JP2013155609A

JP2013155609A - Wave power generation device

Info

Publication number: JP2013155609A
Application number: JP2012014351A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Hayashi; 健太郎林; Takeshi Yasunaga; 健安永; Satoshi Iwasaki; 聡岩崎
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2013-08-15

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wave power generation device capable of suppressing power consumption when adjusting an inherent frequency of a wave power generation device as much as possible.SOLUTION: A wave power generation device has a weight 3 attached to the inside of a float via a spring and carrying out reciprocal linear movement according to the fluctuation of a water surface, a ball screw shaft 5 rotating by a rotational force taken out from the reciprocal linear movement of the weight 3, a power generator 8 generating power by being driven by the ball screw shaft 5, and an additive mass body 6 adding a rotational inertial additive mass to the mass of the weight 3 by a rotational inertial force by being rotated by the ball screw shaft 5. The wave power generation device further has a rotational inertial additive mass mechanism altering mechanism altering the rotational inertial additive mass of the additive mass body 6, an actuator 20 driving the rotational inertial additive mass altering mechanism by reciprocating movement, and a control section adjusting the rotational inertial additive mass by controlling the reciprocal movement of the actuator 20.

Description

本発明は、波力発電装置に関するものである。 The present invention relates to a wave power generator.

波力発電装置としては、二つの物体を上下方向に互いに相対運動させて発電機を駆動するものが知られている。例えば、特許文献１には、海上に浮かぶ密閉されたブイ内に、バネを介して振動子を上下方向に変位自在に支持した波力発電装置が開示されている。この波力発電装置は、波によって振動するブイとブイ内で振動する振動子との相対運動エネルギーから電気エネルギーを取り出すようになっている。そして、同特許文献１には、実海域における種々の波周期帯に対応させるために、振動子に可変容量タンクを固定し、ブイの底部に固定したタンクとの間でアクチュエータを用いて水を給排水することによって振動子の固有振動数を調整する技術が開示されている。 As a wave power generation device, one that drives a generator by moving two objects relative to each other in the vertical direction is known. For example, Patent Document 1 discloses a wave power generation apparatus in which a vibrator is supported in a hermetically sealed buoy floating on the sea so as to be displaceable in the vertical direction via a spring. This wave power generation device extracts electrical energy from the relative kinetic energy between a buoy that vibrates due to a wave and a vibrator that vibrates in the buoy. And in the patent document 1, in order to correspond to various wave period bands in the actual sea area, a variable capacity tank is fixed to the vibrator, and water is supplied between the tank fixed to the bottom of the buoy using an actuator. A technique for adjusting the natural frequency of a vibrator by supplying and draining water is disclosed.

特開２００７−２９７９２９号公報JP 2007-297929 A

しかし、上記特許文献１に記載された波力発電装置は、可変容量タンクに加えて水を保有するための底部タンクを備える必要があり、また、水を給排水するためにアクチュエータによってピストンを動作させる必要がある。これでは、構造が複雑になるだけでなく、水を給排水するための動力が大きくなりアクチュエータの消費電力が大きくなるという問題がある。アクチュエータの消費電力が大きくなると、波力発電にて発電した電力の多くをアクチュエータにて消費してしまうことになり、波力発電装置の高効率化への妨げとなる。 However, the wave power generation device described in Patent Document 1 needs to include a bottom tank for holding water in addition to a variable capacity tank, and operates a piston by an actuator to supply and drain water. There is a need. This not only complicates the structure, but also increases the power for supplying and discharging water and increases the power consumption of the actuator. When the power consumption of the actuator increases, much of the power generated by wave power generation is consumed by the actuator, which hinders high efficiency of the wave power generation device.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、波力発電装置の固有振動数を調整する際の消費電力を可及的に抑えることができる波力発電装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a situation, Comprising: It provides the wave power generator which can suppress the power consumption at the time of adjusting the natural frequency of a wave power generator as much as possible. With the goal.

上記課題を解決するために、本発明の波力発電装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる波力発電装置は、バネを介して浮体の内部に取り付けられて、水面の変動に応じて往復直線運動する振動体と、該振動体の往復直線運動を回転運動に変換する変換機構と、該変換機構を介して取り出された回転力により回転する回転軸体と、該回転軸体に駆動されて発電する発電機と、前記回転軸体によって回転させられることによる回転慣性力によって、前記振動体の質量に対して回転慣性付加質量を付加する付加質量体とを備えた波力発電装置において、前記付加質量体の回転慣性付加質量を変化させる回転慣性付加質量変更機構と、該回転慣性付加質量変更機構を、往復動作によって駆動するアクチュエータと、該アクチュエータの往復動作を制御することにより、前記回転慣性付加質量を調整する制御部とを備えていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the wave power generation apparatus of the present invention employs the following means.
That is, the wave power generation device according to the present invention is attached to the inside of a floating body via a spring, and reciprocates linearly in response to fluctuations in the water surface, and converts the reciprocating linear motion of the oscillator into rotational motion. A conversion mechanism that rotates, a rotating shaft that rotates by the rotational force extracted through the conversion mechanism, a generator that generates power by being driven by the rotating shaft, and a rotating inertia that is rotated by the rotating shaft In a wave power generation device including an additional mass body that adds rotational inertia additional mass to the mass of the vibrating body by force, a rotary inertia additional mass changing mechanism that changes the rotational inertia additional mass of the additional mass body; An actuator that drives the rotary inertia additional mass changing mechanism by a reciprocating operation; and a control unit that adjusts the rotary inertia additional mass by controlling the reciprocating operation of the actuator; Characterized in that it comprises.

浮体の内部にバネを介して取り付けられた振動体は、水面の変動に応じて往復直線運動を行う。この往復直線運動に基づいて発電機を駆動し、発電を行う。本発明に係る波力発電装置によれば、振動体の質量をｍ、付加質量体の回転慣性付加質量をΔｍとした場合、周波数ｆｎは下式（１）から求められることになる。

すなわち、付加質量体の回転慣性付加質量Δｍを変化させることにより、周波数ｆｎを変化させることができる。 The vibrating body attached to the inside of the floating body via a spring performs a reciprocating linear motion according to the fluctuation of the water surface. The generator is driven based on this reciprocating linear motion to generate electricity. According to the wave power generation device of the present invention, when the mass of the vibrating body is m and the rotational inertia additional mass of the additional mass body is Δm, the frequency fn is obtained from the following equation (1).

That is, the frequency fn can be changed by changing the rotational inertia additional mass Δm of the additional mass body.

回転慣性付加質量Δｍは、回転慣性付加質量変更機構によって変化させられる。また、回転慣性付加質量を変化させるには、回転する付加質量体の慣性モーメントすなわち偏心量を変化させるだけで済むので、特許文献１で示されているような水を汲み上げる場合ほど大きな動力を必要としない。
そこで、本発明では、制御部の指令によってアクチュエータを往復動作させ、この往復動作に基づいて回転慣性付加質量変更機構を駆動させることとした。このように、アクチュエータの往復動作のみによって回転慣性付加質量変更機構を駆動させるだけで回転慣性付加質量を調整することができるので、アクチュエータを往復動作させるだけの可及的に少ない消費電力によって回転慣性付加質量を調整することができる。 The rotational inertia added mass Δm is changed by a rotational inertia added mass changing mechanism. Further, in order to change the rotational inertial additional mass, it is only necessary to change the moment of inertia of the rotating additional mass body, that is, the amount of eccentricity. Therefore, a larger power is required for pumping up water as shown in Patent Document 1. And not.
Therefore, in the present invention, the actuator is reciprocated by a command from the control unit, and the rotary inertia added mass changing mechanism is driven based on the reciprocation. As described above, the rotational inertia added mass can be adjusted only by driving the rotary inertia added mass changing mechanism only by the reciprocating operation of the actuator. Therefore, the rotational inertia can be achieved with as little power consumption as possible by reciprocating the actuator. The additional mass can be adjusted.

さらに、本発明の波力発電装置では、前記付加質量体は、回転体を備え、前記回転慣性付加質量変更機構は、前記回転体に対して固定され、該回転体の中心側から半径方向に延在して設けられた送りネジ軸と、該送りネジ軸に対して螺合するとともに、該送りネジ軸の延在方向に移動可能とされた移動錘と、該送りネジ軸に固定された送りネジ軸側歯車と、該送りネジ軸側歯車に対して接近離間して噛合または非噛合を行うとともに、前記回転体とともに回転しないように設置された噛合部とを備え、前記アクチュエータの往復動作によって、前記噛合部を前記送りネジ軸側歯車に対して接近離間させて噛合または非噛合を行うことを特徴とする。 Furthermore, in the wave power generation device of the present invention, the additional mass body includes a rotating body, and the rotary inertia additional mass changing mechanism is fixed to the rotating body, and extends in a radial direction from the center side of the rotating body. A feed screw shaft provided extending, a moving weight screwed to the feed screw shaft and movable in the extending direction of the feed screw shaft, and fixed to the feed screw shaft A reciprocating operation of the actuator, comprising: a feed screw shaft side gear; and a meshing portion that is engaged with or disengaged from and close to the feed screw shaft side gear and is not rotated with the rotating body. Thus, the meshing part is moved close to and away from the feed screw shaft side gear to engage or disengage.

アクチュエータを往復動作させると、噛合部が送りネジ軸側歯車に対して噛合または非噛合を行う。このとき、回転体とともに送りネジ軸は回転体中心回りを回転する一方で、噛合部は回転体とともに回転しないので、噛合部と送りネジ軸側歯車とが噛合すると、噛合部によって送りネジ軸側歯車が相対的に回転し、送りネジ軸がネジ軸線回りに回転させられることになる。送りネジ軸が回転すると、送りネジ軸に螺合された移動錘が移動する。移動錘の移動方向は送りネジの延在方向すなわち回転体の半径方向なので、移動錘の回転慣性モーメントが変化し、結果として回転慣性付加質量が変化させられることになる。
このように、アクチュエータの往復動作のみによって回転慣性付加質量を調整することができるので、消費電力を可及的に少なくすることができる。特に、回転体の回転を利用して送りネジ軸を回転させることができるので、消費電力を更に抑えることができる。 When the actuator is reciprocated, the meshing portion meshes or disengages with the feed screw shaft side gear. At this time, the feed screw shaft rotates with the rotating body around the center of the rotating body, but the meshing portion does not rotate with the rotating body. Therefore, when the meshing portion meshes with the feed screw shaft side gear, the meshing portion causes the feed screw shaft side to rotate. The gear rotates relatively, and the feed screw shaft is rotated around the screw axis. When the feed screw shaft rotates, the moving weight screwed to the feed screw shaft moves. Since the moving direction of the moving weight is the extending direction of the feed screw, that is, the radial direction of the rotating body, the rotating inertia moment of the moving weight is changed, and as a result, the rotating inertia added mass is changed.
As described above, the rotational inertia added mass can be adjusted only by the reciprocating motion of the actuator, so that the power consumption can be reduced as much as possible. In particular, since the feed screw shaft can be rotated using the rotation of the rotating body, the power consumption can be further suppressed.

さらに、本発明の波力発電装置では、前記付加質量体は、前記回転軸体に対して一端が支持された連結棒の他端に固定された錘を備え、前記回転慣性付加質量変更機構は、前記連結棒と、該連結棒の前記他端が前記回転軸体に対して半径方向に変位可能となるように、該連結棒の前記一端を前記回転軸体に対して揺動可能に支持する揺動支持部と、前記連結棒の中途位置をスライド可能に支持するとともに、前記回転軸体に沿って往復動することによって前記連結棒の揺動を行う連結棒支持体とを備え、前記アクチュエータの往復動作によって、前記連結棒支持体を往復動させることを特徴とする。 Furthermore, in the wave power generation device of the present invention, the additional mass body includes a weight fixed to the other end of a connecting rod whose one end is supported with respect to the rotating shaft body, and the rotary inertia additional mass changing mechanism includes: The connecting rod and the one end of the connecting rod are swingably supported with respect to the rotating shaft so that the other end of the connecting rod can be displaced in the radial direction with respect to the rotating shaft. And a connecting rod support that swings the connecting rod by reciprocating along the rotary shaft body, and slidably supports a middle position of the connecting rod. The connecting rod support is reciprocated by a reciprocating motion of an actuator.

アクチュエータを往復動作させると、連結棒支持体が往復動し、連結棒を揺動させる。連結棒は、一端が揺動支持部によって揺動可能に回転軸体に固定されているので、連結棒支持体の往復動によって連結棒の他端が半径方向に変位する。連結棒の他端には錘が固定されているので、錘の回転半径が変化することにより錘の回転慣性モーメントが変化し、結果として回転慣性付加質量が変化させられることになる。
このように、アクチュエータの往復動作のみによって回転慣性付加質量を調整することができるので、消費電力を可及的に少なくすることができる。 When the actuator is reciprocated, the connecting rod support is reciprocated to swing the connecting rod. Since one end of the connecting rod is fixed to the rotary shaft so as to be swingable by the swing support portion, the other end of the connecting rod is displaced in the radial direction by the reciprocating motion of the connecting rod support. Since the weight is fixed to the other end of the connecting rod, the rotational inertia moment of the weight is changed by changing the rotational radius of the weight, and as a result, the rotational inertia added mass is changed.
As described above, the rotational inertia added mass can be adjusted only by the reciprocating motion of the actuator, so that the power consumption can be reduced as much as possible.

さらに、本発明の波力発電装置では、前記付加質量体は、前記回転軸体に対して並列に設けられた第２回転軸体に固定された回転体とされ、前記回転慣性付加質量変更機構は、前記回転軸体に設けられた第１プーリと、前記第２回転軸体に設けられた第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリとの間に巻回されたベルト５２とを備え、前記第１プーリおよび前記第２プーリは、それぞれ、軸方向に相対的に接近離間することによって前記ベルトが巻回される半径が変更可能とされた円錐形状側面を有して対向配置された一対のプーリから構成され、前記アクチュエータの往復動作によって、それぞれの前記一対のプーリを軸方向に相対移動させることを特徴とする。 Furthermore, in the wave power generation device of the present invention, the additional mass body is a rotary body fixed to a second rotary shaft body provided in parallel to the rotary shaft body, and the rotary inertia additional mass changing mechanism Are a first pulley provided on the rotary shaft body, a second pulley provided on the second rotary shaft body, and a belt 52 wound between the first pulley and the second pulley, The first pulley and the second pulley each have a conical side surface in which the radius around which the belt is wound can be changed by relatively approaching and separating in the axial direction. Each of the pair of pulleys is relatively moved in the axial direction by a reciprocating motion of the actuator.

アクチュエータを往復動作させると、一対の対向する第１プーリが軸方向に相対移動し、また、一対の対向する第２プーリが軸方向に相対移動する。一対のプーリが軸方向に相対移動すると、各プーリは円錐形状側面を有しているので、一対のプーリが接近離間することにより、ベルトが巻回される半径が変更されることになる。これにより、第１プーリに対する第２プーリの回転比を変化させて、付加質量体である回転体の回転慣性モーメントを変化させることができるので、結果として回転慣性付加質量が変化させられることになる。
このように、アクチュエータの往復動作のみによって回転慣性付加質量を調整することができるので、消費電力を可及的に少なくすることができる。
なお、付加質量体である回転体を第２プーリと別に設ける必要は無く、例えば、第２プーリそのものを回転体として兼用させても良い。 When the actuator is reciprocated, the pair of opposed first pulleys relatively move in the axial direction, and the pair of opposed second pulleys relatively move in the axial direction. When the pair of pulleys move relative to each other in the axial direction, each pulley has a conical side surface, so that the radius around which the belt is wound is changed when the pair of pulleys approach and separate. Accordingly, the rotational inertia moment of the rotating body, which is the additional mass body, can be changed by changing the rotation ratio of the second pulley to the first pulley, and as a result, the rotational inertia added mass is changed. .
As described above, the rotational inertia added mass can be adjusted only by the reciprocating motion of the actuator, so that the power consumption can be reduced as much as possible.
In addition, it is not necessary to provide the rotary body which is an additional mass body separately from the second pulley. For example, the second pulley itself may be used as the rotary body.

さらに、本発明の波力発電装置では、前記付加質量体は、前記回転軸体に対して並列に設けられた第２回転軸体に固定された回転体とされ、前記回転慣性付加質量変更機構は、前記回転軸体に設けられ、一方向から他方向に向けて半径が増大する円錐形状側面を有する第１ディスクと、前記第２回転軸体に設けられ、前記一方向から前記他方向に向けて半径が減少する円錐形状側面を有する第２ディスクと、前記第１ディスクと前記第２ディスクとの間に設けられ、これらディスク間の動力を伝達するローラとを備え、前記アクチュエータの往復動債によって、前記ローラを各前記ディスク間の側面に沿って往復動させることを特徴とする。 Furthermore, in the wave power generation device of the present invention, the additional mass body is a rotary body fixed to a second rotary shaft body provided in parallel to the rotary shaft body, and the rotary inertia additional mass changing mechanism Are provided on the rotary shaft body and provided on the second rotary shaft body with a first disk having a conical side surface whose radius increases from one direction to the other direction, and from the one direction to the other direction. A reciprocating motion of the actuator, comprising: a second disk having a conical side surface whose radius decreases toward the second disk; and a roller provided between the first disk and the second disk for transmitting power between the disks. The roller is reciprocated along a side surface between the disks by a bond.

アクチュエータを往復動作させると、ローラが各ディスク間の側面に沿って往復動する。各ディスクは、それぞれが円錐形状側面とされており、一方のディスクが他方のディスクに対して半径の増大方向が逆になっている。したがって、ローラを移動させることにより、第１ディスクにローラが接触する位置の回転半径に対して、第２ディスクにローラが接触する位置の回転半径の比すなわち回転比を変化させることができる。これにより、付加質量体である回転体の回転慣性モーメントを変化させることができるので、結果として回転慣性付加質量が変化させられることになる。
このように、アクチュエータの往復動作のみによって回転慣性付加質量を調整することができるので、消費電力を可及的に少なくすることができる。
なお、付加質量体である回転体を第２ディスクと別に設ける必要は無く、例えば、第２ディスクそのものを回転体として兼用させても良い。 When the actuator is reciprocated, the roller reciprocates along the side surface between the disks. Each disk has a conical side surface, and one disk has a radius increasing direction opposite to the other disk. Therefore, by moving the roller, the ratio of the rotation radius at the position where the roller contacts the second disk, that is, the rotation ratio can be changed with respect to the rotation radius at the position where the roller contacts the first disk. As a result, the rotational inertia moment of the rotating body, which is an additional mass body, can be changed, and as a result, the rotational inertia added mass is changed.
As described above, the rotational inertia added mass can be adjusted only by the reciprocating motion of the actuator, so that the power consumption can be reduced as much as possible.
In addition, it is not necessary to provide the rotary body which is an additional mass body separately from the second disk. For example, the second disk itself may be used as the rotary body.

アクチュエータを往復動作させ、この往復動作に基づいて回転慣性付加質量変更機構を駆動させることとしたので、アクチュエータの往復動作のみによって回転慣性付加質量変更機構を駆動させるだけで回転慣性付加質量を調整することができる。したがって、アクチュエータを往復動作させるだけの可及的に少ない消費電力によって回転慣性付加質量を調整することができ、波力発電装置の高効率化が実現される。 Since the actuator is reciprocated and the rotary inertia added mass changing mechanism is driven based on the reciprocating operation, the rotary inertia added mass is adjusted only by driving the rotary inertia added mass changing mechanism only by the reciprocating operation of the actuator. be able to. Therefore, the rotational inertia added mass can be adjusted with as little power consumption as possible by reciprocating the actuator, and high efficiency of the wave power generation device is realized.

本発明の第１実施形態にかかる波力発電装置の概略構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed schematic structure of the wave power generator concerning 1st Embodiment of this invention. 図１の付加質量体の回転慣性モーメントを変化させる回転慣性付加質量変更機構を示し、（ａ）は低面図、（ｂ）は側面図である。The rotational inertia additional mass change mechanism which changes the rotational inertia moment of the additional mass body of FIG. 1 is shown, (a) is a bottom view, (b) is a side view. 図２の移動錘を半径方向外側に位置させて回転慣性モーメントを最大化させた状態を示し、（ａ）は低面図、（ｂ）は側面図である。2A and 2B show a state in which the moving weight of FIG. 2 is positioned radially outward to maximize the rotational moment of inertia, where FIG. 2A is a bottom view and FIG. 2B is a side view. 図２の移動錘を半径方向内側に位置させて回転慣性モーメントを最小化させた状態を示し、（ａ）は低面図、（ｂ）は側面図である。FIG. 2 shows a state in which the moving weight of FIG. 2 is positioned radially inward to minimize the rotational moment of inertia, where (a) is a bottom view and (b) is a side view. 図１の波力発電装置の振動モデルを示した図である。It is the figure which showed the vibration model of the wave power generator of FIG. 本発明の第２実施形態にかかる波力発電装置の回転慣性付加質量変更機構を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はスライダ周りを示した側断面図である。The rotational inertia additional mass change mechanism of the wave power generator concerning 2nd Embodiment of this invention is shown, (a) is a side view, (b) is the sectional side view which showed the slider periphery. 図６の錘を半径方向外側に位置させて回転慣性モーメントを増加させた状態を示した側面図である。FIG. 7 is a side view showing a state in which the weight of FIG. 6 is positioned radially outward to increase the rotational moment of inertia. 図６の錘を半径方向内側に位置させて回転慣性モーメントを減少させた状態を示した側面図である。FIG. 7 is a side view showing a state where the weight of FIG. 6 is positioned radially inward to reduce the rotational moment of inertia. 本発明の第３実施形態にかかる波力発電装置の回転慣性付加質量変更機構を示した側面図である。It is the side view which showed the rotation inertia addition mass change mechanism of the wave power generator concerning 3rd Embodiment of this invention. 図９のプーリを変位させて回転円板の回転慣性モーメントを減少させた状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はプーリの回転半径を示した模式図である。9 shows a state in which the rotational inertia moment of the rotating disk is reduced by displacing the pulley of FIG. 9, (a) is a side view, and (b) is a schematic diagram showing the rotational radius of the pulley. 図９のプーリを変位させて回転円板の回転慣性モーメントを増加させた状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はプーリの回転半径を示した模式図である。FIGS. 9A and 9B show a state in which the pulley of FIG. 9 is displaced to increase the rotational moment of inertia of the rotating disk, wherein FIG. 9A is a side view and FIG. 本発明の第４実施形態にかかる波力発電装置の回転慣性付加質量変更機構を示した側面図である。It is the side view which showed the rotation inertia additional mass change mechanism of the wave power generator concerning 4th Embodiment of this invention. 図１２のローラを変位させて回転円板の回転慣性モーメントを減少させた状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は第１ディスク及び第２ディスクの回転半径を示した模式図である。12 shows a state in which the rotational inertia moment of the rotating disk is reduced by displacing the roller of FIG. 12, (a) is a side view, and (b) is a schematic diagram showing the rotational radii of the first disk and the second disk. is there. 図１２のローラを変位させて回転円板の回転慣性モーメントを増加させた状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は第１ディスク及び第２ディスクの回転半径を示した模式図である。FIG. 12 shows a state in which the roller of FIG. 12 is displaced to increase the rotational moment of inertia of the rotating disk, (a) is a side view, and (b) is a schematic diagram showing the rotational radii of the first disk and the second disk. is there.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１には、本発明の第１実施形態にかかる波力発電装置の概略構成が示されている。
波力発電装置１は、海洋の水面７上に上部が露出して浮かぶ箱形の浮体２を備えている。浮体２内には、バネ４を介して浮体２内に取り付けられたウェイト（振動体）３と、ウェイト３に対して回転するボールネジ軸（回転軸体）５と、ボールネジ軸５に固定された付加質量体６と、ボールネジ軸５によって駆動されて発電する発電機８とを備えている。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a wave power generator according to a first embodiment of the present invention.
The wave power generation device 1 includes a box-shaped floating body 2 that floats with its upper part exposed on the water surface 7 of the ocean. In the floating body 2, a weight (vibrating body) 3 attached in the floating body 2 via a spring 4, a ball screw shaft (rotating shaft body) 5 that rotates with respect to the weight 3, and a ball screw shaft 5 are fixed. An additional mass body 6 and a generator 8 that is driven by the ball screw shaft 5 to generate electric power are provided.

ウェイト３は、波力による水面７の上下動によって生じる浮体２の上下振動を得て、所定の固有周波数にて上下方向に往復直線運動するようになっている。往復直線運動する際に、ウェイト３は、ガイド（図示せず）によって、回転せずに上下動するようになっている。ウェイト３は、バネ４によって、浮体２に対して相対運動可能なように支持されている。 The weight 3 obtains vertical vibration of the floating body 2 generated by vertical movement of the water surface 7 by wave force, and reciprocates linearly in a vertical direction at a predetermined natural frequency. When reciprocating linearly moving, the weight 3 moves up and down without rotating by a guide (not shown). The weight 3 is supported by a spring 4 so as to be movable relative to the floating body 2.

ボールネジ軸５は、ウェイト３の往復直線運動によって、その軸線回りに回転するようになっている。ボールネジ軸５の下端には、付加質量体６がボールネジ軸５とともに回転するように固定されている。 The ball screw shaft 5 is rotated about its axis by the reciprocating linear motion of the weight 3. An additional mass 6 is fixed to the lower end of the ball screw shaft 5 so as to rotate together with the ball screw shaft 5.

発電機８は、ボールネジ軸５の上端に設けられ、ボールネジ軸５の回転によって一方向またはその反対方向に回転させられることにより電力を発生するものである。 The generator 8 is provided at the upper end of the ball screw shaft 5 and generates electric power by being rotated in one direction or the opposite direction by the rotation of the ball screw shaft 5.

付加質量体６は、ベースプレート９の下方の空気室内に設けられている。付加質量体６は、実海域における種々の波周期に対応できるように、回転慣性力を変化させることができるようになっている。
図２に示すように、付加質量体６は、ボールネジ軸５と同一回転中心を有する円板（回転体）１０と、図２（ａ）のように底面視した場合に半径方向に延在する４本の移動錘用ボールネジ軸（送りネジ軸）１２と、各移動錘用ボールネジ軸１２に設けられた移動錘１４とを備えている。 The additional mass body 6 is provided in the air chamber below the base plate 9. The additional mass body 6 can change the rotational inertial force so as to cope with various wave periods in the actual sea area.
As shown in FIG. 2, the additional mass body 6 extends in the radial direction when viewed from the bottom as shown in FIG. 2A, with a disc (rotary body) 10 having the same rotation center as the ball screw shaft 5. Four moving weight ball screw shafts (feed screw shafts) 12 and moving weights 14 provided on each moving weight ball screw shaft 12 are provided.

移動錘用ボールネジ軸１２は、外周側端部１２ａが回転円板１０に対して、その軸線回りに回転自在とされた状態で固定されている。移動錘用ボールネジ軸１２の内周側端部には、移動錘用ボールネジ軸側歯車１６が固定されている。この移動錘用ボールネジ軸側歯車が回転することによって、移動錘用ボールネジ軸１２がその軸線回りに回転するようになっている。移動錘用ボールネジ軸側歯車１６は、後述する固定ギア（噛合部）１８に噛み合った場合（噛合時）にのみ回転し、固定ギア１８と噛み合ってない場合（非噛合時）には回転しない。すなわち、移動錘用ボールネジ軸１２は、移動錘用ボールネジ軸側歯車１６と固定ギア１８とが噛み合った場合にのみ軸線回りに回転し、移動錘１４が半径方向に移動するようになっている。 The moving weight ball screw shaft 12 is fixed in a state in which the outer peripheral side end portion 12a is rotatable with respect to the rotating disc 10 around its axis. A moving weight ball screw shaft side gear 16 is fixed to an inner peripheral side end portion of the moving weight ball screw shaft 12. As the moving weight ball screw shaft side gear rotates, the moving weight ball screw shaft 12 rotates about its axis. The ball screw shaft side gear 16 for moving weight rotates only when meshed with a fixed gear (meshing portion) 18 described later (when meshed), and does not rotate when meshed with the fixed gear 18 (when meshed). That is, the moving weight ball screw shaft 12 rotates about the axis only when the moving weight ball screw shaft side gear 16 and the fixed gear 18 mesh with each other, and the moving weight 14 moves in the radial direction.

移動錘１４は、移動錘用ボールネジ軸１２に噛合するナットを備えた質量体とされている。移動錘用ボールネジ軸１２が回転することによって、移動錘用ボールネジ軸１２の延在方向すなわち半径方向に移動錘１４が移動するようになっている。 The moving weight 14 is a mass body provided with a nut that meshes with the ball screw shaft 12 for moving weight. As the moving weight ball screw shaft 12 rotates, the moving weight 14 moves in the extending direction of the moving weight ball screw shaft 12, that is, in the radial direction.

付加質量体６の下方には、軸線回りに回転せずに固定された固定ギア１８と、固定ギア１８を変位させるアクチュエータ２０とを備えている。固定ギア１８及びアクチュエータ２０は、浮体２（図１参照）の底部２ａに設置されており、回転円板１０とともに回転しないようになっている。固定ギア１８は、駆動棒２２の先端に固定されている。駆動棒２２は、アクチュエータ２０によって、その軸線方向に往復動作する。駆動棒２２を動作させるアクチュエータ２０としては種々のものが使用できるが、例えば電力の供給を受けて駆動するソレノイドが用いられる。
このように、移動錘用ボールネジ軸１２、移動錘１４、移動錘用ボールネジ軸側歯車１６、固定ギア１８およびアクチュエータ２０によって、付加質量体６の回転慣性付加質量を変化させる回転慣性付加質量変更機構が構成される。
アクチュエータ２０は、図示しない制御部からの指令に基づいて駆動されるようになっている。制御部は、実海域の波周期を計測するセンサからの信号を受けて、この波周期に固有振動数が一致するようにアクチュエータ２０に対して動作指令を発する。 Below the additional mass body 6, there are provided a fixed gear 18 fixed without rotating around the axis and an actuator 20 for displacing the fixed gear 18. The fixed gear 18 and the actuator 20 are installed on the bottom 2a of the floating body 2 (see FIG. 1) and are not rotated together with the rotating disk 10. The fixed gear 18 is fixed to the tip of the drive rod 22. The drive rod 22 is reciprocated in the axial direction by the actuator 20. Various actuators 20 for operating the drive rod 22 can be used. For example, a solenoid that is driven by power supply is used.
In this way, the rotary inertia additional mass changing mechanism for changing the rotary inertia additional mass of the additional mass body 6 by the moving weight ball screw shaft 12, the moving weight 14, the moving weight ball screw shaft side gear 16, the fixed gear 18 and the actuator 20. Is configured.
The actuator 20 is driven based on a command from a control unit (not shown). The control unit receives a signal from a sensor that measures the wave period in the actual sea area, and issues an operation command to the actuator 20 so that the natural frequency matches the wave period.

上記構成の回転慣性付加質量変更機構は、以下のように動作する。
移動錘１４を半径方向に動作させる場合には、制御部からアクチュエータ２０に動作指令が発せられ、図示しない電力供給部から電力が供給されてアクチュエータ２０が動作させられる。アクチュエータ２０の動作によって、駆動棒２２が退避位置（図２において右方）から進出位置（図２において左方）まで移動させられる。これにより、駆動棒２２の先端に固定された固定ギア１８は、移動錘用ボールネジ軸側歯車１６の下方まで変位させられる。この位置で固定ギア１８と移動錘用ボールネジ軸側歯車１６とが噛合する。移動錘用ボールネジ軸側歯車１６は、回転円板１０とともにボールネジ軸５回りに回転するので、固定ギア１８と出会うタイミングで歯合する。一の移動錘用ボールネジ軸側歯車１６が固定ギア１８と歯合した後に、次の移動錘用ボールネジ軸側歯車１６が固定ギア１８に出会い噛合する。これを順次繰り返すことにより、１つの固定ギア１８に対して４つの移動錘用ボールネジ軸１２に取り付けられた各移動錘用ボールネジ軸側歯車１６がそれぞれ回転させられる。このように移動錘用ボールネジ軸側歯車１６が回転することによって移動錘用ボールネジ軸１２がその軸線回りに回転し、移動錘１４が半径方向に移動させられる。ボールネジ軸５は、ウェイト３の上下動に応じて回転方向が変化するので、移動錘１４を一方向に移動させる場合には、ボールネジ軸５の回転方向に同期させて固定ギア１８を進退させる。すなわち、ボールネジ軸５が図２（ａ）に示した矢印Ａ方向に回転する場合に移動錘１４が半径方向外側に移動する関係にある場合には、ボールネジ軸５が矢印Ａ方向に回転している期間のみ固定ギア１８を進出位置（図２において左方）まで進出させて移動錘用ボールネジ軸側歯車１６に歯合させ、ボールネジ軸５の回転方向が矢印Ａと反対方向になった場合には、固定ギア１８を退避位置（図２において右方）まで退避させて移動錘用ボールネジ軸側歯車１６との噛合を解除する。 The rotational inertia added mass changing mechanism having the above-described configuration operates as follows.
When moving the movable weight 14 in the radial direction, an operation command is issued from the control unit to the actuator 20, and electric power is supplied from a power supply unit (not shown) to operate the actuator 20. The drive rod 22 is moved from the retracted position (right side in FIG. 2) to the advanced position (left side in FIG. 2) by the operation of the actuator 20. As a result, the fixed gear 18 fixed to the tip of the drive rod 22 is displaced to below the ball screw shaft side gear 16 for moving weight. At this position, the fixed gear 18 and the ball screw shaft side gear 16 for moving weight mesh with each other. Since the moving weight ball screw shaft side gear 16 rotates around the ball screw shaft 5 together with the rotating disk 10, it engages at the timing when the fixed gear 18 is met. After one moving weight ball screw shaft side gear 16 meshes with the fixed gear 18, the next moving weight ball screw shaft side gear 16 encounters and meshes with the fixed gear 18. By sequentially repeating this, each moving weight ball screw shaft side gear 16 attached to the four moving weight ball screw shafts 12 is rotated with respect to one fixed gear 18. As the moving weight ball screw shaft side gear 16 rotates in this way, the moving weight ball screw shaft 12 rotates about its axis, and the moving weight 14 is moved in the radial direction. Since the rotation direction of the ball screw shaft 5 changes according to the vertical movement of the weight 3, when the moving weight 14 is moved in one direction, the fixed gear 18 is moved back and forth in synchronization with the rotation direction of the ball screw shaft 5. That is, when the ball screw shaft 5 rotates in the direction of arrow A shown in FIG. 2A and the moving weight 14 moves in the radial direction, the ball screw shaft 5 rotates in the direction of arrow A. Only when the fixed gear 18 is advanced to the advanced position (left side in FIG. 2) and meshed with the ball screw shaft side gear 16 for moving weight, and the rotation direction of the ball screw shaft 5 is opposite to the arrow A. , The fixed gear 18 is retracted to the retracted position (to the right in FIG. 2), and the meshing with the moving weight ball screw shaft side gear 16 is released.

このように、付加質量体６の回転時の慣性モーメントによる付加質量は、移動錘１４の半径方向位置に応じて変化させることができるようになっており、具体的には、移動錘１４を半径方向外側（図３参照）に位置させれば重心が半径方向外側に移ることによって回転慣性モーメントが大きくなり付加質量を増大させることができ、反対に、移動錘１４を半径方向内側（図４参照）に位置させれば重心が半径方向内側に移ることによって回転慣性モーメントが小さくなり付加質量を減少させることができる。 As described above, the additional mass due to the moment of inertia during rotation of the additional mass body 6 can be changed according to the radial position of the moving weight 14. If it is located on the outer side in the direction (see FIG. 3), the center of gravity moves outward in the radial direction, the moment of inertia increases and the additional mass can be increased. ), The center of gravity moves inward in the radial direction, whereby the rotational moment of inertia is reduced and the additional mass can be reduced.

上述の構成とされた波力発電装置１は、波の振動が浮体２に入力されると、波周期に対応するように移動錘１４の半径位置が調整された付加質量体６の付加質量によって、ウェイト３が所定の固有振動数で上下方向に振動する。そして、この振動による往復直線運動に基づいて発電機８を駆動し発電させることによって電力を取り出すようになっている。 When the wave vibration is input to the floating body 2, the wave power generation device 1 configured as described above uses the additional mass of the additional mass body 6 in which the radial position of the moving weight 14 is adjusted so as to correspond to the wave period. The weight 3 vibrates in the vertical direction at a predetermined natural frequency. Then, the generator 8 is driven to generate electric power based on the reciprocating linear motion caused by the vibration, thereby generating electric power.

次に、図５を用いて、本実施形態の波力発電装置１の動作原理について説明する。
同図には、図１に示した波力発電装置１の振動系モデルが示されている。
同図において各記号は以下の通りである。
z_m : ウェイト３の変位
z_b : 浮体２の変位
m_m : ウェイト３の質量
m_b : 浮体２の質量
k : 浮体２−ウェイト３間バネ定数
k_b : 浮力バネ定数
c : 浮体２−ウェイト３間の減衰定数（例えば発電機８）
c_b : 造波減衰定数
c_f : 付加質量体６の減衰定数
I : 付加質量体６の慣性モーメント
m_ba : 付加水質量
F_f: 波外力 Next, the operation principle of the wave power generation device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 shows a vibration system model of the wave power generation device 1 shown in FIG.
In the figure, each symbol is as follows.
z _m : Displacement of weight 3
z _b : Displacement of floating body 2
m _m : Mass of weight 3
m _b : mass of floating body 2
k: Spring constant between floating body and weight 3
k _b : Buoyancy spring constant
c: Decay constant between floating body 2 and weight 3 (eg generator 8)
c _b : Wave-making attenuation constant
c _f : Damping constant of additional mass 6
I: moment of inertia of additional mass 6
m _ba : Added water mass
F _f : Wave external force

運動方程式は、下式のように表される。

The equation of motion is expressed as follows:

ここで付加質量体６の回転角θは下式（５）のように表されるので、式（８）は下式（６）のように変形できる。

Here, since the rotation angle θ of the additional mass body 6 is expressed by the following expression (5), the expression (8) can be transformed as the following expression (6).

そして、式（６）を式（３）に代入すると、下式となる。

ここで、

と置くと、下式となる。

式（７）を式（２）に代入すると、下式となる。

式（８）を整理すると、下式となる。

式（７）の左辺および中辺を用いて整理すると、下式となる。

式（９）及び式（１０）を用いてマトリクス表示すると、下式のようになる。

ここで、

と置くと、下式となる。

Then, substituting equation (6) into equation (3) yields the following equation.

here,

Then, the following formula is obtained.

Substituting equation (7) into equation (2) yields the following equation:

When formula (8) is arranged, the following formula is obtained.

Arranging using the left side and the middle side of Equation (7), the following equation is obtained.

When the matrix display is performed using the equations (9) and (10), the following equation is obtained.

here,

Then, the following formula is obtained.

以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
付加質量体６の移動錘１４の半径方向位置を変化させることによって、付加質量体６の慣性モーメントＩを変化させ、付加質量Δｍを調整できるようにした。これにより、式（１）及び式（１２）から分かるように、ウェイト３の固有振動数を調整することができるので、変化する実海域の波周期に対応させてウェイト３を共振させることができ、結果として波力発電装置１の設備利用率を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the following operational effects are obtained.
By changing the radial position of the moving mass 14 of the additional mass body 6, the inertia moment I of the additional mass body 6 is changed, so that the additional mass Δm can be adjusted. As a result, as can be seen from the equations (1) and (12), the natural frequency of the weight 3 can be adjusted, so that the weight 3 can be resonated in accordance with the changing wave period of the actual sea area. As a result, the equipment utilization factor of the wave power generation device 1 can be improved.

回転慣性付加質量を変化させる際に、移動錘１４の半径位置を変化させるだけで済むので、特許文献１で示されているような水を汲み上げる場合ほど大きな動力を必要としない。すなわち、制御部の指令によってアクチュエータ２０によって固定ギア１８を往復動作させ、この往復動作に基づいて回転慣性付加質量変更機構を駆動させることとした。このように、アクチュエータ２０の往復動作のみによって回転慣性付加質量変更機構を駆動させるだけで回転慣性付加質量を調整することができるので、アクチュエータ２０を往復動作させるだけの可及的に少ない消費電力によって回転慣性付加質量を調整することができる。
特に、本実施形態では、回転円板１０とともにボールネジ軸５の回転軸線回りに回転する移動錘用ボールネジ軸１２の回転を利用して移動錘用ボールネジ軸１２を回転させることができるので、消費電力を更に抑えることができる。 When changing the rotary inertia additional mass, it is only necessary to change the radial position of the moving weight 14, so that a large amount of power is not required as in the case of pumping water as shown in Patent Document 1. That is, the fixed gear 18 is reciprocated by the actuator 20 in accordance with a command from the control unit, and the rotary inertia added mass changing mechanism is driven based on the reciprocating operation. As described above, the rotational inertia added mass can be adjusted only by driving the rotary inertia added mass changing mechanism only by the reciprocating operation of the actuator 20, so that the power consumption can be reduced as much as possible by reciprocating the actuator 20. The rotational inertia added mass can be adjusted.
In particular, in the present embodiment, the moving weight ball screw shaft 12 can be rotated by using the rotation of the moving weight ball screw shaft 12 rotating around the rotation axis of the ball screw shaft 5 together with the rotating disk 10, so that the power consumption Can be further suppressed.

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図６乃至図８を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に対して、付加質量体および回転慣性付加質量変更機構の構成が異なる。ただし、その他の構成、具体的には、浮体内にバネを介してボールネジ軸に取り付けられたウェイトが固有振動して発電する構成については第１実施形態と共通する。したがって、以下では、付加質量体および回転慣性付加質量変更機構について説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The present embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the additional mass body and the rotary inertia additional mass changing mechanism. However, other configurations, specifically, a configuration in which the weight attached to the ball screw shaft in the floating body via a spring inherently vibrates and generates power are the same as in the first embodiment. Therefore, the additional mass body and the rotational inertia additional mass changing mechanism will be described below.

図６（ａ）に示された回転慣性付加質量変更機構は、リンク機構によって、付加質量体である錘２４の半径位置を変化させて回転慣性付加質量を調整するものである。
付加質量体である錘２４は、ボールネジ軸５に対して一端が支持された連結棒２６の先端（他端）に固定されている。図６（ａ）では、錘２４及び連結棒２６の組が２組とされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、３組以上であってもよい。
連結棒２６の一端には、ボールネジ軸５に対して揺動可能に支持する揺動支持部２８が設けられている。揺動支持部２８はボールネジ軸５に対して固定されており、ボールネジ軸５とともに回転するようになっている。揺動支持部２８を中心として連結棒が揺動することにより、連結棒２６の先端に取り付けられた錘２４がボールネジ軸５の回転軸線に対して半径方向に変位するようになっている。 The rotary inertia added mass changing mechanism shown in FIG. 6A is a mechanism for adjusting the rotary inertia added mass by changing the radial position of the weight 24 as an additional mass body by a link mechanism.
The weight 24, which is an additional mass body, is fixed to the tip (the other end) of the connecting rod 26 that is supported at one end with respect to the ball screw shaft 5. In FIG. 6A, the set of the weight 24 and the connecting rod 26 is two sets, but the present invention is not limited to this, and may be three or more sets.
At one end of the connecting rod 26, there is provided a swing support portion 28 that supports the ball screw shaft 5 so as to be swingable. The swing support portion 28 is fixed to the ball screw shaft 5 and rotates together with the ball screw shaft 5. As the connecting rod swings around the swing support portion 28, the weight 24 attached to the tip of the connecting rod 26 is displaced in the radial direction with respect to the rotation axis of the ball screw shaft 5.

ボールネジ軸５には、ボールネジ軸５の回転軸線方向に往復動可能とされたスライダ３０が設けられている。スライダ３０は、下方に設置された電動ジャッキ（アクチュエータ）３２によって上下方向に移動させられるようになっている。スライダ３０は、その外周部にて連結棒２６の中途位置を下方から支える。
図６（ｂ）に示されているように、スライダ３０は、中央に位置する中央円板３４と、この中央円板３４の周囲を囲むように設けられた外周リング３６とを備えている。中央円板３４は、アキシャル軸受３８を介してボールネジ軸５に対して取り付けられており、これにより、スライダ３０がボールネジ軸５の回転軸線方向（図において上下方向）に往復動できるようになっている。外周リング３６は、ラジアル軸受４０を介して中央円板３４に対して取り付けられており、これにより、ボールネジ軸５の回転力が中央円板３４を介して伝達されることが無いようになっている。すなわち、外周リング３６は、連結棒２６から伝達される回転力によって回転させられ、中央円板３４から伝達される回転力によって回転しない。
外周リング３６の外周縁には、切欠３６ａが形成されている。この切欠３６ａは、連結棒２６が収容できる程度の形状および大きさとされており、この切欠３６ａ内に連結棒２６を挿入して支持するようになっている。 The ball screw shaft 5 is provided with a slider 30 that can reciprocate in the direction of the rotation axis of the ball screw shaft 5. The slider 30 is moved in the vertical direction by an electric jack (actuator) 32 installed below. The slider 30 supports the midway position of the connecting rod 26 from below at the outer periphery thereof.
As shown in FIG. 6B, the slider 30 includes a central disc 34 located at the center and an outer peripheral ring 36 provided so as to surround the central disc 34. The central disk 34 is attached to the ball screw shaft 5 via an axial bearing 38, so that the slider 30 can reciprocate in the direction of the axis of rotation of the ball screw shaft 5 (vertical direction in the figure). Yes. The outer peripheral ring 36 is attached to the central disk 34 via the radial bearing 40, whereby the rotational force of the ball screw shaft 5 is not transmitted via the central disk 34. Yes. That is, the outer peripheral ring 36 is rotated by the rotational force transmitted from the connecting rod 26 and does not rotate by the rotational force transmitted from the central disk 34.
A notch 36 a is formed on the outer peripheral edge of the outer peripheral ring 36. The notch 36a has a shape and size that can accommodate the connecting rod 26, and the connecting rod 26 is inserted into and supported in the notch 36a.

このように、本実施形態では、連結棒２６、揺動支持部２８、スライダ３０、電動ジャッキ３２によって、付加質量体である錘２４による回転慣性付加質量を変化させる回転慣性付加質量変更機構が構成される。
アクチュエータである電動ジャッキ３２は、図示しない制御部からの指令に基づいて駆動されるようになっている。制御部は、実海域の波周期を計測するセンサからの信号を受けて、この波周期に固有振動数が一致するように電動ジャッキ３２に対して動作指令を発する。 As described above, in this embodiment, the connecting rod 26, the swing support portion 28, the slider 30, and the electric jack 32 constitute a rotational inertia additional mass changing mechanism that changes the rotational inertia additional mass by the weight 24 that is an additional mass body. Is done.
The electric jack 32 as an actuator is driven based on a command from a control unit (not shown). The control unit receives a signal from a sensor that measures the wave period in the actual sea area, and issues an operation command to the electric jack 32 so that the natural frequency matches the wave period.

上記構成の回転慣性付加質量変更機構は、以下のように動作する。
錘２４を半径方向に動作させる場合には、制御部から電動ジャッキ３２に動作指令が発せられ、図示しない電力供給部から電力が供給されて電動ジャッキ３２が動作させられる。電動ジャッキ３２の動作によって、スライダ３０が上下方向に往復動し、連結棒２６が揺動支持部２８を中心として揺動する。連結棒２６が揺動することによって、連結棒２６の先端に固定された錘２４の半径位置が変化し、錘２４の回転慣性モーメントが変化する。具体的には、スライダ３０を上方向に移動させることにより、錘２４の半径位置が大きくなり回転慣性モーメントが大きくなる（図７参照）。一方、スライダ３０を下方向に移動させることにより、錘２４の半径位置が小さくなり回転慣性モーメントが小さくなる（図８参照）。 The rotational inertia added mass changing mechanism having the above-described configuration operates as follows.
When the weight 24 is operated in the radial direction, an operation command is issued from the control unit to the electric jack 32, and electric power is supplied from an electric power supply unit (not shown) to operate the electric jack 32. By the operation of the electric jack 32, the slider 30 reciprocates in the vertical direction, and the connecting rod 26 swings around the swing support portion 28. As the connecting rod 26 swings, the radial position of the weight 24 fixed to the tip of the connecting rod 26 changes, and the rotational moment of inertia of the weight 24 changes. Specifically, by moving the slider 30 upward, the radial position of the weight 24 is increased and the rotational moment of inertia is increased (see FIG. 7). On the other hand, by moving the slider 30 downward, the radial position of the weight 24 is reduced, and the rotational moment of inertia is reduced (see FIG. 8).

このように、本実施形態によれば、電動ジャッキ３２を往復動作させるだけで、錘２４の回転半径を変化させて回転慣性付加質量が変化させることができる。したがって、回転慣性付加質量の調整の際に消費する消費電力を可及的に少なくすることができる。 Thus, according to the present embodiment, the rotational inertia added mass can be changed by changing the rotational radius of the weight 24 only by reciprocating the electric jack 32. Therefore, the power consumption consumed when adjusting the rotational inertia added mass can be reduced as much as possible.

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図９乃至図１１を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に対して、付加質量体および回転慣性付加質量変更機構の構成が異なる。ただし、その他の構成、具体的には、浮体内にバネを介してボールネジ軸に取り付けられたウェイトが固有振動して発電する構成については第１実施形態と共通する。したがって、以下では、付加質量体および回転慣性付加質量変更機構について説明する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The present embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the additional mass body and the rotary inertia additional mass changing mechanism. However, other configurations, specifically, a configuration in which the weight attached to the ball screw shaft in the floating body via a spring inherently vibrates and generates power are the same as in the first embodiment. Therefore, the additional mass body and the rotational inertia additional mass changing mechanism will be described below.

図９に示された回転慣性付加質量変更機構は、いわゆるＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）機構によって、付加質量体の回転慣性モーメントを調整するものである。
ウェイト３および発電機８に接続されたボールネジ軸（第１回転軸）５には、ボールネジ軸５とともに回転する一対の第１プーリ４８ａ，４８ｂが設けられている。一対の第１プーリ４８ａ，４８ｂは、それぞれ円錐形状側面を有しており、先細とされた先端同士が向かい合うように配置されている。下方のプーリ４８ｂは、ボールネジ軸５とともに回転するだけで上下方向には変位しない固定プーリとされており、上方のプーリ４８ａは、ボールネジ軸５とともに回転するだけでなく、図示しない第１アクチュエータによって上下方向に移動する可動プーリとされている。 The rotational inertia added mass changing mechanism shown in FIG. 9 adjusts the rotational inertia moment of the added mass by a so-called CVT (Continuously Variable Transmission) mechanism.
A ball screw shaft (first rotation shaft) 5 connected to the weight 3 and the generator 8 is provided with a pair of first pulleys 48 a and 48 b that rotate together with the ball screw shaft 5. Each of the pair of first pulleys 48a and 48b has a conical side surface, and is arranged so that the tapered tips face each other. The lower pulley 48b is a fixed pulley that only rotates with the ball screw shaft 5 and does not move in the vertical direction. The upper pulley 48a not only rotates with the ball screw shaft 5, but also is moved up and down by a first actuator (not shown). The movable pulley moves in the direction.

ボールネジ軸５の側方には、ボールネジ軸５に対して並列に第２ボールネジ軸（第２回転軸体）４２が設けられている。第２ボールネジ軸４２の下端は、浮体２（図１参照）の底部２ａに対して回転自在に固定され、第２ボールネジ軸４２の上端側は、浮体２の側壁に固定されたブラケット４４に対して回転自在に固定されている。第２ボールネジ軸４２の上端には、第２アクチュエータ４６が設けられており、この第２アクチュエータ４６によって、第２プーリ５０ａ，５０ｂを第２ボールネジ軸４２に沿って上下方向に変位させる。
一対の第２プーリ５０ａ，５０ｂは、それぞれ円錐形状側面を有しており、先細とされた先端同士が向かい合うように配置されている。両方のプーリ４８ａ，４８ｂは、ボールネジ軸５とともに回転するだけでなく、第２アクチュエータ４６によって上下方向に移動する可動プーリとされている。
下方の第２プーリ５０ｂの下端には、付加質量体となる回転円板（回転体）５４が取り付けられている。なお、下方の第２プーリ５０ｂと別にして付加質量体として回転円板４３を設けずに、例えば、第２プーリ５０ａ，５０ｂそのものの質量を付加質量体として兼用させても良い。 A second ball screw shaft (second rotation shaft body) 42 is provided on the side of the ball screw shaft 5 in parallel with the ball screw shaft 5. The lower end of the second ball screw shaft 42 is rotatably fixed to the bottom 2a of the floating body 2 (see FIG. 1), and the upper end side of the second ball screw shaft 42 is fixed to the bracket 44 fixed to the side wall of the floating body 2. And is rotatably fixed. A second actuator 46 is provided at the upper end of the second ball screw shaft 42, and the second pulleys 50 a and 50 b are displaced in the vertical direction along the second ball screw shaft 42 by the second actuator 46.
The pair of second pulleys 50a and 50b each have a conical side surface, and are arranged so that the tapered tips face each other. Both pulleys 48 a and 48 b are movable pulleys that not only rotate with the ball screw shaft 5 but also move up and down by the second actuator 46.
A rotating disk (rotating body) 54 serving as an additional mass body is attached to the lower end of the lower second pulley 50b. In addition, without providing the rotating disk 43 as an additional mass body separately from the lower second pulley 50b, for example, the mass of the second pulleys 50a and 50b itself may be used as the additional mass body.

第１プーリ４８ａ，４８ｂと第２プーリ５０ａ，５０ｂとの間には、ベルト５２が巻回されている。このベルト５２を介して、第１プーリ４８ａ，４８ｂの回転力が第２プーリ５０ａ，５０ｂへと伝達される。ベルト５２が巻回されるプーリの円錐形状断面の半径によって、第１プーリ４８ａ，４８ｂと第２プーリ５０ａ，５０ｂの回転比が決定される。すなわち、第１アクチュエータ（図示せず）によって対向する一対の第１プーリ４８ａ，４８ｂの軸方向における間隔を調整し、ベルト５２が巻回される半径を変化させ、また、第２アクチュエータ４６によって対向する一対の第２プーリ５０ａ，５０ｂの軸方向における間隔を調整し、ベルト５２が巻回される半径を変化させる。 A belt 52 is wound between the first pulleys 48a and 48b and the second pulleys 50a and 50b. The rotational force of the first pulleys 48a and 48b is transmitted to the second pulleys 50a and 50b via the belt 52. The rotation ratio between the first pulleys 48a and 48b and the second pulleys 50a and 50b is determined by the radius of the conical section of the pulley around which the belt 52 is wound. That is, the distance between the pair of first pulleys 48a and 48b facing each other by a first actuator (not shown) is adjusted, the radius around which the belt 52 is wound is changed, and the first actuator 46 is opposed by the second actuator 46. The distance between the pair of second pulleys 50a and 50b in the axial direction is adjusted, and the radius around which the belt 52 is wound is changed.

このように、本実施形態では、第１プーリ４８ａ，４８ｂ、第１アクチュエータ、第２ボールネジ軸４２、第２プーリ５０ａ，５０ｂ、第２アクチュエータ４６、ベルト５２によって、付加質量体である回転円板５４による回転慣性付加質量を変化させる回転慣性付加質量変更機構が構成される。
第１アクチュエータおよび第２アクチュエータ４６は、図示しない制御部からの指令に基づいて駆動されるようになっている。制御部は、実海域の波周期を計測するセンサからの信号を受けて、この波周期に固有振動数が一致するように第１アクチュエータおよび第２アクチュエータ４６に対して動作指令を発する。 As described above, in this embodiment, the first pulleys 48a and 48b, the first actuator, the second ball screw shaft 42, the second pulleys 50a and 50b, the second actuator 46, and the belt 52 are used to form a rotating disk that is an additional mass body. A rotation inertia added mass changing mechanism for changing the rotation inertia added mass by 54 is configured.
The first actuator and the second actuator 46 are driven based on a command from a control unit (not shown). The control unit receives a signal from a sensor that measures the wave period in the actual sea area, and issues an operation command to the first actuator and the second actuator 46 so that the natural frequency matches the wave period.

上記構成の回転慣性付加質量変更機構は、以下のように動作する。
回転円板５４による回転慣性モーメントを変化させる場合には、制御部から第１アクチュエータおよび第２アクチュエータ４６に動作指令が発せられ、図示しない電力供給部から電力が供給されて第１アクチュエータおよび第２アクチュエータ４６が動作させられる。第１アクチュエータの動作によって、上方の第１プーリ４８ａが上下方向に往復動し、対向する一対の第１プーリ４８ａ，４８ｂの軸方向間隔が調整される。第２アクチュエータ４６の動作によって、両第２プーリ５０ａ，５０ｂが上下方向に往復動し、対向する一対の第２プーリ５０ａ，５０ｂの軸方向間隔が調整される。これらプーリ４８ａ，４８ｂ，５０ａ，５０ｂの動作によって、ベルト５２の巻回半径が変化し、結果として第１プーリ４８ａ，４８ｂと第２プーリ５０ａ，５０ｂとの回転比が変化する。これにより、回転円板５４の回転数が変化して、回転円板５４の回転慣性モーメントが変化する。 The rotational inertia added mass changing mechanism having the above-described configuration operates as follows.
When changing the rotational moment of inertia by the rotating disk 54, an operation command is issued from the control unit to the first actuator and the second actuator 46, and electric power is supplied from an electric power supply unit (not shown), so that the first actuator and the second actuator The actuator 46 is operated. By the operation of the first actuator, the upper first pulley 48a reciprocates in the vertical direction, and the axial interval between the pair of first pulleys 48a and 48b facing each other is adjusted. By the operation of the second actuator 46, both the second pulleys 50a and 50b reciprocate in the vertical direction, and the axial distance between the pair of opposing second pulleys 50a and 50b is adjusted. By the operation of these pulleys 48a, 48b, 50a, 50b, the winding radius of the belt 52 changes, and as a result, the rotation ratio between the first pulleys 48a, 48b and the second pulleys 50a, 50b changes. Thereby, the rotation speed of the rotating disk 54 changes, and the rotational inertia moment of the rotating disk 54 changes.

具体的には、図１０（ａ）に示すように、第１プーリ４８ａ，４８ｂ同士を離間させて回転半径を小さくし、第２プーリ５０ａ，５０ｂ同士を接近させて回転半径を大きくする。これにより、図１０（ｂ）に示すように、第１プーリ４８ａ，４８ｂに対する第２プーリ５０ａ，５０ｂの回転数を相対的に小さくすることで、回転円板５４の回転慣性モーメントを小さくする。
一方、図１１（ａ）に示すように、第１プーリ４８ａ，４８ｂ同士を接近させて回転半径を大きくし、第２プーリ５０ａ，５０ｂ同士を離間させて回転半径を小さくする。これにより、図１１（ｂ）に示すように、第１プーリ４８ａ，４８ｂに対する第２プーリ５０ａ，５０ｂの回転数を相対的に大きくすることで、回転円板５４の回転慣性モーメントを大きくする。 Specifically, as shown in FIG. 10A, the first pulleys 48a and 48b are separated from each other to reduce the turning radius, and the second pulleys 50a and 50b are brought closer to each other to increase the turning radius. Accordingly, as shown in FIG. 10B, the rotational inertia moment of the rotating disk 54 is reduced by relatively reducing the rotational speed of the second pulleys 50a, 50b relative to the first pulleys 48a, 48b.
On the other hand, as shown in FIG. 11A, the first pulleys 48a and 48b are brought closer to each other to increase the turning radius, and the second pulleys 50a and 50b are separated from each other to reduce the turning radius. Accordingly, as shown in FIG. 11B, the rotational inertia moment of the rotating disk 54 is increased by relatively increasing the rotational speed of the second pulleys 50a and 50b relative to the first pulleys 48a and 48b.

このように、本実施形態によれば、第１アクチュエータおよび第２アクチュエータ４６によってプーリ４８ａ，５０ａ，５０ｂを往復動作させるだけで、回転円板４３の回転数を変化させて回転慣性付加質量が変化させることができる。したがって、回転慣性付加質量の調整の際に消費する消費電力を可及的に少なくすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the rotational inertia added mass is changed by changing the rotational speed of the rotating disk 43 only by reciprocating the pulleys 48a, 50a, 50b by the first actuator 46 and the second actuator 46. Can be made. Therefore, the power consumption consumed when adjusting the rotational inertia added mass can be reduced as much as possible.

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図１２乃至図１４を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に対して、付加質量体および回転慣性付加質量変更機構の構成が異なる。ただし、その他の構成、具体的には、浮体内にバネを介してボールネジ軸に取り付けられたウェイトが固有振動して発電する構成については第１実施形態と共通する。したがって、以下では、付加質量体および回転慣性付加質量変更機構について説明する。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The present embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the additional mass body and the rotary inertia additional mass changing mechanism. However, other configurations, specifically, a configuration in which the weight attached to the ball screw shaft in the floating body via a spring inherently vibrates and generates power are the same as in the first embodiment. Therefore, the additional mass body and the rotational inertia additional mass changing mechanism will be described below.

図１２に示された回転慣性付加質量変更機構は、第３実施形態と同様にいわゆるＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）機構によって、付加質量体の回転慣性モーメントを調整するものである。
ウェイト３および発電機８に接続されたボールネジ軸５には、ボールネジ軸５とともに回転する第１ディスク６０が設けられている。第１ディスク６０は、図において下方（一方向）から上方（他方向）に向けて半径が増大する円錐形状側面を有している。 The rotational inertia additional mass changing mechanism shown in FIG. 12 adjusts the rotational inertia moment of the additional mass body by a so-called CVT (Continuously Variable Transmission) mechanism as in the third embodiment.
The ball screw shaft 5 connected to the weight 3 and the generator 8 is provided with a first disk 60 that rotates together with the ball screw shaft 5. The first disk 60 has a conical side surface whose radius increases from the lower side (one direction) to the upper side (the other direction) in the drawing.

ボールネジ軸５の側方には、ボールネジ軸５に対して並列に第２回転軸（第２回転軸体）６２が設けられている。第２回転軸６２の下端は、浮体２（図１参照）の底部２ａに対して回転自在に固定され、第２回転軸６２の上端側は、浮体２の側壁２ｂに固定されたブラケット６４に対して回転自在に固定されている。第２回転軸６２には、第２回転軸６２とともに回転する第２ディスク６６が設けられている。第２ディスク６６は、図において下方（一方向）から上方（他方向）に向けて半径が減少する円錐形状側面を有している。
第２ディスク６６は、第１ディスク６０に対して高さ方向が略一致するように側面同士が対向するように配置されている。
第２回転軸６２の下方には、付加質量体となる回転円板（回転体）６７が取り付けられている。なお、第２ディスク６６と別にして付加質量体として回転円板６７を設けずに、例えば、第２ディスク６６そのものの質量を付加質量体として兼用させても良い。 A second rotating shaft (second rotating shaft body) 62 is provided on the side of the ball screw shaft 5 in parallel with the ball screw shaft 5. The lower end of the second rotating shaft 62 is rotatably fixed to the bottom 2a of the floating body 2 (see FIG. 1), and the upper end side of the second rotating shaft 62 is attached to a bracket 64 fixed to the side wall 2b of the floating body 2. On the other hand, it is fixed rotatably. The second rotating shaft 62 is provided with a second disk 66 that rotates together with the second rotating shaft 62. The second disk 66 has a conical side surface whose radius decreases from the lower side (one direction) to the upper side (the other direction) in the drawing.
The second disk 66 is arranged so that the side surfaces thereof are opposed to each other so that the height direction of the second disk 66 substantially coincides with the first disk 60.
A rotating disk (rotating body) 67 serving as an additional mass body is attached below the second rotating shaft 62. Instead of providing the rotating disk 67 as the additional mass body separately from the second disk 66, for example, the mass of the second disk 66 itself may be used as the additional mass body.

第１ディスク６０と第２ディスク６６との間には、第３ボールネジ軸６８が配置されている。第３ボールネジ軸６８は、各ディスク６０，６６の斜面の傾斜方向に沿って設けられている。第３ボールネジ軸６８の下端は、浮体２（図１参照）の底部２ａに対して回転自在に固定され、第３ボールネジ軸６２の上端側は、浮体２の側壁２ｂに固定されたブラケット７２に対して回転自在に固定されている。
第３ボールネジ軸６８には、この第３ボールネジ軸６８に螺合するナット（図示せず）を備えたローラ７０が設けられている。ローラ７０は、第３ボールネジ軸６８の上端に設けたアクチュエータ７４によって、第３ボールネジ軸６８の延在方向に沿って往復動させられるようになっている。ローラ７０は、第１ディスク６０および第２ディスク６６の側面に対して接触し、第１ディスク６０と第２ディスク６６との間の回転力を伝達するようになっている。ローラ７０を往復動させることによって、第１ディスク６０および第２ディスク６６の回転半径を変化させ、回転円板６７の回転慣性モーメントを調整する。 A third ball screw shaft 68 is disposed between the first disk 60 and the second disk 66. The third ball screw shaft 68 is provided along the inclination direction of the inclined surfaces of the disks 60 and 66. The lower end of the third ball screw shaft 68 is rotatably fixed to the bottom 2a of the floating body 2 (see FIG. 1), and the upper end side of the third ball screw shaft 62 is attached to a bracket 72 fixed to the side wall 2b of the floating body 2. On the other hand, it is fixed rotatably.
The third ball screw shaft 68 is provided with a roller 70 having a nut (not shown) that is screwed onto the third ball screw shaft 68. The roller 70 is reciprocated along the extending direction of the third ball screw shaft 68 by an actuator 74 provided at the upper end of the third ball screw shaft 68. The roller 70 is in contact with the side surfaces of the first disk 60 and the second disk 66, and transmits the rotational force between the first disk 60 and the second disk 66. By reciprocating the roller 70, the rotational radius of the first disk 60 and the second disk 66 is changed, and the rotational inertia moment of the rotating disk 67 is adjusted.

このように、本実施形態では、第１ディスク６０、第２ディスク６６、アクチュエータ７４、ローラ７０、第３ボールネジ軸６８によって、付加質量体である回転円板６７による回転慣性付加質量を変化させる回転慣性付加質量変更機構が構成される。
アクチュエータ７４は、図示しない制御部からの指令に基づいて駆動されるようになっている。制御部は、実海域の波周期を計測するセンサからの信号を受けて、この波周期に固有振動数が一致するようにアクチュエータ７４に対して動作指令を発する。 As described above, in the present embodiment, the first disk 60, the second disk 66, the actuator 74, the roller 70, and the third ball screw shaft 68 rotate to change the rotational inertia additional mass by the rotary disk 67 that is the additional mass body. An inertia added mass changing mechanism is configured.
The actuator 74 is driven based on a command from a control unit (not shown). The control unit receives a signal from a sensor that measures the wave period in the actual sea area, and issues an operation command to the actuator 74 so that the natural frequency matches the wave period.

上記構成の回転慣性付加質量変更機構は、以下のように動作する。
回転円板６７による回転慣性モーメントを変化させる場合には、制御部からアクチュエータ７４に動作指令が発せられ、図示しない電力供給部から電力が供給されてアクチュエータ７４が動作させられる。アクチュエータ７４の動作によって、ローラ７０が第３ボールネジ軸６８に沿って往復動する。ローラ７０が往復動することによって、第１ディスク６０および第２ディスク６６に接する高さ位置が変化する。第１ディスク６０および第２ディスク６６はそれぞれ円錐形状側面を有し、かつ円錐形状の先細り方向が上下逆とされているので、ローラ７０が下方に移動して第１ディスク６０の回転半径が減少すると、第２ディスク６６の回転半径が増大する。これにより、第１ディスク６０と第２ディスク６６との回転半径比を変更することによって、回転円板６７の回転数を変化させて回転慣性モーメントを変化させる。 The rotational inertia added mass changing mechanism having the above-described configuration operates as follows.
When changing the rotational moment of inertia by the rotating disk 67, an operation command is issued from the control unit to the actuator 74, and electric power is supplied from a power supply unit (not shown) to operate the actuator 74. By the operation of the actuator 74, the roller 70 reciprocates along the third ball screw shaft 68. As the roller 70 reciprocates, the height position in contact with the first disk 60 and the second disk 66 changes. Each of the first disk 60 and the second disk 66 has a conical side surface, and the tapered direction of the conical shape is turned upside down, so that the roller 70 moves downward and the rotation radius of the first disk 60 decreases. Then, the turning radius of the second disk 66 increases. Thereby, by changing the rotational radius ratio between the first disk 60 and the second disk 66, the rotational speed of the rotating disk 67 is changed to change the rotational moment of inertia.

具体的には、図１３（ａ）に示すように、ローラ７０を下方に移動させて、第１ディスク６０の回転半径を小さくして第２ディスクの回転半径を大きくすると、図１３（ｂ）に示すような回転半径の関係になる。これにより、第１ディスク６０に対する第２ディスクの回転数を相対的に小さくすることで、回転円板６７の回転慣性モーメントを小さくする。
一方、図１４（ａ）に示すように、ローラ７０を上方に移動させて、第１ディスク６０の回転半径を大きくして第２ディスクの回転半径を小さくすると、図１４（ｂ）に示すような回転半径の関係になる。これにより、第１ディスク６０に対する第２ディスクの回転数を相対的に大きくすることで、回転円板６７の回転慣性モーメントを大きくする。 Specifically, as shown in FIG. 13A, when the roller 70 is moved downward to reduce the rotation radius of the first disk 60 and increase the rotation radius of the second disk, FIG. The rotation radius relationship is as shown in As a result, the rotational inertia moment of the rotating disk 67 is reduced by reducing the rotational speed of the second disk relative to the first disk 60.
On the other hand, as shown in FIG. 14A, when the roller 70 is moved upward to increase the rotation radius of the first disk 60 and decrease the rotation radius of the second disk, as shown in FIG. 14B. The relationship of the turning radius. Thereby, the rotational inertia moment of the rotating disk 67 is increased by relatively increasing the rotational speed of the second disk with respect to the first disk 60.

このように、本実施形態によれば、アクチュエータ４６によってローラ７０を往復動作させるだけで、回転円板６７の回転数を変化させて回転慣性付加質量が変化させることができる。したがって、回転慣性付加質量の調整の際に消費する消費電力を可及的に少なくすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the rotational inertia added mass can be changed by changing the rotational speed of the rotary disk 67 only by reciprocating the roller 70 by the actuator 46. Therefore, the power consumption consumed when adjusting the rotational inertia added mass can be reduced as much as possible.

１波力発電装置
２浮体
３ウェイト（振動体）
４バネ
５ボールネジ軸（回転軸体）
６付加質量体
８発電機
１０回転円板
１２移動錘用ボールネジ軸（送りネジ軸）
１４移動錘
１６移動錘用ボールネジ軸側歯車（送りネジ軸側歯車）
１８固定ギア（噛合部）
２０アクチュエータ
２２駆動棒
２４錘（付加質量体）
２６連結棒
２８揺動支持部
３０スライダ（連結棒支持体）
３２電動ジャッキ（アクチュエータ）
３４中央円板
３６外周リング
３８アキシャル軸受
４０ラジアル軸受
４２第２ボールネジ軸（第２回転軸体）
４４ブラケット
４６第２アクチュエータ
４８ａ，４８ｂ第１プーリ
５０ａ，５０ｂ第２プーリ
５２ベルト
５４回転円板（回転体）
６０第１ディスク
６２第２回転軸（第２回転軸体）
６６第２ディスク
６７回転円板（回転体）
７０ローラ
７４アクチュエータ 1 Wave power generator 2 Floating body 3 Weight (vibrating body)
4 Spring 5 Ball screw shaft (Rotating shaft)
6 Additional mass body 8 Generator 10 Rotating disk 12 Ball screw shaft for moving weight (feed screw shaft)
14 Moving weight 16 Ball screw shaft side gear for moving weight (feed screw shaft side gear)
18 Fixed gear (meshing part)
20 Actuator 22 Drive rod 24 Weight (Additional mass)
26 connecting rod 28 swing support portion 30 slider (connecting rod support)
32 Electric jack (actuator)
34 Central disk 36 Outer ring 38 Axial bearing 40 Radial bearing 42 Second ball screw shaft (second rotating shaft)
44 Bracket 46 Second actuator 48a, 48b First pulley 50a, 50b Second pulley 52 Belt 54 Rotating disk (rotating body)
60 1st disk 62 2nd rotating shaft (2nd rotating shaft body)
66 Second disc 67 Rotating disc (rotating body)
70 Roller 74 Actuator

Claims

バネを介して浮体の内部に取り付けられて、水面の変動に応じて往復直線運動する振動体と、
該振動体の往復直線運動を回転運動に変換する変換機構と、
該変換機構を介して取り出された回転力により回転する回転軸体と、
該回転軸体に駆動されて発電する発電機と、
前記回転軸体によって回転させられることによる回転慣性力によって、前記振動体の質量に対して回転慣性付加質量を付加する付加質量体と、
を備えた波力発電装置において、
前記付加質量体の回転慣性付加質量を変化させる回転慣性付加質量変更機構と、
該回転慣性付加質量変更機構を、往復動作によって駆動するアクチュエータと、
該アクチュエータの往復動作を制御することにより、前記回転慣性付加質量を調整する制御部と、
を備えていることを特徴とする波力発電装置。 A vibrating body that is attached to the inside of the floating body via a spring and reciprocates linearly according to fluctuations in the water surface;
A conversion mechanism for converting the reciprocating linear motion of the vibrating body into a rotational motion;
A rotating shaft that rotates by a rotational force extracted through the conversion mechanism;
A generator that is driven by the rotating shaft to generate power;
An additional mass body that adds a rotational inertia additional mass to the mass of the vibrating body by a rotational inertia force caused by being rotated by the rotary shaft body;
In the wave power generator with
A rotary inertia additional mass changing mechanism for changing the rotary inertia additional mass of the additional mass body;
An actuator for driving the rotary inertia additional mass changing mechanism by a reciprocating operation;
A control unit for adjusting the rotational inertia additional mass by controlling the reciprocating motion of the actuator;
A wave power generation device comprising:

前記付加質量体は、回転体を備え、
前記回転慣性付加質量変更機構は、
前記回転体に対して固定され、該回転体の中心側から半径方向に延在して設けられた送りネジ軸と、
該送りネジ軸に対して螺合するとともに、該送りネジ軸の延在方向に移動可能とされた移動錘と、
該送りネジ軸に固定された送りネジ軸側歯車と、
該送りネジ軸側歯車に対して接近離間して噛合または非噛合を行うとともに、前記回転体とともに回転しないように設置された噛合部と、
を備え、
前記アクチュエータの往復動作によって、前記噛合部を前記送りネジ軸側歯車に対して接近離間させて噛合または非噛合を行うことを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。 The additional mass body includes a rotating body,
The rotational inertia added mass changing mechanism is:
A feed screw shaft fixed to the rotating body and extending radially from the center side of the rotating body;
A moving weight screwed to the feed screw shaft and movable in the extending direction of the feed screw shaft;
A feed screw shaft side gear fixed to the feed screw shaft;
Engaging and disengaging with approaching and separating from the feed screw shaft side gear, and a meshing portion installed so as not to rotate with the rotating body;
With
2. The wave power generation device according to claim 1, wherein meshing or non-meshing is performed by causing the meshing portion to approach and separate from the feed screw shaft side gear by reciprocating operation of the actuator.

前記付加質量体は、前記回転軸体に対して一端が支持された連結棒の他端に固定された錘を備え、
前記回転慣性付加質量変更機構は、
前記連結棒と、
該連結棒の前記他端が前記回転軸体に対して半径方向に変位可能となるように、該連結棒の前記一端を前記回転軸体に対して揺動可能に支持する揺動支持部と、
前記連結棒の中途位置をスライド可能に支持するとともに、前記回転軸体に沿って往復動することによって前記連結棒の揺動を行う連結棒支持体と、
を備え、
前記アクチュエータの往復動作によって、前記連結棒支持体を往復動させることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。 The additional mass body includes a weight fixed to the other end of the connecting rod whose one end is supported with respect to the rotating shaft body,
The rotational inertia added mass changing mechanism is:
The connecting rod;
A swing support portion that supports the one end of the connecting rod so as to be swingable with respect to the rotating shaft so that the other end of the connecting rod can be displaced in a radial direction with respect to the rotating shaft; ,
A linking rod support that swings the linking rod by reciprocating along the rotating shaft while supporting the middle position of the linking rod in a slidable manner,
With
The wave power generator according to claim 1, wherein the connecting rod support is reciprocated by a reciprocating motion of the actuator.

前記付加質量体は、前記回転軸体に対して並列に設けられた第２回転軸体に固定された回転体とされ、
前記回転慣性付加質量変更機構は、
前記回転軸体に設けられた第１プーリと、
前記第２回転軸体に設けられた第２プーリと、
前記第１プーリと前記第２プーリとの間に巻回されたベルト５２と、
を備え、
前記第１プーリおよび前記第２プーリは、それぞれ、軸方向に相対的に接近離間することによって前記ベルトが巻回される半径が変更可能とされた円錐形状側面を有して対向配置された一対のプーリから構成され、
前記アクチュエータの往復動作によって、それぞれの前記一対のプーリを軸方向に相対移動させることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。 The additional mass body is a rotating body fixed to a second rotating shaft body provided in parallel to the rotating shaft body,
The rotational inertia added mass changing mechanism is:
A first pulley provided on the rotating shaft;
A second pulley provided on the second rotating shaft;
A belt 52 wound between the first pulley and the second pulley;
With
Each of the first pulley and the second pulley has a conical side surface in which a radius around which the belt is wound can be changed by relatively approaching and separating in the axial direction, and is opposed to each other. Of pulleys,
The wave power generation device according to claim 1, wherein the pair of pulleys are moved relative to each other in the axial direction by reciprocation of the actuator.

前記付加質量体は、前記回転軸体に対して並列に設けられた第２回転軸体に固定された回転体とされ、
前記回転慣性付加質量変更機構は、
前記回転軸体に設けられ、一方向から他方向に向けて半径が増大する円錐形状側面を有する第１ディスクと、
前記第２回転軸体に設けられ、前記一方向から前記他方向に向けて半径が減少する円錐形状側面を有する第２ディスクと、
前記第１ディスクと前記第２ディスクとの間に設けられ、これらディスク間の動力を伝達するローラと、
を備え、
前記アクチュエータの往復動債によって、前記ローラを各前記ディスク間の側面に沿って往復動させることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。 The additional mass body is a rotating body fixed to a second rotating shaft body provided in parallel to the rotating shaft body,
The rotational inertia added mass changing mechanism is:
A first disk having a conical side surface provided on the rotating shaft and having a radius increasing from one direction to the other;
A second disk provided on the second rotating shaft body and having a conical side surface with a radius decreasing from the one direction toward the other direction;
A roller provided between the first disk and the second disk and transmitting power between the disks;
With
The wave power generation device according to claim 1, wherein the roller is reciprocated along a side surface between the disks by a reciprocating bond of the actuator.