JP2815116B2 - 造波装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワイヤーを用いて造波体を駆動する造波装
置に関する。

〔従来の技術〕

造波装置の造波体を駆動する機構として、従来第４図
に示すようにワイヤーを使用する装置が用いられてい
る。第４図において、104は水中に半没している浮力を
有する造波体であって、103は造波体104の運動を支持す
るガイドレール、107はプーリー、108は一端が造波体10
4に取付けられたワイヤー101を介して造波体104を下方
に駆動する駆動輪、109はワイヤー101が駆動輪108のま
わりをスリップしないように引っ張るバネである。ま
た、ａは水面、ｂは水槽、ｃはバネ109を固定する固定
面である。

上記造波装置においては、駆動輪108によってワイヤ
ー101を介して造波体104を下方に移動することによっ
て、水槽ｂ内に波が発生する。

なお、上記第４図に示すものは、ワイヤー101によっ
て造波体104を下方に引くようになっているが、これと
は逆にワイヤー101によって造波体104を上方に引くよう
にした型式のものもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のワイヤーを用いた造波装置において、水中
に半没している浮力を有する造波体を強制的に外部駆動
力によりワイヤーを介して上下方向に運動させて波を起
こそうとするとき、造波体の自重と浮力の作用方向の関
係で駆動可能なストロークに限界が伴う。

すなわち、造波体を下方へ引くように作用する駆動用
のワイヤーを造波体に取り付けた場合、造波体の下方へ
の駆動は造波体の浮力から自重の大きさを差し引いた力
に打ち勝つ駆動力を造波体に与えることによって可能で
ある。しかしながら、造波体の上方への駆動の場合に
は、造波体がある位置まで浮上すると造波体の自重と浮
力が等しくなり、この位置よりも上方へ造波体を駆動さ
せるためには造波体に押し上げ駆動力を作用させる必要
があるが、これは造波体を下方へ引くワイヤーでは不可
能である。

また逆に、造波体を上方へ引き上げるように作用する
駆動用のワイヤーを造波体に取り付けた場合は、造波体
の上方への駆動は造波体の自重から浮力の大きさを差し
引いた力に打ち勝つ駆動力を造波体に与えることによっ
てこれが可能である。しかし、造波体の自重と浮力が等
しくなる位置より下方への駆動では、造波体に押し下げ
る駆動力を作用させる必要があるが、これは造波体を上
方へ引くワイヤーを用いては不可能となる。

結局、ワイヤーによって造波体を駆動できるストロー
クは、ワイヤーに張力が作用している範囲に限定され、
ワイヤーを下方へ引くように造波体に取り付けた場合の
造波体駆動可能位置の上限およびワイヤーを上方へ引く
ように造波体に取り付けた場合の造波体駆動可能位置の
下限はいづれも造波体の自重と浮力が等しく釣り合う中
立点となってしまう。このために、造波体の駆動可能な
ストロークが減少し、発生できる波高は小さいものに限
定される。

本発明は、造波体をワイヤーによって駆動力を伝達す
る造波装置において、以上の性能上の限界を回避しよう
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

（１） 本発明の造波装置は、浮力を持つ造波体、同造
波体に上下方向のいづれかの駆動力を伝達するワイヤ
ー、及び同ワイヤーによって造波体に伝達される駆動力
と逆方向の力を上記造波体に作用させる付力機構を備え
ている。

（２） また、本発明の造波装置は、浮力を持つ造波
体、及び同造波体にそれぞれ上方向と下方向の駆動力を
伝達するワイヤーを備えている。

〔作用〕

（１） 上記（１）の本発明においては、造波体はワイ
ヤーによって上方又は下方のいずれかに駆動される。

一方造波体に作用する力としては、ワイヤーによって
伝達される力の外に、造波体の自重と浮力及び付力機構
によって造波体に作用する力がある。この付力機構によ
って作用する力は、ワイヤーによって伝達される力と逆
方向に造波体に作用する。

即ち、ワイヤーによって造波体が下方に引かれるとき
には、付力機構による力は上方に向って造波体に作用す
る。このために、造波体の自重と浮力とか釣り合う中立
点より上方に造波体が位置して、浮力に比して自重が相
対的に大きくなっても、上方に向って造波体に作用する
付力機構による力によって、造波体には常に上向きの力
が作用することになり、ワイヤーには張力が作用する。
従って、造波体が中立点より上の位置にあっても、ワイ
ヤーによって造波体を上下方向に駆動することができ
る。

逆に、ワイヤーによって造波体が上方に引かれるとき
には、付力機構による力は下方に向って造波体に作用す
る。このために、造波体の自重と浮力とが釣り合う中立
点より下方に造波体が位置して、自重に比して浮力が相
対的に大きくなっても、下方に向って造波体に作用する
付力機構による力によって、造波体には常に下向きの力
が作用することとなり、ワイヤーには張力が作用する。
従って、造波体が中立点より下の位置にあっても、ワイ
ヤーによって造波体を上下方向に駆動することができ
る。

以上のように、上記本発明（１）では上記の付力機構
による力を造波体に作用させることによって、従来ワイ
アーでは造波体を駆動できなかった自重と浮力とが釣り
合う中立点を超えて造波体の駆動を行なうことができ、
造波体のストロークが上方又は下方に拡大される。

また、本発明では、付力機構によって作用する力を調
節することによって、造波体のストロークの大きさを調
整することができる。

（２） 上記（２）の本発明では、造波体の自重が浮力
より大きい場合、即ち、造波体がその自重と浮力が釣合
う中立点より上方にある場合には、ワイヤーによって上
向きの力を作用させワイヤーに張力を与えて、ワイヤー
によって造波体を上方へ駆動する。

逆に、造波体の浮力が自重より浮力が大きい場合、即
ち、造波体が中立点より下方にある場合には、ワイヤー
によって下向きの力を作用させてワイヤーに張力を与え
て、ワイヤーによって造波体を下方へ駆動する。

このように、本発明（２）では、ワイヤーによって造
波体に上向き及び下向きの力を作用させることによっ
て、造波体の自重と浮力が釣合う中立点を超えて造波体
の駆動を行うことができ、造波体のフトローグが上方及
び下方に拡大される。

〔実施例〕

本発明の第一の実施例を第１図によって説明する。

４は水槽ｂ内に設置された浮力を有する造波体で、同
造波体４に設けられた上下一対の案内板4a,4bには、水
槽ｂの側壁に設けられた上下一対の支持板b₁,b₂に取付
けられたガイドレール３が貫通していて、造波体４はガ
イドレール３に案内されて上下方向に移動できるように
なっている。上記案内板4aの下面にはワイヤー１の１端
が取付けられ、同ワイヤー１はプーリー７を経て駆動輪
８に捲かれた上、その他端は固定部ｃに取付けられたス
リップ防止用バネ９に接続されている。14は造波信号発
生装置15の信号出力を受け、上記駆動輪８の駆動源５を
制御する制御装置である。また、上記上方の案内板4aの
上面と上方の支持板b₁の下面には、それぞれバネ10の下
端及び上端が取付けられていて、同バネ10は案内板4aと
介して造波体４に上方に向うバネ力11を作用させるよう
になっている。図中ａは水槽ｂ内の水面、ｄは造波体の
自重12及び浮力13が釣合うときの造波体の重心位置、即
ち中立点である。また上記バネ力11と浮力13の合計は、
造波体４の上下の作動範囲において、自重12より大きく
なるようにバネ力11が設定されている。

本実施例において、造波体４に作用する力は、ワイヤ
ー１による駆動力を除けば、造波体４の自重12、浮力13
及びバネ力11であり、上方に向う浮力13とバネ力11の合
計は自重12より大きいので、造波体４が上下方向のどの
位置にあっても、造波体４には常に上向きの力が作用
し、ワイヤー１には張力が作用している。従って、造波
信号発生装置15の信号を受ける制御装置14によって駆動
源５を作動させて駆動輪８を図中時計方向に回転させて
ワイヤー１を引張ると、造波体４はガイドレール３に案
内されて下方に移動し、また駆動輪８を逆方向に回転さ
せると造波体４は浮力・バネ力と自重との差によって上
方に移動する。このようにして、水槽ｂ内に波が発生す
る。

本実施例では、上記のようにワイヤー１による駆動力
が作用していない時に、造波体４の上下位置に拘りなく
造波体４に常に上向きの力が作用しワイヤー１に張力が
作用しているために、造波体４が中立点より下方にある
場合は勿論、上方にある場合においても、造波体４をワ
イヤー１によって上下に駆動することができる。従っ
て、本実施例は造波体４の駆動可動なストロークを中立
点を超えて上方に拡大し、波高の高い波を発生させるこ
とができる。

また、本実施例においては、バネ10のバネ力11を調節
することによって、造波体４のストロークを調整するこ
とができる。

本発明の第二の実施例を第２図によって説明する。

本実施例は上方第一の実施例におけると逆に、ワイヤ
ーによって造波体４に上向きの力を作用させるようにし
たものであり、第２図において、第１図におけると同一
部分には同一の符号が付せられており、以下第一の実施
例と異る部分の構成等を説明する。

ワイヤー１は、造波体４の上部の案内板4aの上面に取
付けられ、造波体４に上向きの力を作用させるようにな
っている。また、上記案内板4aの下面に１端が取付けら
れプーリ７′を経て上下方向から水平方向に向きを変え
ているワイヤー１′の他端と固定部ｃとの間にバネ10が
設けられていて、同バネ10は案内板4aを介して造波体４
に下向きのバネ力11を作用させるようになっている。こ
の下向きのバネ力11と造波体４の自重12の合計は、造波
体４の上下の作動範囲内において上向きの浮力13より大
きい値となるように設定されている。なお、第２図中、
造波信号発生装置と制御装置の表示は省略されている。

本実施例では、上記のようにワイヤー１から力を除け
ば、常に造波体４に下向きの力が作用しており、ワイヤ
ー１に張力がかかった状態にある。このために、造波体
４が中立点より上方にある場合は勿論、下方にある場合
においても、ワイヤー１によって造波体４を上下動させ
ることができる。従って、造波体４の上下のストローク
の範囲を中立点を超えて下方に拡大し、波高の高い波を
発生させることができる。

本発明の第三の実施例を第３図によって説明する。

本実施例は、ループ状のワイヤーによって造波体に上
方及び下方の力を作用させるようにしたものであり、第
３図において、第１図及び第２図におけると同一の部分
は同一の符号が付せられており、以下第一及び第二の実
施例と異る部分の構成等を説明する。

造波体４の上方の案内板4aの上上面には、ワイヤー21
の両端が取付けられており、同ワイヤー21は案内板4aの
下面から下方へ延びてプーリー25aを経て斜め上方に向
い、駆動源５で正逆方向に駆動される駆動輪26に捲かれ
た上、プーリー25b,25cを経て下方へ延びて案内板4aの
上面に至るループ状に形成されている。29はプーリー25
b,25cの間の部分のワイヤー21に設けられたスリップ防
止用バネである。

本実施例において、造波体４が、その自重12と浮力13
が釣合う中立点ｄより上方にあって自重が浮力より大き
く、造波体４に下向きの力が作用しているときには、駆
動輪26を第３図中時計方向に回転させ、ワイヤー21によ
って造波体４に上向きの力を作用させることによって、
造波体４を上方へ移動させることができる。

また逆に、造波体４が、中立点ｄより下方にあって自
重より浮力が大きく、造波体に上向きの力が作用してい
るときには、駆動輪26を第３図中反時計方向に回転させ
て、ワイヤー21によって下向きの力を作用させることに
よって、造波体４を下方へ移動させることができる。

このようにして、本実施例では、ワイヤー21によっ
て、造波体４に上方向及び下方向に力を作用させること
によって、中立点を超えて造波体４を上方及び下方へ移
動させることができ、波高の高い波を発生させることが
できる。

なお、上記上方向と下方向へのワイヤー21の作用力の
切替えは、図示しない位置検出装置によって造波体４の
上下方向の位置を検出して、これに基づいて駆動輪26の
回転方向を変える等の手段によって行なわれる。

本第三の実施例では、１本のループ状ワイヤーを用い
ているが、造波体にそれぞれ上方向及び下方向の力を作
用させる２本のワイヤーを用いるようにすることもでき
る。

なお、上記第一〜第三の実施例においては、造波体に
よって水槽内に波を発生させる場合について説明した
が、これら実施例において、造波体に作用する力及び造
波体のストロークと運動速度を検出して適当な手段によ
って造波体の駆動制御を行なうことによって吸波を行う
こともできる。従って、本発明は、積極的に波を発生す
る場合は勿論、波を吸収する場合にも適用することがで
き、本明細書における造波装置とは、吸波作用を奏する
場合も含まれる広義のものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、浮力を持ちワイヤー
によって駆動力が伝達される造波体に、更にワイヤーに
よって、伝達される力と反対の方向に力を作用させるこ
と、又は浮力を持つ造波体にワイヤーによって上方向と
下方向の力を作用させることによって、造波体の駆動制
御可能なストロークが増大し、この結果発生可能な波高
又は吸波可能な波高を飛躍的に増加させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第一の実施例の説明図、第２図は、
本発明の第二の実施例の説明図、第３図は、本発明の第
三の実施例の説明図、第４図は、従来の造波装置の説明
図である。 １……ワイヤー、３……ガイドレール、 ４……造波体、4a,4b……造波体の案内板、 ５……駆動源、７……プーリー、 ８……駆動輪、９……スリップ防止バネ、 10……バネ、11……バネ10による力、 12……造波体の自重、13……造波体の浮力、 21……ワイヤー、25a,25b,25c……プーリー、 ａ……水面、ｂ……水槽、 b₁,b₂……支持板、ｃ……固定部、 ｄ……造波体の自重と浮力が釣り合う中立点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 勝久 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番 １号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 松田 健志 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 川根 浩 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−36130（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−13180（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01M 10/00 E04H 3/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浮力を持つ造波体、同造波体に上下方向の
   いづれかの駆動力を伝達するワイヤー、及び同ワイヤー
   によって造波体にで伝達される駆動力と逆方向の力を上
   記造波体に作用させる付力機構を備えたことを特徴とす
   る造波装置。
2. 【請求項２】浮力を持つ造波体、及び同造波体にそれぞ
   れ上方向と下方向の駆動力を伝達するワイヤーを備えた
   ことを特徴とする造波装置。