(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を収容する流体収容手段と、
前記流体収容手段に設けられた第１ピストンであって、当該流体収容手段内の前記流体を押圧可能に配置された第１ピストンと、
前記流体収容手段に設けられた第２ピストンであって、当該流体収容手段内の前記流体を押圧可能に配置された第２ピストンと、
前記第１ピストンによって押圧された力を電気に変換する発電モジュールと、を備え、
前記第２ピストンにおける前記流体を押圧する側面の総面積を、前記第１ピストンにおける前記流体を押圧する側面の総面積よりも大きくし、
前記発電モジュールは、前記第２ピストンが押圧された場合に、当該押圧された力が前記流体を介して前記第１ピストンに伝達され、当該伝達された力によって当該発電モジュールが直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行う、
発電システム。
【請求項２】
前記流体収容手段は、
第１流体室と、
第２流体室と、
前記第１流体室と前記第２流体室とを連通する連通流路と、を有し、
前記第１ピストンを、前記第１流体室内の前記流体を押圧可能に配置し、
前記第２ピストンを、前記第２流体室内の前記流体を押圧可能に配置した、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記流体収容手段は、
複数の前記第１流体室と、
前記複数の第１流体室の各々と前記第２流体室とを連通させる前記連通流路と、を有し、
前記複数の第１流体室にそれぞれ設けられた複数の前記第１ピストンと、
前記複数の第１ピストンの各々に応じた複数の前記発電モジュールと、を備え、
前記複数の発電モジュールの各々は、前記第２ピストンが押圧された場合に、当該押圧された力が前記流体を介して前記複数の第１ピストンの各々に伝達され、当該伝達された力によって当該発電モジュールが直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行う、
請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記流体収容手段は、
複数の前記第２流体室と、
前記第１流体室と前記複数の第２流体室の各々とを連通させる前記連通流路と、を有し、
前記複数の第２流体室にそれぞれ設けられた複数の前記第２ピストンを備え、
前記発電モジュールは、前記複数の第２ピストンの少なくとも一部が押圧された場合に、当該押圧された力が前記流体を介して前記第１ピストンに伝達され、当該伝達された力によって当該発電モジュールが直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行う、
請求項２に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電素子を用いて発電を行う技術の１つとして、歩行者が歩行可能な上面であって、当該歩行による外力を受けることにより変位可能な上面を有する筐体と、筐体の内部に配置された、圧電素子を有する発電パネルであって、筐体の上面によって当該圧電素子が押圧されることにより発電を行う発電パネルとを備えたシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５０５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のシステムにおいては、上述したように、発電パネルの圧電素子が筐体の上面によって押圧可能な位置に、当該発電パネルを配置する必要があったので、当該発電パネルの設置位置が限定されていた。よって、上記従来のシステムについては、設置の自由度が非常に低かった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設置の自由度を高めることが可能となる、発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発電システムは、流体を収容する流体収容手段と、前記流体収容手段に設けられた第１ピストンであって、当該流体収容手段内の前記流体を押圧可能に配置された第１ピストンと、前記流体収容手段に設けられた第２ピストンであって、当該流体収容手段内の前記流体を押圧可能に配置された第２ピストンと、前記第１ピストンによって押圧された力を電気に変換する発電モジュールと、を備え、前記第２ピストンにおける前記流体を押圧する側面の総面積を、前記第１ピストンにおける前記流体を押圧する側面の総面積よりも大きくし、前記発電モジュールは、前記第２ピストンが押圧された場合に、当該押圧された力が前記流体を介して前記第１ピストンに伝達され、当該伝達された力によって当該発電モジュールが直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行う。
【０００７】
また、請求項２に記載の発電システムは、請求項１に記載の発電システムにおいて、前記流体収容手段は、第１流体室と、第２流体室と、前記第１流体室と前記第２流体室とを連通する連通流路と、を有し、前記第１ピストンを、前記第１流体室内の前記流体を押圧可能に配置し、前記第２ピストンを、前記第２流体室内の前記流体を押圧可能に配置している。【０００９】
また、請求項３に記載の発電システムは、請求項２に記載の発電システムにおいて、前記流体収容手段は、複数の前記第１流体室と、前記複数の第１流体室の各々と前記第２流体室とを連通させる前記連通流路と、を有し、前記複数の第１流体室にそれぞれ設けられた複数の前記第１ピストンと、前記複数の第１ピストンの各々に応じた複数の前記発電モジュールと、を備え、前記複数の発電モジュールの各々は、前記第２ピストンが押圧された場合に、当該押圧された力が前記流体を介して前記複数の第１ピストンの各々に伝達され、当該伝達された力によって当該発電モジュールが直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行う。
【００１０】
また、請求項４に記載の発電システムは、請求項２に記載の発電システムにおいて、前記流体収容手段は、複数の前記第２流体室と、前記第１流体室と前記複数の第２流体室の各々とを連通させる前記連通流路と、を有し、前記複数の第２流体室にそれぞれ設けられた複数の前記第２ピストンを備え、前記発電モジュールは、前記複数の第２ピストンの少なくとも一部が押圧された場合に、当該押圧された力が前記流体を介して前記第１ピストンに伝達され、当該伝達された力によって当該発電モジュールが直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行う。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発電システムによれば、発電モジュールの発電素子は、第２ピストンが押圧された場合に、当該押圧された力が流体を介して第１ピストンに伝達され、当該伝達された力によって当該発電素子が直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行うので、第１ピストンと第２ピストンとが離れて設置されている場合でも、発電モジュールに力を伝達することができるので、従来のシステムに比べて、設置の自由度を高めることができる。
また、第２ピストンにおける流体を押圧する側面の総面積を、第１ピストンにおける流体を押圧する側面の総面積よりも大きくしたので、例えば、第２ピストンのストロークを車両の走行に支障がない程度の長さに設定しながら、第１ピストンのストロークを発電モジュールの発電素子を押圧するために必要な長さに設定することができるため、車両の走行性及び発電の効率性を維持することが可能となる。また、第１ピストンが複数に分散して配置されている場合には、第１ピストンが単数で配置されている場合に比べて、発電モジュールの発電素子の形状が大型化することに伴うコストの増大を回避できると共に、市場に流通している比較的小さな形状の発電素子を用いることでコストの低減を図ることが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発電システムによれば、第１ピストンを、第１流体室内の流体を押圧可能に配置し、第２ピストンを、第２流体室内の流体を押圧可能に配置したので、第１流体室と第２流体室とが離れて設置されている場合でも、発電モジュールに力を伝達することができるため、設置の自由度を一層高めることが可能となる。【００１４】
請求項３に記載の発電システムによれば、複数の発電モジュールの各々における発電素子は、第２ピストンが押圧された場合に、当該押圧された力が流体を介して複数の第１ピストンの各々に伝達され、当該伝達された力によって当該発電素子が直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行うので、発電モジュールの設置数を増やすことにより、発電量を増加させることが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発電システムによれば、発電モジュールにおける発電素子は、複数の第２ピストンの少なくとも一部が押圧された場合に、当該押圧された力が流体を介して第１ピストンに伝達され、当該伝達された力によって当該発電素子が直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行うので、例えば、複数の第２ピストンが走行中の車両又は歩行中の歩行者から外力を受ける場合に、第２ピストン及び第２流体室がそれぞれ単数である場合に比べて、複数の発電モジュールの各々の発電素子を押圧する頻度を増やすことができるため、発電量を増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発電システムの概要を示す図である。
【図２】発電モジュールの圧電素子の変形状態を示す正面図であり、（ａ）は圧電素子が変形する前の状態を示す図であり、（ｂ）は圧電素子が変形した後の状態を示す図である。
【図３】発電モジュールの変形例を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る発電システムの概要を示す図である。
【図５】実施の形態３に係る発電システムの概要を示す図である。
【図６】第２流体室の変形例を示す図である。
【図７】実施の形態４に係る発電システムの概要を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図８】実施の形態４に係る発電システムの変形例を示す図である。
【図９】実施の形態４に係る発電システムの変形例を示す図である。
【図１０】実施の形態４に係る発電システムの変形例を示す図である。
【図１１】実施の形態４に係る発電システムの変形例を示す図である。
【図１２】実施の形態４に係る発電システムの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る発電システムの実施の形態を詳細に説明する。ただし、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、実施の形態に係る発電システムの設置対象は任意であるが、以下では、発電システムが道路及びその周辺領域に設置されることで、走行中の車両又は歩行中の歩行者から印加された外力を利用して発電を行う形態を例として説明を行う。
【００１８】
〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１に係る発電システムについて説明する。この実施の形態１は、複数の第１流体室、複数の第１ピストン、及び複数の発電モジュールを備えた形態である。
【００１９】
（構成）
最初に、実施の形態１に係る発電システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る発電システムの概要を示す図である。発電システム１は、走行中の車両（例えば、四輪自動車、二輪自動車、自転車等）から印加された外力を利用して発電を行うためのシステムである。なお、以下の説明では、図１のＸ方向を左右方向（＋Ｘ方向を左方向、−Ｘ方向を右方向）、Ｙ方向を上下方向（＋Ｙ方向を上方向、−Ｙ方向を下方向）、Ｚ方向を前後方向（＋Ｚ方向を前方向、−Ｚ方向を後方向）と称する。この発電システム１は、第１流体室１０ａ〜１０ｅ（これら第１流体室１０ａ〜１０ｅは、相互に区別する必要がない場合には「第１流体室１０」と総称する）と、第２流体室２０と、連通流路３０と、第１ピストン４０ａ〜４０ｅ（これら第１ピストン４０ａ〜４０ｅは、相互に区別する必要がない場合には「第１ピストン４０」と総称する）と、第２ピストン５０と、発電モジュール６０ａ〜６０ｅ（これら発電モジュール６０ａ〜６０ｅは、相互に区別する必要がない場合には「発電モジュール６０」と総称する）とを備えて構成されている。
【００２０】
（構成−第１流体室）
第１流体室１０ａ〜１０ｅは、流体を収容する室である。ここで、「流体」とは、流動性を有するものであり、例えば、空気、ヘリウムガス等の気体と、水、油等の液体と、高分子ゲル等の半固体ないし固体とを含む概念である。これら第１流体室１０ａ〜１０ｅは、一側面（例えば上面等）を開放した略円柱状の中空体であり、例えば、金属材、高硬度の樹脂材、高硬度のガラス材等にて形成されている（なお、第２流体室２０の構成についても同様とする）。また、これら第１流体室１０ａ〜１０ｅは、道路の周辺領域において、所定間隔（例えば１ｍ程度等）を隔てて左右方向に略沿って並設配置されている。また、この第１流体室１０ａ〜１０ｅの流路径Ｄ１及び高さについては、例えば、それぞれ略同一の大きさ又は高さに設定されている。
【００２１】
また、第１流体室１０ａ〜１０ｅの各々の下面には、第１連通口１１が設けられてる。第１連通口１１は、第１流体室１０ａ〜１０ｅの各々と連通流路３０とを連通するための開口である。
【００２２】
（構成−第２流体室）
第２流体室２０は、流体を収容する室である。この第２流体室２０は、道路の路面上において、第１流体室１０ａ〜１０ｅと相互に間隔を隔てて配置されている。また、この第２流体室２０の流路径Ｄ２については、例えば、第１流体室１０ａ〜１０ｅの流路径Ｄ１よりも大きく、且つ第２ピストン５０の外径が車両の幅よりも大きな大きさに設定されている。
【００２３】
また、第２流体室２０の下面には、第２連通口２１が設けられてる。第２連通口２１は、第２流体室２０と連通流路３０とを連通するための開口である。
【００２４】
（構成−連通流路）
連通流路３０は、第１流体室１０ａ〜１０ｅの各々と第２流体室２０とを連通する流路である。この連通流路３０は、略管状体にて形成されており、第１流体室１０ａ〜１０ｅの各々の第１連通口１１を介して当該第１流体室１０ａ〜１０ｅの各々と連通されていると共に、第２流体室２０の第２連通口２１を介して当該第２流体室２０と連通されている。
【００２５】
また、この連通流路３０の形状については、以下のように設定されている。まず、この連通流路３０の流路径Ｄ３については、例えば、第１流体室１０ａ〜１０ｅの流路径Ｄ１と略同一に設定されている（あるいは、第１流体室１０ａ〜１０ｅの流路径Ｄ１よりも小さく又は大きく設定されてもよい）。また、連通流路３０の長さについては、例えば、第１流体室１０ａ〜１０ｅの各々に収容された流体に伝達される力のロスが所定値以内（具体的には、車両から印加された外力の１０％程度以内等）に抑えることが可能な長さに設定されている。なお、第１流体室１０、第２流体室２０、及び連通流路３０は、特許請求の範囲における「流体収容手段」に対応する。
【００２６】
（構成−第１ピストン）
第１ピストン４０ａ〜４０ｅは、対応する発電モジュール６０を押圧するためのピストンである。これら第１ピストン４０ａ〜４０ｅは、上面の外径が下面の外径よりも小さい略円柱状体にて形成されており、例えば、金属材、高硬度の樹脂材、高硬度のガラス材等にて形成されている。また、これら第１ピストン４０ａ〜４０ｅは、対応する第１流体室１０に収容された流体を押圧可能に配置されており、具体的には、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの下面が対応する第１流体室１０に収容された流体と接触するように配置されている。
【００２７】
ここで、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの形状については、以下のように設定されている。まず、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの下面の外径については、例えば、それぞれ略同一の大きさであって、対応する第１流体室１０の流路径Ｄ１と略同一の大きさ（又は当該流路径Ｄ１よりも小さい大きさ）に設定されている。また、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの下面の外径については、例えば、それぞれ略同一の大きさであって、後述する発電モジュール６０の押圧部６４の下面よりも小さい大きさ（あるいは、当該押圧部６４の下面と略同一又は大きな大きさ）に設定されている。また、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの厚さについては、例えば、それぞれ略同一の厚さであって、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの各々が対応する発電モジュール６０を押圧した場合に、当該押圧した力を、第１ピストン４０の変形等によってロスすることなく対応する発電モジュール６０に伝えることが可能な厚さに設定されている。
【００２８】
（構成−第２ピストン）
第２ピストン５０は、車両からの外力を受けるためのピストンである。この第２ピストン５０は、例えば、金属材、高硬度の樹脂材、高硬度のガラス材等にて形成された略円柱状体である。また、この第２ピストン５０は、第２流体室２０に収容された流体を押圧可能に配置されており、具体的には、第２ピストン５０の下面が第２流体室２０に収容された流体と接触するように配置されている。
【００２９】
ここで、第２ピストン５０の形状については、以下のように設定されている。まず、第２ピストン５０の外径については、例えば、第２ピストン５０の外径が車両の幅よりも大きく、且つ、第２流体室２０の流路径Ｄ２と略同一の大きさ（又は当該流路径Ｄ２よりも小さい大きさ）に設定されている。また、第２ピストン５０の厚さについては、車両からの外力が第２ピストン５０に加えられた場合に、車両の走行に支障がない程度のたわみ量（例えば１ｍｍ程度）に抑えることが可能な厚さに設定されている。
【００３０】
また、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの平面形状と第２ピストン５０の平面形状との関係については、例えば、車両の走行性及び発電の効率性を維持しながら、コストの低減を図ることができる形状に、それぞれ設定されている。具体的には、第２ピストン５０における流体を押圧する側面の総面積（より具体的には、第２ピストン５０の下面の総面積）が、第１ピストン４０ａ〜４０ｅにおける流体を押圧する側面の総面積（より具体的には、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの下面の総面積）よりも大きく設定されている。このような形状に設定されることで、パスカルの原理によって、第２ピストン５０のストロークを車両の走行に支障がない程度の長さに設定しながら、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの各々のストロークを後述する発電モジュール６０の圧電素子６３を押圧するために必要な長さに設定することができるため、車両の走行性及び発電の効率性を維持することが可能となる。また、第１ピストン４０が複数に分散して配置されているので、第１ピストン４０が単数で配置されている場合に比べて、後述する発電モジュール６０の圧電素子６３の形状が大型化することに伴うコストの増大を回避できると共に、市場に流通している比較的小さな形状の圧電素子６３を用いることでコストの低減を図ることが可能となる。
【００３１】
（構成−発電モジュール）
図２は、発電モジュール６０の圧電素子６３の変形状態を示す正面図であり、（ａ）は圧電素子６３が変形する前の状態を示す図であり、（ｂ）は圧電素子６３が変形した後の状態を示す図である。発電モジュール６０ａ〜６０ｅは、車両から印加された外力を電気に変換するものであり、カバー部６１と、振動板６２と、圧電素子６３と、押圧部６４と、中心スペーサ６５と、周辺スペーサ６６とをそれぞれ備えている。
【００３２】
カバー部６１は、振動板６２、圧電素子６３、押圧部６４、中心スペーサ６５、及び周辺スペーサ６６を保護するためのカバー手段である。このカバー部６１は、一側面（例えば下面等）を開放した略箱形状体であり、例えば、金属材等にて形成されている。また、このカバー部６１は、第１流体室１０の上端部よりも上方に配置されており、図示しない支持部に対して固定具等によって固定されている。
【００３３】
振動板６２は、圧電素子６３に応力を加える支持体であると共に、圧電素子６３の割れ強度を補強する補強材を兼ねるものである。この振動板６２は、ステンレス薄板等の可撓性と耐久性を有する鋼材等からなる円板状体にて形成されている。
【００３４】
圧電素子６３は、圧力により変形することで電気を生じる素子である。この圧電素子６３は、薄板状体であり、チタン酸バリウム、ジルコニア等の圧電セラミックス、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）等の圧電単結晶にて形成されている。また、この圧電素子６３は、振動板６２の下面と当接するように配置されており、振動板６２に対して接着剤等により接合されている。また、この圧電素子６３には、圧電素子６３にて発生した電力を外部に出力するための端子である出力端子（具体的には、プラス端子及びマイナス端子）が設けられている（これら各部の図示は省略する）。なお、圧電素子６３として、若しくは圧電素子６３に代えて、外力（歪み、屈曲、若しくは圧縮を生じさせる力を含む）により発電が可能な任意の素材を用いることができ、例えば、イオン導電性高分子の膜（ゲル）の両面に金属（金等）をメッキしたイオン高分子金属複合材料（ＩＰＭＣ：Ｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）や、イオン導電性高分子ゲル膜（ＩＣＰＦ：Ｉｏｎｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒｇｅｌ  Ｆｉｌｍ）、あるいは、これらＩＰＭＣやＩＣＰＦを用いた人工筋肉を使用することができる。
【００３５】
押圧部６４は、対応する第１ピストン４０によって押圧される押圧手段である。この押圧部６４は、例えば、金属材等にて形成された逆凸状体であり、対応する第１ピストン４０と当接可能な位置に配置されている。
【００３６】
中心スペーサ６５は、押圧部６４と圧電素子６３及び振動板６２との相互間隔を形成するものであると共に、対応する第１ピストン４０によって押圧される力を押圧部６４を介して圧電素子６３及び振動板６２に伝達するためのものである。この中心スペーサ６５は、略柱状体等にて形成されており、圧電素子６３の上面の略中央位置において、押圧部６４及び圧電素子６３に当接するように配置され、押圧部６４及び圧電素子６３に対して接着剤等によって固定されている。
【００３７】
周辺スペーサ６６は、カバー部６１の上面と圧電素子６３及び振動板６２との相互間隔を形成するものである。この周辺スペーサ６６は、略環状体にて形成されており、振動板６２に固定された圧電素子６３よりも側方側の位置であって、振動板６２の外縁近傍位置に当接するように配置され、振動板６２及びカバー部６１に対して接着剤等にて固定されている。
【００３８】
このような構成された発電モジュール６０の機能としては、以下に示す通りとなる。すなわち、押圧部６４が第１ピストン４０によって押圧されると、第１ピストン４０が上方向に向けて移動し、当該第１ピストン４０の移動に伴って圧電素子６３を押圧変形させることができるので、発電を行うことが可能となる。
【００３９】
なお、この発電モジュール６０の具体的な構成については任意であり、例えば、上述した発電モジュール６０の構成以外にも以下に示す構成等が採用されてもよい。図３は、発電モジュール６０の変形例を示す図である。図３に示す発電モジュール６０については、具体的には、押圧部６４とカバー部６１の上面との相互間において、振動板６２が相互に間隔を隔てて上下方向に略沿って５つ並設されている。また、これらの振動板６２の各々には、第１ピストン４０によって押圧された場合に押圧変形することが可能な位置に、圧電素子６３が配置され、対応する振動板６２と接合されている。また、押圧部６４と１段目の振動板６２との相互間、１段目の振動板６２から５段目の振動板６２までの振動板６２同士の相互間、及び振動板６２とカバー部６１の上面との相互間には、圧電素子６３が上下方向に向けて変形可能となるように、中心スペーサ６５又は周辺スペーサ６６が順次交互に配置されている（具体的には、押圧部６４と１段目の振動板６２との相互間には中心スペーサ６５が配置され、１段目の振動板６２と２段目の振動板６２の相互間には、周辺スペーサ６６が配置される等）。このような構成により、圧電素子６３の設置数を増やすことができるため、発電量を増加させることができる。
【００４０】
（発電システムの機能について）
このように構成された発電システム１の機能は、以下に示す通りである。
【００４１】
まず、第２ピストン５０が車両からの外力を受けた場合には、この第２ピストン５０が受けた力は、第２流体室２０に収容された流体に伝達される。次に、第２流体室２０に収容された流体に伝達された力は、連通流路３０を介して第１流体室１０ａ〜１０ｅに収容された流体に伝達され、当該伝達された力が対応する第１ピストン４０に伝達される。次いで、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの各々が受けた力は、対応する発電モジュール６０の押圧部６４及び中心スペーサ６５を介して圧電素子６３に伝達される。この場合において、この伝達された力によって発電モジュール６０ａ〜６０ｅの圧電素子６３が押圧されることにより、これら圧電素子６３を押圧変形させることができるので、発電を行うことが可能になる。なお、この発電システム１によって得られる電力は、任意の目的（例えば、道路上に設置されている照明装置の電源）で利用することが可能になる。
【００４２】
特に、第１流体室１０ａ〜１０ｅと第２流体室２０とが離れて設置されている場合でも、第２ピストン５０が受けた力を流体を介して第１ピストン４０ａ〜４０ｅに伝達することができる。よって、例えば、道路脇に第１流体室１０ａ〜１０ｅを設置するスペースを確保することが困難である場合でも、当該道路から離れた位置に第１流体室１０ａ〜１０ｅを設置することができるため、従来のシステムに比べて、設置の自由度を高めることが可能となる。
【００４３】
（効果）
このように実施の形態１によれば、発電モジュール６０ａ〜６０ｅの圧電素子６３は、第２流体室２０に設けられた第２ピストン５０が押圧された場合に、当該押圧された力が流体を介して第１流体室１０ａ〜１０ｅに設けられた第１ピストン４０に伝達され、当該伝達された力によって当該圧電素子６３が押圧されることにより発電を行うので、第１ピストン４０と第２ピストン５０とが離れて設置されている場合でも、発電モジュール６０ａ〜６０ｅに力を伝達することができるので、従来のシステムに比べて、設置の自由度を高めることができる。特に、第１ピストン４０を、第１流体室１０ａ〜１０ｅ内の流体を押圧可能に配置し、第２ピストン５０を、第２流体室２０内の流体を押圧可能に配置したので、第１流体室１０ａ〜１０ｅと第２流体室２０とが離れて設置されている場合でも、発電モジュール６０ａ〜６０ｅに力を伝達することができるため、設置の自由度を一層高めることが可能となる。
【００４４】
また、第２ピストン５０における流体を押圧する側面の総面積を、第１ピストン４０ａ〜４０ｅにおける流体を押圧する側面の総面積よりも大きくしたので、例えば、第２ピストン５０のストロークを車両の走行に支障がない程度の長さに設定しながら、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの各々のストロークを発電モジュール６０の圧電素子６３を押圧するために必要な長さに設定することができるため、車両の走行性及び発電の効率性を維持することが可能となる。また、第１ピストン４０が複数に分散して配置されているので、第１ピストン４０が単数で配置されている場合に比べて、発電モジュール６０の圧電素子６３の形状が大型化することに伴うコストの増大を回避できると共に、市場に流通している比較的小さな形状の圧電素子６３を用いることでコストの低減を図ることが可能となる。
【００４５】
また、発電モジュール６０ａ〜６０ｅの各々における圧電素子６３は、第２ピストン５０が押圧された場合に、当該押圧された力が流体を介して複数の第１ピストン４０ａ〜４０ｅの各々に伝達され、当該伝達された力によって当該圧電素子６３が直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行うので、発電モジュール６０の設置数を増やすことにより、発電量を増加させることが可能となる。
【００４６】
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２に係る発電システムについて説明する。この実施の形態２は、実施の形態１に加えて、複数の第２流体室及び複数の第２ピストンを備えた形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００４７】
（構成）
まず、実施の形態２に係る発電システムの構成について説明する。図４は、実施の形態２に係る発電システムの概要を示す図である。実施の形態２に係る発電システム１０１は、実施の形態１に係る発電システム１の構成要素と同一の構成要素に対して、第２流体室２０に代えて第２流体室２０ａ〜２０ｃ（これら第２流体室２０ａ〜２０ｃは、相互に区別する必要がない場合には「第２流体室２０」と総称する）とし、第２ピストン５０に代えて第２ピストン５０ａ〜５０ｃ（これら第２ピストン５０ａ〜５０ｃは、相互に区別する必要がない場合には「第２ピストン５０」と総称する）として構成されている。また、連通流路３０の構成内容についても、下記に示す工夫が施されている。
【００４８】
（構成−第２流体室及び第２ピストンについて）
第２流体室２０ａ〜２０ｃは、道路の路面上において、所定間隔（例えば１ｍ程度等）を隔てて配置されている。なお、図４では、図の作成の便宜上において、第２流体室２０ａ〜２０ｃが異なる平面上に配置されているように描かれているが、実際には、同一平面上に配置されているものとする。また、第２ピストン５０ａ〜５０ｃは、対応する第２流体室２０に収容された流体を押圧可能に配置されており、具体的には、第２ピストン５０ａ〜５０ｃの下面が対応する第２流体室２０に収容された流体と接触するように配置されている。ここで、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの平面形状と第２ピストン５０ａ〜５０ｃの平面形状との関係については、上述したように、車両の走行性及び発電の効率性を維持しながら、コストの低減を図ることができるように、例えば、第２ピストン５０ａ〜５０ｃにおける流体を押圧する側面の総面積（具体的には、第２ピストン５０ａ〜５０ｃの下面の総面積）が、第１ピストン４０ａ〜４０ｅにおける流体を押圧する側面の総面積（具体的には、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの下面の総面積）よりも大きく設定されている。
【００４９】
（構成−連通流路について）
連通流路３０は、第１流体室１０ａ〜１０ｅの各々の第１連通口１１を介して当該第１流体室１０ａ〜１０ｅの各々と接続されていると共に、第２流体室２０ａ〜２０ｃの第２連通口２１を介して当該第２流体室２０ａ〜２０ｃの各々と接続されている。
【００５０】
このような構成により、第２ピストン５０ａ〜５０ｃの少なくとも１つが車両からの外力を受けた場合には、当該第２ピストン５０ａ〜５０の少なくとも１つが受けた力を流体を介して第１ピストン４０ａ〜４０ｅの各々に伝達し、当該伝達された力によって発電モジュール６０ａ〜６０ｅの圧電素子６３を押圧することができる。よって、実施の形態１に比べて、発電モジュール６０ａ〜６０ｅの圧電素子６３を押圧する頻度を増やすことができるため、発電量を増加させることが可能となる。
【００５１】
なお、この発電モジュール６０の具体的な構成については任意であり、例えば、第２ピストン５０ａ〜５０ｃのうち２つ以上が車両からの外力を同時に受けた場合に、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの各々に伝達された力によって、発電モジュール６０ａ〜６０ｅの圧電素子６３の押圧変形が過大となることで、圧電素子６３が破損するおそれがある場合には、圧電素子６３の押圧変形を抑制する変形抑制部（図示省略）が発電モジュール６０ａ〜６０ｅにそれぞれ設けられてもよい。
【００５２】
（発電システムの機能について）
このように構成された発電システム１０１の機能は、以下に示す通りである。
【００５３】
まず、第２ピストン５０ａ〜５０ｃの各々が車両からの外力を同時に受けた場合には、これら第２ピストン５０ａ〜５０ｃが受けた力は、対応する第２流体室２０に収容された流体に伝達される。次に、第２流体室２０ａ〜２０ｃに収容された流体に伝達された力は、連通流路３０を介して第１流体室１０ａ〜１０ｅに収容された流体に伝達され、当該伝達された力が対応する第１ピストン４０に伝達される。次いで、第１ピストン４０ａ〜４０ｅの各々が受けた力は、対応する発電モジュール６０の押圧部６４及び中心スペーサ６５を介して圧電素子６３に伝達される。この場合において、この伝達された力によって発電モジュール６０ａ〜６０ｅの圧電素子６３が押圧されることにより、これら圧電素子６３を押圧変形させることができるので、発電を行うことが可能になる。
【００５４】
（効果）
このように実施の形態２によれば、発電モジュール６０ａ〜６０ｅにおける圧電素子６３は、第２ピストン５０ａ〜５０ｃの少なくとも一部が押圧された場合に、当該押圧された力が流体を介して第１ピストン４０ａ〜４０ｅに伝達され、当該伝達された力によって当該圧電素子６３が直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行うので、例えば、第２ピストン５０ａ〜５０ｃが走行中の車両からの外力を受ける場合に、第２ピストン５０及び第２流体室２０がそれぞれ単数である場合に比べて、発電モジュール６０ａ〜６０ｅの圧電素子６３を押圧する頻度を増やすことができるため、発電量を増加させることが可能となる。
【００５５】
〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３に係る発電システムについて説明する。この実施の形態３は、実施の形態２とは異なる形態であって、実施の形態１に加えて、複数の第２流体室及び複数の第２ピストンを備えた形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００５６】
（構成）
まず、実施の形態３に係る発電システムの構成について説明する。図５は、実施の形態３に係る発電システムの概要を示す図である。実施の形態３に係る発電システム２０１は、歩行中の歩行者から印加された外力を利用して発電を行うためのシステムである。この実施の形態３に係る発電システム２０１は、第１メイン流体室２１０、第２メイン流体室２２０、連通流路２３０、第１メインピストン２４０と、第２メインピストン２５０と、第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃ（これら第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃは、相互に区別する必要がない場合には「第１サブピストン２６０」と総称する）と、第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃ（これら第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃは、相互に区別する必要がない場合には「第２サブピストン２７０」と総称する）と、第１発電モジュール２８０ａ〜２８０ｃ（これら第１発電モジュール２８０ａ〜２８０ｃは、相互に区別する必要がない場合には「第１発電モジュール２８０」と総称する）と、第２発電モジュール２９０ａ〜２９０ｃ（これら第２発電モジュール２９０ａ〜２９０ｃは、相互に区別する必要がない場合には「第２発電モジュール２９０」と総称する）と、第１上面材３００と、第２上面材３１０と、ストッパ３２０ａ〜３２０ｃ（これらストッパ３２０ａ〜３２０ｃは、相互に区別する必要がない場合には「ストッパ３２０」と総称する）とを備えて構成されている。ここで、図５には、上述した発電システム２０１の構成要素がそれぞれ１つずつ示されているが、実際の発電システム２０１は、当該構成要素を複数備えて構成することができる。よって、以下では、図５に示す構成要素について説明するものとして、その他の構成要素についてはその説明を省略するものとする。
【００５７】
（構成−第１メイン流体室、第２メイン流体室、及び連通流路）
第１メイン流体室２１０及び第２メイン流体室２２０は、道路の路面上に形成された凹部であって、流体（ここでは、水や油等の液体、又は高分子ゲル等の半固体ないし固体等）が溜められてる凹部の一区画として形成されており、それぞれ隣接して配置されている。また、連通流路２３０は、第１メイン流体室２１０と第２メイン流体室２２０との相互間に配置されている。
【００５８】
（構成−第１メインピストン）
第１メインピストン２４０は、第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃを押圧するためのピストンである。この第１メインピストン２４０は、略円柱状体にて形成されており、例えば、金属材、高硬度の樹脂材、高硬度のガラス材等にて形成されている（なお、第２メインピストン２５０についても同様とする）。また、この第１メインピストン２４０は、第１メイン流体室２１０に収容された流体を押圧可能に配置されており、具体的には、第１メインピストン２４０の下面が第１メイン流体室２１０に収容された流体と接触するように配置されている。
【００５９】
また、第１メインピストン２４０には、第１サブ流体室２４１ａ〜２４１ｃ（これら第１サブ流体室２４１ａ〜２４１ｃは、相互に区別する必要がない場合には「第１サブ流体室２４１」と総称する）が設けられている。第１サブ流体室２４１ａ〜２４１ｃは、上下方向に沿って貫通する貫通孔を第１メインピストン２４０に形成することにより形成され、左右方向に略沿って並設配置されている。なお、第１メイン流体室２１０及び第１サブ流体室２４１ａ〜２４１ｃは、特許請求の範囲における「第１流体室」に対応する。
【００６０】
（構成−第２メインピストン）
第２メインピストン２５０は、第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃからの押圧力を受けるためのピストンである。この第２メインピストン２５０は、第２メイン流体室２２０に収容された流体を押圧可能に配置されており、具体的には、第２メインピストン２５０の下面が第２メイン流体室２２０に収容された流体と接触するように配置されている。
【００６１】
また、第２メインピストン２５０には、第２サブ流体室２５１ａ〜２５１ｃ（これら第２サブ流体室２５１ａ〜２５１ｃは、相互に区別する必要がない場合には「第２サブ流体室２５１」と総称する）が設けられている。第２サブ流体室２５１ａ〜２５１ｃは、上下方向に沿って貫通する貫通孔を第２メインピストン２５０に形成することにより形成され、左右方向に略沿って並設配置されている。なお、第２メイン流体室２２０及び第２サブ流体室２５１ａ〜２５１ｃは、特許請求の範囲における「第２流体室」に対応する。
【００６２】
（構成−第１サブピストン）
第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃは、対応する第１発電モジュール２８０を押圧するためのピストンである。これら第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃは、縦断面形状が略十字状である柱状体であり、例えば、金属材、高硬度の樹脂材、高硬度のガラス材等にて形成されている（なお、第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃについても同様とする）。また、これら第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃの各々は、対応する第１サブ流体室２４１に収容された流体を押圧可能に配置されており、具体的には、第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃの各々の下面が対応する第１サブ流体室２４１に収容された流体と接触するように配置されている。なお、第１メインピストン２４０及び第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃは、特許請求の範囲における「第１ピストン」に対応する。
【００６３】
（構成−第２サブピストン）
第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃは、対応する第２発電モジュール２９０からの押圧力を受けるためのピストンである。これら第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃの各々は、対応する第２サブ流体室２５１に収容された流体を押圧可能に配置されており、具体的には、第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃの各々の下面が対応する第２サブ流体室２５１に収容された流体と接触するように配置されている。なお、第２メインピストン２５０及び第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃは、特許請求の範囲における「第２ピストン」に対応する。
【００６４】
（構成−第１発電モジュール、及び第２発電モジュール）
第１発電モジュール２８０ａ〜２８０ｃ、及び第２発電モジュール２９０ａ〜２９０ｃは、歩行者から印加された外力を電気に変換するものであり、振動板２８１と、圧電素子２８２と、スペーサ２８３とをそれぞれ備えている。
【００６５】
圧電素子２８２は、振動板２８１の下面と当接するように配置されており、振動板２８１に対して接着剤等により接合されている。
【００６６】
スペーサ２８３は、第１上面材３００（又は第２上面材３１０）と圧電素子２８２及び振動板２８１との相互間隔を形成するものである。このスペーサ２８３は、略環状体にて形成されており、振動板２８１に固定された圧電素子２８２よりも側方側の位置であって、振動板２８１の外縁近傍位置に当接するように配置され、振動板２８１及び第１上面材３００（又は第２上面材３１０）に対して接着剤等にて固定されている。
【００６７】
（構成−第１上面材）
第１上面材３００は、第１メイン流体室２１０、第１サブ流体室２４１ａ〜２４１ｃ、第１メインピストン２４０、第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃ、及び、第１発電モジュール２８０ａ〜２８０ｃを略覆うためのものである。この第１上面材３００は、例えば、金属材等にて形成された略ブロック状体であり（なお、第２上面材３１０についても同様とする）、第１発電モジュール２８０ａ〜２８０ｃのスペーサ２８３と当接するように配置されている。
【００６８】
（構成−第２上面材）
第２上面材３１０は、第２メイン流体室２２０、第２サブ流体室２５１ａ〜２５１ｃ、第２メインピストン２５０、第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃ、及び、第２発電モジュール２９０ａ〜２９０ｃを略覆うためのものであり、第２発電モジュール２９０ａ〜２９０ｃのスペーサ２８３と当接するように配置されている。
【００６９】
（構成−ストッパ）
ストッパ３２０ａ、３２０ｂは、第１上面材３００及び第１メインピストン２４０の移動を制限するための移動制限手段であり、ストッパ３２０ｂ、３２０ｃは、第２上面材３１０及び第２メインピストン２５０の移動を制限するための移動制限手段である。このストッパ３２０ａは、第１メイン流体室２１０の左端部に配置され、このストッパ３２０ｂは、第１メイン流体室２１０と第２メイン流体室２２０との相互間に配置され、このストッパ３２０ｃは、第２メイン流体室２２０の右端部に配置されている。また、これらストッパ３２０ａ〜３２０ｃは、例えば金属材、樹脂材等によって形成されており、ストッパ本体３２１と、第１突起部３２２と、第２突起部３２３とをそれぞれ備えている。なお、このストッパ３２０の形成方法については任意であるが、例えば、ストッパ本体３２１、第１突起部３２２、及び第２突起部３２３を一体成型により形成する方法等が該当する。
【００７０】
ストッパ本体３２１は、ストッパ３２０の基本構造体である。このストッパ本体３２１は、略長尺状の棒状体であり、凹部に立設配置されており、凹部に対して固定具等によって固定されている。また、このストッパ本体３２１の下方部には、連通流路２３０の流体が、一方のメイン流体室から他方のメイン流体室に向けて（例えば、第２メイン流体室２２０から第１メイン流体室２１０に向けて）流動可能となるように、貫通孔３２４が形成されている。
【００７１】
第１突起部３２２は、第１上面材３００又は第２上面材３１０の移動を制限するためのものである。この第１突起部３２２は、ストッパ本体３２１の上端部において、第１上面材３００の左右端部に形成された溝部３０１、又は第２上面材３１０の左右端部に形成された溝部３１１に向けて突出するように配置されている。ここで、これら溝部３０１、３１１の上下方向の長さについては、例えば、第１発電モジュール２８０ａ〜２８０ｃ、及び第２発電モジュール２９０ａ〜２９０ｃの圧電素子２８２を所定の発電量が得られるように変形させることが可能な長さに設定されている（なお、後述する第１メインピストン２４０及び第２メインピストン２５０に形成された溝部２４２、２５２の上下方向の長さについても同様とする）。
【００７２】
第２突起部３２３は、第１メインピストン２４０又は第２メインピストン２５０の移動を制限するためのものである。この第２突起部３２３は、ストッパ本体３２１の下端部近傍において、第１メインピストン２４０の左右端部に形成された溝部２４２、又は第２メインピストン２５０の左右端部に形成された溝部２５２に向けて突出するように配置されている。
【００７３】
このような構成により、第２上面材３１０が歩行者からの外力を受けた場合には、第２上面材３１０が受けた力によって第２発電モジュール２９０ａ〜２９０ｃの圧電素子２８２を押圧することが可能となる。また、この第２上面材３１０が受けた力を、第２メインピストン２５０及び第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃによって流体を介して第１メインピストン２４０及び第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃを伝達し、当該伝達された力によって第１発電モジュール２８０ａ〜２８０ｃの圧電素子２８２を押圧することが可能となる。なお、この発電システム２０１においては、第１上面材３００が歩行者からの外力を受けた場合には、第１メインピストン２４０の機能が第２メインピストン２５０の機能に入れ替わり、第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃの機能が第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃの機能に入れ替わるものとする。すなわち、第１メインピストン２４０及び第２メインピストン２５０は、それぞれの機能を有しており、第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃ及び第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃは、それぞれの機能を有している。
【００７４】
（発電システムの機能について）
このように構成された発電システム２０１の機能は、以下に示す通りである。
【００７５】
まず、第２上面材３１０が歩行者からの外力を受けた場合には、この第２上面材３１０が受けた力は、第２発電モジュール２９０ａ〜２９０ｃを介して第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃに伝達される。この場合において、第２上面材３１０が受けた力によって、第２発電モジュール２９０ａ〜２９０ｃの圧電素子２８２が押圧されることにより、これら圧電素子２８２を押圧変形させることができるので、発電を行うことが可能になる。次に、第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃが受けた力は、対応する第２サブ流体室２５１に収容された流体に伝達されると共に（最終的には第２メイン流体室２２０に収容された流体に伝達される）、第２メインピストン２５０を介して第２メイン流体室２２０に収容された流体に伝達される。次いで、第２メイン流体室２２０に収容された流体に伝達された力は、連通流路２３０を介して第１メイン流体室２１０に収容された流体に伝達され、当該伝達された力が、第１メインピストン２４０を介して第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃに伝達されると共に、第１サブ流体室２４１ａ〜２４１ｃに収容された流体に伝達された後に、対応する第２サブピストン２７０に伝達される。そして、第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃが受けた力は、対応する第１発電モジュール２８０の圧電素子２８２に伝達される。この場合において、この伝達された力によって第１発電モジュール２８０ａ〜２８０ｃの圧電素子２８２が押圧されることにより、これら圧電素子２８２を押圧変形させることができるので、発電を行うことが可能になる。
【００７６】
（効果）
このように実施の形態３によれば、第１発電モジュール２８０ａ〜２８０ｃにおける圧電素子２８２は、第２メインピストン２５０及び第２サブピストン２７０ａ〜２７０ｃが押圧された場合に、当該押圧された力が流体を介して第１メインピストン２４０及び第１サブピストン２６０ａ〜２６０ｃに伝達され、当該伝達された力によって当該圧電素子２８２が直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行うので、第１発電モジュール２８０の設置数を増やすことにより、発電量を増加させることが可能となる。
【００７７】
〔実施の形態４〕
最初に、実施の形態４に係る発電システムについて説明する。この実施の形態４は、流体収容手段と、第１ピストンと、第２ピストンとを備えた形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００７８】
（構成）
まず、実施の形態４に係る発電システムの構成について説明する。図７は、実施の形態４に係る発電システムの概要を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である（なお、図７（ｂ）では、後述する第２ピストン５０を想像線で示す）。図８から図１２は、実施の形態４に係る発電システムの変形例を示す図である。実施の形態４に係る発電システム４０１は、歩行中の歩行者から印加された外力を利用して発電を行うためのシステムである。この実施の形態４に係る発電システム４０１は、筐体４１０と、流体収容部４２０と、第１ピストン４０ａ、４０ｂと、第２ピストン５０と、発電モジュール６０ａ、６０ｂとを備えて構成されている。
【００７９】
（構成−筐体）
筐体４１０は、流体収容部４２０の一部と、第２ピストン５０の少なくとも一部とを収容する収容手段である。この筐体４１０は、一側面（例えば、上面等）を開放した略箱形状体であり、例えば、金属材、高硬度の樹脂材、高硬度のガラス材等にて形成されている。
【００８０】
また、筐体４１０の左面（あるいは、右面、前面、又は後面等）には、開口部４１１が設けられていると共に、筐体４１０の右面（あるいは、左面、前面、又は後面等）には、開口部４１２が設けられている。開口部４１１は、流体収容部４２０における長手方向の一方の端部を筐体４１０から外部に露出させるための開口である。また、開口部４１２は、流体収容部４２０における長手方向の他方の端部を筐体４１０から外部に露出させるための開口である。
【００８１】
（構成−流体収容部）
流体収容部４２０は、流体を収容する流体収容手段である。この流体収容部４２０は、例えば、ゴムホースやビニルホース等の可撓性を有する公知の長尺状のホースを用いて構成されている（具体的には、流体収容部４２０における長手方向の両端面は開放されている）。また、この流体収容部４２０の設置については、具体的には、流体収容部４２０における筐体４１０に収容されている部分は、前後方向（又は左右方向）に略沿って蛇腹折により折り畳まれた状態で配置されている（この場合において、流体収容部４２０と筐体４１０との間に隙間が生じることは許容される）。また、流体収容部４２０における筐体４１０に収容されていない部分のうち、流体収容部４２０における長手方向の一方の端部は、開口部４１１を介して筐体４１０から外部に露出するように配置されており、流体収容部４２０における長手方向の他方の端部は、開口部４１２を介して筐体４１０から外部に露出するように配置されている。そして、流体収容部４２０における長手方向の一方の端部近傍部分、及び当該長手方向の他方の端部近傍部分は、筐体４１０に対して固定具等によって固定されている。
【００８２】
（構成−第１ピストン）
第１ピストン４０ａ、４０ｂは、流体収容部４２０に収容された流体を押圧可能に配置されている。具体的には、第１ピストン４０ａは、流体収容部４２０における長手方向の一方の端部近傍部分に収容された流体と接触するように配置され。第１ピストン４０ｂは、流体収容部４２０における長手方向の他方の端部近傍部分に収容された流体と接触するように配置されている。
【００８３】
（構成−第２ピストン）
第２ピストン５０は、流体収容部４２０に収容された流体を押圧可能に配置されており、具体的には、第２ピストン５０の下面が流体収容部４２０における筐体４１０に収容されている部分と接触するように配置されている。
【００８４】
（構成−発電モジュール）
発電モジュール６０ａ、６０ｂは、歩行者から印加された外力を電気に変換するものである。これら発電モジュール６０ａ、６０ｂの配置については、具体的には、発電モジュール６０ａの押圧部６４が第１ピストン４０ａと当接可能となるように、当該発電モジュール６０ａは流体収容部４２０における長手方向の一方の端部近傍に配置されている。また、発電モジュール６０ｂの押圧部６４が第１ピストン４０ｂと当接可能となるように、当該発電モジュール６０ｂは流体収容部４２０における長手方向の他方の端部近傍に配置されている。
【００８５】
（発電システムの機能について）
このように構成された発電システム４０１の機能は、以下に示す通りである。
【００８６】
まず、第２ピストン５０が歩行者からの外力を受けた場合に、第２ピストン５０が受けた力は、流体収容部４２０に収容された流体に伝達される。次に、流体収容部４２０に収容された流体に伝達された力は、第１ピストン４０ａ、４０ｂに伝達される。そして、４０ａ、４０ｂの各々が受けた力は、対応する発電モジュール６０の押圧部６４及び中心スペーサ６５を介して圧電素子６３に伝達される。この場合において、この伝達された力によって発電モジュール６０ａ、６０ｂの圧電素子６３が押圧されることにより、これら圧電素子６３を押圧変形させることができるので、発電を行うことが可能になる。
【００８７】
この他にも、実施の形態４に係る発電システム４０１は、任意の構造にて構成可能である。まず、実施の形態４では、流体収容部４２０における長手方向の両端面は開放されていると説明したが、これに限られない。例えば、図８に示すように、流体収容部４２０における長手方向の両端面のいずれか一方が閉鎖されてもよい。この場合には、流体収容部４２０における上記端面が開放されている側の端部近傍位置のみに第１ピストン４０及び発電モジュール６０が設置される。
【００８８】
また、実施の形態４では、流体収容部４２０における筐体４１０に収容されている部分が前後方向に略沿って蛇腹折により折り畳まれた状態となるように、当該流体収容部４２０が配置されていると説明したが、これに限られない。例えば、図９に示すように、流体収容部４２０における筐体４１０に収容されている部分が上下方向に略沿って蛇腹折により折り畳まれた状態となるように、当該流体収容部４２０が配置されてもよい。
【００８９】
また、実施の形態４では、流体収容部４２０と筐体４１０との間に隙間が生じることが許容されると説明したが、これに限られず、例えば、図１０から図１２に示すように、流体収容部４２０と筐体４１０との間に隙間が生じないように、流体収容部４２０が筐体４１０に配置されてもよい。
【００９０】
具体的には、図１０に示すように、１つの流体収容部４２０における筐体４１０に収容されている部分が前後方向に略沿って蛇腹折により折り畳まれた状態となるように、当該１つの流体収容部４２０が配置される。また、この流体収容部４２０の断面形状については、具体的には、略矩形状にて形成される（なお、図１１、図１２に示す流体収容部４２０の断面形状についても同様とする）。このような構成により、第２ピストン５０が歩行者からの外力を受けた場合に、図８に示すように、流体収容部４２０と筐体４１０との間の隙間があり、且つ、流体収容部４２０の断面形状が略円形状である場合に比べて、流体収容部４２０が当該隙間を埋めるように変形することはなくなるため、この第２ピストン５０が受けた力を、流体収容部４２に収容された流体に効率良く伝達することが可能となる。
【００９１】
また、図１１に示すように、複数の突起部を有する櫛状に形成された流体収容部４２０ａ、４２０ｂが形成され、これら流体収容部４２０ａ、４２０ｂの突起部が互い違いに嵌め合わさるように、当該流体収容部４２０ａ、４２０ｂが配置される。
【００９２】
また、図１２に示すように、筐体４１０が略円柱状にて形成されている場合には、１つの流体収容部４２０における筐体４１０に収容されている部分が渦巻き状になるように、当該１つの流体収容部４２０が配置される。
【００９３】
（効果）
このように実施の形態４によれば、発電モジュール６０ａ、６０ｂの圧電素子６３は、第２ピストン５０が押圧された場合に、当該押圧された力が流体を介して４０ａ、４０ｂに伝達され、当該伝達された力によって当該圧電素子６３が直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行うので、４０ａ、４０ｂと第２ピストン５０とが離れて設置されている場合でも、発電モジュール６０ａ、６０ｂに力を伝達することができるので、設置の自由度を一層高めることができる。
【００９４】
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００９５】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、従来のシステムよりも、設置の自由度が低くなる場合が生じたとしても、本願発明の手段が従来のシステムの手段と異なっている場合には、本願の課題が解決されている。
【００９６】
（形状、数値、構造、時系列について）
実施の形態や図面において例示した構成要素に関して、形状、数値、又は複数の構成要素の構造若しくは時系列の相互関係については、本発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。
【００９７】
（発電システムについて）
上記実施の形態１、２では、発電システムが、複数の第１流体室１０と、複数の第１ピストン４０と、複数の発電モジュール６０とを備えていると説明したが、これに限られず、例えば、単数の第１流体室１０と、単数の第１ピストン４０と、単数の発電モジュール６０とを備えてもよい。
【００９８】
また、実施の形態１、２の発電システムは、走行中の車両から印加された外力を利用して発電を行うと説明したが、停車中の車両における少なくとも１つ以上のタイヤ（あるいは、車両から外されたタイヤ）から印加された外力を利用して発電を行ってもよい。これにより、この外力を利用して得られた発電量に基づいて上記タイヤの空気圧を測定することができるため、発電システムをタイヤの空気圧センサとして適用することが可能となる。
【００９９】
（流体について）
上記実施の形態１〜３では、第１流体室、第２流体室、及び連通流路にわたって、流体が直接的に収容されていると説明したが、これに限られない。例えば、流体の性能の低下（具体的には、流体の耐久性の低下等）を抑制するために、流体が袋体に内包されたものが、第１流体室、第２流体室、及び連通流路にわたって収容されてもよい。
【０１００】
（発電モジュールについて）
上記実施の形態１〜４では、発電モジュールは、振動板の側面のいずれか一方に圧電素子が設けられている発電モジュール（いわゆるユニモルフ型）であると説明したが、例えば、振動板の側面の両方に圧電素子が設けられている発電モジュール（いわゆるバイモルフ型）であってもよい。
【０１０１】
また、上記実施の形態１〜４では、発電モジュールは、振動板と、圧電素子とを備えていると説明したが、例えば、圧電素子を保護等するために、圧電素子の全体又は一部を覆うための樹脂（ピエソフィルム等）をさらに備えてもよい。あるいは、例えば、振動板を省略してもよい。
【０１０２】
また、上記実施の形態１〜４では、発電モジュールは、圧電素子を備えていると説明したが、例えば、圧電素子に代えて、往復運動によって発電可能な機構（具体的には、人工筋肉、油圧モータ、電磁誘導方式のモータ、超磁歪等）を備えてもよい。
【０１０３】
（第１流体室及び第２流体室について）
上記実施の形態１、２では、第２流体室２０は、１つの略円柱状の中空体にて形成されていると説明したが、これに限られない。例えば、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、第２流体室２０は、一側面（例えば上面等）を開放した複数の略箱状体を用いて構成されてもよい。具体的には、これら複数の第２流体室２０は、左右方向に略沿って並設される（あるいは、前後方向に略沿って並設されてもよい）。また、これら複数の第２流体室２０の各々には、隣接する箱状体と連通可能とするための連通口２２が設けられる。また、複数の第２ピストン５０が、複数の略箱状体の各々に収容された流体を押圧可能に配置される。この場合において、複数の第２ピストン５０を同時に押圧できるように、例えば、図６（ｂ）に示すように、複数の第２ピストン５０の上面に押圧板５１が設けられてもよい。あるいは、図６（ｃ）に示すように、複数の第２ピストン５０と押圧板５１とが一体構造にて形成されてもよい。
【０１０４】
また、第１ピストン４０や第２ピストン５０は、構造、形状、材質を変えて構成してもよい。例えば、図６（ａ）の複数の第２ピストン５０の各々を、当該第２ピストン５０を収容する略箱状体の上面に配置された薄厚板状体として構成し、外力によって薄厚板状体が湾曲することで、略箱状体に収容された流体を押圧するようにしてもよい。あるいは、第２ピストン５０は、当該第２ピストン５０を収容する略箱状体から容易に脱落等することを防止するため、略箱状体から延出した固定爪を、第２ピストン５０の上面に係止させるようにしてもよい。あるいは、第２ピストン５０と当該第２ピストン５０を収容する略箱状体とを一体に形成してもよい。例えば、両者を樹脂にて形成し、第２ピストン５０に対応する部分については薄厚化する等の公知の方法で押圧変形可能な強度とすることで、第２ピストン５０を押圧変形できるようにしてもよい。
【０１０５】
（適用対象について）
また、発電システム１は、様々な施設や装置に適用することができる。例えば、図６（ａ）の発電システム１を、道路や通路に埋設し、第２ピストン５０のみを路面に突出させることで、発電システム１を、視覚障害者誘導等のための点字ブロックとして利用するようにしてもよく、この場合には、点字ブロックを歩いた歩行者が第２ピストン５０を踏むことで発電を行うことが可能になる。また、この場合には、図６（ａ）のように多数の第２ピストン５０を設けることで点字ブロックを構成してもよく、あるいは、図６（ｃ）のように一連の第２ピストン５０を設けた上で、この第２ピストン５０の上面に凹凸を設けることで点字ブロックを構成してもよい。あるいは、図６（ａ）の発電システム１を、キーボードやリモコン等の操作装置として構成してもよく、この場合には、第２ピストン５０を収容する略箱状体を装置の筐体として金属や樹脂により構成し、第２ピストン５０を押し釦として構成して筐体から突出させて押圧可能としてもよい。特に、発電された電力を用いて通信を行うワイヤレス方式のキーボードやリモコン、各種スイッチ、各種のボタン等として構成することに好適である。
【０１０６】
（ホースについて）
また、図７〜図１２のようにホースを用いて流体収容室を構成する場合、ホースの間隔、巻き回数、ホース端部の設置位置、ホースの硬度、ホースに対する流体の充填度等を適宜調整することにより、所要の押圧ストロークや流体ストロークを得ることができる。例えば、ホースの間隔を空けることで、流体ストロークを低減して、圧電素子に係るストロークを低減することで、圧電素子が過大なストロークで押圧されて破損等する可能性を低減することができる。ホース端部の設置位置は、ホースの両端部を筐体の同一側面に配置したり、異なる任意の側面に配置したり、複数の端部を統合して一つの端部としたり、同一のホースの両端部を統合して一つの端部としたりしてもよい。また、ホースとしては、断面円筒状のホースに限らず、水枕の如き断面矩形状の弾性体を使用してもよい。また、１つの筐体の内部に、複数のホースを屈曲状や直線状に配置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１、１０１、２０１、４０１  発電システム
１０、１０ａ〜１０ｅ  第１流体室
１１  第１連通口
２０、２０ａ〜２０ｃ  第２流体室
２１  第２連通口
２２  連通口
３０  連通流路
４０、４０ａ〜４０ｅ  第１ピストン
５０、５０ａ〜５０ｃ  第２ピストン
５１  押圧板
６０、６０ａ〜６０ｅ  発電モジュール
６１  カバー部
６２  振動板
６３  圧電素子
６４  押圧部
６５  中心スペーサ
６６  周辺スペーサ
２１０  第１メイン流体室
２２０  第２メイン流体室
２３０  連通流路
２４０  第１メインピストン
２４１、２４１ａ〜２４１ｃ  第１サブ流体室
２４２  溝部
２５０  第２メインピストン
２５１、２５１ａ〜２５１ｃ  第２サブ流体室
２５２  溝部
２６０、２６０ａ〜２６０ｃ  第１サブピストン
２７０、２７０ａ〜２７０ｃ  第２サブピストン
２８０、２８０ａ〜２８０ｃ  第１発電モジュール
２８１  振動板 
２８２  圧電素子
２８３  スペーサ
２９０、２９０ａ〜２９０ｃ  第２発電モジュール
３００  第１上面材
３０１  溝部
３１０  第２上面材
３１１  溝部
３２０、３２０ａ〜３２０ｃ  ストッパ
３２１  ストッパ本体
３２２  第１突起部
３２３  第２突起部
３２４  貫通孔
４１０  筐体
４１１  開口部
４１２  開口部
４２０、４２０ａ、４２０ｂ  流体収容部
Ｄ１〜Ｄ３  流路径
【要約】
【課題】設置の自由度を高めることが可能となる、発電システムを提供すること。
【解決手段】発電システム１は、流体を収容する第１流体室１０ａ〜１０ｅと、流体を収容する第２流体室２０と、第１流体室１０ａ〜１０ｅと第２流体室２０とを連通する連通流路３０と、第１流体室１０ａ〜１０ｅ内の流体を押圧可能に配置された第１ピストン４０ａ〜４０ｅと、当該第２流体室２０内の流体を押圧可能に配置された第２ピストン５０と、対応する第１ピストン４０によって押圧される力を圧電素子６３を用いて電気に変換する発電モジュール６０ａ〜６０ｅと、を備え、発電モジュール６０ａ〜６０ｅの発電素子６３は、第２ピストン５０が押圧された場合に、当該押圧された力が流体を介して第１ピストン４０ａ〜４０ｅに伝達され、当該伝達された力によって当該圧電素子６３が間接的に押圧されることにより発電を行う。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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