停止する駆動回路と　し　た。

第４図および第５図において磁気セノサは磁気標識体の
位置にかかわらず検知しうるようにセンサ位置移動棒１
０に装着したモーター９にセンサ２を装着し、センサ位
置指定操作回路ｌ３により走行前に人力およびプログラ
ムの両方でその変更ができるようにした。

センサ位置変更の方法は特に、第７図に示す転＋６− ロードヒーター車輌の走行も同じ考えで可能なことは当
然である。

（実施例３） 市販の草刈車に、磁気誘導用のセンサおよびその信号に
よって操舵制御信号を送信できる制御装置盤を転圧機械
等と同様に装着した。これを本磁気標識体上で自動走行
させながら除草作業を行わせた。本装置は第９図に示す
ように、ベースとなる車輌は、除雪車や路面清掃車にも
アノタチメノ転圧機械は前後進を交互に行うことから、
磁気センサ２を前後に装着し、所定距離および障害物セ
ンサ検知の後で進行方向を変換した後に横断方向のセン
１ノ位置を所定量移動させながら直進または後進させた
。各転圧ライ／への進路変更は円滑になるよう３次緩和
曲線を採用し、センサ位置移動用モーターの動きと工／
コーダ１５による走行距離と連動させた。

ル壁面作業用、道路標示線敷設作業用の各ア，夕，チメ
ントを取り替えることで自動走行を行いながら、各専門
作業を注意深く人力で、または自動で行うことが可能と
なる。もぢろん、それぞれｌ＋Ｊ門作業ごとに車輌を製
作してよいのは当然である。

（実施例４） 自動車に磁気センサ２を装管腰　セノ勺出力が第ｌＯ図
に示すように、Ｖｖの絶対値以」二になったとき、ブザ
ーで運転者に知らせるようにした。

路面が積雪で見えない状態で走行したところブザことに
よって各専門作業の精度や走行速度のＪ二昇により磁気
標識体の認知できることを確認した。

すなわち、脱輪の警報として利用できることが明らかと
なった。この方式を用いれば、セノサを複数車両の下部
に装着することによって一本の磁気標識体をどの七ノづ
がどの程度感知しているかにより、車両の磁気標識体に
対する位置を検出することができる。

〈発明の効果） 本発明による、ソフト磁性体からなる磁気標識を図ると
ともに、各機種本来の専門作業にＡベレ夕が注力できる
ことになり、省力化、さらには無人化機械の提供をも可
能にする。また、本磁気櫻識体は、道路舗装の紐持修繕
による舗装のかさ上げにも無関係で半永久的なガイドと
して提供でき　　る。

この埋設された磁気標識体は、積雪地域での道路側構な
どへの脱輪を検知して警告する／ステノ・障になること
なく、道路交通維持機械である各種清掃車（路面、付帯
施設、　ト／不ル壁面など）、除雪車、草刈車、道路標
示線敷設車、および道路構造物維持修繕機械（切削機、
路面加熱器、フィニ，ノヤ、転圧機械など）の走行制御
を、ソフ１・磁性体を検知するセノサと走行操舵制御装
置とを搭載することにより、　自動的に行うことができ
る。

すなわぢ、従来の複雑なハンドル操作を開放する磁気欅
識体の埋設にあたって、その周囲に、少なくとも一辺に
所定厚さの粘州性材訓を配置することにより磁気標識体
を構成するフェライ［・に特有の高い密度と弾性率およ
び熱伝導率から派生ずる周囲舗装材料とのひずみによる
剥離、破壊現象を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例になる磁気標識体を１９＝ 埋設した道路構造の断面図、第２図はその平面図であり
、第３図は実施例に使用したフェライト骨材の粒度分布
であり、第４図は本発明の他の一実施例になるアスファ
ルトフィニノ／ヤの正面図、第５図はその平面図、第６
図はアスファル１・フィニノシャおよび本発明のさらに
他の一実施例になる転圧機械の自動制御フロー図であり
、第７図は転圧機械の斜視図であり、第８図は転圧機械
の走行軌跡の平面図であり、第９図は本発明のさらに１
７。転圧機械中心部走行予定軌跡 １８・　中央分離帯　　１９　重輛 磁気標識体　　　２　磁気センサ 緩衝用粘弾性体（目地材）　　４　転圧機械アスファル
トフィニソンヤ　　７　車道歩道　　　　　　９．セン
サ移動用モーターセンサ移動棒　】■．舗設予定線 既設路而　　１３　セノサ位置指定操作盤障害物セノサ エンフーダ　　１６　タイヤ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、５０重量％以上の粒状のフェライトを含む混合物を
   磁気標識体とする磁気誘導方式において、道路表面から
   所定の深さに所定幅の磁気標識体を埋設し、その周辺の
   少なくとも１辺が所定厚さの粘弾性材料で被覆または周
   辺材料と接着されたことを特徴とする道路構造。 ２、特許請求範囲第１項記載の道路構造における磁気標
   識体を検知するための横断方向に移動可能とした装置に
   装着した磁気センサと、さらにその信号を操舵信号およ
   び制動信号に変換する制御回路装置とを搭載し磁気標識
   体に沿って自動走行する、少なくともホッパおよびバフ
   ィーダおよびスクリュースプレッダおよびタンパおよび
   スクリードおよびシックネスコントローラを備えたアス
   フる、少なくともホッパおよびバフィーダおよびスクリ
   ュースプレッダおよびタンパおよびスクリードおよびシ
   ックネスコントローラを備えたアスファルトフィニッシ
   ャ。 ３、特許請求範囲第１項記載の道路構造における磁気標
   識体を検知するための横断方向に移動可能とした装置に
   装着した磁気センサと、さらにその信号を操舵信号およ
   び制動信号に変換する制御回路装置とを搭載し磁気標識
   体に沿って自動走行する、鉄輪およびゴムタイヤの一種
   または多種を有する舗装用転圧機械。 ５、特許請求範囲第１項記載の道路構造における磁気標
   識体を検知するための横断方向に移動可能とした装置に
   装着した磁気センサと、さらにその信号を操舵信号およ
   び制動信号に変換する制御回路装置とを搭載し磁気標識
   体に沿って自動走行する、散水機および清掃用ブラシお
   よび吸引機の一種または多種を有する路面清掃車。 ６、特許請求範囲第１項記載の道路構造における磁気標
   識体を検知するための横断方向に移動可能とした装置に
   装着した磁気センサと、さらにその信号を操舵信号およ
   び制動信号に変換する制御回路装置とを搭載し磁気標識
   体に沿って自動走行する、散水機および清掃用ブラシお
   よび吸引機の一種または多種を有する道路付帯設備およ
   びトンネル壁面の洗浄車。 ７、特許請求範囲第１項記載の道路構造における磁気標
   識体を検知するための横断方向に移動可能とした装置に
   装着した磁気センサと、さらにその信号を操舵信号およ
   び制動信号に変換する制御回路装置とを搭載し磁気標識
   体に沿って自動走行する、道路標識線敷設機を装着した
   車両。 ８、特許請求範囲第１項記載の道路構造における磁気標
   識体を検知するための横断方向に移動可能とした装置に
   装着した磁気センサと、さらにその信号を操舵信号およ
   び制動信号に変換する制御回路装置とを搭載し磁気標識
   体に沿って自動走行する、草刈用切断機および被切断材
   の輸送機の一種または多種を有する草刈車。 ９、特許請求範囲第１項記載の磁気標識体を車道の左右
   または一方に敷設しておき、これを検知するセンサとこ
   の信号を用いて乗員に磁気標識体上であることを認知さ
   せる回路機器とを搭載したことを特徴とする車両。