特許 7538079 磁気マーカ、磁気マーカの埋設治具、及び磁気マーカの埋設方法

(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】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】磁気マーカ、磁気マーカの埋設治具、及び磁気マーカの埋設方法

(51)【国際特許分類】

   E01F 11/00 20060101AFI20240814BHJP

   G08G 1/095 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

E01F11/00

G08G1/095 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021064108

(22)【出願日】2021-04-05

(65)【公開番号】P2022159731

(43)【公開日】2022-10-18

【審査請求日】2023-11-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000116655

【氏名又は名称】愛知製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田坂 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】福島 圭三

(72)【発明者】

【氏名】高桑 俊康

(72)【発明者】

【氏名】山本 道治

(72)【発明者】

【氏名】長尾 知彦

(72)【発明者】

【氏名】青山 均

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２４２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１５３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７４７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４４４１２８８（ＵＳ，Ａ）

【文献】実開昭５６－１６６１８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２００９５５１３０（ＣＮ，Ｙ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｆ １１／００

Ｇ０８Ｇ １／０９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

道路に埋設され、車両に設けられた磁気センサーによって検知される磁気マーカであって、
磁石と、前記磁石を覆う保護材と、を収納するケースと、
前記ケースから下方に突出して設けられ、前記道路に埋設された状態で拡径されるアンカーと、
を備え、
前記アンカーは、上端部が前記ケースに固定されたスリーブと、前記スリーブに軸方向に移動可能に遊嵌する拡径子とを有し、
前記スリーブの下部には、軸方向に沿った切り込みが形成され、
前記拡径子の下部は、前記スリーブから突出すると共に下方に向かうに従って拡径して形成される拡径部を有し、
前記拡径子が埋設されることによって上方に押され、前記スリーブの下部が拡径され、
前記ケースの底面部には、下方が開口された凹部が設けられ、
前記凹部は、前記拡径子の上端が前記スリーブ内で上昇するときに前記拡径子の上端を受け入れる、
磁気マーカ。

【請求項2】

請求項１に記載の磁気マーカであって、
前記ケースの径と前記アンカーの径とは略同一である、
磁気マーカ。

【請求項3】

請求項１または２の磁気マーカを前記道路に埋設する治具であって、
前記道路の路面に設けられた孔に差し込まれた前記磁気マーカの周囲に設置され、前記磁気マーカを内径に受け入れるベースと、
前記ケースの外径よりも大きい径を有し、前記ベースの内径に差し込まれる押し込み具と、
を備える、
磁気マーカの埋設治具。

【請求項4】

請求項１に記載の磁気マーカを前記道路に埋設する埋設方法であって、
前記道路に孔を穿ち、
前記磁気マーカを前記孔に打ち込み、
前記スリーブに対する前記拡径子の上方移動によって前記アンカーを拡径させる、
磁気マーカの埋設方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、道路に埋設されて車両の磁気誘導に用いられる磁気マーカに関する。

【背景技術】

【0002】

磁気マーカは、磁気式車両位置検知システム（以下、ＧＭＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ））の一部を構成する部品である。ＧＭＰＳは、車両に設けられた磁気センサーによって道路に設けられた磁気マーカを検知することによって車両位置を推定し、自動運転等の高度な車両制御を支援するシステムである。

【0003】

特許文献１には、道路に埋設される磁気マーカが開示されている。一般的に、磁気マーカを道路に埋設する際には、道路に孔を穿ち、当該孔に磁気マーカを埋設し、埋設された磁気マーカを覆うように液状の保護材を流し込んで固める作業が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－２１５３１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上述した磁気マーカを道路に埋設する作業では、液状の保護材が乾燥して固まるまでに時間を要するため、必要以上に作業時間を要していた。

【0006】

そこで、本発明は、磁気マーカを埋設する作業時間を短縮することができる磁気マーカ、磁気マーカの埋設治具及び磁気マーカの埋設方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る磁気マーカは、道路に埋設され、車両に設けられた磁気センサーによって検知される磁気マーカであって、磁石と、磁石を覆う保護材と、を収納するケースと、収納部から下方に突出して設けられ、道路に埋設された状態で拡径されるアンカーとを備える。

【0008】

本発明に係る磁気マーカにおいて、アンカーは、上端部がケースに固定されたスリーブと、スリーブに軸方向に移動可能に遊嵌する拡径子とを有し、スリーブの下部には、軸方向に沿った切り込みが形成され、拡径子の下部は、前記スリーブから突出すると共に下方に向かうに従って拡径して形成される拡径部を有し、拡径子が埋設されることによって上方に押され、スリーブの下部が拡径されることが好ましい。

【0009】

本発明に係る磁気マーカにおいて、ケースの径とアンカーの径とは略同一であることが好ましい。

【0010】

本発明に係る磁気マーカを道路に埋設する磁気マーカの埋設治具において、道路の路面に設けられた孔に差し込まれた磁気マーカの周囲に設置され、磁気マーカを内径に受け入れるベースと、ケースの外径よりも大きい径を有し、ベースの内径に差し込まれる押し込み具と、を備えることが好ましい。

【0011】

本発明に係る磁気マーカを道路に埋設する埋設方法であって、道路に孔を穿ち、磁気マーカを孔に打ち込み、スリーブに対する拡径子の上方移動によってアンカーを拡径させることが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明の磁気マーカ、磁気マーカの埋設治具、及び磁気マーカの埋設方法によれば、磁気マーカを埋設する作業時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係わる磁気式車両位置検知システムを示す模式図である。

【図2】実施形態の一例である磁気マーカを示す模式図である。

【図3】実施形態の他の一例である磁気マーカを示す模式図である。

【図4】実施形態の一例である磁気マーカの埋設治具を示す模式図である。

【図5】実施形態の一例である磁気マーカの埋設工程の流れを示すフローである。

【図6】実施形態の一例である磁気マーカの埋設工程の流れを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、方向、数値等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができる。

【0015】

図１を用いて、実施形態に係る磁気式車両位置検知システム１０について説明する。図１は、磁気式車両位置検知システム１０を示す模式図である。

【0016】

図１に示すように、本発明に係る磁気マーカ２０は、磁気式車両位置検知システム１０（以下、ＧＭＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ））の一部を構成する部品である。ＧＭＰＳ１０は、車両１１に設けられた磁気センサーによって道路１３に設けられた磁気マーカ２０を検知することによって車両１１の位置を推定し、自動運転等の高度な車両制御を支援するシステムである。

【0017】

図２を用いて、実施形態の一例である磁気マーカ２０について説明する。図２は、磁気マーカ２０を示す模式図である。

【0018】

磁気マーカ２０は、上述したＧＭＰＳ１０の一部を構成する部品であって、道路１３の路面に埋設され、車両１１に設けられる磁気センサーによって検知される。

【0019】

図２に示すように、磁気マーカ２０は、磁石２１と、磁石２１を覆う保護材２２とを収納するケース２３と、ケース２３から下方に突出して設けられ、道路１３に埋設された状態で拡径されるアンカー２４とを備える。

【0020】

磁気マーカ２０は、道路１３の路面に形成されたザグリ孔１４に埋設される。ザグリ孔１４は、ケース２３が埋設される大径孔１４Ａと、大径孔１４Ａの下方に形成されアンカー２４が差し込まれる小径孔１４Ｂとからなる。ザグリ孔１４は、ザグリドリルによって掘削される。

【0021】

磁石２１は、車両１１に設けられた磁気センサーが検知可能な磁力を発生させる。磁石２１は、円柱形状に形成され、磁性材料である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料（非導電性材料）中に分散させた等方性フェライトプラスチックマグネット又はフェライトラバーマグネットが好適に用いられる。

【0022】

保護材２２は、磁石２１を覆い、道路１３の路面における直射日光、雨水、車両の通過による圧重及び振動、ブレーキ作動時の摩擦、冬季の融雪剤の散布又はタイヤチェーンによる磨耗等から磁石２１を保護する。本例では、保護材２２は、磁石２１の径と略同一の径を有する円柱形状の樹脂が好適に用いられる。保護材２２は、固体状であって磁石２１及びケース２３に接着剤によって接着して固定してもよい。また、保護材２２は、液体状であって磁石２１が収納されたケース２３に流し込んで磁石２１を固めて固体状になってもよい。

【0023】

ケース２３は、磁石２１と保護材２２とを収納する。ケース２３によれば、道路１３に磁石２１を埋設する前に保護材２２によって磁石２１を覆うことができる。これにより、液体状の保護材２２を固めて用いる場合には、ケース２３において保護材２２を固めてからケース２３を道路１３に埋設することができる。この結果、磁気マーカ２０を道路１３に埋設する時間を短縮することができる。

【0024】

また、工場等においてケース２３に保護材２２を充填することができるため、保護材２２の充填量、保護材２２の上面を平坦に形成すること等を一括に管理することができる。これにより、保護材２２の品質を向上することができる。

【0025】

さらに、固体状の保護材２２を用いる場合には、工場等においてケース２３に保護材２２を固定することができるため、保護材２２とケース２３との隙間、保護材２２とケース２３との接着力、保護材２２の上面を平坦に形成すること等を一括に管理することができる。これにより、保護材２２の品質を向上することができる。

【0026】

ケース２３は、底面が塞がれると共に天面が開口された円筒形状に構成される。ケース２３は、非磁性体で構成されることが好ましい。ケース２３の底面には、下方に向けて突出するアンカー２４が固定される。ケース２３の底面部には、下方が開口された凹部２３Ａが設けられ、拡径子２６の上端がスリーブ２５内で上昇するときに拡径子２６の上端を受け入れることができる。凹部２３Ａは、磁気マーカ２０をザグリ孔１４に埋設する状態で、後述するスリーブ２５を拡径させる際に後述する拡径子２６が退避する部分である。ケース２３の長さは、ザグリ孔１４の大径孔１４Ａの長さと同じである。ケース２３の外径は、ザグリ孔１４の大径孔１４Ａの径と同じ大きさである。

【0027】

アンカー２４は、磁気マーカ２０がザグリ孔１４に埋設される状態で拡径される。より詳細には、磁気マーカ２０がザグリ孔１４に差し込まれ、拡径子２６がザグリ孔１４の小径孔１４Ｂの底部に到達し、さらに磁気マーカ２０が打ち込まれることによって拡径子２６がスリーブ２５に対し上方へ移動してスリーブ２５の下部が拡径されて、アンカー２４がザグリ孔１４に抜け止めされる。

【0028】

アンカー２４によれば、詳細は後述するが、道路１３に穿ったザグリ孔１４に磁気マーカ２０を打ち込むことによって磁気マーカ２０を強固に固定することができる。これにより、通常のアンカーを打ち込む技術を有する作業者であれば、容易に磁気マーカ２０を道路１３に埋設することができる。

【0029】

アンカー２４は、ケース２３の径よりも小さい径を有する略円柱形状に構成される。アンカー２４は、円筒状のスリーブ２５と、スリーブ２５に軸方向に移動可能に遊嵌する長尺状の拡径子２６とを有する。

【0030】

スリーブ２５は、上端部がケース２３の底面に固定される。スリーブ２５の下部には、軸方向に沿った切り込み２５Ａが形成される。スリーブ２５の長さは、ザグリ孔１４の小径孔１４Ｂの長さと同じである。また、スリーブ２５の外径は、小径孔１４Ｂの径と同じ大きさである。

【0031】

拡径子２６の下部には、下方に向かうに従って拡径する拡径部２６Ａが設けられている。拡径子２６の拡径部２６Ａは、図２（Ａ）の埋設前の状態でスリーブ２５から突出している。拡径部２６Ａの最大径は、スリーブ２５の外径、及び小径孔１４Ｂの径と同じ大きさである。これにより、スリーブ２５を小径孔１６Ｂに挿入するときに拡径部２６Ａはこの挿入の妨げになることがない。拡径子２６は、スリーブ２５に対し上方へ移動することによってケース２３の凹部２３Ａに退避し、スリーブ２５をスリーブ２５の円筒厚分だけ拡径させる。

【0032】

図３を用いて、実施形態の他の一例である磁気マーカ３０について説明する。図３は、磁気マーカ３０を示す模式図である。

【0033】

磁気マーカ３０は、円柱形状のケース３３の径と円柱形状のアンカー３４の径とが略同一に構成される。本例では、磁気マーカ３０の磁石３１、保護材３２及びケース３３の径が上述した磁気マーカ２０の径と比較して小さい。

【0034】

磁気マーカ３０によれば、後述する磁気マーカ３０の埋設方法において、ザグリドリルを用いて道路１３の路面にザグリ孔１４を穿つ必要がなく、通常のドリルで孔を穿つのみで磁気マーカ３０を埋設することができる。これにより、磁気マーカ３０を埋設する作業効率を向上させることができる。

【0035】

図４を用いて、実施形態の一例である磁気マーカ２０の埋設治具４０について説明する。図４は、埋設治具４０を示す模式図である。

【0036】

埋設治具４０は、詳細は後述する磁気マーカ２０の埋設工程において、道路１３に穿ったザグリ孔１４に磁気マーカ２０を打ち込む際に用いられる。埋設治具４０によれば、詳細は後述するが、磁気マーカ２０の上面（保護材２２の上面）と道路１３の路面を均一にすることができる。

【0037】

埋設治具４０は、磁気マーカ２０のケース２３の内径よりも大きい径を有する押し込み具４１と、押し込み具４１が貫通するベース４２とを備える。

【0038】

押し込み具４１は、磁気マーカ２０のケース２３の外径よりも僅かに大きい径を有する金属製の円柱状の本体４１Ａと、本体４１Ａの外径よりも大きい径を有する金属製の円盤状の鍔部４１Ｂとを有する。本体４１Ａは、磁気マーカ２０のケース２３の厚みよりも大きい厚みを有する円筒状であってもよい。

【0039】

押し込み具４１によれば、例えばハンマー等で磁気マーカ２０をザグリ孔１４に打ち込む際に、ハンマーと磁気マーカ２０との間の緩衝材となり、磁気マーカ２０の保護材２２が損傷することがない。

【0040】

ベース４２は、押し込み具４１の本体４１Ａの径よりも若干大きい内径を有する金属製のドーナツ状に構成される。ベース４２の高さは、押し込み具４１の本体４１Ａの高さと略同一であることが好ましい。

【0041】

ベース４２によれば、押し込み具４１の鍔部４１Ｂがベース４２の上面に当接するまで押し込み具４１を打ち込むことによって、磁気マーカ２０の上面（保護材２２の上面）と道路１３の路面を均一にすることができる。また、ベース４２によれば、押し込み具４１を鉛直方向に案内するため、磁気マーカ２０をザグリ孔１４に鉛直方向に打ち込むことができる。

【0042】

図５及び図６を用いて、実施形態の一例である磁気マーカ２０の埋設工程について説明する。

【0043】

磁気マーカ２０の埋設方法としての磁気マーカ２０の埋設工程は、上述した埋設治具４０を用いて、上述した磁気マーカ２０を埋設する。

【0044】

ステップＳ１１において、道路１３において磁気マーカ２０を埋設する箇所にザグリドリルによって上述したように大径孔１４Ａと小径孔１４Ｂとからなるザグリ孔１４を穿つ（図６（Ａ）参照）。なお、上述したように、ケース３３の径とアンカー３４の径とが略同一に構成される磁気マーカ３０であれば、通常のドリルによって孔を穿つのみの作業でよい。

【0045】

ステップＳ１２において、吸塵機又はダストポンプを用いてザグリ孔１４の粉塵を除去する。ステップＳ１３において、ザグリ孔１４に磁気マーカ２０を差し込む。ステップＳ１４において、ザグリ孔１４及び磁気マーカ２０の周囲に埋設治具４０のベース４２を設置して、ベース４２に埋設治具４０の押し込み具４１を差し込む。

【0046】

ステップＳ１５において、磁気マーカ２０のアンカー２４の拡径子２６の下端部が小径孔１４Ｂの底部に到達するまで埋設治具４０の押し込み具４１をハンマー等で打撃する（図６（Ｂ）参照）。

【0047】

ステップＳ１６において、押し込み具４１をハンマー等でさらに打撃し、アンカー２４の拡径子２６の上端部をケース２３の凹部２３Ａに退避させ、アンカー２４のスリーブ２５の下部が拡径子２６の拡径部２６Ａによって拡径されて、アンカー２４が小径孔１４Ｂに強固に固定される（図６（Ｃ）参照）。

【0048】

なお、本発明は上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内において種々の変更や改良が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0049】

１０ 磁気式車両位置検知システム、１１ 車両、１３ 道路、１４ 孔、２０ 磁気マーカ、２１ 磁石、２２ 保護材、２３ ケース、２３Ａ 凹部、２４ アンカー、２５ スリーブ、２５Ａ 切り込み、２６ 拡径子、２６Ａ 拡径部、３０ 磁気マーカ、３１ 磁石、３２ 保護材、３３ ケース、３４ アンカー、４０ 埋設治具、４１ 押し込み具、４１Ａ 本体、４１Ｂ 鍔部、４２ ベース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】