JP3153668U

JP3153668U - 路盤発電装置

Info

Publication number: JP3153668U
Application number: JP2009003412U
Authority: JP
Inventors: 袈裟雄小林
Original assignee: 袈裟雄小林
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2019-05-25

Abstract

【課題】自動車や電車等の走行によって、走行エネルギーを電気エネルギーに変換する堅牢簡単な機構の発電装置を提供する。【解決手段】固定路盤に回動路盤を連結し、前記回動路盤の下面に直立ピストンロッドの頭部を当接させその上下動に追随させる直立ピストンシリンダ機構を設け、この直立ピストンシリンダ機構と液体流路で連通するサブピストンシリンダ機構を設け、サブピストンシリンダ機構のピストンロッドのシリンダ外部に位置する胴部に永久磁石を配置しこの永久磁石の往復動作領域の周囲に発電コイル機構を配置してなる発電ユニットを、車輪の走行方向に前段発電ユニットと後段発電ユニットを対として複数対配列し、前段発電ユニットと後段ユニット同士の各直立ピストンシリンダ機構とサブピストンシリンダ機構をそれらが相対的に反対作動を連動する液体流路ループで連通接続したことを特徴とするタンデム式路盤発電装置。【選択図】図１−１

Description

本考案は、自動車や電車等の走行によって、その走行動作を妨げることなく維持しながら、走行エネルギーを電気エネルギーに変換する堅牢簡単な機構のタンデム式路盤発電装置に関するものである。

従来の火力発電、水力発電や原子力発電は、環境問題や安全性、コストの問題などがあり、これらの発電所を設置するのが容易でなくなった。
波の上下運動を空気エネルギーに変換して発電する装置や、振り子式波力発電システムなどがあるが、海上又は海中に発電装置を設置するため、設置コストが高く、発電効率も悪く、７、８メートルと言った巨大波では設備の破損なども頻繁に起り、リスクが高い。
また風を利用した風力発電はエコエネルギーとして利用価値が高いが、常に風が吹いているわけではなく、又、微風では発電できず、逆に台風などの暴風の時も危険なため停止することがあり、すべての風を利用しているわけではなく、装置のコストに比べて発電効率が低いのが難点である。又、風車が風によって回る時に、羽根を切る風の音が人に不快感を催させる。更に、発電に適した風が吹く場所は限られており、そのために人の住むところから離れたところに風力発電を設置する場合が多く、電力使用場所への送電が困難である。

また市街地等の局所的な地域で使用される電気エネルギーを生成する発電装置として、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池を用いたものがある。この太陽光を利用したソーラーシステムも、エコエネルギーのひとつではあるが、太陽電池を住宅の屋根等の高所に取り付け、太陽光を太陽電池に受光させることより電気エネルギーを取得し、この電気エネルギーをバッテリー等の蓄電装置に蓄え、そして必要に応じてこの蓄えられた電気エネルギーを蓄電装置から適宜取り出して使用するため、装置コストが高く、曇りや降雨、降雪の等の天候により発電する電気エネルギーの量に大差が生じたり、夜間には発電することができない。また、太陽電池により必要な電気エネルギーを取得する場合には太陽電池の受光面の面積を大きくする必要があり、且つ、この受光面への太陽光線を妨げるものを配置することができないため、この太陽電池を設置する場所が建物の高所という極めて限られた場所となってしまう。

一方、特開2004-68798号公報では、自動車や電車あるいは人の走行によって、自動車や電車や人の重量で走行板を押し下げ、走行板の下にある油圧ポンプ（あるいは水や他の液体を使用した圧力ポンプ）のレバーの役目を果たす天板を押し下げ、これによって圧力ポンプのピストンが内部の流動体（通常、作動油と呼ばれているもの）を高圧で排出して、貯蔵タンクに集め、貯蔵タンクから適宜高圧作動油として主動回転装置の回転体を回転させ、発電用モータを回転させて発電するエネルギー発生装置が紹介されている。

また、特開平8-205509号公報では、上下動路板（上プレート）の下面に永久磁石を垂下し、上下動路板の下方対向側に固定した支持板（下プレート）の上面に、上記永久磁石挿入用の発電コイルを竪設した路盤発電装置が紹介されている。

また、特開2008-255978号公報では、上下動用の踏み板に歯の付いたシャフトが固定し、そ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ルそして発電機に繋げ、人や車が踏み板を踏むと発電機が回り、通り過ぎるとバネにより踏み板は元に戻る、人が通る度にこの動作が繰り返され発電される構造とした発電装置が紹介されている。しかし、上下動する踏み板およびギア・ラチェット機構の繰り返し動作は、自体を短期間で劣化させ機能喪失を惹起させる。

上記特許文献で紹介の発電装置は、いずれも歩道や車道、及び人や車が大きく衝撃的に上下動して不安全であり、歩行や走行を困難にする。更には各種可動機構は車両、人等の重量物が通過する毎に大きい衝撃で上下動するため安全上の問題と、劣化損傷が著しく、短期間で劣化させ機能喪失を惹起させる。
また各種可動機構の構造が複雑で大がかりで費用が嵩むものになるなど実現が甚だ困難である。
特開2004-68798号公報特開平8-205509号公報特開2008-255978号公報

本考案は、発電装置自体の劣化損傷を防止し、その寿命を長期に維持すると共に、自動車や電車が走る時の荷重による直立ピストンシリンダ機構の上下動作をサブピストンシリンダ機構に大きな往復ストロークを与えることにより、小さいエネルギーから巨大なエネルギーを余すことなく利用して発電させて、安定した連続発電及び又は蓄電を可能にしたタンデム式路盤発電装置を提供する。

上記課題を満足させる本考案の基本的な技術構成は、次の(1)の通りである。
(1)、固定路盤に回動路盤を連結し、前記回動路盤の下面に直立ピストンロッドの頭部を当接させその上下動に追随させる直立ピストンシリンダ機構を設け、この直立ピストンシリンダ機構と液体流路で連通するサブピストンシリンダ機構を設け、サブピストンシリンダ機構のピストンロッドのシリンダ外部に位置する胴部に永久磁石を配置しこの永久磁石の往復動作領域の周囲に発電コイル機構を配置してなる発電ユニットを、車輪の走行方向に前段発電ユニットと後段発電ユニットを対として複数対配列し、前段発電ユニットと後段ユニット同士の各直立ピストンシリンダ機構とサブピストンシリンダ機構をそれらが相対的に反対作動を連動する液体流路ループで連通接続したことを特徴とするタンデム式路盤発電装置。

本考案のタンデム式路盤発電装置は、自動車や電車等の走行によって、その走行動作を妨げることなく円滑安全に維持しながら、その走行エネルギーを上下ストローク動作から拡張ストローク動作に伝達しこれを電気エネルギーに効率よく変換する堅牢簡単な機構の発電装置である。
即ち、固定路盤と、乗り上げ荷重で固定路盤レベルに回動する回動路盤との組み合わせにより車や電車に大きな上下震動を与えること無くスムーズにその直線的走行動作を維持すると共に、回動路盤の自動車や電車が走る時の荷重による回動と通過後の復帰回動により、直立ピストンシリンダ機構の上下動作とそれによるサブピストンシリンダ機構への円滑な方向変換と大きな拡張ストローク動作を伝達することにより、小さいエネルギーから巨大なエネルギーを余すことなく利用して発電させて、安定した連続発電及び又は蓄電を可能にしたものである。これらにより発電装置自体の劣化損傷を防止し、その寿命を長期に安定維持するものである。
このンデム式路盤発電装置は、直接又は蓄電装置を介して、走行路用の街灯、路面凍結防止用ヒーター装置、電気自動車用充電スタンド、その他の活用装置等に電気エネルギーを必要なときに供給して使用することができる。

而して、本考案を実施するための最良の形態は、次に紹介する実施例により詳細に説明する。

図１−１から図１−３は本実施例の側断面説明図であり、前・後段発電ユニット対U1.U2を多数対配置した例であり、図には中間の２対を中心に示すものである。
図２は、本実施例の前・後段発電ユニットU1.U2の動作を拡大した詳細説明図であり、前段発電ユニットU1に車輪が載る直前の状態で、載りあがった場合の液体流路の流れ関係を示す説明図である。
図３は、本実施例の前・後段発電ユニットU1.U2の動作を拡大した詳細説明図であり、後段発電ユニットU2に車輪が載る直前の状態で、載りあがった場合の液体流路の流れ関係を示す説明図である。
図１−１から図１−３において、各段ユニットU1.U2は、固定路盤1と回動路盤2を車道の全幅に並列に亘らせ、走行方向に配列して走行路を形成し、固定路盤1は前部に回動路盤2の下降止め用のストッパー1aを設け、回動路盤1は固定路盤1の後部に回転可能に軸2aで連結し、前後部は車輪の乗り移りを円滑にするため（車輪の進入部・通過部）に必要な適宜な傾斜のアプローチを形成してある。また各段ユニットU1.U2の発電装置は、回動路盤2の下方から固定路盤1の下方に亘って設置する。

各段ユニットU1.U2の発電装置は、図２および図３にも拡大して示すように、直立ピストンロッド11の頭部を回動路盤2の下面に常時当接させ上下動に追随させる直立ピストンシリンダ機構10を設けると共に、直立ピストンシリンダ機構10のシリンダー12の液体流路に連通する一対のサブピストンシリンダ機構20a.20b設け、サブピストンシリンダ機構20a.20bのダブルピストンロッド21a.21bのシリンダー22a.22b外に延長する両胴部に各一対の永久磁石30a.30bを配置しこの各永久磁石30a.30bの両方の往復動作領域の周囲に各一対の発電コイル機構40a.40bを配置してなる。
直立ピストンシリンダ機構10は、回動路盤2を均等に支持するために下面路幅方向に複数設けられる。
直立ピストンシリンダ機構10のシリンダ12の容量は、サブピストンシリンダ機構20a.20bの同一容量としたシリンダ22a.22bの合計に等くし、シリンダ22a.22bの径はシリンダ12より小さくしてストロークを拡張してある。
この各発電ユニットは、車輪の走行方向に前段発電ユニットU1と後段発電ユニットU2を対として複数対配列し、前・後段発電ユニットU1.U2間のシリンダ12,22a,22b同士が相対的に交互に反対作動を連動する液体流路ループで連結してある。

前・後段ユニットU1.U2は、図１−１から図１−３に自動車の車輪の走行移動との関係を順次示すように、走行中の車輪により、回動路盤2を順次交互に上下回動を繰り返しながら、しかも固定路盤2の車輪走行レベルにキープし、下方の発電装置に連続的に発電作動を自動的に行しめるのである。
この各前・後段発電ユニットU1.U2の相対的な交互反対作動の連動を可能にする液体流路ループシステム例を以下に詳細に説明する。

図２、図３において、各前・後段発電ユニットU1.U2間における液体流路ループシステムは、直立ピストンシリンダ機構10のシリンダ12の上部流体室同士を液体流路101で連通接続する。
前段発電ユニットU1における直立ピストンシリンダ機構10のシリンダ12の下部流体室は、流出用の逆支弁V1介在の液体流路102outで当該サブピストンシリンダ機構20aのシリンダ22aの前部流体室に連通接続し、流入用の逆支弁V2介在の液体流路102inで当該サブピストンシリンダ機構20aのシリンダ22aの前部流体室に連通接続する。同様に流出用の逆支弁V3介在の液体流路103outで当該サブピストンシリンダ機構20bのシリンダ22bの前部流体室に連通接続し、流入用の逆支弁V4介在の液体流路103inで当該サブピストンシリンダ機構20bのシリンダ22bの前部流体室に連通接続する。
後段発電ユニットU2における直立ピストンシリンダ機構10のシリンダ12の下部流体室は、流出用の逆支弁V5介在の液体流路104outで当該サブピストンシリンダ機構20aのシリンダ22aの前部流体室に連通接続し、流入用の逆支弁V6介在の液体流路104inで当該サブピストンシリンダ機構20aのシリンダ22aの前部流体室に連通接続する。同様に流出用の逆支弁V7介在の液体流路105outで当該サブピストンシリンダ機構20bのシリンダ22bの前部流体室に連通接続し、流入用の逆支弁V8介在の液体流路105inで当該サブピストンシリンダ機構20bのシリンダ22bの前部流体室に連通接続する。
前段発電ユニットU1におけるサブピストンシリンダ機構20aのシリンダ22a後部流体室と、後段発電ユニットU2におけるサブピストンシリンダ機構20aのシリンダ22a後部流体室とを液体流路106で連通接続し、前段発電ユニットU1におけるサブピストンシリンダ機構20ｂのシリンダ22ｂの後部流体室と、後段発電ユニットU2におけるサブピストンシリンダ機構20ｂのシリンダ22ｂの後部流体室とを液体流路107で連通接続する。

この構成による作動状態例を次に説明する。
図１−１にある状態から、前段発電ユニットU1の上限位置にある回動路盤2に走行車輪が乗ると、図１−２に示すように、前段発電ユニットU1の回動路盤2が下限位置まで下降回動し、同時に当該直立ピストンシリンダ機構10とサブピストンシリンダ機構20aと、後段発電ユニットU2の直立ピストンシリンダ機構10とサブピストンシリンダ機構20aが連動作動して下限位置にある後段発電ユニットU2の回動路盤2が上限位置まで上昇回動し。
この際の駆動液体は、図２に矢印で示す経路を流動して全ピストンを所期の状態に作動させて図３の状態になるのである。
即ち、前段発電ユニットU1の回動路盤2の下降回動により、前段発電ユニットU1のシリンダ12の下部流体室から液体流路102outと103outを介してシリンダ22a,22bの前部流体室に流入してダブルピストンロッド21a.21bを右側に作動させる。これと併行してシリンダ22a,22bの後部流体室から液体流路106と107を介して後段発電ユニットU2のシリンダ22a,22bの後部流体室に流入してそのダブルピストンロッド21a.21bを左側に作動させる。これと併行して後段発電ユニットU2のシリンダ22a,22bの前部流体室から液体流路104inと105inを介して後段発電ユニットU2のリンダ12の下部流体室に流入して直立ピストンロッド11を上昇作動させる。これと併行して後段発電ユニットU2のリンダ12の上部流体室からは液体流路101を介して前段発電ユニットU1のシリンダ12の上部流体室に流入する。

次に図３に示すように状態から、後段発電ユニットU2の上限位置になった回動路盤2に走行車輪が乗ると、図１−２に示すように、後段発電ユニットU2の回動路盤2が下限位置まで下降回動し元の初期状態に復帰する。これと同時に当該直立ピストンシリンダ機構10とサブピストンシリンダ機構20aと、前段発電ユニットU1の直立ピストンシリンダ機構10とサブピストンシリンダ機構20aが連動作動して下限位置の前段発電ユニットU1の回動路盤2が上限位置まで上昇回動し元の初期状態に復帰する。
この際の駆動液体は、図３に矢印で示す経路を流動して全ピストンを所期の状態に作動させて図２の状態になるのである。
即ち、後段発電ユニットU2の回動路盤2の下降回動により、後段発電ユニットU2のシリンダ12の下部流体室から液体流路104outと105outを介してシリンダ22a,22bの前部流体室に流入してダブルピストンロッド21a.21bを右側に作動させる。これと併行してシリンダ22a,22bの後部流体室から液体流路106と107を介して前段発電ユニットU1のシリンダ22a,22bの後部流体室に流入してそのダブルピストンロッド21a.21bを左側に作動させる。これと併行して前段発電ユニットU1のシリンダ22a,22bの前部流体室から液体流路102inと103inを介して前段発電ユニットU1のリンダ12の下部流体室に流入して直立ピストンロッド11を上昇作動させる。これと併行して前段発電ユニットU1のリンダ12の上部流体室からは液体流路101を介して後段発電ユニットU2のシリンダ12の上部流体室に流入する。
このようにして、各前・後段ユニットU1.U2は、自動車の走行中の車輪により、回動路盤2を順次交互に上下回動を円滑に繰り返しながら、しかも固定路盤2の車輪走行レベルにキープし、下方の発電装置のサブピストンシリンダ機構20a,20bを作動させそのダブルピストンロッド21a,21bによる永久磁石30a,30bの往復動作で発電コイル機構40a,40bに余すところなく発電させるのである。

本考案は、上述のように、車道や電車軌条、更には発電装置自体を上下動させること無く、劣化損傷を防止し、その寿命を長期に維持して安全に安定して発電稼働する堅牢な簡単構造体の発電装置であり、各種車道や電車軌条設備において、充電、照明、表示灯などに広く適用普及することができるので、この種産業界に多大な貢献をもたらすものである。

本考案の実施例の側断面説明図で車輪の走行移動位置に基く動作変遷開始を示す。本考案の実施例の側断面説明図で車輪の走行移動位置に基く動作変遷中の例を示す。本考案の実施例の側断面説明図で車輪の走行移動位置に基く動作変遷中の例を示す。本実施例の前・後段発電ユニットU1.U2の動作を拡大した詳細説明図であり、前段発電ユニットU1に車輪が載る直前の状態で、載りあがった場合の液体流路の流れ関係を示す説明図である。本実施例の前・後段発電ユニットU1.U2の動作を拡大した詳細説明図であり、後段発電ユニットU2に車輪が載る直前の状態で、載りあがった場合の液体流路の流れ関係を示す説明図である。

U1 前段発電ユニット
U2 後段発電ユニット
1 固定路盤
2 回動路盤
10 直立ピストンシリンダ機構
20a.20b サブピストンシリンダ機構
21a.21b ダブルピストンロッド
30a.30b 永久磁石
40a.40b 発電コイル機構

Claims

固定路盤に回動路盤を連結し、前記回動路盤の下面に上部を連結してその上下動に追随させる直立ロッドを設け、直立ロッドの下部に軸支回動アームの一端を連結し軸支回動アームの他端を筒状弾性リングの外周面に係合又は連結し、筒状弾性リングの軸支回動アーム係合又は連結の反対側の外周面にストッパーを当設配置して、直立ロッドの上下作動による軸支回動アームの回動作動で筒状弾性リングを直径方向拡縮作動可能にし、筒状弾性リングのストッパーと軸支回動アームとの中間部外周面に作動アームを突設しこの作動アームに永久磁石を設け、その永久磁石の作動路周囲に発電コイルを設たことを特徴とする路盤発電装置。