JP2011015503A

JP2011015503A - 発電マット

Info

Publication number: JP2011015503A
Application number: JP2009156182A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Mukai; 浩章向
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: JP5434305B2

Abstract

【課題】簡易な構造で且つ長期的使用でも劣化の少ない且つ発電後、移動した人が帯電した静電気による電気ショックを抑制することができる発電マットを提供する。
【解決手段】本発電マット１は、水平方向に移動する移動体２との間で摩擦により静電気を発生させる発電部３と、発電部に設けられると共に静電気を収集して負荷に供給する導電材から成る集電部材４と、発電部よりも移動体の移動方向下流側に配置され、前記移動体が接触したときに該移動体が帯電している静電気を除去する除電部５と、を備える。このような発電マットは、長期的の使用でも劣化して発電効率が落ちることを抑制することができ、且つ除電部によって発電後に移動した人が帯電した静電気による電気ショックを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、人が歩いたり足踏みをしたりすることにより発電を行う発電マットに関し、更に詳しくは、人が発電マット上を歩行する際に帯電する静電気を収集して給電することができ、且つ発電後、人が帯電した静電気による電気ショックを抑制することができる発電マットに関する。本発電マットは、配設場所近辺の照明や各種センサの電源として用いる等、各種電力の供給源として用いることができる。

従来より、床面にシート状の発電装置を設置して通行人の歩行により発電を行うシステムが開発されている。例えば、シート状の圧電素子を階段に配置すると共に、上記圧電素子を階段の照明装置に接続したシステムが知られている（特許文献１）。このシステムでは、通行人が階段を昇降する際に、圧電素子が発電して照明装置が点灯する。また、例えば、シート状の圧電素子を駅構内の通路、例えば改札等に設置することで、通行人の移動により圧電素子が発電し、この電力を取り出して利用するシステムが知られている（特許文献２）。

しかし、上述したいずれの発電システムも圧電素子を利用して発電を行っているため、歩行する面の全面に小さな圧電素子を敷き詰める必要があるため、各圧電素子を配線する必要がある等煩雑であるという問題がある。また、圧電素子は適度の厚みがあり、且つセラミックや結晶等の硬い材質からなるため、これをマットに設置するとマット自体が厚くなったり柔軟性が失われてしまったりするため、歩行時の感触が変化する他、マットの運搬や収納がし難くなる。

特開平１１−３５３９１３号公報特開２００６−１９７７０４号公報

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、人が発電マット上を歩行する際に帯電する静電気を収集して給電することができ、簡易な構造で安価であって、長期的使用でも劣化が少なく、且つ発電後に移動した人が帯電した静電気による電気ショックを抑制することができる発電マットを提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．水平方向に移動する移動体との間の摩擦により静電気を発生させる発電部と、該発電部に設けられると共に前記静電気を収集して負荷に供給する導電材を具備する集電部材と、前記発電部よりも前記移動体の移動方向下流側に配置されると共に、前記移動体が接触したときに該移動体が帯電している静電気を除去する除電部と、を備えることを特徴とする発電マット。
２．前記発電部は多数の繊維体を備える上記１．記載の発電マット。
３．前記集電部材は前記発電部の表面に設けられる上記１．又は上記２．記載の発電マット。
４．前記集電部材は前記発電部の内部に設けられる上記１．又は上記２．記載の発電マット。
５．前記集電部材ははしご形状、網目状又はシート状である上記３．又は上記４．記載の発電マット。
６．前記移動体の移動方向は一方向のみであり、且つ、前記除電部は一端側に配置される上記３．乃至上記５．のいずれかに記載の発電マット。
７．前記移動体の移動方向は対向する二方向であり、且つ、前記除電部は前記発電部を中心として前記移動方向の両側にそれぞれ配置されている上記３．乃至上記５．のいずれかに記載の発電マット。
８．前記発電部の前記移動体の移動方向上流側には、前記移動体の底部に接触して水分や塵を取り除く洗浄部を備える上記３．乃至上記７．のいずれかに記載の発電マット。
９．前記集電部材には収集した前記静電気を蓄電する蓄電器が接続される上記６．乃至上記８．のいずれかに記載の発電マット。
１０．前記蓄電器には発光手段制御装置が接続されると共に、前記発光手段制御装置には発光手段が接続される上記９．記載の発電マット。

本発明の発電マットによれば、移動体との間で摩擦により静電気を発生させる発電部と、上記静電気を収集する導電材から成る集電部材と、を備えているので、移動体の移動により発生した静電気を効率的に集電することができる。これにより、従来の圧電素子を利用した発電マットに比べて構造を極めて簡素化することができ、安価な発電マットを得ることができるようになる。また、従来の圧電素子のような発電部品を使用していないので、長期的の使用でも劣化して発電効率が落ちることを抑制できる。しかも、マット自体の柔軟性を通常のマットと同様に維持することができるので、運搬性や収納性を犠牲にすることがない。
また、移動体に帯電した静電気を除去する除電部を備えているので、移動体が例えば歩行者である場合、歩行者に残存している静電気を除電部で除電することができる。これによって歩行者が発電マットを通過した後に、ドアノブ等の導電体に手を接触したときに歩行者が帯電している静電気が流れて、電気ショックを受けることを防止したり、火花が発生して可燃物に引火することを防止したりすることができる。
更に、移動体を検出するためのセンサとして用いることもできる。本発電マットは従来の赤外線センサ等とは異なる条件、即ち静電気を発生させる移動体の検知を行うことができるため、素足と靴との区別を行ったり、台車等の検出を行ったりすることができる。

また、発電部が多数の繊維体を備える場合は、繊維体と歩行者の靴との間での摩擦により静電気を効率的に発電することができる。また、従来知られている繊維体を用いたマットの製造方法を利用して本発電マットを製造することができるため、発電マットの製造が容易であり、且つ低コストである。
更に、集電部材が発電部の表面に設けられている場合は、発電部の表面に集電部材を載置する構成であるため、構造を簡易なものとし、発電マットの製造を容易にすることができる。また、集電部材が発電部の内部に設けられている場合は、移動体と集電部材とが直接接触することがないので集電部材の損傷を抑制することができる。
また、集電部材がはしご形状、網目状及びシート状とする場合は、効率的に静電気の収集を行うことができる。

更に、移動体の移動方向は一方向のみであると共に、除電部は一端側に配置される場合は、必要最低限の構成で、効果的に移動体の除電を行うことができる。また、移動体の移動方向が対向する二方向であると共に、除電部は発電部を中心に移動方向の両側にそれぞれ配置される場合は、移動体が二方向のうちいずれの方向に移動しても発電部を通過した後に除電部に移動するので、いずれの方向であっても移動体の除電を確実に行うことができる。
更に、発電部の移動体の移動方向上流側に、移動体の底部に接触して水分や塵を取り除く洗浄部を備える場合は、移動体が発電部に移動する前に移動体の底部、例えば人の靴底の水分や塵を取り除くことができるようになる。これにより、発電部での静電気の発生効率を高めて発電効果を向上することができる。また、同時に靴底の汚れを洗浄できるので、足拭きマットとしての効果を付加することができる。
更に、集電部材に収集した静電気を蓄電する蓄電器が接続される場合は、電力の供給を安定化させることができ、且つ蓄電により非発電時でも電力を負荷に供給したりすることができるため、発電源として汎用性を高めることができる。また、蓄電器に発光手段制御装置が接続されると共に、発光手段制御装置に発光手段が接続される場合は、蓄電器に蓄電された電荷を利用して安定した発光を実現できると同時に、発光手段制御装置により発光を制御して歩行者あるいは管理者に対して適宜発光することができるようになる。
また、集電部材に収集した静電気により発光する発光手段が接続される場合は、発電部での発電と同時に発光するようになるので、移動体の位置を検出するセンサを使用することなく、足下の照明灯として用いることができる。

本実施例に係る発電マットを示す平面図である。発電マットを示す縦断面側面図であり、（Ａ）は図１中Ｉ−Ｉ線で切断した状態、（Ｂ）は図１中II−II線で切断した状態、（Ｃ）は図１中III−III線で切断した状態をそれぞれ示す。足踏みにより発電する作用を説明する正面図であり、（Ａ）は両足を置いた状態、（Ｂ）は片足を上げた直後の状態、（Ｃ）は片足を上げて時間が経過した状態、（Ｄ）は片足を下ろす直前の状態、（Ｅ）は片足を下ろした直後の状態をそれぞれ示す。移動体の移動方向が１方向である場合の発電マットを示す平面図である。移動体の移動方向が全方向である場合の発電マットを示す平面図である。網目状の集電部材を示す平面図である。実施例１の発電マットを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面側面図を示す。実施例２の発電マットを示す縦断面側面図である。

以下、図１〜８を参照しながら本発明の発電マットを詳しく説明する。
本発明に係る発電マットは、水平方向に移動する移動体との間の摩擦により静電気を発生させる発電部と、発電部に設けられると共に静電気を収集して負荷に供給する導電材を具備する集電部材と、発電部よりも移動体の移動方向下流側に配置されると共に、移動体が帯電している静電気を除去する除電部と、を備えるものである。
上記「移動体」は、発電マットの上を水平方向に移動することによって、発電部と接触し、そのときの発電部との摩擦によって静電気を発生させるものである限り、その種類、大きさ及び数量等は特に問わない。移動体としては、例えば歩行者とすることができ、この場合、歩行者の靴底と発電部との間の摩擦により静電気が発生する。また、貨物の運搬車（例えば台車を挙げることができる。）等の車両でもよい。この場合、運搬車の車輪と発電部との間の摩擦により静電気が発生する。

上記「発電部」は、移動する移動体と接触し、移動体との間の摩擦により静電気を発生させるものである限り、その形状、構造、材質及び数量等は特に問わない。例えば、発電部は、多数の繊維体を備えるようにできる。繊維体の材質としては、移動体との間で摩擦により効率的に静電気を発生させるために、移動体の接触部分の材質と比較して、帯電列が大きく異なるものであることが好ましい。即ち、移動体の接触部位がウレタンゴム製の靴底である場合、繊維体としては、例えば、毛、ポリアミド系合成繊維、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＶＣ等であることが好ましい。これらの場合、繊維体と靴底とでは帯電列は繊維体の方がプラス側になるので、両者を摩擦させると繊維体がプラス側、靴底がマイナス側に帯電する（例えば、図３（Ｂ）を参照。）。このような繊維体の具体例として、従来のカーペット及びマットの等と同様に構成される織物又は不織物のマット状物を挙げることができる。
繊維体の形状は、摩擦及び電荷移動の高効率化のために表面積が大きいもの、例えばマイクロ繊維や異形状繊維が好ましく、またこれらをフィラメントや撚り糸状としたり、あるいはパイル状としてもよい。また、発電部の基材は、柔軟性を備え、歩行動作に対する耐久性を有する絶縁材料であることが好ましく、例えばゴム製とすることができる。

上記「集電部材」は、発電部に設けられると共に静電気を収集する導電材から成るものである限り、その形状、構造、材質、数量等は特に問わない。集電部材は、発電部の表面に設けられるものとしたり、あるいは発電部に内蔵されたりするものとすることができる。集電部材の形状としては、金属製のワイヤや導電性繊維をはしご形状あるいは網目状（格子状とも言う）に形成したものや、導電性のシート（例えば、平面板であってもよいし、織布又は不織布状であってもよい。）を利用したものとすることができる。ここで、「はしご形状」とは、多数の平行な横ワイヤと、各ワイヤの端部を連結した２本の縦ワイヤと、を備えたもの（例えば、図１を参照。）、あるいは１本の縦ワイヤと、を備えたもの（例えば、図７（Ａ）を参照。）とする。
更に、集電部材には、発電部で収集した静電気を蓄電する蓄電器が接続されるようにしたり、この蓄電器に発光手段のオンオフを制御する発光手段制御装置を接続し、この発光手段制御装置に発光手段を接続したりするようにできる。また、これら蓄電器や発光手段制御装置を設けずに、静電気により発光する発光手段が集電部材に直接接続されるようにできる。蓄電器としては、例えばキャパシタ及び二次電池を用いることを挙げることができる。
上記「発光手段」は、消費電力が少ない光源が好ましく、例えばネオン管及び発光ダイオードを挙げることができる。発光手段がネオン管である場合は、耐電圧が高いため発光手段を静電気の高電圧から保護する回路を省略することができ、また、集電部材からの電流の方向によらず発光させることができる。更に、発光手段が発光ダイオードである場合は、低電流で高輝度の発光を実現することができる。

上記「除電部」は、発電部よりも移動体の移動方向下流側に配置されると共に、移動体に帯電した静電気を除去するものである限り、その種類、大きさ、数量等は特に問わない。この静電気の除電方法は任意に選択することができ、導電体で構成され、集電した電気を大地に流す、空気中に放電するなどを挙げることができる。大地に流す場合は導体を埋設したアースに除電部を接続することを挙げることができる。また、空気中に放電する場合は、鋭利な先端を多数配置して各先端から放電させることを挙げることができる。
除電部の材質としては、導電性を有しながら歩行動作に対する耐久性を備えたものが好ましく、例えば金属糸を織り込んだ繊維とすることができる。
また、除電部の配置としては、例えば移動体の移動方向が一方向のみである場合は、除電部は、移動体の移動方向下流側に位置する一端側のみに配置されるようにしたり、移動体の移動方向が対向する二方向である場合は、除電部は発電部を中心に移動方向の両側にそれぞれ配置されるようにしたり、あるいは移動体の移動方向が全方向である場合は、除電部は発電部の周囲に配置されるようにできる。
一方、発電部の移動体の移動方向上流側に洗浄部を備えるようにできる。上記「洗浄部」は、移動体の底部に接触して水分や塵を取り除くものである限り、その種類、大きさ、数量等は特に問わない。洗浄部の材質としては、一般的な玄関マット材とすることができ、例えばポリオレフィンやＰＶＣ等とすることができる。更に、この洗浄部は基材から容易に取り外し可能なものにすることができる。
また、洗浄部の配置としては、例えば移動体の移動方向が一方向のみである場合は、洗浄部は移動体の移動方向上流側に位置する１箇所のみに配置されるようにしたり、移動体の移動方向が対向する二方向である場合は、洗浄部は発電部を中心に除電部の外側にそれぞれ配置されるようにしたり、あるいは移動体の移動方向が全方向である場合は、除電部は発電部を中心に除電部の周囲に配置されるようにできる。この場合は、移動体がどの方向に移動しても発電部を通過した後に除電部に移動するので、任意の方向に移動する移動体の除電を確実に行うことができる。
更に、移動体の移動方向は一方向のみであると共に、洗浄部が１箇所のみに配置される場合は、必要最低限の設備に抑えることができる。また、移動体の移動方向は対向する二方向であると共に、洗浄部は発電部を中心に除電部の外側にそれぞれ配置される場合は、移動体が二方向のうちいずれの方向に移動しても洗浄部を通過してから発電部に移動するので、発電効率を確実に向上することができる。更に、移動体の移動方向は全方向であると共に、除電部は発電部を中心に除電部の周囲に配置される場合は、移動体がどの方向に移動しても洗浄部を通過した後に発電部に移動するので、発電効率を確実に向上することができる。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。本実施例では、移動体は歩行者であり、発電マットに対して対向する二方向を移動方向としている。また、歩行者の靴底はウレタンゴム製としている。

（１）発電マットの構成
本実施例に係る発電マット１は、図１及び図２に示すように、移動体２との間で摩擦により静電気を発生させる発電部３と、該発電部３に設けられる集電部材４と、発電部３を中心に移動体２の移動方向の両側にそれぞれ配置される除電部５と、発電部３を中心に除電部５の外側にそれぞれ配置される洗浄部６と、集電部材４に接続された蓄電器１３と、蓄電器１３に接続された発光手段制御装置１４と、発光手段制御装置１４に接続された発光手段７と、を備えている。
発電部３は、基材８と繊維体９とから成る。基材８は絶縁体である天然ゴム製であり、除電部５及び洗浄部６と共通の基盤としている。繊維体９はウール製のフィラメントであり、基材８の上部表面に植設されている。ここで、繊維体９を構成するウールと靴底１０を構成するウレタンゴムとでは帯電列はウールの方がプラス側になるので、両者を摩擦させると繊維体９がプラス側、靴底１０がマイナス側に帯電する（図３（Ｂ）参照）。
集電部材４は、図１に示すように、導電材である金属製のワイヤをはしご形状に形成すると共に、図２（Ａ）に示すように、発電部３の表面、即ち繊維体９に絡めて設けられ、繊維体９に発生した静電気を収集する。集電部材４は発電部３の全面に設けられていると共に、全体が分断されずに接続されている。
除電部５は導電材を織り込んだ樹脂製繊維であり、配線１２により接地されている。これにより、除電部５は移動体２に帯電した静電気を除去する。
洗浄部６はポリオレフィン製で、一般的な玄関マットと同様に移動体２の靴底１０に接触して水分や塵を取り除く。この洗浄部６は基材８から容易に取り外し可能としている。
蓄電器１３は集電部材４により収集された電荷を蓄電するものであり、キャパシタとしている。発光手段制御装置１４は、発光手段７の発光を制御するものとしている。また、発光手段７は耐電圧が高く、小電流でも点灯するネオン管としている。更に、発光手段７の一端が発光手段制御装置１４に接続され、他端が接地されている。

（２）発電マットの作用
次に、上記構成の発電マット１の作用について説明する。ここでは、移動体２である歩行者が発電マット１の一端側から他端側に通過する場合について説明する。

発電マット１の一端側から進入した移動体２は、最初に洗浄部６を踏み付ける。これにより、靴底１０の水分や塵が洗浄部にこすりつけられて、取り除かれる。その後、移動体２は更に進み、洗浄部６に隣接する除電部５を踏み付ける。
次いで、移動体２は更に進んで発電部３を踏み付ける。発電部３では、左右の靴底１０を発電部３に設置した状態から一方の靴底１０を上げると、繊維体９と靴底１０との摩擦により、繊維体９がプラス側に、靴底１０がマイナス側に帯電する。そして、繊維体９に帯電した正電荷が集電部材４で収集され、蓄電器１３に供給されて蓄電される。蓄電された電荷は、発光手段制御装置１４により適宜制御しながら発光手段７に供給され、発光手段７を発光させる。
このように、移動体２の歩行による靴の上げ下げにより発電部３において静電気が発生し、これを集電部材４により収集して蓄電器１３及び発光手段制御装置１４を介して発光手段７を発光させることができる。
その後、移動体２は更に進み、発電部３に隣接する除電部５を踏み付ける。その時点で移動体２が帯電していた場合は、その電荷が靴底１０から除電部５に逃れ、配線１２を介して大地に流れて除電される。移動体２は更に除電部５に隣接する洗浄部６を踏み付け、再度靴底１０の水分や塵が取り除かれる。

（３）実施例の効果
本実施例の発電マット１によると、移動体２との間で摩擦により静電気を発生させる発電部３と、静電気を収集する導電材から成る集電部材４と、を備えているので、移動体２の移動により発生した静電気を効率よく収集することができる。これにより、従来の圧電素子を利用した発電マット１に比べて構造を極めて簡素化することができ、安価な発電マット１を得ることができるようになる。また、従来の圧電素子のような発電部品を使用していないので、長期的の使用でも劣化して発電効率が落ちることを抑制できる。しかも、マット自体の柔軟性を通常のマットと同様に維持することができるので、運搬性や収納性を犠牲にすることがない。
また、発電部３は多数の繊維体９を備えるので、移動体２と繊維体９との間の摩擦により効果的に静電気を発生させることができる。そして、集電部材４ははしご形状で発電部３の表面に設けられるので、集電部材４として必要最低限の設備に抑えることができる。
また、集電部材４には蓄電器１３及び発光手段制御装置１４を介して発光手段７が接続されているので、安定した電力を適宜制御しつつ発光手段７に供給することができる。
また、移動体２に帯電した静電気を除去する除電部５を備えているので、移動体２である歩行者は発電部３で自ら帯電した静電気を直後に除電部５で除電することができる。これにより、移動体２が発電部３を通過した後に例えばドアノブに接触しても放電衝撃を受けることを防止できる。しかも、除電部５は発電部３を中心に移動方向の両側にそれぞれ配置されるので、移動体２が対向する二方向のうちいずれの方向に移動しても発電部３を通過した後に除電部５に移動するようになる。よって、移動体２の除電を確実に行うことができる。
更に、除電部５に隣接して洗浄部６が配置されているので、移動体２が発電部３に移動する前に移動体２の靴底１０の水分や塵を取り除くことができるようになる。これにより、発電部３での静電気の発生効率を高めて発電効果を向上することができる。同時に、靴底１０の汚れを洗浄できるので、足拭きマットとしての効果を付加することができる。また、洗浄部６は基材８に対して取り外し可能なので、洗浄部６が汚れた場合に取り外して洗浄部６自体を洗浄することができる。しかも、洗浄部６は発電部３を中心に除電部５の外側にそれぞれ配置されているので、移動体２が対向する二方向のうちいずれの方向に移動しても洗浄部６を通過してから発電部３に移動するようになり、発電効率を確実に向上することができる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、移動体２である歩行者の移動方向は発電マット１に対して対向する二方向とすると共に、発電マット１において、発電部３を中心に配置し、この発電部３を挟むように除電部５を配置し、更にその外側に洗浄部６を配置するようにしたが、これに限定されず、例えば、図４に示すように、移動体２の移動方向を一方向とすると共に、移動体２の移動方向の上流側から洗浄部６、発電部３、除電部５の順となるように配置してもよい。この場合、各部の数量を最低限に抑えることができるので発電マット１の構造を簡素化することができる。あるいは、例えば、図５に示すように、移動体２の移動方向を全方向とすると共に、発電マット１において、発電部３を中心に配置し、この発電部３の周囲に除電部５を配置し、更にその周囲に洗浄部６を配置するようにしてもよい。この場合、移動体２がどの方向に移動しても、洗浄部６を通過した後に発電部３に移動するので発電効率を確実に向上できると共に、発電部３を通過した後に除電部５に移動するので移動体２の放電衝撃を抑えることができる。尚、上記実施例では洗浄部６を設けたが、洗浄部６は省略してもよい。
また、上記実施例では、集電部材４の形状としてはしご形状を採用したが、これに限定されず、例えば、図６に示すように網目状としてもよい。この場合、集電効率を更に高めることができる。また、集電部材４は発電部３の表面の繊維体９に絡めて設置するようにしたが、これに限定されず、発電部３の基材に内蔵して繊維体９の静電気を集電するようにしてもよい。あるいは、集電部材４はワイヤから成るものに限定されず、例えば導電性シートを利用した多孔シート状のものにしてもよい。このような集電部材を用いた場合、繊維体がシートの孔から突き出し、移動体と接触する。
また、上記実施例では集電部材４は発電部３の全面に設けられていると共に、全体が分断されずに接続されるようにしたが、これに限定されず、例えば発電部３が長い場合に集電部材４を適宜分断して複数個所で静電気の収集を行うようにしてもよい。この場合、歩行者の歩いている場所に応じて発光手段７を発光させることができるようになる。
また、上記実施例では、発光手段７としてネオン管を採用したが、これに限定されず、例えば発光ダイオードや蛍光灯等の他の発光部品としてもよい。また、発光手段７を接続することに限定されず、センサやその他の電気部品を接続してもよい。例えば、センサを接続した場合、移動体２が発電部３に乗っていることを検出して、例えば自動ドアを開けたり照明を点灯したりするような制御に利用することができる。あるいは、複数の集電部材４を有すると共に各集電部材４センサを接続した場合は、歩行者の乗っている位置を検出することができる。
また、上記実施例では、集電部材４と発光手段７との間に蓄電器１３及び発光手段制御装置１４を介在させたが、これに限定されず、集電部材４と発光手段７とを直接接続するようにしてもよい。この場合、部品点数を減らして構成を簡素化することができる。

ここで、集電部材４と発光手段７とを直接接続した実施例の作用を図３に沿って説明する。発電部３では、左右の靴底１０を発電部３に設置した状態（同図（Ａ））から一方の靴底１０を上げると、繊維体９と靴底１０との摩擦により、繊維体９がプラス側に、靴底１０がマイナス側に帯電する（同図（Ｂ））。そして、繊維体９に帯電した正電荷が発光手段７に供給されて発光させる。このときの発光手段７における電流の方向は集電部材４側から接地側になる。そして、繊維体９の正電荷は徐々に減少する（同図（Ｃ））。
続いてこの靴底１０を下げて繊維体９に接する程度に接近すると、靴底１０の負電荷が集電部材４により収集され、発光手段７を発光させる（同図（Ｄ））。このときは発光手段７における電流の方向は接地側から集電部材４側に逆転する。更に靴底１０を下げて発電部３を踏み付けるに伴い、靴底１０の負電荷は徐々に減少する（同図（Ｅ））。
このように、移動体２の歩行による靴の上げ下げにより発電部３において静電気が発生し、これを集電部材４により収集することで発光手段７を発光させることができる。これにより、発電部３での発電と同時に発光するようになる。よって、移動体２の位置を検出するセンサを使用することなく、移動体２が発電部３に存在するときに発光するシステムを最低限の設備で構築することができる。また、発光手段７がネオン管であるので、集電部材４からの電流の方向によらず発光させることができる。
ここで、図３に示す実施例では、発光手段７としてネオン管を採用したが、これに限定されず、例えば、図８に示すように、発光ダイオードとしてもよい。この場合、同図に示すように、極性を反対にした複数の発光ダイオードを設置することにより、発電部３で発生した静電気の方向によっていずれかの発光ダイオードが発光するようになる。

（実施例１）
図７に示すように、発電部３と、集電部材４と、集電部材４に接続した電流計１１と、電流計１１に接続した発光手段７と、を備えた発電マット１において、足踏みをすることにより発電を行った。発電部３としては、ウールの生地を採用した。床面としては、エポキシ系塗料を塗布したコンクリートと、除電対策を施したカーペット上に置いたダンボールと、の２種類を採用した。集電部材４としては、直径０．３ｍｍの銅線を１００ｍｍピッチで平行に配置し、一端同士を接続して形成した。また、図７（Ｂ）に示すように、集電部材４の銅線を発電部３の繊維体９に対して５０ｍｍごとに絡ませた（図中、符号１２で示す箇所）。発光手段７としてはネオン管を採用した。足踏みする足にはウレタンゴム製の底を有する合成皮革製の靴を履いた。
その結果、いずれの床においても発光手段７が発光した。電流計１１による検出値は約２０ｍＡであった。

（実施例２）
図８に示すように、発電部３と、集電部材４と、集電部材４に接続した発光手段７と、を備えた発電マット１において、足踏みをすることにより発電を行った。発電部３、集電部材４、床面は実施例１と同様とした。発光手段７としては、互いに極性を反対にして接続した２つの発光ダイオードを採用した。
その結果、足踏みに合わせて発光ダイオードが交互に発光した。また、１００回の足踏み後に非接触静電気測定装置により各部の大地に対する電位を測定した結果、靴底１０の表面で−２．０ｋＶ、発電部３の表面で＋１．２ｋＶであった。

本発電マットは、歩行者が歩行することで発電を行い、配設場所近辺の照明や各種センサの電源として用いる等、各種電力の供給源として用いる技術として利用される。特に、静電気を利用して発電を行う技術として好適に利用される。更に、移動体を検出するためのセンサとして用いることもできる。

１；発電マット、２；移動体、３；発電部、４；集電部材、５；除電部、６；洗浄部、７；発光手段、９；繊維体、１０；靴底。

Claims

水平方向に移動する移動体との間の摩擦により静電気を発生させる発電部と、
該発電部に設けられると共に前記静電気を収集して負荷に供給する導電材を具備する集電部材と、
前記発電部よりも前記移動体の移動方向下流側に配置され、前記移動体が接触したときに該移動体が帯電している静電気を除去する除電部と、を備えることを特徴とする発電マット。
前記発電部は多数の繊維体を備える請求項１記載の発電マット。
前記集電部材は前記発電部の表面に設けられる請求項１又は２記載の発電マット。
前記集電部材は前記発電部の内部に設けられる請求項１又は２記載の発電マット。
前記集電部材ははしご形状、網目状又はシート状である請求項３又は４記載の発電マット。
前記移動体の移動方向は一方向のみであり、且つ、前記除電部は一端側に配置される請求項３乃至５のいずれか１項に記載の発電マット。
前記移動体の移動方向は対向する二方向であり、且つ、前記除電部は前記発電部を中心として前記移動方向の両側にそれぞれ配置されている請求項３乃至５のいずれか１項に記載の発電マット。
前記発電部の前記移動体の移動方向上流側には、前記移動体の底部に接触して水分や塵を取り除く洗浄部を備える請求項３乃至７のいずれか１項に記載の発電マット。
前記集電部材には収集した前記静電気を蓄電する蓄電器が接続される請求項６乃至８のいずれか１項に記載の発電マット。
前記蓄電器には発光手段制御装置が接続されると共に、前記発光手段制御装置には発光手段が接続される請求項９記載の発電マット。