危険防止報知装置
【課題】 本発明は、圧電素子による発電パルスを警報スイッチとして注意喚起を促し、危険防止、災害防止に寄与する小型かつ保守不要の装置の提供を課題とする。
【解決手段】 可撓体と一体化した圧電体に外部からの応力を加え電気パルスを発生させ、この発生した電気パルスのスイッチ機能によって危険報知のための発光素子を発光させる駆動部回路または危険情報を無線送信する機能を持ち、かつ太陽発電パネルから得た電気エネルギーを２次電池に蓄える手段を組み合わせる事を特徴とする装置。
【解決手段】 可撓体と一体化した圧電体に外部からの応力を加え電気パルスを発生させ、この発生した電気パルスのスイッチ機能によって危険報知のための発光素子を発光させる駆動部回路または危険情報を無線送信する機能を持ち、かつ太陽発電パネルから得た電気エネルギーを２次電池に蓄える手段を組み合わせる事を特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電素子によって発電される電気信号を揺動検知または押圧検知として危険防止通知または災害防止通知及びそのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来圧電素子の撓み発電を応用し、発光させる機能または揺動センサーとしての機能、発電効率を高める方法、危険報知方法は存在している。圧電素子はひずみにより電気パルスを発生する特性を持っている。この特性を利用して、例えば特許文献１，特許文献２，特許文献３、特許文献４，特許文献５に示されるような応用がある。一般的に使用される圧電素子の形状は、発電効率を高めるため板状積層構造であり、外力によって板状圧電素子を撓ませることにより発電している。圧電素子そのものは焼成体であり撓み許容度が少なく、許容度を超えるひずみが加わると折損してしまう恐れがある。このことは変異限界が小さく大きな発電力は望めない事も示している。また圧電素子の変形による発電はパルス的であるため電力発電には適さない。
【０００３】
特許文献１は圧電素子を外力によって撓ませ、その時に発生する電力で発光素子を発光させる懐中電灯である。この方法は人的外力によって圧電素子で発電しパルス発光を生じるものであり、照射して形状対象を視覚認識するライト機能を満たすものではない。特許文献２は圧電素子によるパルス発電により発光体を点滅発光することによりを松葉杖で歩く人の存在を知らしめるに有用であるが歩く運動を止めたときには発光体が発光することが無くなってしまう。この欠点を除去する為電池等の補助エネルギーを用いて周辺を照らすことも述べられているが通常の電池式懐中電灯機能と同じとなってしまうことは否めない。特許文献３も同様に圧電素子のひずみによる発電を応用しているものであるが特許文献１及び特許文献２と同じくパルス的な発電応用である。
【０００４】
特許文献４は圧電素子の発電機能で発光体を発光する装置であり、この装置を靴底に配置し人の歩行による押圧外力を圧電素子に加え発光素子を点滅発光し、人の存在と危険を報知する方法で有用ではある。この方法では蓄電池を備え圧電素子で充電する機能が記載されているものの実際の圧電素子はパルス的な電気は発電には適しているが充電に至るまでの電力発電能力は無い。特許文献５は海水面の波動を外力として揺動によって発電する圧電素子を搭載した衝突防止ブイで有るが発光素子の発光能力も弱いものであり実際の危険報知にはそぐわない面も多い。
【０００５】
前述のごとく、圧電素子を用いて外力を加えることにより発光素子を発光させる機能は有用ではあるが圧電素子は電力発電能力が低く、その発電電力は充電機能がある２次電池等に供給する電力性能を満足するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４２３１０号公報
【特許文献２】特開２００７−０００２６１号公報
【特許文献３】特開２００６−３１８８３８号公報
【特許文献４】特開２００４−１０３２６５号公報
【特許文献５】特開２００４−３３０８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上述べたような従来の方法では圧電素子はパルス発電の高い発電能力は有るが電力エネルギー発電には不向きという圧電素子特有の性能を認識していない。本発明は圧電素子の長所と欠点を鑑み、そのパルス発電能力をスイッチとして利用し、太陽発電パネルと２次電池とそれへの充電機能を組み合わせた工夫をエネルギー供給としての手段とし、様々な機能を達成する装置を提供する。
【０００８】
従来では圧電素子本来の性能を引き出していない原因は、発電機能パルス的発電と電力供給発電の両者を求めていることに起因している。本発明では、人の動き、機械の動き、波の動き等の様々な現象を圧電素子での外力センサーのトリガーパルス発生機能としてとらえること及び蓄積電気エネルギーを用い機能実現を機器に応用する。その機能とはメンテナンスフリー、電力供給のワイヤレス化、無人化、小型で既存インフラを損なうことが無く、かつ確実な情報認知させる装置提供が課題である。また、外力を伴う揺動、押圧現象は本発明として記載されている以外の機器にも応用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、本発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、外力による揺動振動に圧電素子の撓み変形がより容易に対応する構造として片持ち梁形状の導電性可撓板を設置しその両面に圧電対を貼り付ける。圧電素子を貼り付けた可撓体の撓み特性、特に撓み振幅と共振周波数は可撓体形状や可撓体に取り付ける錘や貼り付ける圧電素子の位置、形状によって変化することは広く文献に記載されている。図１において可撓体上面に貼り付けた圧電素子の端子と導電性可撓体の端子、可撓体下面に貼り付けた圧電素子の端子は両波整流されて電気パルスを生ずる。この発生した電気パルスをトリガーとして発光素子を発光させる駆動回路を起動する。前記駆動回路等の電源は太陽電池パネルによって充電される２次電池から得る。駆動回路は様々に要求される機能に対応する為、圧電素子からの発生電力は利用しない。圧電素子の発電特性はパルス発電の波形を呈し、これをトリガーパルスとして駆動回路系のスイッチ起動パルスとして利用していることを特徴としている。
【００１０】
以上、請求項１に基づく発明によれば、電力を圧電素子からではなく、２次電池からの供給が可能で種々の駆動回路に対応できることから、様々な応用機器への展開が可能となる。
【００１１】
また、前記目的を達成するため、請求項２に記載の発明は、外力による押圧に圧電素子の撓み変形がより容易に対応する構造として両端支持形状の導電性可撓板を設置しその両面に圧電対を貼り付ける。圧電素子を貼り付けた可撓体の撓み特性、特に撓み振幅と共振周波数は可撓体形状や可撓体に取り付けるバネ成分や貼り付ける圧電素子の位置、形状によって変化することは広く文献に記載されている。図２において可撓体上面に貼り付けた圧電素子の端子と導電性可撓体の端子、可撓体下面に貼り付けた圧電素子の端子は両波整流されて電気パルスを生ずる。この発生した電気パルスをトリガーとして発光素子を発光させる駆動回路を起動する。前記駆動回路等の電源は太陽電池パネルによって充電される２次電池から得る。駆動回路は様々に要求される機能に対応する為、圧電素子からの発生電力は利用しない。圧電素子の発電特性はパルス発電の波形を呈し、これをトリガーパルスとして駆動回路系のスイッチ起動パルスとして利用していることを特徴としている。
【００１２】
以上、請求項２に基づく発明によれば、電力を圧電素子からではなく、２次電池からの供給が可能で種々の駆動回路に対応できることから、様々な応用機器への展開が可能となる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、危険を防止するヘルメットである。工事現場等で用いるヘルメットに発光体を取り付け、人の存在を確認し危険防止に供する。請求項１に基づく揺動による発電パルスをスイッチとして駆動回路を起動し発光素子の発光体するものである。発光体をヘルメット周囲に配置し容易に人の存在を知らしめる構造を持つ。発光体を点滅させれば、よりその効果を上げることが出来る。
【００１４】
また、請求項３に基づく本発明はオートバイ用ヘルメットにも応用できる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の揺動検知方式を用いた踏切内への危険防止に供する横断禁止棒への応用例である。横断禁止棒の遮断運動に揺動振動を検出する圧電パルス発電をトリガースイッチとして駆動回路を起動し、踏切の遮断棒に取り付けた発光体を発光させ、危険報知することにより災害の防止を行うことを特徴としている。
【００１６】
請求項４に基づく本発明は踏切の既存インフラを新たに設置することなく後付の付加機器として危険を防ぐことが出来る。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の揺動検知方式を用いた水難救助に供するジャケットへの応用例である。波に浮遊する水難救助用ジャケット揺動振動を検出する圧電パルス発電をトリガースイッチとして駆動回路を起動し、ジャケット取り付けた発光体を発光させ、または救助信号を無線送信することで遭難を報知し救助を行うことを特徴としている。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の揺動検知方式を用いた衝突防止ブイへの応用例である。例として海苔養殖網等に漁船、ボートの衝突を防止する手段である。波の動きによるブイの揺動を検知し、発光素子を発光させ衝突を防ぐブイを供する。光センサーを用いればブイの発光は夜間に限定することも可能である。
【００１９】
請求項７に記載の発明は請求項２に記載の押圧検知器から成る押圧マットを用いトンネル内工事車両の交通傷害を除去するものである。トンネル外の待機車両とトンネル内の機材や土砂搬出車両の交通制御を行うもので、押圧マットをトンネル入り口とトンネル奥、例えば掘削現場のそれぞれに押圧マットを敷設し押圧マットによる車両の有無、移動の車両情報を押圧マットから無線で送信するものである。押圧マットの車両情報の受信機能を持つ表示装置で搬出車両に搬出移動許可を報知したり、トンネル入り口で待機する車両の進入を許可したりする交通制御を行うことによりトンネル内の工事車両の交通傷害を除去することを特徴としている。
【００２０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、発明例として記載以外の機器応用など発明の趣旨の範囲で他の態様としても有効である。
【発明の効果】
【００２１】
圧電素子による揺動、押圧検知と太陽発電パネルによる２次電池へ充電する機能とを組み合わせることにより、様々な危険回避する応用システムが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の圧電素子を用いた揺動検出の構造図である。
【図２】本発明の圧電素子を用いた揺動検出の電気系制御の説明図である。
【図３】本発明の圧電素子を用いた押圧検出の構造図である。
【図４】本発明の圧電素子を用いた押圧検出の電気系制御の説明図である。
【図５】本発明による危険防止ヘルメットの構造図である。
【図６】本発明による危険防止ヘルメットの電気制御説明図である。
【図７】本発明による踏切危険防止用横断禁止棒の構造図である。
【図８】本発明による踏切危険防止用横断禁止棒の電気系制御説明図である。
【図９】本発明による水難救助用ジャケットの構造図である。
【図１０】本発明による水難救助用ジャケットの電気系制御説明図である。
【図１１】本発明による衝突防止ブイの構造図である。
【図１２】本発明による衝突防止ブイの電気系制御説明図である。
【図１３】本発明によるトンネル内工事車両安全交通の車両通過押圧検知の構成図である。
【図１４】トンネル内工事車両タイヤによる押圧検出の構造図である。
【図１５】本発明によるトンネル内工事車両安全交通の構成図である。
【図１６】本発明によるトンネル内工事車両情報無線送受信システムと表示装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を具体化した実施形態を図に基づいて説明する。図は説明の都合上模式的に描いてある。図１は本発明に係る圧電素子を用いた揺動検知装置の機構図を示している筐体（１０９）内に片持梁構造（１０８）に支持された可撓体板（１０２）の両面に圧電素子（１０１ａ，１０１ｂ）を貼り付け、外力によって揺動（１１１）することにより圧電体（１０１ａ，１０１ｂ）の撓みを生じさせ、発電パルス信号を得る。圧電体は焼成体であり歪み許容度が小さく、大きい歪みを与えると折損しやすく揺動による歪みの増大を防ぐため、変位リミッター（１０４，１０５）は有用である。錘（１０３）によって揺動の振動共振周波数を制御する事が出来るが、錘が無いときでも圧電素子の位置や可撓体板の形状により共振周波数は変化させることも出来る。外力の周波数に適応し、その共振周波数を選定する事が可能である。１０６は太陽発電パネル、１０７は２次電池、１１０は制御回路基板である。揺動撓みによって圧電体（１０１ａ，１０１ｂ）はパルス発電し、揺動の検出が出来る。
【００２４】
図２は図１における実施形態例の電気制御系の構成を示す。圧電体（２０１ａ，２０１ｂ）、可撓体板（２０２）による発電パルスを両波整流（２０３）し発生パルス（２０５）を得る。出力抵抗（２０６）と光センサ（２０７）は発光による注意喚起が夜間で効果的である事や昼間の明るい環境では発光そのものが意味を持たない事もあり、光センサーを用い発光をコントロールするために記してある。これは２次電池（２１２）消耗を減らす意味もある。発生パルス（２０５）をトリガーとしてタイミングパルス発生回路（２０８）によりタイミングパルス（２０９）を発生する。このタイミングパルス（２０９）で駆動回路を起動し、発光素子を発光させることや無線送信を行う。発光素子を発光させる時間設定または揺動情報を無線送信時間設定する機能はタイミングパルス（２０９）に依存する。よって、このタイミングパルス（２０９）によって点滅発光することや無線送信時間を決めることが可能であり、２次電池消耗（２１２）を削減できる。２次電池（２１２）は太陽発電パネル（２１３）によって充電（２１４）可能でありメンテナンスフリー機能を提供する。
【００２５】
図３は本発明に係る圧電素子を用いた押圧検知装置の機構図を示している筐体（３０５）内に両端支持構造（３０６ａ，３０６ｂ）に支持された可撓体板（３０２）の両面に圧電素子（３０１ａ，３０１ｂ）を貼り付け、外力によって押圧（３０７）することにより圧電体（３０１ａ，３０１ｂ）の撓みを生じさせる事により発電パルス信号を得る。圧電体は焼成体であり歪み許容度が小さく、大きい歪みを与えると折損しやすく揺動による歪みの増大を防ぐため、押圧子（３０３）、変位リミッター（３０４）は有用である。太陽発電パネル、２次電池、制御回路基板は省略した。揺動撓みによって圧電体（３０１ａ，３０１ｂ）はパルス発電し、押圧の検出が出来る。
【００２６】
図４は図３における実施形態の電気制御系の構成例を示す。圧電体（４０１ａ，４０１ｂ）、可撓体板（４０２）による発電パルスを両波整流（４０３）し発生パルス（４０４）を得る。発光素子を発光させる時間設定または揺動情報を無線送信時間設定する機能はタイミングパルスに依存する。よって、このタイミングパルスによって点滅発光することや無線送信時間を決めることが可能であり、２次電池（４０９）消耗を削減できる。２次電池（４０９）は太陽発電パネル（４１０）によって充電（４１１）可能でありメンテナンスフリー機能を提供する。
【００２７】
図５は本発明に係る圧電素子による揺動検知装置を用いた危険防止ヘルメットの構成例を示している筐体（５０９）内に片持梁構造（５０８）に支持された可撓体板（５０２）の両面に圧電素子（５０１ａ，５０１ｂ）を貼り付け、外力によって揺動（５１０）することにより圧電体（５０１ａ，５０１ｂ）に撓みを生じさせる事により発電パルス信号を得る。圧電体は焼成体であり歪み許容度が小さく、大きい歪みを与えると折損しやすく揺動による歪みの増大を防ぐため、変位リミッター（５０４，５０５）は有用である。錘（５０３）によって揺動の振動共振周波数を制御する事が出来るが、錘が無いときでも圧電素子の位置や可撓体板（５０２）の形状により共振周波数は変化させることも出来る。外力の周波数に適応し、その共振周波数を選定する事が可能である。５０６は太陽発電パネル、５０７は２次電池、５１３は制御回路基板である。揺動撓みによって圧電体（５０１ａ，５０１ｂ）はパルス発電し、揺動の検出が出来る。人体の歩行や作業による揺動（５１０）を検出しヘルメット（５１１）に取り付けた発光体（５１２Ｆ，５１２Ｌ，５１２Ｒ）を発光することで人の存在を知らしめ危険防止する。
【００２８】
図６は図５における実施形態の電気制御系の構成例を示す。圧電体（５０１ａ，５０１ｂ）、可撓体板（５０２）による発電パルスを両波整流し発生パルス（６０２）を得る。光センサ（６０３）は発光による注意喚起が夜間で効果的である事や昼間の明るい環境では発光そのものが意味を持たない事もあり、光センサーを用い発光をコントロールするために記してある。これは２次電池（６１０）消耗を減らす意味もある。発生パルス（６０２）をトリガーとしてタイミングパルス発生回路（６０４）によりタイミングパルス（６０５）を発生する。発光素子を発光させる時間設定機能はタイミングパルス（６０５）に依存する。よって、このタイミングパルス（６０５）によって点滅発光することが可能であり、２次電池（６１０）の消耗を削減できると同時に注意視覚認識を向上させることが出来る。２次電池（６１０）は太陽発電パネル（６０８）によって充電（６０９）可能でありメンテナンスフリー機能を提供する。
【００２９】
図７は本発明に係る圧電素子による揺動検知装置（７００）を用いた踏切危険防止の構成例を示している筐体内に片持梁構造（７０８）に支持された可撓体板（７０２）の両面に圧電素子（７０１ａ，７０１ｂ）を貼り付け、危険横断を禁止する横断禁止棒（７１１）が回転移動（７１３）で揺動（７０９）することにより圧電体（７０１ａ，７０１ｂ）に撓みを生じさせ発電パルス信号を得る。圧電体は焼成体であり歪み許容度が小さく、大きい歪みを与えると折損しやすく揺動による歪みの増大を防ぐため、変位リミッター（７０４，７０５）は有用である。錘（７０３）によって揺動の振動共振周波数を制御する事が出来るが、錘が無いときでも圧電素子の位置や可撓体板（７０２）の形状により共振周波数は変化させることも出来る。横断禁止棒（７１１）の揺動周波数に適応し、その共振周波数を選定する事が可能である。７０６は太陽発電パネル、７０７は２次電池、７１６は制御回路基板である。揺動撓みによって圧電体（７０１ａ，７０１ｂ）はパルス発電し、揺動の検出が出来る。横断禁止棒（７１１）の回転移動（７１３）による揺動（７０９）を検出し横断禁止棒（７１１）取り付けた発光体（７１２ａ，７１２ｂ）を発光することで横断禁止棒（７１１）の存在を知らしめ危険防止する。踏切危険防止の本発明例は横断禁止棒に簡単に後から取り付けることが可能で既存の設備を利用できる。
【００３０】
図８は図７における実施形態の電気制御系の構成例を示す。圧電体（７０１ａ，７０１ｂ）、可撓体板（７０２）による発電パルスを両波整流し発生パルス（８０２）を得る。光センサ（８０３）は発光による注意喚起が夜間で効果的である事や昼間の明るい環境では発光そのものが意味を持たない事もあり、光センサー（８０３）を用い発光をコントロールするために記してある。これは２次電池（８１０）消耗を減らす意味もある。発生パルス（８０２）をトリガーとしてタイミングパルス発生回路（８０４）によりタイミングパルス（８０５）を発生する。発光素子（８０７）を発光させる時間設定機能はタイミングパルス（８０５）に依存する。よって、このタイミングパルス（８０５）によって点滅発光することが可能であり、２次電池（８１０）の消耗を削減できると同時に点滅発光による注意視覚認識を向上させることが出来る。２次電池（８１０）は太陽発電パネル（８０８）によって充電（８０９）可能でありメンテナンスフリー機能を提供する。
【００３１】
図９は本発明に係る圧電素子による揺動検知装置を用いた水難救助用ジャケットの構成例を示している救難ジャケット（９００）に揺動検出体（９０１）を取り付け水難救助の点滅発光させる機能を持つ。揺動検出体（９０１）の拡大構造図を矢印（９０３）で示した。水難救助の点滅発光体（９０２ａ，９０２ｂ）を救難ジャケット（９００）に取り付ける構造である。水面（９０５）の揺動により揺動検出体（９０１）は発電しパルス信号を得る。水面による揺動は主に風浪であり、救難ジャケットの浮力との関係でその揺動周波数が決まるが、前述のごとく救難ジャケットの揺動（９０４）の揺動周波数に適応し、その共振周波数を選定する事が可能である。太陽発電パネル、２次電池、制御回路基板を有し、ジャケットと（９００）に取り付けた発光体（９０２ａ，９０２ｂ）を発光することで人の存在を知らしめ救難救助に資する。
【００３２】
図１０は図９における実施形態例の電気制御系の構成例を示す。圧電体、可撓体板からの発電パルスを両波整流し発生パルス（１００２）を得る。光センサ（１００３）は発光による注意喚起が夜間で効果的である事や昼間の明るい環境では発光そのものが意味を持たない事もあり、光センサー（１００３）を用い発光をコントロールするために記してある。これは２次電池（１０１０）消耗を減らす意味もある。発生パルス（１００２）をトリガーとしてタイミングパルス発生回路（１００４）によりタイミングパルス（１００５）を発生する。発光素子を発光させる時間設定機能はタイミングパルス（１００５）に依存する。よって、このタイミングパルス（１００５）によって点滅発光することが可能であり、２次電池（１０１０）の消耗を削減できると同時に点滅発光による注意視覚認識を向上させることが出来る。２次電池（１０１０）は太陽発電パネル（１００８）によって充電（１００９）可能でありメンテナンスフリー機能と長時間の機能を維持出来る。
【００３３】
図１１は本発明に係る圧電素子による揺動検知装置（１１０２）を用いた衝突防止ブイ（１１００）の構成例を示している浮子（１１０１）に揺動検出体（１１０２）と注意喚起用発光体（１１０４）を取り付け、衝突防止を意図して点滅発光させる機能を持つ。揺動検出体（１１０２）の拡大構造図及び発光体（１１０４）を矢印で示した。水難救助の点滅発光体（１１０４）を浮子（１１０１）に取り付ける構造である。水面（１１０６）の揺動により揺動検出体（１１０２）から発電しパルス信号を得ることが出来る。内海ではうねりは少なく水面（１１０６）による揺動は主に風浪であり、ブイ（１１００）の質量と浮力との関係でその揺動周波数が決まるが、前述のごとく水面（１１０６）の揺動（１１０３）の揺動周波数に適応し、その共振周波数を選定する事が可能である。太陽発電パネル、２次電池、制御回路基板を有し、ブイ（１１００）に取り付けた発光体（１１０４）を発光することでブイの存在を知らしめ衝突防止に寄与する。図１１は海苔養殖等の海上設備に漁船、ボート等の衝突を防ぐ発明例で海底（１１０８）に設置した固定用棒（１１０７）で養殖網（１１０５）をロープ（１１０９）繋留している。同じくブイ（１１００）は固定用棒（１１０７）でロープ（１１１０）繋留されている。これは潮汐により、海水面の上昇、下降に対応する為である。風浪揺動を利用すると同時に、潮汐にも対応している。前述したごとく波の揺動は主に風浪であるため、揺動方向が定まっていない。よって、揺動検出体を複数用い、その揺動方向を互いに異なる位置に配置した方が望ましい。
【００３４】
図１２は図１１における実施形態例の電気制御系（１２００）の構成例を示す。圧電体、可撓体板からの発電パルスを両波整流し発生パルス（１２０２）を得る。光センサ（１２０３）は発光による注意喚起が夜間で効果的である事や昼間の明るい環境では発光そのものが意味を持たない事もあり、光センサー（１２０３）を用い発光をコントロールするために記してある。これは２次電池（１２１０）消耗を減らす意味もある。発生パルス（１２０２）をトリガーとしてタイミングパルス発生回路（１２０４）によりタイミングパルス（１２０５）を発生する。発光素子（１２０７）を発光させる時間設定機能はタイミングパルス（１２０５）に依存する。よって、このタイミングパルス（１２０５）によって点滅発光することが可能であり、２次電池（１２１０）の消耗を削減できると同時に点滅発光による注意視覚認識を向上させることが出来る。２次電池（１２１０）は太陽発電パネル（１２０８）によって充電（１２０９）可能でありメンテナンスフリー機能と長時間の機能を維持出来る。
【００３５】
図１３は本発明に係る圧電素子による押圧検知装置を用いたトンネル内交通事故突防止の構成例（１３００）を示している押圧検出体による押圧マット（１３０１〜１３０５，１３０７〜１３１１）をトンネル内の道路面（１３１４）に列状（１３０６，１３１２）に配し工事車両の出入り（１３１６，１３１７）を検出する。矢印（１３１８）で示される押圧マットの形状を下方に図示する。この押圧マット形状は例として押圧マット（１３０４）を拡大したもので押圧検出体（１３０２ａ，１３０４ｂ，１３０４ｃ）等によって構成されている。トンネル内工事車両の交通情報は無線によって押圧マット内に設けられた無線送信駆動回路（図示せず）によって交通制御の表示手段の表示装置（１３１３）に送信される。
【００３６】
図１４は本発明に係る圧電素子による押圧検知装置を用いたトンネル内の車両による押圧マット動作（１４００）を示している。押圧マット（１４０１）は押圧検出体（１４０１ａ，１４０１ｂ，１４０１ｃ）から成る。トンネル内の道路面（１４０２）に敷設された押圧マット（１４０１）上を車両のタイヤ（１４０３）が通過するとき押圧（１４０４）が発生し、工事車両の出入りを検出する。トンネル内工事車両の出入りの交通情報は無線によって押圧マット内に設けられた無線送信駆動回路（図示せず）によって交通制御の表示手段の表示装置に送信される。
【００３７】
図１５は本発明に係る圧電素子による押圧検知装置を用いたトンネル内交通事故突防止装置を工事トンネル内に設置した例（１５００）を示している。トンネル内工事は掘削部（１５０２）で生じた土砂や岩石などを搬出（１５０６）する車両（１５０３）とトンネル外での待機車両（１５１３）の交通制御が必要である。トンネル内の車両すれ違いはスペース上不可能であることが多く、かつトンネル長が長い場合には搬出する車両の存在をトンネル外で待機する車両はうかがい知ることは困難である。トランシーバー等によるトンネル内の車両とトンネル外の待機車両との間での交信により、トンネル内の車両とトンネル外の待機車両との間での交信で、互いの車両の行き来を確認しているものの確実でなく、車両同士の運行間違いも起こる。掘削現場より土砂等を搬出する車両（１５０３）の存在、移動方向（１５０７）と時間をトンネル内の道路に敷設した押圧マット（１５０４，１５０５）によって検知し交通制御を行う。トンネル内の掘削現場の押圧マットによる車両情報は搬出する車両の移動や積み込み作業の状態を表示装置（１５０７，１５０８，１５１１）に向けて無線で送出する。搬出車両（１５０３）トンネル入り口に設けられた押圧マット（１５１０，１５１１）の車両通過、車両通過方向の履歴から、進入車両が無いことを確認出来、安全に搬出車両を動かすことが出来る。逆に、掘削現場の押圧マット（１５０４，１５０５）の車両（１５０３）の有無、移動方向の情報をトンネル入り口の押圧マット（１５０９，１５１０）の情報から、トンネル外の待機車両（１５１３）にトンネル内への進入を許可の指示が可能となる。これら車両の移動許可の指示はトンネル内の表示装置（１５０７）やトンネル入り口の表示装置（１５１１）で行うが、押圧マット（（１５０４，１５０５，１５１０，１５１１）から車両情報を表示装置に無線送信することが確実な交通制御を可能とする。押圧マットは掘削現場やトンネル入り口部だけでなくトンネル長が長いときはトンネル中間地点に設置することで、より安全確保につながる。表示装置（１５０８）はトンネル長が長いときに中間地点に表示装置を設置し、より確実な安全を確保することが出来る。また表示装置は進入する車両、搬出する車両のどちらの方向からも視覚認識出来ること望ましい。
【００３８】
図１６は本発明に係る圧電素子による押圧検知装置を用いたトンネル内交通事故突防止装置を工事トンネル内に設置し無線による交通制御の例を示している。トンネル内の掘削部（１５０２）での押圧マット（１５０４，１５０５）及びトンネル入り口の押圧マット（１５０９，１５１０）による車両情報は押圧による車両存在移動方向を検出したときは、押圧マット内に設けられた無線送信ブロック１６２０または１６１０を起動し，即座に表示装置（１５０７，１５１１）に無線送信する。１６３０，１６４０は表示装置の受信ブロックを示す。トンネル内の掘削部（１５０２）での押圧マット（１５０４，１５０５）及びトンネル入り口の押圧マット（１５０９，１５１０）による両者の車両の有無、移動方向情報は、表示装置の無線受信機能の１６３０，１６４０に送られ、トンネル内の車両交通状況を判断する。また、トンネル内の掘削部（１５０２）での押圧マット（１５０４，１５０５）及びトンネル入り口の押圧マット（１５０９，１５１０）による車両情報は押圧による車両存在や移動方向を検出しなくとも一定時間後には、押圧マット内に設けられた無線送信ブロック１６２０または１６１０を起動し，表示装置（１５０８，１５１２）に無線送信する。表示装置は無線受信により、即座の車両情報を認識出来るし、履歴からもトンネル内の車両状況を把握する表示が可能となり、結果的にトンネル内の交通障害を除去出来る。
【符号の説明】
【００３９】
１００ 揺動検知装置
１０１ａ，１０１ｂ 圧電体
１０２ 可撓体
１０３ 錘
１０４，１０５ ストッパー
１０６ 太陽発電パネル
１０７ ２次電池
１０８ 片持梁構造
１０９ 筐体
１１０ 基板
１１１ 揺動
２００ 揺動検出装置
２０１ａ，２０１ｂ 圧電体
２０２ 可撓体
２０３ 両波整流器
２０４ コンデンサ
２０５ 発生パルス
２０６ 出力インピーダンス
２０７ 光センサー
２０８ タイミングパルス発生ブロック
２０９ タイミングパルス
２１０ 駆動回路
２１１ 発光素子、無線送信ブロック
２１２ ２次電池
２１３ 太陽発電パネル
２１４ 充電ブロック
２１５ 基板
２１６ 揺動
３００ 押圧検出体
３０１ａ，３０１ｂ 圧電体
３０２ 可撓体
３０３ 押圧子
３０４ リミッター
３０５ 筐体
３０６ａ，３０６ｂ 両端支持部
３０７ 押圧力
３０８ 押圧揺動
３０９ 基台
４００ 押圧検出体
４０１ａ，４０１ｂ 圧電体
４０２ 可撓体
４０３ 両波整流器
４０４ 発生パルス
４０５ タイミングパルス発生ブロック
４０６ タイミングパルス
４０７ 駆動回路
４０８ 発光素子、無線送信ブロック
４０９ ２次電池
４１０ 太陽発電パネル
４１１ 充電ブロック
５００ 揺動検出体
５０１ａ，５０１ｂ 圧電体
５０２ 可撓体
５０３ 錘
５０４、５０５ リミッター
５０６ 太陽発電パネル
５０７ ２次電池
５０８ 片持梁構造
５０９ 筐体
５１０ 揺動
５１１ ヘルメット
５１２Ｆ 発光体
５１２Ｌ 発光体
５１２Ｒ 発光体
５１３ 基板
６００ 危険防止ヘルメットシステム
６０１ 揺動圧電スイッチ部
６０２ 発生パルス
６０３ 光センサー
６０４ タイミングパルス発生ブロック
６０５ 発光タイミング
６０６ 駆動回路
６０７ 発光体
６０８ 太陽発電パネル
６０９ 充電ブロック
６１０ ２次電池
７００ 揺動検出体
７０１ａ，７０１ｂ 圧電体
７０２ 可撓体
７０３ 錘
７０４、７０５ リミッター
７０６ 太陽発電パネル
７０７ ２次電池
７０８ 片持梁構造
７０９ 揺動
７１０ 拡大指示矢印
７１１ 横断禁止棒
７１２ａ，７１２ｂ 発光体
７１３ 回転移動
７１４ 回転支点
７１５ 基板
８００ 危険防止踏切遮断機システム
８０１ 揺動圧電スイッチ部
８０２ 発生パルス
８０３ 光センサー
８０４ タイミングパルス発生ブロック
８０５ タイミングパルス
８０６ 駆動回路
８０７ 発光体
８０８ 太陽発電パネル
８０９ 充電ブロック
８１０ ２次電池
９００ 水難救助用ジャケット
９０１ 揺動検出体
９０２ａ，９０２ｂ 発光体
９０３ 拡大図指示矢印
９０４ 揺動
９０５ 水面
１０００ 水難救助用ジャケットシステム
１００１ 揺動圧電スイッチ部
１００２ 発生パルス
１００３ 光センサー
１００４ タイミングパルス発生ブロック
１００５ タイミングパルス
１００６ 駆動回路
１００７ 発光体
１００８ 太陽発電パネル
１００９ 充電ブロック
１０１０ ２次電池
１１００ 衝突防止ブイ
１１０１ 浮子
１１０２ 揺動検出体
１１０３ 揺動
１１０４ 発光体
１１０５ 海苔養殖網
１１０６ 海水面
１１０７ 固定用棒
１１０８ 海底面
１１０９ 海苔網繋留用ロープ
１１１０ 衝突防止ブイ繋留用ロープ
１２００ 衝突防止ブイシステム
１２０１ 圧電スイッチ部
１２０２ 発生パルス
１２０３ 光センサー
１２０４ タイミングパルス発生ブロック
１２０５ 発光タイミング
１２０６ 駆動回路
１２０７ 発光体
１２０８ 太陽発電パネル
１２０９ 充電ブロック
１２１０ ２次電池
１３００ トンネル内交通制御構成図
１３０１ 押圧マット
１３０２ 押圧マット
１３０３ 押圧マット
１３０４ 押圧マット
１３０４ａ 押圧検出体
１３０４ｂ 押圧検出体
１３０４ｃ 押圧検出体
１３０５ 押圧マット
１３０６ 押圧マット列
１３０７ 押圧マット
１３０８ 押圧マット
１３０９ 押圧マット
１３１０ 押圧マット
１３１１ 押圧マット
１３１２ 押圧マット列
１３１３ 表示装置
１３１４ トンネル内の道路面
１３１５ トンネル壁面
１３１６ 車両移動方向
１３１７ 車両移動方向
１３１８ 押圧マット拡大指示矢印
１４００ 車両による押圧マット動作
１４０１ 押圧マット
１４０１ａ 押圧検出体
１４０１ｂ 押圧検出体
１４０１ｃ 押圧検出体
１４０２ トンネル内の道路面
１４０３ 車両タイヤ
１４０４ タイヤによる押圧力
１５００ トンネル内交通事故防止システム
１５０１ トンネル内の工事現場
１５０２ トンネル内の掘削現場
１５０３ 搬出用車両
１５０４ 押圧マット
１５０５ 押圧マット
１５０６ 搬出車両移動方向
１５０７ 表示装置
１５０８ 表示装置
１５０９ 押圧マット
１５１０ 押圧マット
１５１１ 表示装置
１５１２ トンネル外の待機車両
１５１３ トンネル外の待機車両の移動方向
１６１０ トンネル入り口の無線送信ブロック
１６２０ トンネル掘削部の無線送信ブロック
１６３０ トンネル入り口の無線受信と表示装置
１６４０ トンネル掘削部の無線受信と表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電素子によって発電される電気信号を揺動検知または押圧検知として危険防止通知または災害防止通知及びそのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来圧電素子の撓み発電を応用し、発光させる機能または揺動センサーとしての機能、発電効率を高める方法、危険報知方法は存在している。圧電素子はひずみにより電気パルスを発生する特性を持っている。この特性を利用して、例えば特許文献１，特許文献２，特許文献３、特許文献４，特許文献５に示されるような応用がある。一般的に使用される圧電素子の形状は、発電効率を高めるため板状積層構造であり、外力によって板状圧電素子を撓ませることにより発電している。圧電素子そのものは焼成体であり撓み許容度が少なく、許容度を超えるひずみが加わると折損してしまう恐れがある。このことは変異限界が小さく大きな発電力は望めない事も示している。また圧電素子の変形による発電はパルス的であるため電力発電には適さない。
【０００３】
特許文献１は圧電素子を外力によって撓ませ、その時に発生する電力で発光素子を発光させる懐中電灯である。この方法は人的外力によって圧電素子で発電しパルス発光を生じるものであり、照射して形状対象を視覚認識するライト機能を満たすものではない。特許文献２は圧電素子によるパルス発電により発光体を点滅発光することによりを松葉杖で歩く人の存在を知らしめるに有用であるが歩く運動を止めたときには発光体が発光することが無くなってしまう。この欠点を除去する為電池等の補助エネルギーを用いて周辺を照らすことも述べられているが通常の電池式懐中電灯機能と同じとなってしまうことは否めない。特許文献３も同様に圧電素子のひずみによる発電を応用しているものであるが特許文献１及び特許文献２と同じくパルス的な発電応用である。
【０００４】
特許文献４は圧電素子の発電機能で発光体を発光する装置であり、この装置を靴底に配置し人の歩行による押圧外力を圧電素子に加え発光素子を点滅発光し、人の存在と危険を報知する方法で有用ではある。この方法では蓄電池を備え圧電素子で充電する機能が記載されているものの実際の圧電素子はパルス的な電気は発電には適しているが充電に至るまでの電力発電能力は無い。特許文献５は海水面の波動を外力として揺動によって発電する圧電素子を搭載した衝突防止ブイで有るが発光素子の発光能力も弱いものであり実際の危険報知にはそぐわない面も多い。
【０００５】
前述のごとく、圧電素子を用いて外力を加えることにより発光素子を発光させる機能は有用ではあるが圧電素子は電力発電能力が低く、その発電電力は充電機能がある２次電池等に供給する電力性能を満足するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４２３１０号公報
【特許文献２】特開２００７−０００２６１号公報
【特許文献３】特開２００６−３１８８３８号公報
【特許文献４】特開２００４−１０３２６５号公報
【特許文献５】特開２００４−３３０８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上述べたような従来の方法では圧電素子はパルス発電の高い発電能力は有るが電力エネルギー発電には不向きという圧電素子特有の性能を認識していない。本発明は圧電素子の長所と欠点を鑑み、そのパルス発電能力をスイッチとして利用し、太陽発電パネルと２次電池とそれへの充電機能を組み合わせた工夫をエネルギー供給としての手段とし、様々な機能を達成する装置を提供する。
【０００８】
従来では圧電素子本来の性能を引き出していない原因は、発電機能パルス的発電と電力供給発電の両者を求めていることに起因している。本発明では、人の動き、機械の動き、波の動き等の様々な現象を圧電素子での外力センサーのトリガーパルス発生機能としてとらえること及び蓄積電気エネルギーを用い機能実現を機器に応用する。その機能とはメンテナンスフリー、電力供給のワイヤレス化、無人化、小型で既存インフラを損なうことが無く、かつ確実な情報認知させる装置提供が課題である。また、外力を伴う揺動、押圧現象は本発明として記載されている以外の機器にも応用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、本発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、外力による揺動振動に圧電素子の撓み変形がより容易に対応する構造として片持ち梁形状の導電性可撓板を設置しその両面に圧電対を貼り付ける。圧電素子を貼り付けた可撓体の撓み特性、特に撓み振幅と共振周波数は可撓体形状や可撓体に取り付ける錘や貼り付ける圧電素子の位置、形状によって変化することは広く文献に記載されている。図１において可撓体上面に貼り付けた圧電素子の端子と導電性可撓体の端子、可撓体下面に貼り付けた圧電素子の端子は両波整流されて電気パルスを生ずる。この発生した電気パルスをトリガーとして発光素子を発光させる駆動回路を起動する。前記駆動回路等の電源は太陽電池パネルによって充電される２次電池から得る。駆動回路は様々に要求される機能に対応する為、圧電素子からの発生電力は利用しない。圧電素子の発電特性はパルス発電の波形を呈し、これをトリガーパルスとして駆動回路系のスイッチ起動パルスとして利用していることを特徴としている。
【００１０】
以上、請求項１に基づく発明によれば、電力を圧電素子からではなく、２次電池からの供給が可能で種々の駆動回路に対応できることから、様々な応用機器への展開が可能となる。
【００１１】
また、前記目的を達成するため、請求項２に記載の発明は、外力による押圧に圧電素子の撓み変形がより容易に対応する構造として両端支持形状の導電性可撓板を設置しその両面に圧電対を貼り付ける。圧電素子を貼り付けた可撓体の撓み特性、特に撓み振幅と共振周波数は可撓体形状や可撓体に取り付けるバネ成分や貼り付ける圧電素子の位置、形状によって変化することは広く文献に記載されている。図２において可撓体上面に貼り付けた圧電素子の端子と導電性可撓体の端子、可撓体下面に貼り付けた圧電素子の端子は両波整流されて電気パルスを生ずる。この発生した電気パルスをトリガーとして発光素子を発光させる駆動回路を起動する。前記駆動回路等の電源は太陽電池パネルによって充電される２次電池から得る。駆動回路は様々に要求される機能に対応する為、圧電素子からの発生電力は利用しない。圧電素子の発電特性はパルス発電の波形を呈し、これをトリガーパルスとして駆動回路系のスイッチ起動パルスとして利用していることを特徴としている。
【００１２】
以上、請求項２に基づく発明によれば、電力を圧電素子からではなく、２次電池からの供給が可能で種々の駆動回路に対応できることから、様々な応用機器への展開が可能となる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、危険を防止するヘルメットである。工事現場等で用いるヘルメットに発光体を取り付け、人の存在を確認し危険防止に供する。請求項１に基づく揺動による発電パルスをスイッチとして駆動回路を起動し発光素子の発光体するものである。発光体をヘルメット周囲に配置し容易に人の存在を知らしめる構造を持つ。発光体を点滅させれば、よりその効果を上げることが出来る。
【００１４】
また、請求項３に基づく本発明はオートバイ用ヘルメットにも応用できる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の揺動検知方式を用いた踏切内への危険防止に供する横断禁止棒への応用例である。横断禁止棒の遮断運動に揺動振動を検出する圧電パルス発電をトリガースイッチとして駆動回路を起動し、踏切の遮断棒に取り付けた発光体を発光させ、危険報知することにより災害の防止を行うことを特徴としている。
【００１６】
請求項４に基づく本発明は踏切の既存インフラを新たに設置することなく後付の付加機器として危険を防ぐことが出来る。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の揺動検知方式を用いた水難救助に供するジャケットへの応用例である。波に浮遊する水難救助用ジャケット揺動振動を検出する圧電パルス発電をトリガースイッチとして駆動回路を起動し、ジャケット取り付けた発光体を発光させ、または救助信号を無線送信することで遭難を報知し救助を行うことを特徴としている。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の揺動検知方式を用いた衝突防止ブイへの応用例である。例として海苔養殖網等に漁船、ボートの衝突を防止する手段である。波の動きによるブイの揺動を検知し、発光素子を発光させ衝突を防ぐブイを供する。光センサーを用いればブイの発光は夜間に限定することも可能である。
【００１９】
請求項７に記載の発明は請求項２に記載の押圧検知器から成る押圧マットを用いトンネル内工事車両の交通傷害を除去するものである。トンネル外の待機車両とトンネル内の機材や土砂搬出車両の交通制御を行うもので、押圧マットをトンネル入り口とトンネル奥、例えば掘削現場のそれぞれに押圧マットを敷設し押圧マットによる車両の有無、移動の車両情報を押圧マットから無線で送信するものである。押圧マットの車両情報の受信機能を持つ表示装置で搬出車両に搬出移動許可を報知したり、トンネル入り口で待機する車両の進入を許可したりする交通制御を行うことによりトンネル内の工事車両の交通傷害を除去することを特徴としている。
【００２０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、発明例として記載以外の機器応用など発明の趣旨の範囲で他の態様としても有効である。
【発明の効果】
【００２１】
圧電素子による揺動、押圧検知と太陽発電パネルによる２次電池へ充電する機能とを組み合わせることにより、様々な危険回避する応用システムが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の圧電素子を用いた揺動検出の構造図である。
【図２】本発明の圧電素子を用いた揺動検出の電気系制御の説明図である。
【図３】本発明の圧電素子を用いた押圧検出の構造図である。
【図４】本発明の圧電素子を用いた押圧検出の電気系制御の説明図である。
【図５】本発明による危険防止ヘルメットの構造図である。
【図６】本発明による危険防止ヘルメットの電気制御説明図である。
【図７】本発明による踏切危険防止用横断禁止棒の構造図である。
【図８】本発明による踏切危険防止用横断禁止棒の電気系制御説明図である。
【図９】本発明による水難救助用ジャケットの構造図である。
【図１０】本発明による水難救助用ジャケットの電気系制御説明図である。
【図１１】本発明による衝突防止ブイの構造図である。
【図１２】本発明による衝突防止ブイの電気系制御説明図である。
【図１３】本発明によるトンネル内工事車両安全交通の車両通過押圧検知の構成図である。
【図１４】トンネル内工事車両タイヤによる押圧検出の構造図である。
【図１５】本発明によるトンネル内工事車両安全交通の構成図である。
【図１６】本発明によるトンネル内工事車両情報無線送受信システムと表示装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を具体化した実施形態を図に基づいて説明する。図は説明の都合上模式的に描いてある。図１は本発明に係る圧電素子を用いた揺動検知装置の機構図を示している筐体（１０９）内に片持梁構造（１０８）に支持された可撓体板（１０２）の両面に圧電素子（１０１ａ，１０１ｂ）を貼り付け、外力によって揺動（１１１）することにより圧電体（１０１ａ，１０１ｂ）の撓みを生じさせ、発電パルス信号を得る。圧電体は焼成体であり歪み許容度が小さく、大きい歪みを与えると折損しやすく揺動による歪みの増大を防ぐため、変位リミッター（１０４，１０５）は有用である。錘（１０３）によって揺動の振動共振周波数を制御する事が出来るが、錘が無いときでも圧電素子の位置や可撓体板の形状により共振周波数は変化させることも出来る。外力の周波数に適応し、その共振周波数を選定する事が可能である。１０６は太陽発電パネル、１０７は２次電池、１１０は制御回路基板である。揺動撓みによって圧電体（１０１ａ，１０１ｂ）はパルス発電し、揺動の検出が出来る。
【００２４】
図２は図１における実施形態例の電気制御系の構成を示す。圧電体（２０１ａ，２０１ｂ）、可撓体板（２０２）による発電パルスを両波整流（２０３）し発生パルス（２０５）を得る。出力抵抗（２０６）と光センサ（２０７）は発光による注意喚起が夜間で効果的である事や昼間の明るい環境では発光そのものが意味を持たない事もあり、光センサーを用い発光をコントロールするために記してある。これは２次電池（２１２）消耗を減らす意味もある。発生パルス（２０５）をトリガーとしてタイミングパルス発生回路（２０８）によりタイミングパルス（２０９）を発生する。このタイミングパルス（２０９）で駆動回路を起動し、発光素子を発光させることや無線送信を行う。発光素子を発光させる時間設定または揺動情報を無線送信時間設定する機能はタイミングパルス（２０９）に依存する。よって、このタイミングパルス（２０９）によって点滅発光することや無線送信時間を決めることが可能であり、２次電池消耗（２１２）を削減できる。２次電池（２１２）は太陽発電パネル（２１３）によって充電（２１４）可能でありメンテナンスフリー機能を提供する。
【００２５】
図３は本発明に係る圧電素子を用いた押圧検知装置の機構図を示している筐体（３０５）内に両端支持構造（３０６ａ，３０６ｂ）に支持された可撓体板（３０２）の両面に圧電素子（３０１ａ，３０１ｂ）を貼り付け、外力によって押圧（３０７）することにより圧電体（３０１ａ，３０１ｂ）の撓みを生じさせる事により発電パルス信号を得る。圧電体は焼成体であり歪み許容度が小さく、大きい歪みを与えると折損しやすく揺動による歪みの増大を防ぐため、押圧子（３０３）、変位リミッター（３０４）は有用である。太陽発電パネル、２次電池、制御回路基板は省略した。揺動撓みによって圧電体（３０１ａ，３０１ｂ）はパルス発電し、押圧の検出が出来る。
【００２６】
図４は図３における実施形態の電気制御系の構成例を示す。圧電体（４０１ａ，４０１ｂ）、可撓体板（４０２）による発電パルスを両波整流（４０３）し発生パルス（４０４）を得る。発光素子を発光させる時間設定または揺動情報を無線送信時間設定する機能はタイミングパルスに依存する。よって、このタイミングパルスによって点滅発光することや無線送信時間を決めることが可能であり、２次電池（４０９）消耗を削減できる。２次電池（４０９）は太陽発電パネル（４１０）によって充電（４１１）可能でありメンテナンスフリー機能を提供する。
【００２７】
図５は本発明に係る圧電素子による揺動検知装置を用いた危険防止ヘルメットの構成例を示している筐体（５０９）内に片持梁構造（５０８）に支持された可撓体板（５０２）の両面に圧電素子（５０１ａ，５０１ｂ）を貼り付け、外力によって揺動（５１０）することにより圧電体（５０１ａ，５０１ｂ）に撓みを生じさせる事により発電パルス信号を得る。圧電体は焼成体であり歪み許容度が小さく、大きい歪みを与えると折損しやすく揺動による歪みの増大を防ぐため、変位リミッター（５０４，５０５）は有用である。錘（５０３）によって揺動の振動共振周波数を制御する事が出来るが、錘が無いときでも圧電素子の位置や可撓体板（５０２）の形状により共振周波数は変化させることも出来る。外力の周波数に適応し、その共振周波数を選定する事が可能である。５０６は太陽発電パネル、５０７は２次電池、５１３は制御回路基板である。揺動撓みによって圧電体（５０１ａ，５０１ｂ）はパルス発電し、揺動の検出が出来る。人体の歩行や作業による揺動（５１０）を検出しヘルメット（５１１）に取り付けた発光体（５１２Ｆ，５１２Ｌ，５１２Ｒ）を発光することで人の存在を知らしめ危険防止する。
【００２８】
図６は図５における実施形態の電気制御系の構成例を示す。圧電体（５０１ａ，５０１ｂ）、可撓体板（５０２）による発電パルスを両波整流し発生パルス（６０２）を得る。光センサ（６０３）は発光による注意喚起が夜間で効果的である事や昼間の明るい環境では発光そのものが意味を持たない事もあり、光センサーを用い発光をコントロールするために記してある。これは２次電池（６１０）消耗を減らす意味もある。発生パルス（６０２）をトリガーとしてタイミングパルス発生回路（６０４）によりタイミングパルス（６０５）を発生する。発光素子を発光させる時間設定機能はタイミングパルス（６０５）に依存する。よって、このタイミングパルス（６０５）によって点滅発光することが可能であり、２次電池（６１０）の消耗を削減できると同時に注意視覚認識を向上させることが出来る。２次電池（６１０）は太陽発電パネル（６０８）によって充電（６０９）可能でありメンテナンスフリー機能を提供する。
【００２９】
図７は本発明に係る圧電素子による揺動検知装置（７００）を用いた踏切危険防止の構成例を示している筐体内に片持梁構造（７０８）に支持された可撓体板（７０２）の両面に圧電素子（７０１ａ，７０１ｂ）を貼り付け、危険横断を禁止する横断禁止棒（７１１）が回転移動（７１３）で揺動（７０９）することにより圧電体（７０１ａ，７０１ｂ）に撓みを生じさせ発電パルス信号を得る。圧電体は焼成体であり歪み許容度が小さく、大きい歪みを与えると折損しやすく揺動による歪みの増大を防ぐため、変位リミッター（７０４，７０５）は有用である。錘（７０３）によって揺動の振動共振周波数を制御する事が出来るが、錘が無いときでも圧電素子の位置や可撓体板（７０２）の形状により共振周波数は変化させることも出来る。横断禁止棒（７１１）の揺動周波数に適応し、その共振周波数を選定する事が可能である。７０６は太陽発電パネル、７０７は２次電池、７１６は制御回路基板である。揺動撓みによって圧電体（７０１ａ，７０１ｂ）はパルス発電し、揺動の検出が出来る。横断禁止棒（７１１）の回転移動（７１３）による揺動（７０９）を検出し横断禁止棒（７１１）取り付けた発光体（７１２ａ，７１２ｂ）を発光することで横断禁止棒（７１１）の存在を知らしめ危険防止する。踏切危険防止の本発明例は横断禁止棒に簡単に後から取り付けることが可能で既存の設備を利用できる。
【００３０】
図８は図７における実施形態の電気制御系の構成例を示す。圧電体（７０１ａ，７０１ｂ）、可撓体板（７０２）による発電パルスを両波整流し発生パルス（８０２）を得る。光センサ（８０３）は発光による注意喚起が夜間で効果的である事や昼間の明るい環境では発光そのものが意味を持たない事もあり、光センサー（８０３）を用い発光をコントロールするために記してある。これは２次電池（８１０）消耗を減らす意味もある。発生パルス（８０２）をトリガーとしてタイミングパルス発生回路（８０４）によりタイミングパルス（８０５）を発生する。発光素子（８０７）を発光させる時間設定機能はタイミングパルス（８０５）に依存する。よって、このタイミングパルス（８０５）によって点滅発光することが可能であり、２次電池（８１０）の消耗を削減できると同時に点滅発光による注意視覚認識を向上させることが出来る。２次電池（８１０）は太陽発電パネル（８０８）によって充電（８０９）可能でありメンテナンスフリー機能を提供する。
【００３１】
図９は本発明に係る圧電素子による揺動検知装置を用いた水難救助用ジャケットの構成例を示している救難ジャケット（９００）に揺動検出体（９０１）を取り付け水難救助の点滅発光させる機能を持つ。揺動検出体（９０１）の拡大構造図を矢印（９０３）で示した。水難救助の点滅発光体（９０２ａ，９０２ｂ）を救難ジャケット（９００）に取り付ける構造である。水面（９０５）の揺動により揺動検出体（９０１）は発電しパルス信号を得る。水面による揺動は主に風浪であり、救難ジャケットの浮力との関係でその揺動周波数が決まるが、前述のごとく救難ジャケットの揺動（９０４）の揺動周波数に適応し、その共振周波数を選定する事が可能である。太陽発電パネル、２次電池、制御回路基板を有し、ジャケットと（９００）に取り付けた発光体（９０２ａ，９０２ｂ）を発光することで人の存在を知らしめ救難救助に資する。
【００３２】
図１０は図９における実施形態例の電気制御系の構成例を示す。圧電体、可撓体板からの発電パルスを両波整流し発生パルス（１００２）を得る。光センサ（１００３）は発光による注意喚起が夜間で効果的である事や昼間の明るい環境では発光そのものが意味を持たない事もあり、光センサー（１００３）を用い発光をコントロールするために記してある。これは２次電池（１０１０）消耗を減らす意味もある。発生パルス（１００２）をトリガーとしてタイミングパルス発生回路（１００４）によりタイミングパルス（１００５）を発生する。発光素子を発光させる時間設定機能はタイミングパルス（１００５）に依存する。よって、このタイミングパルス（１００５）によって点滅発光することが可能であり、２次電池（１０１０）の消耗を削減できると同時に点滅発光による注意視覚認識を向上させることが出来る。２次電池（１０１０）は太陽発電パネル（１００８）によって充電（１００９）可能でありメンテナンスフリー機能と長時間の機能を維持出来る。
【００３３】
図１１は本発明に係る圧電素子による揺動検知装置（１１０２）を用いた衝突防止ブイ（１１００）の構成例を示している浮子（１１０１）に揺動検出体（１１０２）と注意喚起用発光体（１１０４）を取り付け、衝突防止を意図して点滅発光させる機能を持つ。揺動検出体（１１０２）の拡大構造図及び発光体（１１０４）を矢印で示した。水難救助の点滅発光体（１１０４）を浮子（１１０１）に取り付ける構造である。水面（１１０６）の揺動により揺動検出体（１１０２）から発電しパルス信号を得ることが出来る。内海ではうねりは少なく水面（１１０６）による揺動は主に風浪であり、ブイ（１１００）の質量と浮力との関係でその揺動周波数が決まるが、前述のごとく水面（１１０６）の揺動（１１０３）の揺動周波数に適応し、その共振周波数を選定する事が可能である。太陽発電パネル、２次電池、制御回路基板を有し、ブイ（１１００）に取り付けた発光体（１１０４）を発光することでブイの存在を知らしめ衝突防止に寄与する。図１１は海苔養殖等の海上設備に漁船、ボート等の衝突を防ぐ発明例で海底（１１０８）に設置した固定用棒（１１０７）で養殖網（１１０５）をロープ（１１０９）繋留している。同じくブイ（１１００）は固定用棒（１１０７）でロープ（１１１０）繋留されている。これは潮汐により、海水面の上昇、下降に対応する為である。風浪揺動を利用すると同時に、潮汐にも対応している。前述したごとく波の揺動は主に風浪であるため、揺動方向が定まっていない。よって、揺動検出体を複数用い、その揺動方向を互いに異なる位置に配置した方が望ましい。
【００３４】
図１２は図１１における実施形態例の電気制御系（１２００）の構成例を示す。圧電体、可撓体板からの発電パルスを両波整流し発生パルス（１２０２）を得る。光センサ（１２０３）は発光による注意喚起が夜間で効果的である事や昼間の明るい環境では発光そのものが意味を持たない事もあり、光センサー（１２０３）を用い発光をコントロールするために記してある。これは２次電池（１２１０）消耗を減らす意味もある。発生パルス（１２０２）をトリガーとしてタイミングパルス発生回路（１２０４）によりタイミングパルス（１２０５）を発生する。発光素子（１２０７）を発光させる時間設定機能はタイミングパルス（１２０５）に依存する。よって、このタイミングパルス（１２０５）によって点滅発光することが可能であり、２次電池（１２１０）の消耗を削減できると同時に点滅発光による注意視覚認識を向上させることが出来る。２次電池（１２１０）は太陽発電パネル（１２０８）によって充電（１２０９）可能でありメンテナンスフリー機能と長時間の機能を維持出来る。
【００３５】
図１３は本発明に係る圧電素子による押圧検知装置を用いたトンネル内交通事故突防止の構成例（１３００）を示している押圧検出体による押圧マット（１３０１〜１３０５，１３０７〜１３１１）をトンネル内の道路面（１３１４）に列状（１３０６，１３１２）に配し工事車両の出入り（１３１６，１３１７）を検出する。矢印（１３１８）で示される押圧マットの形状を下方に図示する。この押圧マット形状は例として押圧マット（１３０４）を拡大したもので押圧検出体（１３０２ａ，１３０４ｂ，１３０４ｃ）等によって構成されている。トンネル内工事車両の交通情報は無線によって押圧マット内に設けられた無線送信駆動回路（図示せず）によって交通制御の表示手段の表示装置（１３１３）に送信される。
【００３６】
図１４は本発明に係る圧電素子による押圧検知装置を用いたトンネル内の車両による押圧マット動作（１４００）を示している。押圧マット（１４０１）は押圧検出体（１４０１ａ，１４０１ｂ，１４０１ｃ）から成る。トンネル内の道路面（１４０２）に敷設された押圧マット（１４０１）上を車両のタイヤ（１４０３）が通過するとき押圧（１４０４）が発生し、工事車両の出入りを検出する。トンネル内工事車両の出入りの交通情報は無線によって押圧マット内に設けられた無線送信駆動回路（図示せず）によって交通制御の表示手段の表示装置に送信される。
【００３７】
図１５は本発明に係る圧電素子による押圧検知装置を用いたトンネル内交通事故突防止装置を工事トンネル内に設置した例（１５００）を示している。トンネル内工事は掘削部（１５０２）で生じた土砂や岩石などを搬出（１５０６）する車両（１５０３）とトンネル外での待機車両（１５１３）の交通制御が必要である。トンネル内の車両すれ違いはスペース上不可能であることが多く、かつトンネル長が長い場合には搬出する車両の存在をトンネル外で待機する車両はうかがい知ることは困難である。トランシーバー等によるトンネル内の車両とトンネル外の待機車両との間での交信により、トンネル内の車両とトンネル外の待機車両との間での交信で、互いの車両の行き来を確認しているものの確実でなく、車両同士の運行間違いも起こる。掘削現場より土砂等を搬出する車両（１５０３）の存在、移動方向（１５０７）と時間をトンネル内の道路に敷設した押圧マット（１５０４，１５０５）によって検知し交通制御を行う。トンネル内の掘削現場の押圧マットによる車両情報は搬出する車両の移動や積み込み作業の状態を表示装置（１５０７，１５０８，１５１１）に向けて無線で送出する。搬出車両（１５０３）トンネル入り口に設けられた押圧マット（１５１０，１５１１）の車両通過、車両通過方向の履歴から、進入車両が無いことを確認出来、安全に搬出車両を動かすことが出来る。逆に、掘削現場の押圧マット（１５０４，１５０５）の車両（１５０３）の有無、移動方向の情報をトンネル入り口の押圧マット（１５０９，１５１０）の情報から、トンネル外の待機車両（１５１３）にトンネル内への進入を許可の指示が可能となる。これら車両の移動許可の指示はトンネル内の表示装置（１５０７）やトンネル入り口の表示装置（１５１１）で行うが、押圧マット（（１５０４，１５０５，１５１０，１５１１）から車両情報を表示装置に無線送信することが確実な交通制御を可能とする。押圧マットは掘削現場やトンネル入り口部だけでなくトンネル長が長いときはトンネル中間地点に設置することで、より安全確保につながる。表示装置（１５０８）はトンネル長が長いときに中間地点に表示装置を設置し、より確実な安全を確保することが出来る。また表示装置は進入する車両、搬出する車両のどちらの方向からも視覚認識出来ること望ましい。
【００３８】
図１６は本発明に係る圧電素子による押圧検知装置を用いたトンネル内交通事故突防止装置を工事トンネル内に設置し無線による交通制御の例を示している。トンネル内の掘削部（１５０２）での押圧マット（１５０４，１５０５）及びトンネル入り口の押圧マット（１５０９，１５１０）による車両情報は押圧による車両存在移動方向を検出したときは、押圧マット内に設けられた無線送信ブロック１６２０または１６１０を起動し，即座に表示装置（１５０７，１５１１）に無線送信する。１６３０，１６４０は表示装置の受信ブロックを示す。トンネル内の掘削部（１５０２）での押圧マット（１５０４，１５０５）及びトンネル入り口の押圧マット（１５０９，１５１０）による両者の車両の有無、移動方向情報は、表示装置の無線受信機能の１６３０，１６４０に送られ、トンネル内の車両交通状況を判断する。また、トンネル内の掘削部（１５０２）での押圧マット（１５０４，１５０５）及びトンネル入り口の押圧マット（１５０９，１５１０）による車両情報は押圧による車両存在や移動方向を検出しなくとも一定時間後には、押圧マット内に設けられた無線送信ブロック１６２０または１６１０を起動し，表示装置（１５０８，１５１２）に無線送信する。表示装置は無線受信により、即座の車両情報を認識出来るし、履歴からもトンネル内の車両状況を把握する表示が可能となり、結果的にトンネル内の交通障害を除去出来る。
【符号の説明】
【００３９】
１００ 揺動検知装置
１０１ａ，１０１ｂ 圧電体
１０２ 可撓体
１０３ 錘
１０４，１０５ ストッパー
１０６ 太陽発電パネル
１０７ ２次電池
１０８ 片持梁構造
１０９ 筐体
１１０ 基板
１１１ 揺動
２００ 揺動検出装置
２０１ａ，２０１ｂ 圧電体
２０２ 可撓体
２０３ 両波整流器
２０４ コンデンサ
２０５ 発生パルス
２０６ 出力インピーダンス
２０７ 光センサー
２０８ タイミングパルス発生ブロック
２０９ タイミングパルス
２１０ 駆動回路
２１１ 発光素子、無線送信ブロック
２１２ ２次電池
２１３ 太陽発電パネル
２１４ 充電ブロック
２１５ 基板
２１６ 揺動
３００ 押圧検出体
３０１ａ，３０１ｂ 圧電体
３０２ 可撓体
３０３ 押圧子
３０４ リミッター
３０５ 筐体
３０６ａ，３０６ｂ 両端支持部
３０７ 押圧力
３０８ 押圧揺動
３０９ 基台
４００ 押圧検出体
４０１ａ，４０１ｂ 圧電体
４０２ 可撓体
４０３ 両波整流器
４０４ 発生パルス
４０５ タイミングパルス発生ブロック
４０６ タイミングパルス
４０７ 駆動回路
４０８ 発光素子、無線送信ブロック
４０９ ２次電池
４１０ 太陽発電パネル
４１１ 充電ブロック
５００ 揺動検出体
５０１ａ，５０１ｂ 圧電体
５０２ 可撓体
５０３ 錘
５０４、５０５ リミッター
５０６ 太陽発電パネル
５０７ ２次電池
５０８ 片持梁構造
５０９ 筐体
５１０ 揺動
５１１ ヘルメット
５１２Ｆ 発光体
５１２Ｌ 発光体
５１２Ｒ 発光体
５１３ 基板
６００ 危険防止ヘルメットシステム
６０１ 揺動圧電スイッチ部
６０２ 発生パルス
６０３ 光センサー
６０４ タイミングパルス発生ブロック
６０５ 発光タイミング
６０６ 駆動回路
６０７ 発光体
６０８ 太陽発電パネル
６０９ 充電ブロック
６１０ ２次電池
７００ 揺動検出体
７０１ａ，７０１ｂ 圧電体
７０２ 可撓体
７０３ 錘
７０４、７０５ リミッター
７０６ 太陽発電パネル
７０７ ２次電池
７０８ 片持梁構造
７０９ 揺動
７１０ 拡大指示矢印
７１１ 横断禁止棒
７１２ａ，７１２ｂ 発光体
７１３ 回転移動
７１４ 回転支点
７１５ 基板
８００ 危険防止踏切遮断機システム
８０１ 揺動圧電スイッチ部
８０２ 発生パルス
８０３ 光センサー
８０４ タイミングパルス発生ブロック
８０５ タイミングパルス
８０６ 駆動回路
８０７ 発光体
８０８ 太陽発電パネル
８０９ 充電ブロック
８１０ ２次電池
９００ 水難救助用ジャケット
９０１ 揺動検出体
９０２ａ，９０２ｂ 発光体
９０３ 拡大図指示矢印
９０４ 揺動
９０５ 水面
１０００ 水難救助用ジャケットシステム
１００１ 揺動圧電スイッチ部
１００２ 発生パルス
１００３ 光センサー
１００４ タイミングパルス発生ブロック
１００５ タイミングパルス
１００６ 駆動回路
１００７ 発光体
１００８ 太陽発電パネル
１００９ 充電ブロック
１０１０ ２次電池
１１００ 衝突防止ブイ
１１０１ 浮子
１１０２ 揺動検出体
１１０３ 揺動
１１０４ 発光体
１１０５ 海苔養殖網
１１０６ 海水面
１１０７ 固定用棒
１１０８ 海底面
１１０９ 海苔網繋留用ロープ
１１１０ 衝突防止ブイ繋留用ロープ
１２００ 衝突防止ブイシステム
１２０１ 圧電スイッチ部
１２０２ 発生パルス
１２０３ 光センサー
１２０４ タイミングパルス発生ブロック
１２０５ 発光タイミング
１２０６ 駆動回路
１２０７ 発光体
１２０８ 太陽発電パネル
１２０９ 充電ブロック
１２１０ ２次電池
１３００ トンネル内交通制御構成図
１３０１ 押圧マット
１３０２ 押圧マット
１３０３ 押圧マット
１３０４ 押圧マット
１３０４ａ 押圧検出体
１３０４ｂ 押圧検出体
１３０４ｃ 押圧検出体
１３０５ 押圧マット
１３０６ 押圧マット列
１３０７ 押圧マット
１３０８ 押圧マット
１３０９ 押圧マット
１３１０ 押圧マット
１３１１ 押圧マット
１３１２ 押圧マット列
１３１３ 表示装置
１３１４ トンネル内の道路面
１３１５ トンネル壁面
１３１６ 車両移動方向
１３１７ 車両移動方向
１３１８ 押圧マット拡大指示矢印
１４００ 車両による押圧マット動作
１４０１ 押圧マット
１４０１ａ 押圧検出体
１４０１ｂ 押圧検出体
１４０１ｃ 押圧検出体
１４０２ トンネル内の道路面
１４０３ 車両タイヤ
１４０４ タイヤによる押圧力
１５００ トンネル内交通事故防止システム
１５０１ トンネル内の工事現場
１５０２ トンネル内の掘削現場
１５０３ 搬出用車両
１５０４ 押圧マット
１５０５ 押圧マット
１５０６ 搬出車両移動方向
１５０７ 表示装置
１５０８ 表示装置
１５０９ 押圧マット
１５１０ 押圧マット
１５１１ 表示装置
１５１２ トンネル外の待機車両
１５１３ トンネル外の待機車両の移動方向
１６１０ トンネル入り口の無線送信ブロック
１６２０ トンネル掘削部の無線送信ブロック
１６３０ トンネル入り口の無線受信と表示装置
１６４０ トンネル掘削部の無線受信と表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動振動による撓み（１１１）を検出して発光素子を発光させる手段、または撓み情報を無線送信する手段を持つ駆動回路（１１０）と太陽発電パネル（１０６）による二次電池（１０７）を充電する手段（２１４）とを有し、前記揺動検出器（１００）は導電性の板バネ構造の可撓体（１０２）を片持梁構造（１０８）として設置し、前記可撓体（１０２）の両面に圧電素子（１０１ａ，１０１ｂ）を貼り付け、この可撓体（１０２）が外部の力または振動で撓む（１１１）ことにより圧電体素子（１０１ａ，１０１ｂ）から電気パルス（２０５）を発生させ、この発生した電気パルスのスイッチ機能によってタイミングパルス発生回路からタイミングパルス（２０９）を得て、このタイミングパルス（２０９）によって発光素子を発光させる駆動部回路（２１０）を起動する手段または揺動検出情報を無線送信させる駆動回路（２１０）の機能を持つことを特徴とする装置。
【請求項２】
押圧（３０７または４１１）による撓み（３０８）を検出して発光素子を発光させる手段（４０８）、または撓み情報を無線送信（４０８）する手段を持つ駆動回路（４０７）と太陽発電パネル（４１０）による二次電池（４０９）を充電する手段（４１１）とを有し、前記押圧検出器（３００，４００）は導電性の板バネ構造の可撓体（３０２，４０２）を両端支持構造（３０６ａ，３０６ｂ）として取り付け、前記可撓体（３０２，４０２）の両面に圧電素子（３０１ａ，３０１ｂ，４０１ａ，４０１ｂ）を貼り付け、この可撓体（３０２，４０２）が外部の力（３０７，４１１）によって撓む（３０８）ことにより圧電体素子（３０１ａ，３０１ｂ）及び可撓体（３０２，４０２）から電気パルス（４０４）を発生させ、この発生した電気パルス（４０４）のスイッチ機能によってタイミングパルス発生回路からタイミングパルス（４０６）を得て、駆動回路（４０７）を起動させ、発光素子を発光させる（４０８）機能または揺動検出情報を無線送信（４０８）させる機能を持つことを特徴とする装置。
【請求項３】
工事用現場等で頭部を保護するヘルメット（５１１）に請求項１の装置（５００）を取り付け、かつヘルメット（５１１）の周囲に注意喚起用の発光体（５１２Ｆ，５１２Ｌ，５１２Ｒ）を配設し、人体の動きの揺動（５１０）により注意喚起の発光体（５１２Ｆ，５１２Ｌ，５１２Ｒ）を発光させる機能を持ち、請求項１に記載の圧電素子から発生する電気パルス（６０２）をトリガーとして電気パルス入力から一定時間の間（６０５）、前記発光素子（６０７）の駆動回路（６０６）を起動し発光体（５１２Ｆ，５１２Ｌ，５１２Ｒ）を点滅発光させる事で常時発光または待機電力を削減し２次電池（６１０）消耗を減らすと共に点滅発光により視覚認識を向上させ危険防止するヘルメット（５１１）。
【請求項４】
踏切の危険横断防止ために侵入禁止動作をする横断禁止棒（７１１）に請求項１の装置（７００）を取り付け、かつ注意喚起用の発光体（７１２ａ，７１２ｂ）を横断禁止棒（７１１）に配設し、横断禁止棒（７１１）の上下回転運動（７１３）に伴う横断禁止棒（７１１）の揺動振動（７０９）により注意喚起の発光体（７１２ａ，７１２ｂ）を発光させる機能を持ち、請求項１に記載の圧電素子から発生する電気パルス（８０２）をトリガーとして電気パルス（８０２）入力から一定時間の間（８０５）、前記発光素子の駆動回路（８０６）を起動させ発光体（８０７）を点滅発光させ、常時発光または待機電力を削減し２次電池（８１０）の消耗を減らすと共に点滅発光により視覚認識を向上させ危険防止する装置。
【請求項５】
水難救助用ジャケット（９００）に請求項１の装置（９０１）を取り付け、かつ注意喚起用の報知発光体（９０２ａ、９０２ｂ）を配設し、水面（９０５）に浮かぶ人体の振動（９０４）により注意喚起の報知発光体（９０２ａ，９０２ｂ）を点滅発光させる手段を持ち、請求項１に記載の圧電素子から発生する電気パルス（１００２）をトリガーとして電気パルス（１００２）入力から一定時間の間（１００５）、前記発光素子の駆動回路（１００６）を起動させ報知発光体（９０２ａ、９０２ｂ，１００７）を点滅発光し水難を報知する救助用ジャケット。
【請求項６】
衝突防止用の水上ブイ（１１００）に請求項１の装置（１１０２）を取り付け、かつ注意喚起用の報知発光体（１１０４）を配設し、水面（１１０６）に浮かぶ前記ブイが水面の揺動（１１０３）により注意喚起の報知発光体（１１０４）を発光させる手段を持ち、請求項１に記載の圧電素子から発生する電気パルス（１２０２）をトリガーとした電気パルス入力から一定時間の間（１２０５）、前記発光素子の駆動回路（１２０６）を起動させ報知発光体（１１０４，１２０７）を点滅発光し漁船またはボート等に衝突防止を報知する水上ブイ。
【請求項７】
車両の通過を検出する請求項２に記載の押圧検知器（１３０４ａ，１３０５ｂ，１３０４ｃ）からなる押圧マット（１３０１〜１３０５、１３０７〜１３１１）を道路面（１３１４）に配設し、トンネル（１５０１）内の工事車両出入り（１５０６，１５１３）の交通整理を行い危険防止行う事を特徴とし、その手段として前記押圧マットをトンネル入り口（１５０９，１５１０）及びトンネル掘削現場（１５０４，１５０５）の２ヶ所に配設し、少なくとも掘削現場とトンネル入り口に設けた車両出入情報の表示装置（１５０７，１５１１）に車両通過検出情報を無線で送出し、前記表示装置（１５０７，１５１１）によりトンネル内の車両（１５０３）とトンネル外の待機車両（１５１２）の車両出入り（１５０６，１５１３）を制御することを可能にしたことを特徴とする装置。
【請求項１】
揺動振動による撓み（１１１）を検出して発光素子を発光させる手段、または撓み情報を無線送信する手段を持つ駆動回路（１１０）と太陽発電パネル（１０６）による二次電池（１０７）を充電する手段（２１４）とを有し、前記揺動検出器（１００）は導電性の板バネ構造の可撓体（１０２）を片持梁構造（１０８）として設置し、前記可撓体（１０２）の両面に圧電素子（１０１ａ，１０１ｂ）を貼り付け、この可撓体（１０２）が外部の力または振動で撓む（１１１）ことにより圧電体素子（１０１ａ，１０１ｂ）から電気パルス（２０５）を発生させ、この発生した電気パルスのスイッチ機能によってタイミングパルス発生回路からタイミングパルス（２０９）を得て、このタイミングパルス（２０９）によって発光素子を発光させる駆動部回路（２１０）を起動する手段または揺動検出情報を無線送信させる駆動回路（２１０）の機能を持つことを特徴とする装置。
【請求項２】
押圧（３０７または４１１）による撓み（３０８）を検出して発光素子を発光させる手段（４０８）、または撓み情報を無線送信（４０８）する手段を持つ駆動回路（４０７）と太陽発電パネル（４１０）による二次電池（４０９）を充電する手段（４１１）とを有し、前記押圧検出器（３００，４００）は導電性の板バネ構造の可撓体（３０２，４０２）を両端支持構造（３０６ａ，３０６ｂ）として取り付け、前記可撓体（３０２，４０２）の両面に圧電素子（３０１ａ，３０１ｂ，４０１ａ，４０１ｂ）を貼り付け、この可撓体（３０２，４０２）が外部の力（３０７，４１１）によって撓む（３０８）ことにより圧電体素子（３０１ａ，３０１ｂ）及び可撓体（３０２，４０２）から電気パルス（４０４）を発生させ、この発生した電気パルス（４０４）のスイッチ機能によってタイミングパルス発生回路からタイミングパルス（４０６）を得て、駆動回路（４０７）を起動させ、発光素子を発光させる（４０８）機能または揺動検出情報を無線送信（４０８）させる機能を持つことを特徴とする装置。
【請求項３】
工事用現場等で頭部を保護するヘルメット（５１１）に請求項１の装置（５００）を取り付け、かつヘルメット（５１１）の周囲に注意喚起用の発光体（５１２Ｆ，５１２Ｌ，５１２Ｒ）を配設し、人体の動きの揺動（５１０）により注意喚起の発光体（５１２Ｆ，５１２Ｌ，５１２Ｒ）を発光させる機能を持ち、請求項１に記載の圧電素子から発生する電気パルス（６０２）をトリガーとして電気パルス入力から一定時間の間（６０５）、前記発光素子（６０７）の駆動回路（６０６）を起動し発光体（５１２Ｆ，５１２Ｌ，５１２Ｒ）を点滅発光させる事で常時発光または待機電力を削減し２次電池（６１０）消耗を減らすと共に点滅発光により視覚認識を向上させ危険防止するヘルメット（５１１）。
【請求項４】
踏切の危険横断防止ために侵入禁止動作をする横断禁止棒（７１１）に請求項１の装置（７００）を取り付け、かつ注意喚起用の発光体（７１２ａ，７１２ｂ）を横断禁止棒（７１１）に配設し、横断禁止棒（７１１）の上下回転運動（７１３）に伴う横断禁止棒（７１１）の揺動振動（７０９）により注意喚起の発光体（７１２ａ，７１２ｂ）を発光させる機能を持ち、請求項１に記載の圧電素子から発生する電気パルス（８０２）をトリガーとして電気パルス（８０２）入力から一定時間の間（８０５）、前記発光素子の駆動回路（８０６）を起動させ発光体（８０７）を点滅発光させ、常時発光または待機電力を削減し２次電池（８１０）の消耗を減らすと共に点滅発光により視覚認識を向上させ危険防止する装置。
【請求項５】
水難救助用ジャケット（９００）に請求項１の装置（９０１）を取り付け、かつ注意喚起用の報知発光体（９０２ａ、９０２ｂ）を配設し、水面（９０５）に浮かぶ人体の振動（９０４）により注意喚起の報知発光体（９０２ａ，９０２ｂ）を点滅発光させる手段を持ち、請求項１に記載の圧電素子から発生する電気パルス（１００２）をトリガーとして電気パルス（１００２）入力から一定時間の間（１００５）、前記発光素子の駆動回路（１００６）を起動させ報知発光体（９０２ａ、９０２ｂ，１００７）を点滅発光し水難を報知する救助用ジャケット。
【請求項６】
衝突防止用の水上ブイ（１１００）に請求項１の装置（１１０２）を取り付け、かつ注意喚起用の報知発光体（１１０４）を配設し、水面（１１０６）に浮かぶ前記ブイが水面の揺動（１１０３）により注意喚起の報知発光体（１１０４）を発光させる手段を持ち、請求項１に記載の圧電素子から発生する電気パルス（１２０２）をトリガーとした電気パルス入力から一定時間の間（１２０５）、前記発光素子の駆動回路（１２０６）を起動させ報知発光体（１１０４，１２０７）を点滅発光し漁船またはボート等に衝突防止を報知する水上ブイ。
【請求項７】
車両の通過を検出する請求項２に記載の押圧検知器（１３０４ａ，１３０５ｂ，１３０４ｃ）からなる押圧マット（１３０１〜１３０５、１３０７〜１３１１）を道路面（１３１４）に配設し、トンネル（１５０１）内の工事車両出入り（１５０６，１５１３）の交通整理を行い危険防止行う事を特徴とし、その手段として前記押圧マットをトンネル入り口（１５０９，１５１０）及びトンネル掘削現場（１５０４，１５０５）の２ヶ所に配設し、少なくとも掘削現場とトンネル入り口に設けた車両出入情報の表示装置（１５０７，１５１１）に車両通過検出情報を無線で送出し、前記表示装置（１５０７，１５１１）によりトンネル内の車両（１５０３）とトンネル外の待機車両（１５１２）の車両出入り（１５０６，１５１３）を制御することを可能にしたことを特徴とする装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
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【図６】
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【図１１】
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【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−７９６６７（Ｐ２０１２−７９６６７Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３６８７５（Ｐ２０１０−２３６８７５）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（５１０２８０７５２）株式会社セラテック・エンジニアリング (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（５１０２８０７５２）株式会社セラテック・エンジニアリング (2)
【Ｆターム（参考）】
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