(57)【要約】【課題】高周波出力手段として高周波発振半導体素子を使用するため、高周波出力手段を小型化して低コスト化することができる。設置スペースを少なくして表示手段に有効に取付けることができる。【解決手段】高周波出力手段を、金属製シールドケース内にマイクロ波発振半導体素子及び複数の増幅半導体素子を内蔵すると共に高周波出力手段の出力端子に、磁性体に向かって高周波を出力するアンテナを接続する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面に各種情報が表示された表示手段の背面に磁性体を取付け、該磁性体に対して高周波出力手段からマイクロ波を出力して電波吸収させることにより発熱して表示手段を加熱して融雪する表示手段融雪システムにおいて、高周波出力手段は、金属製シールドケース内にマイクロ波発振半導体素子及び複数の増幅半導体素子を内蔵すると共に高周波出力手段の出力端子に、磁性体に向かって高周波を出力するアンテナを接続した融雪システム。
【請求項２】
請求項１の高周波出力手段は、融雪条件に応じて複数個とした表示手段融雪システム。
【請求項３】
請求項１の高周波出力手段は、シールドケースの一面にアンテナを一体化してモジュール化した表示手段融雪システム。
【請求項４】
請求項１のアンテナは、Ｆ型アンテナ及びループアンテナのいずれかとした表示手段融雪システム。
【請求項５】
請求項１の磁性体は、高周波電磁波の周波数に対応する厚さの焼結磁性板とした表示手段融雪システム。
【請求項６】
請求項１の磁性体は、基材に磁性体粉を所要の割合で含有した磁性体シートとした表示手段融雪システム。
【請求項７】
請求項１の磁性体は、磁性体粉を所定の割合で含有した塗膜とした表示手段融雪システム。
【請求項８】
請求項１の高周波出力手段は、表示手段に設けられた温度センサーからの信号に基づいて高周波を発振制御する表示手段融雪システム。
【請求項９】
請求項１乃至８の磁性体は、焼結フェライトとした表示手段融雪システム。
【請求項１０】
請求項１乃至８の磁性体は、パーマロイとした表示手段融雪システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば道路標識や案内板及び看板等の各種表示手段に付着したり、付着する雪や氷を溶融（以下、本発明においては融雪及び融氷を総称して融雪という。）して表示手段の視認性を確保する表示手段の融雪システム、詳しくは表示手段に取付けられた磁性材にマイクロ波を出力して融雪する表示手段融雪システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば寒冷地の道路、特に高速道路にあっては、交通情報を表示する道路標識、道路案内板等の各種表示手段に雪や氷が付着して表示情報を視認することが困難で、運転者に正確な情報を伝えることができなかった。この問題を解決するため、本出願人は、特許文献１に示すように各種情報を有した表示手段と、表示手段の情報表示面と反対側に設けられる磁性体と、磁性体に対して所定の周波数及び出力の電磁波を照射する電磁波送信手段とを備え、電磁波送信手段から出力される電磁波を磁性体に照射し、該磁性体を透過する電磁波を熱エネルギーに変換して表示手段を加熱して付着した雪、氷を融かす融雪システムを提案した。
【０００３】
特許文献１の融雪システムにあっては、電磁波出力手段としてマイクロ波を高出力で出力可能なマグネトロン管を使用しているが、表示手段自体が屋外に設置されるため、電磁波出力手段自体を高気密度で防水する必要があり、装置自体が大型化する問題を有している。また、マグネトロン管にあっては、その発熱量が多いため、高い防水性を図りながら内部の熱を放熱する必要があり、構造が複雑化して装置が大型化する問題を有している。
【０００４】
また、マグネトロン管を使用した電磁波出力手段にあっては、高電圧の電源装置を必要とするため、装置自体が大型化及び高コスト化する問題を有している。
【０００５】
更に、マグネトロン管を使用した電磁波出力手段は、車輌等が通過する道路の近傍に設置しているが、マグネトロン管自体、振動に弱いため、マイクロ波を安定的に出力するには、装置自体を防振構造とする必要があり、上記した防水構造と相まって装置自体が大型化及び高コスト化している。
【特許文献１】特開２００４−２２５４０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、高周波出力手段が大型化して多くの設置スペースを必要とする点にある。また、高周波出力手段を高い気密度で防水する必要があり、装置自体が大型化する点にある。更に、高周波出力手段が振動に弱いため、装置自体を防振構造にする必要があり、装置が大型化する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、正面に各種情報が表示された表示手段の背面に磁性体を取付け、該磁性体に対して高周波出力手段からマイクロ波を出力して電波吸収させることにより発熱して表示手段を加熱して融雪する表示手段融雪システムにおいて、高周波出力手段は、金属製シールドケース内にマイクロ波発振半導体素子及び複数の増幅半導体素子を内蔵すると共に高周波出力手段の出力端子に、磁性体に向かって高周波を出力するアンテナを接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、高周波出力手段として高周波発振半導体素子を使用するため、高周波出力手段を小型化して低コスト化することができる。また、設置スペースを少なくして表示手段に有効に取付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、高周波出力手段を、金属製シールドケース内にマイクロ波発振半導体素子及び複数の増幅半導体素子を内蔵すると共に高周波出力手段の出力端子に、磁性体に向かって高周波を出力するアンテナを接続したことを最良の形態とする。
【実施例】
【００１０】
以下に本発明を、実施形態を示す図に従って説明する。
図１及び図２に示すように、１は道路、特に高速道路に設置されて表示手段を構成する、例えば速度表示板等の道路標識で、該道路標識１は、金属製のボックス３の前面に、速度規制情報等の各種情報を表示する金属製の表示板５が取付けられている。該表示板５の背面には、磁性体としての例えばＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉフェライト、バナジウムフェライト等の焼結フェライト板やフェライト含有シート、フェライト含有塗料、パーマロイ等の磁性体７が、ほぼ全面に亘って設けられている。
【００１１】
具体的には、磁性体７が焼結フェライト板の場合にあっては、フェライト粉６０ｗｔ％とコージライト４０ｗｔ％に水を添加して混練した後、成形圧力５００ｋｇ／ｃｍ2で所定の形状に成形し、次に生地を約１２００℃、３０時間焼成して焼結フェライト板、また磁性体７をフェライト含有シートとする場合にあっては、ゴムや樹脂にフェライト粉を３０〜９０ｗｔ％含有させてシート状に成形した磁性体シート、更にフェライト含有塗料とした場合にあっては、焼結フェライト粉を約３０〜９０ｗｔ％含有させた塗料を表示板５の背面に塗布した塗膜構造のいずれであっても良い。
【００１２】
上記した磁性体７は、後述する高周波出力手段としての高周波出力装置９から出力されるマイクロ波を電磁波吸して発熱することにより表示板５を加熱して前面に付着する、又は付着した雪や氷を融かすのに必要が発熱容量を得るため、例えば１〜１００mm程度の厚さで適宜設定すればよい。
【００１３】
また、近年においては道路に埋設された電磁誘導線から出力される電磁波を検出して車両を走行させる車両誘導システムが実現されつつあるが、道路標識１のボックス３から漏出したマイクロ波が誘導システムの電磁波に干渉して車両誘導システムを誤作動させる恐れがある。
【００１４】
これを防止するため、表示板５の背面に磁性体７を取付ける際に、両者間に金属箔や金属板等の電磁波反射板１１を取り付けると共にボックス３内を電気的にシールドしてマイクロ波がボックス３外へ漏出するのを防止すればよい。
【００１５】
磁性体７の後方に位置するボックス３の背面板３ａ内面には高周波出力装置９に接続されたマイクロ波アンテナ１３が磁性体７に相対するように取付けられている。マイクロ波アンテナ１３としては、Ｆ型アンテナ、ループアンテナ等のいずれであってもよく、磁性体７の表面積に応じて複数個としてもよい。尚、本実施例においては、背面板３ａは、反射板を構成している。
【００１６】
図３に示すように、背面板３ａの外面には高周波出力装置９が取付けられている。該高周波出力装置９の金属製シールドケース１５内には、波長３０cm−０．３mm、周波数１GHz−５０GHzのマイクロ波、望ましくは電波法により無許可の使用が認められている、例えば２．４５GHzのマイクロ波を発振するガンダイオード等の高周波発振半導体素子及び複数段の増幅半導体素子から構成される高周波発振回路基板１７及びスイッチング回路基板１９が内蔵され、最終段の増幅半導体素子は金属製シールドケース１５に取付けられた出力コネクタ２１に接続されている。そして出力コネクタ２１には、上記したマイクロ波アンテナ１３が同軸ケーブル２３により接続されている。
【００１７】
尚、図中の符号２９は、ボックス３の背面側に取付けられて高周波出力装置９を覆うカバー板である。また、図中の符号２７は、表示板５の表面又は背面に取付けられる温度センサー２７であり、高周波出力装置９は、温度センサー２７からの温度検出信号に基づいて発振制御される。
【００１８】
次に、上記のように構成される表示手段融雪システムによる融雪作用を説明する。
表示板５の前面に雪が付着したり、付着する恐れがある気候条件下においては、作業者が高周波出力装置９の電源スイッチ（図示せず）をON操作すると、高周波出力装置９は温度センサー２７により検出される温度が所要の温度以下になった際に、マイクロ波を発振制御して表示板５の背面に取付けられた磁性体７に出力する。
【００１９】
そして磁性体７にマイクロ波が照射されると、マイクロ波が磁性体７を透過する際の誘電損失及び磁気損失、抵抗損失により熱エネルギーに変換されて磁性体７を加熱して表示板５を加熱させる。これにより加熱された表示板５に吹付けられる雪を溶融して雪が付着するのを回避したり、付着した雪や氷を融雪して表示板５に表示された交通情報を、常に視認可能な状態にさせる。
【００２０】
高周波出力装置９は、温度センサー２７からの温度検出信号に基づいて発振制御される。このため、表示板５の温度が、雪や氷が付着可能な温度より高い温度になったときには、温度センサー２７からの温度検出信号に基づいて高周波出力装置９をOFF制御したり、発振出力を減少制御して消費電力を低減させることができる。
【００２１】
尚、高周波出力装置９の発振制御は、温度センサー２７からの温度検出信号に基づかずに、作業者が目視で融雪状態等を確認してON−OFF制御してもよい。
【００２２】
このよう本実施例は、高周波出力装置９を、マグネトロン管を使用せずに高周波発振半導体素子とすることにより装置自体を小型化することができる。また、高周波発振半導体素子自体、マグネトロン管に比べて発熱量がすきなく、その冷却構造を簡易化して装置自体を小型化できる。更に、高周波発振半導体素子自体、マグネトロン管に比べて振動による影響が少ないため、簡易な防振構造とすることができ、装置自体を簡易化して小型化できる。
【００２３】
実験例１
磁性体に出力されるマイクロ波の出力時間及びアンテナの種類による温度上昇を、ボトル内に充填した水の水温の変化を示す表に基づいて示す。
表１は、
磁性体７：１０ｃｍ角、厚さ：４．５mmの焼結フェライト板
マイクロ波周波数：２．４５ＧＨｚ
アンテナ：ループアンテナ
出力：５０Ｗ
室温：１４℃
水温：１１．２℃
【表１】
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【００２４】
実験例２
表２は、
磁性体７：１０ｃｍ角、厚さ：４．５mmの焼結フェライト板
マイクロ波周波数：２．４５ＧＨｚ
アンテナ：Ｆ型アンテナ
出力：５０Ｗ
室温：１４℃
水温：１０．１℃
【表２】
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【００２５】
本発明は、以下のように変更実施することができる。
１．上記説明は、表示手段として道路、特に高速道路に設置される速度標識等の道路標識としたが、本発明の表示手段としては、この他に道路案内板、店舗等の看板等の各種表示手段においても実施することができる。
【００２６】
２．上記したように高周波出力装置９は、図４に示すようにその外面にマイクロ波アンテナ１３を一体化したモジュール構造であってもよい。この場合にあっては、背面板３ａの内面にモジュール化した高周波出力装置９を直接取付けると共に背面板３ａの外面に多数の冷却フィン４１ａが設けられた放熱板４１を取付けて背面板３ａを介して高周波出力装置９を冷却可能にしてもよい。
【００２７】
３．高周波出力装置９としては、背面板３ａの外面に直接取付けるのではなく、道路標識１が設置される地面に設けられる防水箱（図示せず）内に収容し、マイクロ波アンテナ１３に対して同軸ケーブル２３で接続した構造であってもよい。
【００２８】
４．高周波出力装置９の取付け数としては、磁性体７の表面積や寒冷の程度に応じた個数とすればよい。
【００２９】
５．上記説明においては、背面板３ａの内面にマイクロ波アンテナ１３を直接取付ける例を示したが、予め金属板にマイクロ波アンテナ１３を取付け、該金属板を背面板３ａの内面に固着してマイクロ波アンテナ１３を取付ける構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】表示手段の融雪システムを示す説明図である。
【図２】表示手段の略体断面図である。
【図３】高周波出力装置の概略を示す説明図である。
【図４】高周波出力装置の他の取付け例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１−表示手段としての道路標識、３−ボックス、５−表示板、７−磁性体、９−高周波出力手段としての高周波出力装置、１３−マイクロ波アンテナ、２７−温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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