(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射性エネルギー又は反射性物質である収集対象を収集するための収集構造であって、
反射面を有する第１反射手段と、
反射面を有する第２反射手段とを備え、
前記第１反射手段の反射面の開口直径を、前記第２反射手段の反射面の開口直径より大きくし、
前記第１反射手段の反射面と前記第２反射手段の反射面とが相互に対向するように、前記第１反射手段と前記第２反射手段とを配置し、
前記第１反射手段の反射面は、連続的な第１放物面であり、
前記第２反射手段の反射面は、連続的な第２放物面である、
収集対象の収集構造。
【請求項２】
前記第１反射手段の反射面の開口直径を、前記第２反射手段の反射面の開口直径より大きくした、
請求項１に記載の収集対象の収集構造。
【請求項３】
前記第１放物面の焦点と前記第２放物面の焦点とが相互に一致するように、前記第１反射手段と前記第２反射手段とを配置した、
請求項１又は２に記載の収集対象の収集構造。
【請求項４】
前記第１放物面の一方の端部と前記第１放物面の焦点とを結ぶ仮想直線上に、前記第２放物面が存在しないように、かつ、前記第１放物面の他方の端部と前記第１放物面の焦点とを結ぶ仮想直線上に、前記第２放物面が存在しないように、前記第１反射手段及び前記第２反射手段を形成した、
請求項１から３のいずれか一項に記載の収集対象の収集構造。
【請求項５】
前記収集対象は、前記反射性エネルギーであり、
前記第１反射手段の反射面による反射又は前記第２反射手段の反射面による反射を経て収集された前記反射性エネルギーにより発電する発電手段を備えた、
請求項１から４のいずれか一項に記載の収集対象の収集構造。
【請求項６】
前記収集対象は、前記反射性エネルギーであり、
前記第１反射手段の反射面と前記第２反射手段の反射面との相互間に、前記反射性エネルギーを吸収する吸収性材料を配置した、
請求項１から５のいずれか一項に記載の収集対象の収集構造。
【請求項７】
前記収集対象は、前記反射性エネルギーであり、
前記第１反射手段の反射面又は前記第２反射手段の反射面に、前記反射性エネルギーを吸収する吸収性材料を配置した、
請求項１から５のいずれか一項に記載の収集対象の収集構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収集構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、反射性エネルギーや反射性物質を収集する収集構造が提案されている。このような収集構造の一つとして、反射性エネルギーの一種である音エネルギーを吸収する遮音壁が提案されている。この遮音壁は、例えば、圧電素子と振動板とによって構成された振動力発電装置を複数設けて構成されており、騒音の音エネルギーによって振動板を振動変形させ、この振動板の変形により圧電素子を変形させて発電を行うことにより、音エネルギーを吸収して騒音を低減することができる（例えば、特許文献１の段落００１８−００２４、図１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４６１４３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、このような従来の遮音壁においては、振動板以外の部分に音が当たった場合には反射されてしまい、音エネルギーを吸収することができないため、音エネルギーの収集効率の観点から改善の余地があった。また、遮音壁に限らず、反射性エネルギーや反射性物質を収集する他の構造においても、同様の問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、反射性エネルギーや反射性物質の如き収集対象の収集効率を向上させることが可能となる、収集構造を提供する。
【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に記載の収集構造は、反射性エネルギー又は反射性物質である収集対象を収集するための収集構造であって、反射面を有する第１反射手段と、反射面を有する第２反射手段とを備え、前記第１反射手段の反射面の開口直径を、前記第２反射手段の反射面の開口直径より大きくし、前記第１反射手段の反射面と前記第２反射手段の反射面とが相互に対向するように、前記第１反射手段と前記第２反射手段とを配置し、前記第１反射手段の反射面は、連続的な第１放物面であり、前記第２反射手段の反射面は、連続的な第２放物面である、収集対象の収集構造である。
請求項２に記載の収集構造は、請求項１に記載の収集構造において、前記第１反射手段の反射面の開口直径を、前記第２反射手段の反射面の開口直径より大きくした、収集対象の収集構造である。
【０００７】
また、請求項３に記載の収集構造は、請求項１又は２に記載の収集構造において、前記第１放物面の焦点と前記第２放物面の焦点とが相互に一致するように、前記第１反射手段と前記第２反射手段とを配置した、収集対象の収集構造である。
【０００８】
また、請求項４に記載の収集構造は、請求項１から３のいずれか一項に記載の収集構造において、前記第１放物面の一方の端部と前記第１放物面の焦点とを結ぶ仮想直線上に、前記第２放物面が存在しないように、かつ、前記第１放物面の他方の端部と前記第１放物面の焦点とを結ぶ仮想直線上に、前記第２放物面が存在しないように、前記第１反射手段及び前記第２反射手段を形成した、収集対象の収集構造である。
【０００９】
また、請求項５に記載の収集構造は、請求項１から４のいずれか一項に記載の収集構造において、前記収集対象は、前記反射性エネルギーであり、前記第１反射手段の反射面による反射又は前記第２反射手段の反射面による反射を経て収集された前記反射性エネルギーにより発電する発電手段を備えた、収集対象の収集構造である。
【００１０】
また、請求項６に記載の収集構造は、請求項１から５のいずれか一項に記載の収集構造において、前記収集対象は、前記反射性エネルギーであり、前記第１反射手段の反射面と前記第２反射手段の反射面との相互間に、前記反射性エネルギーを吸収する吸収性材料を配置した、収集対象の収集構造である。
【００１１】
また、請求項７に記載の収集構造は、請求項１から５のいずれか一項に記載の収集構造において、前記収集対象は、前記反射性エネルギーであり、前記第１反射手段の反射面又は前記第２反射手段の反射面に、前記反射性エネルギーを吸収する吸収性材料を配置した、収集対象の収集構造である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の収集構造によれば、収集対象を第１反射手段で反射して当該第１反射手段の焦点に集めることができ、この焦点において収集対象を効率的に利用や低減することが可能になる。また、第１反射手段で反射した収集対象を、第１反射手段の焦点において利用や低減できなかった場合においても、第２反射手段で反射して第１反射手段に進行させることが可能になり、第１反射手段で再び反射して当該第１反射手段の焦点に集めることができ、この焦点において収集対象を効率的に利用や低減することが可能になる。これらのことから、反射性エネルギーや反射性物質の如き収集対象の収集効率を向上させることが可能となる。さらに、このような第１反射手段による反射と第２反射手段による反射とを順次繰り返すことで、収集対象を減衰して低減又は消滅することが可能になる。
【００１３】
また、請求項３に記載の収集構造によれば、第１反射手段で反射されて当該第１反射手段の焦点に集めた収集対象を、第１反射手段の焦点において利用や低減できなかった場合においても、第２反射手段で反射して第１反射手段に高効率で進行させることが可能になり、収集対象の収集効率を一層向上させることが可能となる。
【００１４】
また、請求項４に記載の収集構造によれば、第１反射器で反射された収集対象を、第２反射器に当てることなく第１反射手段の焦点に集めることができ、収集対象の収集効率を一層向上させることが可能となる。
【００１５】
また、請求項５に記載の収集構造によれば、収集された反射性エネルギーにより発電を行うことができるので、反射性エネルギーを再生可能エネルギーとして有効に利用することが可能になる。
【００１６】
また、請求項６に記載の収集構造によれば、第１放物面と第２放物面との相互間に配置した吸収性材料に、反射性エネルギーを吸収させることができるので、反射性エネルギーを効率的に減衰させることが可能になる。
【００１７】
また、請求項７に記載の収集構造によれば、第１放物面又は第２放物面に配置した吸収性材料に、反射性エネルギーを吸収させることができるので、反射性エネルギーを効率的に減衰させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る収集構造の斜視図である。
【図２】収集構造の水平断面図である。
【図３】第１反射器による収集対象の反射状態を概念的に示す水平断面図である。
【図４】第２反射器による収集対象の反射状態を概念的に示す水平断面図である。
【図５】第１反射器及び第２反射器を概念的に示す水平断面図である。
【図６】変形例としての第１反射器及び第２反射器を概念的に示す水平断面図である。
【図７】変形例としての収集構造の斜視図である。
【図８】変形例としての第１反射器及び第２反射器を概念的に示す水平断面図である。
【図９】実施の形態２に係る収集構造の斜視図である。
【図１０】変形例としての収集構造の斜視図である。
【図１１】変形例としての収集構造の水平断面図である。
【図１２】変形例としての収集構造の水平断面図である。
【図１３】変形例としての収集構造の正面図である。
【図１４】変形例としての収集構造の正面図である。
【図１５】変形例としての第１反射器及び第２反射器を概念的に示す水平断面図である。
【図１６】変形例としての第１反射器及び第２反射器を概念的に示す水平断面図である。
【図１７】実施の形態３に係る収集構造の斜視図である。
【図１８】変形例としての収集構造の正面図である。
【図１９】実施の形態４に係る収集構造の斜視図である。
【図２０】変形例としての収集構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る扉体の実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕実施の形態の基本的概念について説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、最後に、〔III〕各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
〔I〕実施の形態の基本的概念
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。実施の形態は、概略的に、反射性エネルギー又は反射性物質である収集対象を収集するための収集構造に関するものである。
【００２１】
ここで、「反射性エネルギー」とは、波の性質を持つエネルギーであって、当該波の性質に起因して反射現象を起こすエネルギーを意味しており、例えば、電磁波エネルギー（ガンマ線から極超長波に至る各種波長のエネルギーであって、光エネルギーや電波エネルギーを含む）、音（音波）エネルギー、波（波浪）エネルギー、熱エネルギー、及び放射線エネルギーを含む。
【００２２】
また、「反射性物質」とは、反射現象を起こす物質を意味しており、例えば、各種の粒子、埃、塵、放射線源、及びゴルフボールやテニスボールの如き反射性球体を含む。
【００２３】
そして、これら反射性エネルギー又は反射性物質の一方又は両方に該当するものを「収集対象」と称する。以下では、収集対象が音エネルギーである場合について説明する。
【００２４】
「収集」とは、収集対象を寄せ集めることを意味する。このように収集する目的や、収集した収集対象の取扱い方法は任意であるが、例えば、有効利用が困難な収集対象（例えば埃、塵）については廃棄し、有効利用が容易な収集対象（例えば音エネルギーや波エネルギー）については再生エネルギーとして利用することが可能である。以下では、収集した音エネルギーにより発電を行う場合について説明する。
【００２５】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００２６】
〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１について説明する。この形態は、第１反射手段と第２反射手段とをそれぞれ長尺状に形成して１台ずつ対向配置した形態である。
【００２７】
（収集構造の構造）
まず、収集構造の構造について概説する。図１は、本実施の形態に係る収集構造の斜視図、図２は、収集構造の水平断面図である。これら図１、２に示すように、収集構造１は、第１反射器１０、第１支柱２０、第２反射器３０、第２支柱４０、及び発電部５０を備えて構成されている。なお、以下の説明では、図１のＸ方向を左右方向（＋Ｘ方向を右方向、−Ｘ方向を左方向）、図２のＹ方向を前後方向（＋Ｙ方向を前方向、−Ｙ方向を後方向）、図１のＺ方向を上下方向（＋Ｚ方向を上方向、−Ｚ方向を下方向）とする。
【００２８】
（収集構造の構造−第１反射器）
第１反射器１０は、第１放物面１１を有する第１反射手段である。具体的には、第１反射器１０は、全体として上下方向に沿った長尺柱状体として構成されており、その前面の水平断面形状が、後方側に頂点（以下、第１頂点ＰＡ１）を有する第１放物面１１となっている。ここで、「第１放物面１１」とは、収集対象を反射するための反射面であり、第１放物線に沿って形成された曲面である。本実施の形態において、第１放物面１１は、第１放物線の対称軸に対して線対称となる曲面として形成されている。
【００２９】
図３には、第１反射器１０による収集対象の反射状態を概念的に示す。この図３においては、収集対象の軌跡を想像線で示す。この図３に示すように、第１反射器１０に対して前方側から後方側に向けて収集対象が進行してきた場合には、この収集対象が第１反射器１０の第１放物面１１で反射されて、当該第１放物面１１の焦点（以下、第１焦点ＰＢ１）に集まることになる。
【００３０】
この第１反射器１０の形状の具体的な決定方法は任意であるが、収集対象を収集する領域を極力広くする観点からすれば、収集構造１の設置スペースに収まる限り、第１放物面１１の開口直径Ｄ１を極力大きくすることが好ましい。なお、「第１放物面１１の開口直径Ｄ１」とは、第１放物線の対称軸に直交する方向の寸法であって、第１放物面１１の端面（第１頂点ＰＡ１から最も離れた面）の直径を意味する。
【００３１】
この第１反射器１０の材料の具体的な決定方法は任意であるが、耐環境性が高いこと、及び製造コストが低いこと、が好ましいため、これらの条件を考慮して決定する。また、収集対象を再生エネルギーとして利用する場合には、収集対象に対する反射率が高いことが好ましいため、この条件を考慮して決定する。例えば、音に対する反射率が比較的高い材料として、金属、コンクリート、ガラスを挙げることができる。ただし、反射率については少なくとも第１放物面１１において高ければよいため、第１反射器１０を全体としては反射率が低い材料で形成し、第１放物面１１のみを反射率が高い材質で表面処理するようにしてもよい。あるいは、収集対象を再生エネルギーとして利用せずに破棄する場合には、反射率を低減して吸収率を高めることが好ましいため、例えば、収集対象が音エネルギーである場合には、第１放物面１１を吸音材の如き吸収性材料で構成したり、収集対象が反射性物質である場合には、第１放物面１１を活性炭やカーボンブラシの如き吸収性材料で表面処理したりすることで、第１放物面１１に吸収性材料を配置してもよい。このような第１反射器１０の材料の具体的な決定方法については、後述する反射板６０についても同様である。
【００３２】
（収集構造の構造−第１支柱）
第１支柱２０は、第１反射器１０を支持するための第１支持手段である。この第１支柱２０は、第１反射器１０や第２反射器３０による収集対象の反射に障害にならないように構成されることが好ましく、このために本実施の形態においては、第１反射器１０の後面から収集構造１の後方の設置面（図示省略）に至る円柱又は角柱として構成されている。なお、第１支柱２０の具体的な形状は任意に変更することができ、例えば、第１支柱２０を複数本設けてもよく、第１反射器１０の後面全面を覆う壁状体としてもよく、あるいは、第１反射器１０が自立可能である場合には第１支柱２０を省略してもよい。
【００３３】
（収集構造の構造−第２反射器）
第２反射器３０は、第２放物面３１を有する第２反射手段である。具体的には、第２反射器３０は、全体として上下方向に沿った長尺柱状体として構成されており、その前面の水平断面形状が、前方側に頂点（以下、第２頂点ＰＡ２）を有する第２放物面３１となっている。ここで、「第２放物面３１」とは、収集対象を反射するための反射面であって、第２放物線に沿って形成された曲面である。本実施の形態において、第２放物面３１は、第２放物線の対称軸に対して線対称となる曲面として形成されている。
【００３４】
図４には、第２反射器３０による収集対象の反射状態を概念的に示す。この図４においては、収集対象の軌跡を想像線で示す。この図４に示すように、第１反射器１０で反射されて第１焦点ＰＢ１に集まった収集対象が、後述する発電部５０に当たることなく進行したり、後述する発電部５０に当たって前方に向けて反射したりした場合には、この収集対象が第２反射器３０の第２放物面３１の焦点（以下、第２焦点ＰＢ２）から第２反射器３０の第２放物面３１に進行し、この第２放物面３１で反射されて第１反射器１０に向かい、この第１反射器１０の第１放物面１１で再び反射されることになる。
【００３５】
この第２反射器３０の形状の具体的な決定方法は任意であるが、収集対象を収集する領域を極力広くする観点からすれば、収集構造１の設置スペースに収まる限り、かつ、後述する第１反射器１０との相対的な関係性を満たす限り、第２放物面３１の開口直径Ｄ２を極力大きくすることが好ましい。なお、「第２放物面３１の開口直径Ｄ２」とは、対称軸に直交する方向の寸法であって、第２放物面３１の端面（第２頂点ＰＡ２から最も離れた面）の直径を意味する。なお、第２反射器３０の材料については、第１反射器１０と同様に決定することができる。
【００３６】
（収集構造の構造−第２支柱）
第２支柱４０は、第２反射器３０を支持するための第２支持手段である。この第２支柱４０は、第１反射器１０や第２反射器３０による収集対象の反射に障害にならないように構成されることが好ましく、このために本実施の形態においては、第２反射器３０の第２放物面３１の後面から第１反射器１０の第１放物面１１に至る板状体であり、第１反射器１０と第２反射器３０の並設方向に沿った板状体であって、上下方向に沿って間隔を隔てて配置された複数の板状体として構成されている。なお、第２支柱４０の具体的な形状は任意に変更することができ、例えば、第２支柱４０を１本のみ設けてもよく、第２支柱４０の端面から第１支柱２０の端面に延びる柱を上下方向に所定間隔で配置してもよく、あるいは、第２反射器３０が自立可能である場合には第２支柱４０を省略してもよい。
【００３７】
（収集構造の構造−第１反射器と第２反射器との関係）
このように構成された第１反射器１０と第２反射器３０とは、以下のような関係を充足するように構成される。
【００３８】
まず、この収集構造１においては、前方から後方に向かって収集対象が進行してくることを想定しており（あるいは、このような方向で収集対象が進行してくるように収集構造１を設置し）、この収集対象が第２反射器３０の側方を通過して第１反射器１０で反射されるようにするために、第１放射面１１の開口直径Ｄ１を、第２放物面３１の開口直径Ｄ２より大きくする。このように開口直径Ｄ１を開口直径Ｄ２より大きくする場合の具体的な比率については、理論解析や実験等によって最適値を決定することができ、例えば、開口直径Ｄ１を１ｍとし、開口直径Ｄ２を３０ｃｍとする。特に、開口直径Ｄ２に対する開口直径Ｄ１の比率を大きくする程、収集対象を第２反射器３０に当てることなく第１反射器１０に導入できる点において好ましい。また、このように開口直径Ｄ２に対する開口直径Ｄ１の比率を大きくするためには、第２反射器３０が第２焦点ＰＢ２に近くなるように、第２反射器３０の開口直径Ｄ２を極力小さくすることが好ましい。
【００３９】
また、第１反射器１０で反射されて第１焦点ＰＢ１に集まった収集対象が、後述する発電部５０に当たることなく進行したり、後述する発電部５０に当たって前方に向けて反射したりした場合でも、この収集対象を第２焦点ＰＢ２から第２反射器３０の第２放物面３１に進行させ、この第２放物面３１で反射して第１反射器１０に向かわせるために、第１放物面１１と第２放物面３１とが相互に対向するように、第１反射器１０と第２反射器３０とを配置する。より具体的には、第１放物面１１の前後方向に沿った投影領域内に第２放物面３１が位置するように、かつ、第１放物面１１が前方に向けて開口すると共に第２放物面３１が後方に向けて開口するように（第１放物線の対象軸と第２放物線の対象軸とが相互に同一直線上において反対側向きとなるように）、第１反射器１０と第２反射器３０とを配置する。ただし、第１放物面１１と第２放物面３１とが相互に完全に対向する構造（第１放物面１１の前後方向に沿った投影領域内に第２放物面３１の全面が位置する構造）に限定されず、少なくとも第１放物面１１と第２放物面３１とが相互に部分的に対向する構造（第１放物面１１の前後方向に沿った投影領域内に第２放物面３１の一部のみが位置する構造）であってもよい。
【００４０】
さらに、第１反射器１０で反射されて第１焦点ＰＢ１に集まった収集対象が、後述する発電部５０に当たることなく進行したり、後述する発電部５０に当たって前方に向けて反射されたりした場合でも、この収集対象を第２焦点ＰＢ２から第２反射器３０の第２放物面３１に高効率で進行させるためには、第１放物面１１の第１焦点ＰＢ１と第２放物面３１の第２焦点ＰＢ２とが相互に一致するように、第１反射器１０と第２反射器３０とを配置することが好ましい。この観点から、本実施の形態においては、第１放物面１１の第１焦点ＰＢ１と第２放物面３１の第２焦点ＰＢ２とが相互に一致するように、第１反射器１０と第２反射器３０とを配置している。ただし、第１放物面１１の第１焦点ＰＢ１と第２放物面３１の第２焦点ＰＢ２とが相互に完全に一致する構造に限定されず、第１放物面１１の第１焦点ＰＢ１と第２放物面３１の第２焦点ＰＢ２とが製造誤差や取付誤差等に起因して完全に一致しないが近傍に位置する構造であってもよい。
【００４１】
さらにまた、第１反射器１０で反射された収集対象が、第２反射器３０に当たることなく第１焦点ＰＢ１に集まるようにするためには、図３に示すように、第１放物面１１の第１焦点ＰＢ１を通過する第１仮想直線Ｌ１であって、第１放物面１１の開口直径方向に平行な第１仮想直線Ｌ１に対して、第１放物面１１の端辺が当該第１放物面１１の第１頂点ＰＡ１側に位置するように、第１反射器１０を形成することが好ましい。
【００４２】
また同様に、第１反射器１０で反射されて第１焦点ＰＢ１に集まった収集対象が、後述する発電部５０に当たることなく進行したり、後述する発電部５０に当たって前方に向けて反射されたりした場合でも、この収集対象を第１反射器１０に当てることなく第２焦点ＰＢ２から第２反射器３０の第２放物面３１に進行させるためには、図４に示すように、第２放物面３１の焦点を通過する第２仮想直線Ｌ２であって、第２放物面３１の開口直径方向に平行な第２仮想直線Ｌ２に対して、第２放物面３１の端辺が当該第２放物面３１の第２頂点ＰＡ２側に位置するように、第２反射器３０を形成することが好ましい。
【００４３】
さらにまた、第１反射器１０で反射された収集対象が、第２反射器３０に当たることなく第１焦点ＰＢ１に集まるようにするためには、図５に示すように（なお、図５及び後述する図６においては第１反射器１０及び第２反射器３０以外の構成の図示を省略する）、第１放物面１１の一方の端部と第１放物面１１の第１焦点ＰＢ１とを結ぶ仮想直線Ｌ３上に、第２放物面３１が存在しないように、かつ、第１放物面１１の他方の端部と第１放物面１１の第１焦点ＰＢ１とを結ぶ仮想直線Ｌ４上に、第２放物面３１が存在しないように、第１反射器１０及び第２反射器３０を形成することが好ましい。すなわち、図５に一点鎖線で示すように、これら仮想直線Ｌ３上や仮想直線Ｌ４上に第２放物面３１が存在する場合には、第１反射器１０で反射された収集対象が、第２反射器３０に当たってしまい、第１焦点ＰＢ１に集めることができなくなる。従って、このような問題を回避するためには、上述したように、仮想直線Ｌ３上や仮想直線Ｌ４上に第２放物面３１が存在しないように、第１反射器１０及び第２反射器３０を形成することが好ましい。
【００４４】
図５を参照して説明した上記条件に関し、当該条件が充足されている限り、第１反射器１０及び第２反射器３０は、他の任意の形状で形成することも可能である。例えば、図６に示すように、第１反射器１０の第１放物面１１を、第１仮想直線Ｌ１を超えて前方に向けて延出させるようにしてもよい。
【００４５】
（収集構造の構造−発電部）
図１、２に示す発電部５０は、第１放物面１１による反射と第２放物面３１による反射とを順次経て収集された反射性エネルギーにより発電する発電手段である。この発電部５０は、圧電素子５１、振動板５２、及び回路部（図示省略）を備えて構成されている。これら各部は、特許文献１に記載されたものと同様に構成することができるため、その詳細な説明については省略するものとし、以下ではその概要のみを説明する。
【００４６】
圧電素子５１は、圧力により変形することで電気を生じる薄板状の素子であり、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、圧電素子５１には、プラス端子（図示省略）とマイナス端子（図示省略）が設けられている（これら各部の図示は省略する）。これらプラス端子とマイナス端子は、圧電素子５１にて発生した電流を外部に出力するための出力端子である。例えば、プラス端子は圧電素子５１の下面に取り付けられており、マイナス端子は圧電素子５１の上面に取り付けられている。
【００４７】
振動板５２は、外力によって振動し、この振動を圧電素子５１に伝達することによって、圧電素子５１に応力を加える支持体であると共に、圧電素子５１の割れ強度を補強する補強材を兼ねるものである。例えば、振動板５２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として形成されており、この振動板５２の一方の側面に圧電素子５１が接着剤等により接合されている。
【００４８】
回路部は、収集構造１の各種機能を実現するための電気手段である。この回路部は、例えば、公知の発電装置の回路部を用いて構成されており、回路基板に対して、プラス端子、マイナス端子、整流部、及び出力端子（いずれも図示省略）を実装することによって構成されている。
【００４９】
プラス端子は、圧電素子５１のプラス端子と配線（図示省略）を介して電気的に接続され、このプラス端子から出力された電流の入力を受け付ける。マイナス端子は、圧電素子５１のマイナス端子と配線（図示省略）を介して電気的に接続され、このマイナス端子から出力された電流の入力を受け付ける。整流部は、マイナス端子及びプラス端子を介して取得された電流（具体的には交流電流）を直流電流に変換したり、あるいは直流電源の陰極又は陽極をどちらに接続しても構わないように調整したりするための整流手段であり、例えば複数のダイオードを有する公知のブリッジ回路を用いて構成されている。出力端子は、整流部から出力された電流を外部機器（図示省略）に出力するための端子であり、整流部と配線（図示省略）を介して電気的に接続されている。
【００５０】
（収集対象の収集）
このように構成された収集構造１による収集対象の収集は、以下のように行う。すなわち、本実施の形態においては、この収集対象を第１反射器１０の第１放物面１１で反射することにより、第１放物面１１の第１焦点ＰＢ１に向けて進行させる。また、第１反射器１０で反射されて第１焦点ＰＢ１に集まった収集対象が、後述する発電部５０に当たることなく進行したり、後述する発電部５０に当たって前方に向けて反射されたりした場合でも、この収集対象が当該第２放物面３１の第２焦点ＰＢ２から第２反射器３０の第２放物面３１に進行し、この第２放物面３１で反射されて第１反射器１０に向かい、この第１反射器１０の第１放物面１１で再び反射されることになる。そして、収集対象が第１放物面１１で再び反射され、第１焦点ＰＢ１に集まる。以降同様に、収集対象が反射を繰り返し、最終的には第１焦点ＰＢ１に集まることになる。あるいは、この反射の間に減衰されて低減又は消滅する。
【００５１】
そして、この第１放物面１１の第１焦点ＰＢ１又はその周辺領域において、収集対象を振動板５２に当てることで当該振動板５２を振動させ、この振動を圧電素子５１に伝達することによって当該圧電素子５１を変形させる。この変形により圧電素子５１にて発生した電流を、圧電素子５１のプラス端子及びマイナス端子を介して回路部のプラス端子及びマイナス端子に出力し、回路部の整流部により整流を経て、回路部の出力端子から出力する。このように出力された電流は、出力端子に接続された任意の電気機器（図示省略。例えば、蓄電池、ＬＥＤ等）により利用される。この結果、収集対象（本実施の形態においては音エネルギー）を用いて発電を行うことが可能になると共に、収集対象を収集することで低減する（本実施の形態においては音エネルギーを吸収することによって遮音する）ことが可能になる。特に、第１反射器１０と第２反射器３０とを介して収集対象を収集することが可能になるので、収集効率を高めることが可能になる。
【００５２】
この他にも、収集構造１はさまざまな要素を付加することが可能である。例えば、図７の斜視図及び図８の水平断面図に示すように（なお、図８においては第１反射器１０、第２反射器３０、及び反射板６０以外の構成の図示を省略する）、第１反射器１０と第２反射器３０の相互間に反射板６０を設けてもよい。この反射板６０は、第１放物線の対称軸上及び第２放物線の対称軸上に配置される板状体であって、第１反射器１０と第２反射器３０の長手方向に沿って伸びる長尺状の板状体であり、その両側面の各々は、収集対象に対する反射率が高い材料で覆われている。このような構造によれば、図８に示すように、収集対象を第１反射器１０の第１放物面１１で反射することにより、第１放物面１１の第１焦点ＰＢ１に向けて進行させる。その後、この収集対象を反射板６０で反射して第２反射器３０の第２放物面３１に向けて進行させ、さらに収集対象を第２放物面３１で反射することにより、第１放物面１１に向けて進行させ、この第１放物面１１で反射した収集対象を再び第１焦点ＰＢ１に向けて進行させる。以降同様に、収集対象が反射を繰り返し、最終的には第１焦点ＰＢ１に集まることになる。あるいは、この反射の間に減衰されて低減又は消滅する。ここで、図７や図８では図示を省略しているが、反射板６０の両側面の各々には、その全体領域に渡って、あるいは第１焦点ＰＢ１に対応する領域に、発電部５０が設けられており、この発電部５０に入射した収集対象により発電が行われる。なお、この構造においては、反射板６０によって第２反射器３０を支持することができ、反射板６０を第２支持手段としても機能させることができるため、第２支柱４０を省略することができる。
【００５３】
（実施の形態１の効果）
本実施の形態に係る収集構造１によれば、収集対象を第１反射器１０で反射して当該第１反射器１０の焦点に集めることができ、この焦点において収集対象を効率的に利用や低減することが可能になる。また、第１反射器１０で反射した収集対象を、第１反射器１０の焦点において利用や低減できなかった場合においても、第２反射器３０で反射して第１反射器１０に進行させることが可能になり、第１反射器１０で再び反射して当該第１反射器１０の焦点に集めることができ、この焦点において収集対象を効率的に利用や低減することが可能になる。これらのことから、反射性エネルギーや反射性物質の如き収集対象の収集効率を向上させることが可能となる。さらに、このような第１反射器１０による反射と第２反射器３０による反射とを順次繰り返すことで、収集対象を減衰して低減又は消滅することが可能になる。
【００５４】
また、第１反射器１０で反射されて当該第１反射器１０の焦点に集めた収集対象を、第１反射器１０の焦点において利用や低減できなかった場合においても、第２反射器３０で反射して第１反射器１０に高効率で進行させることが可能になり、収集対象の収集効率を一層向上させることが可能となる。
【００５５】
また、第１反射器１０で反射した収集対象を、第２反射器３０に当てることなく第１反射器１０の焦点に集めることが可能になる。また、第１反射器１０で反射して当該第１反射器１０の焦点に集めた収集対象を、第１反射器１０の焦点において利用や低減できなかった場合においても、この収集対象を第１反射器１０に当てることなく第２焦点ＰＢ２から第２反射器３０の第２放物面３１に進行させることが可能になる。これらのことから、収集対象の収集効率を一層向上させることが可能となる。
【００５６】
また、収集された反射性エネルギーにより発電を行うことができるので、反射性エネルギーを再生可能エネルギーとして有効に利用することが可能になる。
【００５７】
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。この形態は、収集構造を複数並設した形態である。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。
【００５８】
図９は、本実施の形態に係る収集構造の斜視図である。この図９に示すように、本実施の形態に係る収集構造２は、実施の形態１に係る収集構造１と同じ収集構造を、左右方向に沿って複数並設して構成されている。具体的には、３つの第１反射器１０が、相互に隙間を空けることなく隣接して配置されている。これら第１反射器１０は、第１支柱２０に代えて、相互に共通の壁２１によって支持されている。すなわち、この実施の形態においては、壁２１が、各第１反射器１０を支持する第１支持手段として機能する。
【００５９】
この他にも、収集構造はさまざまに配置することが可能である。例えば、図１０の斜視図に示すように、壁２１の前後の各面に複数の収集構造１を並設してもよく、図１１の平面図に示すように、第１支柱２０の３つ以上の側面に複数の収集構造１を配置してもよい。あるいは、図１２の平面図に示すように、収集構造１の数をさらに増大させることで、第１支柱２０の側面を収集構造１で隙間なく埋めることで、第１支柱２０を中心とする３６０度の範囲で収集対象を収集可能としてもよい。また、これら図１０〜１２のように複数の収集構造１を並設する場合、これら複数の収集構造１を単に相互に同一の形状としてもよいが、大きさの異なる複数の収集構造１を並設してもよく、例えば、第１反射器１０の開口直径Ｄ１が比較的大きい収集構造１と、第１反射器１０の開口直径Ｄ１が比較的小さい収集構造１とを、交互に並べたり、ランダムな数毎に並設したりしてもよい。
【００６０】
さらに、図１０〜１２のように複数の収集構造１を並設した収集構造２を、さらに複数ユニット並設してもよい。この場合において、図１３の正面図のように、上下方向に沿った長尺状に形成された収集構造２Ａと、左右方向に沿った長尺状に形成された収集構造２Ｂとを、並設してもよい。あるいは、図１４の正面図のように、図９に示した各収集構造１の第１反射器１０及び第２反射器３０を、正面波形の如き曲線状に形成してもよい。
【００６１】
あるいは、図１５に示すように（なお、図１５及び後述する図１６においては第１反射器１０、第２反射器３０、及び第２支柱４０以外の構成の図示を省略する）、第１反射器１０の第１放射面１１の形状を、第１放射面１１の両端部を結ぶ仮想直線が、上記第１仮想直線Ｌ１に対して非平行になるような、傾斜形状としてもよい。このような傾斜形状は、収集構造１の設置スペースが傾斜スペースに限定されている場合等に有用である。なお、図１５の例では、複数の収集構造１を並設しているが、単独の収集構造１をこのような傾斜形状で形成してもよい。
【００６２】
またあるいは、図１６に示すように、整流板７０を設けてもよい。この整流板７０は、収集対象を整流して第１反射器１０の第１放射面１１に導くための整流手段であり、例えば、第１放射面１１の対称軸と平行な板状体であって、第１反射器１０の長手方向に沿って伸びる長尺状の板状体として形成されており、第１放射面１１の各端部の近傍位置から前方に延出するように配置されている。あるいは、図１６の例では、複数の収集構造１を並設しているが、単独の収集構造１にこのような整流板７０を設けてもよい。なお、整流板７０は、斜め前方に延びるように配置してもよい。
【００６３】
（実施の形態２の効果）
本実施の形態に係る収集構造２によれば、収集対象を収集すべき領域が広い場合であっても、比較的小さな収集構造１を複数組み合わせることで、当該領域をカバーすることが可能になる。
【００６４】
〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３について説明する。この形態は、収集構造を球面状に形成した形態である。なお、実施の形態１、２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、２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。
【００６５】
図１７は、本実施の形態に係る収集構造の斜視図である。この図１７に示すように、本実施の形態に係る収集構造３は、全体として半球面状に形成されている。具体的には、第１反射器１０は、第１頂点ＰＡ１を中心として第１放物線を３６０度回転させた円盤状に形成されており、第２反射器３０は、第２頂点ＰＡ２を中心として第２放物線を３６０度回転させた円盤状に形成されている。このことにより、収集構造３が全体として半球面状に形成されている。
【００６６】
あるいは、図１８の正面図に示すように、第１支持手段としての球体２２の側面の全面又は一部に対して、図１７の如き収集構造３を複数配置することで、全体として全球面状の収集構造を構成してもよい（図１８においては、複数の第１反射器１０及び第２反射器３０の一部のみを示して他を省略する）。この場合における各収集構造の具体的な形状は任意であるが、例えば、正五角形、正六角形（ハニカム形)、あるいは円形としてもよい。
【００６７】
（実施の形態３の効果）
本実施の形態に係る収集構造３によれば、収集対象を収集すべき方向が多方向となる場合であっても、当該多方向をカバーすることが可能になる。
【００６８】
〔実施の形態４〕
最後に、実施の形態４について説明する。この形態は、収集構造回転可能とした形態である。なお、実施の形態１〜３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１〜３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。
【００６９】
図１９は、本実施の形態に係る収集構造の斜視図である。この図１９に示すように、本実施の形態に係る収集構造４は、図１に示した実施の形態１に係る収集構造１と同様に構成されているが、第１支柱２０が回転可能な回転軸として構成されている点で異なる。この回転軸としての第１支柱２０は、収集構造１を回転させるための回転手段であり、モータ等の動力源（図示省略）から動力によって軸心を中心として回転可能となっている。この回転は、動力源を制御手段（図示省略）によって制御することによって制御可能となっており、例えば、特定の一方向に一定速度で連続的に回転している。このような収集構造４によれば、比較的小さい面積の収集構造１によって比較的広い面積の収集対象を収集することが可能になる。また、例えば、収集構造１の周囲の複数箇所に、収集対象を検知する検知センサを配置しておき、この検知センサで収集対象が最も多数あるいは高密度で検知された箇所に収集構造１が位置するように第１支柱２０を回転させることで、比較的小さい面積の収集構造１によって収集対象を高効率で収集することが可能になる。
【００７０】
このように収集構造１を回転させるための構造は任意であり、例えば図２０の斜視図に示すように、複数の羽根（船のスクリューの羽根や、風力発電用の風車の羽根を含む）の全部又は一部を収集構造１とした上で、回転軸としての第１支柱２０を回転させることによって羽根を回転させてもよく、あるいは、外力（水力や風力を含む）で羽根を回転させてもよい。あるいは、収集構造１を移動させる形態としては、図１９、２０のような回転移動に限られず、例えば、公知のスライダ機構を用いて平行移動させてもよい。
【００７１】
（実施の形態４の効果）
本実施の形態に係る収集構造４によれば、収集対象を収集すべき方向が多方向となる場合であっても、当該多方向をカバーすることが可能になる。
【００７２】
〔ＩＩＩ〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る各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。
【００７３】
（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、従来技術に比べて収集対象の収集効率を向上させることができない場合であっても、従来技術とは異なる手段によって従来技術と同等の収集効率を得ることができている場合には、本願発明の課題は解決されている。
【００７４】
（収集構造について）
各実施の形態に示した収集構造に関して、設置数や設置位置は任意に変更することができ、例えば、収集構造を、直線上に複数並設したり、特定の軸を対象として左右対称に配置したり、特定の点を対象として放射状や扇状に並設したり、相互に大きさ（放物面の直径等）が異なる複数の収集構造を並設してもよい。また、各図に個別的に示した収集構造の全体や一部を相互に組み合わせてもよく、例えば、図１６の整流板７０を図１５の収集構造に加えてもよい。
【００７５】
また、各実施の形態に示した収集構造を柔軟性の高い素材（例えば、樹脂、繊維、木材）で形成することにより、収集構造が外力に応じて変形するようにしてもよい。
【００７６】
（発電部について）
各実施の形態では、振動板５２の側面の一方に圧電素子５１を設けた構造（いわゆるユニモルフ型）について説明したが、振動板５２の両側面に圧電素子５１を設けた構造（いわゆるバイモルフ型）としてもよい。
【００７７】
また、各実施の形態では、発電部５０は、圧電素子５１と振動板５２を備えていると説明したが、例えば、圧電素子５１を保護等するために、圧電素子５１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５２を省略してもよい。
【００７８】
また、圧電素子５１に代えて、任意の発電材料を用いることができる。例えば、収集対象が発電材料に圧力を加え得るものである場合には、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用いてもよい。若しくは、収集対象が光エネルギーである場合には、太陽電池を用いてもよい。
【００７９】
また、発電部５０の配置位置は、第１放物面１１の焦点や前記第２放物面３１の焦点ではなく、これら焦点とは異なる位置に配置してもよい。また、第１放物面１１の焦点や前記第２放物面３１の焦点には、収集された収集対象を捕集する捕集部を配置し、この捕集部により捕集された収集対象を、捕集部とは異なる位置に配置された発電材料に導入することにより発電を行ってもよい。例えば、収集対象が光エネルギーである場合、第１放物面１１の焦点や前記第２放物面３１の焦点に光ファイバを配置し、この光ファイバによって捕集された光エネルギーを遠隔位置に導き、この遠隔位置に配置された太陽電池に照射することで発電を行ってもよい。
【００８０】
また、収集対象を第１放物面１１と前記第２放物面３１とによる反射で減衰させることを目的とする場合には、発電部５０に代えて、第１放物面１１と第２放物面３１との相互間に吸音材、活性炭、カーボンブラシ等の吸収性材料を配置してもよく、あるいは、単に発電部５０を省略して第１放物面１１と第２放物面３１との相互間を開放空間としてもよい。
【００８１】
（付記）
付記１の収集構造は、反射性エネルギー又は反射性物質である収集対象を収集するための収集構造であって、第１放物面を有する第１反射手段と、第２放物面を有する第２反射手段とを備え、第１放物面の開口直径を、前記第２放物面の開口直径より大きくし、前記第１放物面と前記第２放物面とが相互に対向するように、前記第１反射手段と前記第２反射手段とを配置した、収集対象の収集構造である。
【００８２】
また、付記２の収集構造は、付記１に記載の収集構造において、前記第１放物面の焦点と前記第２放物面の焦点とが相互に一致するように、前記第１反射手段と前記第２反射手段とを配置した、収集対象の収集構造である。
【００８３】
また、付記３の収集構造は、付記１又は２に記載の収集構造において、前記第１放物面の一方の端部と前記第１放物面の焦点とを結ぶ仮想直線上に、前記第２放物面が存在しないように、かつ、前記第１放物面の他方の端部と前記第１放物面の焦点とを結ぶ仮想直線上に、前記第２放物面が存在しないように、前記第１反射手段及び前記第２反射手段を形成した、収集対象の収集構造である。
【００８４】
また、付記４の収集構造は、付記１から３のいずれか一項に記載の収集構造において、前記収集対象は、前記反射性エネルギーであり、前記第１放物面による反射又は前記第２放物面による反射を経て収集された前記反射性エネルギーにより発電する発電手段を備えた、収集対象の収集構造である。
【００８５】
また、付記５の収集構造は、付記１から３のいずれか一項に記載の収集構造において、前記収集対象は、前記反射性エネルギーであり、前記第１放物面と前記第２放物面との相互間に、前記反射性エネルギーを吸収する吸収性材料を配置した、収集対象の収集構造である。
【００８６】
また、付記６の収集構造は、付記１から３のいずれか一項に記載の収集構造において、前記収集対象は、前記反射性エネルギーであり、前記第１放物面又は前記第２放物面に、前記反射性エネルギーを吸収する吸収性材料を配置した、収集対象の収集構造である。
【００８７】
（付記の効果）
付記１に記載の収集構造によれば、収集対象を第１反射手段で反射して当該第１反射手段の焦点に集めることができ、この焦点において収集対象を効率的に利用や低減することが可能になる。また、第１反射手段で反射した収集対象を、第１反射手段の焦点において利用や低減できなかった場合においても、第２反射手段で反射して第１反射手段に進行させることが可能になり、第１反射手段で再び反射して当該第１反射手段の焦点に集めることができ、この焦点において収集対象を効率的に利用や低減することが可能になる。これらのことから、反射性エネルギーや反射性物質の如き収集対象の収集効率を向上させることが可能となる。さらに、このような第１反射手段による反射と第２反射手段による反射とを順次繰り返すことで、収集対象を減衰して低減又は消滅することが可能になる。
【００８８】
また、付記２に記載の収集構造によれば、第１反射手段で反射されて当該第１反射手段の焦点に集めた収集対象を、第１反射手段の焦点において利用や低減できなかった場合においても、第２反射手段で反射して第１反射手段に高効率で進行させることが可能になり、収集対象の収集効率を一層向上させることが可能となる。
【００８９】
また、付記３に記載の収集構造によれば、第１反射器で反射された収集対象を、第２反射器に当てることなく第１反射手段の焦点に集めることができ、収集対象の収集効率を一層向上させることが可能となる。
【００９０】
また、付記４に記載の収集構造によれば、収集された反射性エネルギーにより発電を行うことができるので、反射性エネルギーを再生可能エネルギーとして有効に利用することが可能になる。
【００９１】
また、付記５に記載の収集構造によれば、第１放物面と第２放物面との相互間に配置した吸収性材料に、反射性エネルギーを吸収させることができるので、反射性エネルギーを効率的に減衰させることが可能になる。
【００９２】
また、付記６に記載の収集構造によれば、第１放物面又は第２放物面に配置した吸収性材料に、反射性エネルギーを吸収させることができるので、反射性エネルギーを効率的に減衰させることが可能になる。
【符号の説明】
【００９３】
１、２、２Ａ、２Ｂ、３、４  収集構造
１０  第１反射器
１１  第１放物面
２０  第１支柱
２１  壁
２２  球体
３０  第２反射器
３１  第２放物面
４０  第２支柱
５０  発電部
５１  圧電素子
５２  振動板
６０  反射板
７０  整流板
ＰＡ１  第１頂点
ＰＢ１  第１焦点
ＰＡ２  第２頂点
ＰＢ２  第２焦点
Ｌ１  第１仮想直線
Ｌ２  第２仮想直線
Ｌ３、Ｌ４  仮想直線
Ｄ１、Ｄ２  開口直径
【図１】
0006422057.tif 000002
【図２】
0006422057.tif 000003
【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】
0006422057.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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