JP2000310102A - 空気圧による発電方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構成で、効率良く発電すること
ができる。 【解決手段】 給排口１１ａを有するエアバッグ１１が
通行路１７に埋設され、このエアバッグの空気が通行路
表面から加わる圧力により給排口から排出されるように
構成される。またエアバッグ内に設けられた弾性体１２
が上記通行路表面からの圧力の除去時に、エアバッグを
膨張させることにより、給排口からエアバッグに空気を
供給するように構成される。エアバッグへの空気の給排
により回転可能な羽根車２６を有するタービン１３が上
記給排口に接続され、この羽根車に発電機の回転子軸が
連結される。この発電機により発生した電気エネルギー
がバッテリに蓄えられるように構成される。また羽根車
がエアバッグからの空気の排出時及びエアバッグへの空
気の流入時のいずれにおいても同一方向に回転可能に構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通行路に埋設され
たエアバッグに車両や歩行者等により間欠的な圧力を加
えることにより発生する空気圧を利用して発電する方法
及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車タイヤの押圧力を受ける受
圧板が道路表面に上下動可能に支持され、受圧板とこの
受圧板に連結された可動軸とがばねにより上向きに付勢
され、上記可動軸に空気ポンプの駆動部が連動可能に連
結され、更にこの空気ポンプに空気タンクが連結された
空気圧エネルギーの貯留装置が開示されている（特開平
１０−２９９９９２号）。このように構成された空気圧
エネルギーの貯留装置では、自動車のタイヤが受圧板上
を通過すると、受圧板は可動軸とともにばねの弾性力に
抗して下降するので、可動軸の下降により空気ポンプの
駆動部が駆動される。この駆動部の駆動により空気ポン
プは空気を空気タンクに圧送して貯留する。この結果、
空気タンク内の空気圧エネルギーは高められ、必要時に
任意に取出して空気圧利用設備に供給することができ
る。この空気圧利用設備としては、上記空気タンク内の
空気を吹付けて電気エネルギーを発生する風力発電機
や、上記空気タンク内の空気を供給してエアレーション
を行う養殖用生け簀等が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の特
開平１０−２９９９９２号公報に示された空気圧エネル
ギーの貯留装置では、例えば風力発電機を駆動するため
に、受圧板，可動軸，ばね，空気ポンプ，空気タンク等
の比較的多くの部品を必要とし、構成が複雑で組立作業
に多くの時間を要する不具合があった。また、上記従来
の空気圧エネルギーの貯留装置では、受圧板及び可動軸
がタイヤの押圧力により下降したときにのみ、空気ポン
プが空気を空気タンクに圧送し、受圧板及び可動軸がば
ねの弾性力により上昇するときには、空気ポンプは空気
を空気タンクに圧送していないため、ばねの弾性エネル
ギーを有効に利用しておらず、風力発電機の発電効率が
低い問題点もあった。本発明の目的は、比較的簡単な構
成で、効率良く発電することができ、また発電機の回転
子軸の逆転を防止することができる、空気圧による発電
方法及びその装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１及び図２に示すように、通行路１７に埋設されたエ
アバッグ１１に通行路１７表面から間欠的な圧力を加え
てエアバッグ１１の収縮及び膨張を繰返すことによりエ
アバッグ１１の空気を給排し、この空気の給排により発
生した空気圧によりタービン１３の羽根車２６を回転さ
せ、更に羽根車２６の回転力により発電機１４を駆動し
て電気エネルギーを発生する空気圧による発電方法であ
る。この請求項１に記載された発電方法では、比較的簡
単な構成で発電することができる。

【０００５】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、更に図１に示すように、通行路１７表面か
らの間欠的な圧力が通行路１７を走行する車両２０又は
通行路を歩行する歩行者により付与されることを特徴と
する。この請求項２に記載された発電方法では、車両２
０の通常の走行又は歩行者の通常の歩行によりエアバッ
グ１１の圧縮及び膨張が繰返され、発電のために特にエ
ネルギーを消費することはないので、エネルギーを有効
利用できる。

【０００６】請求項３に係る発明は、図１〜図３に示す
ように、通行路１７に埋設され給排口１１ａを有し内部
の空気が通行路１７表面から加わる圧力により給排口１
１ａから排出されるように構成されたエアバッグ１１
と、エアバッグ１１内に設けられ通行路１７表面からの
圧力の除去時にエアバッグ１１を膨張させることにより
給排口１１ａからエアバッグ１１に空気を供給する弾性
体１２と、給排口１１ａに接続されエアバッグ１１への
空気の給排により回転可能な羽根車２６を有するタービ
ン１３と、回転子軸１４ａが羽根車２６に連結された発
電機１４と、発電機１４により発生した電気エネルギー
を蓄えるバッテリ１６とを備えた空気圧による発電装置
である。この請求項３に記載された発電装置では、エア
バッグ１１に通行路１７表面から圧力が加わると、エア
バッグ１１は弾性体１２の弾性力に抗して押し潰され
る。このときエアバッグ１１の空気は圧縮されて給排口
１１ａから排出され、タービン１３の羽根車２６に吹き
付けられるので、羽根車２６は所定の方向に回転し、こ
の羽根車２６の回転力により発電機１４の回転子軸１４
ａが羽根車２６と同一方向に回転する。この結果、この
発電機１４により電気エネルギーが発生してバッテリ１
６に蓄えられる。

【０００７】請求項４に係る発明は、請求項３に係る発
明であって、更に図１に示すように、羽根車２６がエア
バッグ１１からの空気の排出時及びエアバッグ１１への
空気の流入時のいずれにおいても同一方向に回転可能に
構成されたことを特徴とする。この請求項４に記載され
た発電装置では、通行路１７表面から加わった圧力を除
去すると、エアバッグ１１は弾性体１２の弾性力により
膨張する。このときエアバッグ１１内が負圧になり、大
気中からタービン１３に空気が流入するので、この空気
がタービン１３の羽根車２６に吹き付けられ、羽根車２
６がエアバッグ１１からの空気の排出時と同一方向に回
転する。この結果、発電機１４の回転子軸１４ａもエア
バッグ１１からの空気の排出時と同一方向に回転するの
で、発電機１４の発電効率は向上する。

【０００８】請求項５に係る発明は、請求項３又は４に
係る発明であって、更に図８及び図１０に示すように、
羽根車２６と発電機１４の回転子軸１４ａとの連結部に
ワンウエイクラッチ１３１が設けられたところにある。
この請求項５に記載された発電装置では、もしエアバッ
グへの空気の流入時に、タービン１３の羽根車２６がエ
アバッグからの空気の排出時と逆方向に回転しても、ワ
ンウエイクラッチ１３１により上記羽根車２６の逆転時
の回転力が発電機１４の回転子軸１４ａに伝達されな
い。この結果、発電機１４の回転子軸１４ａの逆転を防
止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施の形態を
図面に基づいて説明する。図１〜図３に示すように、発
電装置１０は給排口１１ａを有しかつ通行路１７に埋設
されたエアバッグ１１と、エアバッグ１１内に設けられ
た弾性体１２と、羽根車２６を有しかつ上記給排口１１
ａに接続されたタービン１３と、羽根車２６に回転子軸
１４ａが連結された発電機１４と、発電機１４に電気的
に接続されたバッテリ１６とを備える。通行路１７はこ
の実施の形態では車両走行用道路であり、エアバッグ１
１はラバーや軟質プラスチック等の弾力を有する材料に
より扁平かつ長方形状に形成されて、上記車両走行用道
路１７に埋設される。エアバッグ１１の上面には剛性を
有する受圧板１８が載せられ、受圧板１８の上面はこの
受圧板１８に何ら荷重が加わっていない状態で道路１７
の表面と略同一平面となるように構成される（図１，図
４及び図５）。

【００１０】エアバッグ１１は車両走行用道路１７の交
差点１９近傍（図４）や直線部２１（図５）の各車線１
９ａ，２１ａに埋設される。またエアバッグ１１の幅は
道路１７の車線１９ａ，２１ａの幅又は自動車２０の幅
と同一か、或いは車線１９ａ，２１ａの幅又は自動車２
０の幅より僅かに大きく１．０〜６．０ｍの範囲に設定
されることが好ましく、エアバッグ１１の長さは１．５
〜１０ｍの範囲に設定されることが好ましい。給排口１
１ａはエアバッグ１１の一端、即ち自動車２０の進行方
向に対して前側に設けられる（図１）。エアバッグ１１
の空気は自動車２０が受圧板１８を介してエアバッグ１
１に載ったときに給排口１１ａから排出されるように構
成される。なお、図１の符号１１ｂはエアバッグ１１の
他端、即ち自動車２０の進行方向に対して後側に設けら
れたセイフティポートである。セイフティポート１１ｂ
にはセイフティパイプ２２の一端が接続され、セイフテ
ィパイプ２２の他端は側溝（図示せず）等に臨んで大気
に開放される。このセイフティパイプ２２にはこのパイ
プ２２を開閉可能なセイフティバルブ２３が設けられ、
このバルブ２３はエアバッグ１１の圧力が異常に上昇し
たときに自動的に開くように構成される。

【００１１】弾性体１２はこの実施の形態では複数の圧
縮コイルばねであり、エアバッグ１１内に所定の間隔を
あけて配設される（図１）。エアバッグ１１の内部上面
には所定の間隔をあけて複数の上側ボス１１ｃが突設さ
れ、エアバッグ１１の内部下面には上側ボス１１ｃに対
向して複数の下側ボス１１ｄが突設される。圧縮コイル
ばね１２の上端及び下端は上側ボス１１ｃ及び下側ボス
１１ｄにそれぞれ嵌入され、各圧縮コイルばね１２がエ
アバッグ１１内の所定の位置に固定され、かつエアバッ
グ１１が道路１７表面からの圧力により圧縮されたとき
に上側ボス１１ｃの下面及び下側ボス１１ｄの上面が互
いに当接してエアバッグ１１が所定の厚さ以下には押し
潰されないように構成される。また圧縮コイルばね１２
は自動車２０が受圧板１８上を通り過ぎて道路１７表面
からの圧力が除去されたときに、エアバッグ１１を膨張
させることにより給排口１１ａからエアバッグ１１に空
気を供給するように構成される。なお、受圧板１８に自
動車２０が載ったときのエアバッグ１１の圧縮量は圧縮
コイルばね１２の弾性力や上記上側ボス１１ｃ及び下側
ボス１１ｄの高さ等により決定され、自動車２０の運転
者に不快感を与えない、例えば１．５〜６０ｍｍ、好ま
しくは２０〜４０ｍｍの範囲内に設定される。またエア
バッグ１１の圧縮量を大きくした場合には、受圧板１８
の前後に傾斜板（図示せず）を傾斜角を変更可能に連結
すれば、自動車２０の運転者に不快感を与えることは殆
どない。

【００１２】タービン１３はケーシング２４と、このケ
ーシング２４に収容された上記羽根車２６とを有する。
羽根車２６はケーシング２４に回転可能に取付けられた
シャフト２６ａと、このシャフト２６ａの外周面に放射
状に固着されかつ所定の方向に湾曲して形成された複数
枚の羽根本体２６ｂとからなる（図１及び図２）。また
ケーシング２４には上記給排口１１ａに比較的短い第１
管路３１を介して接続された第１ポート２４ａと、大気
に連通する第２及び第３ポート２４ｂ，２４ｃとが形成
される（図１）。第１及び第３ポート２４ａ，２４ｃは
ケーシング２４の周面上部に形成され、第２ポート２４
ｂはケーシング２４の周面下部に形成される。第１及び
第２ポート２４ａ，２４ｂはケーシング２４の周面にシ
ャフト２６ａを中心に互いに対向して、即ちシャフト２
６ａを中心に１８０度ずらしてそれぞれ形成される。第
３ポート２４ｃは第１ポート２４ａに対してシャフト２
６ａを含む鉛直面を中心に対称に形成される。また第１
管路３１の他端は第１ポート２４ａに接続され、この第
１管路３１はほぼ水平に設けられる。これによりエアバ
ッグ１１から排出される空気は第１管路３１を通ってケ
ーシング２４の上部に位置する羽根本体２６ｂの表面に
吹き付けられるように構成される。

【００１３】一方、第２及び第３ポート２４ｂ，２４ｃ
には第２及び第３管路３２，３３の一端がそれぞれ接続
され、第２及び第３管路３２，３３の他端は側溝（図示
せず）等に臨んで大気に開放されるように構成される。
第２及び第３管路３２，３３の一端近傍はほぼ水平に設
けられる。これによりエアバッグ１１の圧縮時にエアバ
ッグ１１から第１管路３１を介してケーシング２４に流
入する空気はケーシング２４の上部に位置する羽根本体
２６ｂの湾曲内面に吹付けられた後に、第３管路３３に
排出されるように構成され、エアバッグ１１の膨張時に
大気中から第２管路３２を介してケーシング２４に流入
する空気はケーシング２４の下部に位置する羽根本体２
６ｂの湾曲内面に吹き付けられた後に、第１管路３１に
排出されるように構成される。なお、第２管路３２には
大気中からケーシング２４への空気の流れを許容しかつ
逆の流れを阻止する逆止弁を設け、第３管路３３にはケ
ーシング２４から大気中への空気の流れを許容しかつ逆
の流れを阻止する逆止弁を設けることが好ましい。

【００１４】発電機１４は直流発電機又は交流発電機
（同期発電機など）であり、ハウジング１４ｂと、この
ハウジング１４ｂに回転可能に取付けられかつ回転子１
４ｃが嵌着された上記回転子軸１４ａと、ハウジング１
４ｂに挿着されかつ回転子１４ｃの外周面を所定のギャ
ップをあけて囲む固定子１４ｄとを有する（図２）。羽
根車２６のシャフト２６ａと発電機１４の回転子軸１４
ａはカップリング２７を介して連結される。上記タービ
ン１３のケーシング２４及び発電機１４のハウジング１
４ｂは互いに結合された状態で道路１７に埋設される。
また羽根車２６のシャフト２６ａにフライホイール（図
示せず）を嵌着してもよい。この場合、フライホイール
の大きな慣性力によりシャフト２６ａの回転が滑らかに
なって発電機１４の発電効率を向上することができると
ともに、羽根車２６の回転初期（起動時）に羽根車２６
の急激な回転速度の上昇を阻止することができる。な
お、羽根車のシャフトと発電機の回転子軸をカップリン
グではなく歯車減速機を介して連結してもよい。これに
より発電機の回転子軸の回転速度を発電効率の良い回転
速度に減速することができる。

【００１５】道路１７脇には支柱２８が立設され、この
支柱２８の上端には道路標識２９が取付けられる（図２
及び図５）。上記バッテリ１６はこの支柱２８に取付け
られたボックス３４に収容され、道路標識２９には多数
の発光ダイオード（図示せず）がこの標識２９の示す数
字等の輪郭に沿って取付けられる。発電機１４は第１切
換スイッチ４１を介してバッテリ１６に電気的に接続さ
れる（図３）。第１切換スイッチ４１はバッテリ１６に
接続された第１共通接点４１ａと、第１共通接点４１ａ
を中心に回動可能な第１可動片４１ｂと、発電機１４に
直接接続された第１ＤＣ側接点４１ｃと、発電機１４に
整流用ダイオード４１ｄを介して接続された第１ＡＣ側
接点４１ｅとを有する。第１可動片４１ｂは第１ＤＣ側
接点４１ｃ又は第１ＡＣ側接点４１ｅに切換え可能に構
成される。

【００１６】バッテリ１６は第２切換スイッチ４２を介
して道路標識２９の発光ダイオードに電気的に接続され
る。第２切換スイッチ４２はバッテリ１６に接続された
第２共通接点４２ａと、第２共通接点４２ａを中心に回
動可能な第２可動片４２ｂと、発光ダイオードに直接接
続された第２ＤＣ側接点４２ｃと、発光ダイオードにイ
ンバータ４２ｄ（直流を交流に変換する装置）を介して
接続された第２ＡＣ側接点４２ｅとを有する。第２可動
片４２ｂは第２ＤＣ側接点４２ｃ又は第２ＡＣ側接点４
２ｅに切換え可能に構成される。また第２切換スイッチ
４２と発光ダイオードとの間には日射センサ（図示せ
ず）が設けられ、このセンサは日射量が所定値以上のと
きにはオフし、所定値未満になるとオンするように構成
される。更に共通接点４１ａとバッテリ１６との間には
太陽光電池４３がダイオード４４を介して接続される。
これによりバッテリ１６には発電機１４が発電した電気
エネルギーに加えて、太陽光電池４３により光エネルギ
ーから変換された電気エネルギーがバッテリ１６に蓄え
られる。

【００１７】このように構成された発電装置の動作を説
明する。ここでは発電機１４として直流発電機を用いた
場合について説明する。このため第１切換スイッチ４１
の第１可動片４１ｂを第１ＤＣ側接点４１ｃに切換え、
第２切換スイッチ４２の第２可動片４２ｂを第２ＤＣ側
接点４２ｃに切換えておく。自動車２０が車両走行用道
路１７を走行してその前輪２０ａが受圧板１８に載る
と、エアバッグ１１は自動車２０の進行方向の後側から
圧縮コイルばね１２の弾性力に抗して徐々に押し潰され
る。このときエアバッグ１１の空気は圧縮されて給排口
１１ａから排出され、第１管路３１を通って第１ポート
２４ａからケーシング２４の上部に位置する羽根本体２
６ｂの湾曲内面に吹き付けられる。この結果、羽根車２
６は図１の一点鎖線矢印で示す方向に回転するので、こ
の羽根車２６の回転力により発電機１４の回転子軸１４
ａが羽根車２６と同一方向に回転し、この発電機１４に
より直流の電気エネルギーが発生してバッテリ１６に蓄
えられる。なお、第１ポート２４ａから羽根本体２６ｂ
に吹き付けられた空気は羽根車２６を回転させた後、第
３ポート２４ｃから排出され、更に第３管路３３を通っ
て大気中に排出される。

【００１８】自動車２０が受圧板１８上を通り過ぎる
と、エアバッグ１１は圧縮コイルばね１２の弾性力によ
り膨張する。このときエアバッグ１１内，第１管路３１
内及びケーシング２４の第１ポート２４ａ側が負圧にな
るので、第２管路３２の他端から空気が流入し、この空
気が第２ポート２４ｂからケーシング２４の下部に位置
する羽根本体２６ｂの湾曲内面に吹き付けられる。この
結果、羽根車２６は図１の二点鎖線矢印で示す方向、即
ち一点鎖線矢印で示す方向と同一方向に回転するので、
この羽根車２６の回転力により発電機１４の回転子軸１
４ａが上記エアバッグ１１からの空気の排出時と同一方
向に回転し、この発電機１４により直流の電気エネルギ
ーが発生してバッテリ１６に蓄えられる。なお、第２ポ
ート２４ｂから羽根本体２６ｂに吹き付けられた空気は
羽根車２６を回転させた後、第１ポート２４ａから排出
され、更に第１管路３１を通ってエアバッグ１１に流入
する。上記動作の繰返しによりバッテリ１６に直流の電
気エネルギーが効率良く蓄えられる。

【００１９】一方、夕方になって日射量が所定値未満に
なると、日射センサがオンするので、バッテリ１６に蓄
えられた直流の電気エネルギーが発光ダイオードに供給
されて発光ダイオードが点灯する。この結果、自動車２
０の運転者は道路標識２９をはっきりと視認することが
できる。

【００２０】図６及び図７は本発明の第２の実施の形態
を示す。図６及び図７において図１及び図２と同一符号
は同一部品を示す。この実施の形態では、１つのエアバ
ッグ６１の一端に第１及び第２給排口６１ａ，６１ｂが
設けられ、第１給排口６１ａ（エアバッグ６１からの空
気の排出専用）に第１排出管路７１を介して第１タービ
ン８１の第１ポート８１ｂが接続され、第２給排口６１
ｂ（エアバッグ６１への空気の流入専用）に第１吸入管
路９１を介して第２タービン８２の第１ポート８２ｂが
接続される（図６）。第１及び第２タービン８１，８２
の第１及び第２ケーシング８１ａ，８２ａは一体的に形
成され、これらのケーシング８１ａ，８２ａには第１及
び第２羽根車８１ｄ，８２ｄが回転可能にそれぞれ取付
けられる（図６及び図７）。第１タービン８１の第２ポ
ート８１ｃには第２排出管路７２の一端が接続され、第
２タービン８２の第２ポート８２ｃには第２吸入管路９
２の一端が接続される（図６）。なお、第１及び第２羽
根本体８１ｆ，８２ｆはこの実施の形態では平板状に形
成される（図６）。

【００２１】第１タービン８１の第１及び第２ポート８
１ｂ，８１ｃはこれらのポートを結ぶ直線を第１羽根車
８１ｄの第１シャフト８１ｅからずらして第１ケーシン
グ８１ａに形成され、第２タービン８２の第１及び第２
ポート８２ｂ，８２ｃはこれらのポートを結ぶ直線を第
２羽根車８２ｄの第２シャフト８２ｅからずらして第２
ケーシング８２ａに形成される。第１排出管路７１のう
ち少なくとも第１ポート８１ｂに接続された他端近傍及
び第２排出管路７２のうち少なくとも第２ポート８１ｃ
に接続された一端近傍は第１及び第２ポート８１ｂ，８
１ｃを結ぶ直線の延長線上に設けられる。また第１吸入
管路９１のうち少なくとも第１ポート８２ｂに接続され
た他端近傍及び第２吸入管路９２のうち少なくとも第２
ポート８２ｃに接続された一端近傍は第１及び第２ポー
ト８２ｂ，８２ｃを結ぶ直線の延長線上に設けられる。
即ち、エアバッグ６１の空気が第１排出管路７１，第１
タービン８１及び第２排出管路７２を通って排出される
ときの第１羽根車８１ｄの回転方向と、大気中の空気が
第２吸入管路９２，第２タービン８２及び第１吸入管路
９１を通ってエアバッグ６１に流入するときの第２羽根
車８２ｄの回転方向とは同一になるように構成される。

【００２２】第２排出管路７２には第１逆止弁１０１が
設けられ、第２吸入管路９２には第２逆止弁１０２が設
けられる（図６）。第１逆止弁１０１は第２排出管路７
２の一端から他端への空気の流れを許容し、他端から一
端への空気の流れを阻止するように構成される。第２逆
止弁１０２は第２吸入管路９２の一端から他端への空気
の流れを阻止し、他端から一端への空気の流れを許容す
るように構成される。これによりエアバッグ６１の空気
は第１排出管路７１，第１タービン８１及び第２排出管
路７２を通って大気中に排出され、大気中の空気は第２
吸入管路９２，第２タービン８２及び第１吸入管路９１
を通ってエアバッグ６１に流入するように構成される。
また第１及び第２羽根車８１ｄ，８２ｄの第１及び第２
シャフト８１ｅ，８２ｅには第１及び第２駆動歯車１１
１，１１２がそれぞれ嵌着され、発電機１４の回転子軸
１４ａには上記第１及び第２駆動歯車１１１，１１２の
双方に噛合する従動歯車１１３が嵌着される（図７）。
上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。

【００２３】このように構成された発電装置では、受圧
板に自動車が載ると、エアバッグ６１の空気は第１給排
口６１ａから第１排出管路７１，第１タービン８１及び
第２排出管路７２を通って大気中に排出される。このと
きエアバッグ６１の空気は第２逆止弁１０２により阻止
され、第２給排口６１ｂから第１吸入管路９１，第２タ
ービン８２及び第２吸入管路９２を通って大気中に排出
されることはない。また上記エアバッグ６１の空気の圧
力により第１羽根車８１ｄは図６の実線矢印で示す方向
に回転し、発電機１４の回転子軸１４ａを所定の方向に
回転させる。

【００２４】一方、自動車が受圧板上を通り過ぎると、
エアバッグ６１は圧縮コイルばねの弾性力により膨張す
る。このためエアバッグ６１内，第１吸入管路９１内及
び第２ケーシング８２ａの第１ポート８２ｂ側が負圧に
なるので、第２吸入管路９２の他端から第２吸入管路９
２に空気が流入し、この空気が第２タービン８２及び第
１吸入管路９１を通って第２給排口６１ｂからエアバッ
グ６１に流入する。このとき大気中の空気は第１逆止弁
１０１により阻止され、第２排出管路７２，第１タービ
ン８１及び第１排出管路７１を通って第１給排口６１ａ
からエアバッグ６１に流入することはない。また上記流
入する空気の圧力により第２羽根車８２ｄは図６の二点
鎖線矢印で示す方向、即ち上記第１羽根車８１ｄと同一
方向に回転し、発電機１４の回転子軸１４ａを上記所定
の方向に回転させる。この結果、エアバッグ６１からの
空気の排出時及びエアバッグ６１への空気の吸入時のい
ずれにおいても、発電機１４の回転子軸１４ａを確実に
同一方向に回転させることができる。上記以外の動作は
第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を
省略する。

【００２５】図８〜図１０は本発明の第３の実施の形態
を示す。図８〜図１０において図２と同一符号は同一部
品を示す。この実施の形態では、羽根車２６のシャフト
２６ａと発電機１４の回転子軸１４ａとの連結部にワン
ウエイクラッチ１３１が設けられる。このワンウエイク
ラッチ１３１はシャフト２６ａに嵌着された内輪１３２
と、回転子軸１４ａに嵌着された外輪１３３とを有する
（図９及び図１０）。内輪１３２の外周面には円周方向
に延びかつ次第に深さが浅くなる複数の凹部１３２ａが
所定の間隔をあけて形成され、これらの凹部１３２ａに
は直径が次第に小さくなる複数の鋼球１３２ｂがそれぞ
れ収容される。またこれらの鋼球１３２ｂはばね１３２
ｃ（図１０）の弾性力により凹部１３２ａの浅い方に移
動するように付勢される。一方、外輪１３３は内輪１３
２に遊嵌され、外輪１３３の内周面に上記複数の鋼球１
３２ｂが当接可能に構成される。上記以外は第１の実施
の形態と同一に構成される。

【００２６】このように構成された発電装置では、エア
バッグから空気が排出されて羽根車２６のシャフト２６
ａが内輪１３２とともに図１０の実線矢印の方向に回転
すると、複数の鋼球１３２ｂが凹部の浅い方に移動する
ので、これらの鋼球１３２ｂが内輪１３２及び外輪１３
３の間に打込まれた楔の役割を果たし、外輪１３３が内
輪１３２に結合される。この結果、内輪１３２の回転力
が外輪１３３に伝達されて外輪１３３が一点鎖線矢印の
方向に回転するので、発電機１４の回転子軸１４ａが所
定の方向に回転する。一方、エアバッグに空気が流入す
るときに、もし羽根車２６のシャフト２６ａが内輪１３
２とともに破線矢印の方向に回転（逆転）しても、複数
の鋼球１３２ｂは凹部１３２ａの深さの深い方に移動
し、鋼球１３２ｂと外輪１３３又は内輪１３２との間に
隙間が発生するので、内輪１３２の回転力は外輪１３３
に伝達されず、内輪１３２は空転する。この結果、発電
機１４の回転子軸１４ａが逆転することはなく、回転子
軸１４ａの逆転を確実に防止することができる。上記以
外は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説
明を省略する。

【００２７】なお、上記第１〜第３の実施の形態では、
通行路として車両走行用道路を挙げ、この道路にエアバ
ッグを埋設したが、通行路は歩道（歩行者用道路）や、
人の往来の激しい駅，百貨店，病院，催し物会場又はこ
れらの周辺の地面や床等でもよく、これらの地中，地下
又は床下等にエアバッグを埋設してもよい。これらの場
合、エアバッグに付与される間欠的な圧力は上記歩道，
地面，床上等を歩行する歩行者により加えられる。ま
た、上記第１〜第３の実施の形態では、エアバッグを膨
張させる方向に付勢する弾性体として圧縮コイルばねを
用いたが、板ばねやラバー製のブロック等を用いてもよ
い。

【００２８】また、発電機１４として交流の電気エネル
ギーを発生する交流発電機（同期発電機等）を用いる場
合には、第１切換スイッチ４１の第１可動片４１ｂを第
１ＡＣ側接点４１ｅに切換えることにより、交流発電機
の発生した交流の電気エネルギーは整流用ダイオード４
１ｄにより整流されてバッテリ１６に蓄えられる。更
に、上記第１〜第３の実施の形態では、バッテリに蓄え
られた電気エネルギーを道路標識の発光ダイオードに供
給したが、これに限らず信号機，点滅灯，交通調査装置
（自動車の通過台数を調査する装置，自動車の速度を計
測する装置，制限速度を超過した自動車の写真を撮影す
る装置等）などに用いられる小型ランプ，エレクトロル
ミネセンス（ＥＬ），蛍光灯又はその他の電気エネルギ
ーにより駆動される部品などに供給してもよい。特にＥ
Ｌや小型ランプ等に交流の電気エネルギーを供給する場
合には、第２切換スイッチ４２の第２可動片４２ｂを第
２ＡＣ側接点４２ｅに切換えることにより、バッテリ１
６に蓄えられた直流の電気エネルギーがインバータ４２
ｄにより交流の電気エネルギーに変換されてＥＬや小型
ランプ等に供給される。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、通
行路に埋設されたエアバッグに通行路表面から間欠的な
圧力を加えてエアバッグの空気を給排し、この空気の給
排により発生した空気圧によりタービンの羽根車を回転
させ、更にこの羽根車の回転力により発電機を駆動して
電気エネルギーを発生したので、比較的簡単な構成で発
電することができる。また通行路表面からの間欠的な圧
力を通行路を走行する車両又は通行路を歩行する歩行者
により付与すれば、車両の通常の走行又は歩行者の通常
の歩行によりエアバッグの圧縮及び膨張が繰返され、発
電のために特にエネルギーを消費することはない。この
結果、エネルギーを有効利用できる。

【００３０】また通行路に埋設されたエアバッグの空気
を通行路表面からの圧力により給排口から排出し、エア
バッグ内の弾性体が上記通行路表面からの圧力の除去時
にエアバッグを膨張させて給排口からエアバッグに空気
を供給し、エアバッグへの空気の給排により回転する羽
根車を有するタービンを上記給排口に接続し、更にこの
羽根車に発電機の回転子軸を連結して発電機の発生した
電気エネルギーをバッテリに蓄えるように構成すれば、
エアバッグに通行路表面から圧力が加わると、エアバッ
グは弾性体の弾性力に抗して押し潰される。このときエ
アバッグの空気は圧縮されて給排口から排出され、羽根
車に吹き付けられるので、羽根車は所定の方向に回転す
る。この結果、羽根車の回転力により発電機の回転子軸
が羽根車と同一方向に回転するので、この発電機により
発生した電気エネルギーはバッテリに蓄えられる。

【００３１】また羽根車をエアバッグからの空気の排出
時及びエアバッグへの空気の流入時のいずれにおいても
同一方向に回転可能に構成すれば、通行路表面から加わ
った圧力を除去すると、エアバッグは弾性体の弾性力に
より膨張する。このときエアバッグ内が負圧になり、大
気中からタービンに空気が流入するので、この空気がタ
ービンの羽根車に吹き付けられ、羽根車がエアバッグか
らの空気の排出時と同一方向に回転する。この結果、発
電機の回転子軸もエアバッグからの空気の排出時と同一
方向に回転するので、発電機の発電効率は向上する。更
に羽根車と発電機の回転子軸との連結部にワンウエイク
ラッチを設ければ、たとえエアバッグへの空気の流入時
に、タービンの羽根車がエアバッグからの空気の排出時
と逆方向に回転しても、ワンウエイクラッチにより上記
羽根車の逆転時の回転力が発電機の回転子軸に伝達され
ない。この結果、発電機の回転子軸の逆転を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施形態の空気圧による発電装置を
示す図２のＡ−Ａ線断面図。

【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図。

【図３】その発電装置のバッテリを含む電気回路図。

【図４】その発電装置のエアバッグを交差点付近の道路
に埋設した状態を示す平面図。

【図５】道路に埋設されたエアバッグと、発電機及び道
路標識の接続状況を示す斜視図。

【図６】本発明の第２実施形態を示す図７のＣ−Ｃ線断
面図。

【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図。

【図８】本発明の第３実施形態を示す図２に対応する断
面図。

【図９】図８のＥ部拡大断面図。

【図１０】図９のＦ−Ｆ線断面図。

【符号の説明】

１０ 発電装置 １１，６１ エアバッグ １１ａ，６１ａ，６１ｂ 給排口 １２ 圧縮コイルばね（弾性体） １３，８１，８２ タービン １４ 発電機 １４ａ 回転子軸 １６ バッテリ １７ 車両走行用道路（通行路） ２０ 自動車（車両） ２６，８１ｄ，８２ｄ 羽根車 １３１ ワンウエイクラッチ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通行路(17)に埋設されたエアバッグ(11,
   61)に通行路(17)表面から間欠的な圧力を加えて前記エ
   アバッグ(11,61)の収縮及び膨張を繰返すことによりエ
   アバッグ(11,61)の空気を給排し、この空気の給排によ
   り発生した空気圧によりタービン(13,81,82)の羽根車(2
   6,81d,82d)を回転させ、更に前記羽根車(26,81d,82d)の
   回転力により発電機(14)を駆動して電気エネルギーを発
   生する空気圧による発電方法。
2. 【請求項２】 通行路(17)表面からの間欠的な圧力が前
   記通行路(17)を走行する車両(20)又は前記通行路を歩行
   する歩行者により付与される請求項１記載の空気圧によ
   る発電方法。
3. 【請求項３】 通行路(17)に埋設され給排口(11a,61a,6
   1b)を有し内部の空気が通行路(17)表面から加わる圧力
   により前記給排口(11a,61a,61b)から排出されるように
   構成されたエアバッグ(11,61)と、 前記エアバッグ(11,61)内に設けられ前記通行路(17)表
   面からの圧力の除去時に前記エアバッグ(11,61)を膨張
   させることにより前記給排口(11a,61a,61b)から前記エ
   アバッグ(11,61)に空気を供給する弾性体(12)と、 前記給排口(11a,61a,61b)に接続され前記エアバッグ(1
   1,61)への空気の給排により回転可能な羽根車(26,81d,8
   2d)を有するタービン(13,81,82)と、 回転子軸(14a)が前記羽根車(26,81d,82d)に連結された
   発電機(14)と、 前記発電機(14)により発生した電気エネルギーを蓄える
   バッテリ(16)とを備えた空気圧による発電装置。
4. 【請求項４】 羽根車(26,81d,82d)がエアバッグ(11,6
   1)からの空気の排出時及び前記エアバッグ(11,61)への
   空気の流入時のいずれにおいても同一方向に回転可能に
   構成された請求項３記載の空気圧による発電装置。
5. 【請求項５】 羽根車(26)と発電機(14)の回転子軸(14
   a)との連結部にワンウエイクラッチ(131)が設けられた
   請求項３又は４記載の空気圧による発電装置。