(57)【要約】【課題】圧電素子に継続的な応力を加えることができる機構が採用され、効率の良い発電を行うことができる発電床を提供する。【解決手段】本発明の発電床１００は、踏み板１と、この踏み板１にかかる荷重を回転運動に変換する回転運動変換手段と、該回転運動変換手段の一方向の回転のみを伝達するラチェット機構部２４と、ラチェット機構部２４からの回転が伝達されるフライホイール板材２５と、フライホイール板材２５に設けられる突状片２６と、一方端が圧電素子３２に固着され、他方端が突状片２６を挟むように設けられる可撓挟持片３１と、からなることを特徴とする。【選択図】      図１
2008258343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏み板と、
当該踏み板にかかる荷重を回転運動に変換する回転運動変換手段と、
該回転運動変換手段の一方向の回転のみを伝達するラチェット機構部と、
該ラチェット機構部からの回転が伝達されるフライホイール板材と、
該フライホイール板材に設けられる突状片と、
一方端が圧電素子に固着され、他方端が該突状片を挟むように設けられる可撓挟持片と、
からなることを特徴とする発電床。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子に継続的な応力を加えることができる機構が採用され、効率の良い発電を行うことができる発電床に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電素子を地面部分に設置し、この地面部分を人などが通過するときの踏む力によって、当該圧電素子に応力を加えて、発電を行う機構に係る提案がなされている。このような発電機構としては、例えば、特許文献１（特開２００６−１９７７０４号公報）には、人、車両、又は列車を含む移動物体が通過する通路に設置された圧電部材を備え、前記圧電部材上を前記移動物体が通過することにより前記圧電部材で生じた電力を取り出すことを特徴とする発電システムが記載されている。また、特許文献２（特開平１１−３５３９１３号公報）には、階段の踏み板及び昇降口周辺の床に押圧発電素子を配置し、該押圧発電素子を充電装置と接続したことを特徴とする発電装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１９７７０４号公報
【特許文献２】特開平１１−３５３９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１、特許文献２のいずれに記載のものも、人などが通過するときの踏む力によって発生する応力を、圧電部材に対して継続的に加えるような機構とはなっていない。このために、圧電部材が発電を行うのは、人が地面部を踏み込んだ一瞬に限られるために、発電機構として効率的なものではない、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、踏み板と、当該踏み板にかかる荷重を回転運動に変換する回転運動変換手段と、該回転運動変換手段の一方向の回転のみを伝達するラチェット機構部と、該ラチェット機構部からの回転が伝達されるフライホイール板材と、該フライホイール板材に設けられる突状片と、一方端が圧電素子に固着され、他方端が該突状片を挟むように設けられる可撓挟持片と、からなることを特徴とする発電床である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の発電床の構成によれば、発電床が踏まれると、圧電素子に継続的な応力が加えられるような機構が採用されているために、発電床が踏まれた一瞬のみに発電する従来の発電システムよりも効率の良い発電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る発電床の概要を示す図である。図１において、１００は発電床、１は踏み板、２は底板、３は支点部材、４、５は梃子レバー、６は集約部材、７、８は押圧部材、１１は第１回動軸、１２は第２回動軸、１３は中継部材、１４は第１バネ部材、１５は回動部材、２０はラック部材、２１は張架片、２２は第２バネ部材、２３はピニオン部材、２４はラチェット機構部、２５はフライホイール板材、２６は突状片、３１は可撓挟持片、３２は圧電素子をそれぞれ示している。
【０００７】
踏み板１は底板２を被うように配置されており、この踏み板１には、押圧部材７、８が４カ所（うち２カ所は不図示）に設けられており、踏み板１に荷重がかかると、これら押圧部材７、８が梃子レバー４、５を下方に押し下げるような構造となっている。
底板２の四隅付近には支点部材３（2カ所の支点部材については不図示）を設けた梃子レバー４、５が、図示するように交差するように設けられる。そして、踏み板１上に荷重がかかると、これらの梃子レバー４、５を介して、荷重が集約部材６に集中される。
【０００８】
集約部材６からは中継部材１３が一体的に延出しており、この中継部材１３は第１バネ部材１４によって吊られるような状態に保たれている。回動部材１５は、第１回動軸１１を中心として回動するようになっている。回動部材１５は、不図示の部分における中継部材１３との係合状態によって、第１回動軸１１を中心として回動する。また、回動部材１５はラック部材２０と、第２回動軸１２によって連結されている。
【０００９】
ラック部材２０はピニオン部材２３と噛合すると共に、第２バネ部材２２によってテンションがかけられるようになっている。第２バネ部材２２は、底板２に設けられる張架片２１とラック部材２０との間に張架される。
【００１０】
ピニオン部材２３とは軸を介してラチェット機構部２４と連結しており、ラチェット機構部２４の上方側ではラチェット機構部２４はフライホイール板材２５と軸を介して連結される。ラチェット機構部２４は、ピニオン部材２３に連結する軸の一方向の回転のみを、上側の軸に伝達するようになっている。
【００１１】
ラチェット機構部２４との間の軸を介して伝達される回転によって、フライホイール板材２５は一方向のみに回転する。フライホイール板材２５は比較的重くし、慣性力によってその回転を維持しやすいように構成すると共に、フライホイール板材２５からは、突状片２６を突出させるようになす。
２枚の可撓挟持片３１の一方端は圧電素子３２に固着され、また２枚の可撓挟持片３１の他方端は、その両片にてフライホイール板材２５の突状片２６を挟むように設けられる。圧電素子３２からは不図示の電気配線によって、発生した電力が取り出せるようになっている。図２は、本発明の実施の形態に係る発電床の圧電素子周辺の構成を抜き出して示す図である。
【００１２】
以上のように構成される発電床１００の発電動作について次に説明する。発電床１００上を人などが通過する際、踏み板１が踏まれて、これに荷重が加わると、図１中矢印Ａに示すように、押圧部材７、８が梃子レバー４、５を下方に押し下げる。この押し下げ力は集約部材６に集約され、さらに集約部材６から延出する中継部材１３に伝わり、第１バネ部材１４で吊られている中継部材１３を図１中矢印Ｂに示すように下方に変位させる。中継部材１３のこのような変位に伴い、回動部材１５は、第１回動軸１１を中心として、図１中矢印Ｃに示すように回動する。回動部材１５が矢印Ｃ方向に回動すると、ラック部材２０は図１中矢印Ｄに示す方向に水平変位する。この水平変位にともなって、ラック部材１０のラック部と噛合するピニオン部材２３が矢印Ｆの方向に回転する。ピニオン部材２３の矢印Ｆ方向の回転は、ラチェット機構部２４を介して、フライホイール板材２５側に伝達され、フライホイール板材２５は図１中矢印Ｇに示すように回転する。
【００１３】
踏み板１上の荷重がなくなることにより、ラック部材は矢印Ｄの方向と逆に水平変位をし、ピニオン部材２３を矢印Ｆと逆の方向に回転させるが、ラチェット機構部２４によって、このような逆の回転運動はフライホイール板材２５側に伝達されることはない。
【００１４】
フライホイール板材２５が矢印Ｇ方向に回転することに伴い、フライホイール板材２５に形成されている突状片２６も回転することとなるが、この突状片２６の回転運動に伴って、図２に示すように突状片２６の両脇に位置している可撓挟持片３１のいずれか一方側に継続的に応力を加えることとなる。可撓挟持片３１からの応力によって、圧電素子３２は変形し発電する。圧電素子３２で発生した電力は不図示の整流回路などへと取り出される。フライホイール板材２５は、ある程度の重量のある材料が用いられ、フライホイール板材２５は慣性によって回転し続けようとするので、圧電素子３２からの発電はある程度継続性のあるものとなる。
【００１５】
以上のような本発明の発電床の構成によれば、発電床が踏まれると、圧電素子３２に継続的な応力が加えられるような機構が採用されているために、発電床が踏まれた一瞬のみに発電する従来の発電システムよりも効率の良い発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る発電床の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る発電床の圧電素子周辺の構成を抜き出して示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１・・・踏み板、２・・・底板、３・・・支点部材、４、５・・・梃子レバー、６・・・集約部材、７、８・・・押圧部材、１１・・・第１回動軸、１２・・・第２回動軸、１３・・・中継部材、１４・・・第１バネ部材、１５・・・回動部材、２０・・・ラック部材、２１・・・張架片、２２・・・第２バネ部材、２３・・・ピニオン部材、２４・・・ラチェット機構部、２５・・・フライホイール板材、２６・・・突状片、３１・・・可撓挟持片、３２・・・圧電素子、１００・・・発電床
【図１】
2008258343.tif 000003
【図２】
2008258343.tif 000004