圧電材、移動体検知装置及び発電装置
【課題】構造が簡単で低コスト化を図ることができるとともに安全性を向上させることができる圧電材、移動体検知装置及び発電装置を提供する。
【解決手段】圧電材１２は、列車３が軌道６上を通過するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する部材である。圧電材１２は、列車３が通過したときに発生する機械的な振動を電気信号に変換する機械電気変換部として機能するとともに、列車３の通過によって荷重が作用したときに電力を発生して列車３を検出するセンサとしても機能する。圧電材１２は、レール７Ｒと支持体８との間に挿入されており、振動を電気信号に変換する圧電軌道パッドである。圧電ゴム部１２ａは、ゴム中に圧電材料を分散させた部材である。圧電ゴム部１２ａは、例えば、ニトリルゴムなどのゴム材と圧電セラミック粉末との混合物を加硫し、この混合物の両端部に電圧を印加し分極させて製造される。
【解決手段】圧電材１２は、列車３が軌道６上を通過するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する部材である。圧電材１２は、列車３が通過したときに発生する機械的な振動を電気信号に変換する機械電気変換部として機能するとともに、列車３の通過によって荷重が作用したときに電力を発生して列車３を検出するセンサとしても機能する。圧電材１２は、レール７Ｒと支持体８との間に挿入されており、振動を電気信号に変換する圧電軌道パッドである。圧電ゴム部１２ａは、ゴム中に圧電材料を分散させた部材である。圧電ゴム部１２ａは、例えば、ニトリルゴムなどのゴム材と圧電セラミック粉末との混合物を加硫し、この混合物の両端部に電圧を印加し分極させて製造される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体が通路上を移動するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する圧電材、通路上を移動する移動体を検知する移動体検知装置、及び移動体が通路上を走行するときに発生する振動によって発電する発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の移動体検知装置は、上側外部層に取り付けられた上側磁石と、下側外部層に取り付けられて上側磁石との間に磁界を形成する下側磁石と、上側外部層と下側外部層との間に挟み込まれた中央層と、この中央層に取り付けられて上側磁石と下側磁石との間の磁界を横切る可動コイルとを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の移動体検知装置は、線路に取り付けられており、列車が通過して電磁誘導作用によって可動コイルが磁界を横切るときに発生する誘導起電力によって列車を検知している。
【０００３】
また、従来の発電装置は、地盤に固定される下部保持板と、歩行者が移動する路面プレートに固定される上部保持板と、下部保持板と上部保持板との間に間隔をあけて並べて配置される複数の圧電素子と、上部保持板に固定された状態でこれらの圧電素子を中央部で保持する上部圧電素子支持体と、下部保持板に固定された状態でこれらの圧電素子を周縁部で保持する下部圧電素子支持体などを備えている（例えば、特許文献２参照）。このような従来の発電装置は、路面プレート上を歩行者が通行すると上部保持板が上部圧電素子支持体とともに上下方向に振動し、複数の圧電素子が曲げ変形し電力を発生する。
【０００４】
【特許文献１】特表2007-504789号公報
【０００５】
【特許文献２】特開2006-032935号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の移動体検知装置では、上側外部層、下側外部層及び中央層の三層構造であり、中央層に可動コイルを駆動可能に配置する必要があるため、構造が複雑になり製造コストが高くなる問題点がある。また、従来の移動体検知装置では、可動コイルが磁界を横切る構造であるため、列車の通過によって繰り返し駆動すると可動部分が破損するおそれがあり、耐久性に欠けメンテナンスに手間がかかる問題点がある。
【０００７】
また、このような従来の発電装置では、複数の圧電素子が中央に絶縁板を挟み込み上下に圧電セラミックス体を貼り合せたバイモルフ型圧電素子であり、歩行者の通過によって繰り返し荷重が加わり曲げ変形すると圧電素子が破損するおそれがあり、耐久性に欠ける問題点がある。また、従来の発電装置では、曲げ変形に対する剛性を高くするために、圧電素子の中央部を周縁部よりも厚肉に加工しており、構造が複雑で製造コストが高くなる問題点がある。
【０００８】
この発明の課題は、構造が簡単で低コスト化を図ることができるとともに安全性を向上させることができる圧電材、移動体検知装置及び発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図６に示すように、移動体（３）が通路（６）上を移動するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する圧電材であって、ゴム中に圧電材料を分散させた圧電ゴム部（１２ａ）を備えることを特徴とする圧電材（１２）である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の圧電材において、前記圧電ゴム部は、前記移動体が列車（３）であり、前記通路が軌道（６）であるときに、この列車の車輪（４Ｒ，４Ｌ）が走行するレール（７Ｒ，７Ｌ）とこのレールを支持する支持体（８）との間に挿入されていることを特徴とする圧電材である。
【００１１】
請求項３の発明は、図１〜図３及び図５〜図１０に示すように、通路（６；１５）上を移動する移動体（３；１４）を検知する移動体検知装置であって、請求項１又は請求項２に記載の圧電材（１２；１７）と、前記圧電材が出力する電気信号に基づいて前記移動体の通過を判定する判定部（１３；１８）とを備えている移動体検知装置（１１；１６）である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載の移動体検知装置において、図５及び図６に示すように、前記圧電材は、前記移動体が列車（３）であり、前記通路が軌道（６）であるときに、この列車の車輪（４Ｒ，４Ｌ）が走行するレール（７Ｒ，７Ｌ）とこのレールを支持する支持体（８）との間に挿入されていることを特徴とする移動体検知装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４に記載の移動体検知装置において、前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電軌道パッドであることを特徴とする移動体検知装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の移動体検知装置において、図８に示すように、前記圧電材は、前記移動体が列車（３）であり、前記通路が軌道（６）であるときに、この列車の車輪（４Ｒ，４Ｌ）が走行するレール（７Ｒ，７Ｌ）を支持する支持体（８）とこの支持体を支持する路盤（５）との間に挿入されていることを特徴とする移動体検知装置である。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項６に記載の移動体検知装置において、前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電スラブマットであることを特徴とする移動体検知装置である。
【００１６】
請求項８の発明は、図１１〜図１６に示すように、移動体（３；１４）が通路（６；１５）上を移動するときに発生する振動によって発電する発電装置であって、請求項１又は請求項２に記載の圧電材（１２；１７）を備えることを特徴とする発電装置（１９；２４）である。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項８に記載の発電装置において、図１２に示すように、前記圧電材は、前記移動体が列車（３）であり、前記通路が軌道（６）であるときに、この列車の車輪（４Ｒ，４Ｌ）が走行するレール（７Ｒ，７Ｌ）とこのレールを支持する支持体（８）との間に挿入されていることを特徴とする発電装置である。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の発電装置において、前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電軌道パッドであることを特徴とする発電装置である。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の発電装置において、図１４に示すように、前記圧電材は、前記移動体が列車（３）であり、前記通路が軌道（６）であるときに、この列車の車輪（４Ｒ，４Ｌ）が走行するレール（７Ｒ，７Ｌ）を支持する支持体（８）とこの支持体を支持する路盤（５）との間に挿入されていることを特徴とする発電装置である。
【００２０】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の発電装置において、前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電スラブマットであることを特徴とする発電装置である。
【００２１】
請求項１３の発明は、請求項８から請求項１２までのいずれか１項に記載の発電装置において、図１１〜図１６に示すように、前記圧電材が発生する電力を蓄積する蓄電部（２１）を備えることを特徴とする発電装置である。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によると、構造が簡単で低コスト化を図ることができるとともに安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進入前の状態を模式的に示す平面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進入中の状態を模式的に示す平面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進出後の状態を模式的に示す平面図である。図４は、図１のIV-IV線で切断した状態を示す断面図である。図５は、図１のV-V線で切断した状態を示す断面図である。以下では、圧電材を備える移動体検知装置によって列車の通過を検知する場合を例に挙げて説明する。
【００２４】
図１〜図３に示す区間ＡＴ，ＢＴ，ＣＴは、移動体検知装置１１によって列車３の有無を検出する検出区間である。区間ＡＴ，ＢＴ，ＣＴは、例えば、列車３の衝突を防止するために、一列車の占有を許可し他の列車の進入を禁止する閉そく区間である。区間ＡＴは、信号機２が防護する区間の外方（列車３から見て信号機２が見える方向）の軌道回路であり、区間ＢＴは信号機２が防護する区間の内方の軌道回路である。
【００２５】
絶縁継目１は、レール７Ｒ，７Ｌを電気的に絶縁する構造のレール継目であり、隣接する区間ＡＴ，ＢＴ，ＣＴの境界に設置されている。絶縁継目１は、レール７Ｒ，７Ｌと左右一対の継目板との間、レール７Ｒの端部とレール７Ｌの端部との間、及び左右一対の継目板を連結する継目板ボルトとレール７Ｒ，７Ｌとの間に絶縁材を挟み込み継目部分を電気的に絶縁する継目構造である。
【００２６】
信号機２は、信号を現示する装置である。信号機２は、例えば、区間ＢＴに進入する列車３に対して信号現示する閉そく信号機であり、区間ＢＴの入口に設置され、列車３の先頭が区間ＢＴに進入したときに自動的に停止を指示し、列車３の後尾が区間ＢＴから進出すると進行を指示する。ここで、信号現示とは、信号が示す符号の意味であり、図１〜図３に示すような２現示の場合には停止信号(赤)及び進行信号(青)の２種類である。信号機２は、移動体検知装置１１と連動して信号現示し、電源部２ａと軌道継電器（軌道リレー）２ｂなどを備えている。電源部２ａは、信号機２に電力を供給する信号機用電源であり軌道継電器２ｂに電流を流す。軌道継電器２ｂは、信号機２の信号現示を変化させるための継電器（リレー）であり、電源部２ａと直列に接続されている。軌道継電器２ｂは、図２に示すように、区間ＢＴに列車３が存在するときには、信号機２の信号現示を停止信号（赤信号）に現示しており、図１及び図３に示すように区間ＢＴに列車３が存在しないときには、接点が切り替わり信号機２の進行現示を進行信号（青信号）に現示する。
【００２７】
図１〜図３に示す列車３は、軌道６上を運転する目的で組成された車両であり、電車又は気動車などの鉄道車両である。列車３は、１両又は複数両の車両によって編成されている。車輪４Ｒ，４Ｌは、車両を支持する部材であり、左右一対のレール７Ｒ，７Ｌとそれぞれ回転接触する。車輪４Ｒ，４Ｌは、図４及び図５に示すように、レール頭部７ａの頭頂面７ｄと接触して摩擦抵抗を受ける踏面４ａと、脱輪を防止するために車輪４Ｒ，４Ｌの外周部に連続して形成されたフランジ面４ｂとを備えている。
【００２８】
路盤５は、軌道６を支持する基盤であり、図１〜図３に示す列車３が通過するときに発生する荷重を支持する構造物である。路盤５は、例えば、良質な自然土などを用いて締め固められた土路盤などである。
【００２９】
図１〜図５に示す軌道６は、列車３が走行する通路（線路）であり、図１〜図３に示すレール７Ｒ，７Ｌと、支持体８と、図４及び図５に示す道床９と、レール締結装置１０などを備えている。図１〜図５に示す軌道６は、砂利又は砕石などの粒状体によって構成された道床９上にレール７Ｒ，７Ｌと支持体８とによって構成された軌きょうを敷設した有道床軌道である。
【００３０】
図１〜図３に示すレール７Ｒ，７Ｌは、列車３の車輪４Ｒ，４Ｌを支持し案内して列車３を走行させる部材であり、図４及び図５に示すようにレール頭部７ａと、レール底部（フランジ部）７ｂと、レール腹部（ウェブ部）７ｃなどを備えている。レール頭部７ａは、鉄道車両の車輪４Ｒ，４Ｌと接触する部分であり、車輪４Ｒ，４Ｌを直接支持する頭頂面（頭部上面）７ｄなどを備えている。レール底部７ｂは、支持体８上に設置されて取り付けられる部分であり、レール締結装置１０の締結ばね１０ｂによって押さえ付けられる底部上面７ｅと、支持体８上に設置される底部下面７ｆと、レール底部７ｂの左右の側面部分を構成する底部側面７ｇなどを備えている。レール腹部７ｃは、レール頭部７ａとレール底部７ｂとを繋ぐ部分であり、レール頭部７ａに作用する輪重及び押圧をレール底部７ｂに伝達する。
【００３１】
図１〜図５に示す支持体（支承体）８は、レール７Ｒ，７Ｌを支持する部材である。支持体８は、左右のレール７Ｒ，７Ｌを固定して軌間を正確に保持し、レール７Ｒ，７Ｌから伝達される列車荷重を道床９に分散させるために、図４及び図５に示すようにレール７Ｒ，７Ｌと道床９との間に設置されるまくらぎである。図１〜図５に示す支持体８は、レール７Ｒ，７Ｌに対して直角に並べて敷設される横まくらぎ（一般区間で使用される並まくらぎ）であり、例えば緊張材として使用される鋼材（Prestressing Steel(PC))によってプレストレスが与えられたプレストレスコンクリート製まくらぎ（PCまくらぎ）である。支持体８は、図１〜図３に示すように、レール７Ｒ，７Ｌの長さ方向に所定の間隔をあけて配置されており、レール７Ｒ，７Ｌを離散的に支持している。
【００３２】
図４及び図５に示す道床９は、支持体８を支持し路盤５に荷重を分散し伝達する構造体である。道床９は、支持体８と路盤５との間に敷き詰められる砂利又は砕石などの粒状体からなるバラスト９ａを備えており、このバラスト９ａによって構成されたバラスト道床である。
【００３３】
図１〜図５に示すレール締結装置１０は、レール７Ｒ，７Ｌを支持体８に締結する装置であり、図１〜図３に示す列車３が通過する際に発生する振動を吸収する緩衝機能を有する。レール締結装置１０は、図４及び図５に示すように、軌道パッド１０ａと、締結ばね１０ｂと、ばね受台１０ｃと、埋込栓１０ｄと、締結ボルト１０ｅと、座金１０ｆなどを備えている。レール締結装置１０は、レール底部７ｂと支持体８との間に軌道パッド１０ａを挟み込み、締結ばね１０ｂによってレール７Ｒ，７Ｌを支持体８に締結する。軌道パッド１０ａは、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に挿入する弾性体である。軌道パッド１０ａは、列車３が通過する際に発生する衝撃荷重を緩和する機能と、レール７Ｒ，７Ｌが長手方向に移動するふく進に対する抵抗力を確保する機能と、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８とを電気的に絶縁する機能とを有する加硫ゴム製やウレタン製の板状部材である。締結ばね１０ｂは、レール７Ｒ，７Ｌを押さえ付けて締結するばねであり、底部上面７ｅ及び底部側面７ｇを押さえ付ける押さえ金（ばねクリップ）として機能する。ばね受台１０ｃは、締結ばね１０ｂを支持する部材であり、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８とを電気的に絶縁するくさび状の部材である。ばね受台１０ｃは、支持体８と締結ばね１０ｂとの間に挿入する挿入量を調節することによってレール７Ｒ，７Ｌの左右方向の位置を調節する。埋込栓１０ｄは、締結ボルト１０ｅを締結するために支持体８に埋め込まれる部材であり、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８とを電気的に絶縁する。締結ボルト１０ｅは、締結ばね１０ｂを締め付ける部材であり、締結ばね１０ｂの貫通孔を貫通して埋込栓１０ｄの雌ねじ部にねじ込まれて固定される。座金１０ｆは、締結ボルト１０ｅと締結ばね１０ｂとの間に挟み込まれる部材である。
【００３４】
図１〜図３に示す移動体検知装置（列車検知装置）１１は、軌道６上を通過する列車３を検知する装置であり、区間ＢＴ内の列車３の有無を検出する。移動体検知装置１１は、図１及び図３に示すように、区間ＢＴ内に列車３が存在しないときには、信号機２が進行信号（青信号）を現示するように軌道継電器２ｂの接点を切り替える。一方、移動体検知装置１１は、図２に示すように、区間ＢＴ内に列車３が存在するときには、信号機２が停止信号（赤信号）を現示するように軌道継電器２ｂの接点を切り替える。移動体検知装置１１は、図１〜図３に示すように、圧電材１２と判定部１３などを備えている。
【００３５】
図６は、この発明の第１実施形態に係る圧電材の縦断面図である。
図１〜図３に示す圧電材１２は、列車３が軌道６上を通過するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する部材であり、区間ＢＴ内の列車３の進入及び進出を検出する検出部（検出手段）である。圧電材１２は、列車３が軌道６上を走行するときに区間ＢＴ内に発生する振動を圧電効果によって電気信号（列車検知信号）に変換して出力する。圧電材１２は、列車３が通過するときに発生する衝撃を緩和し、振動の大きさに応じた電力を発生する弾性を有する圧電素子などである。圧電材１２は、列車３が通過したときに発生する機械的な振動を電気信号に変換する機械電気変換部として機能するとともに、列車３の通過によって荷重が作用したときに電力を発生して列車３を検出するセンサとしても機能する。圧電材１２は、図５に示すように、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に挿入されており、振動を電気信号に変換する圧電軌道パッドである。圧電材１２は、図４に示すレール締結装置１０の軌道パッド１０ａと同様にレール締結装置１０の一部を構成しており、軌道パット１０ａと同様の機能を有するとともに圧電素子としての機能も有する。圧電材１２は、例えば、図１〜図３に示す区間ＢＴの入口側（列車３が進入する側の絶縁継目１寄り）と区間ＢＴの出口側（列車３が進出する側の絶縁継目１寄り）との間に所定の間隔をあけて複数配置されている。圧電材１２は、列車３が軌道６を走行するときに左右の車輪４Ｒ，４Ｌが同時にこれらの圧電材１２上を通過して同時に電気信号を発生するように、左右のレール７Ｒ，７Ｌの下方にそれぞれ配置されている。圧電材１２は、図６に示すように、圧電ゴム部１２ａと、電極部１２ｂ，１２ｃと、絶縁部１２ｄ，１２ｅと、導電部１２ｆ，１２ｇなどを備えている。
【００３６】
図６に示す圧電ゴム部１２ａは、ゴム中に圧電材料を分散させた部材である。圧電ゴム部１２ａは、例えば、ニトリルゴムなどのゴム材とチタン酸ジルコン酸鉛(商品名PZT)などの圧電セラミック粉末とを混合する混合工程と、この混合工程後の混合物を加硫する加硫工程と、この加硫工程後の混合物の両端部に電圧を印加してこの混合物を分極させる分極工程とによって製造される。
【００３７】
電極部１２ｂ，１２ｃは、圧電ゴム部１２ａに電気的に接続された接点部分である。電極部１２ｂ，１２ｃは、圧電ゴム部１２ａの両面にそれぞれ積層されており、圧電ゴム部１２ａの両面全域を被覆するように形成されている。電極部１２ｂ，１２ｃは、例えば、金属、金属酸化物又はカーボンなどの導電性材料を蒸着、シルクスクリーン印刷又はイオンスパッタリングなどの方法によって圧電ゴム部１２ａの両面に形成されたり、導電性材料を含有する樹脂又は導電性高分子などの導電性樹脂を圧電ゴム部１２ａの両面に多層化して形成されたりする。
【００３８】
絶縁部１２ｄは、レール底部７ｂと電極部１２ｂとの間を電気的に絶縁する部分であり、絶縁部１２ｅは支持体８と電極部１２ｃとの間を電気的に絶縁する部分である。絶縁部１２ｄ，１２ｅは、電極部１２ｂ，１２ｃの表面に積層されており、電極部１２ｂ，１２ｃの表面全域を被覆するように形成されている。絶縁部１２ｄ，１２ｅは、例えば、電極部１２ｂ，１２ｃの表面に接着剤などによって接合された絶縁性のゴム又は合成樹脂である。
【００３９】
導電部１２ｆ，１２ｇは、圧電ゴム部１２ａが発生する電流が流れる部分であり、導電材の表面を絶縁材によって被覆された電線などである。導電部１２ｆ，１２ｇは、一方の端部が電極部１２ｂ，１２ｃにそれぞれ接続されており、他方の端部が判定部１３に接続されている。
【００４０】
図１〜図３に示す判定部１３は、圧電材１２が出力する電気信号に基づいて列車３の通過を判定するとともに、圧電材１２が出力する電気信号に基づいて区間ＢＴ内の列車３の有無を判定する手段である。判定部１３は、図１に示すように、列車３が区間ＢＴ内に進入する前には圧電材１２が電気信号を出力しない状態（OFF状態）であるため、区間ＢＴ内に列車３が存在しないと判定する。判定部１３は、図２に示すように、列車３が区間ＢＴ内に進入すると圧電材１２が電気信号を出力する状態（ON状態）になるため、区間ＢＴ内に列車３が存在すると判定する。判定部１３は、図３に示すように、列車３が区間ＢＴ内から進出すると圧電材１２が電気信号を出力しない状態（OFF状態）になるため、区間ＢＴ内に列車３が存在しないと判定する。判定部１３は、区間ＡＴ，ＣＴ内を列車３が走行しているときに発生する振動が区間ＢＴ内に伝播し、圧電材１２から出力される電気信号に基づいて列車３が区間ＢＴ内に存在すると誤判定するのを防ぐために、圧電材１２が出力する電気信号が所定の判定基準レベル（しきい値）を超えているか否かを判定する。判定部１３は、圧電材１２が出力する電気信号が判定基準レベルを超えているときには、列車３が区間ＢＴ内に存在すると判定し、圧電材１２が出力する電気信号が判定基準レベル以下であるときには、列車３が区間ＢＴ内に存在しないと判定する。判定部１３は、圧電材１２が出力する電気信号が判定基準レベルを超えたと判定したときには、図２に示すように信号機２が停止信号（赤信号）を現示するように信号機２の軌道継電器２ｂを切り替える。一方、判定部１３は、圧電材１２が出力する電気信号が判定基準レベル以下であると判定したときには、図１及び図３に示すように、信号機２が進行信号（青信号）を現示するように信号機２の軌道継電器２ｂを切り替る。
【００４１】
次に、この発明の第１実施形態に係る移動体検知装置の動作を説明する。
図１に示すように、区間ＡＴ内をＤ方向に列車３が走行すると、列車３の車輪４Ｒ，４Ｌがレール７Ｒ，７Ｌ上を転がりながら移動するため、区間ＡＴ内のレール７Ｒ，７Ｌが衝撃力を受けて振動し、この振動が絶縁継目１を通じて区間ＢＴ内のレール７Ｒ，７Ｌに伝播する。区間ＢＴ内のレール７Ｒ，７Ｌが振動すると圧電材１２がこの振動を検出して電気信号を判定部１３に出力するが、区間ＡＴから区間ＢＴに振動が伝播するときにこの振動が減衰しているため、圧電材１２が出力する電気信号のレベルが判定基準レベル以下となる。このため、区間ＢＴに列車３が存在しないと判定部１３が判定して、信号機２が進行信号（青信号）を現示するように、信号機２の軌道継電器２ｂを判定部１３が切り替る。
【００４２】
図２に示すように、列車３が絶縁継目１を通過して区間ＡＴ内から区間ＢＴ内に進入すると、列車３の車輪４Ｒ，４Ｌがレール７Ｒ，７Ｌ上を転がりながら移動するため、区間ＢＴ内のレール７Ｒ，７Ｌが衝撃力を受けて振動する。レール７Ｒ，７Ｌが振動すると圧電材１２の圧電ゴム部１２ａが外力を受けて機械的に変位するため、電極部１２ｂと電極部１２ｃとの間に電位差が生じ、導電部１２ｆ，１２ｇに電流が流れる。その結果、区間ＢＴ内に列車３が進入したときに発生する振動を圧電材１２が電気信号に変換し、この電気信号が判定部１３に入力する。区間ＢＴ内を列車３が走行するときには区間ＡＴ内を列車３が走行するときに比べて振動が大きくなるため、圧電材１２が出力する電気信号のレベルが判定基準レベルを超える。このため、区間ＢＴ内に列車３が存在すると判定部１３が判定して、信号機２が停止信号（赤信号）を現示するように信号機２の軌道継電器２ｂを判定部１３が切り替る。
【００４３】
図３に示すように、列車３が絶縁継目１を通過して区間ＢＴ内から区間ＣＴ内に進入すると、区間ＣＴ内のレール７Ｒ，７Ｌが衝撃力を受けて振動し、この振動が絶縁継目１を通じて区間ＢＴ内のレール７Ｒ，７Ｌに伝播する。区間ＢＴ内のレール７Ｒ，７Ｌが振動すると圧電材１２がこの振動を検出して電気信号を判定部１３に出力するが、区間ＣＴ内から区間ＢＴ内に振動が伝播するときにこの振動が減衰しているため、圧電材１２が出力する電気信号のレベルが判定基準レベル以下となる。このため、区間ＢＴ内に列車３が存在しないと判定部１３が判定して、信号機２が進行信号（青信号）を現示するように信号機２の軌道継電器２ｂを判定部１３が切り替る。
【００４４】
この発明の第１実施形態に係る圧電材及び移動体検知装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、ゴム中に圧電材料を分散させた圧電ゴム部１２ａを圧電材１２が備えている。このため、従来の移動体検知装置のような可動コイルを利用した複雑で取り付けが困難な電磁誘導方式の構造ではなく、構造が簡単で製造が容易な圧電方式の圧電ゴム部１２ａを利用して圧電材１２を簡単に取り付けることができる。また、圧電ゴム部１２ａにレール７Ｒ，７Ｌから衝撃力が作用しても、圧電ゴム部１２ａが弾力性と可撓性を有するため圧電材１２が破損することがなく、圧電材１２の耐久性を向上させることができる。また、従来の軌道回路を用いた列車検知方法とは異なり、左右のレール７Ｒ，７Ｌに軌道回路電流を流さずに区間ＢＴ内の列車３を検知することができるため、軌道回路電流の短絡による焼損事故などが発生せず、安全性を向上させることができる。さらに、列車３が軌道と道路の双方を走行可能な車両（デュアル・モード・ビークル(Dual Mode Vehicle(DMV)）である場合や、コンクリート軌道上を走行する新交通システムである場合には、左右のレール７Ｒ，７Ｌを短絡不能なゴムタイヤによって走行するため、軌道回路によって列車３を検知することができない。しかし、この第１実施形態では、列車３が走行するときに発生する振動を利用して列車３を検知することができるため、高価な検知システムを使用せずに安価に列車３を検知することができる。
【００４５】
(2) この第１実施形態では、列車３の車輪４Ｒ，４Ｌが走行するレール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に圧電材１２が挿入されている。このため、列車３が走行するときに発生するレール７Ｒ，７Ｌの振動を圧電材１２によって検出して、列車３の通過を簡単に検知することができる。また、従来の移動体検知装置のような取り付けが困難な可動コイルとは異なり、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に圧電材１２を挟み込み簡単に取り付けることができる。
【００４６】
(3) この第１実施形態では、圧電材１２が出力する電気信号に基づいて列車３の通過を判定部１３が判定する。このため、従来の移動体検知装置のような構造が複雑な可動コイルを利用せずに、構造が簡単で耐久性に優れた圧電材１２を利用して列車３の通過を簡単に判定部１３によって判定することができる。
【００４７】
(4) この第１実施形態では、圧電材１２が振動を電気信号に変換する圧電軌道パッドである。このため、列車３が走行するときに発生するレール７Ｒ，７Ｌの機械的な振動を電気信号に圧電軌道パッドによって変換して、列車３が通過したか否かを簡単に検知することができる。また、レール７Ｒ，７Ｌと車輪４Ｒ，４Ｌとの接触点に作用する垂直方向の荷重（輪重）から、列車３が通過するときに発生する衝撃力を考慮すると、圧電軌道パッドが数kV程度の電圧を発生する可能性がある。このため、圧電材１２からの出力信号を増幅するためのアンプなどの増幅器を省略することができ、装置全体を安価に製造することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
図７は、この発明の第２実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置を模式的に示す平面図である。図８は、図７のVIII-VIII線で切断した状態を示す断面図である。以下では、図１〜図６に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図７及び図８に示す路盤５は、スラブ軌道区間に設置される路盤コンクリートであり、図７に示すように支持体８の水平力を支えるために所定の間隔をあけて突起（突起コンクリート）５ａが形成されている。軌道６は、路盤コンクリート上に軌道スラブを敷設したスラブ軌道であり、有道床軌道の保守作業を軽減するために開発された省力化軌道の一種である。支持体８は、矩形平板状のプレキャストのコンクリート版からなるスラブ版（軌道スラブ）であり、レール７Ｒ，７Ｌと道床９との間に設置されている。圧電材１２は、列車３が走行するレール７Ｒ，７Ｌを支持する支持体８とこの支持体８を支持する路盤５との間に挿入されており、振動を電気信号に変換する圧電スラブマットである。圧電材１２は、スラブ軌道において列車３が走行したときに発生する振動及び騒音の拡散を低減するために支持体８と路盤５との間に挿入されるゴム製のスラブマットとしての機能を有するするとともに、圧電素子としての機能も有する。圧電材１２は、図７に示す区間ＢＴの入口側（列車３が進入する側の絶縁継目１寄り）から区間ＢＴの出口側（列車３が進出する側の絶縁継目１寄り）に向かって連続して配置されている。
【００４９】
この発明の第２実施形態に係る圧電材及び移動体検知装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、レール７Ｒ，７Ｌを支持する支持体８とこの支持体８を支持する路盤５との間に圧電材１２が挿入されている。その結果、支持体８と路盤５との間の広範囲にわたって圧電材１２が挟み込まれるため、列車３が走行するときに発生するレール７Ｒ，７Ｌの振動を平均化して、列車３の通過の有無を正確に検出することができる。
【００５０】
(2) この第２実施形態では、圧電材１２が振動を電気信号に変換する圧電スラブマットである。その結果、路盤５上に支持体８を設置するときに、この路盤５上に圧電スラブマットを敷設して支持体８を設置することができるため、圧電スラブマットの敷設作業が容易になって作業時間を短縮化することができる。また、圧電スラブマットが支持体８と路盤５とに広範囲で接触するため、圧電スラブマットからの出力電圧が大きくなり検出精度を向上させることができる。
【００５１】
（第３実施形態）
図９は、この発明の第３実施形態に係る移動体検知装置の移動体進入中の状態を模式的に示す平面図である。図１０は、図９のIX-IX線で切断した状態を示す断面図である。
図９に示す区間ＤＴは、移動体検知装置１６によって移動体１４の有無を検出する検出区間であり、例えば移動体１４の通行が禁止されている通行禁止区間、又は移動体１４の通行を監視する通行監視区間などである。移動体１４は、通路１５上を移動する物体であり、例えば自動車又は自動二輪車などの車両である。移動体１４は、通路１５及び圧電材１７と回転接触する車輪１４ａなどを備えている。通路１５は、移動体１４が通過する道路であり、図１０に示すように、アスファルト混合物の表層（路面）１５ａと、この表層１５ａから伝達される交通荷重を分散させて路床１５ｃに伝達する路盤１５ｂと、交通荷重を支持する路床１５ｃなどを備えている。
【００５２】
移動体検知装置１６は、通路１５上を移動する移動体１４を検知する装置であり、区間ＤＴ内の移動体１４の有無を検知する。移動体検知装置１６は、図１〜図３に示す移動体検知装置１１と同様の圧電材１７と判定部１８とを備えている。圧電材１７は、移動体１４が通路１５上を通過するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する部材であり、区間ＤＴ内の移動体１４の進入及び進出を検出する。圧電材１７は、移動体１４が通路１５上を走行するときに区間ＤＴ内に発生する振動を圧電効果によって電気信号（移動体検知信号）に変換して出力する圧電ゴムマットである。圧電材１７は、移動体１４が通過するときに発生する衝撃を緩和し、振動の大きさに応じた電力を発生する弾性を有する圧電素子などであり、表層１５ａの表面に接着剤などによって取り付けられている。圧電材１７は、図９に示す区間ＤＴの入口側（移動体１４が進入する側）と、この区間ＤＴの出口側（移動体１４が進出する側）とに、通路１５の幅員（道幅）と略同一の長さでこの通路１５の幅方向に沿って配置されている。圧電材１７は、図１〜図３及び図５に示す圧電材１２と同一構造であり詳細な説明を省略する。判定部１８は、圧電材１７が出力する電気信号に基づいて移動体１４の通過を判定するとともに、圧電材１７が出力する電気信号に基づいて区間ＤＴ内の移動体１４の有無を判定する手段である。判定部１８は、図１〜図３及び図５に示す判定部１３と同一構造であり、区間ＤＴ内に移動体１４が存在すると判定したときには、移動体１４の通行を監視する監視装置や移動体１４に警告を発生する警告発生装置などに判定結果を送信する。
【００５３】
この発明の第３実施形態に係る移動体検知装置には、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第３実施形態では、圧電材１７が出力する電気信号に基づいて移動体１４の通過を判定部１８が判定する。このため、従来の移動体検知装置のような構造が複雑な可動コイルを利用せずに、構造が簡単で耐久性に優れた圧電材１７を利用して移動体１４の通過を簡単に判定部１８によって判定することができる。
【００５４】
（第４実施形態）
図１１は、この発明の第４実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。図１２は、図１１のXII-XII線で切断した状態を示す断面図である。
図１１及び図１２に示す発電装置１９は、列車３が軌道６上を走行するときに発生する振動によって発電する装置である。発電装置１９は、図１〜図３に示す移動体検知装置１１と同様の圧電材１２と、信号処理部２０と、蓄電部２１と、切替部２２と、判定部２３などを備えている。発電装置１９は、列車３の走行による振動エネルギーを圧電材１２によって電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーを蓄電部２１に蓄積する。圧電材１２は、図１２に示すように、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に挿入されており、振動を電気信号に変換する圧電軌道パッドである。信号処理部２０は、圧電材１２が出力する電気信号を処理する手段であり、導電部１２ｆ，１２ｇに流れる電流を直流電流に変換する電気回路などを備えている。蓄電部２１は、圧電材１２が発生する電力を蓄積する部分である。蓄電部２１は、信号処理部２０に接続されており、電気エネルギーを蓄積するコンデンサなどのバッテリを備えている。切替部２２は、信号機２の電源部２ａからの電力の供給と蓄電部２１からの電力の供給とを切り替える手段である。切替部２２は、判定部２３からの指令に基づいて切替動作するスイッチなどである。判定部２３は、切替部２２の切替動作を判定する手段であり、図１〜図３に示す移動体検知装置１１の判定部１３と同様の機能を有する。判定部２３は、蓄電部２１の電圧が基準電圧を超えているときには蓄電部２１から信号機２に電力が供給されるように切替部２２に切替動作を指令し、蓄電部２１の電圧が基準電圧以下であるときには信号機２の電源部２ａから信号機２に電力が供給されるように切替部２２に切替動作を指令する。
【００５５】
次に、この発明の第４実施形態に係る発電装置の動作を説明する。
図１１に示すように、列車３が軌道６上を走行するとレール７Ｒ，７Ｌが振動して、圧電材１２が外力を受けて機械的に変位し、圧電材１２が電気信号を信号処理部２０に出力する。圧電材１２が出力する電気信号が交流信号に近似した波形を示すため、圧電材１２が出力する電気信号を信号処理部２０が直流信号に変換して蓄電部２１に出力し、圧電材１２が発生する電気エネルギーが蓄電部２１に蓄積される。蓄電部２１の電圧を判定部２３が検出し、蓄電部２１の電圧が基準電圧を超えているか否かを判定部２３が判定する。蓄電部２１の電圧が基準電圧を超えているときには、判定部２３が切替部２２に切替動作を指令して蓄電部２１から信号機２に電力が供給される。その結果、信号機２の電源部２ａから信号機２への電力の供給が遮断されて、蓄電部２１から信号機２に電力が供給されるため、電源部２ａの電力消費を抑えることができる。一方、蓄電部２１の電圧が基準電圧以下であるときときには、判定部２３が切替部２２に切替動作を指令して電源部２ａから信号機２に電力が供給される。その結果、蓄電部２１から信号機２への電力の供給が遮断されて、電源部２ａから信号機２に電力が供給されるため、蓄電部２１の電力不足によって信号機２が動作不能になるのを防ぐことができる。
【００５６】
この発明の第４実施形態に係る発電装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第４実施形態では、発電装置１９が圧電材１２を備えている。このため、列車３が軌道６上を走行するときに発生する振動を圧電材１２によって電気信号に変換し、圧電材１２の圧電効果を利用して簡単に電力を発生させることができる。
【００５７】
(2) この第４実施形態では、列車３が走行するレール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に圧電材１２が挿入されている。このため、列車３が走行するときに発生するレール７Ｒ，７Ｌの振動を利用して圧電材１２によって簡単に電気信号に変換することができる。
【００５８】
(3) この第４実施形態では、圧電材１２が振動を電気信号に変換する圧電軌道パッドである。このため、図４に示す軌道パット１０ａとして圧電材１２を利用することができるとともに、列車３の通過によって発生する振動を利用して圧電材１２によって簡単に発電することができる。
【００５９】
(4) この第４実施形態では、圧電材１２が発生する電力を蓄電部２１が蓄積する。このため、列車３に走行によって発生する振動エネルギーを圧電材１２によって電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーを蓄電部２１に蓄積して利用することができる。また、列車３が軌道６上を走行するときに発生する振動エネルギーを電気エネルギーに圧電材１２が変換し、この電気エネルギーを蓄電部２１が吸収するため、レール７Ｒ，７Ｌの振動によって放射される騒音を低減することができる。
【００６０】
（第５実施形態）
図１３は、この発明の第５実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。図１４は、図１１のXIV-XIV線で切断した状態を示す断面図である。
図１３及び図１４に示す発電装置１９は、支持体８とこの支持体８を支持する路盤５との間に圧電材１２が挿入されており、この圧電材１２は振動を電気信号に変換する圧電スラブマットである。
【００６１】
この第５実施形態に係る発電装置には、第４実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第５実施形態では、レール７Ｒ，７Ｌを支持する支持体８とこの支持体８を支持する路盤５との間に圧電材１２が挿入されている。その結果、支持体８と路盤５との間の広範囲にわたって圧電材１２が挟み込まれるため、第４実施形態に比べて発電量を大きくすることができる。
【００６２】
(2) この第５実施形態では、圧電材１２が振動を電気信号に変換する圧電スラブマットである。このため、圧電スラブマットが支持体８と路盤５とに広範囲で接触するため、圧電スラブマットからの出力電圧が大きくなり発電量を大きくすることができる。
【００６３】
（第６実施形態）
図１５は、この発明の第６実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。図１６は、図１５のIVI-IVI線で切断した状態を示す断面図である。
図１５及び図１６に示す発電装置２４は、移動体１４が通路１５上を移動するときに発生する振動によって発電する装置であり、図９及び図１０に示す移動体検知装置１６と同様の圧電材１７と、判定部１８と、図１１〜図１４に示す発電装置１９と同様の信号処理部２０と、蓄電部２１などを備えている。圧電材１７は、図１５に示す区間ＤＴの入口側（移動体１４が進入する側）からこの区間ＤＴの出口側（移動体１４が進出する側）まで、通路１５の幅員（道幅）と略同一の幅で配置されている。圧電材１７は、図１〜図３及び図５に示す圧電材１２と同一構造であり詳細な説明を省略する。
【００６４】
この発明の第６実施形態に係る発電装置には、第４実施形態及び第５実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第６実施形態では、発電装置２４が圧電材１７を備えている。このため、移動体１４が通路１５上を移動するときに発生する振動を圧電材１７によって電気信号に変換し、圧電材１７の圧電効果を利用して簡単に電力を発生させることができる。その結果、例えば、圧電材１７が発生する電力を蓄電部２１に蓄積して、通路１５に沿って配置された街路灯などに蓄電部２１から電力を供給することができる。
【００６５】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、区間ＢＴが閉そく区間である場合を例に挙げて説明したが閉そく区間に限定するものではなく、列車３の通行を検出する必要がある所定の検出区間についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、支持体８がまくらぎ又はスラブ版である場合を例に挙げて説明したが、レール７Ｒ，７Ｌを長さ方向に連続して支持しレール７Ｒ，７Ｌの長さ方向に沿って敷設される梯子状のラダーまくらぎのような縦まくらぎについても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、レール締結装置１０として締結ばね１０ｂを使用した締結装置を例にあげて説明したが、支持体８とレール７Ｒ，７Ｌとの間にタイプレートを挿入した締結装置や、線ばねを使用した締結装置などについてもこの発明を適用することができる。
【００６６】
(2) この第１実施形態では、区間ＢＴの入口側から出口側に向かって所定の間隔をあけて圧電材１２を配置する場合を例に挙げて説明したが、区間ＢＴの両端部である入口側と出口側のみに圧電材１２を配置することもできる。また、この第２実施形態では、路盤５と支持体８との間に圧電材１２を挿入する場合を例に挙げて説明したが、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に圧電材１２を挿入するとともに路盤５と支持体８との間に圧電材１２を挿入することもできる。さらに、この第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態及び第５実施形態では、絶縁継目１によってレール７Ｒ，７Ｌを接続する場合を例に挙げて説明したが、絶縁継目１よりも構造が簡単で取付作業が容易な普通継目によってレール７Ｒ，７Ｌを接続することもできる。
【００６７】
(3) この第３実施形態及び第６実施形態では、移動体１４が車両である場合を例に挙げて説明したが、通路１５上を通行する人間又は動物などの移動体についてもこの発明を適用することができる。また、この第４実施形態では、蓄電部２１が蓄積する電力を信号機２に供給する場合を例に挙げて説明したが、軌道６に沿って配置された照明装置などに蓄電部２１から電力を供給したり、非常用電源として蓄電部２１に蓄積したりすることもできる。さらに、この第６実施形態では、区間ＤＴの入口側から出口側に向かって圧電材１７を連続して配置する場合を例に挙げて説明したが、区間ＤＴに所定の間隔をあけて圧電材１７を配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進入前の状態を模式的に示す平面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進入中の状態を模式的に示す平面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進出後の状態を模式的に示す平面図である。
【図４】図１のIV-IV線で切断した状態を示す断面図である。
【図５】図１のV-V線で切断した状態を示す断面図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係る圧電材の縦断面図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置を模式的に示す平面図である。
【図８】図７のVIII-VIII線で切断した状態を示す断面図である。
【図９】この発明の第３実施形態に係る移動体検知装置の移動体進入中の状態を模式的に示す平面図である。
【図１０】図９のIX-IX線で切断した状態を示す断面図である。
【図１１】この発明の第４実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。
【図１２】図１１のXII-XII線で切断した状態を示す断面図である。
【図１３】この発明の第５実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。
【図１４】図１１のXIV-XIV線で切断した状態を示す断面図である。
【図１５】この発明の第６実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。
【図１６】図１５のIVI-IVI線で切断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 絶縁継目
２ 信号機
３ 列車（移動体）
４Ｒ，４Ｌ 車輪
５ 路盤
６ 軌道（通路）
７Ｒ，７Ｌ レール
８ 支持体
９ 道床
１０ レール締結装置
１０ａ 軌道パッド
１１ 移動体検知装置
１２ 圧電材
１２ａ 圧電ゴム部
１２ｂ，１２ｃ 電極部
１２ｄ，１２ｅ 絶縁部
１２ｆ，１２ｇ 導電部
１３ 判定部
１４ 移動体
１４ａ 車輪
１５ 通路
１６ 移動体検知装置
１７ 圧電材
１８ 判定部
１９ 発電装置
２０ 信号処理部
２１ 蓄電部
２２ 切替部
２３ 判定部
２４ 発電装置
ＡＴ，ＢＴ，ＣＴ，ＤＴ 区間
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体が通路上を移動するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する圧電材、通路上を移動する移動体を検知する移動体検知装置、及び移動体が通路上を走行するときに発生する振動によって発電する発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の移動体検知装置は、上側外部層に取り付けられた上側磁石と、下側外部層に取り付けられて上側磁石との間に磁界を形成する下側磁石と、上側外部層と下側外部層との間に挟み込まれた中央層と、この中央層に取り付けられて上側磁石と下側磁石との間の磁界を横切る可動コイルとを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の移動体検知装置は、線路に取り付けられており、列車が通過して電磁誘導作用によって可動コイルが磁界を横切るときに発生する誘導起電力によって列車を検知している。
【０００３】
また、従来の発電装置は、地盤に固定される下部保持板と、歩行者が移動する路面プレートに固定される上部保持板と、下部保持板と上部保持板との間に間隔をあけて並べて配置される複数の圧電素子と、上部保持板に固定された状態でこれらの圧電素子を中央部で保持する上部圧電素子支持体と、下部保持板に固定された状態でこれらの圧電素子を周縁部で保持する下部圧電素子支持体などを備えている（例えば、特許文献２参照）。このような従来の発電装置は、路面プレート上を歩行者が通行すると上部保持板が上部圧電素子支持体とともに上下方向に振動し、複数の圧電素子が曲げ変形し電力を発生する。
【０００４】
【特許文献１】特表2007-504789号公報
【０００５】
【特許文献２】特開2006-032935号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の移動体検知装置では、上側外部層、下側外部層及び中央層の三層構造であり、中央層に可動コイルを駆動可能に配置する必要があるため、構造が複雑になり製造コストが高くなる問題点がある。また、従来の移動体検知装置では、可動コイルが磁界を横切る構造であるため、列車の通過によって繰り返し駆動すると可動部分が破損するおそれがあり、耐久性に欠けメンテナンスに手間がかかる問題点がある。
【０００７】
また、このような従来の発電装置では、複数の圧電素子が中央に絶縁板を挟み込み上下に圧電セラミックス体を貼り合せたバイモルフ型圧電素子であり、歩行者の通過によって繰り返し荷重が加わり曲げ変形すると圧電素子が破損するおそれがあり、耐久性に欠ける問題点がある。また、従来の発電装置では、曲げ変形に対する剛性を高くするために、圧電素子の中央部を周縁部よりも厚肉に加工しており、構造が複雑で製造コストが高くなる問題点がある。
【０００８】
この発明の課題は、構造が簡単で低コスト化を図ることができるとともに安全性を向上させることができる圧電材、移動体検知装置及び発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図６に示すように、移動体（３）が通路（６）上を移動するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する圧電材であって、ゴム中に圧電材料を分散させた圧電ゴム部（１２ａ）を備えることを特徴とする圧電材（１２）である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の圧電材において、前記圧電ゴム部は、前記移動体が列車（３）であり、前記通路が軌道（６）であるときに、この列車の車輪（４Ｒ，４Ｌ）が走行するレール（７Ｒ，７Ｌ）とこのレールを支持する支持体（８）との間に挿入されていることを特徴とする圧電材である。
【００１１】
請求項３の発明は、図１〜図３及び図５〜図１０に示すように、通路（６；１５）上を移動する移動体（３；１４）を検知する移動体検知装置であって、請求項１又は請求項２に記載の圧電材（１２；１７）と、前記圧電材が出力する電気信号に基づいて前記移動体の通過を判定する判定部（１３；１８）とを備えている移動体検知装置（１１；１６）である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載の移動体検知装置において、図５及び図６に示すように、前記圧電材は、前記移動体が列車（３）であり、前記通路が軌道（６）であるときに、この列車の車輪（４Ｒ，４Ｌ）が走行するレール（７Ｒ，７Ｌ）とこのレールを支持する支持体（８）との間に挿入されていることを特徴とする移動体検知装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４に記載の移動体検知装置において、前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電軌道パッドであることを特徴とする移動体検知装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の移動体検知装置において、図８に示すように、前記圧電材は、前記移動体が列車（３）であり、前記通路が軌道（６）であるときに、この列車の車輪（４Ｒ，４Ｌ）が走行するレール（７Ｒ，７Ｌ）を支持する支持体（８）とこの支持体を支持する路盤（５）との間に挿入されていることを特徴とする移動体検知装置である。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項６に記載の移動体検知装置において、前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電スラブマットであることを特徴とする移動体検知装置である。
【００１６】
請求項８の発明は、図１１〜図１６に示すように、移動体（３；１４）が通路（６；１５）上を移動するときに発生する振動によって発電する発電装置であって、請求項１又は請求項２に記載の圧電材（１２；１７）を備えることを特徴とする発電装置（１９；２４）である。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項８に記載の発電装置において、図１２に示すように、前記圧電材は、前記移動体が列車（３）であり、前記通路が軌道（６）であるときに、この列車の車輪（４Ｒ，４Ｌ）が走行するレール（７Ｒ，７Ｌ）とこのレールを支持する支持体（８）との間に挿入されていることを特徴とする発電装置である。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の発電装置において、前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電軌道パッドであることを特徴とする発電装置である。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の発電装置において、図１４に示すように、前記圧電材は、前記移動体が列車（３）であり、前記通路が軌道（６）であるときに、この列車の車輪（４Ｒ，４Ｌ）が走行するレール（７Ｒ，７Ｌ）を支持する支持体（８）とこの支持体を支持する路盤（５）との間に挿入されていることを特徴とする発電装置である。
【００２０】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の発電装置において、前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電スラブマットであることを特徴とする発電装置である。
【００２１】
請求項１３の発明は、請求項８から請求項１２までのいずれか１項に記載の発電装置において、図１１〜図１６に示すように、前記圧電材が発生する電力を蓄積する蓄電部（２１）を備えることを特徴とする発電装置である。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によると、構造が簡単で低コスト化を図ることができるとともに安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進入前の状態を模式的に示す平面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進入中の状態を模式的に示す平面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進出後の状態を模式的に示す平面図である。図４は、図１のIV-IV線で切断した状態を示す断面図である。図５は、図１のV-V線で切断した状態を示す断面図である。以下では、圧電材を備える移動体検知装置によって列車の通過を検知する場合を例に挙げて説明する。
【００２４】
図１〜図３に示す区間ＡＴ，ＢＴ，ＣＴは、移動体検知装置１１によって列車３の有無を検出する検出区間である。区間ＡＴ，ＢＴ，ＣＴは、例えば、列車３の衝突を防止するために、一列車の占有を許可し他の列車の進入を禁止する閉そく区間である。区間ＡＴは、信号機２が防護する区間の外方（列車３から見て信号機２が見える方向）の軌道回路であり、区間ＢＴは信号機２が防護する区間の内方の軌道回路である。
【００２５】
絶縁継目１は、レール７Ｒ，７Ｌを電気的に絶縁する構造のレール継目であり、隣接する区間ＡＴ，ＢＴ，ＣＴの境界に設置されている。絶縁継目１は、レール７Ｒ，７Ｌと左右一対の継目板との間、レール７Ｒの端部とレール７Ｌの端部との間、及び左右一対の継目板を連結する継目板ボルトとレール７Ｒ，７Ｌとの間に絶縁材を挟み込み継目部分を電気的に絶縁する継目構造である。
【００２６】
信号機２は、信号を現示する装置である。信号機２は、例えば、区間ＢＴに進入する列車３に対して信号現示する閉そく信号機であり、区間ＢＴの入口に設置され、列車３の先頭が区間ＢＴに進入したときに自動的に停止を指示し、列車３の後尾が区間ＢＴから進出すると進行を指示する。ここで、信号現示とは、信号が示す符号の意味であり、図１〜図３に示すような２現示の場合には停止信号(赤)及び進行信号(青)の２種類である。信号機２は、移動体検知装置１１と連動して信号現示し、電源部２ａと軌道継電器（軌道リレー）２ｂなどを備えている。電源部２ａは、信号機２に電力を供給する信号機用電源であり軌道継電器２ｂに電流を流す。軌道継電器２ｂは、信号機２の信号現示を変化させるための継電器（リレー）であり、電源部２ａと直列に接続されている。軌道継電器２ｂは、図２に示すように、区間ＢＴに列車３が存在するときには、信号機２の信号現示を停止信号（赤信号）に現示しており、図１及び図３に示すように区間ＢＴに列車３が存在しないときには、接点が切り替わり信号機２の進行現示を進行信号（青信号）に現示する。
【００２７】
図１〜図３に示す列車３は、軌道６上を運転する目的で組成された車両であり、電車又は気動車などの鉄道車両である。列車３は、１両又は複数両の車両によって編成されている。車輪４Ｒ，４Ｌは、車両を支持する部材であり、左右一対のレール７Ｒ，７Ｌとそれぞれ回転接触する。車輪４Ｒ，４Ｌは、図４及び図５に示すように、レール頭部７ａの頭頂面７ｄと接触して摩擦抵抗を受ける踏面４ａと、脱輪を防止するために車輪４Ｒ，４Ｌの外周部に連続して形成されたフランジ面４ｂとを備えている。
【００２８】
路盤５は、軌道６を支持する基盤であり、図１〜図３に示す列車３が通過するときに発生する荷重を支持する構造物である。路盤５は、例えば、良質な自然土などを用いて締め固められた土路盤などである。
【００２９】
図１〜図５に示す軌道６は、列車３が走行する通路（線路）であり、図１〜図３に示すレール７Ｒ，７Ｌと、支持体８と、図４及び図５に示す道床９と、レール締結装置１０などを備えている。図１〜図５に示す軌道６は、砂利又は砕石などの粒状体によって構成された道床９上にレール７Ｒ，７Ｌと支持体８とによって構成された軌きょうを敷設した有道床軌道である。
【００３０】
図１〜図３に示すレール７Ｒ，７Ｌは、列車３の車輪４Ｒ，４Ｌを支持し案内して列車３を走行させる部材であり、図４及び図５に示すようにレール頭部７ａと、レール底部（フランジ部）７ｂと、レール腹部（ウェブ部）７ｃなどを備えている。レール頭部７ａは、鉄道車両の車輪４Ｒ，４Ｌと接触する部分であり、車輪４Ｒ，４Ｌを直接支持する頭頂面（頭部上面）７ｄなどを備えている。レール底部７ｂは、支持体８上に設置されて取り付けられる部分であり、レール締結装置１０の締結ばね１０ｂによって押さえ付けられる底部上面７ｅと、支持体８上に設置される底部下面７ｆと、レール底部７ｂの左右の側面部分を構成する底部側面７ｇなどを備えている。レール腹部７ｃは、レール頭部７ａとレール底部７ｂとを繋ぐ部分であり、レール頭部７ａに作用する輪重及び押圧をレール底部７ｂに伝達する。
【００３１】
図１〜図５に示す支持体（支承体）８は、レール７Ｒ，７Ｌを支持する部材である。支持体８は、左右のレール７Ｒ，７Ｌを固定して軌間を正確に保持し、レール７Ｒ，７Ｌから伝達される列車荷重を道床９に分散させるために、図４及び図５に示すようにレール７Ｒ，７Ｌと道床９との間に設置されるまくらぎである。図１〜図５に示す支持体８は、レール７Ｒ，７Ｌに対して直角に並べて敷設される横まくらぎ（一般区間で使用される並まくらぎ）であり、例えば緊張材として使用される鋼材（Prestressing Steel(PC))によってプレストレスが与えられたプレストレスコンクリート製まくらぎ（PCまくらぎ）である。支持体８は、図１〜図３に示すように、レール７Ｒ，７Ｌの長さ方向に所定の間隔をあけて配置されており、レール７Ｒ，７Ｌを離散的に支持している。
【００３２】
図４及び図５に示す道床９は、支持体８を支持し路盤５に荷重を分散し伝達する構造体である。道床９は、支持体８と路盤５との間に敷き詰められる砂利又は砕石などの粒状体からなるバラスト９ａを備えており、このバラスト９ａによって構成されたバラスト道床である。
【００３３】
図１〜図５に示すレール締結装置１０は、レール７Ｒ，７Ｌを支持体８に締結する装置であり、図１〜図３に示す列車３が通過する際に発生する振動を吸収する緩衝機能を有する。レール締結装置１０は、図４及び図５に示すように、軌道パッド１０ａと、締結ばね１０ｂと、ばね受台１０ｃと、埋込栓１０ｄと、締結ボルト１０ｅと、座金１０ｆなどを備えている。レール締結装置１０は、レール底部７ｂと支持体８との間に軌道パッド１０ａを挟み込み、締結ばね１０ｂによってレール７Ｒ，７Ｌを支持体８に締結する。軌道パッド１０ａは、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に挿入する弾性体である。軌道パッド１０ａは、列車３が通過する際に発生する衝撃荷重を緩和する機能と、レール７Ｒ，７Ｌが長手方向に移動するふく進に対する抵抗力を確保する機能と、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８とを電気的に絶縁する機能とを有する加硫ゴム製やウレタン製の板状部材である。締結ばね１０ｂは、レール７Ｒ，７Ｌを押さえ付けて締結するばねであり、底部上面７ｅ及び底部側面７ｇを押さえ付ける押さえ金（ばねクリップ）として機能する。ばね受台１０ｃは、締結ばね１０ｂを支持する部材であり、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８とを電気的に絶縁するくさび状の部材である。ばね受台１０ｃは、支持体８と締結ばね１０ｂとの間に挿入する挿入量を調節することによってレール７Ｒ，７Ｌの左右方向の位置を調節する。埋込栓１０ｄは、締結ボルト１０ｅを締結するために支持体８に埋め込まれる部材であり、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８とを電気的に絶縁する。締結ボルト１０ｅは、締結ばね１０ｂを締め付ける部材であり、締結ばね１０ｂの貫通孔を貫通して埋込栓１０ｄの雌ねじ部にねじ込まれて固定される。座金１０ｆは、締結ボルト１０ｅと締結ばね１０ｂとの間に挟み込まれる部材である。
【００３４】
図１〜図３に示す移動体検知装置（列車検知装置）１１は、軌道６上を通過する列車３を検知する装置であり、区間ＢＴ内の列車３の有無を検出する。移動体検知装置１１は、図１及び図３に示すように、区間ＢＴ内に列車３が存在しないときには、信号機２が進行信号（青信号）を現示するように軌道継電器２ｂの接点を切り替える。一方、移動体検知装置１１は、図２に示すように、区間ＢＴ内に列車３が存在するときには、信号機２が停止信号（赤信号）を現示するように軌道継電器２ｂの接点を切り替える。移動体検知装置１１は、図１〜図３に示すように、圧電材１２と判定部１３などを備えている。
【００３５】
図６は、この発明の第１実施形態に係る圧電材の縦断面図である。
図１〜図３に示す圧電材１２は、列車３が軌道６上を通過するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する部材であり、区間ＢＴ内の列車３の進入及び進出を検出する検出部（検出手段）である。圧電材１２は、列車３が軌道６上を走行するときに区間ＢＴ内に発生する振動を圧電効果によって電気信号（列車検知信号）に変換して出力する。圧電材１２は、列車３が通過するときに発生する衝撃を緩和し、振動の大きさに応じた電力を発生する弾性を有する圧電素子などである。圧電材１２は、列車３が通過したときに発生する機械的な振動を電気信号に変換する機械電気変換部として機能するとともに、列車３の通過によって荷重が作用したときに電力を発生して列車３を検出するセンサとしても機能する。圧電材１２は、図５に示すように、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に挿入されており、振動を電気信号に変換する圧電軌道パッドである。圧電材１２は、図４に示すレール締結装置１０の軌道パッド１０ａと同様にレール締結装置１０の一部を構成しており、軌道パット１０ａと同様の機能を有するとともに圧電素子としての機能も有する。圧電材１２は、例えば、図１〜図３に示す区間ＢＴの入口側（列車３が進入する側の絶縁継目１寄り）と区間ＢＴの出口側（列車３が進出する側の絶縁継目１寄り）との間に所定の間隔をあけて複数配置されている。圧電材１２は、列車３が軌道６を走行するときに左右の車輪４Ｒ，４Ｌが同時にこれらの圧電材１２上を通過して同時に電気信号を発生するように、左右のレール７Ｒ，７Ｌの下方にそれぞれ配置されている。圧電材１２は、図６に示すように、圧電ゴム部１２ａと、電極部１２ｂ，１２ｃと、絶縁部１２ｄ，１２ｅと、導電部１２ｆ，１２ｇなどを備えている。
【００３６】
図６に示す圧電ゴム部１２ａは、ゴム中に圧電材料を分散させた部材である。圧電ゴム部１２ａは、例えば、ニトリルゴムなどのゴム材とチタン酸ジルコン酸鉛(商品名PZT)などの圧電セラミック粉末とを混合する混合工程と、この混合工程後の混合物を加硫する加硫工程と、この加硫工程後の混合物の両端部に電圧を印加してこの混合物を分極させる分極工程とによって製造される。
【００３７】
電極部１２ｂ，１２ｃは、圧電ゴム部１２ａに電気的に接続された接点部分である。電極部１２ｂ，１２ｃは、圧電ゴム部１２ａの両面にそれぞれ積層されており、圧電ゴム部１２ａの両面全域を被覆するように形成されている。電極部１２ｂ，１２ｃは、例えば、金属、金属酸化物又はカーボンなどの導電性材料を蒸着、シルクスクリーン印刷又はイオンスパッタリングなどの方法によって圧電ゴム部１２ａの両面に形成されたり、導電性材料を含有する樹脂又は導電性高分子などの導電性樹脂を圧電ゴム部１２ａの両面に多層化して形成されたりする。
【００３８】
絶縁部１２ｄは、レール底部７ｂと電極部１２ｂとの間を電気的に絶縁する部分であり、絶縁部１２ｅは支持体８と電極部１２ｃとの間を電気的に絶縁する部分である。絶縁部１２ｄ，１２ｅは、電極部１２ｂ，１２ｃの表面に積層されており、電極部１２ｂ，１２ｃの表面全域を被覆するように形成されている。絶縁部１２ｄ，１２ｅは、例えば、電極部１２ｂ，１２ｃの表面に接着剤などによって接合された絶縁性のゴム又は合成樹脂である。
【００３９】
導電部１２ｆ，１２ｇは、圧電ゴム部１２ａが発生する電流が流れる部分であり、導電材の表面を絶縁材によって被覆された電線などである。導電部１２ｆ，１２ｇは、一方の端部が電極部１２ｂ，１２ｃにそれぞれ接続されており、他方の端部が判定部１３に接続されている。
【００４０】
図１〜図３に示す判定部１３は、圧電材１２が出力する電気信号に基づいて列車３の通過を判定するとともに、圧電材１２が出力する電気信号に基づいて区間ＢＴ内の列車３の有無を判定する手段である。判定部１３は、図１に示すように、列車３が区間ＢＴ内に進入する前には圧電材１２が電気信号を出力しない状態（OFF状態）であるため、区間ＢＴ内に列車３が存在しないと判定する。判定部１３は、図２に示すように、列車３が区間ＢＴ内に進入すると圧電材１２が電気信号を出力する状態（ON状態）になるため、区間ＢＴ内に列車３が存在すると判定する。判定部１３は、図３に示すように、列車３が区間ＢＴ内から進出すると圧電材１２が電気信号を出力しない状態（OFF状態）になるため、区間ＢＴ内に列車３が存在しないと判定する。判定部１３は、区間ＡＴ，ＣＴ内を列車３が走行しているときに発生する振動が区間ＢＴ内に伝播し、圧電材１２から出力される電気信号に基づいて列車３が区間ＢＴ内に存在すると誤判定するのを防ぐために、圧電材１２が出力する電気信号が所定の判定基準レベル（しきい値）を超えているか否かを判定する。判定部１３は、圧電材１２が出力する電気信号が判定基準レベルを超えているときには、列車３が区間ＢＴ内に存在すると判定し、圧電材１２が出力する電気信号が判定基準レベル以下であるときには、列車３が区間ＢＴ内に存在しないと判定する。判定部１３は、圧電材１２が出力する電気信号が判定基準レベルを超えたと判定したときには、図２に示すように信号機２が停止信号（赤信号）を現示するように信号機２の軌道継電器２ｂを切り替える。一方、判定部１３は、圧電材１２が出力する電気信号が判定基準レベル以下であると判定したときには、図１及び図３に示すように、信号機２が進行信号（青信号）を現示するように信号機２の軌道継電器２ｂを切り替る。
【００４１】
次に、この発明の第１実施形態に係る移動体検知装置の動作を説明する。
図１に示すように、区間ＡＴ内をＤ方向に列車３が走行すると、列車３の車輪４Ｒ，４Ｌがレール７Ｒ，７Ｌ上を転がりながら移動するため、区間ＡＴ内のレール７Ｒ，７Ｌが衝撃力を受けて振動し、この振動が絶縁継目１を通じて区間ＢＴ内のレール７Ｒ，７Ｌに伝播する。区間ＢＴ内のレール７Ｒ，７Ｌが振動すると圧電材１２がこの振動を検出して電気信号を判定部１３に出力するが、区間ＡＴから区間ＢＴに振動が伝播するときにこの振動が減衰しているため、圧電材１２が出力する電気信号のレベルが判定基準レベル以下となる。このため、区間ＢＴに列車３が存在しないと判定部１３が判定して、信号機２が進行信号（青信号）を現示するように、信号機２の軌道継電器２ｂを判定部１３が切り替る。
【００４２】
図２に示すように、列車３が絶縁継目１を通過して区間ＡＴ内から区間ＢＴ内に進入すると、列車３の車輪４Ｒ，４Ｌがレール７Ｒ，７Ｌ上を転がりながら移動するため、区間ＢＴ内のレール７Ｒ，７Ｌが衝撃力を受けて振動する。レール７Ｒ，７Ｌが振動すると圧電材１２の圧電ゴム部１２ａが外力を受けて機械的に変位するため、電極部１２ｂと電極部１２ｃとの間に電位差が生じ、導電部１２ｆ，１２ｇに電流が流れる。その結果、区間ＢＴ内に列車３が進入したときに発生する振動を圧電材１２が電気信号に変換し、この電気信号が判定部１３に入力する。区間ＢＴ内を列車３が走行するときには区間ＡＴ内を列車３が走行するときに比べて振動が大きくなるため、圧電材１２が出力する電気信号のレベルが判定基準レベルを超える。このため、区間ＢＴ内に列車３が存在すると判定部１３が判定して、信号機２が停止信号（赤信号）を現示するように信号機２の軌道継電器２ｂを判定部１３が切り替る。
【００４３】
図３に示すように、列車３が絶縁継目１を通過して区間ＢＴ内から区間ＣＴ内に進入すると、区間ＣＴ内のレール７Ｒ，７Ｌが衝撃力を受けて振動し、この振動が絶縁継目１を通じて区間ＢＴ内のレール７Ｒ，７Ｌに伝播する。区間ＢＴ内のレール７Ｒ，７Ｌが振動すると圧電材１２がこの振動を検出して電気信号を判定部１３に出力するが、区間ＣＴ内から区間ＢＴ内に振動が伝播するときにこの振動が減衰しているため、圧電材１２が出力する電気信号のレベルが判定基準レベル以下となる。このため、区間ＢＴ内に列車３が存在しないと判定部１３が判定して、信号機２が進行信号（青信号）を現示するように信号機２の軌道継電器２ｂを判定部１３が切り替る。
【００４４】
この発明の第１実施形態に係る圧電材及び移動体検知装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、ゴム中に圧電材料を分散させた圧電ゴム部１２ａを圧電材１２が備えている。このため、従来の移動体検知装置のような可動コイルを利用した複雑で取り付けが困難な電磁誘導方式の構造ではなく、構造が簡単で製造が容易な圧電方式の圧電ゴム部１２ａを利用して圧電材１２を簡単に取り付けることができる。また、圧電ゴム部１２ａにレール７Ｒ，７Ｌから衝撃力が作用しても、圧電ゴム部１２ａが弾力性と可撓性を有するため圧電材１２が破損することがなく、圧電材１２の耐久性を向上させることができる。また、従来の軌道回路を用いた列車検知方法とは異なり、左右のレール７Ｒ，７Ｌに軌道回路電流を流さずに区間ＢＴ内の列車３を検知することができるため、軌道回路電流の短絡による焼損事故などが発生せず、安全性を向上させることができる。さらに、列車３が軌道と道路の双方を走行可能な車両（デュアル・モード・ビークル(Dual Mode Vehicle(DMV)）である場合や、コンクリート軌道上を走行する新交通システムである場合には、左右のレール７Ｒ，７Ｌを短絡不能なゴムタイヤによって走行するため、軌道回路によって列車３を検知することができない。しかし、この第１実施形態では、列車３が走行するときに発生する振動を利用して列車３を検知することができるため、高価な検知システムを使用せずに安価に列車３を検知することができる。
【００４５】
(2) この第１実施形態では、列車３の車輪４Ｒ，４Ｌが走行するレール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に圧電材１２が挿入されている。このため、列車３が走行するときに発生するレール７Ｒ，７Ｌの振動を圧電材１２によって検出して、列車３の通過を簡単に検知することができる。また、従来の移動体検知装置のような取り付けが困難な可動コイルとは異なり、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に圧電材１２を挟み込み簡単に取り付けることができる。
【００４６】
(3) この第１実施形態では、圧電材１２が出力する電気信号に基づいて列車３の通過を判定部１３が判定する。このため、従来の移動体検知装置のような構造が複雑な可動コイルを利用せずに、構造が簡単で耐久性に優れた圧電材１２を利用して列車３の通過を簡単に判定部１３によって判定することができる。
【００４７】
(4) この第１実施形態では、圧電材１２が振動を電気信号に変換する圧電軌道パッドである。このため、列車３が走行するときに発生するレール７Ｒ，７Ｌの機械的な振動を電気信号に圧電軌道パッドによって変換して、列車３が通過したか否かを簡単に検知することができる。また、レール７Ｒ，７Ｌと車輪４Ｒ，４Ｌとの接触点に作用する垂直方向の荷重（輪重）から、列車３が通過するときに発生する衝撃力を考慮すると、圧電軌道パッドが数kV程度の電圧を発生する可能性がある。このため、圧電材１２からの出力信号を増幅するためのアンプなどの増幅器を省略することができ、装置全体を安価に製造することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
図７は、この発明の第２実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置を模式的に示す平面図である。図８は、図７のVIII-VIII線で切断した状態を示す断面図である。以下では、図１〜図６に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図７及び図８に示す路盤５は、スラブ軌道区間に設置される路盤コンクリートであり、図７に示すように支持体８の水平力を支えるために所定の間隔をあけて突起（突起コンクリート）５ａが形成されている。軌道６は、路盤コンクリート上に軌道スラブを敷設したスラブ軌道であり、有道床軌道の保守作業を軽減するために開発された省力化軌道の一種である。支持体８は、矩形平板状のプレキャストのコンクリート版からなるスラブ版（軌道スラブ）であり、レール７Ｒ，７Ｌと道床９との間に設置されている。圧電材１２は、列車３が走行するレール７Ｒ，７Ｌを支持する支持体８とこの支持体８を支持する路盤５との間に挿入されており、振動を電気信号に変換する圧電スラブマットである。圧電材１２は、スラブ軌道において列車３が走行したときに発生する振動及び騒音の拡散を低減するために支持体８と路盤５との間に挿入されるゴム製のスラブマットとしての機能を有するするとともに、圧電素子としての機能も有する。圧電材１２は、図７に示す区間ＢＴの入口側（列車３が進入する側の絶縁継目１寄り）から区間ＢＴの出口側（列車３が進出する側の絶縁継目１寄り）に向かって連続して配置されている。
【００４９】
この発明の第２実施形態に係る圧電材及び移動体検知装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、レール７Ｒ，７Ｌを支持する支持体８とこの支持体８を支持する路盤５との間に圧電材１２が挿入されている。その結果、支持体８と路盤５との間の広範囲にわたって圧電材１２が挟み込まれるため、列車３が走行するときに発生するレール７Ｒ，７Ｌの振動を平均化して、列車３の通過の有無を正確に検出することができる。
【００５０】
(2) この第２実施形態では、圧電材１２が振動を電気信号に変換する圧電スラブマットである。その結果、路盤５上に支持体８を設置するときに、この路盤５上に圧電スラブマットを敷設して支持体８を設置することができるため、圧電スラブマットの敷設作業が容易になって作業時間を短縮化することができる。また、圧電スラブマットが支持体８と路盤５とに広範囲で接触するため、圧電スラブマットからの出力電圧が大きくなり検出精度を向上させることができる。
【００５１】
（第３実施形態）
図９は、この発明の第３実施形態に係る移動体検知装置の移動体進入中の状態を模式的に示す平面図である。図１０は、図９のIX-IX線で切断した状態を示す断面図である。
図９に示す区間ＤＴは、移動体検知装置１６によって移動体１４の有無を検出する検出区間であり、例えば移動体１４の通行が禁止されている通行禁止区間、又は移動体１４の通行を監視する通行監視区間などである。移動体１４は、通路１５上を移動する物体であり、例えば自動車又は自動二輪車などの車両である。移動体１４は、通路１５及び圧電材１７と回転接触する車輪１４ａなどを備えている。通路１５は、移動体１４が通過する道路であり、図１０に示すように、アスファルト混合物の表層（路面）１５ａと、この表層１５ａから伝達される交通荷重を分散させて路床１５ｃに伝達する路盤１５ｂと、交通荷重を支持する路床１５ｃなどを備えている。
【００５２】
移動体検知装置１６は、通路１５上を移動する移動体１４を検知する装置であり、区間ＤＴ内の移動体１４の有無を検知する。移動体検知装置１６は、図１〜図３に示す移動体検知装置１１と同様の圧電材１７と判定部１８とを備えている。圧電材１７は、移動体１４が通路１５上を通過するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する部材であり、区間ＤＴ内の移動体１４の進入及び進出を検出する。圧電材１７は、移動体１４が通路１５上を走行するときに区間ＤＴ内に発生する振動を圧電効果によって電気信号（移動体検知信号）に変換して出力する圧電ゴムマットである。圧電材１７は、移動体１４が通過するときに発生する衝撃を緩和し、振動の大きさに応じた電力を発生する弾性を有する圧電素子などであり、表層１５ａの表面に接着剤などによって取り付けられている。圧電材１７は、図９に示す区間ＤＴの入口側（移動体１４が進入する側）と、この区間ＤＴの出口側（移動体１４が進出する側）とに、通路１５の幅員（道幅）と略同一の長さでこの通路１５の幅方向に沿って配置されている。圧電材１７は、図１〜図３及び図５に示す圧電材１２と同一構造であり詳細な説明を省略する。判定部１８は、圧電材１７が出力する電気信号に基づいて移動体１４の通過を判定するとともに、圧電材１７が出力する電気信号に基づいて区間ＤＴ内の移動体１４の有無を判定する手段である。判定部１８は、図１〜図３及び図５に示す判定部１３と同一構造であり、区間ＤＴ内に移動体１４が存在すると判定したときには、移動体１４の通行を監視する監視装置や移動体１４に警告を発生する警告発生装置などに判定結果を送信する。
【００５３】
この発明の第３実施形態に係る移動体検知装置には、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第３実施形態では、圧電材１７が出力する電気信号に基づいて移動体１４の通過を判定部１８が判定する。このため、従来の移動体検知装置のような構造が複雑な可動コイルを利用せずに、構造が簡単で耐久性に優れた圧電材１７を利用して移動体１４の通過を簡単に判定部１８によって判定することができる。
【００５４】
（第４実施形態）
図１１は、この発明の第４実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。図１２は、図１１のXII-XII線で切断した状態を示す断面図である。
図１１及び図１２に示す発電装置１９は、列車３が軌道６上を走行するときに発生する振動によって発電する装置である。発電装置１９は、図１〜図３に示す移動体検知装置１１と同様の圧電材１２と、信号処理部２０と、蓄電部２１と、切替部２２と、判定部２３などを備えている。発電装置１９は、列車３の走行による振動エネルギーを圧電材１２によって電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーを蓄電部２１に蓄積する。圧電材１２は、図１２に示すように、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に挿入されており、振動を電気信号に変換する圧電軌道パッドである。信号処理部２０は、圧電材１２が出力する電気信号を処理する手段であり、導電部１２ｆ，１２ｇに流れる電流を直流電流に変換する電気回路などを備えている。蓄電部２１は、圧電材１２が発生する電力を蓄積する部分である。蓄電部２１は、信号処理部２０に接続されており、電気エネルギーを蓄積するコンデンサなどのバッテリを備えている。切替部２２は、信号機２の電源部２ａからの電力の供給と蓄電部２１からの電力の供給とを切り替える手段である。切替部２２は、判定部２３からの指令に基づいて切替動作するスイッチなどである。判定部２３は、切替部２２の切替動作を判定する手段であり、図１〜図３に示す移動体検知装置１１の判定部１３と同様の機能を有する。判定部２３は、蓄電部２１の電圧が基準電圧を超えているときには蓄電部２１から信号機２に電力が供給されるように切替部２２に切替動作を指令し、蓄電部２１の電圧が基準電圧以下であるときには信号機２の電源部２ａから信号機２に電力が供給されるように切替部２２に切替動作を指令する。
【００５５】
次に、この発明の第４実施形態に係る発電装置の動作を説明する。
図１１に示すように、列車３が軌道６上を走行するとレール７Ｒ，７Ｌが振動して、圧電材１２が外力を受けて機械的に変位し、圧電材１２が電気信号を信号処理部２０に出力する。圧電材１２が出力する電気信号が交流信号に近似した波形を示すため、圧電材１２が出力する電気信号を信号処理部２０が直流信号に変換して蓄電部２１に出力し、圧電材１２が発生する電気エネルギーが蓄電部２１に蓄積される。蓄電部２１の電圧を判定部２３が検出し、蓄電部２１の電圧が基準電圧を超えているか否かを判定部２３が判定する。蓄電部２１の電圧が基準電圧を超えているときには、判定部２３が切替部２２に切替動作を指令して蓄電部２１から信号機２に電力が供給される。その結果、信号機２の電源部２ａから信号機２への電力の供給が遮断されて、蓄電部２１から信号機２に電力が供給されるため、電源部２ａの電力消費を抑えることができる。一方、蓄電部２１の電圧が基準電圧以下であるときときには、判定部２３が切替部２２に切替動作を指令して電源部２ａから信号機２に電力が供給される。その結果、蓄電部２１から信号機２への電力の供給が遮断されて、電源部２ａから信号機２に電力が供給されるため、蓄電部２１の電力不足によって信号機２が動作不能になるのを防ぐことができる。
【００５６】
この発明の第４実施形態に係る発電装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第４実施形態では、発電装置１９が圧電材１２を備えている。このため、列車３が軌道６上を走行するときに発生する振動を圧電材１２によって電気信号に変換し、圧電材１２の圧電効果を利用して簡単に電力を発生させることができる。
【００５７】
(2) この第４実施形態では、列車３が走行するレール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に圧電材１２が挿入されている。このため、列車３が走行するときに発生するレール７Ｒ，７Ｌの振動を利用して圧電材１２によって簡単に電気信号に変換することができる。
【００５８】
(3) この第４実施形態では、圧電材１２が振動を電気信号に変換する圧電軌道パッドである。このため、図４に示す軌道パット１０ａとして圧電材１２を利用することができるとともに、列車３の通過によって発生する振動を利用して圧電材１２によって簡単に発電することができる。
【００５９】
(4) この第４実施形態では、圧電材１２が発生する電力を蓄電部２１が蓄積する。このため、列車３に走行によって発生する振動エネルギーを圧電材１２によって電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーを蓄電部２１に蓄積して利用することができる。また、列車３が軌道６上を走行するときに発生する振動エネルギーを電気エネルギーに圧電材１２が変換し、この電気エネルギーを蓄電部２１が吸収するため、レール７Ｒ，７Ｌの振動によって放射される騒音を低減することができる。
【００６０】
（第５実施形態）
図１３は、この発明の第５実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。図１４は、図１１のXIV-XIV線で切断した状態を示す断面図である。
図１３及び図１４に示す発電装置１９は、支持体８とこの支持体８を支持する路盤５との間に圧電材１２が挿入されており、この圧電材１２は振動を電気信号に変換する圧電スラブマットである。
【００６１】
この第５実施形態に係る発電装置には、第４実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第５実施形態では、レール７Ｒ，７Ｌを支持する支持体８とこの支持体８を支持する路盤５との間に圧電材１２が挿入されている。その結果、支持体８と路盤５との間の広範囲にわたって圧電材１２が挟み込まれるため、第４実施形態に比べて発電量を大きくすることができる。
【００６２】
(2) この第５実施形態では、圧電材１２が振動を電気信号に変換する圧電スラブマットである。このため、圧電スラブマットが支持体８と路盤５とに広範囲で接触するため、圧電スラブマットからの出力電圧が大きくなり発電量を大きくすることができる。
【００６３】
（第６実施形態）
図１５は、この発明の第６実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。図１６は、図１５のIVI-IVI線で切断した状態を示す断面図である。
図１５及び図１６に示す発電装置２４は、移動体１４が通路１５上を移動するときに発生する振動によって発電する装置であり、図９及び図１０に示す移動体検知装置１６と同様の圧電材１７と、判定部１８と、図１１〜図１４に示す発電装置１９と同様の信号処理部２０と、蓄電部２１などを備えている。圧電材１７は、図１５に示す区間ＤＴの入口側（移動体１４が進入する側）からこの区間ＤＴの出口側（移動体１４が進出する側）まで、通路１５の幅員（道幅）と略同一の幅で配置されている。圧電材１７は、図１〜図３及び図５に示す圧電材１２と同一構造であり詳細な説明を省略する。
【００６４】
この発明の第６実施形態に係る発電装置には、第４実施形態及び第５実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第６実施形態では、発電装置２４が圧電材１７を備えている。このため、移動体１４が通路１５上を移動するときに発生する振動を圧電材１７によって電気信号に変換し、圧電材１７の圧電効果を利用して簡単に電力を発生させることができる。その結果、例えば、圧電材１７が発生する電力を蓄電部２１に蓄積して、通路１５に沿って配置された街路灯などに蓄電部２１から電力を供給することができる。
【００６５】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、区間ＢＴが閉そく区間である場合を例に挙げて説明したが閉そく区間に限定するものではなく、列車３の通行を検出する必要がある所定の検出区間についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、支持体８がまくらぎ又はスラブ版である場合を例に挙げて説明したが、レール７Ｒ，７Ｌを長さ方向に連続して支持しレール７Ｒ，７Ｌの長さ方向に沿って敷設される梯子状のラダーまくらぎのような縦まくらぎについても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、レール締結装置１０として締結ばね１０ｂを使用した締結装置を例にあげて説明したが、支持体８とレール７Ｒ，７Ｌとの間にタイプレートを挿入した締結装置や、線ばねを使用した締結装置などについてもこの発明を適用することができる。
【００６６】
(2) この第１実施形態では、区間ＢＴの入口側から出口側に向かって所定の間隔をあけて圧電材１２を配置する場合を例に挙げて説明したが、区間ＢＴの両端部である入口側と出口側のみに圧電材１２を配置することもできる。また、この第２実施形態では、路盤５と支持体８との間に圧電材１２を挿入する場合を例に挙げて説明したが、レール７Ｒ，７Ｌと支持体８との間に圧電材１２を挿入するとともに路盤５と支持体８との間に圧電材１２を挿入することもできる。さらに、この第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態及び第５実施形態では、絶縁継目１によってレール７Ｒ，７Ｌを接続する場合を例に挙げて説明したが、絶縁継目１よりも構造が簡単で取付作業が容易な普通継目によってレール７Ｒ，７Ｌを接続することもできる。
【００６７】
(3) この第３実施形態及び第６実施形態では、移動体１４が車両である場合を例に挙げて説明したが、通路１５上を通行する人間又は動物などの移動体についてもこの発明を適用することができる。また、この第４実施形態では、蓄電部２１が蓄積する電力を信号機２に供給する場合を例に挙げて説明したが、軌道６に沿って配置された照明装置などに蓄電部２１から電力を供給したり、非常用電源として蓄電部２１に蓄積したりすることもできる。さらに、この第６実施形態では、区間ＤＴの入口側から出口側に向かって圧電材１７を連続して配置する場合を例に挙げて説明したが、区間ＤＴに所定の間隔をあけて圧電材１７を配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進入前の状態を模式的に示す平面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進入中の状態を模式的に示す平面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置の移動体進出後の状態を模式的に示す平面図である。
【図４】図１のIV-IV線で切断した状態を示す断面図である。
【図５】図１のV-V線で切断した状態を示す断面図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係る圧電材の縦断面図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係る圧電材を備える移動体検知装置を模式的に示す平面図である。
【図８】図７のVIII-VIII線で切断した状態を示す断面図である。
【図９】この発明の第３実施形態に係る移動体検知装置の移動体進入中の状態を模式的に示す平面図である。
【図１０】図９のIX-IX線で切断した状態を示す断面図である。
【図１１】この発明の第４実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。
【図１２】図１１のXII-XII線で切断した状態を示す断面図である。
【図１３】この発明の第５実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。
【図１４】図１１のXIV-XIV線で切断した状態を示す断面図である。
【図１５】この発明の第６実施形態に係る発電装置を模式的に示す平面図である。
【図１６】図１５のIVI-IVI線で切断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 絶縁継目
２ 信号機
３ 列車（移動体）
４Ｒ，４Ｌ 車輪
５ 路盤
６ 軌道（通路）
７Ｒ，７Ｌ レール
８ 支持体
９ 道床
１０ レール締結装置
１０ａ 軌道パッド
１１ 移動体検知装置
１２ 圧電材
１２ａ 圧電ゴム部
１２ｂ，１２ｃ 電極部
１２ｄ，１２ｅ 絶縁部
１２ｆ，１２ｇ 導電部
１３ 判定部
１４ 移動体
１４ａ 車輪
１５ 通路
１６ 移動体検知装置
１７ 圧電材
１８ 判定部
１９ 発電装置
２０ 信号処理部
２１ 蓄電部
２２ 切替部
２３ 判定部
２４ 発電装置
ＡＴ，ＢＴ，ＣＴ，ＤＴ 区間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体が通路上を移動するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する圧電材であって、
ゴム中に圧電材料を分散させた圧電ゴム部を備えること、
を特徴とする圧電材。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電材において、
前記圧電ゴム部は、前記移動体が列車であり、前記通路が軌道であるときに、この列車の車輪が走行するレールとこのレールを支持する支持体との間に挿入されていること、
を特徴とする圧電材。
【請求項３】
通路上を移動する移動体を検知する移動体検知装置であって、
請求項１又は請求項２に記載の圧電材と、
前記圧電材が出力する電気信号に基づいて前記移動体の通過を判定する判定部と、
を備える移動体検知装置。
【請求項４】
請求項３に記載の移動体検知装置において、
前記圧電材は、前記移動体が列車であり、前記通路が軌道であるときに、この列車の車輪が走行するレールとこのレールを支持する支持体との間に挿入されていること、
を特徴とする移動体検知装置。
【請求項５】
請求項４に記載の移動体検知装置において、
前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電軌道パッドであること、
を特徴とする移動体検知装置。
【請求項６】
請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の移動体検知装置において、
前記圧電材は、前記移動体が列車であり、前記通路が軌道であるときに、この列車の車輪が走行するレールを支持する支持体とこの支持体を支持する路盤との間に挿入されていること、
を特徴とする移動体検知装置。
【請求項７】
請求項６に記載の移動体検知装置において、
前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電スラブマットであること、
を特徴とする移動体検知装置。
【請求項８】
移動体が通路上を移動するときに発生する振動によって発電する発電装置であって、
請求項１又は請求項２に記載の圧電材を備えること、
を特徴とする発電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発電装置において、
前記圧電材は、前記移動体が列車であり、前記通路が軌道であるときに、この列車の車輪が走行するレールとこのレールを支持する支持体との間に挿入されていること、
を特徴とする発電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発電装置において、
前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電軌道パッドであること、
を特徴とする発電装置。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の発電装置において、
前記圧電材は、前記移動体が列車であり、前記通路が軌道であるときに、この列車の車輪が走行するレールを支持する支持体とこの支持体を支持する路盤との間に挿入されていること、
を特徴とする発電装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の発電装置において、
前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電スラブマットであること、
を特徴とする発電装置。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２までのいずれか１項に記載の発電装置において、
前記圧電材が発生する電力を蓄積する蓄電部を備えること、
を特徴とする発電装置。
【請求項１】
移動体が通路上を移動するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する圧電材であって、
ゴム中に圧電材料を分散させた圧電ゴム部を備えること、
を特徴とする圧電材。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電材において、
前記圧電ゴム部は、前記移動体が列車であり、前記通路が軌道であるときに、この列車の車輪が走行するレールとこのレールを支持する支持体との間に挿入されていること、
を特徴とする圧電材。
【請求項３】
通路上を移動する移動体を検知する移動体検知装置であって、
請求項１又は請求項２に記載の圧電材と、
前記圧電材が出力する電気信号に基づいて前記移動体の通過を判定する判定部と、
を備える移動体検知装置。
【請求項４】
請求項３に記載の移動体検知装置において、
前記圧電材は、前記移動体が列車であり、前記通路が軌道であるときに、この列車の車輪が走行するレールとこのレールを支持する支持体との間に挿入されていること、
を特徴とする移動体検知装置。
【請求項５】
請求項４に記載の移動体検知装置において、
前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電軌道パッドであること、
を特徴とする移動体検知装置。
【請求項６】
請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の移動体検知装置において、
前記圧電材は、前記移動体が列車であり、前記通路が軌道であるときに、この列車の車輪が走行するレールを支持する支持体とこの支持体を支持する路盤との間に挿入されていること、
を特徴とする移動体検知装置。
【請求項７】
請求項６に記載の移動体検知装置において、
前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電スラブマットであること、
を特徴とする移動体検知装置。
【請求項８】
移動体が通路上を移動するときに発生する振動によって発電する発電装置であって、
請求項１又は請求項２に記載の圧電材を備えること、
を特徴とする発電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発電装置において、
前記圧電材は、前記移動体が列車であり、前記通路が軌道であるときに、この列車の車輪が走行するレールとこのレールを支持する支持体との間に挿入されていること、
を特徴とする発電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発電装置において、
前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電軌道パッドであること、
を特徴とする発電装置。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の発電装置において、
前記圧電材は、前記移動体が列車であり、前記通路が軌道であるときに、この列車の車輪が走行するレールを支持する支持体とこの支持体を支持する路盤との間に挿入されていること、
を特徴とする発電装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の発電装置において、
前記圧電材は、前記振動を前記電気信号に変換する圧電スラブマットであること、
を特徴とする発電装置。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２までのいずれか１項に記載の発電装置において、
前記圧電材が発生する電力を蓄積する蓄電部を備えること、
を特徴とする発電装置。
【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】
【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】
【公開番号】特開２０１０−１３２１９３（Ｐ２０１０−１３２１９３Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１１４４４（Ｐ２００８−３１１４４４）
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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