(57)【要約】【課題】  通常の車両の運転において、道路の特にカーブ箇所に対して、運転者のハンドル操作によることなく自動的に車両の適正な走行を行わせることができるようにした道路の横断路面構造を提供する。【解決手段】  単位道路１０は、真直ぐな直線箇所１１と、カーブ箇所１２と、直線箇所１１とカーブ箇所１２の間に設けた真直ぐな部分である経過箇所１３とにより構成されている。カーブ箇所１２は、中央分離線に対して外側が高くなるように１０°程度傾斜しており、さらに道路の横断面が道路の横方向中央を頂部とする単一の山形に膨らんだ円弧形状に膨らんで形成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の通行する一車線単位である単位道路の横断路面構造であって、該単位道路の横断面を該単位道路の横方向中央を頂部とする単一の山形に膨らんだ凸曲線形状としたことを特徴とする道路の横断路面構造。
【請求項２】
前記凸曲線形状の山形が、道路のカーブ箇所に適用されたことを特徴とする前記請求項１に記載の道路の横断路面構造。
【請求項３】
前記カーブ箇所の前後に繋がる直線部分の該カーブ箇所に至る所定範囲にて、平坦面から該カーブ箇所の山形に円滑に繋がるように徐々に膨出した経過路面を設けたことを特徴とする前記請求項２に記載の道路の横断路面構造。
【請求項４】
前記道路の舗装が、排水性の舗装であることを特徴とする前記請求項１から３のいずれか１項に記載の道路の横断路面構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の通行する一車線単位である単位道路の横断路面構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路は、カーブ箇所において、外側が内側に比べて１０％程度高くなるように傾斜が設けられており、これにより、カーブ箇所での車両の路面に沿った車両の円滑な通行が図られていた。ところで、通常の車両において車体に対する両輪の関係は、周知のように横から見ると車輪が５〜２０°傾斜したキャスタ角のキングピンによって支持され、上から見ると左右両輪が進行方向に対して内側傾斜したトウイン構造になって連結棒に繋がれ、さらに前から見ると左右両輪の間隔が上側が広く下側か狭いキャンバ角で傾斜している。このような車両の構造により、車両は真直ぐに進むようになっている。
【０００３】
上述した通常の車両の構造については、その骨格が概略的に図４のように示される。５〜２０°のキャスタ角θで後方に傾斜したキングピン１によって、左右の両車輪２がキャスタ長離れると共に、トウイン角φだけ左右外方に広がって支持されており、さらに前から見ると左右両輪２の間隔が上側が広く下側か狭いキャンバ角で傾斜している。左右のキングピン１が連結棒３で連結され、連結棒３を操舵することにより、両車輪２がキングピン１を中心として回動するようになっている。この車両の構造についてはさらに簡略にすると、図５に示すようになる。すなわち、一つのキングピン４で支持されて車両進行方向に対して左右後方に向けて延びる一対の連結棒５の端部に左右の両車輪２が連結された構造である。
【０００４】
図５に示す車両構造について、カーブ箇所での走行を考える。図６に示すように、カーブの接線方向に進行しようとする車両に対してカーブを曲がる幅は左右両輪で略同じであるが、カーブの内側から外側に向けての傾斜角度が一定であるため、その幅に対する高さΔｈＬ、ΔｈＲの変化も略同じになる。したがって、両輪に対して外側に向けて加わる負荷も略同じになるため、カーブ箇所において外側が高くなるように傾斜が設けられていても、車両が自動的にカーブを曲ることができないので、カーブに合わせた適正なハンドル操作が必要になるのである。ところが、特に外界の変化に対する運動特性の劣っている高齢者等の場合、必ずしも道路の変化に合わせた適正なハンドル操作が可能ではなく、そのため高齢者ドライバー等による特にカーブ箇所での事故の発生が目立ち、問題となっている。
【０００５】
これに対して、例えば特許文献１に示すように、道路の中央にレーンマーカを設けておき、また車両にはレーンマーカを検知するセンサと、センサの検知に応じて自動的にハンドルを操作して車両の位置を適正に修正する自動操舵装置を設け、センサによるレーンマーカの検知結果に応じて自動操舵装置により車両の位置を自動的に適正位置に修正する方法が知られている。また、他の方法としては、道路の中央に電線を埋設しこの電線に電流を流して磁界を発生させ、また車両にはこの磁力を検知する一対のコイルと、コイルの検知に応じて自動的にハンドルを操作して車両の位置を適正に修正する自動操舵装置を設け、コイルによる磁力の検知結果に応じて自動操舵装置により車両の位置を自動的に適正位置に修正する方法が知られている。これらの方法により、外界の変化に対する運動特性の劣っている高齢者等であっても、道路の変化に合わせた適正な操舵が自動的に行われるため、高齢者ドライバー等による特にカーブ箇所での事故の発生を確実に防止できる。
【特許文献１】特開平１０−６９２１９号
【０００６】
しかし、上記方法は、いずれも道路にマーク等を設けることに加えて、車両にセンサ等の検知手段を含む自動操舵装置を設ける必要がある。そのため、全ての車両にセンサ及び自動操舵装置が設けられていないと、機械による操縦と人間による操縦が混在することになるため、車両通行の流れが乱れて通行の効率が低下して、かえって渋滞や事故が生じ易くなる。また、道路のマーク等を設けるための社会資本の投下が、全ての車両に恩恵を与えないことによる不平等及び資本投下の無駄も生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本件発明者は、上記のことから、車両がカーブを曲るために、カーブ内側の車輪に加わる負荷を外側の車輪に加わる負荷より大きくすればよいことに着目し、道路の横断路面構造を工夫することによって自動的に車両がカーブを曲ることができると考え、本発明に想到するに至ったのである。
【０００８】
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、通常の車両の運転において、道路の特にカーブ箇所に対して、運転者のハンドル操作によることなく自動的に車両の適正な走行を行わせることができ、外界の変化に対する運動特性の劣っている高齢者等でも安心して運転できるようにした道路の横断路面構造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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、車両の通行する一車線単位である単位道路の横断路面構造であって、単位道路の横断面を単位道路の横方向中央を頂部とする単一の山形に膨らんだ凸曲線形状としたことにある。なお、単一の山形に膨らんだ凸曲線形状とは、上に凸で変曲点を持たない例えば円弧、放物線、楕円の弧等の二次曲線や三次以上の曲線の一部である。
【００１０】
上記のように構成した本発明においては、車両の通行する一車線単位である単位道路の横方向中央を頂部とする単一の山形に膨らんだ凸曲線形状としたことにより、特に道路のカーブ箇所において、カーブ内側の傾斜が大きくなり、それにより、カーブ内側の車輪に加わる負荷が外側の車輪に加わる負荷より大きくなる。そのため、カーブ箇所において運転者がハンドル操作をしなくても、自動的に車両がカーブ曲率に合わせて曲がることができる。また、車両の曲がりが大きくなり過ぎると、車両の遠心力に加えて、車両の外側の車輪の円周方向の摩擦による転がり抵抗と、トウイン角による横滑り抵抗によって外側車輪の抵抗が大きくなり、一方内側の車輪のトウイン角がほぼ０になって横滑り抵抗が小さくなることから、車両の曲がりが小さくなるように外方向に戻される。そのため、カーブの曲率に対して車両の曲がりが大き過ぎたり小さ過ぎたりすることのないようにされ、車両が自動的にかつ適正にカーブ箇所を走行することができる。一方、カーブの無い道路においては、車両の備えた直線走行性能に加えて、単位道路の横断山形形状により左右両輪に加わる負荷が安定した状態で均一にされるため、さらに安定した車両の直線走行が確保される。
【００１１】
そのため、本発明によれば、通常の車両の運転において、道路の特にカーブ箇所に対して、運転者のハンドル操作によることなく自動的に車両の適正な走行を行わせることができ、外界の変化に対する運動特性の劣っている高齢者等でも安心して運転できる。また、車両自体には自動操縦装置等を搭載する必要がないため、車両側での経済的な負担はない。また、本発明により、道路の横断路面構造により、自動運転が確保され車両毎の相違がないため、車両通行の流れが乱れて通行の効率が低下するおそれがなく、渋滞や事故の発生を抑制することができる。また、道路のマーク等を設けるための社会資本の投下が、全ての車両に恩恵を与えることができ、資本投下の無駄がない。
【００１２】
また、本発明において、凸曲線形状の山形が、道路のカーブ箇所に適用されてもよい。これにより、車両の運転の困難な道路のカーブ箇所において、道路構造により適正な自動運転が行われるため、本発明の効果が最も有効に発揮される。
【００１３】
また、本発明において、カーブ箇所の前後に繋がる直線部分のカーブ箇所に至る所定範囲にて、平坦面からカーブ箇所の山形に円滑に繋がるように徐々に膨出した経過路面を設けることが好ましい。これにより、直線道路からカーブ箇所平行する際に、経過路面が設けられたことにより、直線道路からカーブ箇所への移行がスムーズに行われる。
【００１４】
また、本発明において、道路の舗装が、排水性の舗装であることが好ましい。このように、道路の舗装を、排水性の舗装とすることにより、路面が山形に突出していることにより生じる路面の凹み箇所にも雨水等が溜まることがなく排水される。そのため、降雨時等の際の車両走行時のタイヤのすべりを防止しつつ、車両の自動走行を確保できる効果が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、車両の通行する一車線単位である単位道路横方向中央を頂部とする単一の山形に膨らんだ膨出形状としたことにより、道路の特にカーブ箇所に対して、運転者のハンドル操作によることなく自動的に車両の適正な走行を行わせることができるので、外界の変化に対する運動特性の劣っている高齢者等でも安心して運転できる。また、道路の横断路面構造によって全ての車両の自動運転が確保されるため、車両側での経済的負担がなく、また車両通行が円滑に確保されることにより、交通渋滞や事故の発生が確実に抑制される。また、道路のマーク等を設けるための社会資本の投下による恩恵が、全ての車両に等しく与えられる。
【００１６】
また、本発明においては、車両の運転の困難な道路のカーブ箇所における自動運転が行われるため、大きな効果が得られる。さらに、本発明において、直線道路からカーブ箇所平行する際に、経過路面が設けられたことにより、直線道路からカーブ箇所への移行がスムーズに行われる。また、本発明においては、道路の舗装を排水性舗装とすることにより、降雨時等の際の車両走行時のタイヤのすべりを防止しつつ、車両の自動走行を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施例である道路の横断路面構造について図面を用いて説明する。図１は及び図２は、実施例に係る一車線分の自動車走行用の舗装された単位道路のカーブ箇所の横断路面構造を斜視図及び断面図により示したものである。図３は、同道路のカーブ箇所に至る直線部分を含めて斜視図により示したものである。図１〜図３においては、単位道路１０の左側が外側１０ａで右側が内側の中央分離線１０ｂになっている。また、いずれの図においても、道路の長さと幅の関係については模式的に示されているもので、実際の長さとは異なっている。
【００１８】
図３に示すように、単位道路１０は、カーブ箇所１２に繋がる部分では、真直ぐな直線箇所１１と、カーブ箇所１２と、直線箇所１１とカーブ箇所１２の間に設けた真直ぐな部分である経過箇所１３とにより構成されている。直線箇所１１は、中央分離線に対して外側がわずかに下がるように１°程度傾斜しており、路面に溜まった雨水等の排水が良好になるように形成されている。カーブ箇所１２は、中央分離線１０ｂに対して外側１０ａが高くなるように１０°程度傾斜した傾斜面になっており、さらに道路の横断面形状が道路の横方向中央１０ｃを頂部とする単一の山形に膨らんだ円弧形状に膨らんで形成されている。頂部の高さは、カーブの曲りの程度により実験的に決められる。
【００１９】
経過箇所１３は、中央分離線１０ｂにから外側１０ａかけての傾斜が徐々に小さくされて最終的に０°にされる第１部分１４と、中央分離線１０ｂに対して外側１０ａが上がるようにされて最終的にカーブ箇所１３の傾斜である１０°に合わされる第２部分１５と、第２部分１５から１０度の傾斜角度で延びて途中から道路の横方向中央を中心として徐々に山形ニ膨出してカーブ箇所１２に繋がる第３部分１６とにより構成されている。山形に膨出を開始する位置１６ａからカーブ箇所１２までの経過路面の距離は、２０ｍ前後程度であればよい。
【００２０】
上記のように構成した実施例においては、車両の通行する一車線単位である単位道路１０におけるカーブ箇所１２において、横断面形状を横方向中央１０ｃを頂部とする単一の山形に膨らんだ凸曲線形状としたことにより、図２に示すように、カーブの内側と外側において横方向の幅ｗＲ、ｗＬが同一として、従来例（図６参照）と異なり、カーブ内側の傾斜ΔｈＲがカーブ外側の傾斜ΔｈＬより十分に大きくなる。それにより、カーブ箇所１２を走行する車両Ｖのカーブ内側の車輪ＳＲに加わる内側向きの負荷が外側の車輪ＳＬに加わる内側向きの負荷より大きくなる。そのため、図１に示すように、カーブの接線方向（Ｉ）に向けて進もうとする車両Ｖが、カーブ箇所１２において運転者がハンドル操作をしなくても、自動的に車両Ｖがカーブ曲率に合わせた方向（ＩＩ）に向けて曲がることができる。
【００２１】
また、車両Ｖの曲がりが大きくなり過ぎると、車両Ｖの遠心力に加えて、車両Ｖの左車輪の円周方向の摩擦による転がり抵抗と、トウイン角による横滑り抵抗によって左車輪に加わる抵抗が大きくなり、一方右車輪のトウイン角がほぼ０になって横滑り抵抗が小さくなることから、曲がりが小さくなるように外方向（ＩＩＩ）に戻される。このような、車両Ｖのカーブ内側に向う作用と外側に向う作用の繰り返しにより、車両Ｖの曲りが大き過ぎたり小さ過ぎたりすることないようにされ、車両Ｖが横断面構造によってカーブの曲率に合わせて自動的に適正にカーブ箇所を走行することができるのである。
【００２２】
その結果、本実施例によれば、図４に示すような通常構造の車両Ｖの運転において、道路のカーブ箇所１２に対して、運転者のハンドル操作によることなく自動的に車両Ｖの適正な走行を行わせることができるため、特に外界の変化に対する運動特性の劣っている高齢者ドライバー等でも安心して運転できる。また、本実施例によれば、道路の横断面構造によりカーブ箇所１２での自動運転が可能になっているので、車両Ｖ自体には自動操縦装置等を搭載する必要がないため、本発明の実施により車両Ｖ自体の新たな経済的な負担はない。また、道路の横断路面構造により、自動運転が確保され車両毎の相違がないため、車両通行の流れが乱れて通行の効率が低下するおそれがなく、そのため交通渋滞や事故の発生を抑制することができる。また、道路の横断路面構造を設けるための社会資本の投下に対して、全ての車両がその恩恵を受けることができるので、資本投下の無駄がない。また、本実施例においては、直線箇所１１からカーブ箇所１２へ移行する際に、経過箇所１３が設けられたことにより、直線箇所１１からカーブ箇所１３への移行がスムーズに行われる。  
【００２３】
なお、上記実施例においては、単位道路１０のカーブ箇所１２においてのみ横断面を、道路の横方向中央を頂部とする単一の山形に膨らんだ円弧形状とし、カーブ箇所１２における自動走行を可能にしたものであるが、これに限らず、道路の直線箇所の横断面についても同様に円弧形状とすることができる。例えば、道路の追い越し車線のように、車線変更が頻繁には行われないような路面については、円弧断面とすることにより、車両の備えた直線走行性能に加えて、単位道路の横断山形形状により左右両輪に加わる負荷が安定した状態で均一にされるため、さらに安定した車両の直線走行が確保される。そのため、車両のハンドル操作を気にしなくても、直線走行がより安全に行われる。
【００２４】
なお、本実施例の横断面構造になっている道路の舗装については、排水性の舗装とすることが好ましい。これにより、道路を円弧形状に突出させることにより生じる凹みに雨水等が溜まることがなく排水されるため、走行時のタイヤのすべりを防止しつつ、余裕を持って車両の自動走行を確保することができる。その他、上記実施例に示した道路の横断路面構造については、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれば、車両の通行する一車線単位である単位道路横方向中央を頂部とする単一の山形に膨らんだ膨出形状としたことにより、通常構造の車両の運転において、道路の特にカーブ箇所に対して、運転者のハンドル操作によることなく自動的に車両の適正な走行を行わせることができるので、外界の変化に対する運動特性の劣っている高齢者等でも安心して運転できる。また、道路の横断路面構造により、自動運転が確保され車両毎の相違がないため、車両通行の流れが乱れて通行の効率が低下するおそれがなく、渋滞や事故の発生を防止することができる。また、横断面構造を設けるための社会資本の投下が、全ての車両に恩恵を与えることができ、資本投下の無駄がない。そのため、本発明は有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例である一車線分の自動車走行用の舗装された単位道路のカーブ箇所の横断路面構造を概略的に示す斜視図である。
【図２】単位道路のカーブ箇所の横断面構造を概略的に示す断面図である。
【図３】単位道路の直線箇所からカーブ箇所に至る部分を概略的に示す斜視図である。
【図４】車両の構造についての骨格を概略的に示す斜視図である。
【図５】車両の構造についての骨格をさらに簡略化して示す斜視図である。
【図６】従来例である単位道路のカーブ箇所の横断面構造を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０…単位道路、１０ａ…外側、１０ｂ…中央分離線、１０ｃ…中央、１２…カーブ箇所、１３…経過箇所、Ｖ…車両。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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