JP6967223B2 - 波受機構 - Google Patents

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Description

本発明は、波の力を受けて揺動することによって液圧ポンプを駆動させる波受機構に関する。
風力エネルギーや太陽光エネルギー等の様々な自然エネルギーを利用する自然エネルギー発電システムが実用に供されており、この自然エネルギー発電システムの１つとして波力発電システムが知られている。波力発電システムは、波の力、即ち波のエネルギーを一度機械エネルギーに変換し、更に機械エネルギーから電気エネルギーへと変換するようになっている。このような機能を有する波力発電システムとしては、例えば特許文献１に記載される波力発電システムがある。
特許文献１の波力発電システムでは、シャフトが一対の軸受部材に回動可能に支持されており、そのシャフトには、波受部材が相対回動不能に取り付けられている。それ故、波受部材が揺動すると、シャフトがその周方向一方及び他方に回動する。また、シャフトには、ポンプ装置に連結されている。ポンプ装置は、ラムシリンダ式のポンプである。即ち、シャフトが周方向一方及び他方に回動することによってロッドが往復運動し、それによってポンプ装置から作動液が吐出される。吐出される作動液は液圧モータに供給され、液圧モータは、供給された作動液によってその出力軸を回転させる。また、液圧モータの出力軸には、発電機が取り付けられており、出力軸が回転することで発電機が電力を発生させる。
特開２０１５−１０８３４４号公報
特許文献１の波力発電システムでは、波受部材が波の力を受けると、その波の力に応じた分だけロッドがストロークし、またストローク量に応じた流量の作動液がポンプ装置から吐出される。ポンプ装置から吐出される作動液の流量は、その吐出容量に応じて決まるが、使用されるポンプ装置の吐出容量は以下のようにして決められている。
即ち、波受部材が受ける波は、自然エネルギーであるが故、その高さが一定ではなく時々刻々と変化する。それ故、波力発電システムでは、あらゆる高さの波に対応する必要があり、それらに対応すべくあらゆる高さの波に対して波力発電システムの稼働率が最も大きくなるようにポンプ装置の容量を決めている。他方、現実ではあらゆる高さの波に対してすべて対応し得るということは難しく、実際には発生する波の中でも発生頻度が大きい高さの波に応じてポンプ装置の容量が決められている。しかし、時に想定された波より大きな波を波受部材が受けることがあり、このような場合、波受部材が大きく揺動するため、ポンプ装置等、波力発電システムの各種構成が破損することが考えられる。
このような事態に対応すべく、波力発電システムでは、波受部材が大きな波を受ける場合に波受部材が想定される角度より大きく揺動しないようにすべくストッパが備わっている。ストッパは、波受部材が所定の角度まで揺動すると波受部材に当たるようになっており、当たることによって受部材の揺動を規制している。これにより、ロッドが想定以上にストロークしてポンプ装置が損傷することを防ぐことができる。しかし、ストッパによって波受部材の揺動を規制することによって、波受部材が波の力を全て受け止めなければならなくなる。そのような波の力にも波受部材が耐えられるようにするためには、波受機構の大型化を招き、また製造コストが増大することになる。それ故、波受部材を破損させることがないように、大きな波の力が波受部材に作用した際にそれを受け流すことができるようにすることが望まれている。
そこで本発明は、大きな波の力が波受部材に作用した際にそれを受け流すことができる波受機構を提供することを目的としている。
本発明の波受機構は、液圧ポンプに接続され且つ回動可能に支持され、周方向一方及び他方に回動することによって前記液圧ポンプを駆動するシャフトと、前記シャフトに相対回転不能に取り付けられるアームと、波の力を受けるべく前記アームに設けられる波受板とを有し、前記波の力を受けて前記シャフトを中心に揺動し且つ揺動することによって前記シャフトを回動させる波受部材と、を備え、前記アームは、前記シャフトに相対回転不能に取り付けられている第１アーム部と、前記波受板が設けられている第２アーム部と、前記第１アーム部と前記第２アーム部とを連結する可折部とを有し、前記可折部は、前記第１アーム部の揺動角が第１所定角度未満において前記第１アーム部と前記第２アーム部とを一体的に揺動させ、前記第１アーム部の揺動角が所定角度になると前記第１アーム部に対して前記第２アーム部が折れ曲がることを許容するものである。
本発明に従えば、所定角度未満では、第１アーム部と第２アーム部とが一体的に揺動するので、波の力をシャフトに伝え、その力で液圧ポンプを駆動することができる。他方、波の力が大きく第１アーム部の揺動角が所定角度に達すると、まげて第１アーム部に対して第２アーム部が折れ曲がる。これにより、波受板は、波の力を受け流すことができるので、波受板に過剰な力が作用することを抑制することができる。即ち、波受部材が損傷することを抑制することができる。これにより、大型化させず且つ大きな波に耐えることができる波受機構を製造することができる。
また、本件発明では、第２アーム部を折り曲げて波の力を受け流すことができるので、大きな波の力が波受板から第２アーム部及び第１アーム部を介してシャフトに伝わることを抑制することができ、そのような大きな波の力によってシャフトや液圧ポンプが損傷することを抑制することができる。
上記発明において、前記可折部は、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の何れか一方の部分に設けられる係合部と、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の何れか他方の部分に設けられて前記係合部と係合する被係合部とを有し、前記係合部と前記被係合部とが係合することによって前記第１アーム部と前記第２アーム部とを一体的に揺動させ、且つ前記係合部と前記被係合部との係合が解除されることによって前記第１アーム部に対する前記第２アーム部の折れ曲がりを許容してもよい。
上記構成に従えば、係合を解除するだけの簡単な動作によって第１アーム部に対して第２アーム部の折れ曲がりを許容することができるので、波受機構の部品点数及び製造コストの増大を抑えることができる。
上記発明において、揺動する波受部材の前記可折部に当たり、当てた状態で前記第１アーム部を揺動させることによって前記係合部と前記被係合部とを相対変位させてそれらの係合を解除させる係合解除部材を、更に備えてもよい。
上記構成に従えば、係合解除部材を可折部に当てた状態にて第１アーム部を揺動させて所定角度に達すると、係合が自動的に解除される。それ故、係合を解除すべく複雑な機能を有する必要がなく、簡単に係合解除部材を構成することができる。
上記発明において、前前記係合部及び前記被係合部の何れか一方の部分は、前記他方の部材が係合する部分に回動可能に支持されるローラを有し、前記ローラは、前記係合部と前記被係合部との係合が解除される際に前記他方の部材上を転動していてもよい。
上記構成に従えば、ローラを他方の部分において転動させることができる。これにより、係合したまま折れ曲がれない状態になることを抑制することができる。
上記発明において、前記第１アーム部が前記第１所定角度以上の第２所定角度まで揺動すると、前記第１アーム部に当たって前記第１アーム部の揺動を規制するストッパ部材を更に備えてもよい。
上記構成に従えば、第２アーム部が折れ曲がった後も第１アーム部が揺動し続け、シャフトが更に回動することを抑制することができる。
上記発明において、前記シャフトである波受シャフトと前記液圧ポンプのポンプシャフトとを各々の軸線が互い平行になるように連結するフレキシブルジョイントを更に備え、前記フレキシブルジョイントは、前記ポンプシャフトに対する前記波受シャフトの前記軸線に直交する方向の相対変位を許容してもよい。
上記構成に従えば、波受部材が波の力を受けることによって波受シャフトが撓んだり捩れたりした場合であっても、撓み及び捩りをフレキシブルジョイントにおいて吸収することができる。これにより、波受シャフトが撓んだり捩れたりしても、波受シャフト及びポンプシャフトが破損することを抑えることができる。
本発明によれば、大きな波の力が波受部材に作用した際にそれを受け流すことができる。
第１実施形態の波力発電システムを示す斜視図である。 図１の波力発電システムの概略を示す正面図である。 図２の波力発電システムを側方から見た側面図である。 図３の波力発電システムの波受機構を拡大して示す側面図である。 図４の波受機構の領域Ｘを拡大して示す拡大側面図である。 図４の波受機構を斜め上方から見た拡大斜視図である。 図４の波受機構が中立位置に位置する状態を示す拡大側面図である。 波受機構が中立位置から所定方向一方に揺動した状態を示す拡大側面図である。 揺動する波受機構の係止ピンが解除ロックに当たっている状態を示す拡大側面図である。 係合解除ロッドによって波受機構のフックが押し開かれた状態を示す拡大側面図である。 アッパーアーム部に対してロアアーム部が折れ曲がっている状態を示す拡大側面図である。 図２の波力発電システムにおけるフレキシブルジョイント及びその付近を取り出して示す斜視図である。 図１２に示すフレキシブルジョイントを、切断線XIII−XIIIで切断して示す断面図である。
以下、本発明に係る実施形態の波力発電システム１について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する波力発電システム１は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
＜波力発電システム＞
図１に示す波力発電システム１は、海岸に打ち寄せる波の力、即ち波のエネルギーを電気エネルギーに変換することによって発電する発電システムであり、海岸に設けられている防波堤２の前方（即ち、沖側）に設置されている。具体的に説明すると、防波堤２付近の海底には、コンクリートシンカーが設置されており、このコンクリートシンカーには、複数（例えば、６本）の支柱杭３が立設されている。複数の支柱杭３の上には、平面視で大略矩形状の床板４が載せられて固定されており、床板４には、防水キャビン５が設けられている。防水キャビン５には、波力発電システム１の構成の一部分（例えば、後述するポンプ装置２０等）が収容されている。このように配置される波力発電システム１は、鋼製海洋ジャケット構造物として構成されており、波のエネルギーを電気エネルギーに変換すべく図２及び図３に示すような振子式の一対の波受機構１０Ｌ，１０Ｒを備えている。
＜波受機構＞
一対の波受機構１０Ｌ，１０Ｒは、海岸に打ち寄せる波に対して、例えば大略直交する方向（紙面において左右方向）に離すようにして床板４に設けられている。このように配置される一対の波受機構１０Ｌ、１０Ｒの各々は、同じ構成を有しており、以下では一方の波受機構１０Ｒの構成について説明し、他方の波受機構１０Ｌの構成については同一の符号を付してその説明を省略する。一方の波受機構１０Ｒは、海岸に打ち寄せる波の力を受けて揺動すべく、一対の支持台１１，１１と、ラダーシャフト１２と、波受部材１３とを有している。一対の支持台１１，１１は、左右方向に離して床板４に設けられており、それらにはラダーシャフト１２が挿通されている。ラダーシャフト１２は、長尺の大略円柱部材であり、左右方向に延在している。また、ラダーシャフト１２の一端部分及び他端側部分の各々は、一対の支持台１１，１１の各々によって回動可能に支持され、その中間部分には波受部材１３が取り付けられている。
波受部材１３は、海岸に打ち寄せる波を受けて揺動し、それによってラダーシャフト１２を回動させる。このような機能を有する波受部材１３は、一対のアーム１４，１４と、波受板１５とを有している。一対のアーム１４，１４は、上下方向に延在する長尺の部材であり、その上端部が相対回転不能にラダーシャフト１２に取り付けられている。また、一対のアーム１４，１４は、互いに左右方向に離してラダーシャフト１２に取り付けられている。また、床板４には、ラダーシャフト１２の下方であって一対の支持第１１，１１の間に開口４ａが形成されており、一対のアーム１４，１４は、開口４ａを通って海面６に向かってラダーシャフト１２から下方に垂下している。このよう配置されている一対のアーム１４，１４の下端部分は、海面６付近まで達しており、そこには波受板１５が設けられている。
波受板１５は、後方（即ち、防波堤２側）から見て大略矩形状の板であり、その上側部分を除く大半の部分が海面６より下に位置している、即ち海中に沈んでいる。また、波受板１５は、その前面及び背面が防波堤２に略平行になるように配置され、沖側から伝わる波（入射波）を前面で受け、背面で防波堤２及びその付近で反射された波（反射波）の力を受けるようになっている。このように、波受部材１３は、波受板１５にて波の力を受けて、それによってラダーシャフト１２を中心に揺動する。また、波受部材１３は、揺動することによってラダーシャフト１２をその軸線回りに回動させる。
このように一対の波受機構１０Ｌ，１０Ｒは、波受部材１３にて波の力を受けることによってラダーシャフト１２を回動させることができる。また、後で詳述するが、一対の波受機構１０Ｌ，１０Ｒは、一対のアーム１４、１４の長手方向中間部分を折り曲げることができるように構成されており、大きな波が波受機構１０Ｌ，１０Ｒに押し寄せた際に前記長手方向中間部分を折り曲げることによって波の力を受け流すようになっている。このように構成される一対の波受機構１０Ｌ，１０Ｒは、各々のラダーシャフト１２の軸線が略同一線上に位置し且つ左右方向に離されて床板４に配置されている。このように離されて配置される一対の波受機構１０Ｌ，１０Ｒの間には、床板４に設けられたマウントベース７が配置されており、マウントベース７には、ポンプ装置２０が設けられている。
ポンプ装置２０は、ラムシリンダ式のポンプであり、前述する一対のラダーシャフト１２に夫々接続されている。ポンプ装置２０は、一対のラダーシャフト１２が回動すると、それに応じて作動液（油又は水等）を吸引して吐出する。このような機能を有するポンプ装置２０は、ポンプシャフト２１と、一対のシリンダ機構２２Ｕ，２２Ｄと、チラー２３とを有している。ポンプシャフト２１は、大略円柱状の部材であり、左右方向に延在している。また、ポンプシャフト２１は、その軸線が一対のラダーシャフト１２の軸線と同軸上に位置するように配置されている。このように配置されているポンプシャフト２１の両端部には、フレキシブルジョイント１６を介して一対の波受機構１０Ｌ，１０Ｒの各々のラダーシャフト１２が連結されている。フレキシブルジョイント１６は、その構成について後で詳述するが、ラダーシャフト１２の撓み及びねじり等を吸収しつつ、ラダーシャフト１２の回動力をポンプシャフト２１に伝達する。これにより、ラダーシャフト１２の回動力をポンプシャフト２１に確実に伝えることができる。このように構成されているポンプシャフト２１は、マウントベース７を貫通しており、その両端側部分がマウントベース７に回動可能に支持されている。
マウントベース７には、一対のシリンダ機構２２Ｕ，２２Ｄが設けられている。一対のシリンダ機構２２Ｕ，２２Ｄは、ポンプシャフト２１を挟むようにしてその上方及び下方に夫々配置されている。このように配置されている一対のシリンダ機構２２Ｕ，２２Ｄの各々は、いわゆるラムシリンダ機構であり、同様の構成を有している。即ち、一対のシリンダ機構２２Ｕ，２２Ｄは、共にロッド２５と、一対のシリンダ２６ａ，２６ｂを夫々有しており、ロッド２５を往復運動させることによって一対のシリンダ２６ａ，２６ｂの各々から作動液を吐出させることができる。
このように構成される一対のシリンダ機構２２Ｕ，２２Ｄは、各々のロッド２５が平面視でポンプシャフト２１に直交し且つ互いに重なるように配置されている。また、ロッド２５，２５とポンプシャフト２１とは、チラー２３によって連結されており、チラー２３は、ポンプシャフト２１の回動運動をロッド２５の直線往復運動に変換する。それ故、ポンプシャフト２１を回動させることによって、一対のシリンダ機構２２Ｕ，２２Ｄから作動液を吐出させることができる。
また、ポンプ装置２０は、図示しない液圧駆動回路を介して液圧モータに接続されており、吐出された作動液は、液圧駆動回路を介して液圧モータに供給する。ところで、ポンプ装置２０から吐出される作動液は、脈動しており、そのまま液圧モータに供給すると、液圧モータを円滑に動かすことができない。そこで液圧駆動回路では、脈動する作動液を図示しないアキュムレータによって平準化し、その後液圧モータに供給して液圧モータを駆動する。また、液圧駆動回路では、平準化される作動液の流量及び圧力を調整し、液圧モータの出力を調整する。このようにして出力が調整される液圧モータの出力軸には、図示しない発電機が接続されている。それ故、液圧モータを駆動させることによって、発電機に電力を発生させることができる。このようにして発生した電力は、図示しないパワーコンディショナによって電圧、周波数、及び位相が調整され、調整した後電力系統に伝送される。このように、波力発電システム１では、波のエネルギーを用いて電力を発生させることができる。
［波受機構］
このように構成されている波力発電システム１では、前述のおとり、波受板１５に大きな波が押し寄せた際に一対のアーム１４、１４の長手方向中間部分を折り曲げて、波の力を受け流すことができる。即ち、波受機構１０Ｌ，１０Ｒは、可折式の波受機構として構成されている。以下では、そのような機能を有する波受機構１０Ｌ，１０Ｒの一対のアーム１４，１４の構成について詳しく説明する。なお、一対のアーム１４，１４は、共に同一の構成を有しているので、一方のアーム１４の構成についてのみ説明し、他方のアーム１４の構成についてはその説明を省略する。
アーム１４は、図４に示すようにアッパーアーム部３１と、ロワーアーム部３２と、ラチェット３３とを有している。アッパーアーム部３１は、上下方向に延在する長手状の部材であり、その長手方向一端部である上端部がラダーシャフト１２に相対不能に取り付けられている。また、アッパーアーム部３１の下端部には、ラチェット３３を介してロワーアーム部３２が設けられている。ロワーアーム部３２もまた、上下方向に延在する長手状の部材であり、その下端部に波受板１５が一体的に形成されている。波受板１５は、一対のアーム１４，１４のロワーアーム部３２の下端部に架け渡すように設けられており、前述の通り入射波及び反射波の力を受けられるようになっている。このように構成される２つのアーム部３１，３２の間には、前述の通りラチェット３３が介在しており、これら２つのアーム部３１，３２は、ラチェット３３によって互いに連結されている。
可折部であるラチェット３３は、アッパーアーム部３１とロワーアーム部３２とを一体的に揺動させると共に、波受部材１３が所定の揺動角度に達するとアッパーアーム部３１に対するロワーアーム部３２の折れ曲がりを許容すべく以下のように構成されている。即ち、ラチェット３３は、図５及び図６にも示すようにヒンジ３４を有している。ヒンジ３４は、アッパーアーム部３１に対するロワーアーム部３２の折れ曲がりを可能にするための部位であり、上部接続体３４ａと、下部接続体３４ｂと、ヒンジピン３４ｃとを有している。
上部接続体３４ａは、図６から分かるように後方から見て大略逆Ｕ字状に形成されており、左右に間隔をあけて配置される一対の側壁３４ｄを有している。また、上部接続体３４ａは、この一対の側壁３４ｄ間に下部接続体３４ｂを挿入させている。下部接続体３４ｂは、上下方向に延在し且つ前後方向に幅を有する長手状の板部材であり、その上端側部分が一対の側壁３４ｄの間に挿入されている。また、一対の側壁３４ｄには、下部接続体３４ｂの上端側部分も一緒に貫通するヒンジピン３４ｃが嵌挿されており、下部接続体３４ｂは、ヒンジピン３４ｃを中心にして前後方向に揺動するようになっている。また、下部接続体３４ｂの中間部分から下方側の部分は、一対の側壁３４ｄから下方に突き出しており、更に下部接続体３４ｂの下端側部分には、ロワーアーム部３２が固定されている。これにより、ロワーアーム部３２は、下部接続体３４ｂと一体的に動くようになっている。
このように構成されているヒンジ３４は、上部接続体３４ａに対して下部接続体３４ｂを揺動させることができ、それによってアッパーアーム部３１に対してロワーアーム部３２を折り曲げることができる。他方、ラチェット３３は、波が小さい場合においてこのような折れ曲がりが生じないようにすべく、以下のように構成されている。即ち、ラチェット３３は、一対のフック３５，３５を有しており、一対のフック３５，３５によってアッパーアーム部３１とロワーアーム部３２とが一体的に動くことができるようになっている。
即ち、一対のフック３５，３５は、側面視で大略Ｊ字状に形成されており、その先端側部分が折れ曲がるように湾曲している。このような形状を有する一対のフック３５，３５は、その基端側部分が上部接続体３４ａの一対の側壁３４ｄの間に挿入されている。即ち、下部接続体３４ｂは、一対の側壁３４ｄの間において上部接続体３４ａの天井面との間に空間をあけて配置されており、その空間に一対のフック３５，３５の基端側部分が左右両側から夫々挿入されている。また、一対のフック３５，３５の基端側部分には、回動ピン３６が相対回転不能に嵌挿されている。回動ピン３６は、左右方向に延在しており、その両端部が一対の側壁３４ｄに回動可能に支持されている。このようにして一対のフック３５，３５は、回動ピン３６を中心に回動可能に上部接続体３４ａに設けられている。このように構成されている一対のフック３５，３５は、側面視で大略逆Ｖ字状であって且つ各々の湾曲する先端側部分が相手側のフック３５の方に向く、即ち互いに対向するように配置されている。
このように配置されている一対のフック３５，３５の間には、円弧状の空間が形成されている。この円弧状の空間は、それらの内側の面に沿うように形成され且つその周方向一方及び他方側に一対のフック３５，３５の先端側部分が位置している。また、一対のフック３５，３５の先端側部分の間には、下部接続体３４ｂの上端側部分が配置されており、下部接続体３４ｂの上端部にある被係合部３４ｅは、前記円弧状の空間に向かって突き出ている。また、被係合部３４ｅは、この円弧状の空間の形状に合わせて円弧状に形成されており、前記円状の空間内にて収まるようになっている。また、下部接続体３４ｂの被係合部３４ｅの周方向の両端部には、一対のフック３５，３５の先端側部分が当接して係合している。このように一対のフック３５，３５の先端側部分が被係合部３４ｅに係合することによって下部接続体３４ｂの揺動が阻止されている。また、一対のフック３５，３５の先端側部分と被係合部３４ｅとの係合を維持すべく、一対のフック３５，３５の各々には付勢部材３７が対応させて夫々設けられている。
付勢部材３７は、いわゆるねじりコイルばねであり、そのコイル部分が対応するフック３５に嵌挿されている回動ピン３６に外装されている。このように外装されている付勢部材３７は、対応するフック３５と側壁３４ｄの間に配置されている。また、一対のフック３５，３５の各々には、その一方の側面に係止ピン３５ａが形成されており、係止ピン３５ａは、側面から突き出るように形成されている。このような係止ピン３５ａが形成されている一対のフック３５，３５は、前記一方の側面が互いに反対方向に向くように配置されており、これによって係止ピン３５ａが左右方向において互いに異なる方向に突出している。このように構成される一対のフック３５，３５に対して、２つの付勢部材３７，３７は一対のフック３５，３５の一方の側面側に位置するように回動ピン３６に外装されている。このように外装される付勢部材３７は、その一端部をそれに対応するフック３５の係止ピン３５ａに係止させ、他端部を上部接続体３４ａの天井面に係止させている。このように配置されている付勢部材３７は、対応するフック３５に対して回動ピン３６周りであってフック３５の先端側部分を被係合部３４ｅに押し付ける方向、即ち係止ピン３５ａを下方に押すような方向に付勢している。これにより、一対のフック３５，３５と下部接続体３４ｂとの係合が維持され、上部接続体４３ａに対して下部接続体３４ｂの折れ曲がり、即ちアッパーアーム部３１に対するロワーアーム部３２の折れ曲がりが阻止されている。
また、一対のフック３５，３５の各々は、付勢部材３７の付勢力に抗する方向に回動させることによってその先端側部分を被係合部３４ｅから外すことができる、即ちフック３５と被係合部３４ｅとの係合を解除することができる。一対のフック３５，３５の各々は、一方のフック３５を下部接続体３４ｂに係合させることによって下部接続体３４ｂの周方向一方への揺動を阻止し、また他方のフック３５を下部接続体３４ｂに係合させることによって下部接続体３４ｂの周方向他方への揺動を阻止している。それ故、一方のフック３５と被係合部３４ｅとの係合が解除されると下部接続体３４ｂの周方向一方への揺動が許容され、他方のフック３５と被係合部３４ｅとの係合が解除されると下部接続体３４ｂの周方向他方への揺動が許容される。
このように、ラチェット３３は、一対のフック３５，３５を被係合部３４ｅに係合させることによって下部接続体３４ｂを上部接続体３４ａと一体的に動かすことができる。また、ラチェット３３は、フック３５を回動させて被係合部３４ｅとの係合を解除させることによって、上部接続体３４ａに対する下部接続体３４ｂの折れ曲がりを許容させることができる。また、一対のフック３５，３５では、フック３５と被係合部３４ｅとの係合の解除を円滑に行うべく、フック３５が被係合部３４ｅと係合する部分である、フック３５の先端側部分にローラ３８が夫々設けられている。
ローラ３８は、左右方向に延びる軸線回りに回動可能に支持されており、係合時において被係合部３４ｅに当たるように配置されている。それ故、係合を解除すべくフック３５，３５を回動させると、ローラ３８が被係合部３４ｅの表面を転動する（即ち、転がる）。即ち、被係合部３４ｅの表面形状は、回動ピン３６を回転中心としてローラ３８の当たり面までの距離を半径とする大略円弧形状に形成されている。これにより、被係合部３４ｅの表面において、ローラ３８を滑らかに転動させることができる。また、被係合部３４ｅの表面形状は、そこにおける半径誤差によるガタを吸収するために先端から基端側に向かうにつれて徐々に半径が増加するように形成される。
このようにローラ３８をフック３５の先端側部分に夫々設けることによって、係合を解除する際にローラ３８を被係合部３４ｅの表面において転動させることができ、被係合部３４ｅがフック３５の先端側部分に引っかかる等することを抑制することができる、即ち円滑に係合を解除させる（即ち、係合が解除できないままになることを防ぐ）ことができる。また、係合する際にも、ローラ３８を被係合部３４ｅの表面において転動させることができるので、円滑に係合させることもできる。このように係合及び係合解除を円滑に行うことができる波受機構１０Ｒは、係合を解除すべく一対の解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒを備えている。
一対の解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒは、大略Ｌ字状に形成されており、床板４の開口４ａを挟んでその前後に夫々位置するように床板４に垂設されている。即ち、一対の解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒは、床板４から下方に延在し、その中間部分において互いに近接する方向に折れ曲がっている。また、折れ曲がっている部分より先にある先端側部分は、互いに近接する方向に向かって下方に傾斜するように延びている。このような形状を有する一対の解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒの各々は、一対のフック３５，３５の係止ピン３５ａに夫々対応させて配置されている。即ち、各解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒは、対応する係止ピン３５ａに合わせて、左右方向にずらして配置されている。このように配置される各解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒは、波受部材１３が沖側及び防波堤２側に夫々大きく揺動した際に対応するフック３５の係止ピン３５ａに当たるようになっている。
例えば、波受部材１３が防波堤２側に大きく揺動する場合には、防波堤２側に位置する後側解除ロッド３９Ｒに一方のフック３５の係止ピン３５ａが当たり（図５参照）、波受部材１３が沖側に大きく揺動する場合には、沖側に位置する前側解除ロッド３９Ｆに他方のフック３５の係止ピン３５ａが当たる。このように各解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒを対応するフック３５の係止ピン３５ａに当てることにより、波受部材１３が更に防波堤２側又は沖側に揺動した場合においてフック３５が揺動する方向と反対方向に押される。そうすることによって、対応するフック３５が被係合部３４ｅから離れる方向に回動し、前記フック３５と被係合部３４ｅとの係合が解除される。このように解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒを係止ピン３５ａに当てて波受部材１３を更に揺動させることで、フック３５を付勢力に抗した方向に回動させて、前記フック３５と被係合部３４ｅとの係合を解除することができる。
更に詳細に説明すると、一対の解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒの各々は、波受部材１３が防波堤２側及び沖側に第１所定角度まで（例えば、３０度以上３４度以下の範囲にて設定され、本実施形態において３０度である。）、夫々揺動すると、フック３５と被係合部３４ｅとの係合を解除する。即ち、一対の解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒの各々は、波受部材１３が防波堤２側及び沖側に揺動すると対応する係止ピン３５ａに当たり、更に揺動する波受部材１３に対してフック３５を回動させて第１所定角度まで達した際にフック３５と被係合部３４ｅとの係合を解除する。なお、本実施形態において第１所定角度は、防波堤２側及び沖側において同じ角度にて設定されているが、必ずしも同一である必要はなく、相違していてもよい。このように構成される波受機構１０Ｒは、波受部材１３、より詳しくはアッパーアーム部３１が第２所定角度を越えて揺動することを規制すべく、一対のストッパ４１Ｆ，４１Ｒを備えている。
一対のストッパ４１Ｆ，４１Ｒは、一対の解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒと同じく、大略Ｌ字状に形成され、開口４ａを挟んでその前後に位置するように床板４に垂設されている。即ち、一対のストッパ４１Ｆ，４１Ｒは、床板４から下方に延在し、その中間部分において互いに近接する方向に折れ曲がっている。また、折れ曲がっている部分より先にある先端側部分は、互いに近接する方向に向かって下方に傾斜するように延びている。このような形状を有する一対のストッパ４１Ｆ，４１Ｒの各々は、上部接続体３４ａに対応させて配置されており、各解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒは、波受部材１３が沖側及び防波堤２側に夫々大きく揺動した際に上部接続体３４ａに当たるようになっている。
例えば、波受部材１３が防波堤２側に大きく揺動する場合には、防波堤２側に位置する後側ストッパ４１Ｒが上部接続体３４ａに当たり（図５参照）、波受部材１３が沖側に大きく揺動する場合には、沖側に位置する前側ストッパ４１Ｆが上部接続体３４ａに当たる。当たることにより、上部接続体３４ａの動きが止められ、アッパーアーム部３１の揺動が規制される。このような機能を有する一対のストッパ４１Ｌ，４１Ｒは、波受部材１３が防波堤２側及び沖側に第２所定角度（例えば、３０度以上３４度以下の範囲内であって、第１所定角度以上に設定されている。なお、本実施形態において３０度である。）、夫々揺動すると、上部接続体３４ａに当たり、アッパーアーム部３１の揺動を規制する。
このように構成される波受機構１０Ｒの動作について、図７乃至図１１を参照しながら説明する。波受機構１０Ｒでは、主に波受板１５にて波の力を受けており、力を受ける波によって防波堤２側及び沖側に夫々揺動する。即ち、波受部材１３は、沖側から押し寄せる入力波の力によって防波堤２側に揺動し、また防波堤２にて反射されてくる反射波の力によって沖側に揺動する。このように揺動する波受部材１３（即ち、アッパーアーム部３１）は、台風の時等に生じる大きな波の力を受ける場合を除いて、基本的に防波堤２側及び沖側に第１所定角度以下の角度範囲にて揺動している（例えば、図７及び図８参照）。この場合、一対のフック３５，３５の係止ピン３５ａ，３５ａに解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒが当たることがないので、一対のフック３５，３５が付勢部材３７，３７によって被係合部３４ｅに押し付けられて係合しており、アッパーアーム部３１とロワーアーム部３２とはラチェット３３によって一体的に動く。これにより、波受部材１３は、入力波の力及び反射波の力に応じたトルクをラダーシャフト１２を介してポンプ装置２０に与えることができ、これによってそのトルクに応じた電力を発電機にて発生させることができる。
他方、台風の時等のように大きな波が生じた場合、その波によって波受部材１３のアッパーアーム部３１が防波堤２側及び沖側に第１所定角度を越えて揺動することがある（例えば、図９乃至図１１参照）。このような場合、波受部材１３は、以下のように動作する。即ち、波受部材１３のアッパーアーム部３１が揺動すると、やがて係止ピン３５ａが解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒに当たる。例えば、図９に示すようにアッパーアーム部３１が防波堤２側に揺動すると、一方のフック３５の係止ピン３５ａが解除ロッド３９Ｒに当たる。この状態にてアッパーアーム部３１が防波堤２側に更に揺動すると、一方のフック３５が沖側に押される。それによってローラ３８が被係合部３４ｅの表面を転動する。その後、アッパーアーム部３１の防波堤２側への揺動角が第１所定角度になると、フック３５の先端側部分が被係合部３４ｅから外れ、フック３５と被係合部３４ｅとの係合が解除される（図１０参照）。
このように係合が解除された状態では、下部接続体３４ｂの周方向一方への揺動が許容されている。それ故、波受板１５が更なる入射波の力を受けている場合、下部接続体３４ｂがヒンジピン３４ｃ周りに回動し、ロワーアーム部３２がアッパーアーム部３１に対して防波堤２側に折れ曲がるように揺動する（図１１参照）。このようにアッパーアーム部３１が第１所定角度まで揺動すると、ロワーアーム部３２がアッパーアーム部３１に対して折れ曲がる。これにより、波受部材１３が大きな波によって押されその力を受け流すことができる。それ故、大きな波が生じた場合において波受部材１３が破損することを抑制することができ、大型化させずにそのような大きな波に耐えることができる波受機構１０Ｌ，１０Ｒを製造することができる。また、波受部材１３が大きな波の力を受け流すことで、過大なトルクがアッパーアーム部３１及びラダーシャフト１２を介してポンプ装置２０に送られることを抑制することができる。これにより、台風の時のように大きな波が生じた際にポンプ装置２０が損傷することを抑制することができる。
また、波受部材１３は、ロワーアーム部３２を折り曲げることによって入射波の力を受け流しつつもその力の一部を受けており、その力がラチェット３３を介してアッパーアーム部３１に伝わる。これにより、アッパーアーム部３１は、解除前よりも緩やかであるものの解除後も揺動し続け、第１所定角度を越えて更に第２所定角度まで揺動する。そして、第２所定角度まで揺動したところで上部接続体３４ａがストッパ４１Ｒに当たり、これによってアッパーアーム部３１の揺動が規制される。このようにアッパーアーム部３１の揺動を規制することによって、ラダーシャフト１２の回動も規制される。これにより、ポンプシャフト２１及びチラー２３を介してラダーシャフト１２に接続されるロッド２５が定められた量以上にストロークすることを防ぐことができ、定められた量以上にストロークしてポンプ装置２０が破損することを抑制することができる。
このように波受部材１３は、大きな入力波が押し寄せた際にロワーアーム部３２を折り曲げ、入力波の力を受け流すことができる。また、係合が解除された後、防波堤２側に揺動した波受部材１３が沖側に揺動する際には、前述する手順とは逆の手順にて再び係合される。即ち、アッパーアーム部３１が戻ると第１所定角度までフック３５と被係合部３４ｅとが再び係合し、そのまま沖側に向かって揺動する。また、反射波もまた大きい場合には、入射波が大きい場合と同じくロワーアーム部３２を沖側に折り曲げて反射波の力を受け流すことができる。
即ち、反射波によってアッパーアーム部３１が大きく揺動すると、やがて他方のフック３５の係止ピン３５ａが解除ロッド３９Ｆに当たる。更に揺動することによって、他方のフック３５が下部接続体３４ｂに対して相対的に防波堤２側へ押される。その後、アッパーアーム部３１が沖側に第１所定角度以上揺動すると、他方のフック３５の先端側部分が被係合部３４ｅから外れ、フック３５と被係合部３４ｅとの係合が解除される。その後も、波受板１５が反射波の力を受け続けると、その力を受け流すべくロワーアーム部３２がアッパーアーム部３１に対して沖側に折れ曲がるように揺動する。また、アッパーアーム部３１は、その後も揺動し続け、第１所定角度を越えて更に第２所定角度まで揺動する。そして、第２所定角度まで揺動したところで上部接続体３４ａがストッパ４１Ｌに当たり、これによってアッパーアーム部３１の揺動が規制される。このように、波受部材１３は、防波堤側に揺動する場合と同様に沖側に揺動する場合もまた第１所定角度を越えて揺動する際に波の力を受け流し、また第２所定角度まで揺動するとアッパーアーム部３１の動きが規制されるようになっており、同じ作用効果を奏するようになっている。
このように構成される波受機構１０Ｌ，１０Ｒは、フック３５と下部接続体３４ｂとの係合を解除するだけの簡単な動作によってアッパーアーム部３１に対してロワーアーム部３２の折れ曲がりを許容することができる。これにより、波受機構１０Ｌ，１０Ｒの部品点数及び製造コストの増大を抑えることができる。また、解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒを係止ピン３５ａに当てた状態にてアッパーアーム部３１を揺動させるだけで第１所定角度に達すると、自動的にフック３５と下部接続体３４ｂとの係合を解除される。それ故、解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒ及びラチェット３３を簡単に構成することができる。
［フレキシブルジョイント］
このように構成されている波力発電システム１では、鋼製海洋ジャケット構造物であるが故、その波の影響を受けて支柱杭３が揺れることがある。支柱杭３の各々は異なる挙動にて揺れており、その結果、波力発電システム１の構造全体に歪みが生じることになる。この歪によって、例えば一対の支持台１１，１１が前後にずれることがあり、そうするとそれらに支持されているラダーシャフト１２が前方又は後方に湾曲するように撓む。波力発電システム１に採用されるラダーシャフト１２は、数ｍ〜十数ｍ程度の長さがあり、一方の支持台１１に対して他方の支持台１１が数〜数十ｍｍずれるだけで過大な荷重を発生させ、その荷重がラダーシャフト１２とポンプシャフト２１とを連結する連結部分に作用する。それ故、ラダーシャフト１２とポンプシャフト２１とを固定的に連結すると、その連結部分がその荷重により損傷することが考えられる。
また、波力発電システム１では、必ずしも入力波及び反射波が２つの波受機構１０Ｌ，１０Ｒの波受板１５に対して垂直に当たるわけではなく、波受板１５に対して角度をもって、即ち斜めに入射することもある。このように斜めに入射する場合、２つのラダーシャフト１２，１２の回動に関して位相差が生じ、それらが両端部に連結されているポンプシャフト２１が捩られる。波が小さい場合にはそれほど問題とならないが、波が大きくになるにつれてポンプシャフト２１に与えられる捩りが大きくなるので、前述するような台風の時のような大きな波が発生する場合にはポンプシャフト２１を損傷させる可能性がある。
そこで、波力発電システム１では、前述するような事態を避けるべく、図１に示すようにラダーシャフト１２とポンプシャフト２１とをフレキシブルジョイント１６によって連結している。フレキシブルジョイント１６は、前述の通り、ポンプシャフト２１に対するラダーシャフト１２の撓み及び捩れを許容しつつ、ラダーシャフト１２の回動力をポンプシャフト２１に伝達する。以下では、このような機能を有するフレキシブルジョイント１６の構成について詳しく説明する。
波受機構１０Ｌ，１０Ｒの各々では、ラダーシャフト１２の他端部がポンプシャフト２１の両端部の各々に対向しており、これらの端部には、フレキシブルジョイント１６を構成すべくフランジ１２ａ，２１ａが夫々形成されている。即ち、ラダーシャフト１２の他端部には、図１２に示すように大略円環状のラダー側フランジ１２ａが形成されており、ラダー側フランジ１２ａは、前記他端部において周方向全周にわたって半径方向外方に突出するように形成されている。また、ラダー側フランジ１２ａには、図１３に示すように複数のピン孔１２ｂ（本実施形態では、８つピン孔１２ｂ）が周方向に等間隔をあけて形成されている。複数のピン孔１２ｂは、ラダーシャフト１２の軸線に平行するようにラダー側フランジ１２ａを貫通しており、複数のピン孔１２ｂの各々には、２つのフランジ１２ａ、２１ａを互いに連結すべくトルクピン４３が嵌挿されている。また、ポンプシャフト２１にあるポンプ側フランジ２１ａは、ラダー側フランジ１２ａと連結できるように以下のように形成されている。
即ち、ポンプ側フランジ２１ａは、ラダー側フランジ１２ａに突合せるべく、前述の通りポンプシャフト２１の両端部に夫々形成されている。ポンプ側フランジ２１ａは、ポンプシャフト２１の両端部をその周方向全周にわたって半径方向外方に突出させることによって形成されている。このように形成されるポンプ側フランジ２１ａは、ラダー側フランジ１２ａと同じく大略円環状に形成され、その外径もまたラダー側フランジ１２ａの外形と同じになっている。このような形状を有するポンプ側フランジ２１ａは、軸線方向に見て互いに重なり合うようにラダー側フランジ１２ａに突合せられている。
また、ポンプ側フランジ２１ａには、複数のブッシュ用孔２１ｂ（本実施形態において、８つのブッシュ用孔２１ｂ）が周方向に等間隔をあけて形成されている。更に詳細に説明すると、複数のブッシュ用孔２１ｂの各々は、ラダー側フランジ１２ａの複数のピン孔１２ｂの各々と対応させて形成されており、２つのフランジ１２ａ，２１ａを突合せた状態で、対応する孔１２ｂ，２１ｂ同士が互いに連通する。このように形成されるブッシュ用孔２１ｂは、ピン孔１２ｂより大径に形成されており、ブッシュ用孔２１ｂには、ダンパーブッシュ４４が夫々嵌挿されている。
ダンパーブッシュ４４は、大略円筒状に形成されており、その中にトルクピン４３を嵌挿可能に構成されている。ダンパーブッシュ４４は、例えば以下のように構成されている。即ち、ダンパーブッシュ４４は、外径の異なる金属の内筒及び外筒を有しており、外筒の中に内筒を入れてそれらを合成ゴムによって加硫接着することによって構成されている。また、外筒と内筒とは、それらの間に介在する合成ゴムが所定の厚みを有するように互いに離して配置されている。即ち、ダンパーブッシュ４４は、合成ゴムの弾性変形により、外筒に対して内筒がその軸線に直交する方向に相対変位することが許容されている。このよう構成されているダンパーブッシュ４４は、前述の通り８つのブッシュ用孔２１ｂに夫々嵌挿されている。また、ダンパーブッシュ４４は、その内径（即ち、内筒の内径）がトルクピン４３の外径と略一致しており、その中にトルクピン４３を嵌挿することができるようになっている。
このように構成されているフレキシブルジョイント１６では、２つのフランジ１２ａ，２１ａが互いに突き合わされ、且つ対応する２つの孔１２ｂ，２１ｂ同士もまた突き合わされている。また、各ピン孔１２ｂには、トルクピン４３が嵌挿されて、トルクピン４３は、その基端部に形成される頭部が図示しないボルト等によってラダー側フランジ２１ａに締結されてそこに固定されている。このように固定されるトルクピン４３は、ピン孔１２ｂより長尺に形成されており、その先端側部分がピン孔１２ｂから突き出ている。この先端側部分は、ダンパーブッシュ４４まで延び、ダンパーブッシュ４４内に嵌挿されている。このようにトルクピン４３は、各孔１２ｂ，２１ｂに嵌挿されており、２つのフランジ１２ａ、２１ａにおいて周方向に等間隔に配置されている。これにより、２つのフランジ１２ａ、２１ａは、互いに相対不能に連結される（即ち、２つのシャフト１２，２１が相対不能に連結され）、それによってラダーシャフト１２のトルクがポンプシャフト２１に確実に伝えられる。
また、２つのシャフト１２，２１は、前述の通り、周方向に等間隔をあけて配置される８つのトルクピン４３によって連結されており、８つのトルクピン４３は、全てダンパーブッシュ４４を介してポンプ側フランジ２１ａに嵌挿されている。それ故、全てのトルクピン４３がポンプ側フランジ２１ａに対してポンプシャフト２１の軸線に直交する何れの方向にも相対変位することができ、それをダンパーブッシュ４４によって吸収することができる。それ故、前述するようにラダーシャフト１２が撓むことがあるが、そうした場合、そのラダーシャフト１２の撓みをダンパーブッシュ４４によって吸収することができる。つまり、撓みによって生じる撓み荷重がポンプシャフト２１に伝わることを抑制することができ、このような撓み荷重によってポンプ装置２０が損傷することを抑制することができる。
また、ラダーシャフト１２が捩れる際も同様であり、そうした場合、トルクピン４３がラダーシャフト１２の捩りに合わせて周方向に各変位しても、それがダンパーブッシュ４４によって吸収される。それ故、ラダーシャフト１２の捩られても、その捩りトルクがポンプシャフト２１に伝わることを抑制することができ、ポンプシャフト２１が捩られてポンプ装置２０が損傷することを抑制することができる。
このように波力発電システム１では、２つのシャフト１２，２１との間にフレキシブルジョイント１６を介在させることによって、ラダーシャフト１２が撓んだり捩れたりした場合であっても、撓み及び捩りをフレキシブルジョイント１６において吸収することができる。これにより、ラダーシャフト１２が撓んだり捩れたりしても、ラダーシャフト１２及びポンプシャフト２１が破損することを抑えることができる。
＜その他の実施形態について＞
本実施形態に係る波力発電システム１では、一対のシリンダ機構２２Ｕ，２２Ｄが上下に間隔をあけて配置されているが、必ずしもこのような配置である必要はなく、左右に間隔をあけて配置されていてもよい。また、ポンプ装置２０は、必ずしも２つのシリンダ機構２２Ｕ，２２Ｄを備えている必要はなく、１つであってもよい。
また、波力発電システム１では、波受機構１０Ｒ，１０Ｌがポンプ装置２０の左右両側に配置されているが、必ずしも左右両側に設ける必要はなく、左右の何れか一方にのみ配置さていてもよい。また、ポンプ装置２０は、一対のアーム１４，１４の間に配置されてもよい。また、ポンプ装置２０は、必ずしもラムシリンダ式のものに限定されず、波受部材１３の揺動により作動液を吐出できるような構成であればよい。
更に、波力発電システム１では、ラダーシャフト１２とポンプシャフト２１とが別々のシャフトによって構成されているが、１つのシャフトによって構成されていてもよい。また、波受部材１３は、ラダーシャフト１２に垂下させるようにして取り付けられているが、以下のように構成してもよい。即ち、ラダーシャフト１２を海底に立設し、そのラダーシャフト１２に対して直交する方向（即ち、径方向）に延在するように前記ラダーシャフト１２に相対不能に設けられてもよい。更に、波受部材１３は、波受板１５を架け渡すべく一対のアーム１４，１４を備えているが、アーム１４は１本であってもよい。
また、波受機構１０Ｌ，１０Ｒでは、ラチェット３３によって波受部材１３がその中間部分で折れ曲がれるように構成されているが、折れ曲がれる構成はラチェット３３に限定されない。また、ラチェット３３における係合を解除する構成としては、必ずしも解除ロッド３９Ｆ，３９Ｒに限定されず、電動アクチュエータ等を用い、解除指令に基づいて外れるような構成であってもよい。また、波受機構１０Ｌ，１０Ｒでは、ストッパ部材によって波受部材１３の揺動を規制しているが、必ずしも規制する必要はない。
更に、波受機構１０Ｌ，１０Ｒでは、ローラ３８が一対のフック３５，３５の先端側部分に設けられているが、必ずしもここに設けられている必要はない。例えば、下部接続体３４ｂの被係合部３４ｅの各々に設けられていてもよい。この場合も、ローラ３８が一対のフック３５，３５の先端側部分に設けられている場合と同様の作用効果を奏する。また、波受機構１０Ｌ，１０Ｒでは、必ずしもローラ３８を設ける必要はない。例えば、被係合部３４ｅに滑りやすくするべくコーティングを施して滑動面として、係合及び係合解除しやすくしてもよい。
更に波力発電システム１では、ラダーシャフト１２とポンプシャフト２１とがフレキシブルジョイント１６によって連結されているが、フレキシブルジョイント１６は上述するような構造に限定されず、ユニバーサルジョイントや流体継ぎ手等、撓み及び捩りの少なくとも一方を吸収できるようなジョイントであればよい。
１ 波力発電システム
１０Ｌ，１０Ｒ 波受機構
１２ ラダーシャフト
１３ 波受部材
１４ アーム
１５ 波受板
１６ フレキシブルジョイント
２０ ポンプ装置（液圧ポンプ）
２１ ポンプシャフト
２５ ロッド
３１ アッパーアーム部（第１アーム部）
３２ ロワーアーム部（第２アーム部）
３３ ラチェット（可折部）
３４ｅ 被係合部
３５ フック
３５ａ 係止ピン
３８ ローラ（活動面）
３９Ｆ 前側解除ロッド
３９Ｒ 後側解除ロッド
４１Ｆ 前側ストッパ
４１Ｒ 後側ストッパ

Claims (4)

  1. 液圧ポンプに接続され且つ回動可能に支持され、周方向一方及び他方に回動することによって前記液圧ポンプを駆動するシャフトと、
    前記シャフトに相対回転不能に取り付けられるアームと、波の力を受けるべく前記アームに設けられる波受板とを有し、前記波の力を受けて前記シャフトを中心に揺動し且つ揺動することによって前記シャフトを回動させる波受部材と、を備え、
    前記アームは、前記シャフトに相対回転不能に取り付けられている第１アーム部と前記波受板が設けられている第２アーム部と、前記第１アーム部と前記第２アーム部とを連結する可折部とを有し、
    前記可折部は、
    前記第１アーム部及び前記第２アーム部の何れか一方の部分に設けられる係合部と、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の何れか他方の部分に設けられて前記係合部と係合する被係合部とを有し、
    前記第１アーム部の揺動角が第１所定角度未満において前記係合部と前記被係合部とが係合することによって前記第１アーム部と前記第２アーム部とを一体的に揺動させ、且つ、前記第１アーム部の揺動角が前記第１所定角度なると前記係合部と前記被係合部との係合が解除されることによって前記第１アーム部に対して前記第２アーム部が折れ曲がることを許容し、
    揺動する波受部材の前記可折部に当たり、当てた状態で前記第１アーム部を揺動させることによって前記係合部と前記被係合部とを相対変位させてそれらの係合を解除させる係合解除部材を、更に備える、可折式の波受機構。
  2. 前記係合部及び前記被係合部の何れか一方の部分は、前記係合部及び前記被係合部の何れか他方の部分が係合する部分に回動可能に支持されるローラを有し、
    前記ローラは、前記係合部と前記被係合部との係合が解除される際に前記他方の部分上を転動する、請求項１に記載の可折式の波受機構。
  3. 前記第１アーム部が前記第１所定角度以上の第２所定角度まで揺動すると、前記第１アーム部に当たって前記第１アーム部の揺動を規制するストッパ部材を更に備える、請求項１又は２に記載の可折式の波受機構。
  4. 前記シャフトである波受シャフトと前記液圧ポンプのポンプシャフトとを各々の軸線が互い平行になるように連結するフレキシブルジョイントを更に備え、
    前記フレキシブルジョイントは、前記ポンプシャフトに対する前記波受シャフトの前記軸線に直交する方向の相対変位を許容する、請求項１乃至３の何れか１つに記載の可折式の波受機構。

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6968366B2 (ja) * 2018-01-25 2021-11-17 横浜ゴム株式会社 波受板及び波力発電システム
JP6967224B2 (ja) * 2018-02-07 2021-11-17 国立大学法人 東京大学 波力発電システム
WO2021205056A1 (en) * 2020-04-07 2021-10-14 Aw-Energy Oy Coupling arrangement in a wave energy recovery apparatus

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US616468A (en) * 1898-12-27 Wave-motor
JPS6025289B2 (ja) * 1979-04-10 1985-06-17 ダイハツ工業株式会社 自動車用コントロ−ルレバ−の強制操作防止装置
JPS5913678U (ja) * 1982-07-15 1984-01-27 日立造船株式会社 波エネルギ−吸収装置の伝動装置
DE3610975A1 (de) * 1986-04-02 1987-10-08 Buerkert Gmbh Drehantrieb mit einer drehmomentbegrenzungsvorrichtung
DE3921633A1 (de) * 1989-07-02 1991-01-10 Gabi Hasenstab Ueberlastschutz nach kniehebelprinzip
JP2991763B2 (ja) * 1990-10-24 1999-12-20 株式会社三共製作所 過負荷保護装置
CN2370182Y (zh) * 1999-04-15 2000-03-22 冯宁 漂浮三体波力发电船
CN2729425Y (zh) * 2004-09-30 2005-09-28 上海美桥商贸有限公司 过载摇杆装置
US8487459B2 (en) * 2009-10-09 2013-07-16 Ocean Power Technologies, Inc. Wave energy converter and power take off system
AU2012262997B2 (en) * 2011-06-03 2017-01-19 Ocean Harvesting Technologies Ab Wave energy converter
CN202659840U (zh) * 2012-05-02 2013-01-09 成都创图科技有限公司 机械摆动防过载装置
CN202690312U (zh) * 2012-06-06 2013-01-23 浪能电力科研有限公司 一种浮板折叠装置
JP6265720B2 (ja) 2013-12-05 2018-01-24 国立大学法人 東京大学 波力発電システム
JP5641269B1 (ja) * 2014-02-04 2014-12-17 懸一 田岡 逆さ振り子波力発電装置
CN107476930A (zh) * 2017-07-28 2017-12-15 武汉理工大学 一种双浮筒、阻尼竖板波浪能发电装置

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