JP2001020852A

JP2001020852A - 発電装置及び標識装置

Info

Publication number: JP2001020852A
Application number: JP11196165A
Authority: JP
Inventors: Kikiyo Inokuchi; 貴教井ノ口; Kiyohide Nakao; 清秀中尾
Original assignee: TOKUDEN COSMO KK
Current assignee: TOKUDEN COSMO KK
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2001-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】車両が通過するときの外部荷重を利用して発
電し、その電力によって表示灯を点けて標識の被視認性
を高める。【解決手段】路面Ｒに発電装置５０を埋設し、路面Ｒ
を走行する車両Ｃのタイヤが受圧部５１を踏むときの外
部荷重で発電機構が作動するようにする。標識体５３の
表示灯５３ａと発電装置５０はケーブル５２を介して接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電装置及び標識
装置に関し、詳しくは、路面に設置され、道路通行体を
利用して発電するようにした発電装置、及びその発電装
置より電力の供給を受けて道路に関する設置物を発光さ
せるようにした標識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、道路標識や工事標識の夜間の被視
認性を高めるために標識灯や表示灯が使用されており、
その電源としては商用電源の他、エンジン発電機や電池
などがある。ところが、商用電源では工事や保守に費用
がかかるし、そもそも引込線が近くまで来ていないと利
用できない。また、エンジン発電機や電池では燃料補給
や電池交換に工数がかかるといった問題がある。このた
め、近年では、メンテナンスの手間をかけなくても済む
ように太陽電池を備えたソーラー式標識灯（道路鋲など
も含む。）の使用が増えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ソ
ーラー式標識灯は、日陰やトンネルなどを設置場所に選
ぶことができず、また、日照の良い場所に設置しても天
気の悪い日が続くと機能を発揮できなくなるという問題
がある。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、天候等の外的要素に影響を受けず安定した電
力供給を可能とするべく道路通行体を利用して発電する
ことを一つの目的とし、また、その電力にて道路に関す
る設置物を発光させる標識装置の提供をもう一つの目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このために、以下のよう
な発電装置及び標識装置を創作した。すなわち、第１の
発明は、路面に設置され道路通行体による外部荷重を受
ける受圧部と、その受圧部が外部荷重から受けたエネル
ギーを電力に変換する電力変換部とを備えてなる発電装
置である。上記の「道路通行体」は、道路を通行する自
動車、自動二輪車、自転車等の車両及びそれらの付属物
は勿論、通行人等も広く含む意である。また、ここでい
う「道路」は公道に限らず、道路通行体の通行が予定さ
れる場所、例えば歩道、自転車専用路、私道、構内通
路、道路以外の場所への出入り口等の全てを含む。

【０００６】上記の発電装置は、道路通行体による外部
荷重を受圧部で受け、その物理エネルギーを電力変換部
にて電力に変換する。すなわち、天候等の不確定要素に
左右されずに道路通行体を利用して発電するものである
から、得た電力を外部負荷に供給して、例えば、標識灯
や表示灯を点けたり道路標識等の照明用電源として利用
することができる。

【０００７】ところで、上記受圧部と電力変換部との間
に以下のような伝達機構を好適に備えることができる。 (1) 受圧部に連結するラックと、電力変換部が有する発
電機軸に連結するピニオンとが歯合するように構成した
もの。この伝達機構は、一方向に加えられる外部荷重を
ラック・ピニオンで回転運動に変えて発電機軸を回転駆
動する。なお、必要に応じて伝達機構に増速機構、はず
み車、復帰用スプリング等を介在させることができる。

【０００８】(2) 管路内を流動する作動流体にて電力変
換部が有する発電機軸に連結する回転体を回すように構
成したもの。この伝達機構では、作動流体を介してター
ビン等の回転体にエネルギー伝達がなされる。したがっ
て、受圧部及び伝達機構を、例えば、柔軟な袋体やチュ
ーブで形成することができ、それらを路面等に載置する
ことができるので設置や移設が容易になる。

【０００９】(3) 受圧部に弾性体を介して接続されその
受圧部とともに振動可能に形成された振動部材によって
電力変換部が有するコイルとマグネットを相対運動させ
るように構成したもの。この伝達機構では、受圧部に外
部から振動が加えられたときに振動部材が振動し、その
振動部材によって電力変換部のコイルとマグネットが相
対運動して発電する。すなわち、振動エネルギーを電力
に変換するのに適する。

【００１０】また、第２の発明は、路面に設置され道路
通行体による外部荷重を受ける受圧部と、その受圧部が
外部荷重から受けたエネルギーを電力に変換する電力変
換部と、その電力変換部より電力の供給を受けて発光す
る道路設置物とを備えてなる標識装置である。ここでい
う「道路通行体」は、前記した請求項１の場合と同様に
定義される。また、「道路設置物」は、道路標識、警告
表示標識、視線誘導標識、中央分離帯、ガードレール、
道路縁石、道路鋲その他の道路に関する設置物であって
自ら発光して被視認性を高めるように形成されたものの
ほか、当該設置物自身あるいは付近を照明するランプ類
やＬＥＤ等の照明具、及び標識灯、表示灯、回転灯など
の発光体を含む。

【００１１】上記の標識装置では、車両等の外部荷重が
受圧部にかかったときのエネルギーを電力変換部にて電
力に変換し、その電力でもって道路設置物を発光させて
いる。すなわち、車両等が乗り上げたりあるいは通過す
ることにより作動するものとなり、天候の影響を受けず
に確実に発光して標識としての機能を発揮することがで
きる。なお、電力変換部と発光装置の位置関係は、道路
に関する設置物（例えば道路標識）の用途によって異な
り、両者をほぼ同じ位置に設けても良いし、適宜な距離
をとるようにしても構わない。

【００１２】また、第３の発明は、請求項２に記載の標
識装置において、前記受圧部の変位を前記電力変換部に
伝達する伝達機構を備え、かつ、前記受圧部から外部荷
重が取り除かれたときにその受圧部を変位前の位置に復
帰せしめる付勢機構を備えたことを特徴とする。

【００１３】この標識装置は、受圧部を変位させる外部
荷重のエネルギーが伝達機構を介して電力変換部へ伝達
され、また、変位した受圧部は、外部荷重が取り除かれ
ると、ばね等の付勢機構の作用で変位前の位置に復帰す
る構成であるから、一方向の外部荷重が不定期かつ間欠
的にかかる場合に適する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て説明する。〔第１実施形態〕図１は、ラック・ピニオン式の伝達機
構を有する発電装置１０の構成を示す図である。同図に
示すように、路面Ｒに埋設されるフレーム１１の案内部
１１ａにラック部材１２が上下方向にスライド自在に支
持され、ラック部材１２のラックに噛み合うピニオン１
３がフレーム１１の支持部１１ｂに回動自在に軸支され
ている。ラック部材１２の上端には受圧部を構成する受
圧板１４が設けられ、受圧板１４は付勢機構としてのス
プリング１５にて上向き、すなわち、路面から突出する
ように付勢される。フレーム１１には発電機１６が取り
付けてあり、発電機軸１６ａとピニオン１３の間がベル
ト１７等の伝動部材にて接続されている。なお、ベルト
１７を掛けるベルト車１３ａ，１６ｂは適宜な増速比に
設定される。

【００１５】路面Ｒから盛り上がって位置する受圧板１
４にはゴム等の柔軟なカバー１８を被せて、異物の噛み
込みを防ぐとともに、なだらかな裾を形成して通行車両
が乗り越え易いようにする。なお、通行車両に及ぼすシ
ョックをなるべく小さくするために、受圧板１４の設置
高さは路面Ｒから７ｍｍを越えないのが良い。

【００１６】この発電装置１０は、上述したように、路
面Ｒに埋設して使用する。そして、通行車両のタイヤが
受圧板１４を踏みつけると、その荷重により受圧板１４
と共にラック部材１２が下降してピニオン１３が回転
し、ピニオン１３を回転させるトルクはベルト１７を介
して発電機軸１６ａに伝達され、発電機１６が回って発
電がなされる。発電機１６には配電盤（図示省略）が接
続されており、外部の負荷に対して電力を供給すること
ができる。車両が通過した後は、受圧板１４はスプリン
グ１５のばね力で変位前の元の高さ位置に持ち上げられ
る。

【００１７】すなわち、発電装置１０の電力変換部は上
記のように構成され、一方向に加えられる外部荷重をラ
ック・ピニオン式の伝達機構で回転運動に変えて発電機
を回転駆動する一方、外部荷重が取り除かれたときには
付勢機構の作用で元の状態に復帰するようになってい
る。したがって、通行車両による路面荷重のように、不
定期かつ間欠的にかかる一方向荷重を動力源にして発電
する用途に適している。なお、伝達機構にワンウェイク
ラッチやはずみ車を備えて運転を滑らかにすることがで
きる。

【００１８】〔第２実施形態〕図２は、作動流体を媒体
とする伝達機構を備えた発電装置２０の構成を示す図で
ある。同図に示すように、ゴム等で柔軟な袋状に形成さ
れ作動流体（本例では油）を充満した容器２１が路面Ｒ
に載置され、容器２１には作動流体を外部に導いて循環
させるための２本の配管２２ａ，２２ｂが接続されてい
る。吐出側の配管２２ａは逆止め弁２３ａを介してモー
タ（本例では油圧モータ）２４に接続され、流入側の配
管２２ｂは逆止め弁２３ｂを介してタンク２５に接続さ
れている。また、モータ２４は発電機２６に連結され、
モータ２４を回した作動流体は配管２２ｃでタンク２５
へ導かれる。なお、容器２１内には、外部荷重が取り除
かれたときに容器２１の上面を持ち上げて膨らますため
のスプリング２８が装着されていて、タンク２５内の作
動流体が容器２１に戻るようになっている。作動流体と
しては、油以外に水あるいは適宜な液体を選択すること
ができる。なお、作動流体の使用量は比較的少量で済む
が、たとえ少量でも故障時に環境汚染の心配のない液体
を使用することが好ましい。

【００１９】上記のように、発電装置２０は作動流体を
媒体とする伝達機構を備えている。したがって、受圧部
及び伝達機構（上記の例では容器２１と配管２２ａ，２
２ｂ）を、例えば、柔軟な袋体やチューブで形成してそ
れらを路面等に載置することができるので設置が容易に
なる。また、移設も簡単にできる。

【００２０】〔第３実施形態〕図３は、振動部材を有す
る伝達機構を備えた発電装置３０の構成を示す図であ
る。同図に示す受圧板３１は、端部が路面に設けられた
窪みの周縁部に支持された状態で設置されており、その
上を通行車両が通過したときに受圧板３１が大きくたわ
むように形成されている。その受圧板３１の下面に取り
付けられたスプリング３２を介して振動部材３３が支持
され、振動部材３３に固定されたマグネット３４がコイ
ル３５に挿通されている。すなわち、受圧板３１が変位
すると振動部材３３と共にマグネット３４がコイル３５
の軸線に沿って上下に振動する。コイル３５は制御装置
３６に接続され、マグネット３４の振動により発電した
電力を制御装置３６から外部の負荷に供給する。なお、
制御装置３６は整流回路及び電圧調整回路を有してお
り、付属のバッテリー３７を充電するようになってい
る。

【００２１】上記の発電装置３０は、振動部材によって
コイルとマグネットを相対運動させるように構成したも
のであり、構成が簡素であるから故障し難く、また、外
部荷重が取り除かれても振動が減衰するまで発電をする
ことが可能である。なお、上記のスプリング３２は必須
ではなく、受圧板３１自体が弾性体で形成されあるいは
弾性体部を有し、吊り下げたマグネット３４を容易に振
動させるものとしても良い。なお、マグネットではなく
コイルを振動させても構わない。

【００２２】また、前記発電装置２０，３０を組み合わ
せて、作動流体によってコイルとマグネットを相対運動
させるように構成することができる。この場合は、コイ
ルあるいはマグネットの運動方向を任意（例えば水平）
に設定できるので設計上の自由度が増す。

【００２３】この他の電力変換部として、受圧部に圧電
素子を配し、圧電効果を発電に利用することも考えられ
る。

【００２４】次に、本発明の実施形態に係る標識装置を
図面に基づいて説明する。〔第４実施形態〕図４は、標識装置の構成を示す図であ
る。同図に示すように、標識装置は、発電装置５０から
延びるケーブル５２が標識体（本発明でいう道路設置
物）５３の表示灯（発光体ともいう）５３ａに接続され
てなる構成である。発電装置５０には前述した発電装置
１０，２０，３０のいずれかを使用し、表示灯５３ａに
は、ランプやＬＥＤ等を使用する。図示した標識体５３
にはスタンド付きのものを例示したが、発光機能を有す
る道路標識や案内標識でも良く、それらの標識を照明灯
で照らす構成であっても良い。なお、ケーブル５２を無
くして、表示灯５３ａと発電装置５０を一体化すること
も可能である。

【００２５】上記の標識装置では、路面Ｒを走行する車
両Ｃのタイヤが受圧部５１を踏むことにより発電がなさ
れ、その電力でもって表示灯５３ａが点灯し、あるいは
付設されている標識が照らし出される。すなわち、車両
等が乗り上げあるいは通過することにより作動するもの
であるから、天候の影響を受けずに確実に発光して、標
識の被視認性を高めることができる。すなわち、この標
識装置は、従来の太陽電池式のものでは雨天や降雪時に
機能が発揮できないという不都合を回避でき、バッテリ
ー式のものが必要とするメンテナンスが不用であり、例
えば、電源のない山間地で仮設の信号機等を低コストで
設置することが可能になる。

【００２６】〔その他の実施形態〕上述の実施形態に係
る発電装置はいずれも路面に設置されているが、道路通
行体が発電装置を有していても良い。その例としては、
靴に設けた受圧部と、歩行による体重の変化によりその
受圧部が受けたエネルギーを電力に変換する電力変換部
と、その電力変換部より電力の供給を受けて発光する発
光体とを備えた構成の標識装置を挙げることができる。
なお、受圧部、電力変換部及び発光体は、前述の実施形
態で説明したものと同様のものを小型化して使用する。

【００２７】この標識装置は移動可能であり、道路作業
員や交通整理員の靴底に受圧部を設け、電力変換部と発
光体及び付随する制御装置は身につけるように形成し
て、例えば安全チョッキに装着したＬＥＤ等を歩行時に
発電した電力でもって点滅させて安全確保を図ることが
できる。この他、当業者の知識に基づき、種々の変更を
加えた態様で本発明を実施し得ることは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】本発明の発電装置によれば、車両等が通
過するときの外部荷重を利用して簡易かつ確実に発電す
ることができる。また、本発明の標識装置は、天候等に
左右されず車両等の通過に基づいて発光するから、場所
を選ばず設置でき、確実に作動して標識の被視認性を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る発電装置の構成を示す図で
ある。

【図２】第２実施形態に係る発電装置の構成を示す図で
ある。

【図３】第３実施形態に係る発電装置の構成を示す図で
ある。

【図４】第４実施形態に係る標識装置の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

５０発電装置５１受圧部５２ケーブル５３標識体（道路設置物）５３ａ表示灯Ｃ車両Ｒ路面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】路面に設置され道路通行体による外部荷
重を受ける受圧部と、その受圧部が外部荷重から受けた
エネルギーを電力に変換する電力変換部とを備えてなる
発電装置。
【請求項２】路面に設置され道路通行体による外部荷
重を受ける受圧部と、その受圧部が外部荷重から受けた
エネルギーを電力に変換する電力変換部と、その電力変
換部より電力の供給を受けて発光する道路設置物とを備
えてなる標識装置。
【請求項３】前記受圧部の変位を前記電力変換部に伝
達する伝達機構を備え、かつ、前記受圧部から外部荷重
が取り除かれたときにその受圧部を変位前の位置に復帰
せしめる付勢機構を備えた請求項２に記載の標識装置。