JP2003233894A - 車両報知装置及び車両検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定領域へ車両が進入したこと報知したり検
出したりするために、外部からの電力の供給が不要で、
かつ安価な装置及びシステムを提供することを課題とす
るものである。 【解決手段】 車両報知装置２は、圧電素子２１と衝突
部材２２を具備し所定領域９１に進入した車両９２によ
る外力で衝突部材２２が圧電素子２１に衝突して発電す
る発電部２０と、この発電部２０で発生した電力により
車両９２が所定領域９１に進入したことを報知する報知
部が備えられる。車両検出システム１は、車両報知装置
２と、この車両報知装置２から離間して設置され車両報
知装置２から発信される信号を受信する検出装置５とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定領域に進入し
たり通過したりする車両について検出を行う装置及びシ
ステムに関する技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】車両には、自動車や二輪車、列車等が含
まれるが、これらの走行に関する検出を行ってこの検出
を様々な用途に利用したいという要望がある。車両が自
動車や二輪車の場合には、走行する車両の台数の計数
や、特定の領域に出入りする車両の検出、あるいは規定
速度以上で走行する車両の検出等が、従来から行われ様
々な検出装置が提案されている。

【０００３】この種の装置としては、車両に踏まれて作
動する圧力センサや、車両の存在を検出するループコイ
ル式磁気センサや、超音波あるいは赤外線を出力しその
反射波を検出するセンサや、ＴＶカメラで監視し画像処
理により検出する装置等が知られている。

【０００４】また、車両が列車の場合にも、列車の運行
時の走行においては様々な検出が行われているが、例え
ば、夜間等に線路や線路近辺の点検、工事の際には運行
時の検出とは異なっている。この場合には、走行する列
車から作業者を退避させ安全を確保するために、現場に
接近する列車を検出して作業者に知らせることが行われ
ている。しかし、線路等の点検や工事はいつも一定の場
所で行われるのではなく、通常は時間や日にちにより場
所を変えて実施される。すなわち、検出したい列車の場
所や検出の結果を知らせる場所が常に一定ではない。そ
のため、自動車等の検出のように特定の装置を固定的に
設置するのは適切ではなく、結果的に警備員を配置し人
の目で列車の接近を検出することが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】車両が自動車や二輪車
の検出で利用されるセンサや装置は、電力により動作す
るため何らかの手段でこれらに電力を供給する必要があ
るが、車両の通行を検出するためにこれらはいずれも路
面や路面近傍に設置されなければならない。そのため例
えば電力に電池を利用するタイプでは定期的に電池の交
換が必要で、電池交換のために車両の通行の規制が生じ
たり、交換作業が煩雑であったりするため合理的ではな
かった。また、ソーラーバッテリーを利用するタイプで
は、路面上に受光部を設置できないので、受光部を設け
た位置（路肩等）からの配線工事が必要となり、電力線
から電力を供給する場合と同様に、配線工事のための設
置コストが嵩むという問題があった。

【０００６】車両が列車の検出の場合には、警備員によ
る検出であるため人的ミスで検出が遅れたり検出しなか
ったりすることが心配される。また、検出のために警備
員を配置するのは、人件費が嵩むという問題もあった。

【０００７】このような課題を考慮して、本発明は、所
定領域へ車両が進入したこと報知したり検出したりする
ために、外部からの電力の供給が不要で、かつ安価な装
置及びシステムを提供することを課題とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の車両報知装置は次のような手段を採用す
る。

【０００９】すなわち、請求項１では、圧電素子と衝突
部材を具備し所定領域に進入した車両による外力で衝突
部材が圧電素子に衝突して発電する発電部と、この発電
部で発生した電力により車両が所定領域に進入したこと
を報知する報知部が備えられる。

【００１０】この手段では、所定領域に車両が進入する
と、車両による外力に基づいて発電部が振動し衝突部材
が圧電素子に衝突して発電部が自己発電する。そして、
この発電された電力で所定領域に車両が進入したことが
報知され、外部に認識される。なお、所定領域に進入し
た車両は、そのまま通過してもよい。また、車両には自
動車、二輪車、列車等が含まれる。

【００１１】また、請求項２では、請求項１記載の車両
報知装置において、外力が車両の車輪による押圧力であ
ることを特徴とする。

【００１２】この手段では、所定領域に進入した車両の
車輪に踏まれることで発生する押圧力が発電部に加えら
れることで、衝突部材が圧電素子に衝突して発電する。

【００１３】また、請求項３では、請求項１記載の車両
報知装置において、外力が車両の走行により発生する風
力であることを特徴とする。

【００１４】この手段では、所定領域に進入した車両の
走行により発生する風力が発電部に加えられることで、
衝突部材が圧電素子に衝突して発電する。

【００１５】また、請求項４では、請求項１記載の車両
報知装置において、外力が車両の走行により発生する振
動であることを特徴とする。

【００１６】この手段では、所定領域に進入した車両の
走行により発生する振動が発電部に加えられることで、
衝突部材が圧電素子に衝突して発電する。

【００１７】また、請求項５では、請求項１から４のい
ずれかに記載の車両報知装置において、外力を発電部に
伝達するための伝達部が設けられることを特徴とする。

【００１８】この手段では、外力が伝達部を介して発電
部に伝達されて、衝突部材が圧電素子に衝突して発電す
る。

【００１９】また、請求項６では、請求項１から５のい
ずれかに記載の車両報知装置において、発電部を支持す
るための基部と、弾性を有し発電部と基部とを連結する
とともに、車両による外力で衝突部材が圧電素子への衝
突を繰り返すよう発電部を振動させる弾性部とが備えら
れることを特徴とする。

【００２０】この手段では、一度外力が加えられると、
弾性部の弾性により発電部が振動状態に入り、圧電素子
への衝突部材の衝突が繰り返され発電が連続して発生す
る。これにより、一度の外力で大きな電力を発電部に発
生させることができる。

【００２１】また、請求項７では、請求項６記載の車両
報知装置において、弾性部はバネ定数に方向性を有する
弾性体からなり、弾性部の最も小さいバネ定数の方向
を、衝突部材が圧電素子に衝突する方向と一致させるよ
う発電部に取り付けられることを特徴とする。

【００２２】この手段では、弾性部は、衝突部材が圧電
素子に衝突する方向に最も変位しやすく、その他の方向
へは変位しにくくなる。そのため、任意の方向から外力
が加わったときに、圧電素子への衝突部材の衝突を妨げ
る動きが抑制されるとともに、圧電素子へ衝突部材が衝
突する方向への動きに転換されやすくなる。

【００２３】また、請求項８では、請求項１から７のい
ずれかに記載の車両報知装置において、報知部では、車
両による外力を受けたタイミングに応じて信号を発信す
ることを特徴とする。

【００２４】この手段では、所定領域に車両が進入する
と、車両による外力が発電部に加えられて発電し、この
電力により外力を受けたタイミングに応じて信号が発信
されるため、この信号で所定領域への車両の進入のタイ
ミングを外部で認識することが可能となる。

【００２５】また、上記課題を解決するために、本発明
の車両検出システムでは次のような手段を採用する。

【００２６】すなわち、請求項９では、請求項８記載の
車両報知装置と、車両報知装置から離間して設置され車
両報知装置から発信される信号を受信する検出装置とが
備えられる。

【００２７】この手段では、車両が所定領域に進入し、
このタイミングに応じて車両報知装置の発信部から発信
された信号が、離れた位置に設けられた検出装置で受信
される。検出装置は、信号の受信可能な任意の位置に設
定され、その位置で所定領域への車両の進入が検出され
る。

【００２８】また、請求項１０では、請求項９記載の車
両検出システムにおいて、検出装置では受信した信号を
計数することにより所定領域に進入した車両の台数を検
出することを特徴とする。

【００２９】この手段では、離間した位置に設けられた
検出装置で、所定領域に進入した車両の台数が検出され
る。なお、所定領域に進入した車両は、そのまま通過し
てもよい。

【００３０】また、請求項１１では、請求項９記載の車
両検出システムにおいて、少なくとも２つの車両報知装
置を車両の進行可能な方向に沿って配置し、検出装置で
は各車両報知装置から受信する信号の順番により車両の
進行方向を検出することを特徴とする。

【００３１】この手段では、車両の進行可能な方向に沿
って、少なくとも２つ並べて配置された車両報知装置
が、それぞれの所定領域を車両が通過したタイミングで
信号を発信するため、検出装置で各車両報知装置から発
信される信号の順番を検出することにより、進行可能な
方向のどちら向きに車両が通過したかが検出される。

【００３２】また、請求項１２では、請求項９記載の車
両検出システムにおいて、少なくとも２つの車両報知装
置を間隔が車両の前輪と後輪の間隔以下になるよう車両
の進行可能な方向に沿って配置し、検出装置では各車両
報知装置から受信する信号の時間差により車両の速度を
検出することを特徴とする。

【００３３】この手段では、車両の進行可能な方向に並
べて配置された少なくとも２つの車両報知装置が、それ
ぞれの所定領域に車両が進入するタイミングで信号が発
信される。この場合には、車両として自動車または二輪
車を想定し、各車両報知装置はその間隔が車両の前輪と
後輪の間隔以下になるように設置される。そして、検出
装置では、上流側の車両報知装置を通過した車両による
発信に続いて、下流側の次の車両報知装置を通過した車
両による発信を受信すると、これらの発信はいずれも同
一車両の同一車輪の通過で発信したと判別できる。そし
て検出装置では、これらの信号を受信した時間の差によ
り通過した車両の速度が検出される。

【００３４】また、請求項１３では、請求項９記載の車
両検出システムにおいて、少なくとも２つの車両報知装
置を、所定領域に進入した車両の重量により外力の伝達
の有無に差が生じるよう路面下に配置し、検出装置では
受信した信号がどの車両報知装置から発信されたかを識
別することにより車両の重量を検出することを特徴とす
る。

【００３５】この手段では、所定領域に進入した車両の
重量の大小により、外力の伝達の有無に差（外力を受け
るものと受けないもの）が生じるように、少なくとも２
つの車両報知装置が配置される。そして外力が伝達され
た車両報知装置からは信号が発信され、外力が伝達され
なかった車両報知装置号からは信号が発信されない。検
出装置では、それぞれの車両報知装置からの信号を識別
できるようにしておくことで、受信した信号が、どの車
両報知装置から発信された信号かが検出される。そし
て、この受信した信号の識別で、検出装置では所定領域
にどの程度の重量の車両が進入したかを検出することが
でき、これにより車両の種類、例えば自動車、二輪車を
判別することが可能となる。

【００３６】

【発明の実施の形態】まず、本発明の実施の形態（１）
として車両報知装置とこれを用いた車両検出システムに
ついて、図面に基づいて説明する。図１は実施の形態
（１）の車両検出システムの概念図、図２は実施の形態
（１）の車両検出システムのブロック図、図３は実施の
形態（１）の車両報知装置の断面図、図４は実施の形態
（１）の車両報知装置の発電部の断面図、図５は実施の
形態（１）の車両報知装置の詳細なブロック図、図６、
図７は実施の形態（１）の車両報知装置の回路図、図
８、図９は実施の形態（１）の車両報知装置の応用例を
示す断面図である。

【００３７】実施の形態（１）の車両報知装置２は、圧
電素子２１と衝突部材２２を具備し所定領域９１に進入
した車両９２による外力で衝突部材２２が圧電素子２１
に衝突して発電する発電部２０と、この発電部２０で発
生した電力により車両９２が所定領域９１に進入したこ
とを報知する報知部が備えられる。

【００３８】車両９２としては、自動車（乗用車、バ
ス、トラック等、大きさや車種に関係なく含む）、二輪
車、列車等が含まれるが、実施の形態（１）では自動車
または二輪車を想定して説明する。また、実施の形態
（１）では車両９２による外力は、車両９２の車輪９３
で押圧される押圧力であるとし、押圧による外力を発電
部２０に伝達するための伝達部４０が設けられている。

【００３９】実施の形態（１）では、報知部は伝達部４
０が車輪９３により押圧されるタイミングに応じて信号
を発信する発信部３２である。発信される信号は、ここ
では無線信号を発信するが、そのほかに超音波信号、光
信号、赤外線信号、音波信号等でもよい。そして、本発
明の車両検出システム１は、上記車両報知装置２と、こ
の車両報知装置２から離間して設置され車両報知装置２
から発信される信号を受信する検出装置５とを備えてい
る。

【００４０】所定領域９１は、車両に関して検出したい
領域として路面９４に設けられている。伝達部４０は、
実施の形態（１）では、所定領域９１内で、検出しよう
とする車両９２の車輪９３が直接、確実に踏みつける位
置に設けられている。しかし、伝達部４０は、他の部材
を介して車両９２が間接的に押圧するよう構成してもよ
いし、所定領域９１に進入した車両９２による外力を伝
達することができれば、路面９４の一部として設けて
も、路面９４の上に設けても、路面９４の下に設けて
も、あるいは路面９４以外の場所に設けても、いずれで
もよい。伝達部４０は、車輪９３に押圧されると発電部
２０に外力を伝達する部材で、全体に弾性または可撓性
を有していることが好ましい。具体的には、ゴム材、ゲ
ル材、ばね材等で、これらを組み合わせても良い。実施
の形態（１）では、伝達部４０を除く車両報知装置２
は、車両９２の通行を妨げないように全体が路面９４の
下に設けられている。

【００４１】車両検出システム１では、図２のブロック
図に示すように発電部２０の出力が回路部３０に取り出
される。回路部３０には、発電部２０で発生した交流電
力を整流して充電する充電部３１と上述の発信部３２と
が備えられている。そして、発信部３２から発信された
信号は、検出装置５の受信部５１に受信され、所定領域
９１に進入した車両９２に関する情報が検出部５２で検
出される。

【００４２】また、車両報知装置２の構成としては、発
電部２０を支持する基部４１と、弾性を有し発電部２０
と基部４１とを連結するとともに、車両９２から伝達さ
れた外力により衝突部材２２が圧電素子２１への衝突を
繰り返すよう発電部２０を振動させる弾性部４２とが備
えられている。

【００４３】車両報知装置２の構成図の一例を図３に示
すが、図示した配置や形状に限定するものではない。ま
ず、発電部２０、回路部３０、基部４１、弾性部４２が
伝達部４０で包囲されており、伝達部４０は、ここでは
内部空間４７を有する直方体形状にゴム材を用いて形成
されている。そして、伝達部４０の上面４５が路面９４
と同一平面に設けられている。伝達部４０の鉛直方向の
側面４６には、発電部２０を支持する基部４１が埋設さ
れ、この基部４１と発電部２０（回路部３０も併設され
ている）とが基部４１から水平方向に突出するよう取り
付けられた弾性部４２で連結されている。弾性部４２は
弾性を有しており、外力を受けて発電部２０を振動させ
る。

【００４４】各部の構成についてさらに説明する。まず
発電部２０の構成を、図４を用いて説明する。箱形のハ
ウジング２３の内部の相対する壁側にそれぞれ取り付け
た圧電素子２１に、ハウジング２３の内部で転動する衝
突部材２２が衝突するように構成されている。衝突部材
２２はボールからなっている。圧電素子２１は、ＰＺＴ
系の２枚の板形の圧電セラミックス板２１１、２１２を
分極が互いに逆になるように接合することにより、直列
に接続された発電構成として分極による打ち消しが防止
されて発電性能が高められるようになっている。また、
圧電素子２１は、板形のクッション材２５の中央部分に
のみ接着剤２４（接着以外の固着方法でもよい）で部分
的に接着され、クッション材２５は接着剤２４でハウジ
ングに固定されている。従って、衝突部材２２の衝突の
衝撃から圧電素子２１が保護されるとともに、圧電セラ
ミックス板２１１、２１２の振動が継続されて発電性能
が高められるようになっている。そして、圧電素子２１
の表裏面に形成された膜状の電極（図示されていない）
には、リード線２６１〜２６４がそれぞれ接続されて回
路部３０に引き出される。また、圧電素子２１の表面
（衝突部材２２が衝突する面）には衝突部材２２の衝撃
から圧電素子２１を保護する薄板形のプロテクタ２７が
固着されている。また、相対する圧電素子２１の間に
は、衝突部材２２の転動移動の方向を規制して正確に圧
電素子２１のプロテクタ２７が固着された部分に衝突す
るように案内するガイド２８が設けられている。ガイド
２８としてここでは筒状のガイドを示しているが、仕切
り板でもよい。

【００４５】各部の素材としては、まず圧電セラミック
ス板２１１、２１２には、チタンジルコン酸亜鉛系の素
材が好適であるがこれに限定されるものではない。ま
た、この圧電セラミックス板２１１、２１２は、振動を
長く持続してより多くの発電を得るために、できるだけ
硬くＱ値が高い物の方が望ましい。具体的にはＱ値は１
０００以上が好ましく、さらにはＱ値が２０００以上の
ものであることがより好ましい。クッション材２５の素
材としては、合成樹脂材、ゴム材、あるいはこれらをス
ポンジ状にした軟質材料が適しているが、具体的には、
発泡ポリエチレン等が好適である。衝突部材２２の素材
としては、その圧電素子２１を破壊しない程度に重量が
重い方が発電効率がよく、具体的にはタングステンや鉄
等が好適である。また、プロテクタ２７の素材として
は、硬い金属あるいは合成樹脂等が適しており、具体的
にはリン青銅やステンレス等が好適で、加工性の良いリ
ン青銅が使いやすい。

【００４６】なお、発電部２０の構成及び圧電素子２１
の発電のさせ方は、上述に限定されるものではない。こ
の実施の形態（１）では、発電部２０の圧電素子２１が
対向した２箇所に設けられ、衝突部材２２が圧電素子２
１、２１間で往復運動するように構成されているが、圧
電素子２１を１箇所または３箇所以上設けてもよい。ま
た、例えば、本発明者が特開２００１−１４５３７５号
公報に示した２つの衝突部材を用いる構成や、衝突部材
をバネ材で吊り下げる構成等も適用できる。また、単層
の圧電セラミックス板２１１にこれと歪み変形量が釣り
合うよう厚み調整された金属板を貼り合わせて、金属板
側から衝突部材２２を衝突させて発電する構成を適用し
てもよい。

【００４７】次に、弾性部４２について図３を用いて説
明する。弾性部４２は、その両端が発電部２０（回路部
３０を併設）及び基部４１とに適切な手段（接着や溶着
等）により固定されている。また、弾性部４２はバネ定
数に方向性を有する弾性体からなっており、弾性部４２
が有するバネ定数の中で最も小さいバネ定数の方向を、
衝突部材２２が圧電素子２１に衝突する方向（以降、衝
突方向と記載する）と一致させるよう発電部２０に取り
付けられている。すなわち、弾性部４２が有するＸ、
Ｙ、Ｚ方向のバネ定数のうち、最も小さいバネ定数を有
する方向をＸ方向とすると、図３中に示すようにこの矢
印Ｘ方向を、衝突方向（図３中の矢印Ｗ方向）と一致す
るように弾性部４２を発電部２０に取り付けている。な
お、図３の図中では、発電部２０の側方を弾性部４２で
連結しているが、弾性部４２の最も小さいバネ定数が衝
突方向と一致するよう取り付けることができれば、弾性
部４２を発電部２０の上方や、下方やその他の位置と連
結してもよい。

【００４８】また、弾性部４２の衝突方向と一致する方
向のバネ定数は、伝達部４０を介して伝達された外力と
整合して発電部２０の振動の周期をできるだけ小さくす
るものが選択されている。発電部２０の振動の周期を小
さくすることによって、単位時間あたりの圧電素子２１
への衝突部材２２の衝突回数を増加させ、全体としての
発電量を増加させることができる。周期を小さくするに
は、発電部２０の質量を小さく、バネ定数を大きくする
ことが求められるが、短時間でエネルギーをたくさん消
費するので、外力も大きくなければならない。あらかじ
め想定される外力に合わせて、その外力で加振、加圧で
きる範囲で、できるだけ振動の周期を小さくするバネ定
数が選ばれる。また、実施の形態（１）では外力が、基
部４１に加えられる。ここでは発電部２０と弾性部４２
とでできる固有振動と基部４１の固有振動とを共振させ
るように弾性部４２を発電部２０と基部４１とに取り付
けている。この取り付けは、発電部２０の総質量等の諸
条件と整合を図ることで、寄生振動による振動の減衰を
減らすことができる。なお、外力が発電部２０や弾性部
４２に加えられるように構成した場合には、発電部２０
及び弾性部４２の質量に比べて基部４１の質量を十分大
きくガッチリした構成にすることによっても、寄生振動
による振動の減衰を減らすことができる。そのため、こ
の実施の形態（１）では、伝達部４０が受けた外力を、
基部４１に伝達するよう構成しているが、弾性部４２や
発電部２０に直接伝達するように構成しても良い。

【００４９】実施の形態（１）では、弾性部４２に用い
る弾性体として板バネを用いている。板バネはバネ定数
に方向性を有する弾性体であり、保有するバネ定数の中
で一方向が特に小さなバネ定数を有している。そして、
この最も変位し易い方向（Ｘ方向）を衝突方向（Ｗ方
向）に一致させるよう発電部２０に取り付けている。ま
た板バネはＸ方向のバネ定数に比べて、Ｙ、Ｚ方向のバ
ネ定数が無限大に近い。そのため弾性部４２に外力が加
えられても、衝突方向に交差するＹ、Ｚ方向（圧電素子
の設けられていないハウジング２３の側面に衝突部材２
２が衝突する方向や、発電部２０が水平方向に変位する
方向等）への変位が生じないため、衝突部材２２の衝突
方向への動きを邪魔する振動を発生しにくい。また、Ｘ
方向のみが柔らかく変位しやすいため、任意の方向から
外力が加えられたときにＸ方向への動きに転換されやす
い。このように、板バネは衝突方向への振動を発生さ
せ、かつ連続させるのに好適である。

【００５０】弾性部４２には、上述の板バネの他に、ゴ
ム材（シリコンゴム等）やゲル材（熱可逆性エラストマ
ー等）を用いてもよい。これらゴム材やゲル材は、縦横
高さの形状を変えることでバネ定数に方向性をもたせた
り、バネ定数を変えたりすることができる。また弾性部
４２にコイルバネを用いてもよいが、この場合には、衝
突部材２２が衝突方向のみに移動するよう発電部２０の
動きを規制して発電部２０を支持することが望ましい。

【００５１】なお、発電部２０の圧電素子２１の発電効
率が高く、衝突部材２２による衝突が繰り返されなくて
も発信に十分なだけの発電量が得られる場合には、弾性
部４２を省略してもよい。その場合には、発電部２０は
弾性を有しない適切な手段で伝達部４０の内側または基
部４１に固定される。また、伝達部４０が可動であれ
ば、内部空間４７をなくして弾性を有する伝達部４０に
発電部２０を埋設しても良い。

【００５２】検出装置５は、車両報知装置２から空中を
伝搬する信号を受信するため、離間して設置することが
でき、車両９２の通行の妨げにならない位置や検出装置
５への電力を供給しやすい位置等の任意に設置される。
例えば、管理事務所や、有料駐車場での集中管理ボック
ス、時間帯車両進入禁止道路での入り口付近等が好適で
ある。

【００５３】次に、回路部３０の回路の一例を、図５〜
図７を用いて説明する。図５の詳細なブロック図に示す
ように、充電部３１には、整流手段３１１と充電手段３
１２と判定手段３１３と放電スイッチ手段３１４とが備
えられている。整流手段３１１は、発電部２０で出力さ
れた交流電力を整流して脈流にする手段である。充電手
段３１２は、整流手段３１１により得られた脈流を直流
として充電する手段である。判定手段３１３は、充電手
段３１２の充電量を圧電素子２１の発電のタイミングに
応じて間欠的に監視し判定する手段である。この手段で
は、充電量は監視の際にごく少量消費されるが、間欠的
に監視しているので監視による電力の消費を抑え、充電
量への影響を低減させている。放電スイッチ手段３１４
は、判定手段３１３により充電手段３１２の充電量が発
信可能なレベルに達したことが判定された時に、充電手
段３１２の放電を開始させ、後段の発信部３２に電力を
供給する手段である。

【００５４】発信部３２には、通信制御手段３２１と信
号スイッチ手段３２２と信号発生手段３２３と放電停止
手段３２４とが備えられている。通信制御手段３２１
は、通信に必要な動作を行う手段であり、この手段は充
電部３１から電力が供給されることで開始される。この
手段では、動作の開始により信号スイッチ手段３２２を
ＯＮさせるように働くとともに、発信のためのデータを
信号発生手段３２３に渡す。信号スイッチ手段３２２
は、通信制御手段３２１によりＯＮされて、信号発生手
段３２３に電力を供給する手段である。信号発生手段３
２３は、通信制御手段３２１より受け取った発信のため
のデータを信号に変換して発信する。放電停止手段３２
４は、充電部３１からの電力の供給を停止させるように
放電スイッチ手段３１４を動作させる手段である。この
手段は、通信制御手段３２１が発信のために必要なデー
タを全て信号発生手段３２３に渡し終わったら、通信制
御手段３２１により動作させられる。

【００５５】図６、図７を用いてさらに説明する。図
６、図７は連続した回路図であり、Ｓ点、＋点、−点に
より接続される。整流手段３１１はダイオードＤ１〜Ｄ
６により全波整流の回路が形成されており、発電部２０
で出力された交流電力をここで整流し脈流として後段に
出力する。発電部２０から取り出された４本のリード線
２６１〜２６４のうちリード線２６２、２６３が結線さ
れ、３本のリード線が６個のダイオードＤ１〜Ｄ６に接
続されている。なお、ここでは、リード線２６２、２６
３を結線してダイオードの数を削減する回路を形成して
いるが、リード線２６２、２６３を結線せずに８個のダ
イオードに接続して全波整流の回路を形成してもよい。

【００５６】充電手段３１２は、コンデンサＣ１を備え
ている。このコンデンサは充電電池に代替してもよい。
整流手段３１１で整流された脈流は、コンデンサＣ１に
直流として逐次充電され、衝突部材２２が圧電素子２１
に衝突して発電を繰り返すたびにコンデンサＣ１の両端
の電圧が高くなる。

【００５７】放電スイッチ手段３１４には、自己保持型
電流スイッチが用いられている。実施の形態（１）で
は、相補トランジスタを用いており、ＰＮＰトランジス
タＴｒ１とＮＰＮトランジスタＴｒ２とを組み合わせて
いる。この放電スイッチ手段３１４では、ｂ点に、ｃ点
の電圧より約０．６Ｖ（Ｔｒ１により決まる値）低い電
圧が印加されると、Ｔｒ１がＯＮとなりほぼ同時にＴｒ
２がＯＮとなる。このように放電スイッチ手段３１４が
ＯＮ状態となると、ｃ点とｄ点の間はきわめて低いイン
ピーダンスとなる。そして、充電手段３１２のコンデン
サＣ１に貯めた電力を放電し、きわめて少ないロスで通
信制御手段３２１に供給する。そして、このＯＮ状態
は、自己保持状態となり放電停止するまで継続する。

【００５８】判定手段３１３は、コンデンサＣ２、Ｃ３
と抵抗Ｒ１、Ｒ２を備えている。Ｃ３は誤動作防止用に
設けたものである。コンデンサＣ２と抵抗Ｒ１は、圧電
素子２１からの出力である図６中に示すａ点と放電スイ
ッチ手段３１４の図７中に示すｂ点との間に設けられて
いる。そして、この時定数で充電量の判定の際にｂ点に
電圧を印加する時間を決めている。ａ点には衝突部材２
２が圧電素子２１に衝突する度に交流電力が発生する
が、この電圧は、コンデンサＣ１の両端の電圧にダイオ
ードＤ６の順方向の電圧を加えた値である。そして、コ
ンデンサＣ１が充電により電圧上昇するとともにａ点の
交流電圧も上昇する。つまり、ａ点ではコンデンサＣ１
両端の直流電圧にほぼ比例した交流電圧が、衝突部材２
２が衝突するたびに、すなわち間欠的に得られる。そし
てこのａ点での交流電圧は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２
の時定数で決めたごく短時間だけｂ点に印加される。ｂ
点の電圧は抵抗Ｒ１、Ｒ２の分配比により決められ、上
述したようにｂ点の電圧がｃ点の電圧よりも約０．６Ｖ
（Ｔｒ１により決まる値）低い電圧の値を超えると放電
スイッチ手段３１４がＯＮとなる。ここでは、ｂ点の電
圧は「ｃ点の電圧×（１−Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））」で
示されるため、このｂ点の電圧がｃ点の電圧よりも約
０．６Ｖ低い電圧「ｃ点の電圧−約０．６Ｖ」と等しく
なった時が判定の閾値となり、これをもって充電量のレ
ベルを判定する。そのため、Ｒ１とＲ２を調整すること
で放電を開始させる充電量を発信可能なレベルに調整す
ることができる。このレベルは発信する信号に応じて任
意に設定される。なお、ここではリード線２６４側にａ
点を設けているが、リード線２６１側や、接続されたリ
ード線２６２、２６３側に設けてもよい。また、ここで
は２つの圧電素子のうち、一方の圧電素子２１が発電す
るタイミング毎に判定を行うよう構成しているが、双方
の圧電素子２１が発電するタイミングで判定を行った
り、あるいは、圧電素子２１が発電するタイミングのｎ
回毎（ｎは任意の数）に判定を行ったりするよう構成し
てもよい。

【００５９】通信制御手段３２１は、通信制御回路３２
１１とコンデンサＣ７と抵抗Ｒ８とＦＥＴ１を備えてい
る。コンデンサＣ７は動作安定用に設けたものである。
抵抗Ｒ８とＦＥＴ１は通信制御回路３２１１と信号スイ
ッチ手段３２２を低消費電力でインターフェースするた
めのレベル変換に設けたものである。充電部３１からの
放電により通信制御回路３２１１に電力が供給される
と、通信制御回路３２１１の内部で発信に必要な手順が
実行される。なお、通信制御回路３２１１は消費電力の
小さいものである。

【００６０】信号スイッチ手段３２２は、ＰＮＰトラン
ジスタＴｒ４と抵抗Ｒ６、Ｒ７とコンデンサＣ６を備え
ている。信号発生回路３２３１が比較的大電力を必要と
するために、この信号スイッチ手段３２２では大電力用
トランジスタスイッチＴｒ４を使って、信号発生回路３
２３１に電力を供給するよう構成している。信号スイッ
チ手段３２２では、通信制御回路３２１１からの発信開
始の指令がＦＥＴ１を通って、抵抗Ｒ７を通ってトラン
ジスタＴｒ４をＯＮさせると、信号発生手段３２３で発
信を開始させるよう動作する。

【００６１】信号発生手段３２３は、信号発生回路３２
３１とアンテナ３２３２を備えており、信号スイッチ手
段３２２により電力が供給されると、通信制御回路３２
１１から受け取った発信のためのデータを無線信号に変
換してアンテナ３２３２から発信する。

【００６２】放電停止手段３２４は、ＰＮＰトランジス
タＴｒ３と抵抗Ｒ４、Ｒ５とコンデンサＣ４、Ｃ５とを
備えている。コンデンサＣ４、Ｃ５は、誤動作防止用に
設けている。この手段では、通信制御回路３２１１が発
信のために必要なデータを信号発生回路３２３１に送出
し終えたら、通信制御回路３２１１から抵抗Ｒ４を通し
てトランジスタＴｒ３をＯＮさせる信号を出力する。ト
ランジスタＴｒ３がＯＮとなると放電スイッチ手段３１
４の自己保持は解除となり、コンデンサＣ１に貯まって
いた電力の放電は停止して、発信動作は終了する。

【００６３】このように構成された実施の形態（１）の
車両報知装置２及び車両検出システム１の動作について
説明する。ここでは一例として車両報知装置２が駐車場
の路面９４に設置され、駐車場への入庫車数、出庫車数
を検出する場合を例示する。まず、所定領域９１が駐車
場の出入り口の入庫側と出庫側にそれぞれに設定され、
あらかじめ駐車場の路面９４と同一平面に伝達部４０の
上面４５が形成されている。伝達部４０以外の車両報知
装置２は路面９４下に設置されている。検出装置５は、
有料駐車場の集中管理ボックスに設置されている。ま
た、入庫側と出庫側の各車両報知装置２から発信される
信号には、それぞれを示す識別信号が含まれており、１
台の検出装置５で双方の信号を受信し、識別して検出す
る。

【００６４】そして、駐車場に入った車両９２が、入庫
側の所定領域９１に進入するまたは通過すると、車輪９
３が伝達部４０を押圧する。これにより伝達部４０は弾
性変形し基部４１に外力を伝達し、基部４１が鉛直方向
に振動する。そして、この振動により弾性部４２、発電
部２０が振動し、発電部２０の衝突部材２２が圧電素子
２１に衝突し自己発電する。さらに弾性部５０の弾性に
より発電部２０が振動状態に入り、衝突部材２２が転動
して圧電素子２１への衝突を繰り返す。すなわち一度伝
達部４０を介して外力が加えられると発電部２０が連続
して振動し、これにより発電部２０では連続して発電す
る。

【００６５】そして、発生した電力は、発電部２０から
回路部３０に入力される。回路部３０では、圧電素子２
１が発電するたびにその出力から交流電圧を取り出し、
これを判定手段３１３に用いて充電量を判定している。
このような充電量の間欠的な監視、判定は、充電量が増
加するタイミングで効率よく判定される。その上、判定
のために無駄な電力を消費することが大幅に抑制される
ので、発信に必要な電力を素早く充電して発信部３２に
供給できる。発信に必要な電力（充電量）としては、あ
らかじめ車両９２が伝達部４０を押圧することで、信号
が１回発信されるようにあらかじめ設定されている。こ
れにより車両９２が所定領域９１に進入したタイミング
で発信部３２から信号が発信される。

【００６６】発信部３２から発信された信号は、検出装
置５の受信部５１に受信され、検出部５２で検出され
る。なお、検出部５２では、車両９２が伝達部４０を押
圧したタイミングで発信された信号（１回目）を受信す
るが、もしこれに続いて同じ車両９２の押圧で発信され
た信号（２回目）を受信しても無視するようなロジック
が設定されている。すなわち、所定領域９１に１台の車
両９２が進入すると、検出装置５で信号を１回検出する
ように構成している。検出部５２では受信した信号を計
数することで、入庫側の所定領域９１を通過した車両の
台数がカウントされ、駐車場への入庫数を検出できる。
同様の動作で出庫側に設けられた車両報知装置２から送
信された信号を計数することで、駐車場からの出庫数を
検出できる。そして、これらを用いた演算で、駐車場内
の駐車台数や空台数もリアルタイムで検出できる。

【００６７】また、上述した例示の他に、例えば同じ駐
車場内でも、所定領域９１を車止めに対応する領域に設
けた場合には、検出部５が信号を受信することで車両９
２が他車や壁に衝突する可能性があることを検出し、サ
イレンや音声を鳴らす等によって運転者に注意を促す処
理が実施できる。また、所定領域９１を、逆走禁止や進
入禁止の領域の入り口に設けた場合には、検出部５が信
号を受信することで車両９２が違反行為をしていること
を検出し、サイレンや音声を鳴らす等の運転者への警告
や、管理者への通報等の処理が実施できる。このように
適切な場所に車両報知装置２を設置することで、警告表
示、安全指導や方向誘導が手軽に実施できる。なおこの
実施の形態は、駐車場だけでなく、一般道や高速道、サ
ービスエリア等の様々な場所に適用でき、駐車台数だけ
でなく、通行台数等を把握して交通量の判断等にも利用
できる。

【００６８】このように、実施の形態（１）では、車両
報知装置２が自己発電により信号を発信するため、車両
報知装置２への電力の供給手段に煩わされることなく、
車両の検出や、安全指導や方向誘導を必要とする任意の
領域に設置して安全性を高めることが可能となる。ま
た、電力の配線工事や、電池交換等の作業も不要である
ため、設置コストやメンテナンスコストも安くすること
ができる。

【００６９】次に実施の形態（１）の車両報知装置２の
応用例を図８、図９に示す。図８は、図３に示す板バネ
の弾性部４２に替えて、バネ定数に方向性を有しない弾
性体であるコイルバネを弾性部４２に用いた構成例であ
る。この例では図３と同様の伝達部４０を形成し、その
上面４５と下面４８にそれぞれ基部４１を埋設してコイ
ルバネの弾性部４２を取り付け、これら基部４１、４１
の間にコイルバネの弾性部４２、４２で発電部２０（回
路部３０も併設）を連結している。図３と同様に、伝達
部４０が外力により押圧されると、基部４１が外力を受
けて振動し弾性部２０によって発電部２０が繰り返し振
動する振動状態にすることができる。そして、衝突部材
２２がＷ方向の衝突を繰り返し連続して発電が発生し、
発信部３２から信号を発信する。

【００７０】図９は、広面積の所定領域９１を設けた場
合に、所定領域９１のどこに外力（押圧力）が加えられ
ても発電部２０を確実に振動させ、発信させるための構
成例である。ここでは広面積の所定領域９１にあわせ
て、伝達部４０も大きく形成されている。そして伝達部
４０の内部空間４７には、片持ち梁形状の梁部８１が支
持部８２で支持されている。この梁部８１は棒状に形成
してもよいが、板状に形成するほうがより広面積に対応
できる。この梁部８１及び支持部８２は、伝達部４０が
車両９２に押圧されると梁部８１の根元から先端までの
いずれかの部位を必ず押し下げて、さらに梁部８１の先
端が弾性部４２を押圧するよう構成している。これによ
りもし基部４１から離れた位置の伝達部４０に外力が加
えられた場合でも確実に発電部２０を振動させることが
でき、弾性部４２によって発電部２０が繰り返し振動す
る振動状態にすることが可能となる。もちろん、図３と
同様に伝達部４０を介して外力が基部４１に加えられる
場合でも発電部２０は振動する。この例は、広い所定領
域９１を１つの車両報知装置２で検出したい場合に好適
である。

【００７１】なお、この実施の形態（１）を車両９２が
列車の場合に適用する際には、車両報知装置２をレール
や枕木の下に配置して列車の走行時に押圧力を受けるよ
うに構成することが望ましい。

【００７２】次に、実施の形態（２）として車両報知装
置とこれを用いた車両検出システムについて、図面に基
づいて説明する。図１０は実施の形態（２）の車両検出
システムの概念図である。なお実施の形態（１）と同様
の説明には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。

【００７３】実施の形態（２）では車両報知装置２を、
路面９４の車両９２の進行可能な方向に少なくとも２つ
並べて配置し、車両の進行方向や車両の速度を検出する
ことを特徴としている。

【００７４】車両９２としては自動車または二輪車を想
定して説明するが、列車に適用してもよい。また、外力
は実施の形態（１）と同様に車両９２の車輪９３で押圧
される押圧力であるとし、押圧による外力を発電部２０
に伝達するための伝達部４０が設けられている。車両報
知装置２は、実施の形態（１）の図３〜図７に示した構
成と同様である。

【００７５】この実施の形態（２）では、車両報知装置
２を進行可能な方向（路面９４の長手方向）に沿って２
つ配置する場合を説明する。車両報知装置２から発信さ
れる信号には、車両報知装置２毎に対応した識別情報が
含まれており、検出装置５では、受信した信号がどの車
両報知装置２から発信されたかを識別することができ
る。便宜上２つの車両報知装置２のうち、車両９２の正
しい進行方向の上流に配置された方を車両報知装置２０
１、下流に配置された方を車両報知装置２０２とする。
路面９４に配置された２つの車両報知装置２０１、２０
２の間隔（Ｗ１とする）は、車両９３の前輪９３１と後
輪９３２の間隔（Ｗ２とする）よりも小さくなる（Ｗ２
＞Ｗ１）ように設定している。Ｗ１は車種により異なる
が、最も小さくなる車種の値を採用している。さらに、
路面９４で車両９２が連続して通過する可能性がある場
合には、予測される中で最も小さな車間距離（Ｗ３とす
る）よりＷ１が小さくなるように設定している（Ｗ３＞
Ｗ１）。このようにＷ１の値を設定することで、車両９
２に押圧されて車両報知装置２０１と車両報知装置２０
２から連続して信号が発信されたときに、これらの信号
が、同一の車両９２の、同一の車輪９３で踏まれること
により発生したものであるとして識別することができ
る。すなわちＷ２＞Ｗ１、Ｗ３＞Ｗ１としておくこと
で、前輪９３１と後輪９３２、あるいは前の車両９２の
後輪９３２と後の車両９２の前輪９３１で続けて踏まれ
るよりも速く同一の車輪９３が車両報知装置２０１と車
両報知装置２０２を続けて踏むことになるからである。

【００７６】この実施の形態（２）では、実施の形態
（１）の図５〜図７で示したものと同様の回路構成が、
車両報知装置２０１、２０２に設けられている。車両９
２により伝達部４０が押圧されてから発信するまでの遅
れ時間は、伝達部４０や弾性部４２の弾性量やその他各
部の質量等により一義的に決められる。また、検出部５
では、伝達部４０を車両９２が押圧されたタイミングで
発信された信号（１回目）を受信し検出に用いるが、も
しこれに続いて同じ車両９２の同一車輪９３の押圧で発
信された信号（２回目）を受信しても無視するようなロ
ジックが設定されている。すなわち、所定領域９１に１
つの車輪９３で押圧されると、検出装置５ではそのタイ
ミングに応じて信号を１回検出するように構成してい
る。

【００７７】このように構成された実施の形態（２）の
車両検出システム１の動作について説明する。ここでは
一例として車両報知装置２が駐車場の路面９４に設置さ
れている場合を例示する。まず、駐車場内の検出したい
領域の車両９２の正しい進行方向に沿って、車両報知装
置２０１、２０２が２つ並べて設置される。そして、路
面９４と同一平面に各車両報知装置２の伝達部４０の上
面が形成されている。すなわち２つの所定領域９１が路
面９４の進行可能な方向に沿って並べて設けられてい
る。伝達部４０以外の車両報知装置２は路面９４下に設
置されている。検出装置５は、有料駐車場の管理事務所
に設置されている。また、２つの各車両報知装置２から
発信される信号には、それぞれを示す識別信号が含まれ
ており、１台の検出装置５で双方の信号を受信し、識別
して検出する。

【００７８】駐車場に入った車両９２が、上流側に設け
られた車両報知装置２０１の所定領域９１に進入する
と、この伝達部４０を前輪９３１で押圧し、実施の形態
（１）と同様の動作によって信号が発信される。そし
て、この車両９２の後輪９３２が車両報知装置２０１の
伝達部４０を押圧するよりも速く、前輪９３１が下流側
に設けられた車両報知装置２０２の所定領域９１に進入
してこの伝達部４０を前輪９３１で押圧し、実施の形態
（１）と同様の動作によって信号が発信される。検出装
置５では、車両報知装置２０１からの信号を受信し、続
けて車両報知装置２０２からの信号を受信することで、
この車両９２が正しい進行方向で走行していることを検
出することができる。また、検出装置５では、上記車両
報知装置２０１からの信号と車両報知装置２０２からの
信号との受信の時間差により、車両９２の走行速度を検
出することもできる。

【００７９】そして、もし検出装置５が車両報知装置２
０２からの信号を車両報知装置２０１からの信号よりも
先に受信し、車両９２が正しい進行方向を逆走している
と判別できる場合や、規定速度を超過していると判別で
きる場合には、音声やサイレン、管理者による放送等で
運転者に警告表示や、安全指導、方向指導が実施され
る。

【００８０】このように、実施の形態（２）の車両検出
システム１では、車両報知装置２が自己発電により信号
を発信するため電力供給のための配線が不要であるとと
もに、２つ以上並べて配置することにより、通過した車
両の速度や進行方向も検出することができる。その他の
作用、効果は実施の形態（１）と同様である。

【００８１】次に、実施の形態（３）として車両報知装
置とこれを用いた車両検出システムについて、図面に基
づいて説明する。図１１は実施の形態（３）の車両検出
システムの概念図、図１２は図１１の矢印Ａ側から見た
断面図である。なお実施の形態（１）と同様の説明に
は、同一符号を付し詳細な説明を省略する。

【００８２】実施の形態（３）の車両報知システム１
は、少なくとも２つの車両報知装置２を、所定領域９１
に進入した車両９２の重量により外力の伝達の有無に差
が生じるよう路面９４下に配置し、検出装置５では受信
した信号がどの車両報知装置２から発信されたかを識別
することにより車両９２の重量を検出することを特徴と
している。

【００８３】車両９２としては自動車または二輪車を想
定して説明する。また、外力は実施の形態（１）と同様
に車両９２の車輪９３で押圧される押圧力であるとし、
押圧による外力を発電部２０に伝達するための伝達部４
０が設けられている。

【００８４】車両報知装置２の構成図の一例を図１２に
示すが、図示した配置や形状に限定するものではない。
まず、３つの車両報知装置２を同一の所定領域９１に配
置し、これらの伝達部４０を共通化している。ここで
は、車両報知装置２を３つ設けることで、車両９２の重
量を３つに分類して検出できるが、車両報知装置２の数
は、多いほど検出感度が向上する。また、ここでは伝達
部４０は実施の形態（１）（２）のような直方体形状で
はなく板状に形成している。弾性を有し上面４５のみの
伝達部４０を路面９４の同一平面に設け、これに弾性を
有していない基部４１と支持部８２を組み合わせて内部
空間４７を形成している。この内部空間４７には、弾性
部４２で基部４１から水平に突出するように発電部２０
（回路部３０を併設、図１１、図１２では図示省略）が
連結され、このような弾性部４２と発電部２０の組み合
わせが３つ設けられ、鉛直方向の高さをずらして階段状
に並べられている。これら３つは伝達部４０と基部４１
を共通化しているが、便宜上高い方から順番に、車両報
知装置２０３、２０４、２０５と記載する。また、この
伝達部４０の直下には、板状の梁部８１が支持部８２に
支持されて設けられており、伝達部４０が車両９２によ
る押圧を受けると梁部８１を押し下げ、この梁部８１の
押し下げ量は、車両９２の重量に比例して変わるように
なっている。また、押し下げられた際に、梁部８１の先
端が弾性部４２のいずれかに当接するようになってい
る。つまり、外力に応じた梁部８１の押し下げ量によ
り、３つの車両報知装置２０３〜２０５のうちのどの弾
性部４２までを梁部８１が押圧するかが変化する。

【００８５】車両報知装置２０３〜２０５から発信され
る信号にはそれぞれに対応した識別情報が含まれてお
り、検出装置５では、受信した信号がどの車両報知装置
２から発信されたかを識別することができる。また、検
出装置５では、どの程度の重量が伝達部４０に加えられ
たときに、どの車両報知装置２からの信号が発信される
かということを、あらかじめ対応させて判別できるよう
に設定している。

【００８６】このように構成された実施の形態（３）の
車両検出システム１の動作について説明する。ここでは
一例として車両報知装置２が駐車場の路面９４に設置さ
れている場合を例示する。まず、駐車場内の車両９２の
重量を検出したい領域に、３つの車両報知装置２０３〜
２０５が設置される。これら３つの伝達部４０は共通化
されてその上面４５は、路面９４と同一平面に形成され
る。伝達部４０以外の部分は路面９４下に設けられ、基
部４１を共通化するとともに、発電部２０と弾性部４２
の組み合わせは高さをずらして階段状に並べて設置され
る。また伝達部４の直下に梁部８１が設けられる。検出
装置５は、有料駐車場の集中管理ボックスに設置されて
いる。また、各車両報知装置２から発信される信号に
は、それぞれを示す識別信号が含まれており、１台の検
出装置５で３つの信号を受信し、識別して検出する。

【００８７】所定領域９１に車両９２が進入すると、伝
達部４０が押圧を受け、車両９２の重量に応じた分だけ
梁部８１を押し下げる。ここでは、梁部８１の先端が車
両報知装置２０３、２０４の各弾性部４２に外力を加え
る位置まで押し下げたとする。これにより、車両報知装
置２０３、２０４では、実施の形態（１）と同様に動作
して信号を発信するが、車両報知装置２０５からは信号
が発信されない。検出装置５では、車両報知装置２０
２、２０３からのみ信号を受信したことを検出し、車両
９２の重量を判別する。

【００８８】このように、実施の形態（３）の車両検出
システム１では、車両報知装置２が自己発電により信号
を発信するため電力供給のための配線が不要であるとと
もに、車両９２の重量により、車両９２が例えば大型車
なのか自動車なのか二輪車なのかといった車種を判別す
ることができる。これにより従来有料駐車場のループコ
イル式磁気センサでは二輪車の検出できないため、二輪
車の不法駐車に対して料金徴収ができていないが、この
課題を解決することも可能となる。その他の作用、効果
は実施の形態（１）と同様である。

【００８９】次に、実施の形態（４）として車両報知装
置について、図面に基づいて説明する。図１３は実施の
形態（４）の車両報知装置の概念図、図１４は実施の形
態（４）の車両報知装置のブロック図である。なお実施
の形態（１）と同様の説明には、同一符号を付し詳細な
説明を省略する。

【００９０】実施の形態（４）の車両報知装置２は、圧
電素子２１と衝突部材２２を具備し所定領域９１に進入
した車両９２による外力で衝突部材２２が圧電素子２１
に衝突して発電する発電部２０と、この発電部２０で発
生した電力により車両９２が所定領域９１に進入したこ
とを報知する報知部が備えられ、報知部が車両９２の進
入を音で知らせる発音部３３であることを特徴としてい
る。

【００９１】車両９２としては自動車または二輪車を想
定して説明するが、列車に適用してもよい。また、外力
は実施の形態（１）と同様に車両９２の車輪９３で押圧
される押圧力であるとし、押圧による外力を発電部２０
に伝達するための伝達部４０が設けられている。

【００９２】図１４に示すように、発電部２０で発生し
た電力は図３と同様にリード線２６１〜２６４で回路部
３０に取り出される。そして回路部３０では、発電部２
０で発生した交流電力を整流して充電する充電部３１、
充電された電力により音を発生する発音部３３が備えら
れている。これ以外の構成は、車両報知装置２は、実施
の形態（１）の図３〜図７に示した構成と同様である。

【００９３】発音部３３では、所定領域９１に進入ある
いは通過して伝達部４０を押圧した車両９２の運転者や
周囲に注意を促す音や音声が発生される。この音は伝達
部４０を押圧したタイミングで発音される。このように
構成することで、実施の形態（１）と比較して検出装置
５が不要となり、警告表示や、安全指導、方向誘導にお
いて、構成を簡略化することが可能となる。その他の作
用、効果は実施の形態（１）と同様である。

【００９４】次に、実施の形態（５）として車両報知装
置とこれを用いた車両検出システムについて、図面に基
づいて説明する。図１５は実施の形態（５）の車両検出
システムの概念図で、図１６は実施の形態（５）の車両
報知装置の断面図である。なお実施の形態（１）と同様
の説明には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。

【００９５】実施の形態（５）の車両報知装置２は、圧
電素子２１と衝突部材２２を具備し所定領域９１に進入
した車両９２による外力で衝突部材２２が圧電素子２１
に衝突して発電する発電部２０と、この発電部２０で発
生した電力により車両９２が所定領域９１に進入したこ
とを報知する報知部が備えられ、外力が車両９２の走行
によって発生する風力であることを特徴としている。

【００９６】この実施の形態（５）では、外力である風
力を発電部２０に伝達するための風力伝達部６０を車両
報知装置２に併設している。そして、この風力伝達部６
０と車両報知装置２は、所定領域９１に進入した車両９
２からの風力を受けやすい位置、例えば、側壁や、ガー
ドレール、路肩、柱等に適宜設置される。図１５では、
側壁９５に取り付けた例を示している。車両９２として
は自動車または二輪車を想定して説明するが、列車に適
用してもよい。

【００９７】風力伝達部６０と車両報知装置２の構造図
の一例を図１６に示すが、図示した配置や形状に限定す
るものではない。図１６は上方から見た断面図である。
まず、風力伝達部６０は風車状を呈しており、風力を受
ける受部６１と、複数の受部６１を支持して回転する回
転軸６２と、回転軸６２から突出し可撓性を有する片部
６３とを備えている。車両報知装置２の構造は、基部４
１の弾性部４２の反対側を伝達部４０から外部に突出さ
せているが、実施の形態（１）の図３の路面９４に設置
した構造を風力伝達部６０に適応させている以外は、実
施の形態（１）の図２〜図６に示した構造と同様であ
る。この基部４１の外部に突出した突出部４１１は、風
力伝達部６０の片部６３の先端が当接する位置関係に設
けられており、回転軸６２がどちら側に回転しても、片
部６３が突出部４１１に当たって外力を伝えるようにな
っている。また基部４１を突出させずに、伝達部４０に
片部６３が当たって外力を伝えてもよい。なお、図示さ
れていないが、車両報知装置２は適切な手段で支持され
ている。また、風力伝達部６０には、車両９２以外で発
生する風力に影響されないように囲む等の手段が施され
ることが望ましい。

【００９８】このように構成された実施の形態（５）の
車両報知装置２及び車両検出システム１の動作について
説明する。ここでは一例として車両報知装置２が駐車場
の路面９４の側壁９５に設置されている場合を例示す
る。まず、車両９２に関しての検出を行いたい所定領域
９１の側壁９５に車両報知装置２と風力伝達部６０が設
置される。検出装置５は、有料駐車場の管理事務所に設
置されている。駐車場に入った車両９２が所定領域９１
に進入すると、車両９２により発生する風力が風力伝達
部６０に吹き付けられる。風力伝達部６０の受部６１が
風を受けて回転軸６２を回転させると、片部６３が基部
４１の突出部４１１に当接する。

【００９９】これにより弾性を有する伝達部４０に保持
された基部４１が振動し、実施の形態（１）と同様の動
作によって信号が発信される。検出装置５では、信号を
受信することで、所定領域９１に車両９２が進入したこ
とを検出する。これにより、実施の形態（１）と同様に
車両の台数のカウントや、警句表示や安全指導、方向指
導が可能である。

【０１００】また、この風力伝達部６０と車両報知装置
２の組み合わせを、車両９２の進行可能な方向に少なく
とも２つ配置し実施の形態（２）と同様の検出を行って
もよい。

【０１０１】このように、実施の形態（５）の車両報知
装置２では、路面９４に設置する必要がないため、既存
の設備への後付工事が可能で、電力の供給手段に煩わさ
れないだけでなく、さらに設置コストを下げることがで
きる。その他の作用、効果は実施の形態（１）（２）と
同様である。

【０１０２】次に、実施の形態（６）として車両報知装
置とこれを用いた車両検出システムについて、図面に基
づいて説明する。図１７は実施の形態（６）の車両検出
システムの概念図である。なお実施の形態（１）と同様
の説明には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。

【０１０３】実施の形態（６）の車両報知装置２は、圧
電素子２１と衝突部材２２を具備し所定領域９１に進入
した車両９２による外力で衝突部材２２が圧電素子２１
に衝突して発電する発電部２０と、この発電部２０で発
生した電力により車両９２が所定領域９１に進入したこ
とを報知する報知部が備えられ、外力が車両９２の走行
によって発生する振動であることを特徴としている。

【０１０４】車両９２としては列車を想定して説明する
が、自動車または二輪車に適用してもよい。そして、こ
の車両報知装置２は、所定領域９１に進入した車両９２
からの振動が伝わる部位に設置される。例えば、枕木９
６、レール９７等に走行の妨げにならないように取り付
けられ、取り付けられた枕木９６やレール９７は１つの
伝達部として機能する。図１７ではレール９７に取り付
けた例を示している。

【０１０５】車両報知装置２の構造は、実施の形態
（１）の図３の路面９４に設置した構造をレール９７に
取り付け、外力である振動が伝達部４０に伝達されるよ
うに適応させている以外は、実施の形態（１）の図２〜
図６に示した構造と同様である。この車両報知装置２の
取り付け手段は、所定領域９１の変更に伴って車両報知
装置２の設置場所も移動できるよう、着脱自在な手段で
行うことが望ましい。例えば伝達部４０の外側に磁石を
付設すると、レール９７への着脱が容易となる。

【０１０６】また、この検出装置５では、車両報知装置
２からの信号を受信し、検出部５２で検出すると、音や
音声、光等を発生し検出装置５の周辺に警報を発するよ
う構成されている。

【０１０７】このように構成された実施の形態（６）の
車両報知装置２及び車両検出システム１の動作について
説明する。車両検出システム１が線路の点検作業を行う
場合を例示する。まず、線路の点検作業を行う場所が決
まると、作業者の安全を確保するのに必要な距離をあけ
て所定領域９１が決められ、この領域のレール９７に車
両報知装置２が取り付けられる。一方、検出装置５は、
点検作業を行う作業者の近傍に設置される。そして、所
定領域９１に車両９２である列車が接近しその振動がレ
ール９７により伝達されると、車両報知装置２にも外力
として伝えられる。これにより弾性を有する伝達部４０
に保持された基部４１が振動し、実施の形態（１）と同
様の動作によって信号が発信される。検出装置５の検出
部５２で信号を受信すると、車両９２の接近を意味する
警報が発せられて、作業者に退避を促す。点検作業を終
了し、次の点検作業の場所に移動する場合には、車両報
知装置２が取り外されて次の位置に移動されて取り付け
られ、上述の動作が繰り返される。

【０１０８】このように、実施の形態（６）では、車両
報知装置２が自己発電により信号を発信するため、車両
報知装置２への電力の供給手段に煩わされることなく、
任意の位置に容易に移動させることが可能となる。その
ため、従来は人により車両の検出を行っていたようなケ
ースに置き換えることで、人的ミスを無くし高い安全性
が確保できるとともに、人件費の節減もできる。

【０１０９】なお、上述した実施の形態（１）〜（６）
は任意に組み合わせて実施することができる。

【０１１０】

【発明の効果】以上、詳述してきたように本発明の車両
報知装置及び車両報知システムは、自己発電により信号
を発信するため、電力供給の手段に煩わされることな
く、車両に関する検出を行いたい任意の場所に設置する
ことが可能となった。

【０１１１】また、電力供給のための配線工事が不要で
あるとともに、簡易な構造であるため、コストのかから
ない車両報知装置及び車両報知システムを提供すること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態（１）の車両検出システムの概念
図である。

【図２】 実施の形態（１）の車両検出システムのブロ
ック図である。

【図３】 実施の形態（１）の車両報知装置の断面図で
ある。

【図４】 実施の形態（１）の車両報知装置の発電部の
断面図である。

【図５】 実施の形態（１）の車両報知装置の詳細なブ
ロック図である。

【図６】 実施の形態（１）の車両報知装置の回路図で
ある。

【図７】 実施の形態（１）の車両報知装置の回路図で
ある。

【図８】 実施の形態（１）の車両報知装置の応用例を
示す断面図である。

【図９】 実施の形態（１）の車両報知装置の応用例を
示す断面図である。

【図１０】 実施の形態（２）の車両検出システムの概
念図である。

【図１１】 実施の形態（３）の車両検出システムの概
念図である。

【図１２】 図１１の矢印Ａ側から見た断面図である。

【図１３】 実施の形態（４）の車両報知装置の概念図
である。

【図１４】 実施の形態（４）の車両報知装置のブロッ
ク図である。

【図１５】 実施の形態（５）の車両検出システムの概
念図である。

【図１６】 実施の形態（５）の車両報知装置の断面図
である。

【図１７】 実施の形態（６）の車両検出システムの概
念図である。

【符号の説明】

１ 車両検出システム ２ 車両報知装置 ２０ 発電部 ２１ 圧電素子 ２１１、２１２ 圧電セラミックス板 ２２ 衝突部材 ２３ ハウジング ２４ 接着剤 ２５ クッション材 ２６１〜２６４ リード線 ２７ プロテクタ ２８ ガイド ３０ 回路部 ３１ 充電部 ３２ 発信部 ３３ 発音部 ４０ 伝達部 ４１ 基部 ４２ 弾性部 ４５ 上面 ４６ 側面 ４７ 内部空間 ４８ 下面 ５ 検出装置 ５１ 受信部 ５２ 検出部 ６０ 風力変換部 ６１ 受部 ６２ 回転軸 ６３ 片部 ８１ 梁部 ８２ 支持部 ９１ 所定領域 ９２ 車両 ９３ 車輪 ９３１ 前輪 ９３２ 後輪 ９４ 路面 ９５ 側壁 ９６ 枕木 ９７ レール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ６１Ｌ 1/04 Ｂ６１Ｌ 1/04 Ｆターム(参考） 5H161 AA01 BB04 CC13 DD01 DD21 DD43 FF07 GG12 GG21 MM02 MM12 NN01 NN11 5H180 AA01 BB04 BB10 CC21 CC27

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子と衝突部材を具備し所定領域に
   進入した車両による外力で衝突部材が圧電素子に衝突し
   て発電する発電部と、この発電部で発生した電力により
   車両が所定領域に進入したことを報知する報知部が備え
   られる車両報知装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両報知装置において、
   外力が車両の車輪による押圧力であることを特徴とする
   車両報知装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の車両報知装置において、
   外力が車両の走行により発生する風力であることを特徴
   とする車両報知装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の車両報知装置において、
   外力が車両の走行により発生する振動であることを特徴
   とする車両報知装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の車両
   報知装置において、外力を発電部に伝達するための伝達
   部が設けられることを特徴とする車両報知装置。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の車両
   報知装置において、発電部を支持するための基部と、弾
   性を有し発電部と基部とを連結するとともに、車両によ
   る外力で衝突部材が圧電素子への衝突を繰り返すよう発
   電部を振動させる弾性部とが備えられることを特徴とす
   る車両報知装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の車両報知装置において、
   弾性部はバネ定数に方向性を有する弾性体からなり、弾
   性部の最も小さいバネ定数の方向を、衝突部材が圧電素
   子に衝突する方向と一致させるよう発電部に取り付けら
   れることを特徴とする車両報知装置。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれかに記載の車両
   報知装置において、報知部では、車両による外力を受け
   たタイミングに応じて信号を発信することを特徴とする
   車両報知装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の車両報知装置と、車両報
   知装置から離間して設置され車両報知装置から発信され
   る信号を受信する検出装置とが備えられる車両検出シス
   テム。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の車両検出システムにお
    いて、検出装置では受信した信号を計数することにより
    所定領域に進入した車両の台数を検出することを特徴と
    する車両検出システム。
11. 【請求項１１】 請求項９記載の車両検出システムにお
    いて、少なくとも２つの車両報知装置を車両の進行可能
    な方向に沿って配置し、検出装置では各車両報知装置か
    ら受信する信号の順番により車両の進行方向を検出する
    ことを特徴とする車両検出システム。
12. 【請求項１２】 請求項９記載の車両検出システムにお
    いて、少なくとも２つの車両報知装置を間隔が車両の前
    輪と後輪の間隔以下になるよう車両の進行可能な方向に
    沿って配置し、検出装置では各車両報知装置から受信す
    る信号の時間差により車両の速度を検出することを特徴
    とする車両検出システム。
13. 【請求項１３】 請求項９記載の車両検出システムにお
    いて、少なくとも２つの車両報知装置を所定領域に進入
    した車両の重量により外力の伝達の有無に差が生じるよ
    う路面下に配置し、検出装置では受信した信号がどの車
    両報知装置から発信されたかを識別することにより車両
    の重量を検出することを特徴とする車両検出システム。