(57)【要約】【課題】 列車通過時に発生するレールの上下運動を利用して、コストを抑えかつ高効率の発電を可能とした鉄道用枕木装置を提供する。【解決手段】  鉄道用枕木装置1は、レールRを支持する枕木本体2と、枕木本体2に組み込まれて列車通過時に発生するレールRの上下運動を回転運動に変換する変換手段20と、変換手段20で得られた回転運動によって発電する発電機4とを備えている。変換手段20は、支圧板5の上下運動に伴って揺動するレバー6と、レバー6の揺動に伴って回転する回転軸21と、回転軸21を一方向のみに回転可能とするラチェット手段22とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールを支持する枕木本体と、枕木本体に組み込まれて列車通過時に発生するレールの上下運動を回転運動に変換する変換手段と、変換手段で得られた回転運動によって発電する発電機とを備えていることを特徴とする鉄道用枕木装置。
【請求項２】
枕木本体の下部に設けられた支圧板をさらに備えており、変換手段は、支圧板の上下運動を回転運動に変換するものである請求項１の鉄道用枕木装置。
【請求項３】
レールと枕木本体との間に介在させられた支圧板をさらに備えており、変換手段は、支圧板の上下運動を回転運動に変換するものであることを特徴とする請求項１の鉄道用枕木装置。
【請求項４】
変換手段は、支圧板の上下運動に伴って揺動するレバーと、レバーの揺動に伴って回転する回転軸と、回転軸を一方向のみに回転可能とするラチェット手段とを備えている請求項２または３の鉄道用枕木装置。
【請求項５】
変換手段は、回転軸の回転に伴って弾性部材を変形させることで回転エネルギーを弾性部材の弾性エネルギーとして蓄積し、蓄積された弾性エネルギーを回転運動に変換して発電機に伝達するものである請求項４の鉄道用枕木装置。
【請求項６】
変換手段は、弾性部材の弾性エネルギーとして蓄積する段階と蓄積された弾性エネルギーを回転運動に変換する段階とで、回転軸の回転可能方向を切り替える切り替え手段をさらに備えている請求項５の鉄道用枕木装置。
【請求項７】
複数の枕木本体を備えており、各枕木本体に組み込まれた変換手段が共通の発電機と接続されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の鉄道用枕木装置。
【請求項８】
枕木本体は、繊維で補強した樹脂からなることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の鉄道用枕木装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道用枕木装置に関し、特に、列車通過時のエネルギーを利用して発電を行うことができる鉄道用枕木装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ２削減のために、風力発電、太陽光発電などの代替え発電システムが脚光を浴びている。これらは、自然現象を活用するもので、気候に左右されるという欠点を有している。一方、鉄道分野においては、大重量の列車が頻繁に同じ場所を通過し、その荷重を受け止める枕木が上下方向に運動しており、荷重が大きいことおよび繰り返し数が大きいという特性上、発生するエネルギーが大きくかつ継続的に得られるものとなっている。そこで、このエネルギーを利用して発電を行えば、地球環境にも貢献できるエネルギー利用が可能となる。
【０００３】
このような発電システムの例として、特許文献１には、鉄道用枕木や道路に圧電材料を配置して、圧電部材上を列車、車両等が通過する際に、列車、車両等の運動エネルギーを圧電部材を介して電気エネルギーに変換するものが提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１９７７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のものでは、圧電素子が高価であるとともに、発電能力が小さく、費用対効果が低いという問題があった。
【０００５】
本発明は、列車通過時に発生するレールの上下運動を利用して、コストを抑えかつ高効率の発電を可能とした鉄道用枕木装置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】
この発明による鉄道用枕木装置は、レールを支持する枕木本体と、枕木本体に組み込まれて列車通過時に発生するレールの上下運動を回転運動に変換する変換手段と、変換手段で得られた回転運動によって発電する発電機とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
枕木本体には、列車通過に伴って上下運動する支圧板が設けられる。この支圧板は、枕木本体の下部に設けられてもよく、レールと枕木本体との間に介在させられてもよい。そして、この支圧板の上下運動が変換手段によって回転運動に変換される。
【０００８】
枕木として多く使用されているコンクリート製のＰＣ枕木は、硬くて振動を伝えやすいため、レールとＰＣ枕木との間にゴム製のパッドが配置されている。この場合のパッドの列車荷重による変形量は、１〜３ｍｍ程度と考えられ、このパッドに代えて支圧板を設けることにより、支圧板が上下運動し、下方に移動した際の支圧板の変位（パッドの変形量に相当するエネルギー）を変換手段によって回転エネルギーに変換することが可能となる。支圧板の材料は、特に限定されるものではないが、レールの上下運動をできるだけ損失させずに伝達しかつ列車の振動を低減するために、好ましくは、樹脂製とされる。
【０００９】
また、多数の枕木の内、下部構造との間に空間があるものでは、列車通過時に枕木が上下に運動する。この場合には、枕木とレールとが固定されているので、枕木本体の下部に、下部構造と接触する支圧板を設けることにより、枕木本体およびレールが一体となって運動するのに伴って、支圧板が上下に運動し、これを変換手段によって回転エネルギーに変換することが可能となる。支圧板の材料は、特に限定されるものではないが、レールの上下運動をできるだけ損失させずに伝達するために、好ましくは、樹脂製とされる。また、列車の通過のエネルギーを効率的に利用するために、レールと枕木本体との間には、圧縮たわみを発生させるゴムなどのパッド（弾性体）を配置しないことが好ましい。
【００１０】
変換手段は、上下方向の運動を回転運動に変換するものであれば種々のものを使用することができる。この際、上下いずれか一方の運動をいずれか一方向の回転運動として取り出す必要があるので、ラチェット機構を利用したものとすることが好ましく、変換手段は、支圧板（または枕木本体）の上下運動に伴って揺動するレバー（ペダルと称されることもある）と、レバーの揺動に伴って回転する回転軸と、回転軸を一方向のみに回転可能とするラチェット手段とを備えているものとされることが好ましい。例えば、レバーは、その中間部分において支圧板に支持され、その一端部が回転軸に当接させられ、回転軸にはラチェット車が形成されて、レバーにはラチェット車の歯に係合するクリックが形成される。
【００１１】
何度も繰り返される上下方向の運動を常に回転運動に変換するためには、常に上下運動を伝えるもの（レバー）と回転運動するもの（回転軸）とが接している必要がある。
【００１２】
また、上下運動を伝えるもの（レバー）は、当初の位置に復帰する必要があり、バネ、ぜんまいなどの付勢手段によって、当初の位置に復帰させられる。付勢手段は、そのバネ定数が大きすぎると、列車荷重を伝える際にエネルギーの損失になるので、大きすぎないことが必要であり、５０Ｎ／ｍｍ〜２００００Ｎ／ｍｍのバネ定数を有していることが好ましい。付勢手段（バネの種類）は、限定されるものではなく、コイルばね、ゼンマイバネ、板バネ、皿バネ、線バネなどが適宜使用される。バネの変形の方向も限定されるものではなく、引張り方向でも圧縮方向でもよい。
【００１３】
上下運動を伝えるものが当初の位置に復帰する際、回転運動するもの（回転軸）は、逆戻りしないことが必要であり、ラチェット手段によって、これが防止される。回転軸は、発電機の軸と一体とされてもよく、ベルト、歯車等によって発電機の軸に結合されもよい。
【００１４】
発電機の種類は限定されるものではなく、交流用発電機でも直流用発電機でもよい。
【００１５】
上下運動を回転運動に変換するに際し、支圧板または枕木本体の１回の上下運動につき１回転するように設定することが好ましく、これには、レバーの長さや回転軸の径を調整すればよく、また、これに加えて、回転軸のレバーによって回転させられる部分（軸部）と発電機に接続される部分（巻き掛け部）との間に歯車列を介在させるようにしてもよい。
【００１６】
また、１回の上下運動につき１回転するのではなく、複数回の上下運動につき１回転するようにしてもよく、この場合には、回転軸の回転に伴って弾性部材を変形させることで回転エネルギーを弾性部材の弾性エネルギーとして蓄積し、蓄積された弾性エネルギーを回転運動に変換して発電機に伝達することが好ましい。このようにすると、小さい変形量が蓄積されて大きな変形量となり、効率的に発電機にエネルギーを伝達することができる。弾性部材（バネ）の形状および素材は、特に限定されるものではない。通常使用されているバネは、金属製であり、屋外での使用によって錆びる可能性があるので、防錆処理または弾性樹脂による被覆が施されることが好ましい。弾性部材と回転軸とを繋ぐものは、バネの変形力で破壊や変形やクリープしないものが使用されることが好ましく、例えば、樹脂被覆した金属繊維、ガラス繊維、カーボン繊維などが使用される。弾性部材の変形方向は、伸び方向、圧縮方向どちらでもよい。また、バネの固定部分の形状や素材は、特に限定されるものではなく、バネの変形力で破壊や変形やクリープしないものであればよく、例えば、繊維補強した熱硬化性樹脂にバネの端部を埋め込んで一体化した構造などとされる。
【００１７】
弾性部材に蓄積されたエネルギーを発電機に伝達するには、回転運動に戻すことが必要であり、このために、変換手段は、弾性部材の弾性エネルギーとして蓄積する段階と蓄積された弾性エネルギーを回転運動に変換する段階とで、回転軸の回転可能方向を切り替える切り替え手段をさらに備えていることが好ましい。
【００１８】
この場合、列車の荷重によって回転軸が回転（正回転）している間は、発電機へは回転が伝わらないようになされ、切り替え手段（切り替えスイッチ）を操作して、バネに蓄積するために回転してきた方向と逆方向にのみ回転可能とすることにより、バネの弾性力により回転軸が逆方向に回転する。回転軸に発電機に回転を伝達する機構（ベルトなど）を取り付けることにより、バネが回復したことによる回転を発電機に伝達することができる。正回転時に発電機を回転させると、上下運動による力からバネを変形させるのに必要な力を引いたものが発電機を回転させる力となり、また、上下運動する時間も短いので、発電機の回転が僅かとなり、発電量および発電時間も短くなって、発電効率が低下することになる。そこで、正回転時には発電機に回転が伝わらないようにすることにより、上下運動を発電機を回転させる力には変換せずにバネを変形させるためにだけ使用し、バネに蓄積したエネルギーにより発電機を回転させることで、発電効率を高いものとすることができる。
【００１９】
上記の鉄道用枕木装置において、複数の枕木本体を備えており、各枕木本体に組み込まれた変換手段が共通の発電機と接続されていることが好ましい。このようにすると、複数の枕木本体で得られた回転力が１つの発電機に伝えられるので、発電機の費用の削減と発電機を配置するスペースを減らすことができ、費用対効果を高くすることができる。また、複数の枕木本体における各切り替え手段（切り替えスイッチ）の切り替えタイミングをずらすことにより、発電機の回転時間を延ばすことができ、これにより、発電の効率をより高めることができる。
【００２０】
また、枕木本体は、繊維で補強した樹脂からなることが好ましい。列車による荷重を効率よく回転運動に変換するためには、列車の荷重による上下運動をゴムによって吸収することは避けることが好ましく、一方で、枕木本体の振動は低減することが好ましいので、枕木本体を樹脂製とする方が効率が良い。また、変換手段を構成する部材には、水に濡れないようにした方がよい鉄製のものが含まれことがあり、樹脂製の枕木本体は、コンクリート製の枕木本体に比べて、水の浸透が少ない点でも有利となる。
【００２１】
また、支圧板は、荷重が掛からない時は、バネ等の弾性体で定位置に戻す必要があるが、枕木本体の重量が大きいと、バネ定数を大きくする必要があり、その場合、荷重が掛かった時の抵抗が大きくなり、発電機を回転させるエネルギーを減じることになる。したがって、この点においても、樹脂製の枕木本体は、コンクリート製や鉄製に比べて、有利になる。
【００２２】
樹脂の種類は、限定されるものではなく、例えば、ウレタン、ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノール、ポリエチレン、塩化ビニル、ナイロンなどが適宜使用される。また、樹脂は、補強されていることがあり、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、金属繊維、ポリエステル繊維などで補強される。補強繊維の形状は、限定されるものではなく、例えば、一方向の長繊維、長繊維を編み合わせたクロス繊維、短い繊維をマット状にしたチョップマット、長繊維をばらけないように編んだすだれ繊維などが適宜使用される。また、樹脂には、充填材が混合されることがあり、珪砂、難燃剤、炭カルなどが適宜充填される。
【００２３】
例えば、枕木本体は、樹脂柱状体の上下に、その全長全幅にわたり樹脂補強層が一体的に成形されることで形成され、樹脂柱状体は、硬質ウレタン樹脂発泡体の中に粒状体が充填されているものとされ、樹脂補強層は、硬質ウレタン樹脂発泡体の中に、枕木本体の長手方向や幅方向にガラス繊維が配列されたものとされる。枕木本体は、この他、全体にわたり補強繊維で補強されたものでも構わないし、例えばバネを保持する部分に樹脂補強層を設けても構わない。また、補強繊維の方向も特に問わない。
【００２４】
枕木本体の形状および配置位置は、特に限定されるものではなく、例えば、一般的な横枕木と同じ形状および配置位置とされてもよく、各レールの下に枕木を敷く短枕木や縦方向に枕木を配置する縦枕木と同じ形状および配置位置とされてもよい。枕木装置を設置する箇所は、特に限定されるものではなく、屋外でも屋内でもよく、また、枕木本体の支持面がコンクリート構造でもよく、枕木本体をバラストに埋めて使用してもよい。また、鉄橋のような鋼桁上に枕木装置を設置してもよい。ただし、支圧板を枕木本体下部に設けて枕木本体の上下運動を受け止める構造とする場合には、支持構造は、コンクリート構造または鋼桁構造とすることが好ましい。
【００２５】
上記の鉄道用枕木によると、得られる発電効果は、次のようなものとなる。
【００２６】
レールを介して枕木本体に作用する荷重を左右車輪１対当たり６ｆｔ、枕木本体の上下運動量を５ｍｍとして、そのエネルギーがバネに蓄えられるとすれば、そのエネルギー量は１つの枕木本体に付き１５０Ｊとなる。１列車に車輪が４０個あるとして、１時間に６列車が通過すると、エネルギー量は１つの枕木本体に付き１時間当たり３６ｋＪ＝１０Ｗｈになる。１日に１８時間、列車が運行されるとすると、１ヶ月のエネルギー量は１つの枕木本体に付き５．４ｋＷｈとなる。発電効率を１０％とすると、１ヶ月当たりの発電量は、１つの枕木本体に付き０．５４ｋＷｈとなる。枕木本体の本数が１ｋｍ当たり１５００本とすると、１ｋｍの複線区間で、１ヶ月１６２０ｋＷｈの発電量となる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明の鉄道用枕木装置によると、列車通過時に発生するレールの上下運動を回転運動に変換し、この回転運動によって発電するので、発電能力を大きいものとすることができ、しかも、圧電素子のような高価な材料を使用しないで済むので、コストを抑えた高効率の発電が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、図１の上下を上下といい、図の左右を左右というものとする。
【００２９】
図１は、この発明による鉄道用枕木装置の第１実施形態を示している。
【００３０】
鉄道用枕木装置(1)は、レール(R)を支持する枕木本体(2)と、枕木本体(2)に組み込まれて列車通過時に発生するレール(R)の上下運動を回転運動に変換する変換手段(3)と、変換手段(3)で得られた回転運動によって発電する発電機(4)とを備えている。
【００３１】
変換手段(3)は、枕木本体(2)の上下運動に伴って上下運動する支圧板(5)と、支圧板(5)の上下運動によって揺動させられるレバー(6)と、レバー(6)の揺動によって回転させられる回転軸(7)と、レバー(6)と回転軸(7)との間に設けられたラチェット手段(8)と、回転軸(7)と発電機(4)の軸(4a)との間に掛け渡されたベルト(9)とを備えている。
【００３２】
枕木本体(2)は、ガラス繊維で補強したポリエステル樹脂製で、変換手段(3)を収納するスペースが下面中央部に設けられて、その左右両端部が弾性材(10)を介して地面(G)に支持されている。レール(R)と枕木本体(2)は固定されており、列車の通過時には、レール(R)と枕木本体(2)とが一体で上下運動する。
【００３３】
支圧板(5)は、枕木本体(2)に設けられた左右１対のバネ(11)によって下向きに付勢されて、その下面が枕木本体(2)の下面よりも下方に突出するように保持されれている。
【００３４】
レバー(6)は、左右方向にのびる棒状とされており、その右端部側に回転軸(7)が配置されている。支圧板(5)には、レバー(6)の中間部分（支点部）に下から当接する垂直状の支持棒(12)が設けられている。レバー(6)の左端部は、枕木本体(2)に設けられた復帰バネ(13)によって下向きに付勢されており、これにより、レバー(6)は、上方に揺動した後には水平位置に復帰するようになされている。
【００３５】
回転軸(7)は、枕木本体(2)に回転可能に支持されている軸部(7a)と、軸部(7a)と一体で回転する巻き掛け部(7b)とを有している。
【００３６】
ラチェット手段(8)は、回転軸(7)の軸部(7a)外周に周方向に等間隔で設けられたラチェット歯(14a)を有するラチェット車(14)と、レバー(6)右端部に設けられてラチェット車(13)に係合するクリック(15)とからなり、レバー(6)が時計方向に揺動する際には回転軸(7)がレバー(6)と一体となって時計方向に回転することを許容し、レバー(6)が反時計方向に揺動する際には回転軸(7)が回転せずにレバー(6)だけが揺動するようになされている。
【００３７】
枕木本体(2)に列車荷重が作用すると、支圧板(5)の支持棒(12)が相対的に上方に移動することによって、レバー(6)が揺動させられ、これに伴って、回転軸(7)が回転する。ラチェット手段(8)によって、回転軸(7)は一方向（時計方向）のみにしか回転できず、また、揺動したレバー(6)は、復帰バネ(13)によって水平位置に復帰させられるので、枕木本体(2)が上下運動を繰り返すことによって、レバー(6)の揺動が繰り返されて、回転軸(7)の一方向への回転が持続される。回転軸(7)の回転は、ベルト(9)によって、発電機(4)の軸(4a)に伝達され、こうして、列車通過に伴う運動エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【００３８】
図２および図３は、この発明による鉄道用枕木装置の第２実施形態を示している。この第２実施形態のものは、第１実施形態のものと変換手段の構成が異なっており、以下の説明では、同じ構成には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
この実施形態の変換手段(20)は、枕木本体(2)の上下運動に伴って上下運動する支圧板(5)と、支圧板(5)の上下運動によって揺動させられるレバー(6)と、軸部(31)、巻き掛け部(32)および外輪(33)を有する回転軸(21)と、レバー(6)と回転軸(21)の軸部(31)との間に設けられたラチェット手段(22)と、回転軸(21)の外輪(33)の回転可能方向を切り替える切り替え手段(23)と、外輪(33)の回転に伴って変形し列車荷重を蓄積するバネ(24)と、回転軸(7)の巻き掛け部(32)と発電機(4)の軸(4a)との間に掛け渡されたベルト(9)とを備えている。
【００４０】
回転軸(21)の巻き掛け部(32)および外輪(33)は、図３に示すように、軸部(31)の各端部に設けられており、レバー(6)は、軸部(31)の中央に当接させられている。外輪(33)は、軸部(31)に相対回転不可能に嵌められており、巻き掛け部(32)は、軸部(31)に相対回転可能に嵌められている。
【００４１】
ラチェット手段(22)は、軸部(31)の外周に周方向に等間隔で設けられたラチェット歯(34a)を有するラチェット車(34)と、レバー(6)右端部に設けられてラチェット車(34)に係合するクリック(35)とからなり、レバー(6)が上方に揺動する際には軸部(31)がレバー(6)と一体となって時計方向に回転することを許容し、レバー(6)が反時計方向に揺動する際には軸部(31)が回転せずにレバー(6)だけが揺動するようになされている。
【００４２】
外輪(33)の外周には、両方向に回転可能なラチェット車(36)が形成されており、このラチェット車(36)と、外輪(33)の時計方向のみの回転を可能とする第１の位置および外輪の反時計方向のみの回転を可能とする第２の位置に移動可能なクリック(37)とによって回転方向切り替え手段(23)が構成されている。
【００４３】
巻き掛け部(32)には、軸部(31)のラチェット車(34)に係合するクリック(38)が設けられており、このクリック(38)は、巻き掛け部(32)が軸部(31)とともに時計方向に回転することを防止し（軸部(31)を空回りさせ）、巻き掛け部(32)が軸部(31)とともに反時計方向に回転することを許容している。
【００４４】
列車荷重を蓄積するバネ(24)は、一端が外輪(33)に接続され、他端が枕木本体(2)に支持されている。したがって、外輪(33)の回転に伴って、バネ(24)は弾性変形し、外輪(33)の回転運動がバネ(24)の弾性エネルギーとして蓄積される。
【００４５】
この実施形態において、枕木本体(2)は、ポリエステルとガラス繊維で補強した構造とされてコンクリートで支持されている。枕木本体(2)の寸法は、厚さ１５０ｍｍ、幅２３０ｍｍおよび長さ２４００ｍｍである。支圧板(5)の列車荷重の反力による変位量は、５ｍｍである。バネ(24)の種類は、平角線バネで、外径が７０ｍｍ、長さが１００ｍｍ、バネ定数が８５０Ｎ／ｍｍである。
【００４６】
第２実施形態の鉄道用枕木装置(1)によると、回転方向切り替え手段(22)は、列車通過前には、軸部(31)および外輪(33)の時計方向の回転を許容する位置とされる。この状態で、列車が通過すると、レバー(6)が時計方向に揺動させられ、これに伴って、軸部(31)および外輪(33)が時計方向に回転する。巻き掛け部(32)は、この方向には回転しない。時計方向に揺動したレバー(6)は、復帰バネ(13)によって水平位置に復帰させられるので、枕木本体(2)が上下運動を繰り返すことで、レバー(6)の揺動が繰り返されて、軸部(31)および外輪(33)の時計方向への回転が持続され、これに伴って、バネ(24)の弾性エネルギーが増加する。この状態で、回転方向切り替え手段(23)を軸部(31)および外輪(33)の反時計方向の回転を許容する位置に切り替えると、軸部(31)および外輪(33)は、バネ(24)の弾性力によって反時計方向に回転させられ、巻き掛け部(32)はこの方向には回転するので、巻き掛け部(32)が回転して、その回転がベルト(9)によって発電機(4)の軸(4a)に伝達される。こうして、列車通過に伴う運動エネルギーが一旦弾性エネルギーとして蓄積された後に電気エネルギーに変換される。
【００４７】
上記の第２実施形態においては、列車荷重を蓄積するバネ(24)は、回転軸(21)の外輪(33)を反時計方向に付勢するように設けられているが、第１実施形態における回転軸(7)の軸部(7a)を時計方向に付勢するように設けてもよい。これを図４に示す。
【００４８】
図４に示す第３実施形態において、列車荷重を蓄積するバネ(41)は、同図（ａ）に示す待機状態（列車通過前）には、レバー(6)と平行に設けられており、その一端が枕木本体(2)に支持されるとともに、その他端が回転軸(7)の軸部(7a)の外周面のレバー端部当接位置に対応する部分に固定されている。列車の通過に伴ってレバー(6)が上方に揺動すると、回転軸(7)が時計方向に回転する。これに伴って、同図（ｂ）に示すように、回転軸(7)に固定されているバネ(41)の他端が移動し、バネ(41)の長さが長くなっていく。待機状態でのバネの弾性エネルギーが最小であり、回転軸(7)の回転に伴ってバネ(41)の弾性エネルギーが増加する。バネ(41)の弾性エネルギーは、待機状態から回転軸(7)が１８０°回転した同図（ｃ）に示す状態において最大となる。同図（ｃ）に示す状態になるまでは、バネ(41)の弾性力は、回転軸(7)を反時計方向に戻す方向に作用しているが、ラチェット手段(8)によって、この方向に回転することが防止される。同図（ｃ）に示す状態を過ぎると、バネ(41)の弾性力は、回転軸(7)を時計方向に回転させる方向に変化し、ラチェット手段(8)は、この方向の回転を許容するので、回転軸(7)は、レバー(6)の揺動なしに、時計方向に回転を続けて、同図（ａ）に示す待機状態に復帰する。この回転がベルト(9)によって発電機(4)の軸(4a)に伝達される。こうして、列車通過に伴う運動エネルギーが一旦弾性エネルギーとして蓄積された後に電気エネルギーに変換される。
【００４９】
なお、上記各実施形態では、支圧板(5)が枕木本体(2)の下部に設けられているものとしたが、支圧板をレール(R)と枕木本体(2)との間に介在させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明による鉄道用枕木装置の第１実施形態を示す正面断面図である。
【図２】図２は、本発明による鉄道用枕木装置の第２実施形態を示す正面断面図である。
【図３】図３は、同平面図である。
【図４】図４は、本発明による鉄道用枕木装置の第３実施形態の要部を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５１】
(1)       鉄道用枕木装置
(2)       枕木本体
(3)       変換手段
(4)       発電機
(5)       支圧板
(6)       レバー
(7)       回転軸
(8)       ラチェット手段
(20)      変換手段
(21)      回転軸
(22)      ラチェット手段
(23)      切り替え手段
(24)(41)  バネ（弾性部材）
(R)       レール
【図１】
2009079391.tif 000003
【図２】
2009079391.tif 000004
【図３】
2009079391.tif 000005
【図４】
2009079391.tif 000006