JP2012062884A - 車両走行を利用した発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が通過していない時でも発電し、連続的な発電を行うことが可能であって、発電効率が高い、車両走行を利用した発電装置を提供すること。
【解決手段】車両の車輪から伝わる力を受けて往復動する受圧部と、前記受圧部の往復動に起因して生じる力を弾性力として蓄えるばねと、前記ばねに蓄えられた弾性力を間欠的に解放する解放機構と、前記解放機構により解放されたばねの弾性力に起因して回転する回転軸を有する発電機と、を備えていることを特徴とする車両走行を利用した発電装置である。
【選択図】図７

Description

本発明は、車両の走行により車輪から受ける力を利用して発電することができる車両走行を利用した発電装置に関する。

従来、車両の走行により車輪から受ける力を利用して発電することができる発電装置としては、下記特許文献１〜３に記載された装置が知られている。
特許文献１に記載された発電装置は、踏み板に歯の付いたシャフトが固着され、その下にばねが取り付けられており、シャフトの歯にギアが噛み合い、ギアのシャフトはラチェット機構を介してフライホイール及び発電機に連結されているものである。
特許文献２に記載された発電装置は、車両走行路に設置される走行方向に対し垂直な軸と該軸によって略中央を遥動可能に軸支され車両走行路の一部を形成する踏板とを備えたシーソーと、該踏板の遥動運動を回転運動に変換する変換部と、該変換部にて変換された回転運動が伝達される発電機とを備えたものである。
特許文献３に記載された発電装置は、通行車両のタイヤが受圧板を踏みつけると、その荷重により受圧板と共にラック部材が下降してピニオンが回転し、ピニオンを回転させるトルクはベルトを介して発電機軸に伝達され、発電機が回って発電がなされるように構成されたものである。

上記特許文献１〜３に記載された発電装置は、車両が通過する時に車輪から受ける上下方向の力を回転運動に変換することにより、発電機の軸を回転させて発電を行うように構成されている。
しかしながら、これらの発電装置は、車両が通過する時にのみ発電機の軸を回転させて発電することから、連続的な発電を行うことができず、発電効率が低いという問題があった。

特開２００８−２５５９７８号公報 特開２００６−３２９０９３号公報 特開２００１−２０８５２号公報

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、車両が通過していない時でも発電機の軸を回転させて発電することができ、連続的な発電を行うことが可能であって、発電効率が高い車両走行を利用した発電装置を提供するものである。

請求項１に係る発明は、車両の車輪から伝わる力を受けて往復動する受圧部と、前記受圧部の往復動に起因して生じる力を弾性力として蓄えるばねと、前記ばねに蓄えられた弾性力を間欠的に解放する解放機構と、前記解放機構により解放されたばねの弾性力に起因して回転する回転軸を有する発電機と、を備えていることを特徴とする車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項２に係る発明は、車両の車輪から伝わる力を受けて往復動する受圧部と、前記受圧部の往復動を回転運動へと変換する変換機構と、前記変換機構により生じた回転力に起因して回転する第一回転板と、前記第一回転板の回転力を弾性力として蓄えるばねと、前記ばねに蓄えられた弾性力を、前記第一回転板が所定角度回転する毎に解放する解放機構と、前記解放機構により解放されたばねの弾性力に起因して回転するフリーホイールと、前記フリーホイールにより伝達された回転力を受けて回転するフライホイールと、前記フライホイールに回転軸が直接的又は間接的に接続された発電機と、を備えていることを特徴とする車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項３に係る発明は、前記ばねが渦巻きばねからなり、前記解放機構は、前記渦巻きばねに蓄えられた弾性力を、前記第一回転板が所定角度回転する毎に解放し、前記解放機構により解放された渦巻きばねの弾性力を受けて回転する第二回転板を備え、前記フリーホイールは、前記第二回転板の回転力を前記フライホイールに伝達することを特徴とする請求項２記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項４に係る発明は、前記第一回転板と前記第二回転板が対向して配置されており、前記第一回転板は、円板状部と、該円板状部の中央にて前記第二回転板に向けて突出するように設けられた中央軸部とからなり、前記第二回転板は、円板状部と、該円板状部の周縁に沿って前記第一回転板に向けて突出するように設けられた周縁部とからなり、前記渦巻きばねは、前記第一回転板と前記第二回転板の間の空間に収容されるとともに、その一端が前記中央軸部に固定され、他端が前記周縁部に固定されていることを特徴とする請求項３記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項５に係る発明は、前記解放機構が、前記第一回転板の外周に設けられたドグと、前記第二回転板の外周に設けられた切り欠き部と、前記切り欠き部に係止することにより、前記弾性力による第二回転板の回転を阻止する爪とからなり、前記第一回転板が所定角度回転した時、前記ドグが前記爪の切り欠き部への係止を解除することを特徴とする請求項３又は４記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項６に係る発明は、前記変換機構が、前記受圧部により押されるスパイラルブッシュと、前記スパイラルブッシュに螺合されたスパイラルシャフトとからなり、前記第一回転板は、前記スパイラルシャフトの先端に取り付けられていることを特徴とする請求項２乃至５いずれかの記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項７に係る発明は、前記変換機構が、前記受圧部により押されて移動する可動爪と、前記可動爪が噛み合う歯を有し、前記可動爪の移動に伴って前記歯が押されることにより回転する起動歯車とからなり、前記第一回転板の中心は、前記起動歯車の中心軸に接続されていることを特徴とする請求項２乃至５いずれかの記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項８に係る発明は、前記フリーホイールと前記フライホイールとが、複数の歯車からなる増速機構を介して接続されており、前記発電機の回転軸が、前記フライホイールに連結していることを特徴とする請求項７記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項９に係る発明は、前記ばねが引っ張りばねからなり、前記解放機構は、前記引っ張りばねに蓄えられた弾性力を、前記第一回転板が所定角度回転する毎に解放することを特徴とする請求項２記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１０に係る発明は、前記変換機構が、前記受圧部の往復動に基づいてロッドが伸縮するシリンダと、前記シリンダのロッドの伸長に伴って回転する起動回転板と、前記起動回転板に取り付けられて該起動回転板の回転に伴って移動する第二可動爪と、前記第二可動爪が噛み合う歯を有し、前記第二可動爪の移動に伴って前記歯が押されることにより一方向に回転する第二起動歯車と、前記第二起動歯車の歯に噛み合うことにより前記一方向の回転のみを許容する第三可動爪と、前記第二起動歯車の回転を前記第一回転板へと伝達する伝達機構と、を備えていることを特徴とする請求項２又は９記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１１に係る発明は、前記伝達機構が、前記第二起動歯車の回転に伴って回転する中間回転板と、前記中間回転板に取り付けられて、前記第一回転板に設けられた係止突起に対して係脱可能な係止爪と、を備えており、前記係止爪が前記係止突起に対して係止している状態で、前記中間回転板が回転することにより、この中間回転板の回転が前記第一回転板へと伝達されることを特徴とする請求項１０記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１２に係る発明は、前記解放機構が、前記第二起動歯車と共に回転する第一中間歯車と、前記中間回転板と同軸に固定されており且つ前記第一中間歯車と噛み合うことにより前記中間回転板と共に第一中間歯車と逆方向に回転する第二中間歯車と、前記第一中間歯車に取り付けられて回転するドグと、前記中間回転板に取り付けられた係止爪を、前記中間回転板の回転に伴って前記係止突起に係止する方向にガイドするガイド部材とからなり、前記第一中間歯車及び前記中間回転板が互いに逆方向に所定角度回転した時、前記ドグが前記係止爪の前記係止突起への係止を解除することを特徴とする請求項１１記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１３に係る発明は、前記引っ張りばねの長さ方向に延びるように配置され且つ当該長さ方向に往復移動可能なラックを備え、前記引っ張りばねは、前記ラックの往復移動に伴って伸縮するように前記ラックに接続されており、前記第一回転板と同軸に、前記ラックと噛み合う歯車が連結されていることを特徴とする請求項９乃至１２いずれかに記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１４に係る発明は、前記フリーホイールと前記フライホイールとが、複数の歯車からなる増速機構を介して接続されており、前記発電機の回転軸が、前記フリーホイールに連結していることを特徴とする請求項１、２、９乃至１３いずれかに記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１５に係る発明は、装置全体が、車両が走行する地面下に埋設されており、前記受圧部の表面は、地表面に露出していることを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１６に係る発明は、前記受圧部のみが車両が走行する地面下に埋設されており、前記受圧部の表面は、地表面に露出していることを特徴とする請求項１、２、９乃至１４いずれかに記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１７に係る発明は、前記受圧部の表面は、車両の走行に伴って加わる重量により上下動するように構成され、前記受圧部は、前記表面を上方向に付勢する押しばねと、前記表面の上下動に伴ってロッドが伸縮する油圧シリンダと、を備えていることを特徴とする請求項１６記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１８に係る発明は、前記変換機構のシリンダが油圧シリンダからなることを特徴とする請求項１０記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１９に係る発明は、前記変換機構の油圧シリンダと、前記受圧部の油圧シリンダが、油送パイプにより連結されており、前記変換機構の油圧シリンダのロッドの伸縮と、前記受圧部の油圧シリンダのロッドの伸縮が連動することを特徴とする請求項１８記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項２０に係る発明は、前記車両が走行する地面が道路であることを特徴とする請求項１５又は１６記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項２１に係る発明は、前記車両が走行する地面が駐車場であることを特徴とする請求項１５又は１６記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項２２に係る発明は、車両に搭載されており、前記受圧部が、車両走行時に車輪から伝わる上下方向の力を車両の車軸を介して受けて上下動し、前記発電機により発電した電力を、車両に搭載されたバッテリーに充電することを特徴とする請求項１乃至１９いずれかの記載の車両走行を利用した発電装置に関する。

請求項１に係る発明によれば、車両の車輪から伝わる力を受けて受圧部が往復動すると、この往復動に起因して生じる力をばねが弾性力として蓄える。そして、このばねに蓄えられた弾性力は、解放機構により間欠的に解放され、この解放されたばねの弾性力を受けて発電機の回転軸が回転することにより、車両の走行を利用した発電を行うことができる。
ここで、ばねが受圧部の往復動に起因して生じた力を弾性力として一旦蓄えて、解放機構がこのばねに蓄えられた弾性力を間欠的に解放し、この解放されたばねの弾性力を受けて発電機の回転軸が回転するように構成されているため、車両が通過していない時でも、蓄えられたばねの弾性力が残っている間は、この弾性力を利用して発電機の軸の回転を持続させることができる。そのため、連続的な発電を行うことが可能となり、高い発電効率を得ることができる。
更に、受圧部が受けた力をそのまま発電機の回転軸に伝えるのではなく、一旦ばねに弾性力として蓄えた後、蓄えられた弾性力を利用して発電機の回転軸を回転させることができるため、発電機の回転軸に伝わる回転トルクを略一定とすることができ、安定した発電を行うことが可能となる。

請求項２に係る発明によれば、車両の車輪から伝わる力を受けて受圧部が往復動すると、変換機構により受圧部の往復動が回転運動へと変換され、この変換機構により生じた回転力を受けて第一回転板が回転し、この第一回転板の回転力をばねが弾性力として蓄える。そして、このばねに蓄えられた弾性力は、解放機構により第一回転板が所定角度回転する毎に解放され、この解放されたばねの弾性力を受けてフリーホイールが回転し、フリーホイールがこの回転力をフライホイールに伝達してフライホイールを回転させ、フライホイールの回転に伴って発電機の回転軸が回転することにより、車両の走行を利用した発電を行うことができる。
ここで、ばねが第一回転板の回転力を弾性力として一旦蓄えて、解放機構がこのばねに蓄えられた弾性力を第一回転板が所定角度回転する毎に解放し、この解放されたばねの弾性力に起因してフリーホイール及びフライホールが回転するため、車両が通過していない時でも、蓄えられたばねの弾性力が残っている間は、この弾性力を利用して発電機の軸の回転を持続させることができる。そのため、連続的な発電を行うことが可能となり、高い発電効率を得ることができる。
更に、受圧部が受けた力を一旦ばねに弾性力として蓄えた後、蓄えられた弾性力を利用して発電機の回転軸を回転させることができるため、発電機の回転軸に伝わる回転トルクを略一定とすることができ、安定した発電を行うことが可能となる。

請求項３に係る発明によれば、渦巻きばねを使用することにより、第一回転板の回転をそのまま利用して渦巻きばねを巻いて弾性力（ばねの復元力）を蓄えることが可能となり、弾性力を効率良く蓄えることができる。
請求項４に係る発明によれば、第一の回転板と第二の回転板と渦巻きばねの組み合わせ部分をコンパクト化することができ、装置全体を小型化することが可能となる。また、渦巻きばねが第一の回転板と第二の回転板の間の空間に収容されることから、前記組み合わせ部分の破損が生じにくくなり、装置寿命を延ばすことが可能となる。

請求項５に係る発明によれば、第一回転板が所定角度回転する毎に解放機構が渦巻きばねに蓄えられた弾性力を解放する動作を、簡易且つコンパクトな構成で確実に行わせることが可能となる。
請求項６に係る発明によれば、変換機構が、スパイラルブッシュとスパイラルシャフトとからなるため、ラックとギアを用いた変換機構と比較して、コンパクトな構成で受圧部の上下動を確実に回転運動へと変換することができ、装置を小型化することが可能となる。また、変換機構の故障が生じにくくなり、メンテナンスの手間も低減される。

請求項７に係る発明によれば、変換機構が、受圧部により押されて移動する可動爪と、可動爪が噛み合う歯を有し可動爪の移動に伴って歯が押されることにより回転する起動歯車とからなり、第一回転板の中心は起動歯車の中心軸に接続されていることから、第一回転板、第二回転板、フリーホイール、フライホイールを水平面内に並べて配置することができ、上下方向の長さ（高さ）を低く抑えることが可能となる。
請求項８に係る発明によれば、フリーホイールとフライホイールとが複数の歯車からなる増速機構を介して接続されており、発電機の回転軸がフライホイールに連結されているため、発電機の回転軸を高速で回転させることが可能となる。

請求項９に係る発明によれば、ばねが引っ張りばねからなるため、ばねの交換等の装置のメンテナンスがし易いとともに、ばねの弾性力の調整も容易である。
請求項１０に係る発明によれば、シリンダのロッドの伸長に伴って起動回転板及び第二起動歯車を一方向に回転させることができる一方、シリンダのロッドの短縮に伴う起動回転板及び第二起動歯車の逆方向への回転を防ぐことができる。そのため、シリンダのロッドの伸縮の繰り返しにより、起動回転板及び第二起動歯車を一方向にのみ繰り返し回転させることができ、これに伴って第一回転板を一方向にのみ繰り返し回転させて、ばねに大きな弾性力を蓄えることが可能となる。

請求項１１に係る発明によれば、係止爪が係止突起に対して係止している状態で、中間回転板が回転することにより、この中間回転板の回転が第一回転板へと伝達される一方、係止が解除されると中間回転板の回転が第一回転板へと伝達されない。そのため、中間回転板の回転に伴って第一回転板を回転させてその回転力をばねの弾性力として蓄えることができる一方、ばねの弾性力の解放に伴って生じる第一回転板の回転力は中間回転板へと伝えないようにすることができる。
請求項１２に係る発明によれば、第一回転板が所定角度回転する毎に解放機構が引っ張りばねに蓄えられた弾性力を解放する動作を、簡易且つコンパクトな構成で確実に行わせることが可能となる。

請求項１３に係る発明によれば、ラックと歯車の噛み合いを利用することにより、簡易な構成で確実に、第一回転板の回転力を引っ張りばねに弾性力として蓄えることが可能となる。
請求項１４に係る発明によれば、発電機の回転軸を低速で回転させることができるため、低速用の発電機を利用して高い発電効率を得ることが可能である一方、フライホイールを高速で回転させることができるため、フライホイールに回転エネルギーを効率良く蓄えることが可能となる。

請求項１５に係る発明によれば、装置全体が、車両が走行する地面下に埋設されているため、装置を設置するスペースを地上に確保する必要がなく且つ装置を目立たなくすることができる。また、車両の走行時において車輪が地表面に露出した受圧部を踏むことにより発電が行われることとなり、車両が走行する様々な場所に設置して発電を行うことが可能となる。
請求項１６に係る発明によれば、受圧部のみが車両が走行する地面下に埋設されていることから、装置設置のために地面に設ける穴の容積を小さくすることができ、設置作業を容易に行うことが可能となる。また、受圧部以外は地上にあるためメンテナンスを容易に行うことができる。

請求項１７に係る発明によれば、受圧部上の車両通過に伴って油圧シリンダのロッドを伸縮させて、受圧部を確実に往復動させることができる。
請求項１８に係る発明によれば、変換機構のシリンダが油圧シリンダからなることから、シリンダのロッドの伸長に伴って起動回転板を強い力で確実に回転させることが可能となる。

請求項１９に係る発明によれば、変換機構の油圧シリンダと受圧部の油圧シリンダが油送パイプにより連結されており、変換機構の油圧シリンダのロッドの伸縮と受圧部の油圧シリンダのロッドの伸縮が連動することから、受圧部のみを地面下に埋設してそれ以外の部分を地上に設置しても、受圧部の往復動を確実に変換機構へと伝達することが可能となる。
請求項２０に係る発明によれば、車両が走行する地面が道路であることから、一般道路や高速道路等の様々な道路に設置して車両の通過時に発電を行うことが可能となる。

請求項２１に係る発明によれば、車両が走行する地面が駐車場であることから、車両が駐車場に出入りする際に、受圧部を車両の車輪に踏ませて発電させることができ、効率良く発電を行うことが可能となる。
請求項２２に係る発明によれば、車両に搭載されており、受圧部が車両走行時に車輪から伝わる上下方向の力を車両の車軸を介して受けて上下動し、発電機により発電した電力を車両に搭載されたバッテリーに充電することから、車両走行時において道路の起伏等により生じる車両振動を利用してバッテリーを充電することが可能となる。

本発明に係る発電装置の第一実施形態を示す図であり、（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。 第一実施形態の発電装置の使用例を示す図であり、車両が走行する地面下に埋設して使用した状態を示している。 第一実施形態の発電装置の使用例を示す図であり、車両に搭載して使用した場合を示している。 第一実施形態の発電装置を車両が走行する地面下に埋設して使用する場合の平面図であり、（ａ）は道路に埋設して使用する場合、（ｂ）は駐車場に埋設して使用する場合を示している。 本発明に係る発電装置の第二実施形態を示す図であり、（ａ）は受圧部及び変換機構の構成を示す正面図、（ｂ）は受圧部及び変換機構以外の構成を示す平面図である。 本発明に係る発電装置の第三実施形態の受圧部を示す図であって、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。 本発明に係る発電装置の第三実施形態の受圧部以外（本体部）を示す平面図（俯瞰図）である。 本発明に係る発電装置の第三実施形態の本体部を示す正面斜視図である。 本発明に係る発電装置の第三実施形態の本体部を示す左側面斜視図である。 本発明に係る発電装置の第三実施形態の本体部を示す右側面斜視図である。 本発明に係る発電装置の第三実施形態の本体部を示す背面斜視図である。 本発明に係る発電装置の第三実施形態の本体部を示す要部拡大斜視図である。 （ａ）は変換機構を含む発電装置の本体部の概略平面図であり、（ｂ）は変換機構の主要部の概略正面図である。 伝達機構及び解放機構の主要部を示す図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。 解放機構の動作を説明する図である。

以下、本発明に係る車両走行を利用した発電装置（以下、単に発電装置という）の好適な実施形態について、図面を適宜参照しながら説明する。
図１は本発明に係る発電装置の第一実施形態を示す図であり、（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
第一実施形態の発電装置（１）は、車両が走行する地面下に埋設して使用することもできるし（図２参照）、車両に搭載して使用することもできる（図３参照）。
先ず、図１，２を参照しながら、車両が走行する地面下に埋設して使用する場合について説明する。

本発明に係る発電装置（第一乃至第三実施形態）は、車両の車輪から伝わる力を受けて往復動する受圧部（２）と、受圧部（２）の往復動に起因して生じる力を弾性力として蓄えるばね（５）と、ばね（５）に蓄えられた弾性力を間欠的に解放する解放機構（６）と、解放機構（６）により解放されたばね（５）の弾性力に起因して回転する回転軸を有する発電機（１０）と、を共通して備えている。
尚、本明細書において、「間欠的」とは「連続的ではない」との意味であり、定期的な場合と不定期的な場合の両方を含む。即ち、解放機構（６）による弾性力の解放は、一定時間毎に行われるとは限らず、ばらついた異なる時間間隔で行われる場合もある。

第一実施形態の発電装置（１）は、上記受圧部（２）と、受圧部（２）の往復動を回転運動へと変換する変換機構（３）と、変換機構（３）により生じた回転力に起因して回転する第一回転板（４）と、第一回転板（４）の回転力を弾性力（ばねの復元力）として蓄える渦巻きばね（５）と、渦巻きばね（５）に蓄えられた弾性力を第一回転板（４）が所定角度回転する毎に解放する解放機構（６）と、解放機構（６）により解放された渦巻きばね（５）の弾性力に起因して回転するフリーホイール（８）と、フリーホイール（８）により伝達された回転力を受けて回転するフライホイール（９）と、フライホイール（９）に回転軸が直接的又は間接的に接続された発電機（１０）と、を備えている。

変換機構（３）、第一回転板（４）、渦巻きばね（５）、解放機構（６）、第二回転板（７）、フリーホイール（８）、フライホイール（９）、発電機（１０）（以下、まとめて発電装置本体（２０）と称する）は、ケーシング（１１）内に収容されている。
尚、図１では、ケーシング（１１）と、後述するプレート（１６）及びコイルばね（１７）は省略されている。

受圧部（２）は、車両の車輪から伝わる力を受けて上下動する部分である。
受圧部（２）は、図２に示す使用例では、車両の車輪から押圧力を受けた時（車輪が上に乗った時）に下降し、押圧力を受けなくなった時（車輪が上に乗っていない状態となった時）には上昇（復帰）する。
押圧部材（２１）は、ケーシング（１１）の上面に対して出没自在に配置されており、押圧部材（２１）の上部を覆うように設けられたゴム等の弾性素材からなるカバー部材（２２）が設けられている。
発電装置（１）は、カバー部材（２２）のみが地表面（Ｇ）に露出しており、カバー部材（２２）の上を車両が通過すると、車輪によりカバー部材（２２）が下方に押され、これにより押圧部材（２１）が下降する。

受圧部（２）は、変換機構（３）のスパイラルブッシュ（３１）の端部（図２では上端部）に配置されており、車両から受ける押圧力をスパイラルブッシュ（３１）へと伝える押圧部材（２１）を備えている。
尚、本発明において受圧部（２）の形態は図示例には限定されず、車両の車輪から伝わる力を受けて上下動し、その上下動を変換機構（３）へと伝達することができればよく、例えば、押圧部材（２１）の形状を変更してもよいし、カバー部材（２２）を省略してもよいし、別部材を追加してもよい。

第一回転板（４）の上方にはケーシング（１１）と一体化されたプレート（１６）が配置されており、プレート（１６）上面とスパイラルブッシュ（３１）の下端面との間にはコイルばね（押しばね）（１７）が介装されている。
コイルばね（１７）は、受圧部（２）が押圧力を受けなくなった時に、受圧部（２）を上昇（復帰）させるために設けられている。

変換機構（３）は受圧部の上下動を回転運動へと変換する機構であって、受圧部（２）により押されるスパイラルブッシュ（３１）と、スパイラルブッシュ（３１）に螺合されたスパイラルシャフト（３２）とからなる。
受圧部（２）によりスパイラルブッシュ（３１）が押されて下降すると、スパイラルシャフト（３２）が回転する。

第一回転板（４）は、スパイラルシャフト（３２）の先端に取り付けられており、スパイラルシャフト（３２）と一体的に回転する。
第一回転板（４）は、円板状部（４１）と、円板状部（４１）の中央にて第二回転板（７）に向けて突出するように設けられた中央軸部（４２）とを備えている。
円板状部（４１）の外周には、図１（ｂ）に示すようにドグ（６１）が固定されている。
ドグ（６１）は、解放機構（６）の一構成要素であって、第一回転板（４）が一回転する毎（３６０°回転する毎）に、同じく解放機構（６）の一構成要素である爪（６３）の切り欠き部（６２）への係止を解除する機能を有する。

第二回転板（７）は、第一回転板（４）と対向して配置されており、円板状部（７１）と、円板状部（７１）の周縁に沿って第一回転板（４）に向けて円環状に突出するように設けられた周縁部（７２）とからなる。
第二回転板（７）の円板状部（７１）の外周には、解放機構（６）の一構成要素である切り欠き部（６２）が設けられている。

第二回転板（７）の周縁近傍には、爪（６３）が固定ピン（６４）を支点として回動可能に設けられている。爪（６３）の先端は、図１（ｃ）に示すように切り欠き部（６２）に係止されており、これにより第二回転板（７）が後述する渦巻きばね（５）の弾性力（渦巻きばねが元の状態に戻ろうとする復元力）により回転することを阻止している。
爪（６３）の先端側（回動端側）にはピン（６５）が上方に突設されている。このピン（６５）にドグ（６１）が当たると、爪（６３）の先端側が固定ピン（６４）を支点として回転し、爪（６３）の先端が切り欠き部（６２）から外れ（係止が解除され）、第二回転板（７）が渦巻きばね（５）の弾性力により回転する。尚、爪（６３）と第二回転板（７）の回転方向は、図１（ｃ）において時計回り方向である。

渦巻きばね（５）は、第一回転板（４）の円板状部（４１）と第二回転板（７）の円板状部（７１）間の空間に収容されている。
渦巻きばね（５）は、一端（巻き始端）が第一回転板（４）の中央軸部（４２）に固定されており、他端（巻き終端）が第二回転板（７）の周縁部（７２）に固定されている。
渦巻きばね（５）は、第一回転板（４）の回転力を弾性力として一旦蓄え、蓄えた弾性力を第一回転板（４）が所定角度（予め定められた一定角度）回転する毎に解放機構（６）により解放して第二回転板（７）を回転させる。

第二回転板（７）の円板状部（７１）には、フリーホイール（８）が固定されている。
フリーホイール（８）は、ラチェット機構等により一方向の回転のみを伝達することができる公知の機構であって、第二回転板（７）の回転方向と同方向の回転力のみをフライホイール（９）へと伝達する。

フライホイール（９）は、フリーホイール（８）の回転軸（８１）と接続されており、フリーホイール（８）により伝達された回転力を受けて回転する。
フライホイール（９）は、フリーホイール（８）により伝達された回転力のエネルギーを長時間に亘って維持する。

フライホイール（９）の中心部には発電機（１０）の回転軸が接続されており、発電機（１０）の回転軸はフライホイール（９）の回転に伴って回転し、これにより発電が行われる。
尚、図示していないが、フリーホイール（８）とフライホイール（９）は、複数の歯車からなる増速機構を介して接続することが好ましい。これは、フライホイール（９）の回転速度をフリーホイール（８）の回転速度に比べて増加させることができ、発電機（１０）の回転軸を高速回転させて発電効率を向上させることが可能となるためである。

以下、上記構成からなる発電装置の作用について説明する。
図２に示す使用例において、車両の車輪により受圧部（２）のカバー部材（２２）が踏まれると、押圧部材（２１）がコイルばね（１７）の付勢力に抗して下降し、スパイラルブッシュ（３１）を下方へと押して下降させる。スパイラルブッシュ（３１）が下降すると、スパイラルシャフト（３２）と第一回転板（４）とが一体的に回転する。
第一回転板（４）が回転すると、渦巻きばね（５）の一端（巻き始端）が第一回転板（４）の中央軸部（４２）と共に回転する。回転方向は、渦巻きが締まる方向（図１（ｃ）の時計回り方向）である。このとき、渦巻きばね（５）の他端（巻き終端）が第二回転板（７）の周縁部（７２）に固定されているため、第二回転板（７）も同方向（図１（ｃ）の時計回り方向）へと回転しようとするが、爪（６３）の先端が切り欠き部（６２）に係止されているため、回転が阻止される。
これにより、渦巻きばね（５）が第一回転板（４）の回転力を弾性力として蓄えている状態となる。

車両が通過して車輪により受圧部（２）のカバー部材（２２）が踏まれていない状態となると、押圧部材（２１）及びカバー部材（２２）はコイルばね（１７）の付勢力により上昇（復帰）する。
車両の車輪により受圧部（２）のカバー部材（２２）が再度踏まれて押圧部材（２１）が下降すると、第一回転板（４）が更に回転する。
そして、第一回転板（４）の円板状部（４１）の外周に設けられたドグ（６１）がピン（６５）に当たると、爪（６３）の先端側が固定ピン（６４）を支点として図１（ｃ）の時計回り方向に回転する。すると、爪（６３）の先端が切り欠き部（６２）から外れる（係止が解除される）ため、第二回転板（７）が渦巻きばね（５）の弾性力により図１（ｃ）の時計回り方向に回転する。
この係止の解除は、第一回転板（４）が所定角度回転する毎に（ドグ（６１）がピン（６５）に当たる毎に）行われる。つまり、図１（ｂ）に示すようにドグ（６１）が１箇所に設けられている場合には、３６０°回転する（一回転する）毎に係止が解除されるが、例えば２箇所に設けられている場合には１８０°回転する（半回転する）毎に係止が解除されることとなる。本発明において、第一回転板（４）の円板状部（４１）の外周に設けられるドグ（６１）の数は特に限定されない。

第二回転板（７）が回転すると、フリーホイール（８）が第二回転板（７）と一体的に回転し、これに伴ってフライホイール（９）が回転する。
フライホイール（９）が回転すると、発電機（１０）の回転軸が回転し、これにより発電が行われる。

上記したように、本発明に係る発電装置（１）は、渦巻きばね（５）が第一回転板（４）の回転力を弾性力として一旦蓄えて、解放機構（６）がこの渦巻きばね（５）に蓄えられた弾性力を第一回転板（４）が所定角度（例えば３６０°）回転する毎に解放し、この解放された渦巻きばね（５）の弾性力を受けて第二回転板（７）が回転するように構成されている。
そのため、車両が通過していない時（受圧部（２）が押されていない時）でも、渦巻きばね（５）に蓄えられた弾性力が残っている間は、この弾性力を利用して発電機（１０）の回転軸の回転を持続させることができる。そして、弾性力により発電機の回転軸が回転している間に次の車両が通過することにより、連続的に発電機の回転軸を回転させて発電を行うことが可能となり、高い発電効率を得ることができる。
また、受圧部（２）が受けた力をそのまま発電機（１０）の回転軸に伝えるのではなく、一旦渦巻きばね（５）に弾性力として蓄えた後、蓄えられた弾性力を利用して発電機の回転軸を回転させることができるため、発電機の回転軸に伝わる回転トルクを略一定とすることができ、安定した発電を行うことが可能となる。

第一実施形態の発電装置（１）は、道路や駐車場等に埋設して使用することができる。
道路に埋設して使用する場合、ケーシング（１１）、カバー部材（２２）、押圧部材（２１）を道路の幅方向に延びるように上面視にて帯状に設け、発電装置本体（２０）をケーシング（１１）内において道路の幅方向に間隔をあけて複数配置するとよい（図４（ａ）参照）。
これにより、道路を走行する車両の車輪は帯状に設けられたカバー部材（２２）を確実に踏むこととなり、車両が通過する毎に押圧部材（２１）が押し下げられ、発電されることとなる。
発電により得られた電力は、道路に設置された各種の設備（例えば信号機や街灯等）に供給することができる。

駐車場に埋設して使用する場合、車止め（３０）に車両（Ｃ）の車輪（Ｔ）が当たった状態において車両の前輪が位置する部分より僅かに前方に埋設することが好ましい（図４（ｂ）参照）。これにより、車両が駐車する時及び発車する時の両方において、車輪がカバー部材（２２）を確実に踏むこととなり、車両の出入りの度に押圧部材（２１）が押し下げられることとなる。
また、駐車場の入口又は出口に埋設する構成も好ましく採用できる。この構成を採用した場合、多数の車両が駐車場に出入りする毎に押圧部材（２１）が押し下げられ、発電されることとなる。
発電により得られた電力は、駐車場に設置された各種の設備（例えば開閉ゲートや駐車券の発券機等）に供給することができる。

また、第一実施形態の発電装置（１）は、車両に搭載して使用することもできる。
この場合、図３に示すように、発電装置（１）を地面下に埋設する場合とは上下を逆にし、受圧部（２）を下方にして配置する。このとき、受圧部（２）以外の部分は、車両のボンネット内等の車両内部に収容した状態で固定するとよい。
そして、車両の車軸（Ｓ）に対して受圧部（２）を直接もしくは他の部材（ばね等）を介して間接的に当接させることにより、受圧部（２）が、車両走行時に車輪から伝わる上下方向の力を車両の車軸（Ｓ）を介して受けて上下動できるようにする。この場合、受圧部（２）は、車両の車輪から車軸を介して押圧力を受けた時に上昇し、押圧力を受けなくなった時にはコイルばね（１７）の付勢力により下降（復帰）する。
これにより、車両走行時において道路の起伏等により生じる車両振動が、車輪（Ｔ）から車軸（Ｓ）を介して受圧部（２）に伝わり、受圧部（２）が上下動することによって発電されることとなる。発電機により発電した電力は、車両に搭載されたバッテリーに充電する。
尚、発電装置（１）は、１本の車軸（Ｓ）に対して１つ配置してもよいが、左右２つ配置することが好ましい。また、前後の車軸のいずれか一方に配置してもよいし、両方に配置してもよい。

図５は本発明に係る発電装置の第二実施形態を示す図であり、（ａ）は受圧部及び変換機構の構成を示す正面図、（ｂ）は受圧部及び変換機構以外の構成を示す平面図である。
第二実施形態の発電装置（１）も、第一実施形態の装置と同様に、車両が走行する地面下に埋設して使用してもよいし、車両に搭載して使用してもよい。

第二実施形態の発電装置（１）は、変換機構（３）の構成が第一実施形態の発電装置と異なっている。以下、第一実施形態の発電装置と異なる構成について説明し、説明の重複を防ぐために第一実施形態の発電装置と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。

変換機構（３）は、受圧部（２）により押されて移動（下降）する可動爪（３３）と、可動爪（３３）が噛み合う歯を有し、可動爪（３３）の移動（下降）に伴って歯が押されることにより回転する起動歯車（３４）とからなる。
受圧部（２）は、プレート状の押圧部材（２１）からなり、発電装置（１）は、押圧部材（２１）の表面を車両の車輪が踏むように設置される。尚、図５（ａ）においては、変換機構（３）が１つのみ図示されているが、変換機構（３）は左右一対として配置することが好ましい。この場合、図５（ａ）に示す押圧部材（２１）を左方向に延ばし、右側に描かれている変換機構（３）と同様の変換機構（３）を左側にも配置し、１つの押圧部材（２１）で左右一対の変換機構（３）を同時に押圧できるようにすればよい。

可動爪（３３）は、固定ピン（３６）を支点として回動自在な回動部材（３５）に対して、ピン（３８）により回動可能に固定されており、回動部材（３５）が下向きに回動することにより下降する。
回動部材（３５）には、回動部材（３５）を上向きに回動する方向に付勢するコイルばね（１８）の一端部が接続されている。コイルばね（１８）の他端部は発電装置本体を収容するケーシング（図示略）に固定されている。コイルばね（１８）は、受圧部（２）が押圧力を受けなくなった時に、受圧部（２）を上昇（復帰）させるために設けられている。

可動爪（３３）の先端は起動歯車（３４）の歯に噛み合っており、可動爪（３３）が下降することにより起動歯車（３４）の歯が押され、起動歯車（３４）が回転する。また、起動歯車（３４）の歯にはラチェット爪（３７）も噛み合っており、これにより起動歯車（３４）は、可動爪（３３）により押される方向（図５（ａ）で時計回り方向）には回転するが逆方向には回転しないようになっている。

起動歯車（３４）の中心軸は第一回転板（４）の中心に接続されており、可動爪（３３）によって起動歯車（３４）が回転させられると、第一回転板（４）は起動歯車（３４）と一体的に回転する。
第一回転板（４）が回転すると、第一実施形態の発電装置と同様の作用により、第二回転板（７）、フリーホイール（８）、フライホイール（９）が順次回転し、発電機（１０）の回転軸が回転して発電が行われることとなる。
また、渦巻きばね（５）が第一回転板（４）の回転力を弾性力として一旦蓄えて、解放機構（６）がこの渦巻きばね（５）に蓄えられた弾性力を第一回転板（４）が所定角度回転する毎に解放し、この解放された渦巻きばね（５）の弾性力を受けて第二回転板（７）が回転する点も第一実施形態の発電装置と同様である。

フリーホイール（８）とフライホイール（９）は、複数の歯車（大歯車（１２）、小歯車（１３）、大歯車（１４）、小歯車（１５））からなる増速機構を介して接続されている。これにより、フライホイール（９）の回転速度をフリーホイール（８）の回転速度に比べて増加させることができ、発電機（１０）の回転軸を高速回転させて発電効率を向上させることができる。

第二実施形態の発電装置によれば、第一回転板（４）、第二回転板（７）、フリーホイール（８）、フライホイール（９）を水平面内に並べて配置することができ、上下方向の長さ（高さ）を低く抑えることが可能となる。

第二実施形態の発電装置も、第一実施形態の発電装置と同様の方法で、道路や駐車場等に埋設して使用したり、車両に搭載して使用したりすることが可能である。

図６〜図１５は本発明に係る発電装置の第三実施形態を示す図である。
図６は受圧部を示す図であって、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。図７〜図１２は受圧部以外の部分（以下、本体部と称す）を示す図であって、図７は平面図（俯瞰図）、図８は正面斜視図、図９は左側面斜視図、図１０は右側面斜視図、図１１は背面斜視図、図１２は要部拡大斜視図である。図１３〜図１５については後述する。

第三実施形態の発電装置（１）は、上記第一及び第二実施形態の発電装置と同様に、車両の車輪から伝わる力を受けて往復動する受圧部（２）と、受圧部（２）の往復動を回転運動へと変換する変換機構（３）と、変換機構（３）により生じた回転力に起因して回転する第一回転板（４）と、第一回転板（４）の回転力を弾性力（ばねの復元力）として蓄える引っ張りばね（５０）と、引っ張りばね（５０）に蓄えられた弾性力を第一回転板（４）が所定角度回転する毎に解放する解放機構（６）と、解放機構（６）により解放された引っ張りばね（５０）の弾性力に起因して回転するフリーホイール（８）と、フリーホイール（８）により伝達された回転力を受けて回転するフライホイール（９）と、フライホイール（９）に回転軸が直接的又は間接的に接続された発電機（１０）と、を備えている。

第三実施形態の発電装置（１）は、受圧部（２）と本体部が別体となっている。そのため、受圧部（２）のみを車両が走行する地面下に埋設し、本体部は地面上の別の場所（車両が走行しない場所が好ましい）に配置することができる。

先ず、受圧部（２）の構成について説明する。
受圧部（２）は、ケーシング（５１）と、ケーシング（５１）の表面を覆うように配置された表面プレート（５２）と、ケーシング（５１）の内部に配設された押しばね（５４）及び油圧シリンダ（５５）を備えている。押しばね（５４）としてはコイルばね等が使用される。

表面プレート（５２）は、２枚のプレートを正面視にて山形状となるように並べて形成されており（図６（ａ）参照）、プレート表面が地表面に露出するように配置される。２枚のプレートの並び方向は、車両の走行方向（図６（ａ）の左右矢印方向）に沿っており、車両の走行時において車輪が２枚のプレートを順次通過するようになっている。
ケーシング（５１）内には、表面プレート（５２）の山形状の頂点部分の裏面に接する位置に、連結部材（５３）が配設されている。連結部材（５３）の下方には、表面プレート（５２）を上方向に向けて付勢している押しばね（５４）が連結されている。連結部材（５３）の下方には、左右一対の油圧シリンダ（５５）のロッドが継手（フローティングジョイント）（５６）を介して連結されている。このロッドの伸縮方向と押しばね（５４）の伸縮方向とは互いに平行である。（図６（ｂ）参照）
油圧シリンダ（５５）には油送パイプ（図示略）が接続されており、油圧シリンダ（５５）はこの油送パイプを介して後述する変換機構（３）の油圧シリンダ（５６）と接続されている。

車両の走行に伴って車両の重量が表面プレート（５２）に加わると、表面プレート（５２）に下向きの力（白抜き矢印参照）が加わり、表面プレート（５２）の山形部分が下降して平面状となり、連結部材（５３）が下降する。連結部材（５３）の下降に伴って、押しばね（５４）及び油圧シリンダ（５５）のロッドが共に短縮する。
車両が通過して車両の重量が表面プレート（５２）に加わらなくなると、押しばね（５４）が伸長するため表面プレート（５２）が押されて上昇し、表面プレート（５２）は元の山形形状（図６（ａ）参照）に復帰する。同時に、油圧シリンダ（５５）のロッドも伸長する。

次に、本体部の構成について説明する。
変換機構（３）は、油圧シリンダ（５６）、起動回転板（５７）、第二可動爪（５８）、第二起動歯車（５９）、第三可動爪（６０）、伝達機構（８９）を備えている。
図１３（ａ）は変換機構（３）を含む発電装置の本体部の概略平面図であり、図１３（ｂ）は変換機構（３）の主要部の概略正面図である。尚、これらの図は、図示の都合上、省略或いは簡略化している部分がある。

油圧シリンダ（５６）は、受圧部（１）の往復動に基づいてロッド（５６１）が伸縮する。
油圧シリンダ（５６）には油送パイプ（図示略）を接続するための接続部（５６２）が設けられている。油圧シリンダ（５６）は、接続部（５６２）に接続された油送パイプを介して前述した受圧部（２）の油圧シリンダ（５５）と接続されている。これにより、油圧シリンダ（５５）のロッドの伸縮と、油圧シリンダ（５６）のロッドの伸縮が連動する。具体的には、油圧シリンダ（５５）のロッドが短縮すると油圧シリンダ（５６）のロッドが伸長し、油圧シリンダ（５５）のロッドが伸長すると油圧シリンダ（５６）のロッドが短縮する。

起動回転板（５７）は、ベース板（６７）に固定された固定ブロック（９０）に対して回転可能に取り付けられており、油圧シリンダ（５６）のロッド（５６１）の伸長に伴って回転する。
起動回転板（５７）には下方に延びる突出部（５７１）が形成されており、この突出部（５７１）の一方の側面に油圧シリンダ（５６）のロッド（５６１）の先端が当接している。これにより、油圧シリンダ（５６）のロッド（５６１）が伸長すると、突出部（５７１）が押されて起動回転板（５７）が軸（９３）を中心に時計回り方向（図１３（ｂ）の黒矢印方向）に回転する。
突出部（５７１）の他方の側面には押しばね（９１）が当接している。押しばね（９１）は、コイルばね等からなり、突出部（５７１）を油圧シリンダ（５６）側（図１３で右方向）に付勢している。
尚、第三実施形態の発電装置において、時計回り方向及び反時計回り方向とは、発電装置を正面側から見たときの方向を指す。

第二可動爪（５８）は、起動回転板（５７）の裏面にボルト（８７）により回動可能に固定されており、起動回転板（５７）の時計回り方向の回転に伴って上斜め方向に移動する。

第二起動歯車（５９）は、起動回転板（５７）の裏面側に配設されており、第二可動爪（５８）が噛み合う歯を有している。第二可動爪（５８）は、押しばね（８８）により第二起動歯車（５９）に向けて付勢されており、この付勢力によって第二起動歯車（５９）に噛み合っている。
この噛み合った状態にて、第二可動爪（５８）が起動回転板（５７）の時計回り方向の回転に伴って上斜め方向に移動すると、第二可動爪（５８）により第二起動歯車（５９）の歯が押されて、第二起動歯車（５９）は一方向（時計回り方向）に回転する。（図１３（ｂ）白抜き矢印方向）

固定ブロック（９０）には第三可動爪（６０）が取り付けられている。第三可動爪（６０）は、押しばね（６６）により第二起動歯車（５９）に向けて付勢されており、この付勢力によって第二起動歯車（５９）に噛み合っている。
第三可動爪（６０）は、第二起動歯車（５９）の一方向の回転のみを許容するいわゆるラチェット爪として機能する。即ち、第二起動歯車（５９）が一方向（時計回り方向）に回転しようとする時には押しばね（６６）が短縮することで回転を許容し、他方向（反時計回り方向）に回転しようとするときには回転を阻止する。

図１４は伝達機構及び解放機構の主要部を示す図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。尚、これらの図は、図示の都合上、省略或いは簡略化している部分がある。
伝達機構（８９）は、第二起動歯車（５９）の回転を第一回転板（４）へと伝達するための機構である。
伝達機構（８９）は、第二起動歯車（５９）の回転に伴って回転する中間回転板（６８）と、中間回転板（６８）に取り付けられて第一回転板（４）に設けられた係止突起（４３）に対して係脱可能な係止爪（６９）とを備えている。
第二起動歯車（５９）と第一回転板（４）は、第一中間歯車（７０）及び第二中間歯車（７３）を介して噛み合っている。第一中間歯車（７０）は、固定ブロック（９０）に収容された軸受に支持された回転軸に取り付けられている。この回転軸の反対側には、第二起動歯車（５９）が取り付けられており、第一中間歯車（７０）と第二起動歯車（５９）とは同期して同方向（時計回り方向）に回転する。第二中間歯車（７３）及び中間回転板（６８）は、固定ブロック（９０）に収容された軸受に支持された回転軸に対して軸方向に並んで取り付けられており、一体的に同方向に回転する。
第一中間歯車（７０）と第二中間歯車（７３）は噛み合っている。そのため、第一中間歯車（７０）が一方向（時計回り方向）に回転すると、第二中間歯車（７３）は他方向（反時計回り方向）に回転し、同時に中間回転板（６８）も他方向（反時計回り方向）に回転する。

中間回転板（６８）に取り付けられた係止爪（６９）が、第一回転板（４）に設けられた係止突起（４３）に対して係止した状態（図１４（ｂ）参照）において、中間回転板（６８）が回転することにより、この中間回転板（６８）の回転が第一回転板（４）へと伝達される。即ち、中間回転板（６８）が係止爪（６９）と共に他方向（反時計回り方向）に回転すると、第一回転板（４）も他方向（反時計回り方向）に回転する。（図１４（ｂ）矢印参照）
尚、中間回転板（６８）と第一回転板（４）は、回転軸が同一軸線上に位置しているが、回転軸同士は接続されていない。つまり、中間回転板（６８）と第一回転板（４）は、係止爪（６９）と係止突起（４３）とが係止された時のみ連動して回転する。

解放機構（６）は、上述した第一中間歯車（７０）及び第二中間歯車（７３）と、第一中間歯車（７０）の裏面側に取り付けられて回転するドグ（７４）と、中間回転板（６８）に取り付けられた係止爪（６９）を、中間回転板（６８）の回転に伴って係止突起（４３）に係止する方向にガイドするガイド部材（７５）とを備えている。（図１４（ｂ）等参照）
係止爪（６９）は正面視略円弧状であって、内周面の一端部に係止突起（４３）に対して係止される突起（６９１）を備えている。係止爪（６９）は、その長さ方向の略中央位置において、ボルト（７６）により中間回転板（６８）の裏面側（第一回転板（４）側）に回動可能に取り付けられている。係止爪（６９）は、長さ方向の一端側（突起（６９１）が設けられている側）から他端側（突起（６９１）と反対側）に向かうにつれて、徐々に幅が狭くなるように形成されている。係止爪（６９）には、係止爪（６９）に対してボルト（７６）を支点として時計回り方向に回動する方向の力を付勢するねじりコイルばね（８０）が取り付けられている。（図１２参照）
ガイド部材（７５）は、第一回転板（４）の下方近傍位置に、第一回転板（４）の外周面に沿うように設けられた正面視略円弧状の部材であって、ベース板（６７）に固定されている。

ドグ（７４）は、正面略円弧状の部材であり、第一中間歯車（７０）の裏面に固定されている。ドグ（７４）の数は限定されず、図１４に示すように１つでもよいし、図１２等に示すように周方向に１８０°間隔で離れるように２つ設けてもよい。ドグ（７４）の数が多いほど、引っ張りばね（５０）に蓄えられた弾性力が解放される周期が短くなる。即ち、ドグ（７４）が１つから２つになると、解放される周期は半分になる。

以下、図１５を参照しながら、解放機構（６）の動作を説明する。
上述したように第一中間歯車（７０）は一方向（時計回り方向）に回転し、中間回転板（６８）及び第一回転板（４）は他方向（反時計回り方向）に回転する。（図１５（ａ）矢印参照）
このように、第一中間歯車（７０）と、中間回転板（６８）及び第一回転板（４）が互いに逆方向に回転すると、ドグ（７４）及び係止爪（６９）は、図１５（ａ）の位置から図１５（ｂ）の位置へと移動する。

図１５（ａ）の位置では、係止爪（６９）の外周面がガイド部材（７５）の内周面に当接している。これにより、係止爪（６９）は、ガイド部材（７５）によって内側（回転軸側）に押さえ付けられて（ガイドされて）、係止突起（４３）に係止されている。そのため、中間回転板（６８）と第一回転板（４）は一体的に回転する。
図１５（ｂ）の位置になると、係止爪（６９）の外周面がガイド部材（７５）の内周面から離間する。これにより、係止爪（６９）は、ガイド部材（７５）によって内側（回転軸側）に押さえ付けられず（ガイドされず）、フリーな状態（ボルト（７６）を支点として回動可能な状態）となる。この状態で、ドグ（７４）の外周面が、係止爪（６９）の外周面の他端部側（突起（６９１）が設けられている側と反対側）に当たって当該外周面を内側（第一回転板（４）の回転軸側）に押す。すると、係止爪（６９）はこのドグ（７４）からの押圧力とねじりコイルばね（８０）の付勢力を受けることにより、ボルト（７６）を支点として時計回り方向に回動し（図１５（ｂ）矢印参照）、これによって係止爪（６９）の突起（６９１）が係止突起（４３）から外れる。即ち、係止が解除される。
図１５（ｂ）の位置から更に、第一中間歯車（７０）と中間回転板（６８）が回転すると、ドグ（７４）が係止爪（６９）から離れ、係止爪（６９）がガイド部材（７５）によって内側（回転軸側）に押さえ付けられる（ガイドされる）。このとき、第一回転板（４）は、後述する如く、引っ張りばね（５０）の引っ張り力（復元力）により中間回転板（６８）と逆方向（時計回り方向）に回転し、図１５（ａ）の位置に戻る。これにより、係止爪（６９）が再び係止突起（４３）に係止される。

図１５に示すようにドグ（７４）が１つの場合、第一中間歯車（７０）が３６０°回転する（１回転する）毎に、ドグ（７４）が係止爪（６９）の係止突起（４３）への係止を解除する。
図１２等に示すようにドグ（７４）が２つの場合、第一中間歯車（７０）が１８０°回転する（半回転する）毎に、ドグ（７４）が係止爪（６９）の係止突起（４３）への係止を解除する。

引っ張りばね（５０）は、図示例ではコイルばねからなり、第一回転板（４）の回転力を弾性力（ばねの復元力）として蓄える。解放機構（６）は、この引っ張りばね（５０）に蓄えられた弾性力を第一回転板（４）が所定角度（図１５の場合は３６０°）回転する毎に解放する。
以下、この構成について説明する。

第一回転板（４）と同軸に歯車（７７）が設けられている。
歯車（７７）の下方には、直線状のラック（７８）がその長さ方向に往復移動（スライド）可能に配設されている。歯車（７７）とラック（７８）は噛み合っており、第一回転板（４）と共に歯車（７７）が回転すると、この回転に伴ってラック（７８）は長さ方向に移動する。
ラック（７８）の両側には、ラック（７８）と平行に２本の引っ張りばね（５０）が設けられている。尚、引っ張りばね（５０）の本数は特に限定されない。
引っ張りばね（５０）は、一端部がベース板（６７）に固定された支柱（７９）に接続されており、他端部がラック（７８）の長さ方向の一端部（支柱（７９）と反対側の端部）に固定された接続部材（８２）に接続されている。これにより、引っ張りばね（５０）は、ラック（７８）の往復移動に伴って伸縮する。

引っ張りばね（５０）は、ラック（７８）を支柱（７９）側へと引っ張る力を付勢している。引っ張りばね（５０）がラック（７８）を支柱（７９）側へと引っ張る力は、ラック（７８）と噛み合う歯車（７７）を一方向（時計回り方向）へと回転させようとする回転力として作用する。そして、この回転力は、歯車（７７）と同軸に連結された第一回転板（４）を一方向（時計回り方向）へと回転させようとする回転力として作用する。この回転力を受けた第一回転板（４）は、係止爪（６９）と係止突起（４３）が係止状態にある時（図１５（ａ）参照）には回転が阻止され、係止が解除されている時（図１５（ｂ）参照）には一方向（時計回り方向）へと回転する。

係止爪（６９）と係止突起（４３）が係止状態にある時（図１５（ａ）参照）、第一中間歯車（７０）が一方向（時計回り方向）に回転し、中間回転板（６８）が他方向（反時計回り方向）に回転すると、中間回転板（６８）と共に第一回転板（４）も他方向（反時計回り方向）に回転する。
第一回転板（４）が他方向（反時計回り方向）に回転すると、第一回転板（４）と同軸に設けられた歯車（７７）も他方向（反時計回り方向）に回転し、この回転に伴って歯車（７７）と噛み合ったラック（７８）が引っ張りばね（５０）の付勢力に抗して支柱（７９）と反対側へとスライド移動する。
これにより、引っ張りばね（５０）は伸長し、引っ張りばね（５０）に弾性力（復元しようとする力）が蓄えられる。つまり、引っ張りばね（５０）は短縮（復元）しようとするが、係止爪（６９）と係止突起（４３）の係止により第一回転板（４）の一方向（時計回り方向）への回転が阻止されているため、短縮（復元）することができず、伸長した状態が維持されて弾性力（復元しようとする力）が蓄えられる。

係止爪（６９）と係止突起（４３）の係止状態が解除されると（図１５（ｂ）参照）、第一回転板（４）の一方向（時計回り方向）への回転が阻止されなくなる。そのため、引っ張りばね（５０）の弾性力（復元しようとする力）により、第一回転板（４）が一方向（時計回り方向）へと回転し、歯車（７７）も同時に一方向（時計回り方向）へと回転し、ラック（７８）が支柱（７９）側へとスライド移動し、引っ張りばね（５０）は元の長さ（自然長）に短縮（復元）する。つまり、引っ張りばね（５０）に蓄えられた弾性力が解放される。

フリーホイール（８）は、解放機構（６）により解放された引っ張りばね（５０）の弾性力に起因して回転する。
フリーホイール（８）の回転軸（８１１）は、一端側が第一回転板（４）と連結されており（図１３（ａ）参照）、他端側が発電機（１０）の回転軸と連結（直結）されている。上述したように、引っ張りばね（５０）に蓄えられた弾性力が解放された時、第一回転板（４）が回転するため、これに伴ってフリーホイール（８）の回転軸（８１１）も回転する。
フリーホイール（８）は、第一回転板（４）の回転方向（反時計回り方向）と同方向の回転力のみを発電機（１０）の回転軸へと伝達する。これにより、発電機（１０）の回転軸が一定方向に回転して発電が行われる。

フリーホイール（８）とフライホイール（９）は複数の歯車からなる増速機構を介して接続されている。
ベース板（６７）に固定された固定ブロック（９２）には３つの軸受が収容されており（図１３（ａ）参照）、第１の軸受はフリーホイール（８）の回転軸（８１１）を支持し、第２の軸受はフライホイール（９）の回転軸（８１２）を支持し、第１の軸受と第２の軸受の間に配置された第３の軸受は別の回転軸（８１３）を支持している。３つの回転軸（８１１）、（８１２）、（８１３）は互いに平行に配置されている。
回転軸（８１１）には大径の歯車（８３）が取り付けられている。回転軸（８１２）には小径の歯車（８４）と大径の歯車（８５）が取り付けられている。回転軸（８１３）には小径の歯車（８６）が取り付けられている。歯車（８３）と歯車（８４）は噛み合っており、歯車（８５）と歯車（８６）は噛み合っている。
フリーホイール（８）の回転軸（８１１）が回転すると、歯車（８３）と歯車（８４）の噛み合いにより、回転軸（８１３）が回転軸（８１１）より高速で回転する。回転軸（８１３）が回転すると、歯車（８５）と歯車（８６）の噛み合いにより、フライホイール（９）の回転軸（８１２）が回転軸（８１３）より高速で回転する。
これにより、フリーホイール（８）が回転すると、この回転は歯車（８４）〜（８６）からなる増速機構により増速され、フライホイール（９）が高速で回転することとなる。

以下、上記構成からなる第三実施形態の発電装置の作用について説明する。
車両の車輪により受圧部（２）の表面プレート（５２）が押されると、表面プレート（５２）の山形部分が下降して平面状となり、連結部材（５３）が下降し、押しばね（５４）が短縮し、油圧シリンダ（５５）のロッドが短縮する。
油圧シリンダ（５５）のロッドが短縮すると、これに連動して本体部の油圧シリンダ（５６）のロッド（５６１）が伸長し、これに伴って起動回転板（５７）が一方向（時計回り方向）に回転する。
起動回転板（５７）が時計回り方向に回転すると、第二可動爪（５８）が上斜め方向に移動して第二起動歯車（５９）の歯を押し、第二起動歯車（５９）は一方向（時計回り方向）に回転する。

第二起動歯車（５９）が一方向（時計回り方向）に回転すると、これに伴って第一中間歯車（７０）が一方向（時計回り方向）に回転し、第二中間歯車（７３）が他方向（反時計回り方向）に回転し、同時に中間回転板（６８）も他方向（反時計回り方向）に回転する。
中間回転板（６８）が他方向（反時計回り方向）に回転すると、係止爪（６９）と係止突起（４３）が係止した状態において、中間回転板（６８）の回転が第一回転板（４）へと伝達され、第一回転板（４）も他方向（反時計回り方向）に回転する。
第一回転板（４）が他方向（反時計回り方向）に回転すると歯車（７７）も他方向（反時計回り方向）に回転し、この回転に伴って歯車（７７）と噛み合ったラック（７８）が引っ張りばね（５０）の付勢力に抗して支柱（７９）と反対側へとスライド移動する。
これにより、引っ張りばね（５０）は伸長し、引っ張りばね（５０）に弾性力（復元しようとする力）が蓄えられる。

上記一連の動作（弾性力を蓄えるための動作）は、車両の車輪により受圧部（２）の表面プレート（５２）が押される度に繰り返される。繰り返される度に、引っ張りばね（５０）の伸長量が増加し、引っ張りばね（５０）に蓄えられる弾性力が増加する。

尚、車両が受圧部（２）を通過して表面プレート（５２）が押されない状態となると、押しばね（５４）の付勢力により受圧部（２）の油圧シリンダ（５５）のロッドが伸長し、これに連動して本体部の油圧シリンダ（５６）のロッド（５６１）が短縮し、起動回転板（５７）は他方向（反時計回り方向）に回転して元の位置（図１３（ｂ）の位置）に復帰し、同時に第二可動爪（５８）が下斜め方向に移動して元の位置（図１３（ｂ）の位置）に復帰する。この復帰動作の時は、第二可動爪（５８）を第二起動歯車（５９）に向けて付勢している押しばね（８８）が短縮するため、第二可動爪（５８）は第二起動歯車（５９）の歯を乗り越えて移動し、第二起動歯車（５９）を他方向（反時計回り方向）に回転させる力が作用することはない。
また、第二起動歯車（５９）の歯に噛み合っている第三可動爪（６０）が、第二起動歯車（５９）の他方向（反時計回り方向）への回転を阻止する。

上記一連の動作（弾性力を蓄えるための動作）が所定回数繰り返されると、第一中間歯車（７０）の一方向（時計回り方向）の回転と、第二中間歯車（７３）及び中間回転板（６８）の他方向（反時計回り方向）の回転が、段階的に少しずつ進行して、図１５（ｂ）に示す如く係止爪（６９）と係止突起（４３）の係止状態が解除される。
係止状態が解除されると、引っ張りばね（５０）の弾性力（復元しようとする力）により、第一回転板（４）が一方向（時計回り方向）へと回転し、歯車（７７）も同時に一方向（時計回り方向）へと回転し、ラック（７８）が支柱（７９）側へとスライド移動し、引っ張りばね（５０）は元の長さに短縮する。つまり、引っ張りばね（５０）に蓄えられた弾性力が解放される。

引っ張りばね（５０）に蓄えられた弾性力が解放されると、第一回転板（４）及び歯車（７７）が一方向（時計回り方向）へと回転し、ラック（７８）が支柱（７９）側へとスライド移動し、引っ張りばね（５０）は元の長さに短縮する。
第一回転板（４）が一方向（時計回り方向）へと回転すると、フリーホイール（８）が回転し、発電機（１０）の回転軸が回転して発電が行われる。同時にフライホイール（９）も回転し、発電機（１０）の回転を長時間維持する機能を発揮する。

上記したように、第三実施形態に係る発電装置（１）は、引っ張りばね（５０）が第一回転板（４）の回転力を弾性力として一旦蓄えて、解放機構（６）がこの引っ張りばね（５０）に蓄えられた弾性力を第一回転板（４）が所定角度（例えば３６０°）回転する毎に解放し、この解放された引っ張りばね（５０）の弾性力を受けて第一回転板（４）が回転し、この回転力を利用して発電機（１０）の回転軸を回転するように構成されている。
そのため、車両が通過していない時（受圧部（２）が押されていない時）でも、引っ張りばね（５０）に蓄えられた弾性力を利用して発電機（１０）の回転軸の回転を持続させることができる。そして、発電機の回転軸が回転している間に次の車両が通過することにより、連続的に発電機の回転軸を回転させて発電を行うことが可能となり、高い発電効率を得ることができる。
また、受圧部（２）が受けた力をそのまま発電機（１０）の回転軸に伝えるのではなく、一旦引っ張りばね（５０）に弾性力として蓄えた後、蓄えられた弾性力を利用して発電機の回転軸を回転させることができるため、発電機の回転軸に伝わる回転トルクを略一定とすることができ、安定した発電を行うことが可能となる。

第三実施形態の発電装置も、第一実施形態の発電装置と同様の方法で、道路や駐車場等に埋設して使用したり、車両に搭載して使用したりすることが可能である。
但し、道路や駐車場等に埋設して使用する場合は、上述した通り、受圧部（２）のみを埋設し、本体部は別の場所に設置することが好ましい。車両に搭載して使用する場合は、第一実施形態の発電装置の場合と同様に、受圧部（２）を下方向からの押圧力を受けることができるように下向きにして配置し、本体部は車両のボンネット内等の車両内部に収容した状態で固定するとよい。
また、１つの受圧部（２）に対して複数の本体部が連動して作動するようにしてもよい。例えば、１つのベース板（６７）に対して複数の本体部を設置し、各本体部が備える油圧シリンダ（５６）を、受圧部（２）の油圧シリンダ（５５）に対してそれぞれ油送パイプで接続することができる。

本発明に係る発電装置は、道路や駐車場に埋設することにより或いは車両に搭載することにより車両の走行を利用して発電することが可能であり、省エネルギーに貢献することができる。

１ 発電装置
２ 受圧部
３ 変換機構
３１ スパイラルブッシュ
３２ スパイラルシャフト
３３ 可動爪
３４ 起動歯車
４ 第一回転板
４１ 円板状部
４２ 中央軸部
４３ 係止突起
５ 渦巻きばね
６ 解放機構
６１ ドグ
６２ 切り欠き部
６３ 爪
７ 第二回転板
７１ 円板状部
７２ 周縁部
８ フリーホイール
９ フライホイール
１０ 発電機
５０ 引っ張りばね
５１ ケーシング
５２ 表面プレート
５４ 押しばね
５５ 油圧シリンダ
５６ 油圧シリンダ
５６１ ロッド
５７ 起動回転板
５７１ 突出部
５８ 第二可動爪
５９ 第二起動歯車
６０ 第三可動爪
６１ 伝達機構
６８ 中間回転板
６９ 係止爪
７０ 第一中間歯車
７３ 第二中間歯車
７４ ドグ
７５ ガイド部材
７７ 歯車
７８ ラック
Ｇ 地表面
Ｓ 車軸
Ｔ 車輪

Claims (22)

1. 車両の車輪から伝わる力を受けて往復動する受圧部と、
   前記受圧部の往復動に起因して生じる力を弾性力として蓄えるばねと、
   前記ばねに蓄えられた弾性力を間欠的に解放する解放機構と、
   前記解放機構により解放されたばねの弾性力に起因して回転する回転軸を有する発電機と、を備えている
   ことを特徴とする車両走行を利用した発電装置。
2. 車両の車輪から伝わる力を受けて往復動する受圧部と、
   前記受圧部の往復動を回転運動へと変換する変換機構と、
   前記変換機構により生じた回転力に起因して回転する第一回転板と、
   前記第一回転板の回転力を弾性力として蓄えるばねと、
   前記ばねに蓄えられた弾性力を、前記第一回転板が所定角度回転する毎に解放する解放機構と、
   前記解放機構により解放されたばねの弾性力に起因して回転するフリーホイールと、
   前記フリーホイールにより伝達された回転力を受けて回転するフライホイールと、
   前記フライホイールに回転軸が直接的又は間接的に接続された発電機と、を備えている
   ことを特徴とする車両走行を利用した発電装置。
3. 前記ばねが渦巻きばねからなり、
   前記解放機構は、前記渦巻きばねに蓄えられた弾性力を、前記第一回転板が所定角度回転する毎に解放し、
   前記解放機構により解放された渦巻きばねの弾性力を受けて回転する第二回転板を備え、
   前記フリーホイールは、前記第二回転板の回転力を前記フライホイールに伝達する
   ことを特徴とする請求項２記載の車両走行を利用した発電装置。
4. 前記第一回転板と前記第二回転板が対向して配置されており、
   前記第一回転板は、円板状部と、該円板状部の中央にて前記第二回転板に向けて突出するように設けられた中央軸部とからなり、
   前記第二回転板は、円板状部と、該円板状部の周縁に沿って前記第一回転板に向けて突出するように設けられた周縁部とからなり、
   前記渦巻きばねは、前記第一回転板と前記第二回転板の間の空間に収容されるとともに、その一端が前記中央軸部に固定され、他端が前記周縁部に固定されていることを特徴とする請求項３記載の車両走行を利用した発電装置。
5. 前記解放機構が、
   前記第一回転板の外周に設けられたドグと、
   前記第二回転板の外周に設けられた切り欠き部と、
   前記切り欠き部に係止することにより、前記弾性力による第二回転板の回転を阻止する爪とからなり、
   前記第一回転板が所定角度回転した時、前記ドグが前記爪の切り欠き部への係止を解除することを特徴とする請求項３又は４記載の車両走行を利用した発電装置。
6. 前記変換機構が、
   前記受圧部により押されるスパイラルブッシュと、
   前記スパイラルブッシュに螺合されたスパイラルシャフトとからなり、
   前記第一回転板は、前記スパイラルシャフトの先端に取り付けられていることを特徴とする請求項２乃至５いずれかの記載の車両走行を利用した発電装置。
7. 前記変換機構が、
   前記受圧部により押されて移動する可動爪と、
   前記可動爪が噛み合う歯を有し、前記可動爪の移動に伴って前記歯が押されることにより回転する起動歯車とからなり、
   前記第一回転板の中心は、前記起動歯車の中心軸に接続されていることを特徴とする請求項２乃至５いずれかの記載の車両走行を利用した発電装置。
8. 前記フリーホイールと前記フライホイールとが、複数の歯車からなる増速機構を介して接続されており、
   前記発電機の回転軸が、前記フライホイールに連結していることを特徴とする請求項７記載の車両走行を利用した発電装置。
9. 前記ばねが引っ張りばねからなり、
   前記解放機構は、前記引っ張りばねに蓄えられた弾性力を、前記第一回転板が所定角度回転する毎に解放する
   ことを特徴とする請求項２記載の車両走行を利用した発電装置。
10. 前記変換機構が、
    前記受圧部の往復動に基づいてロッドが伸縮するシリンダと、
    前記シリンダのロッドの伸長に伴って回転する起動回転板と、
    前記起動回転板に取り付けられて該起動回転板の回転に伴って移動する第二可動爪と、
    前記第二可動爪が噛み合う歯を有し、前記第二可動爪の移動に伴って前記歯が押されることにより一方向に回転する第二起動歯車と、
    前記第二起動歯車の歯に噛み合うことにより前記一方向の回転のみを許容する第三可動爪と、
    前記第二起動歯車の回転を前記第一回転板へと伝達する伝達機構と、
    を備えていることを特徴とする請求項２又は９記載の車両走行を利用した発電装置。
11. 前記伝達機構が、
    前記第二起動歯車の回転に伴って回転する中間回転板と、
    前記中間回転板に取り付けられて、前記第一回転板に設けられた係止突起に対して係脱可能な係止爪と、を備えており、
    前記係止爪が前記係止突起に対して係止している状態で、前記中間回転板が回転することにより、この中間回転板の回転が前記第一回転板へと伝達される
    ことを特徴とする請求項１０記載の車両走行を利用した発電装置。
12. 前記解放機構が、
    前記第二起動歯車と共に回転する第一中間歯車と、
    前記中間回転板と同軸に固定されており且つ前記第一中間歯車と噛み合うことにより前記中間回転板と共に第一中間歯車と逆方向に回転する第二中間歯車と、
    前記第一中間歯車に取り付けられて回転するドグと、
    前記中間回転板に取り付けられた係止爪を、前記中間回転板の回転に伴って前記係止突起に係止する方向にガイドするガイド部材とからなり、
    前記第一中間歯車及び前記中間回転板が互いに逆方向に所定角度回転した時、前記ドグが前記係止爪の前記係止突起への係止を解除することを特徴とする請求項１１記載の車両走行を利用した発電装置。
13. 前記引っ張りばねの長さ方向に延びるように配置され且つ当該長さ方向に往復移動可能なラックを備え、
    前記引っ張りばねは、前記ラックの往復移動に伴って伸縮するように前記ラックに接続されており、
    前記第一回転板と同軸に、前記ラックと噛み合う歯車が連結されていることを特徴とする請求項９乃至１２いずれかに記載の車両走行を利用した発電装置。
14. 前記フリーホイールと前記フライホイールとが、複数の歯車からなる増速機構を介して接続されており、
    前記発電機の回転軸が、前記フリーホイールに連結していることを特徴とする請求項１，２、９乃至１３いずれかに記載の車両走行を利用した発電装置。
15. 装置全体が、車両が走行する地面下に埋設されており、
    前記受圧部の表面は、地表面に露出していることを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の車両走行を利用した発電装置。
16. 前記受圧部のみが車両が走行する地面下に埋設されており、
    前記受圧部の表面は、地表面に露出していることを特徴とする請求項１、２、９乃至１４いずれかに記載の車両走行を利用した発電装置。
17. 前記受圧部の表面は、車両の走行に伴って加わる重量により上下動するように構成され、
    前記受圧部は、前記表面を上方向に付勢する押しばねと、前記表面の上下動に伴ってロッドが伸縮する油圧シリンダと、を備えている
    ことを特徴とする請求項１６記載の車両走行を利用した発電装置。
18. 前記変換機構のシリンダが油圧シリンダからなることを特徴とする請求項１０記載の車両走行を利用した発電装置。
19. 前記変換機構の油圧シリンダと、前記受圧部の油圧シリンダが、油送パイプにより連結されており、
    前記変換機構の油圧シリンダのロッドの伸縮と、前記受圧部の油圧シリンダのロッドの伸縮が連動することを特徴とする請求項１８記載の車両走行を利用した発電装置。
20. 前記車両が走行する地面が道路であることを特徴とする請求項１５又は１６記載の車両走行を利用した発電装置。
21. 前記車両が走行する地面が駐車場であることを特徴とする請求項１５又は１６記載の車両走行を利用した発電装置。
22. 車両に搭載されており、
    前記受圧部が、車両走行時に車輪から伝わる上下方向の力を車両の車軸を介して受けて上下動し、
    前記発電機により発電した電力を、車両に搭載されたバッテリーに充電することを特徴とする請求項１乃至１９いずれかの記載の車両走行を利用した発電装置。