(57)【要約】  キャリヤウェブによって相互連結された、所定のパターンで配列された磁気舗道エレメントのアレイを有する磁気舗道マーカを製造する方法。磁気舗道エレメントのアレイを舗道表面に適用した後、磁気舗道エレメントを囲むキャリヤウェブの部分を除去するか、実質的に劣化および消失させ、別個の磁気舗道エレメントのアレイを残す。
2005515332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリヤウェブによって相互連結された磁気舗道エレメントのアレイを形成する工程と、
前記磁気舗道エレメントと前記キャリヤウェブとの間にもろい連結部を形成する工程とを含む、磁気舗道マーカを製造する方法。
【請求項２】
キャリヤウェブによって相互連結された前記磁気舗道エレメントを形成する工程が、前記磁気舗道エレメントおよび前記キャリヤウェブを一体的に形成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
キャリヤウェブによって相互連結された前記磁気舗道エレメントを形成する工程が、前記磁気舗道エレメントを前記キャリヤウェブに結合する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
キャリヤウェブによって相互連結された前記磁気舗道エレメントを形成する工程が、前記キャリヤウェブを前記磁気舗道エレメントの上面に結合する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記磁気舗道エレメントが、バインダー中に分配された磁性粒子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記磁気舗道エレメントのアレイに沿って交互の極性を誘起する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
感圧接着剤を前記磁気舗道エレメントの裏面に適用する工程と、
剥離ライナを前記接着剤の上に適用する工程とをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
もろい連結部を形成する工程が、前記磁気舗道エレメントの周囲で前記キャリヤウェブを少なくとも部分的に切断する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記キャリヤウェブが、ポリマーフィルム、紙、ライナ、スクリーン、マット、不織布ウェブ、目の粗いスクリム、または水溶性もしくは水分散性ポリマー材料のフィルムもしくは不織布ウェブからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の磁気舗道エレメントのアレイを舗道表面に適用する方法であって、
接着剤を前記磁気舗道エレメントと前記舗道表面との間に介在させる工程と、
圧力下で、前記接着剤を前記舗道表面に係合させる工程とを含む、方法。
【請求項１１】
隣接した磁気舗道エレメント間の前記キャリヤウェブの部分を除去して、舗道表面に接着した別個の磁気舗道エレメントのアレイを形成する工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
適合可能なキャリヤウェブ上に所定のパターンで磁気舗道エレメントのアレイを形成する工程を含む、磁気舗道マーカを製造する方法。
【請求項１３】
前記適合可能なキャリヤウェブが、伸張可能なキャリヤウェブを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の磁気舗道エレメントのアレイを舗道表面に適用する方法であって、
接着剤を前記磁気舗道エレメントと前記舗道表面との間に介在させる工程と、
圧力下で、前記接着剤を前記舗道表面に係合させる工程とを含む、方法。
【請求項１５】
キャリヤウェブによって相互連結された磁気舗道エレメントのアレイと、
前記磁気舗道エレメントと前記キャリヤウェブとの間のもろい連結部とを含む、舗道表面に取付可能な磁気舗道マーカ。
【請求項１６】
前記キャリヤウェブおよび前記磁気舗道エレメントが、一体的に形成されている、請求項１５に記載の物品。
【請求項１７】
前記磁気舗道エレメントが、前記キャリヤウェブに結合されている、請求項１５に記載の物品。
【請求項１８】
前記キャリヤウェブが、前記磁気舗道エレメントの上面に結合されている、請求項１５に記載の物品。
【請求項１９】
前記磁気舗道エレメントの裏面に適用された感圧接着剤と、前記接着剤の上に延在する剥離ライナとをさらに含む、請求項１５に記載の物品。
【請求項２０】
前記磁気舗道エレメントと前記舗道表面との間に介在した接着剤をさらに含む、請求項１５に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気舗道マーカおよびその製造方法に関し、より詳細には、道路、倉庫床などに沿って、車両および他の移動物体を案内するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
住民のための、より安全で、より効率的で、よりアクセス可能な輸送は、高い優先事項である。公共サービス職員、公共輸送車両および緊急車両は、さまざまな天候条件で道路上をより急速にかつ安全に移動することができなければならない。
【０００３】
悪天候、およびまばゆい太陽光または近づく交通信号さえも、既存の移動システム、および横方向の車両制御を提供する案内システムの両方に、特殊な問題を提示する。雪の降る状態、霧、大雨、風塵、および煙が、車両運転者に対する難題の例である。雪の天候は、吹雪の中で、または車線マーカが雪によって覆い隠されたときに、車線をクリアにしようとする除雪車運転者に、特に困難な運転条件を与える。さらに、吹雪によってもたらされた低下した視界により、自動車運転者が、周囲の交通よりゆっくり移動する除雪車に追突する多数の悲劇的な事故が引起された。冬の天候は、車両が、より込み合った道路上で、より速い速度で、ともにより近くで移動するいかなるインテリジェント輸送システム（ＩＴＳ）にも、難題であり続けるであろう。
【０００４】
車両の他に、農場動物、ペット、消防士、視力障害の歩行者などの他の移動物体も、制御および／または案内システムから利益を得るであろう。磁気センサを装備した移動ロボットを、たとえば工業アセンブリラインに沿った、経路上を移動するときに、案内および／または制御してもよい。周囲および境界認識システムを、ペット拘束システムに使用することができる。さらに、ゲームは、野球のファウル領域およびサッカーの境界線外などの定められた境界が必要なことが多く、指定ラインを横切ると玩具およびスポーツ備品が可聴信号を発することが望ましいことが多い。
【０００５】
道路上の車両の横方向の位置を検知するためのいくつかの代替方法が知られている。１つのオプションは、可視標識または可視マーキングおよび光学センサを使用する。光学センサに依拠するシステムは、土、氷、または雪によって覆い隠されることがあり、視界が、霧、吹雪、風塵などによって損なわれることがある。さらに、夜間使用の場合、標識を照らすか、センサからビームを発するために、かなりの量のエネルギーが費やされる。
【０００６】
別の方法は、車両上でレーダレンジシステムを備えたレーダ反射マーカを使用する。マーカおよびレーダ検出システムの両方とも、磁気システムと比較して高価である。さらに、道路に埋込まれた金属レーダ反射マーカは、耐久性および腐食の問題がある可能性が高い。
【０００７】
磁気システムは、天候条件によって悪影響を受けず、高価な、映像周波数または他の無線周波数設備が必要ではない。磁気システムの動作コストは、マーカが受動である（磁気マーカを機能させるために電力が必要ではない）ので、低いままである。いくつかの磁気マーカは、道路の寿命（典型的な道路の寿命期間は、６から８年である）を持続することができ、依然として道路の一部である間に再プログラムさえしてもよい。
【０００８】
１つの磁気マーキングシステムは、道路に埋込まれた一連の磁気「ネイル」を含む。そのような双極性磁界源からの距離の３乗につれて、磁界強度が減少するので、「ネイル」は、有用な信号を発生するために、かなり密接に隔置しなければならない。サイズを最小にし、間隔を最大にするために、最も強力な希土類磁石を使用した場合、材料コストは高いであろう。道路に穴をあけ、剛性ネイルを使用すると、また、応力集中および早すぎる舗道破壊をもたらすことがあり、これらは、ネイルの腐食によって悪化することがある。簡単な鉄金属スパイクを使用すると、雑音から位置信号を効果的に分離するのに望ましい交互の信号を与えないであろう。
【０００９】
別の磁気マーキングシステムは、磁性塗料を使用して、道路上に磁気ストライプを作る。塗料層の典型的な厚さで、十分に強い磁気信号を得ることは、困難である。良好な磁気信号を得るために塗料の厚さを増した場合、塗料耐久性が低下することがある。塗料ストライプは、乾燥後にしか磁化することができない。特別に設計された磁化設備は、ストリップに沿って駆動しなければならないであろう。そのような設備によって発生された磁界のそのような制限のため、磁性材料の保磁力は、約１０００エルステッドに制限される可能性が高く、消去されやすくなる。
【００１０】
いくつかの以前から知られている磁気案内システムは、米国特許第３，６０９，６７８号明細書および同第３，７１４，６２５号明細書に開示されているような、道路内に埋込まれた材料を使用している。開示されたポリマーベースの磁性材料は、ニトリルゴムおよびシリコーンゴムならびに可塑化ＰＶＣのような、弾性および可撓性である。弾性とは、変形力の除去後、実質的に元の形状に回復することを指す。‘６７８号特許は、一実施形態において、「狭いチャネルまたはスロットに縁に沿って挿入されるか、道路にカットされたより浅いチャネルに平らに置かれた」（３欄、４−６行）ポリマー磁気テープまたはシートを開示している。この特許は、磁石を、また、オープンチャネルの代わりに道路の舗道内に埋込んでもよいことを、さらに記載している（３欄、３１−３２行）。フラックスセンサが、道路の上を移動する車両上に取付けられている。このセンサは、磁界が検知されるほど十分に強い場合、磁気媒体に応答して電気信号を発生することができる。‘６７８号特許は、道路条件が決して最適ではない場合でも、強い信号を与えるために、道路の表面における磁界の強度が、少なくとも２ガウス、好ましくは、少なくとも１０ガウス、より好ましくは、少なくとも１００ガウスでなければならないことを開示している（４欄、７５行から５欄、６行）。
【００１１】
従来の適合可能な非磁気舗道マーキングシート材料は、当該技術において知られており、典型的には、架橋してエラストマーを形成することができるが、シート材料中で架橋されず、それにより、所望の粘弾性特性をもたらすポリマー材料などのポリマー材料を含む。適合可能なとは、荷重力下で変形させることができ、荷重力の除去後、その変形のかなりの部分を維持することができることを指す。適合可能な非磁気舗道マーキングの例示的な例としては、米国特許第４，４９０，４３２号明細書、米国特許第５，３１６，４０６号明細書、米国特許第４，０６９，２８１号明細書、および米国特許第５，１９４，１１３号明細書が挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、適合可能であり、かつ、不要な材料を最小にし、突固め効率を向上させ、隣接した磁気舗道マーカを隔離する、除去可能なまたはもろいキャリヤウェブによって相互連結された磁気舗道エレメントのアレイを有する磁気舗道マーカに関する。磁気舗道エレメントのアレイを製造するためのさまざまな方法も、開示する。本発明は、また、本磁気舗道エレメントのアレイを舗道表面上に適用する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本磁気舗道マーカは、適合層が実質的になくなるので、従来の磁気舗道マーカより少ない材料を使用する。突固め効率も、別個の磁気舗道エレメントに対する突固め力を隔離することによって向上される。特に、磁気舗道エレメントは、マーカ材料の舗道表面への結合を向上させるように、加えられる突固め力を向ける力コンセントレータとして作用する。一実施形態において、別個の磁気舗道エレメントのアレイは、実質的に相互連結されず、それにより、１つの舗道エレメントの剥離は、隣接した磁気舗道エレメントに悪影響を及ぼさない。いくつかの実施形態において、キャリヤウェブは、個別の磁気舗道マーカの移動が、隣接した磁気舗道エレメントに悪影響を及ぼさないように十分に適合可能である。
【００１４】
一実施形態において、磁気舗道マーカを製造する方法は、キャリヤウェブによって相互連結された、典型的には所望の所定のパターンで配列された磁気舗道エレメントのアレイを形成する工程を含む。磁気舗道エレメントとキャリヤウェブとの間にもろい連結部を形成する。
【００１５】
キャリヤウェブによって相互連結された磁気舗道エレメントを形成する工程は、磁気舗道エレメントおよびキャリヤウェブを一体的に形成するか、磁気舗道エレメントをキャリヤウェブに結合するか、キャリヤウェブを磁気舗道エレメントの上面に結合することによって、行うことができる。磁気舗道エレメントとキャリヤウェブとの間にもろい連結部を形成する工程は、１つの磁気舗道エレメントの周囲または磁気舗道エレメントのグループの周囲でキャリヤウェブを部分的に切断する工程を含むことができる。
【００１６】
一実施形態において、磁気舗道エレメントは、バインダー中に分配された磁性粒子を含む。磁性粒子は、磁界を発生するように配向させることができる。さらに、磁気舗道エレメントにおいて極性を誘起することができる。磁気舗道エレメントは、適合可能なポリマー材料または適合不能な磁性材料から構成することができる。磁気舗道エレメントは、ロープ、シート、穴のあいた物品などの、さまざまな形状であってもよい。形状は、主として物品の特定の用途によって決まる。磁気舗道エレメントは、ポリマー磁石、セラミック磁石、金属磁石、および金属合金磁石からなる群から選択することができる。
【００１７】
キャリヤウェブは、ポリマーフィルム、紙、ライナ、スクリーン、マット、不織布ウェブ、目の粗いスクリム、または水溶性もしくは水分散性ポリマー材料のフィルムもしくは不織布ウェブからなる群から選択することができる。磁気舗道エレメントのアレイを舗道表面に適用した後、磁気舗道エレメントを囲むキャリヤウェブの部分を除去し、別個の磁気舗道エレメントのアレイを残す。キャリヤウェブは、適合可能であり、典型的には、好ましくは伸張可能である。
【００１８】
代替実施形態において、磁気舗道マーカは、キャリヤウェブ上に所定のパターンで形成された磁気舗道エレメントを含む。キャリヤウェブは、隣接した磁気舗道エレメント間のもろい部分を有する。もろい部分は、好ましくは、短い時間、道路条件に曝されると、実質的に劣化することができる。感圧接着剤を磁気舗道エレメントの裏面に適用することができ、剥離ライナが、接着剤の上に適用される。キャリヤウェブは、磁気舗道エレメントのアレイを、舗道表面に適用するまで、所定の構成で維持するように役立つ。その後、キャリヤウェブは、劣化し、キャリヤウェブ上と実質的に同じ構成で隔置された別個の磁気舗道エレメントのアレイを残す。
【００１９】
別の実施形態において、磁気舗道エレメントは、底面上に感圧接着剤を有する。磁気舗道エレメントの接着剤コーティング底面は、剥離ライナ上にアレイに配列されている。剥離ライナを除去するときにアレイの空間的配向を維持するために、キャリヤウェブが舗道エレメントの上部に結合されている。
【００２０】
本発明は、また、磁気舗道エレメントのアレイを舗道表面に適用する方法に関する。剥離ライナを磁気舗道エレメントのアレイから除去する。感圧接着剤などの接着剤を磁気舗道エレメントと舗道表面との間に介在させる。磁気舗道エレメントを囲むキャリヤウェブの部分をアレイから除去する。別の実施形態において、適合可能なキャリヤウェブ上に所定のパターンで磁気舗道エレメントのアレイを形成する。
【００２１】
本発明は、また、磁気舗道物品に関する。所定のパターンの磁気舗道エレメントのアレイが、キャリヤウェブによって相互連結されている。もろい連結部が、磁気舗道エレメントとキャリヤウェブとの間に配置されている。
【００２２】
磁気舗道エレメントのアレイを、１つのパターンで磁化してもよいが、好ましくは、センサに対して容易に検出可能な交互の磁気信号を発生するようなパターンで磁化する。しかし、より詳細な情報を伝えるために、本発明の物品は、バーコード、クレジットカードストリップ、または磁気テープ記録に見出されるような、より複雑なパターンで、磁化（「エンコード」または「書込み」）してもよい。
【００２３】
磁気舗道マーカは電力供給されず、これは、磁気舗道マーカが、信号を送るか受け取るために外部電源を必要としないことを意味する。この点で、本発明は、道路上の車両が赤信号などで交差点で停止したかを定めるために典型的には使用されるような、電力供給される埋込まれた物品と区別可能である。このタイプの埋込まれたセンサは、さらに、本発明と、前者は電力を必要とするが、後者は非電力供給磁界源であるという点で区別可能である。本発明の非電力供給磁気舗道マーカは、また、より少ない設置時間およびより少ないメンテナンスが必要であり、動作するのにコストがかからず、電源が容易に利用可能でない遠隔位置で使用してもよい。したがって、本発明の非電力供給磁気舗道マーカは、従来の埋込まれた電力供給される物品に対していくつかの利点をもたらす。
【００２４】
本発明の別の実施形態は、舗道表面上を移動する車両または移動物体を案内するための案内システムである。案内システムは、車両運転者または別の移動物体もしくはシステムに情報を与える、および／または、車両または移動物体を制御する。磁気舗道エレメントは、既存の交通支持構造の下にアンダーレイして（ｕｎｄｅｒｌａｉｄ）もよいし、舗道表面上に設置してもよい。別個の磁気舗道エレメントは、車両交通、または舗道表面と別個の磁気舗道エレメントとの熱力学的特性および機械的特性の不一致によって、はるかに損傷されにくい。一実施形態において、このシステムは、舗道表面に結合された本発明による磁気舗道エレメントのアレイと、アレイの上を通過するセンサとを含む。センサは、磁気舗道エレメントのアレイの磁気信号を検出することができる。センサの出力は、任意に、横方向オフセット信号である。センサの出力を用いて、車両を制御してもよい、および／または、ディスプレイユニットによって情報を運転者に与えてもよい。
【００２５】
交通支持構造のための案内システムを提供する方法が、本発明の別の態様である。本発明は、除雪車の磁気案内と関連して使用してもよい。除雪車を交通支持構造上に適切に配置して、カーブ、道端の標識、郵便ポストなどへの不注意による損傷を回避できるようにすることが重要である。車線マーカが道路上の雪または氷によって覆い隠されることがあるので、除雪車運転者は、除雪車が交通支持表面上にとどまるように、説明されるタイプの磁気案内システムを有することから利益を得るであろう。本発明は、視覚的案内が制限されるホワイトアウト（激しい吹雪）条件で除雪車を案内するのに特に有益であろう。他の有用な適用例は、車両が、交通支持構造の端縁、または交通支持構造内のスクールゾーン、ブリッジデッキ（ｂｒｉｄｇｅ  ｄｅｃｋ）、カーブ、または不明瞭な交通支持構造入口もしくは出口に近づいていることを運転者に警告する電子「ランブル（ｒｕｍｂｌｅ）ストリップ」を、車両が指定車線で自動的に案内される自動ハイウェイシステムの構成要素として含む。
【００２６】
ここで用いられるように、
「適合可能な」とは、１２５グラム／センチメートル（０．７ポンド／インチ）未満の低いアンロードエネルギー、および２５℃で、約１０％より大きい、好ましくは２０％より大きい、より好ましくは３０％以上の非弾性変形を示すキャリヤウェブを指す。
【００２７】
「もろい連結部」とは、磁気舗道エレメントを道路に適用した後、容易に壊れるか、壊れやすい、キャリヤウェブと磁気舗道エレメントとの間の連結部（またはいくつかの実施形態では、１つの舗道エレメントに取付けられたキャリヤウェブの小さい部分とキャリヤウェブの残りの部分との間のキャリヤウェブのセグメント）を指す。
【００２８】
「もろい部分」とは、容易に壊れるか、壊れやすい、たとえば、生分解性、水溶性、または他の態様で実質的に劣化することができる、キャリヤウェブの部分を指す。
【００２９】
「実質的に劣化する」とは、摩耗、雨、および道路交通からの衝撃などのさまざまな環境要因に曝されたときに、キャリヤウェブが劣化し、消失して、別個の舗道エレメントのアレイをもたらすことを指す。
【００３０】
理想化された図は、同じ割合ではなく、非限定的であることが意図される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施形態による磁気舗道エレメントのアレイ２０を有する磁気舗道マーカの側断面図である。アレイ２０は、複数の磁気舗道エレメント２４と、一体的に形成されたキャリヤウェブ２２とを含む。示された実施形態において、磁気舗道エレメント２４は、バインダー２７中に分散した永久的に磁化可能な材料２５を含む。接着剤２６が、磁気舗道エレメント２４の底面２８にパターンコーティングされている。接着剤２６は、代わりに、ウェブ２２の隙間部分に適用せずに、キャリヤウェブ２２および磁気舗道エレメント２４の表面全体を横切ってコーティングしてもよい。図１および図２に示された実施形態において、磁気舗道エレメント２４およびキャリヤウェブ２２は、同じ材料から形成される。
【００３２】
剥離ライナ３０が、特に、接着剤２６が感圧接着剤である実施形態において、任意に、アレイ２０が使用する準備ができるまで、接着剤２６を横切って延在する。磁気舗道エレメント２４の頂面３６は、任意に、滑らない粒子を含んでもよい。滑らない粒子は、磁気舗道エレメント２４に埋込んでもよいし、接着付着してもよい。設置後、キャリヤウェブ２２を除去できるように、もろい連結部３２が、磁気舗道エレメント２４の周囲に、典型的にはダイカッティングによって形成されている。もろい連結部３２は、好ましくは、アレイ２０が舗道表面４２に適用されるまで、磁気舗道エレメント２４およびキャリヤウェブ２２を離せるように連結するのに十分な強度を有する（図２を参照のこと）。
【００３３】
図２は、舗道表面４２に適用されている図１のアレイ２０の側断面図である。剥離ライナ３０は、除去され、アレイ２０は、舗道表面４２に突固められる。磁気舗道エレメント２４は、突固め力を接着剤２６と舗道表面４２との間の界面に直接集中させる力コンセントレータとして作用する。接着剤２６がキャリヤウェブ２２の表面全体を横切ってコーティングされている実施形態において、磁気舗道エレメント２４は、キャリヤウェブ２２に与えられる突固め力を最小にする。
【００３４】
次に、もろい連結部３２を壊すことによって、アレイ２０から、磁気舗道エレメント２４を囲むキャリヤウェブ２２を除去するか、剥す。結果として生じる別個の磁気舗道エレメント２４のアレイは、アレイ２０のキャリヤウェブ２２によって維持されたのと実質的に同じ構成で舗道表面４２上に配列される。別個の舗道エレメント２４は、ウェブ２２によって相互連結されず、それにより、１つの舗道エレメントの剥離は、典型的には、隣接した舗道エレメントに悪影響を及ぼさない。アレイ２０は、周囲の舗道表面４２に対して高度の適合があり、舗道表面４２と別個の磁気舗道エレメント２４との熱力学的特性および機械的特性の不一致によりよく対応することができる。
【００３５】
図３は、さまざまな方法によってキャリヤウェブ５４に結合された磁気舗道エレメント５２の代替アレイ５０の側断面図である。接着剤５６が、キャリヤウェブ５４の下面５７全体または磁気舗道エレメント５２の下に適用されている。次に、剥離ライナ５８が、アレイ５０が使用する準備ができるまで、接着剤５６に適用されている。キャリヤウェブ５４は、適合可能で、もろく、好ましくは伸張可能である。キャリヤウェブの非排他的リストは、ポリマーフィルム、紙、ライナ、スクリーン、マット、不織布ウェブ、および目の粗いスクリムを含む。図３および図４の実施形態において、磁気舗道エレメントは、ポリマー磁石、セラミック磁石、金属磁石、および金属合金磁石を含む、適合可能または適合不能な磁石であってもよい。磁気舗道エレメント５２は、任意に、米国特許第４，９８８，５４１号明細書（ヘドブロム（Ｈｅｄｂｌｏｍ））に開示されているような、接着剤５９を使用して、それに結合された複数の再帰反射ビーズ５５を有することができる。
【００３６】
図４は、舗道表面４２に適用された図３のアレイ５０の側断面図である。剥離ライナ５８は除去され、アレイ５０は舗道表面４２に突固められる。キャリヤウェブ５４は、隣接した舗道エレメント５２間のもろい部分６０を定める。もろい部分６０は、好ましくは、道路条件に曝されると、実質的に劣化することができる。図４に示されているように、もろい部分６０は、漸進的に劣化し、舗道表面４２に適用する前のキャリヤウェブ５４上と実質的に同じパターンを有する別個の磁気舗道エレメント５２のアレイを残す。代替実施形態において、一連のスリット６２を、任意に、舗道エレメント５２の周囲に形成してもよい。舗道エレメントを囲むキャリヤウェブ５４の部分は、任意に、図２に示されているように、剥すか、他の方法で除去してもよい。
【００３７】
さらに別の実施形態において、キャリヤウェブ５４は、適合可能かつ伸張可能である。結果として生じる磁気舗道エレメント５２のアレイ５０は、キャリヤウェブ５４によって維持されたのと実質的に同じ構成で舗道表面４２上に配列される。舗道エレメント５２は、キャリヤウェブ５４の部分６３（断続線で示された）によって相互連結されているが、適合可能なおよび／または伸張可能なキャリヤウェブ５４は、周囲の舗道表面４２に対して高度の適合をもたらして、舗道表面４２とエレメント５２との熱力学的特性および機械的特性の不一致に対応する。
【００３８】
図５は、底面１０６上に接着剤１０４を有する磁気舗道エレメント１０２の代替アレイ１００の側断面図である。底面１０６は、剥離ライナ１０８上にアレイに配列されている。剥離ライナ１０８を除去するときにアレイ１００の空間的配向を維持するために、キャリヤウェブ１１０が、舗道エレメント１０２の上部に、好ましくは接着剤によって結合されている。一実施形態において、キャリヤウェブ１１０を舗道エレメント１０２に結合するのに使用される接着剤の剥離強度は、底面１０６または舗道表面４２への接着剤１０４より低い。別の実施形態において、キャリヤウェブ１１０は、紙、または水溶性もしくは水分散性ポリマー材料のフィルムもしくは不織布ウェブなどの生分解性材料である。代替実施形態において、キャリヤウェブ１１０は、適合可能かつ伸張可能な材料であってもよい。
【００３９】
図６は、舗道表面４２に結合された図５のアレイ１００の側断面図である。一実施形態において、剥離ライナ１０８は、除去され、アレイ１００は、道路表面４２に突固められる。次に、キャリヤウェブ１１０を除去して、舗道表面４２上に舗道エレメント１０２のアレイを残してもよい。代わりに、キャリヤウェブ１１０は、実質的に劣化させてもよい。図７と関連して説明されるインレイまたはアンダーレイされた（ｉｎｌａｙｅｄ  ｏｒ  ｕｎｄｅｒｌａｉｄ）実施形態の場合、キャリヤウェブ１１０は、任意に、適合可能なおよび／または伸張可能な材料であってもよい。
【００４０】
図７は、磁気舗道エレメント１０５がアンダーレイされ、磁気舗道エレメント１０７が凸凹のある舗道表面４２上にインレイされた代替実施形態である。舗道表面４２は、ベース層材料、アスファルト、砂利、コンクリート、セメント、れんが、木材、土、および／または粘土などの交通支持構造である。磁気舗道メーカーのアレイ１００が、上で開示された技術の１つを用いて、交通支持構造４２に適用されている。図７は、例示のためにのみ、図６からの実施形態を示す。次に、舗道表面層１０９を適用して、磁気舗道エレメント１０５、１０７を舗道表面４２’内にアンダーレイ／インレイする。アンダーレイされたとは、ここで、全面が交通支持構造材料によって実質的に囲まれていると定義する。インレイされたとは、ここで、交通支持構造材料によって少なくとも部分的に囲まれていると定義する。
【００４１】
磁気舗道マーカの他の構成が、「交通支持表面とともに使用される適合可能な磁気物品、その製造方法、それを含むシステム、および使用方法（Ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｗｉｔｈ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ，Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ，Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｓａｍｅ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｕｓｅ）」という名称の米国特許出願第０８／６８２，４７７号明細書、ならびに「交通支持表面の下にアンダーレイされた適合可能な磁気物品（Ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｕｎｄｅｒｌａｉｄ  Ｂｅｎｅａｔｈ  Ｔｒａｆｆｉｃ−Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ）」という名称の米国特許第５，８５３，８４６号明細書に開示されている。
【００４２】
物品を舗道表面に接着するのに適していることが知られている接着剤としては、感圧接着剤、ホットメルト接着剤、ホットメルト感圧接着剤、接触結合セメント、熱硬化性接着剤、および二液性エポキシ接着剤が挙げられる。これらの代替接着剤のいくつかは、好ましくは、磁気舗道エレメントのアレイ上にコーティングするのではなく、結合前に磁気舗道マーカと舗道表面４２との間に介在させる。
【００４３】
図８は、本発明による磁気舗道エレメント１３２のアレイを製造するための押出およびエンボス加工方法１３０の一実施形態の概略図である。磁気舗道マーカという表現は、完成した磁気舗道マーカ、または、バインダー１３７中に分散した磁性粒子１３５を配向させることなどによって、その後処理して磁気舗道マーカを形成することができる突出部の両方を指す。前駆体シーティング１３４は、永久的に磁化可能な材料であり、エンボス加工ロール１３６によってエンボス加工されて、ベースシート１４５を形成するエラストマーシーティング１３４の部分によって連結された、指定された形状および寸法の突出部１４４を形成する。
【００４４】
接着剤１３８が、コーティングロール１４０によって適用される。ライナ１４２が、接着剤１３８の層に適用される。代わりに、感圧接着剤１３８とライナ１４２とを有するアセンブリを、エンボス加工された磁気舗道エレメント１３２の裏面に同時に積層することができる。次に、エンボス加工されたシーティング上に形成された突出部１４４を、ダイカッティング１４６にかけて、ベースシート１４５と突出部１４４との間にもろい連結部１４８を形成する。磁気舗道エレメント１３２は、一般に、図１および図２に示されているように、舗道表面に適用することができる。
【００４５】
前駆体シーティング１３４は、米国特許第４，４９７，７２２号明細書（ツチダ（Ｔｓｕｃｈｉｄａ）ら）に開示されているような、さまざまなポリマーベースの磁性材料から構成することができる。前駆体シーティング１３４を形成するための付加的な例示的な材料としては、アクリロニトリル−ブタジエンポリマー、ミリング可能なウレタンポリマー、ネオプレン、ならびに米国特許第５，１９４，１１３号明細書（ラッシュ（Ｌａｓｃｈ）ら）および同第５，１２７，９７３号明細書（セングプタ（Ｓｅｎｇｕｐｔａ）ら）に開示された舗道マーキング材料が挙げられる。エキステンダー樹脂、シリカなどの無機充填剤、および強化材も、含めてもよい。本磁気舗道マーカのアレイは、米国特許第４，３８８，３５９号明細書、同第４，０８６，３８８号明細書、同第４，９８８，５４１号明細書、および同第５，１９４，１１３号明細書（ラッシュ（Ｌａｓｃｈ）ら）に開示されたようなさまざまな技術を用いて製造してもよい。
【００４６】
図９は、本発明による磁気舗道エレメント１３２’のアレイを製造するための代替方法１３０’の概略図である。一連のダイカット１４８’が、ダイカッティングロール１３６’によって、磁性材料の前駆体シーティング１３４’に形成されて、磁気舗道エレメント１４４’を形成する。磁性材料は、適合可能であっても、適合不能であってもよい。ダイカッティングロール１３６’は、図１１に示されたアレイなどの、前駆体シーティング１３４’のさまざまなパターンをカットするように構成することができる。接着剤１３８’が、コーティングロール１４０’によって適用される。適合可能なおよび／または伸張可能なキャリヤウェブ１４２’が、接着剤１３８’の層に適用される。
【００４７】
キャリヤウェブ１４２’が適合可能である実施形態において、磁気舗道エレメント１４４’の一部をステーション１４６’で除去して、磁気舗道エレメントのアレイを形成する（図１１を参照のこと）。キャリヤウェブ１４２’が伸張可能な実施形態において、キャリヤウェブ１４２’を、舗道表面４２に適用する前または適用中に二軸して、隣接した磁気舗道エレメント１４２’間の分離または間隙を形成することができる。磁気舗道エレメントは、上記のように舗道表面に適用することができる。
【００４８】
図１０は、本発明によるキャストおよび硬化方法の概略図である。永久的に磁化可能な粒子を含有するポリマー材料が、ノズル１５０を通って、スクリュータイプ押出機１５２から押出され、形成鋼ドラム１５６とドクタードラム１５８との間のオリフィスで、溶融材料１５４のバンクまたは先端を形成する。ドラム１５６の円周表面は、所望の磁気舗道エレメント１６２のネガティブである一連のキャビティ１６０を含む。溶融材料１５４は、キャビティ１６０を充填し、固化して、伸張可能なキャリヤウェブ１６８上に一連の磁気舗道エレメント１６２を形成する。押出機１５２は、好ましくは、ポリマー材料の量を計量する。代わりに、ローラまたはドクターブレードなどのスカイビング工具を使用して、アセンブリ１６６をローラ１５６と係合させる前に、ローラ１５６から余分なポリマー材料をスクレープすることができる。ポリマー材料は、熱可塑性ポリマーであっても、その後硬化されて熱硬化性ポリマーになるポリマーであってもよい。ポリマー材料は、また、ガラスビーズ、セラミック粒子、ガラスまたはセラミックの微小粒子、および／またはガラス繊維ストランドなどの無機充填剤および強化材を含んでもよい。
【００４９】
また、ドラム１５６、１５８間のニップに入るのは、キャリヤウェブ１６８と、感圧接着剤１７０と、剥離ライナ１７２とを含むアセンブリ１６６である。溶融材料１５４を含むニップにドローされると、キャリヤウェブ１６８は、溶融し、磁気舗道エレメント１６２と非分離的に一体化されるようになる。形成ドラム１５６は、任意に、加熱して、熱硬化性材料の固化を促進してもよいし、冷却して、熱可塑性材料の硬化を促進してもよい。
【００５０】
次に、磁気舗道エレメント１６２のアレイ１７４をダイカッティング１７６にかけ、磁気舗道エレメント１６２の周囲でウェブ１６８を少なくとも部分的に切断する。一実施形態において、ダイカッティング工程１７６は、キャリヤウェブ１６８を通って、および任意に感圧接着剤１７０を通ってカットするが、ライナ１７２を通ってカットしない。磁気舗道エレメントを、ダイカッティング工程前または後の反射材料の適用などの、付加的な処理にかけてもよい。
【００５１】
代替実施形態において、ドラム１５６、１５８間のニップによって定められた間隙を大きくし、それにより、図１および図２に示されているように、熱可塑性組成物の薄いウェブが、磁気舗道エレメント１６２間にウェブ１６８上に形成される。その後のダイカッティング工程１７６は、好ましくは、磁気舗道エレメント１６２の周囲で薄いウェブおよびキャリヤウェブ１６８を切断する。キャリヤウェブ上に磁気舗道マーカを形成する代替方法が、米国特許第５，１５２，９１７号明細書（ピーパー（Ｐｉｅｐｅｒ）ら）、同第５，４３５，８１６号明細書（スパージョン（Ｓｐｕｒｇｅｏｎ）ら）、および同第５，５００，２７３号明細書（ホームズ（Ｈｏｌｍｅｓ）ら）に開示されている。
【００５２】
材料１５４が、ドラム１５６から離れるときに半液体である場合、永久磁石または電磁石１６１に曝すことによって、磁性粒子の所望の配向をもたらしてもよい。押出またはカレンダ加工中に発生するような機械的加工、および／または外部から加えられる磁界も、配向を促進する。配向により、所望の磁性性能を得ることができる。
【００５３】
代替実施形態において、磁気舗道エレメントに対応するパターンをコーティングするために、回転スクリーンホットメルトパターンコータが使用される。最初に、熱可塑性材料を溶融状態に加熱して、ダイに供給する。ダイは、溶融材料を指定されたパターンでスクリーン上にコーティングし、これらの材料を、第２の表面上に接着剤および剥離ライナを有するウェブまたはもろいキャリヤの第１の表面上に置く。パターンの深さおよび規定は、ダイスロット、ベルトの速度、および／または熱可塑性材料の粘度によって制御することができる。次に、結果として生じるアセンブリをダイカッティングにかけ、磁気舗道エレメントの周囲でキャリヤウェブを少なくとも部分的に切断する。本発明のこの実施形態は、ミネソタ州ホワイト・ベア・レークのメイ・コーティング・テクノロジーズ・インコーポレイテッド（Ｍａｙ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．ｏｆ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂｅａｒ  Ｌａｋｅ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な回転スクリーンホットメルトパターンコータを使用して行うことができる。
【００５４】
さらに別の実施形態において、インサート成形（射出成形）技術を、本発明による磁気舗道エレメントの形成に用いてもよい。もろいキャリヤウェブをモールドに挿入することができ、磁気舗道エレメントをキャリヤウェブの上に成形することができる。いったん、アセンブリを冷却すると、磁気舗道エレメントをモールドから排出し、キャリヤウェブを前方に割出し、成形プロセスを繰返す。射出成形には、比較的速く、技術が広く利用可能であるという利点がある。本発明による磁気舗道マーカの製造に適用可能な他の処理技術が、米国特許第５，２０１，９１６号明細書（バーグ（Ｂｅｒｇ）ら）、同第５，３０４，３３１号明細書（レナード（Ｌｅｏｎａｒｄ）ら）、ならびに２００１年１２月３１日に出願された、「マトリックスエレメント舗道マーカおよびその製造方法（Ｍａｔｒｉｘ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｐａｖｅｍｅｎｔ  Ｍａｒｋｅｒ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ）」という名称の、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／０３９９５７号明細書に開示されている。
【００５５】
図１１は、本発明によるキャリヤウェブ２１６上の磁気舗道エレメント２１２、２１４の例示的なアレイ２１０を示す。本発明のアレイ２１０は、移行ゾーン２１３によって分離されたエレメント２１２上の＋符号およびエレメント２１４上の−符号によって示されているように、その長さに沿った交互の極性のセクションを含んでもよい。典型的な磁気舗道マーキング用途の場合、極性は、約１メートルごとに交互する。示された実施形態の磁気舗道エレメント２１２、２１４の高さは、約０．２５ミリメートル〜約１．０ミリメートル（０．０１０〜０．０４０インチ）であるが、３ミリメートル（０．１１８インチ）未満である。必要であれば、他の高さを有するエレメントを使用してもよいことが理解されるであろう。
【００５６】
アレイ２１０は、好ましくは約２５０マイクロメートル〜約５ミリメートルの距離だけ隔置された磁気舗道エレメント２１２、２１４の行および列を含むが、磁気舗道エレメントの間隔は、アレイの適合性を妨げずに、できるだけ密接にすることができる。磁気舗道エレメントの平面寸法または幅は、典型的には、約３ミリメートル〜約１０ミリメートルであるが、他の幅を有するエレメントを本発明に従って使用してもよい。アレイ２１０の磁気舗道エレメント２１２、２１４の間隔は、磁気舗道エレメントの高さ、および磁気舗道エレメントを使用すべき特定の用途によって変わる。
【００５７】
再帰反射性磁気舗道マーカ
本発明の磁気舗道マーカは、米国特許第４，９８８，５４１号明細書に開示されたようなさまざまな技術によって再帰反射ビーズでコーティングしてもよい。ビーズの接着に適したビーズ結合材料は、熱可塑性ポリマーバインダーであっても、熱硬化性ポリマーバインダーであってもよい。１つのそのようなバインダーは、米国特許第４，１１７，１９２号明細書に記載されているような、白色顔料を含むビニルベースの熱可塑性樹脂である。他の適切なビーズ結合材料としては、ポリカプロラクトンジオールおよびポリカプロラクトントリオールをヘキサメチレンジイソシアナートの誘導体と反応させることによって形成された二液性ポリウレタン、米国特許第４，２４８，９３２号明細書、同第３，４３６，３５９号明細書、および同第３，５８０，８８７号明細書に記載されているようなエポキシベースの樹脂、ならびに米国特許第４，５３０，８５９号明細書に記載されているようなブロックポリウレタン組成物が挙げられる。他の適切なビーズ結合材料は、湿気硬化（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃｕｒｉｎｇ）剤とポリイソシアナートプレポリマーとを含むポリウレタン組成物である。湿気硬化剤は、好ましくは、米国特許第４，３８１，３８８号明細書に記載されているようなオキサローリデン（ｏｘａｌｏｌｉｄｅｎｅ）環である。
【００５８】
このプロセスでの使用に適した再帰反射ビーズなどの粒子は、屈折率（ｎ）が約１．５〜約２．２６、より好ましくは約１．５〜約１．９のガラス材料から形成されたガラスビーズを含む。当該技術において周知のように、屈折率が約１．５の材料のガラスビーズは、屈折率が約１．７５〜約２．２６の材料のガラスビーズより安価で、耐スクラッチ性および耐チップ性である。しかし、より安い、より耐久性のあるガラスビーズは、より効果的でない再帰反射体である。一実施形態において、ガラスビーズは、銀もしくは他の正反射金属コーティングまたは誘電体コーティングを含んでもよい。その後、銀コートの非埋込み部分を除去して、非常に効果的な再帰反射体をもたらす。別の実施形態において、銀などの正反射金属の半球コーティングを有するビーズを、液体ビーズ結合層に適用する。ビーズが、適用されるときにランダムに配向されるので、ビーズの一部が再帰反射に効果的な配向で埋込まれるようになる。一般に、効果的に配向されたビーズは、コーティングされていない表面が露出し、銀コーティングされた表面が埋込まれている。
【００５９】
好ましい再帰反射体ビーズが、米国特許第４，５６４，５５６号明細書および米国特許第４，７５８，４６９号明細書に開示されている。これらのビーズは、一般に、少なくとも１つの金属酸化物から構成される少なくとも１つの結晶相を含む、固く透明で非ガラス質のセラミック回転楕円体として記載されている。これらのビーズは、また、シリカなどのアモルファス相を有してもよい。非ガラス質という用語は、ガラスのような、高温で液体状態にされる原料の溶融物または混合物から得られないことを意味する。これらの回転楕円体は、非常に耐スクラッチング性および耐チッピング性であり、非常に硬く（たとえば、７００ヌープ（Ｋｎｏｏｐ）より高い）、比較的高い屈折率（１．４〜２．６）で製造することができる。これらのビーズの組成物の例は、ジルコニア−アルミナ−シリカおよびジルコニア−シリカである。
【００６０】
再帰反射体ビーズは、好ましくは、ベースシート上に存在する磁気舗道マーカのサイズ、形状、間隔、およびジオメトリと適合する直径を有する。先に説明されたベースシート１００の場合、５０−３５０マイクロメートルの直径のビーズを適切に使用してもよい。ビーズサイズに影響を及ぼす他の要因は、車両ヘッドライトに利用可能であるように望まれるビーズの列の数である。ベースシート１００から約２〜３度の角度において、わずか約３８０マイクロメートルの側面が見える。したがって、わずか約１列の３００マイクロメートルのビーズが見えるか、約２列の２２５マイクロメートルのビーズが見える。
【００６１】
適合可能な磁性層用のバインダー材料
本発明の一実施形態において、適合可能な磁気舗道エレメントは、複数の磁性粒子をバインダー中に分散させることによって形成される。磁気信号を交通支持構造を通してセンサに与えるために、十分な量の磁性粒子が存在する。典型的には、磁性粒子は、非球形である。
【００６２】
いくつかの有機バインダーの実施形態において、たとえば、有機バインダーが、非架橋エラストマー前駆体を含む場合（たとえば米国特許第４，４９０，４３２号明細書を参照のこと）、バンバリー（Ｂａｎｂｕｒｙ）ミキサまたはニ軸スクリュー押出機などの、頑丈な、バッチまたは連続ゴム混練機などの従来のゴム処理方法を好ましくは使用して、適合可能な磁性層を製造する。
【００６３】
「エラストマー前駆体」は、ここで、架橋、加硫、または硬化して、エラストマーを形成することができるポリマーを説明するように用いられる。「エラストマー」は、破断せずにその元の寸法の少なくとも約２倍に伸ばすことができ、伸張力を解放すると急速に実質的にその元の寸法に戻る材料である。有用なエラストマー前駆体の例示的な例としては、アクリロニトリル−ブタジエンポリマー、ネオプレン、ポリアクリレート、天然ゴム、およびスチレン−ブタジエンポリマーが挙げられる。エキステンダー樹脂、好ましくは、塩素化パラフィンなどのハロゲン化ポリマーであるが、炭化水素樹脂、ポリスチレン、またはポリシクロジエンも、好ましくは、非架橋エラストマー前駆体成分とともに含まれ、エラストマー前駆体成分と混和性であるか、エラストマー前駆体成分と１つの相を形成する。エキステンダー樹脂は、好ましくは、このバインダーを使用する場合、適合可能な層中の有機成分の少なくとも２０重量を占める。
【００６４】
有用な熱可塑性強化ポリマーが、舗道マーキング技術において知られている（たとえば、ポリオレフィン、ビニルコポリマー、ポリエーテル、ポリアクリレート、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、およびセルロース誘導体）。
【００６５】
本発明の他の実施形態において、適合層は、２つの主成分、すなわち、延性熱可塑性ポリマーおよび非強化磁性鉱物微粒子を含む。好ましくは、熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィンである。これらのバインダーは、一般に、米国特許第５，１９４，１１３号明細書に記載されている。
【００６６】
磁性粒子
最も選択される可能性の高い磁性材料は、有機バインダーのマトリックス中に分散した永久磁性材料の粒子の複合体である。残留磁化することができる多くのタイプの磁性粒子が、磁性材料技術に精通しているものに知られている。
【００６７】
本発明での使用に適したそのような粒子の主軸長さ（任意の方向の最大長さとして定義される）は、約１ミリメートル〜約１０ナノメートルである。好ましい範囲は、約２００マイクロメートル〜約０．１マイクロメートルである。磁性粒子の飽和磁化は、約１０〜約２５０ｅｍｕ／ｇ（電磁単位／グラム）であってもよく、好ましくは、５０ｅｍｕ／ｇより大きい。そのような粒子の保磁力は、約１００〜約２０，０００エルステッド、より好ましくは、約２００〜約５０００エルステッドであってもよい。保磁力が約２００エルステッド未満の粒子は、あまりに容易に偶然に消磁され、一方、保磁力が５０００エルステッドより大きい粒子は、完全に磁化するために比較的高価な設備が必要である。
【００６８】
高性能永久磁石粒子の１つの種類は、希土類−金属合金タイプ材料である。そのような粒子をポリマーバインダーに組入れる例としては、サマリウム−コバルト合金粒子の使用を記載する米国特許第４，４９７，７２２号明細書、およびネオジム−鉄−ホウ素合金粒子の使用を記載する欧州特許出願第２６０，８７０号が挙げられる。そのような粒子は、この用途に最も好ましいものではなく、というのは、合金が比較的高価であり、合金が長期の屋外露出の条件下で過度の腐食を経験することがあり、そのような合金の保磁力が、典型的には５０００エルステッドより大きいからである。
【００６９】
多くの他のタイプの金属または金属合金永久磁石粒子を使用することができるが、最も好ましいものではない。それらとしては、アルニコ（アルミニウム−ニッケル−コバルト−鉄合金）、鉄、鉄−炭素、鉄−コバルト、鉄−コバルト−クロム、鉄−コバルト−モリブデン、鉄−コバルト−バナジウム、銅−ニッケル−鉄、マンガン−ビスマス、マンガン−アルミニウム、およびコバルト−白金合金が挙げられる。
【００７０】
他の磁性材料は、磁性フェライトとして知られている安定した磁性酸化物材料の種類のものである。１つの特に好ましい材料は、一般に平らな六方晶小板（ｈｅｘａｇｏｎａｌ  ｐｌａｔｅｌｅｔｓ）として製造される、バリウムヘキサフェライトとして通常知られているマグネトプランバイト構造の六方晶相である。ストロンチウムおよび鉛が、バリウムと部分的にまたは完全に置換することができ、多くの他の元素が、鉄と部分的に置換することができる。したがって、ストロンチウムヘキサフェライトも、好ましい材料である。別の種類の好ましい材料は、立方晶粒子として製造されることがあるが、細長い針状またはアシキュラー粒子として製造されることがより多い立方晶フェライトである。例としては、磁鉄鉱（Ｆｅ3Ｏ4）、マグネマイト（ｍａｇｎｅｍｉｔｅ）またはガンマ酸化鉄（ガンマ−Ｆｅ2Ｏ3）、これらの２つの化合物の中間体、およびこれらの２つの化合物またはそれらの中間体のコバルト置換修正例が挙げられる。これらの磁性フェライトはすべて、比較的低いコストで大量に製造され、長期の屋外露出の条件下で安定している。それらの保磁力は、２００〜５０００エルステッドの最も好ましい範囲にある。
【００７１】
二酸化クロムが、熱残留磁化方法を促進する、その低いキュリー温度によって、本発明の磁性粒子として有用であり得る別の代替材料である。
【００７２】
磁性粒子は、一般に、高充填でポリマーマトリックス中に分散している。磁性粒子は、磁性層の少なくとも１体積パーセントを構成するが、粒子を、材料の約７５体積パーセントを超える量で含むことは困難である。好ましくは、磁気舗道マーカは、磁性粒子を少なくとも３０体積パーセント含むバインダーを有する。好ましい充填範囲は、約３０〜６０体積パーセントであり、より好ましくは、約４５〜約６０体積パーセントである。最大残留磁化を得るために、粒子は、好ましくは、実質的にドメインサイズの異方性粒子であり、好ましくは、磁石材料自体を異方性にするように、十分な数の粒子の好ましい磁気軸のほぼ平行な整列がある。
【００７３】
一般に、ほぼプレート状の形態で、プレートの一般的な平面に垂直な好ましい磁気軸を有するフェライト、特にバリウムフェライト、鉛フェライト、およびストロンチウムフェライトが、微粒子材料として好ましい。しかし、酸化鉄粒子など、または酸化に対して保護されたマンガン−ビスマスもしくは鉄の粒子などの、永久磁性特性を有する他の材料も使用することができる。
【００７４】
当該技術において知られ、かつ、上で言及されたように、磁性粒子の配向は、粒子を物理的に配向させる（たとえばカレンダ加工する）ことによって最適化してもよい。
【００７５】
幅が約１０ｃｍ、平均磁性厚さ層が約０．１ｃｍの、例示的な磁気舗道エレメントのアレイの場合、磁界は、この物品の表面で約１０ガウスであり、約５ｃｍの距離で５ガウスであり、約１０ｃｍの距離で２ガウスであり、約１５ｃｍの距離で１ガウスである。したがって、アレイが交通支持表面の約１０ｃｍ下にアンダーレイされた場合、交通支持表面における磁界強度は、約２ガウスであり、これは、センサによって検出されるのに十分であると考えられる。当然、磁気舗道エレメントのアレイの製造に用いられる材料およびプロセスによって、より強いまたはより弱い磁界も、この物品によって発生させてもよい。
【００７６】
本発明の磁気舗道マーカのアレイは、手で、または機械によって、舗道表面に適用してもよい。本発明の磁気舗道マーカは、手動ディスペンサ、「トラック背後」タイプのディスペンサ、および「トラック組込み」タイプのディスペンサなどのさまざまな装置のいずれか１つを使用して、舗道表面の一部として設置してもよい。たとえば、米国特許第４，０３０，９５８号明細書は、接着剤支持テープの形態の本発明の物品を表面に適用するための適切なトラック背後タイプディスペンサを開示し、米国特許第４，６２３，２８０号明細書は、手動テープアプリケータを開示している。
【００７７】
案内システム
本発明は、また、図１２に一般に示された、道路２２４上、倉庫を通ってなどを移動する車両または移動物体２２２を案内するためのシステムを提供する。磁気舗道マーカのアレイ２２６が、上記のように舗道表面２２４に適用される。そこで、磁気舗道マーカのアレイ２２６を、舗道表面２２４の上を走行する車両２２２上のセンサシステム２２８によって検出することができる。典型的なセンサシステム２２８は、センサ装置と、案内装置とを含む。
【００７８】
本発明の磁気舗道マーカからの磁気信号を、さらなる処理に適した電気信号に変換するために、いくつかのセンサおよびトランスデューサが利用可能である。そのようなセンサの例示的な例としては、フラックスゲート磁力計、ホール効果センサ、および固体磁気抵抗（ＭＲ）センサが挙げられる。
【００７９】
案内信号を、強化鋼棒、他の車両などによって生じた磁気「雑音」と区別することに潜在的な課題がある。本発明の磁気舗道マーカが、規則的な交互のパターンまたはある「独自の」パターンで磁化された場合、磁気信号が、車両速度に比例した周波数と周期的になる。そこで、現代の信号処理技術を用いて、雑音から既知の周波数で信号を抽出することができる。
【００８０】
車両２２２に取付けられた磁気センサ２２８は、１つ、２つ、または３つの方向すべての磁界を定めてもよい。１つのセンサからの信号、または２もしくは３の磁界成分の数学的組合せを使用して、本発明の物品からの車両２２２の横方向の距離に関連させることができる信号を計算してもよい。
【００８１】
ストリップをより複雑なパターンで磁化することによって、付加的な情報をエンコードすることができる。たとえば、道路の近づくカーブの方向および半径に関する情報または近づく上り坂または下り坂の勾配に関する情報を、車両の横方向の位置および速度のフィードフォワード制御に用いることができる。車両ナビゲーションシステムの一部として、位置コードを与えることができる。表示手段の例示的な例としては、少なくとも１つのホーン、ゲージ、ホイッスル、電気刺激、ＬＣＤ、ＣＲＴ、光、これらの組合せなどが挙げられる。１以上の表示手段が、特定の状況において望ましいであろう。
【００８２】
適合可能なキャリヤウェブ
キャリヤウェブの適合性は、いくつかの方法で評価することができる。１つの簡単な方法は、材料の層またはシートを、コンクリートブロックまたはアスファルト複合舗道などの、複雑な、粗い、またはテクスチャード表面に対して手でプレスし、除去し、表面粗さおよび特徴が層またはシートに複製される程度を観察する。本発明の適合可能なキャリヤウェブは、複雑な形状および粗い表面に適合する。
【００８３】
弾性回復は、層またはシートが、変形された後、その元の形状に戻る傾向である。遅れた弾性回復は、複製された粗さが経時的になくなる傾向を認めるによって観察することができる。遅れた弾性回復の簡単なテストは、鈍い器具を使用して、キャリヤウェブにくぼみをつける。圧痕を作ることができる容易さ、および圧痕の永続性を用いて、シートまたは層の形成に使用される材料の適合特性について大まかな比較判断をしてもよい。
【００８４】
本発明の適合可能なキャリヤウェブは、道路表面の凸凹の形状を呈し、それにより、道路表面への良好な結合の形成を可能にするために、適度な力で変形させることができなければならない。適度な力とは、キャリヤウェブを道路表面に適用し、適用された平らなマーキングシート上に適切な突固め手段でロールした後、キャリヤウェブが道路表面に適合することを意味する。そのような適用において、突固められたキャリヤウェブは、道路の表面テクスチャーを実質的に複製する。適切な突固め手段は、過度に扱いにくくてはならない。先行技術のプリフォームされた舗道マーキングテープの場合、荷重（総重量約２５０ポンド（１１５ｋｇ））を備えた突固め用カートが、マーキングテープの適用に通常使用されている。
【００８５】
適合性の別のテストが、次の一連の工程によって利用可能である。１．幅約２．５４センチメートル（１インチ）および長さ約１０．１６センチメートル（４インチ）のテストストリップを、引張強度装置内で、約３０．５センチメートル／分（１２インチ／分）の速度で、元のサンプル長さの約１０５％に歪むまで（約０．５１センチメートルの伸び）まで、引っ張る（すなわち、変形させるか歪ませる）。２．引っ張りを逆にし、機械を、約３０．５センチメートル／分の速度で、その開始ポイントに戻し、サンプルの引張応力の完全な解放を引起す。３．第２の引っ張り時（すなわち、サンプルが再びぴんと張るようになるとき）に抵抗力が最初に観察される歪みを観察する。第２の引っ張り時に抵抗が最初に観察される歪みを、第１の歪みで割ったものを、非弾性変形（ＩＤ）と定義する。本実施形態において、サンプルがぴんと張るまでの距離を、０．５１センチメートルの元の伸びで割ると、歪みが測定される。完全に弾性の材料は、０％ＩＤであり、すなわち、その元の長さに戻る。金属は、９０％ＩＤに近づくが、望ましくないほど非常に高い引張応力でのみ降伏する。好ましくは、ベースシート（初期厚さ典型的には約２５０マイクロメートル）の５％の歪み（すなわち、変形）を得るのに必要な力は、サンプル幅１インチあたり２５ポンド（４４ニュートン／サンプル幅１ｃｍ）未満であり、より好ましくは、１インチあたり１０ポンド（１ｃｍあたり１８ＮＴ）未満である。
【００８６】
アンロードエネルギーも、本発明に使用されるキャリヤウェブの適合性を定める際に重要なファクタである。アンロードエネルギーは、伸びた材料の記憶部分に残っているエネルギーと定義する。アンロードエネルギーがより低い材料が、より適合可能なはずである。
【００８７】
本発明の適合可能な複合材料は、１．２５グラム／センチメートル（０．７ポンド／インチ）未満の低いアンロードエネルギーと、２５℃で、約１０％より大きい、好ましくは２０％より大きい、より好ましくは３０％以上のＩＤとを組合せる。
【実施例】
【００８８】
片面の感圧接着剤が剥離ライナで保護された、幅２５．４ｍｍ（１インチ）および厚さ１．５ミリメートル（０．０６０インチ）のプラスチフォーム（Ｐｌａｓｔｉｆｏｒｍ）（商標）磁気テープ（ネブラスカ州ノーフォークのアーノルド・エンジニアリング・カンパニー（Ａｒｎｏｌｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ｏｆ  Ｎｏｒｆｏｌｋ，Ｎｅｂｒａｓｋａ）から入手可能）のいくつかのストリップを、永久磁石の間隙を通過させ、ストリップの平面を通って垂直に１方向に磁化した。ストリップのいくつかを、ストリップの非接着剤コーティング面で北極で磁化し、いくつかを、接着剤コーティング面で北極で磁化した。次に、はさみを使用して、ストリップを、約１２．７ｍｍ（０．５インチ）の幅に長手方向にカットし、次に、再びカットして、接着剤および剥離ライナ上のプラスチフォーム（商標）の約１２．７ｍｍ（０．５インチ）正方形チップにした。剥離ライナを正方形チップから除去し、正方形チップを、リーメイ（Ｒｅｅｍａｙ）２４１０不織布スクリム（テネシー州オールド・ヒッコリー（Ｏｌｄ  Ｈｉｃｋｏｒｙ，Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ）にあるリーメイ・インコーポレイテッド（Ｒｅｅｍａｙ，Ｉｎｃ．）から入手可能）の１片に、５チップ幅のアレイに、各正方形間約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の間隔で接着した。このプロトタイプのアレイは、幅が約１０．１６ｃｍ（４インチ）であり、長さが約２２．８６ｃｍ（９インチ）であった。アレイの約１５．２４ｃｍ（６インチ）を、磁気チップの北極が上になるように配列し、残りの７．６２センチメートル（３インチ）を、北側が下になるように（すなわち、スクリムの方に向けて）配列した。シートをハンドラミネータに通して、磁気チップの底部上の感圧接着剤とスクリムとの結合を向上させ、キャリヤウェブ（すなわち、スクリム）によって相互連結された磁気エレメントのアレイをもたらした。
【００８９】
剥離ライナ上のＰＭ−７７０１感圧接着剤（３Ｍカンパニー（Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能）の厚さ０．１２７ミリメートル（０．００５インチ）の層（舗道マーキングテープ用途に通常使用されるゴム樹脂感圧接着剤）をスクリムの底部に積層した。このプロトタイプ（またはＰＭ７７０１の層のないもの）は、磁気信号を与えるために、建設中に道路の頂面の下にアンダーレイするのに有用であることができた。また、磁気チップのアレイを、道路の表面に取付けることができた。不織布スクリムまたはウェブは、磁気チップのための好都合な低コストのキャリヤをもたらす。連続シートではなく、チップの別個の性質により、道路表面の粗さに対応するような、チップの、互いに対するいくらかの移動が可能になるか、アンダーレイ設置の場合は、道路圧縮中の移動が、適合不能な磁性材料の連続シートでは不可能である方法で可能になる。この特徴により、また、使用中の道路の熱膨張および収縮ならびに曲げ応力に対応するようないくらかの移動が可能になる。
【００９０】
この実施例において、ポリマープラスチフォーム（商標）磁石を使用した。セラミック磁石、金属磁石、または他の磁石も、使用することができた。他の変形可能なまたは適合可能なキャリヤウェブまたはスクリムを、リーメイスクリムの代替として使用することができた。舗道マーキングテープ適合層に使用される適合可能なベースシートが、有用であることができた。
【００９１】
上で準備された適合可能なモザイク磁気舗道マーキング実施例の一部を、磁性移行を備えた約２×９片アレイのサイズにカットし、チップの４列が、磁南がシートの平面から上向きになり、５列が、磁北が上向きになるようにした。ライナを下の接着剤層からストリッピングし、この物品の接着剤面をアスファルト舗道片に積層し、ゴムローラを使用して手で所定位置にプレスした。個別の磁性片は、アスファルトの粗さに著しく適合しなかったが、シートが全体として、表面粗さに対応するように適合した。
【００９２】
マグナプローブ（Ｍａｇｎａｐｒｏｂｅ）（ジンバル取付物に吊るされた、自由に回転する小さい棒磁石−英国のオックスフォードＯＸ８５ＮＴ、リーフィールドのコクランズ・オブ・オックスフォード・リミテッド（Ｃｏｃｈｒａｎｅｓ  ｏｆ  Ｏｘｆｏｒｄ  Ｌｔｄ．，Ｌｅａｆｉｅｌｄ，Ｏｘｆｏｒｄ  ＯＸ８５ＮＴ，Ｅｎｇｌａｎｄ）から入手可能）を、アスファルトに取付けられた適合可能なモザイク磁気舗道マーキングの上を通過させた。自由に回転する磁石は、マーキングの磁気信号の方向の変化（北が上／南が上）を定める境界の上を通過させたときに、その配向方向が逆になった。
【００９３】
本発明の範囲から逸脱することなく、上記の実施形態に多くの変更を行うことができることが、当業者に明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、ここに記載された方法および構造に限定されるべきではないが、特許請求の範囲の文言によって記載された方法および構造ならびにその均等物のみに限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明による例示的な磁気舗道マーカのアレイの断面図である。
【図２】舗道表面に適用されている図１の磁気舗道マーカのアレイの断面図である。
【図３】本発明による代替の例示的な磁気舗道マーカのアレイの断面図である。
【図４】舗道表面に適用されている図３の磁気舗道マーカのアレイの断面図である。
【図５】本発明による、上部に取付けられたキャリヤウェブを有する、代替の例示的な磁気舗道マーカのアレイの断面図である。
【図６】舗道表面に適用されている図５の磁気舗道マーカのアレイの断面図である。
【図７】舗道に埋込まれた図５の磁気舗道マーカのアレイの断面図である。
【図８】本発明による磁気舗道マーカを製造するための例示的なプロセスの概略図である。
【図９】本発明による磁気舗道マーカを製造するための代替の例示的なプロセスの概略図である。
【図１０】本発明による磁気舗道マーカを製造するための代替の例示的なプロセスの概略図である。
【図１１】本発明による例示的な磁気舗道マーカのアレイの概略図である。
【図１２】本発明による発明の制御および／または案内システムの概略図である。
【図１】
2005515332.tif 000003
【図２】
2005515332.tif 000004
【図３】
2005515332.tif 000005
【図４】
2005515332.tif 000006
【図５】
2005515332.tif 000007
【図６】
2005515332.tif 000008
【図７】
2005515332.tif 000009
【図８】
2005515332.tif 000010
【図９】
2005515332.tif 000011
【図１０】
2005515332.tif 000012
【図１１】
2005515332.tif 000013
【図１２】
2005515332.tif 000014
【国際調査報告】
2005515332.tif 000015
2005515332.tif 000016