JPH06280731A - 往復回転入力の変換出力方法及びその装置 - Google Patents
往復回転入力の変換出力方法及びその装置Info
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- JPH06280731A JPH06280731A JP5068375A JP6837593A JPH06280731A JP H06280731 A JPH06280731 A JP H06280731A JP 5068375 A JP5068375 A JP 5068375A JP 6837593 A JP6837593 A JP 6837593A JP H06280731 A JPH06280731 A JP H06280731A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
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- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】波力発電装置のように波力による往復回転入力
から安定した定格出力を得ることのできる往復回転入力
の変換出力装置を提供する。 【構成】太陽歯車ａ，内歯車ｂ，遊星歯車ｃ，内歯車ｂ
と一体に形成された外歯車ｆに制御歯車ｅを噛合してな
る遊星歯車変速機構を二段に連結して無段変速機３を構
成し、原出力装置１から波浪のよって回転軸２回りで揺
動する羽根板１０の運動を回転軸２の正逆方向の往復回
転入力として得、一次側遊星歯車ｃ1 に連結された一次
側入力軸ｄ1 に前記回転軸２を，二次側太陽歯車ａ1 に
連結された二次側出力軸ａ1 ’に発電機４を，制御歯車
ｅ’に連結された制御軸ｅに制御モータ５を夫々連結
し、処理部７は、検出素子６ａで検出された一次側入力
軸ｄ1の回転数及び回転方向に応じて，二次側出力軸ｄ
2 を定格出力回転数で回転させるための制御モータ４の
回転方向及び回転数制御信号を送出する構成とした。
から安定した定格出力を得ることのできる往復回転入力
の変換出力装置を提供する。 【構成】太陽歯車ａ，内歯車ｂ，遊星歯車ｃ，内歯車ｂ
と一体に形成された外歯車ｆに制御歯車ｅを噛合してな
る遊星歯車変速機構を二段に連結して無段変速機３を構
成し、原出力装置１から波浪のよって回転軸２回りで揺
動する羽根板１０の運動を回転軸２の正逆方向の往復回
転入力として得、一次側遊星歯車ｃ1 に連結された一次
側入力軸ｄ1 に前記回転軸２を，二次側太陽歯車ａ1 に
連結された二次側出力軸ａ1 ’に発電機４を，制御歯車
ｅ’に連結された制御軸ｅに制御モータ５を夫々連結
し、処理部７は、検出素子６ａで検出された一次側入力
軸ｄ1の回転数及び回転方向に応じて，二次側出力軸ｄ
2 を定格出力回転数で回転させるための制御モータ４の
回転方向及び回転数制御信号を送出する構成とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、往復回転入力を変換し
て出力する往復回転入力の変換出力方法及びその装置に
関するものであり、例えば波力エネルギーから得られる
ような正逆方向への往復回転入力を一定方向回転に変速
出力するような場合に適し、以下の具体的な説明につい
ては波力エネルギーを利用した波力発電について行う。
て出力する往復回転入力の変換出力方法及びその装置に
関するものであり、例えば波力エネルギーから得られる
ような正逆方向への往復回転入力を一定方向回転に変速
出力するような場合に適し、以下の具体的な説明につい
ては波力エネルギーを利用した波力発電について行う。
【０００２】
【従来の技術】波力エネルギーを利用した波力発電は、
清浄な自然エネルギーを使用すること及び四方を海洋に
囲まれた日本国では波力エネルギーが豊富に存在してい
ることなどにより、昨今取沙汰される地球環境問題の改
善や，化石エネルギー源小国である日本国でのエネルギ
ー自給率の向上に貢献できる。しかし、この波力エネル
ギーは、経時的変動の他に寄せ波と引き波とによって起
きる変動エネルギーであるため、そのエネルギーの回収
を困難にしている。
清浄な自然エネルギーを使用すること及び四方を海洋に
囲まれた日本国では波力エネルギーが豊富に存在してい
ることなどにより、昨今取沙汰される地球環境問題の改
善や，化石エネルギー源小国である日本国でのエネルギ
ー自給率の向上に貢献できる。しかし、この波力エネル
ギーは、経時的変動の他に寄せ波と引き波とによって起
きる変動エネルギーであるため、そのエネルギーの回収
を困難にしている。
【０００３】従来の一般的な波力発電装置の一例を図８
に示す。この波力発電装置では、波浪の進行によりチャ
ンバーＡ内の水面Ｓが上下するようになっている。そし
て、図に示すように，所謂寄せ波によって水面Ｓが上昇
すると，チャンバーＡ内の空気が圧縮され、この圧力上
昇に伴って，チャンバーＡの上部に設けられている送風
側開閉弁Ｃが開き、この送風側開閉弁Ｃを通って圧縮さ
れた空気が風となって送風管Ｄに送り込まれ、この風に
よって空気タービンＥが回転し、空気タービンＥに連結
された発電機Ｆが回転されて発電が行われる。一方、所
謂引き波によって水面Ｓが下降すると，前記送風側開閉
弁Ｃが閉じられ、同時に吸気側開閉弁Ｇが開いて外部か
らチャンバーＡ内に空気が送り込まれる。この引き波時
には発電は行われない。なお、前記空気タービンの回転
を前記と逆転すると考えれば、引き波のときに空気ター
ビン及び発電機を回転させて発電を行うこともできる。
この場合，逆に寄せ波のときには発電は行われない。
に示す。この波力発電装置では、波浪の進行によりチャ
ンバーＡ内の水面Ｓが上下するようになっている。そし
て、図に示すように，所謂寄せ波によって水面Ｓが上昇
すると，チャンバーＡ内の空気が圧縮され、この圧力上
昇に伴って，チャンバーＡの上部に設けられている送風
側開閉弁Ｃが開き、この送風側開閉弁Ｃを通って圧縮さ
れた空気が風となって送風管Ｄに送り込まれ、この風に
よって空気タービンＥが回転し、空気タービンＥに連結
された発電機Ｆが回転されて発電が行われる。一方、所
謂引き波によって水面Ｓが下降すると，前記送風側開閉
弁Ｃが閉じられ、同時に吸気側開閉弁Ｇが開いて外部か
らチャンバーＡ内に空気が送り込まれる。この引き波時
には発電は行われない。なお、前記空気タービンの回転
を前記と逆転すると考えれば、引き波のときに空気ター
ビン及び発電機を回転させて発電を行うこともできる。
この場合，逆に寄せ波のときには発電は行われない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、波力発電装置
は，変動の大きい波力エネルギーを入力としながらも，
一定回転数が要求される発電機が出力に使用されている
ために、このような波力エネルギーから如何程のエネル
ギーを回収するか，またその変動にどれだけ追従できる
かが重要な課題となる。
は，変動の大きい波力エネルギーを入力としながらも，
一定回転数が要求される発電機が出力に使用されている
ために、このような波力エネルギーから如何程のエネル
ギーを回収するか，またその変動にどれだけ追従できる
かが重要な課題となる。
【０００５】しかしなら前記従来の波力発電装置では、
寄せ波か或いは引き波かのいずれか一方の波力エネルギ
ーしか利用できないため、効率が低く，また出力が不安
定となる。また、圧縮された空気で風を起こし、この風
で空気タービンを回転させて発電機を回転させるため、
更に効率が低くなる。
寄せ波か或いは引き波かのいずれか一方の波力エネルギ
ーしか利用できないため、効率が低く，また出力が不安
定となる。また、圧縮された空気で風を起こし、この風
で空気タービンを回転させて発電機を回転させるため、
更に効率が低くなる。
【０００６】更に、圧縮された空気を用いるため，チャ
ンバー，送風管，空気タービンには気密性や耐圧性が要
求され、しかも海洋で発電を行う場合には耐塩水設備で
なければならないため，設備費が高額になるという問題
もある。本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたも
のであり、引き波と寄せ波の双方の波力エネルギーで発
生する揺動運動を回転軸回りの往復回転運動に変換し、
この往復回転入力及びその変動に対して高効率に出力の
変速制御を行う往復回転入力の変換方法及びその装置を
提供することを目的とするものである。
ンバー，送風管，空気タービンには気密性や耐圧性が要
求され、しかも海洋で発電を行う場合には耐塩水設備で
なければならないため，設備費が高額になるという問題
もある。本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたも
のであり、引き波と寄せ波の双方の波力エネルギーで発
生する揺動運動を回転軸回りの往復回転運動に変換し、
この往復回転入力及びその変動に対して高効率に出力の
変速制御を行う往復回転入力の変換方法及びその装置を
提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１に
係る往復回転入力の変換出力方法は、遊星歯車変速機構
を有する無段変速機の遊星歯車に連結された第１の伝達
軸と、太陽歯車に連結された第２の伝達軸とのうちの，
いずれか一方を入力軸として往復回転出力装置に連結
し、他方を出力軸とすると共に、前記無段変速機の内歯
車に連結された軸を制御軸として，これに制御軸駆動機
構を連結してなる変速装置を用いて往復回転入力を変速
するに際し、入力回転方向の正負に対応して前記制御軸
の回転数を変更制御することにより、往復回転入力から
一定方向回転出力を得ることを特徴とするものである。
係る往復回転入力の変換出力方法は、遊星歯車変速機構
を有する無段変速機の遊星歯車に連結された第１の伝達
軸と、太陽歯車に連結された第２の伝達軸とのうちの，
いずれか一方を入力軸として往復回転出力装置に連結
し、他方を出力軸とすると共に、前記無段変速機の内歯
車に連結された軸を制御軸として，これに制御軸駆動機
構を連結してなる変速装置を用いて往復回転入力を変速
するに際し、入力回転方向の正負に対応して前記制御軸
の回転数を変更制御することにより、往復回転入力から
一定方向回転出力を得ることを特徴とするものである。
【０００８】本発明のうち請求項２に係る往復回転入力
の変換出力方法は、遊星歯車変速機構を有する無段変速
機の遊星歯車に連結された第１の伝達軸と、太陽歯車に
連結された第２の伝達軸とのうちの，いずれか一方を入
力軸として往復回転出力装置に連結し、他方を出力軸と
すると共に、前記無段変速機の内歯車に連結された軸を
制御軸として，これに制御軸駆動機構を連結してなる変
速装置を用いて往復回転入力を変速するに際し、入力回
転方向の正負に対応して前記制御軸の回転数を変更制御
することにより、往復回転入力から一定方向回転出力を
得た後、前記制御軸の回転数を変更制御して、前記一定
方向回転出力の回転方向を定期的若しくは不定期的に切
替えることにより、前記往復回転入力の往復周期と異な
る往復周期の往復回転出力を得ることを特徴とするもの
である。
の変換出力方法は、遊星歯車変速機構を有する無段変速
機の遊星歯車に連結された第１の伝達軸と、太陽歯車に
連結された第２の伝達軸とのうちの，いずれか一方を入
力軸として往復回転出力装置に連結し、他方を出力軸と
すると共に、前記無段変速機の内歯車に連結された軸を
制御軸として，これに制御軸駆動機構を連結してなる変
速装置を用いて往復回転入力を変速するに際し、入力回
転方向の正負に対応して前記制御軸の回転数を変更制御
することにより、往復回転入力から一定方向回転出力を
得た後、前記制御軸の回転数を変更制御して、前記一定
方向回転出力の回転方向を定期的若しくは不定期的に切
替えることにより、前記往復回転入力の往復周期と異な
る往復周期の往復回転出力を得ることを特徴とするもの
である。
【０００９】本発明のうち請求項２に係る往復回転入力
の変換出力装置は、往復回転出力を得る往復回転出力装
置と、前記往復回転出力装置からの往復回転出力を入力
して変速するための遊星歯車変速機構を用いた無段変速
機と、前記無段変速機の変速比を制御する制御手段とを
有し、前記無段変速機は、一段の遊星歯車変速機構に，
太陽歯車に連結された出力軸と、前記出力軸の周囲に回
転自在に取付けられた内歯車が一体的に形成された外歯
車と、前記外歯車に噛合う制御歯車に連結された制御軸
と、前記太陽歯車に噛合って公転可能で且つ太陽歯車と
内歯車との両者に噛合って自転可能な遊星歯車と、前記
遊星歯車の公転軸を回転自在に保持して当該遊星歯車に
連結された入力軸とを備えて構成され、前記原出力装置
の回転軸を前記無段変速機の入力軸に直接又は間接に連
結し、前記制御手段を前記無段変速機の制御軸に直接又
は間接に連結し、前記制御手段は、少なくとも前記無段
変速機の入力軸又は原出力装置の回転軸の何れかの回転
数及び回転方向を検出する検出装置と、前記制御軸に制
御出力を付与する制御出力発生装置と、前記検出装置に
より検出された入力軸又は回転軸の回転数及び回転方向
に応じて，前記無段変速機の出力軸からの出力が定格出
力に維持されるように，前記制御出力発生装置の制御出
力を制御する演算制御装置を備えたことを特徴とするも
のである。
の変換出力装置は、往復回転出力を得る往復回転出力装
置と、前記往復回転出力装置からの往復回転出力を入力
して変速するための遊星歯車変速機構を用いた無段変速
機と、前記無段変速機の変速比を制御する制御手段とを
有し、前記無段変速機は、一段の遊星歯車変速機構に，
太陽歯車に連結された出力軸と、前記出力軸の周囲に回
転自在に取付けられた内歯車が一体的に形成された外歯
車と、前記外歯車に噛合う制御歯車に連結された制御軸
と、前記太陽歯車に噛合って公転可能で且つ太陽歯車と
内歯車との両者に噛合って自転可能な遊星歯車と、前記
遊星歯車の公転軸を回転自在に保持して当該遊星歯車に
連結された入力軸とを備えて構成され、前記原出力装置
の回転軸を前記無段変速機の入力軸に直接又は間接に連
結し、前記制御手段を前記無段変速機の制御軸に直接又
は間接に連結し、前記制御手段は、少なくとも前記無段
変速機の入力軸又は原出力装置の回転軸の何れかの回転
数及び回転方向を検出する検出装置と、前記制御軸に制
御出力を付与する制御出力発生装置と、前記検出装置に
より検出された入力軸又は回転軸の回転数及び回転方向
に応じて，前記無段変速機の出力軸からの出力が定格出
力に維持されるように，前記制御出力発生装置の制御出
力を制御する演算制御装置を備えたことを特徴とするも
のである。
【００１０】本発明のうち請求項４に係る往復回転入力
の変換出力装置は、前記構成の遊星歯車変速機構を複数
段設け、前段の遊星歯車変速機構の出力軸を後段の遊星
歯車変速機構の入力軸に直接又は間接に連結して無段変
速機を構成したことを特徴とするものである。
の変換出力装置は、前記構成の遊星歯車変速機構を複数
段設け、前段の遊星歯車変速機構の出力軸を後段の遊星
歯車変速機構の入力軸に直接又は間接に連結して無段変
速機を構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】本発明の往復回転入力の変換出力方法及びその
装置では、例えば回転軸に連結した羽根板を波浪中に浸
漬して原出力装置を構成すると，前記回転軸回りで，引
き波と寄せ波との双方の波力エネルギーで揺動する羽根
板の揺動運動は、当該回転軸の往復回転出力として出力
される。そして、この往復回転出力装置からの往復出力
は、前記無段変速機の入力軸に対して正逆方向に変動す
る往復回転入力として与えられる。一方、遊星歯車減速
機構を有する無段変速機において，例えば前記制御歯車
に連結された制御軸の回転数並びに回転方向を制御する
ことにより、当該制御歯車に噛合う外歯車，当該外歯車
と一体に形成された内歯車の回転数並びに回転方向を、
公転される遊星歯車の公転数，例えばこの遊星歯車に連
結された入力軸の回転数並びに回転方向とは個別に制御
することができる。これにより遊星歯車の公転数及びそ
の自転数によって決定される太陽歯車及び例えばそれに
連結されている出力軸の回転数を無段階に変更すること
ができる。そこで、前記制御手段によって入力軸又は前
記原出力装置である往復回転出力装置の回転軸の回転数
及び回転方向に応じた制御軸の回転数や回転方向を制御
することにより，前記正逆方向に変動する入力軸の回転
数に応じて無段変速機の変速比を変更制御して、当該無
段変速機の出力軸の回転数，即ち出力を，例えば一定方
向への回転出力や往復回転入力の往復周期と異なる往復
周期の往復回転出力とすることができる。この無段変速
機の変速比制御にあたり、前記検出装置によって例えば
無段変速機の入力軸及び／又は出力軸の回転数を検出
し、これらの検出された回転数から，前記演算制御装置
により出力軸からの定格出力が維持されるように，具体
的には例えば出力軸の回転数が一定に維持されるような
前記内歯車の回転数を算出し、この内歯車の回転数を実
行するための制御歯車及び制御軸の回転数を算出し、こ
の制御歯車及び制御軸の回転数を満足するように制御さ
れた前記制御出力発生装置の制御出力を当該制御軸から
制御歯車に付与することにより、無段階に変速比を制御
して安定した出力特性を得ることができる。この場合、
演算制御を電気的に行うことにより，制御の応答性を向
上することができるので、それらの制御にフィードバッ
ク制御を用いたとしても十分な応答性を発揮することが
でき、出力特性の変動を抑制することができる。このよ
うに出力特性を安定化することのできる遊星歯車機構を
複数段設けることにより、変速比を増大して利得を増大
することができると共に，当該遊星歯車機構に使用され
る歯車の径を小さくして無段変速機を小型化することが
できる。そして，このように構築された往復回転入力の
変換出力装置の最後段の出力軸を発電装置に連結するこ
とにより、安定した起電力を効率よく回収することがで
きる。
装置では、例えば回転軸に連結した羽根板を波浪中に浸
漬して原出力装置を構成すると，前記回転軸回りで，引
き波と寄せ波との双方の波力エネルギーで揺動する羽根
板の揺動運動は、当該回転軸の往復回転出力として出力
される。そして、この往復回転出力装置からの往復出力
は、前記無段変速機の入力軸に対して正逆方向に変動す
る往復回転入力として与えられる。一方、遊星歯車減速
機構を有する無段変速機において，例えば前記制御歯車
に連結された制御軸の回転数並びに回転方向を制御する
ことにより、当該制御歯車に噛合う外歯車，当該外歯車
と一体に形成された内歯車の回転数並びに回転方向を、
公転される遊星歯車の公転数，例えばこの遊星歯車に連
結された入力軸の回転数並びに回転方向とは個別に制御
することができる。これにより遊星歯車の公転数及びそ
の自転数によって決定される太陽歯車及び例えばそれに
連結されている出力軸の回転数を無段階に変更すること
ができる。そこで、前記制御手段によって入力軸又は前
記原出力装置である往復回転出力装置の回転軸の回転数
及び回転方向に応じた制御軸の回転数や回転方向を制御
することにより，前記正逆方向に変動する入力軸の回転
数に応じて無段変速機の変速比を変更制御して、当該無
段変速機の出力軸の回転数，即ち出力を，例えば一定方
向への回転出力や往復回転入力の往復周期と異なる往復
周期の往復回転出力とすることができる。この無段変速
機の変速比制御にあたり、前記検出装置によって例えば
無段変速機の入力軸及び／又は出力軸の回転数を検出
し、これらの検出された回転数から，前記演算制御装置
により出力軸からの定格出力が維持されるように，具体
的には例えば出力軸の回転数が一定に維持されるような
前記内歯車の回転数を算出し、この内歯車の回転数を実
行するための制御歯車及び制御軸の回転数を算出し、こ
の制御歯車及び制御軸の回転数を満足するように制御さ
れた前記制御出力発生装置の制御出力を当該制御軸から
制御歯車に付与することにより、無段階に変速比を制御
して安定した出力特性を得ることができる。この場合、
演算制御を電気的に行うことにより，制御の応答性を向
上することができるので、それらの制御にフィードバッ
ク制御を用いたとしても十分な応答性を発揮することが
でき、出力特性の変動を抑制することができる。このよ
うに出力特性を安定化することのできる遊星歯車機構を
複数段設けることにより、変速比を増大して利得を増大
することができると共に，当該遊星歯車機構に使用され
る歯車の径を小さくして無段変速機を小型化することが
できる。そして，このように構築された往復回転入力の
変換出力装置の最後段の出力軸を発電装置に連結するこ
とにより、安定した起電力を効率よく回収することがで
きる。
【００１２】
【実施例】図１，図２は本発明の往復回転入力の変換出
力装置を用いた波力発電装置の一実施例を示すものであ
る。同図に示す本実施例の往復回転入力の変換出力装置
を用いた波力発電装置の原出力装置１は、二つの軸受２
０，２１に回転自在に支持された回転軸２と、この回転
軸２の長手方向に沿って取付けられ且つ波浪中に浸漬さ
れる羽根板１０とから構成される。この原出力装置１で
は、前記羽根板１０が，例えば図２ｂに示すように波浪
の波力エネルギーによって寄せ波では前記回転軸２を中
心として同図の右方向，即ち正方向に角度θだけ揺動
し、引き波では同図の左方向，即ち負方向に角度−θだ
け揺動する。従って、前記回転軸２は，羽根板１０が垂
下した状態から正逆方向に往復回転されることになる。
ここで、回転軸２から羽根板１０の下端までの距離（単
に羽根板の長さと記すこともある）をＬとし、波浪の速
度，即ち海水の速度をＶ，波浪の周期（これは後述する
ように前記回転軸２の往復回転周期にほぼ等しい）をＴ
とすると、全振幅（２θ）に対する羽根板１０の下端の
移動距離は２Ｌ sinθ，この間の波浪の移動距離はＶＴ
／２と表され、両者は等しいから下記１式が与えられ
る。
力装置を用いた波力発電装置の一実施例を示すものであ
る。同図に示す本実施例の往復回転入力の変換出力装置
を用いた波力発電装置の原出力装置１は、二つの軸受２
０，２１に回転自在に支持された回転軸２と、この回転
軸２の長手方向に沿って取付けられ且つ波浪中に浸漬さ
れる羽根板１０とから構成される。この原出力装置１で
は、前記羽根板１０が，例えば図２ｂに示すように波浪
の波力エネルギーによって寄せ波では前記回転軸２を中
心として同図の右方向，即ち正方向に角度θだけ揺動
し、引き波では同図の左方向，即ち負方向に角度−θだ
け揺動する。従って、前記回転軸２は，羽根板１０が垂
下した状態から正逆方向に往復回転されることになる。
ここで、回転軸２から羽根板１０の下端までの距離（単
に羽根板の長さと記すこともある）をＬとし、波浪の速
度，即ち海水の速度をＶ，波浪の周期（これは後述する
ように前記回転軸２の往復回転周期にほぼ等しい）をＴ
とすると、全振幅（２θ）に対する羽根板１０の下端の
移動距離は２Ｌ sinθ，この間の波浪の移動距離はＶＴ
／２と表され、両者は等しいから下記１式が与えられ
る。
【００１３】 ２Ｌ sinθ＝ＶＴ／２ ∴ sinθ＝ＶＴ／４Ｌ ……… (1) 従って、例えば海水の速度Ｖ＝１ｍ／ｓ，波浪の周期Ｔ
＝１０ｓ，羽根板の長さＬ＝５ｍとすると、 sinθ＝
０．５となり、θ＝３０°となる。一方、同図に示す無
段変速機３の入力軸ｄ1 には，カップリング２２を介し
て，前記正逆方向に往復回転する原出力装置１の回転軸
２が連結されている。また、無段変速機３の出力軸
ａ2 ’には，カップリング２３を介して，発電機４が連
結され、制御軸ｅにはブレーキ付制御モータ５が連結さ
れている。なお前記制御モータ５にはパルスモータ等が
使用されており、入力される単位時間毎のパルス数を制
御することにより当該制御モータ５の回転角及び回転数
を正逆方向に制御することができる。また、前記制御モ
ータ５は図示されないバッテリにより駆動されるが、こ
のバッテリは前記発電機４により充電されるようにして
ある。
＝１０ｓ，羽根板の長さＬ＝５ｍとすると、 sinθ＝
０．５となり、θ＝３０°となる。一方、同図に示す無
段変速機３の入力軸ｄ1 には，カップリング２２を介し
て，前記正逆方向に往復回転する原出力装置１の回転軸
２が連結されている。また、無段変速機３の出力軸
ａ2 ’には，カップリング２３を介して，発電機４が連
結され、制御軸ｅにはブレーキ付制御モータ５が連結さ
れている。なお前記制御モータ５にはパルスモータ等が
使用されており、入力される単位時間毎のパルス数を制
御することにより当該制御モータ５の回転角及び回転数
を正逆方向に制御することができる。また、前記制御モ
ータ５は図示されないバッテリにより駆動されるが、こ
のバッテリは前記発電機４により充電されるようにして
ある。
【００１４】一方、前記入力軸ｄ1 及び出力軸ａ2 ’に
は夫々回転数検出素子６ａ，６ｂが設けられている。こ
れらの回転数検出素子６ａ，６ｂには例えば光学式エン
コーダ型回転数検出素子が用いられており、各軸の回転
数及び回転方向に応じた所定の位相差（主に９０°）を
有する二つの電気的パルス信号を出力信号として発生す
る。そして、これらの回転数検出素子６ａ，６ｂからの
出力信号は処理部７に入力される。
は夫々回転数検出素子６ａ，６ｂが設けられている。こ
れらの回転数検出素子６ａ，６ｂには例えば光学式エン
コーダ型回転数検出素子が用いられており、各軸の回転
数及び回転方向に応じた所定の位相差（主に９０°）を
有する二つの電気的パルス信号を出力信号として発生す
る。そして、これらの回転数検出素子６ａ，６ｂからの
出力信号は処理部７に入力される。
【００１５】前記処理部７は具体的にマイクロコンピュ
ータのＣＰＵや記憶部等から構成されており、当該処理
部７では前記回転数検出素子６ａ，６ｂからの出力信号
のうち，所定の位相差を与えたいずれの電気的パルス信
号が先行しているかに基づいて各軸ｄ1 ，ａ2 ’の回転
方向を求め、同時に当該電気的パルス信号を単位時間毎
に積算して各軸ｄ1 ，ａ2 ’の回転数を算出すると共
に、それらの回転数の微分値から当該回転数の変動率を
算出する。そして，この処理部７では同時に前記発電機
４の出力特性変動を読込み、後述する制御マップに従っ
て，前記出力軸ａ 2 ’の回転数変動，即ち発電機４の出
力特性変動が抑制される制御モータ５の回転角及び回転
数を算出し、その回転角及び回転数を達成するための制
御パルスを当該制御モータ５に向けて送出する。ちなみ
に、前記制御マップを構築するロジックはエネルギー変
動の大きい波力エネルギーによって回転する前記原出力
装置１の回転軸２の回転力を最大に増速するように，前
記無段変速機の変速効率を増大することを目的とする。
ータのＣＰＵや記憶部等から構成されており、当該処理
部７では前記回転数検出素子６ａ，６ｂからの出力信号
のうち，所定の位相差を与えたいずれの電気的パルス信
号が先行しているかに基づいて各軸ｄ1 ，ａ2 ’の回転
方向を求め、同時に当該電気的パルス信号を単位時間毎
に積算して各軸ｄ1 ，ａ2 ’の回転数を算出すると共
に、それらの回転数の微分値から当該回転数の変動率を
算出する。そして，この処理部７では同時に前記発電機
４の出力特性変動を読込み、後述する制御マップに従っ
て，前記出力軸ａ 2 ’の回転数変動，即ち発電機４の出
力特性変動が抑制される制御モータ５の回転角及び回転
数を算出し、その回転角及び回転数を達成するための制
御パルスを当該制御モータ５に向けて送出する。ちなみ
に、前記制御マップを構築するロジックはエネルギー変
動の大きい波力エネルギーによって回転する前記原出力
装置１の回転軸２の回転力を最大に増速するように，前
記無段変速機の変速効率を増大することを目的とする。
【００１６】ここで、具体的な本実施例の往復回転入力
の変換出力装置を用いた波力発電装置における主な諸元
の一例を以下に列記する。 性能 定格出力 １０ ｋＷ 原出力装置 羽根板受波面積 １．５×５ ｍ2 羽根板定格揺動角度 ６０ ° 羽根板最大揺動角度 ９０ ° 発電機 形式 誘導発電機１０ｋＷ 定格電圧 ３相２２０Ｖ 定格回転数 １８００ｒｐｍ 制御モータ 形式 ＤＣ １．５ｋＷ 次に前記無段変速機３について図２に基づいて詳述す
る。この無段変速機３には具体的に本出願人が先に提案
した特願平３−２３８２５４号に記載されるものを応用
して使用した。本実施例では，後述する太陽歯車，遊星
歯車，内歯車，制御歯車等から構成される遊星歯車変速
機構を一段とし、これを二段に直列に連結して変速比の
増大を図ると共に，無段変速機３の小型化を図った。こ
こでは、入力側を一次側遊星歯車変速機構ｊ1 ，出力側
を二次側遊星歯車変速機構ｊ2 として説明する。従っ
て、前述した入力軸ｄ1 は一次側入力軸であり、出力軸
ａ2 ’は二次側出力軸となる。なお、制御軸ｅは図１に
示すように一体で一連に構成されている。
の変換出力装置を用いた波力発電装置における主な諸元
の一例を以下に列記する。 性能 定格出力 １０ ｋＷ 原出力装置 羽根板受波面積 １．５×５ ｍ2 羽根板定格揺動角度 ６０ ° 羽根板最大揺動角度 ９０ ° 発電機 形式 誘導発電機１０ｋＷ 定格電圧 ３相２２０Ｖ 定格回転数 １８００ｒｐｍ 制御モータ 形式 ＤＣ １．５ｋＷ 次に前記無段変速機３について図２に基づいて詳述す
る。この無段変速機３には具体的に本出願人が先に提案
した特願平３−２３８２５４号に記載されるものを応用
して使用した。本実施例では，後述する太陽歯車，遊星
歯車，内歯車，制御歯車等から構成される遊星歯車変速
機構を一段とし、これを二段に直列に連結して変速比の
増大を図ると共に，無段変速機３の小型化を図った。こ
こでは、入力側を一次側遊星歯車変速機構ｊ1 ，出力側
を二次側遊星歯車変速機構ｊ2 として説明する。従っ
て、前述した入力軸ｄ1 は一次側入力軸であり、出力軸
ａ2 ’は二次側出力軸となる。なお、制御軸ｅは図１に
示すように一体で一連に構成されている。
【００１７】同図に示すケーシング３０は出力側に開口
部を有する筐体３１と、この筐体３１の開口部を閉塞す
るように被せられ且つ出力側に開口部を有する区画体３
２と、この区画体３２の開口部を閉塞するように被せら
れた蓋体３３とから構成されている。これらは図示され
ないボルト等の締結具によって固着され、これによって
ケーシング３０内には入力側と出力側との二つの密閉さ
れた区画室が形成されるようにしてある。このうち，入
力側の区画室内に前記一次側遊星歯車変速機構ｊ1 が，
出力側の区画室内に前記二次側遊星歯車変速機構ｊ2 が
内装されるようにしてあるため、以降，夫々の区画室を
一次側区画室ｈ1 ，二次側区画室ｈ2 と記す。
部を有する筐体３１と、この筐体３１の開口部を閉塞す
るように被せられ且つ出力側に開口部を有する区画体３
２と、この区画体３２の開口部を閉塞するように被せら
れた蓋体３３とから構成されている。これらは図示され
ないボルト等の締結具によって固着され、これによって
ケーシング３０内には入力側と出力側との二つの密閉さ
れた区画室が形成されるようにしてある。このうち，入
力側の区画室内に前記一次側遊星歯車変速機構ｊ1 が，
出力側の区画室内に前記二次側遊星歯車変速機構ｊ2 が
内装されるようにしてあるため、以降，夫々の区画室を
一次側区画室ｈ1 ，二次側区画室ｈ2 と記す。
【００１８】前記ケーシング３０の筐体３１の側面中央
部には二個のベアリング３４，３５を介して，当該筐体
３１の側面の内側，即ち前記一次側区画室ｈ1 内及び入
力側の外側に突出する前記一次側入力軸ｄ1 が回転自在
に取付けられている。また、区画体３２の側面中央部に
は二個のベアリング３６，３７を介して，当該区画体３
２の側面の外側，即ち前記一次側区画室ｈ1 内及び内
側，即ち前記二次側区画室ｈ2 内に突出する軸ａｄが回
転自在に取付けられている。そして、前記一次側入力軸
ｄ1 の内側先端には断面円形の凹陥部３８が形成され、
当該凹陥部３８と前記軸ａｄの一次側区画室ｈ1 側先端
部３９とにはベアリング４０が介装され、両軸ｄ1 ，ａ
ｄが互いに回転自在なるように連結されている。なお、
前記軸ａｄは一次側出力軸ａ1 ’と二次側入力軸ｄ2 と
を兼任する。即ち、この軸ａｄの一次側区画室ｈ1 内側
が一次側出力軸ａ1 ’に相当し、二次側区画室ｈ2 内側
が二次側入力軸ｄ2 に相当し、一体の軸によって両作用
軸が連結されていることになる。
部には二個のベアリング３４，３５を介して，当該筐体
３１の側面の内側，即ち前記一次側区画室ｈ1 内及び入
力側の外側に突出する前記一次側入力軸ｄ1 が回転自在
に取付けられている。また、区画体３２の側面中央部に
は二個のベアリング３６，３７を介して，当該区画体３
２の側面の外側，即ち前記一次側区画室ｈ1 内及び内
側，即ち前記二次側区画室ｈ2 内に突出する軸ａｄが回
転自在に取付けられている。そして、前記一次側入力軸
ｄ1 の内側先端には断面円形の凹陥部３８が形成され、
当該凹陥部３８と前記軸ａｄの一次側区画室ｈ1 側先端
部３９とにはベアリング４０が介装され、両軸ｄ1 ，ａ
ｄが互いに回転自在なるように連結されている。なお、
前記軸ａｄは一次側出力軸ａ1 ’と二次側入力軸ｄ2 と
を兼任する。即ち、この軸ａｄの一次側区画室ｈ1 内側
が一次側出力軸ａ1 ’に相当し、二次側区画室ｈ2 内側
が二次側入力軸ｄ2 に相当し、一体の軸によって両作用
軸が連結されていることになる。
【００１９】以下、一次側遊星歯車機構ｊ1 を構成する
各部材について詳述する。前記一次側出力軸ａ1 ’の一
次区画室ｈ1 内側先方にはキー４１を介して一次側太陽
歯車ａ1 が固定されている。そしてこの一次側出力軸ａ
1 ’のうち、前記一次側太陽歯車ａ1 と区画体３２側面
との間には二個のベアリング４２，４３を介して一次側
内歯ホイール８が回転自在に取付けられている。
各部材について詳述する。前記一次側出力軸ａ1 ’の一
次区画室ｈ1 内側先方にはキー４１を介して一次側太陽
歯車ａ1 が固定されている。そしてこの一次側出力軸ａ
1 ’のうち、前記一次側太陽歯車ａ1 と区画体３２側面
との間には二個のベアリング４２，４３を介して一次側
内歯ホイール８が回転自在に取付けられている。
【００２０】この一次側内歯ホイール８の筐体側外周部
には一次側外歯車ｆ1 が形成されている。また一次側内
歯ホイール８の筐体側外周部からはコの字状の一次側内
歯車ｂ1 が、前記一次側太陽歯車ａ1 の外側に所定間隔
だけ離れて対向するように延設されている。また、前記
一次側入力軸ｄ1 の一次側区画室内ｈ1 側先端部外周に
は等角度間隔で複数のキャリアｇ1 ，具体的には９０°
間隔で４本の一次側キャリアｇ1 が延設されており、夫
々の一次側キャリアｇ1 の外側先端部から出力側，即ち
前記一次側内歯ホイール８側に向けて一次側回転軸４４
が突設されている。そして、各一次側回転軸４４の内側
先端部には二個のベアリング４５，４６を介して一次側
遊星歯車ｃ1 が回転自在に取付けられており、当該遊星
歯車ｃ1 は前記一次側太陽歯車ａ1 と一次側内歯車ｂ1
との両者に噛み合って自転可能で，且つ前記一次側入力
軸ｄ1 を中心として一次側太陽歯車ａ1 の周囲を公転自
在なるようにしてある。
には一次側外歯車ｆ1 が形成されている。また一次側内
歯ホイール８の筐体側外周部からはコの字状の一次側内
歯車ｂ1 が、前記一次側太陽歯車ａ1 の外側に所定間隔
だけ離れて対向するように延設されている。また、前記
一次側入力軸ｄ1 の一次側区画室内ｈ1 側先端部外周に
は等角度間隔で複数のキャリアｇ1 ，具体的には９０°
間隔で４本の一次側キャリアｇ1 が延設されており、夫
々の一次側キャリアｇ1 の外側先端部から出力側，即ち
前記一次側内歯ホイール８側に向けて一次側回転軸４４
が突設されている。そして、各一次側回転軸４４の内側
先端部には二個のベアリング４５，４６を介して一次側
遊星歯車ｃ1 が回転自在に取付けられており、当該遊星
歯車ｃ1 は前記一次側太陽歯車ａ1 と一次側内歯車ｂ1
との両者に噛み合って自転可能で，且つ前記一次側入力
軸ｄ1 を中心として一次側太陽歯車ａ1 の周囲を公転自
在なるようにしてある。
【００２１】一方、前記ケーシング３０の蓋体３３の中
央部には二個のベアリング４７，４８を介して，当該蓋
体３３の側面の内側，即ち前記二次側区画室ｈ2 内及び
出力側の外側に突出する前記二次側出力軸ａ2 ’が回転
自在に取付けられている。そして、前記二次側入力軸ｄ
2 の内側先端には断面円形の凹陥部４９が形成され、当
該凹陥部４９と前記二次側出力軸ａ2 ’の二次側区画室
ｈ2 側先端部５０とにはベアリング５１が介装され、両
軸が互いに回転自在なるように連結されている。
央部には二個のベアリング４７，４８を介して，当該蓋
体３３の側面の内側，即ち前記二次側区画室ｈ2 内及び
出力側の外側に突出する前記二次側出力軸ａ2 ’が回転
自在に取付けられている。そして、前記二次側入力軸ｄ
2 の内側先端には断面円形の凹陥部４９が形成され、当
該凹陥部４９と前記二次側出力軸ａ2 ’の二次側区画室
ｈ2 側先端部５０とにはベアリング５１が介装され、両
軸が互いに回転自在なるように連結されている。
【００２２】以下、二次側遊星歯車機構ｊ2 を構成する
各部材について詳述する。前記二次側出力軸ａ2 ’の二
次区画室ｈ2 内側先方にはキー５２を介して二次側太陽
歯車ａ2 が固定されている。そしてこの二次側出力軸ａ
2 ’のうち、前記二次側太陽歯車ａ2 と蓋体３３との間
には二個のベアリング５３，５４を介して二次側内歯ホ
イール９が回転自在に取付けられている。
各部材について詳述する。前記二次側出力軸ａ2 ’の二
次区画室ｈ2 内側先方にはキー５２を介して二次側太陽
歯車ａ2 が固定されている。そしてこの二次側出力軸ａ
2 ’のうち、前記二次側太陽歯車ａ2 と蓋体３３との間
には二個のベアリング５３，５４を介して二次側内歯ホ
イール９が回転自在に取付けられている。
【００２３】この二次側内歯ホイール９の区画体３２側
外周部には二次側外歯車ｆ2 が形成されている。また二
次側内歯ホイール９の区画体３２側外周部からはコの字
状の二次側内歯車ｂ2 が、前記二次側太陽歯車ａ2 の外
側に所定間隔だけ離れて対向するように延設されてい
る。また、前記二次側入力軸ｄ2 の二次側区画室ｈ2 内
側先端部外周には等角度間隔で複数のキャリアｇ2 ，具
体的には９０°間隔で４本の二次側キャリアｇ2 が延設
されており、夫々の二次側キャリアｇ2 の外側先端部か
ら出力側，即ち前記二次側内歯ホイール９側に向けて二
次側回転軸５５が突設されている。そして、各二次側回
転軸５５の内側先端部には二個のベアリング５６，５７
を介して二次側遊星歯車ｃ2 が回転自在に取付けられて
おり、当該遊星歯車ｃ2 は前記二次側太陽歯車ａ2 と二
次側内歯車ｂ2 との両者に噛み合って自転可能で，且つ
前記二次側入力軸ｄ2 を中心として二次側太陽歯車ａ2
の周囲を公転自在なるようにしてある。
外周部には二次側外歯車ｆ2 が形成されている。また二
次側内歯ホイール９の区画体３２側外周部からはコの字
状の二次側内歯車ｂ2 が、前記二次側太陽歯車ａ2 の外
側に所定間隔だけ離れて対向するように延設されてい
る。また、前記二次側入力軸ｄ2 の二次側区画室ｈ2 内
側先端部外周には等角度間隔で複数のキャリアｇ2 ，具
体的には９０°間隔で４本の二次側キャリアｇ2 が延設
されており、夫々の二次側キャリアｇ2 の外側先端部か
ら出力側，即ち前記二次側内歯ホイール９側に向けて二
次側回転軸５５が突設されている。そして、各二次側回
転軸５５の内側先端部には二個のベアリング５６，５７
を介して二次側遊星歯車ｃ2 が回転自在に取付けられて
おり、当該遊星歯車ｃ2 は前記二次側太陽歯車ａ2 と二
次側内歯車ｂ2 との両者に噛み合って自転可能で，且つ
前記二次側入力軸ｄ2 を中心として二次側太陽歯車ａ2
の周囲を公転自在なるようにしてある。
【００２４】ところで、前記各入力軸ｄ1 ，ｄ2 ，出力
軸ａ1 ’，ａ2 ’の上方には、筐体３１の入力外側から
蓋体３３に及んで制御軸ｅが貫通されている。この制御
軸ｅは、前記ケーシング３０の筐体３１の側面上部に介
装されたベアリング５８，前記区画体３２の側面上部に
設けられたベアリング５９，蓋体３３の上部に設けられ
たベアリング６０の，計三個のベアリングによって回転
自在に支持されており、この制御軸ｅ’の各外歯車
ｆ1 ，ｆ2 に対向する位置には、夫々キー６１，６２を
介して，対応する外歯車ｆ1 ，ｆ2 に噛み合う一次側制
御歯車ｅ1 ’，二次側制御歯車ｅ2 ’が固定されてい
る。
軸ａ1 ’，ａ2 ’の上方には、筐体３１の入力外側から
蓋体３３に及んで制御軸ｅが貫通されている。この制御
軸ｅは、前記ケーシング３０の筐体３１の側面上部に介
装されたベアリング５８，前記区画体３２の側面上部に
設けられたベアリング５９，蓋体３３の上部に設けられ
たベアリング６０の，計三個のベアリングによって回転
自在に支持されており、この制御軸ｅ’の各外歯車
ｆ1 ，ｆ2 に対向する位置には、夫々キー６１，６２を
介して，対応する外歯車ｆ1 ，ｆ2 に噛み合う一次側制
御歯車ｅ1 ’，二次側制御歯車ｅ2 ’が固定されてい
る。
【００２５】次にこの実施例の無段減速機の作用につい
て図１に基づいて説明する。まず、各段の遊星歯車機構
の変速比を算出するために、重ね合わせ法により各歯車
の回転数を求める。簡単のために出力軸をａ’、太陽歯
車をａ（回転数Ｎａ，ピッチ円直径Ｄａ）、内歯車をｂ
（回転数Ｎｂ，ピッチ円直径Ｄｂ）、遊星歯車をｃ（回
転数Ｎｃ，ピッチ円直径Ｄｃ）、入力軸ｄ（回転数Ｎ
ｄ）とすると、各歯車の回転数は下記表１のように求め
られる。
て図１に基づいて説明する。まず、各段の遊星歯車機構
の変速比を算出するために、重ね合わせ法により各歯車
の回転数を求める。簡単のために出力軸をａ’、太陽歯
車をａ（回転数Ｎａ，ピッチ円直径Ｄａ）、内歯車をｂ
（回転数Ｎｂ，ピッチ円直径Ｄｂ）、遊星歯車をｃ（回
転数Ｎｃ，ピッチ円直径Ｄｃ）、入力軸ｄ（回転数Ｎ
ｄ）とすると、各歯車の回転数は下記表１のように求め
られる。
【００２６】
【表１】
【００２７】この表１から各段の遊星歯車変速機構にお
ける内歯車ｂの回転数Ｎｂは下記２式で与えられる。 Ｎｂ＝Ｎｄ−（Ｎａ−Ｎｄ）Ｄａ／Ｄｂ ……… (2) 前記２式より各段の遊星歯車変速機構における入力軸ｄ
の回転数Ｎｄは下記３式で与えられる。
ける内歯車ｂの回転数Ｎｂは下記２式で与えられる。 Ｎｂ＝Ｎｄ−（Ｎａ−Ｎｄ）Ｄａ／Ｄｂ ……… (2) 前記２式より各段の遊星歯車変速機構における入力軸ｄ
の回転数Ｎｄは下記３式で与えられる。
【００２８】 Ｎｄ＝（Ｎｂ＋Ｎａ・Ｄａ／Ｄｂ）／（１＋Ｄａ／Ｄｂ） ……… (3) 一方、本実施例の無段減速機を原理図化した図１におい
て、制御軸をｅ、制御歯車をｅ’（回転数Ｎｅ，ピッチ
円直径Ｄｅ）、外歯車をｆ（回転数Ｎｆ，ピッチ円直径
Ｄｆ）とすると、各段の遊星歯車変速機構における外歯
車ｆの回転数Ｎｆは下記４式で与えられる。
て、制御軸をｅ、制御歯車をｅ’（回転数Ｎｅ，ピッチ
円直径Ｄｅ）、外歯車をｆ（回転数Ｎｆ，ピッチ円直径
Ｄｆ）とすると、各段の遊星歯車変速機構における外歯
車ｆの回転数Ｎｆは下記４式で与えられる。
【００２９】 Ｎｆ＝Ｎｅ・Ｄｅ／Ｄｆ ……… (4) ところが外歯車ｆと内歯車ｂとは一体に回転するのでＮ
ｆ＝Ｎｂとなり、本実施例の各段の遊星歯車変速機構に
おける入力軸ｄの回転数Ｎｄは下記５式で，出力軸ａの
回転数Ｎａは下記６式で与えられる。 Ｎｄ＝（Ｎｅ・Ｄｅ／Ｄｆ＋Ｎａ・Ｄａ／Ｄｂ）／（１＋Ｄａ／Ｄｂ） ……… (5) Ｎａ＝（Ｄｂ／Ｄａ＋１）・Ｎｄ−（Ｄｅ／Ｄｆ）（Ｄｂ／Ｄａ）・Ｎｅ ……… (6) なお、この６式から入力軸ｄの回転数Ｎｄが一定，制御
軸ｅの回転数Ｎｅを可変として、出力軸ａの回転数Ｎａ
を高める，即ち変速比を大きくするためには、内歯車ｂ
のピッチ円直径Ｄｂを大きくするか，或いは太陽歯車ａ
のピッチ円直径Ｄａを小さくすることが考えられるが、
太陽歯車ａのピッチ円直径Ｄａを小さくすると，必然的
に遊星歯車ｃのピッチ円直径Ｄｃが大きくなる。本実施
例の遊星歯車変速機構のように複数の遊星歯車を太陽歯
車と内歯車との間に介装する構成では、遊星歯車のピッ
チ円直径を大きくするのに限界がある。そのため、変速
比を大きくするためには内歯車ｂのピッチ円直径Ｄｂを
大きくするのが妥当である。しかし，内歯車ｂのピッチ
円直径Ｄｂを大きくすると、これを内装するケーシング
も大きなものにしなければならず無段変速機が大型化し
てしまう。そこで、本実施例では前述のように遊星歯車
変速機構を二段連結することにより、大きな変速比を得
ながらも無段変速機の外形は小型化できるようにした。
ｆ＝Ｎｂとなり、本実施例の各段の遊星歯車変速機構に
おける入力軸ｄの回転数Ｎｄは下記５式で，出力軸ａの
回転数Ｎａは下記６式で与えられる。 Ｎｄ＝（Ｎｅ・Ｄｅ／Ｄｆ＋Ｎａ・Ｄａ／Ｄｂ）／（１＋Ｄａ／Ｄｂ） ……… (5) Ｎａ＝（Ｄｂ／Ｄａ＋１）・Ｎｄ−（Ｄｅ／Ｄｆ）（Ｄｂ／Ｄａ）・Ｎｅ ……… (6) なお、この６式から入力軸ｄの回転数Ｎｄが一定，制御
軸ｅの回転数Ｎｅを可変として、出力軸ａの回転数Ｎａ
を高める，即ち変速比を大きくするためには、内歯車ｂ
のピッチ円直径Ｄｂを大きくするか，或いは太陽歯車ａ
のピッチ円直径Ｄａを小さくすることが考えられるが、
太陽歯車ａのピッチ円直径Ｄａを小さくすると，必然的
に遊星歯車ｃのピッチ円直径Ｄｃが大きくなる。本実施
例の遊星歯車変速機構のように複数の遊星歯車を太陽歯
車と内歯車との間に介装する構成では、遊星歯車のピッ
チ円直径を大きくするのに限界がある。そのため、変速
比を大きくするためには内歯車ｂのピッチ円直径Ｄｂを
大きくするのが妥当である。しかし，内歯車ｂのピッチ
円直径Ｄｂを大きくすると、これを内装するケーシング
も大きなものにしなければならず無段変速機が大型化し
てしまう。そこで、本実施例では前述のように遊星歯車
変速機構を二段連結することにより、大きな変速比を得
ながらも無段変速機の外形は小型化できるようにした。
【００３０】従って、一次側と二次側との添字を戻し、
前記一次側出力軸Ｎａ1 ’の回転数Ｎａ1 と二次側入力
軸ｄ2 の回転数Ｎｄ2 とが等しく、一次側と二次側の制
御軸ｅの回転数が共にＮｅで等しいとすると、二次側出
力軸ａ2 ’の回転数Ｎａ2 は下記７式で与えられる。 Ｎａ2 ＝（Ｄｂ1 ／Ｄａ1 ＋１）（Ｄｂ2 ／Ｄａ2 ＋１）・Ｎｄ1 −｛（Ｄｂ2 ／Ｄａ2 ＋１）（Ｄｅ1 ／Ｄｆ1 ）（Ｄｂ1 ／Ｄａ1 ） ＋（Ｄｅ2 ／Ｄｆ2 ）（Ｄｂ2 ／Ｄａ2 ）｝・Ｎｅ ……… (7) ここで実際に例えば前記一次側，二次側太陽歯車ａ1 ，
ａ2 のピッチ円直径Ｄａ1 ，Ｄａ2 を５０ｍｍ、一次
側，二次側内歯車ｂ1 ，ｂ2 のピッチ円直径Ｄｂ 1 ，Ｄ
ｂ2 を５００ｍｍ、一次側，二次側制御歯車ｅ1 ，ｅ2
のピッチ円直径Ｄｅ1 ，Ｄｅ2 を６０ｍｍ、一次側，二
次側外歯車ｆ1 ，ｆ2 のピッチ円直径Ｄｆ 1 ，ｆ2 を６
００ｍｍとすると、二次側出力軸ａ2 ’の回転数Ｎａ2
は下記８式で与えられる。
前記一次側出力軸Ｎａ1 ’の回転数Ｎａ1 と二次側入力
軸ｄ2 の回転数Ｎｄ2 とが等しく、一次側と二次側の制
御軸ｅの回転数が共にＮｅで等しいとすると、二次側出
力軸ａ2 ’の回転数Ｎａ2 は下記７式で与えられる。 Ｎａ2 ＝（Ｄｂ1 ／Ｄａ1 ＋１）（Ｄｂ2 ／Ｄａ2 ＋１）・Ｎｄ1 −｛（Ｄｂ2 ／Ｄａ2 ＋１）（Ｄｅ1 ／Ｄｆ1 ）（Ｄｂ1 ／Ｄａ1 ） ＋（Ｄｅ2 ／Ｄｆ2 ）（Ｄｂ2 ／Ｄａ2 ）｝・Ｎｅ ……… (7) ここで実際に例えば前記一次側，二次側太陽歯車ａ1 ，
ａ2 のピッチ円直径Ｄａ1 ，Ｄａ2 を５０ｍｍ、一次
側，二次側内歯車ｂ1 ，ｂ2 のピッチ円直径Ｄｂ 1 ，Ｄ
ｂ2 を５００ｍｍ、一次側，二次側制御歯車ｅ1 ，ｅ2
のピッチ円直径Ｄｅ1 ，Ｄｅ2 を６０ｍｍ、一次側，二
次側外歯車ｆ1 ，ｆ2 のピッチ円直径Ｄｆ 1 ，ｆ2 を６
００ｍｍとすると、二次側出力軸ａ2 ’の回転数Ｎａ2
は下記８式で与えられる。
【００３１】 Ｎａ2 ＝１２１Ｎｄ1 −１２Ｎｅ ……… (8) 上記８式からも明らかなように，本実施例の無段減速機
によれば、各軸の回転方向を正負で与え，制御軸ｅ及び
制御歯車ｅ1 ’，ｅ2 ’の回転数Ｎｅを変更することに
より容易に二次側出力軸ａ2 ’の回転数Ｎａ2 及びその
回転方向を変更することができる。逆に前述のように一
次側入力軸ｄ1 が正逆方向に回転する場合でも，当該入
力軸ｄ1 の回転数Ｎｄ1 及び回転方向に応じて制御軸ｅ
及び制御歯車ｅ1 ’，ｅ2 ’を制御することで、二次側
出力軸ａ2 ’の回転数を安定化する，即ち定格出力を維
持することができる。しかも軸力の伝達手段が歯車であ
るため、滑りが発生することもなく、高軸力、高変速比
でも効率よく伝達することができる。
によれば、各軸の回転方向を正負で与え，制御軸ｅ及び
制御歯車ｅ1 ’，ｅ2 ’の回転数Ｎｅを変更することに
より容易に二次側出力軸ａ2 ’の回転数Ｎａ2 及びその
回転方向を変更することができる。逆に前述のように一
次側入力軸ｄ1 が正逆方向に回転する場合でも，当該入
力軸ｄ1 の回転数Ｎｄ1 及び回転方向に応じて制御軸ｅ
及び制御歯車ｅ1 ’，ｅ2 ’を制御することで、二次側
出力軸ａ2 ’の回転数を安定化する，即ち定格出力を維
持することができる。しかも軸力の伝達手段が歯車であ
るため、滑りが発生することもなく、高軸力、高変速比
でも効率よく伝達することができる。
【００３２】次に前記処理部で行われる制御モータの出
力制御ロジックについて説明する。前記８式において一
次側入力軸ｄ1 の回転数Ｎｄ1 が正の所定値以下の場合
には、制御軸ｅの回転数Ｎｅを負の方向に，即ち一次側
遊星歯車ｃ1 の公転方向と逆方向に回転させることで二
次側出力軸ａ2 ’の回転数Ｎａ2 を増速できることが分
かる。ここで、一次側入力軸ｄ1 の回転数の絶対値｜Ｎ
ｄ1 ｜が所定値以上である場合には，二次側出力軸
ａ2 ’の回転数Ｎａ2 を安定させることができる。一
方、一次側入力軸ｄ1 の回転数の絶対値｜Ｎｄ1 ｜が所
定値以下である場合，特に寄せ波と引き波とが切換わる
波浪運動の腹においても、制御軸ｅ及び制御歯車
ｅ1 ’，ｅ2 ’を回転することによって二次側出力軸ａ
2 ’の回転数Ｎａ2 を安定させることも可能である。し
かし、この場合には入力が小さく、仮に二次側出力軸を
回転させ続けて発電機による発電を行い続けたとして
も、制御軸及び制御歯車の回転に必要な制御出力と，得
られる起電力との利得が小さく、波力エネルギーを回収
する意味合いが小さい。従って、本実施例では，一次側
入力軸ｄ1の回転数Ｎｄ1 が正逆方向に１ｒｐｍ以上で
二次側出力軸ａ2 ’を回転数Ｎａ2＝１８００ｒｐｍの
定格出力が得られるように回転させる（下記９式）よう
に制御軸ｅの出力制御を行い、それ以外の場合には夫々
下記１０式，１１式で制御軸ｅの出力制御を行うことと
した。これを図示したものが図４の制御マップである。
力制御ロジックについて説明する。前記８式において一
次側入力軸ｄ1 の回転数Ｎｄ1 が正の所定値以下の場合
には、制御軸ｅの回転数Ｎｅを負の方向に，即ち一次側
遊星歯車ｃ1 の公転方向と逆方向に回転させることで二
次側出力軸ａ2 ’の回転数Ｎａ2 を増速できることが分
かる。ここで、一次側入力軸ｄ1 の回転数の絶対値｜Ｎ
ｄ1 ｜が所定値以上である場合には，二次側出力軸
ａ2 ’の回転数Ｎａ2 を安定させることができる。一
方、一次側入力軸ｄ1 の回転数の絶対値｜Ｎｄ1 ｜が所
定値以下である場合，特に寄せ波と引き波とが切換わる
波浪運動の腹においても、制御軸ｅ及び制御歯車
ｅ1 ’，ｅ2 ’を回転することによって二次側出力軸ａ
2 ’の回転数Ｎａ2 を安定させることも可能である。し
かし、この場合には入力が小さく、仮に二次側出力軸を
回転させ続けて発電機による発電を行い続けたとして
も、制御軸及び制御歯車の回転に必要な制御出力と，得
られる起電力との利得が小さく、波力エネルギーを回収
する意味合いが小さい。従って、本実施例では，一次側
入力軸ｄ1の回転数Ｎｄ1 が正逆方向に１ｒｐｍ以上で
二次側出力軸ａ2 ’を回転数Ｎａ2＝１８００ｒｐｍの
定格出力が得られるように回転させる（下記９式）よう
に制御軸ｅの出力制御を行い、それ以外の場合には夫々
下記１０式，１１式で制御軸ｅの出力制御を行うことと
した。これを図示したものが図４の制御マップである。
【００３３】Ｎｄ1 ＜−１rpm 及び１rpm ＜Ｎｄ1 の場
合，Ｎａ2 ＝１８００rpm として， Ｎｅ＝１２１Ｎｄ1 ／１２−１５０ ……… (9) １rpm ≧Ｎｄ1 ≧０rpm の場合， Ｎｅ＝（１２１／１２−１５０）Ｎｄ1 ＝−１３９．９２Ｎｄ1 ………(10) ０rpm ＞Ｎｄ1 ≧−１rpm の場合， Ｎｅ＝（−１２１／１２−１５０）Ｎｄ1 ＝−１６０．０８Ｎｄ1 ………(11) 次に本実施例の往復回転入力の変換出力装置を用いた波
力発電装置の作用について説明する。
合，Ｎａ2 ＝１８００rpm として， Ｎｅ＝１２１Ｎｄ1 ／１２−１５０ ……… (9) １rpm ≧Ｎｄ1 ≧０rpm の場合， Ｎｅ＝（１２１／１２−１５０）Ｎｄ1 ＝−１３９．９２Ｎｄ1 ………(10) ０rpm ＞Ｎｄ1 ≧−１rpm の場合， Ｎｅ＝（−１２１／１２−１５０）Ｎｄ1 ＝−１６０．０８Ｎｄ1 ………(11) 次に本実施例の往復回転入力の変換出力装置を用いた波
力発電装置の作用について説明する。
【００３４】図５は波浪の運動と原出力装置の動きを示
すタイムチャートである。波浪の運動は、寄せ波による
流れを正とし，引き波による流れを負とすると，図示の
ように海水の速度Ｖで表される。原出力装置１の羽根板
１０は、波浪の運動により回転軸２を中心として図２ｂ
の左右に揺動する。この場合、羽根板１０及び回転軸２
は，自己の慣性によって海水の流れより多少遅れて揺動
運動するのであるが、その回転角度は図示のように波浪
の運動に応じて変化する。この羽根板１０に連結された
回転軸２から入力される，前記無段変速機３の一次側入
力軸ｄ1 は、±θの往復回転運動をし、その見かけの回
転数は図示のように経時変化する。従って、この回転角
度（ rad／ｓ）から各時点の一次側入力軸の回転数を換
算することもできるといえよう。
すタイムチャートである。波浪の運動は、寄せ波による
流れを正とし，引き波による流れを負とすると，図示の
ように海水の速度Ｖで表される。原出力装置１の羽根板
１０は、波浪の運動により回転軸２を中心として図２ｂ
の左右に揺動する。この場合、羽根板１０及び回転軸２
は，自己の慣性によって海水の流れより多少遅れて揺動
運動するのであるが、その回転角度は図示のように波浪
の運動に応じて変化する。この羽根板１０に連結された
回転軸２から入力される，前記無段変速機３の一次側入
力軸ｄ1 は、±θの往復回転運動をし、その見かけの回
転数は図示のように経時変化する。従って、この回転角
度（ rad／ｓ）から各時点の一次側入力軸の回転数を換
算することもできるといえよう。
【００３５】次に前記図４に示す制御マップによる実際
の制御の一例を図６のタイムチャートに基づいて説明す
る。同図における時刻ｔ1 で一次側入力軸ｄの回転数Ｎ
ｄは０ｒｐｍであり、そこから寄せ波により増速して時
刻ｔ2 で正方向に１ｒｐｍに到達する。この間，制御軸
ｅは前記制御マップ並びに前記１０式に従って回転数Ｎ
ｅが制御されるために０ｒｐｍから負の方向に１３９．
９２ｒｐｍまで増速され、その間に二次側出力軸ａ’の
回転数Ｎａは０ｒｐｍから１８００ｒｐｍ（定格出力）
まで増速される。
の制御の一例を図６のタイムチャートに基づいて説明す
る。同図における時刻ｔ1 で一次側入力軸ｄの回転数Ｎ
ｄは０ｒｐｍであり、そこから寄せ波により増速して時
刻ｔ2 で正方向に１ｒｐｍに到達する。この間，制御軸
ｅは前記制御マップ並びに前記１０式に従って回転数Ｎ
ｅが制御されるために０ｒｐｍから負の方向に１３９．
９２ｒｐｍまで増速され、その間に二次側出力軸ａ’の
回転数Ｎａは０ｒｐｍから１８００ｒｐｍ（定格出力）
まで増速される。
【００３６】次いで時刻ｔ2 から時刻ｔ3 までの間に入
力軸ｄの回転数Ｎｄは寄せ波により正方向の１ｒｐｍか
ら正方向の最大回転数である２ｒｐｍまで増速される
が、この間，制御軸ｅは前記制御マップ並びに前記９式
に従って回転数Ｎｅが制御されるために前記負の方向の
１３９．９２ｒｐｍから同じく負の方向の１２９．８３
ｒｐｍまで減速され、その間，二次側出力軸ａ’の回転
数Ｎａは定格出力１８００ｒｐｍに保持される。
力軸ｄの回転数Ｎｄは寄せ波により正方向の１ｒｐｍか
ら正方向の最大回転数である２ｒｐｍまで増速される
が、この間，制御軸ｅは前記制御マップ並びに前記９式
に従って回転数Ｎｅが制御されるために前記負の方向の
１３９．９２ｒｐｍから同じく負の方向の１２９．８３
ｒｐｍまで減速され、その間，二次側出力軸ａ’の回転
数Ｎａは定格出力１８００ｒｐｍに保持される。
【００３７】次いで時刻ｔ3 から時刻ｔ4 までの間は入
力軸ｄの回転数Ｎｄが寄せ波により正方向の１ｒｐｍよ
り大きい範囲に維持されるため、この間，制御軸ｅは前
記制御マップ並びに前記９式に従って回転数Ｎｅが制御
され、その間，二次側出力軸ａ’の回転数Ｎａは定格出
力１８００ｒｐｍに保持される。次いで時刻ｔ4 から時
刻ｔ5 までの間に入力軸ｄの回転数Ｎｄは寄せ波の腹に
より正方向の１ｒｐｍから０ｒｐｍまで減速される。こ
の間，制御軸ｅは前記制御マップ並びに前記１０式に従
って回転数Ｎｅが制御されるために負の方向の１３９．
９２ｒｐｍから０ｒｐｍまで減速され、その間に二次側
出力軸ａ’の回転数Ｎａは定格出力１８００ｒｐｍから
０ｒｐｍまで減速される。
力軸ｄの回転数Ｎｄが寄せ波により正方向の１ｒｐｍよ
り大きい範囲に維持されるため、この間，制御軸ｅは前
記制御マップ並びに前記９式に従って回転数Ｎｅが制御
され、その間，二次側出力軸ａ’の回転数Ｎａは定格出
力１８００ｒｐｍに保持される。次いで時刻ｔ4 から時
刻ｔ5 までの間に入力軸ｄの回転数Ｎｄは寄せ波の腹に
より正方向の１ｒｐｍから０ｒｐｍまで減速される。こ
の間，制御軸ｅは前記制御マップ並びに前記１０式に従
って回転数Ｎｅが制御されるために負の方向の１３９．
９２ｒｐｍから０ｒｐｍまで減速され、その間に二次側
出力軸ａ’の回転数Ｎａは定格出力１８００ｒｐｍから
０ｒｐｍまで減速される。
【００３８】次いで時刻ｔ5 から時刻ｔ6 までの間に入
力軸ｄの回転数Ｎｄは引き波により０ｒｐｍから負の方
向に−１ｒｐｍまで増速される。この間，制御軸ｅは前
記制御マップ並びに前記１１式に従って回転数Ｎｅが制
御されるために０ｒｐｍから負の方向に１６０．０８ｒ
ｐｍまで増速され、その間に二次側出力軸ａ’の回転数
Ｎａは０ｒｐｍから１８００ｒｐｍ（定格出力）まで増
速される。
力軸ｄの回転数Ｎｄは引き波により０ｒｐｍから負の方
向に−１ｒｐｍまで増速される。この間，制御軸ｅは前
記制御マップ並びに前記１１式に従って回転数Ｎｅが制
御されるために０ｒｐｍから負の方向に１６０．０８ｒ
ｐｍまで増速され、その間に二次側出力軸ａ’の回転数
Ｎａは０ｒｐｍから１８００ｒｐｍ（定格出力）まで増
速される。
【００３９】次いで時刻ｔ6 から時刻ｔ7 までの間に入
力軸ｄの回転数Ｎｄは引き波により負方向の１ｒｐｍか
ら負方向の最大回転数である２ｒｐｍまで増速される
が、この間，制御軸ｅは前記制御マップ並びに前記９式
に従って回転数Ｎｅが制御されるために前記負の方向の
１６０．０８ｒｐｍから同じく負の方向の１７０．１７
ｒｐｍまで増速され、その間，二次側出力軸ａ’の回転
数Ｎａは定格出力１８００ｒｐｍに保持される。
力軸ｄの回転数Ｎｄは引き波により負方向の１ｒｐｍか
ら負方向の最大回転数である２ｒｐｍまで増速される
が、この間，制御軸ｅは前記制御マップ並びに前記９式
に従って回転数Ｎｅが制御されるために前記負の方向の
１６０．０８ｒｐｍから同じく負の方向の１７０．１７
ｒｐｍまで増速され、その間，二次側出力軸ａ’の回転
数Ｎａは定格出力１８００ｒｐｍに保持される。
【００４０】次いで時刻ｔ7 から時刻ｔ8 までの間は入
力軸ｄの回転数Ｎｄが引き波により負方向の１ｒｐｍよ
り大きい範囲に維持されるため、この間，制御軸ｅは前
記制御マップ並びに前記９式に従って回転数Ｎｅが制御
され、その間，二次側出力軸ａ’の回転数Ｎａは定格出
力１８００ｒｐｍに保持される。次いで時刻ｔ8 から時
刻ｔ9 までの間に入力軸ｄの回転数Ｎｄは引き波の腹に
より負方向の１ｒｐｍから０ｒｐｍまで減速される。こ
の間，制御軸ｅは前記制御マップ並びに前記１１式に従
って回転数Ｎｅが制御されるために負の方向の１６０．
０８ｒｐｍから０ｒｐｍまで減速され、その間に二次側
出力軸ａ’の回転数Ｎａは定格出力１８００ｒｐｍから
０ｒｐｍまで減速される。
力軸ｄの回転数Ｎｄが引き波により負方向の１ｒｐｍよ
り大きい範囲に維持されるため、この間，制御軸ｅは前
記制御マップ並びに前記９式に従って回転数Ｎｅが制御
され、その間，二次側出力軸ａ’の回転数Ｎａは定格出
力１８００ｒｐｍに保持される。次いで時刻ｔ8 から時
刻ｔ9 までの間に入力軸ｄの回転数Ｎｄは引き波の腹に
より負方向の１ｒｐｍから０ｒｐｍまで減速される。こ
の間，制御軸ｅは前記制御マップ並びに前記１１式に従
って回転数Ｎｅが制御されるために負の方向の１６０．
０８ｒｐｍから０ｒｐｍまで減速され、その間に二次側
出力軸ａ’の回転数Ｎａは定格出力１８００ｒｐｍから
０ｒｐｍまで減速される。
【００４１】このように制御された出力軸の回転数と出
力特性とのタイムチャートを図７に示す。同図から明ら
かなように出力軸の回転数は，寄せ波，引き波の双方の
波力エネルギーによって一定の回転数となるほぼ梯形波
形状に制御され、当該出力軸の回転数が９００ｒｐｍ以
上になると出力が可能となるため、波力エネルギーの回
収効率がよい。
力特性とのタイムチャートを図７に示す。同図から明ら
かなように出力軸の回転数は，寄せ波，引き波の双方の
波力エネルギーによって一定の回転数となるほぼ梯形波
形状に制御され、当該出力軸の回転数が９００ｒｐｍ以
上になると出力が可能となるため、波力エネルギーの回
収効率がよい。
【００４２】なお、本実施例の処理部が本発明の演算制
御装置に相当するが、この演算制御装置は必ずしも本実
施例のようにマイクロコンピュータである必要はなく、
同等の機能を有する理論回路によって構成してもよい。
しかしながら、制御の多様性や応答性を考慮するとコン
ピュータで処理する方が望ましい。また、本実施例では
制御軸及び出力軸の制御を図６のようにアナログ的に行
うこととしたが、これをディジタル的に制御することも
勿論可能であり、実際にはその方がロジックを構築し易
いこともある。
御装置に相当するが、この演算制御装置は必ずしも本実
施例のようにマイクロコンピュータである必要はなく、
同等の機能を有する理論回路によって構成してもよい。
しかしながら、制御の多様性や応答性を考慮するとコン
ピュータで処理する方が望ましい。また、本実施例では
制御軸及び出力軸の制御を図６のようにアナログ的に行
うこととしたが、これをディジタル的に制御することも
勿論可能であり、実際にはその方がロジックを構築し易
いこともある。
【００４３】また、前記実施例では二段の遊星歯車変速
機構を連結してなる無段変速機を用いた場合についての
み詳述したが、この遊星歯車変速機構は目的に応じて一
段のみ，或いは三段以上連結してもよい。また、本発明
の往復回転入力の変換出力装置を複数，並列或いは直列
に組合わせて使用し、出力特性の強化，平準化を図るこ
とも好適である。
機構を連結してなる無段変速機を用いた場合についての
み詳述したが、この遊星歯車変速機構は目的に応じて一
段のみ，或いは三段以上連結してもよい。また、本発明
の往復回転入力の変換出力装置を複数，並列或いは直列
に組合わせて使用し、出力特性の強化，平準化を図るこ
とも好適である。
【００４４】また、上記実施例ではいずれも本発明の往
復回転入力の変換出力装置についてのみ詳述したが、こ
れらの装置の構成及び機能の説明を通じて，本発明の往
復回転入力の変換出力方法の可能性は自明であろう。ま
た、本発明の往復回転入力の変換出力方法及びその装置
は波力発電装置に適するが、これに限らず、諸種の往復
回転入力についても，広く適用可能なことは以上の説明
を通じて自明であろう。
復回転入力の変換出力装置についてのみ詳述したが、こ
れらの装置の構成及び機能の説明を通じて，本発明の往
復回転入力の変換出力方法の可能性は自明であろう。ま
た、本発明の往復回転入力の変換出力方法及びその装置
は波力発電装置に適するが、これに限らず、諸種の往復
回転入力についても，広く適用可能なことは以上の説明
を通じて自明であろう。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の往復回転入
力の変換出力方法及び装置によれば、往復回転出力装置
の回転軸の正逆方向の往復回転出力を，遊星歯車変速機
構を有する無段変速機の入力軸に入力し、当該遊星歯車
変速機構を有する無段変速機において，制御モータ等の
制御出力を制御することにより制御軸及び制御歯車の回
転数や回転方向を制御して変速比を変更制御し、これに
より入力軸の回転数や回転方向が変動しても出力軸の回
転数は所望の状態に制御することを可能とし、出力軸か
らの所望の出力が得られるように前記制御出力を制御す
ることで安定した出力特性を得ることができるため、こ
うした制御を電気的に行うことにより十分な応答性を発
揮して出力特性の変動を抑制することができ、この出力
特性によって波力発電装置の発電装置を発電させるよう
にすれば高効率に波力エネルギーを回収することができ
る。また、この波力発電装置では特に気密性や耐圧性は
要求されず、塩水や塩風に曝しておく必要がないために
耐塩水処理を施す必要がなく、全体的な設備費を低廉化
することができる。
力の変換出力方法及び装置によれば、往復回転出力装置
の回転軸の正逆方向の往復回転出力を，遊星歯車変速機
構を有する無段変速機の入力軸に入力し、当該遊星歯車
変速機構を有する無段変速機において，制御モータ等の
制御出力を制御することにより制御軸及び制御歯車の回
転数や回転方向を制御して変速比を変更制御し、これに
より入力軸の回転数や回転方向が変動しても出力軸の回
転数は所望の状態に制御することを可能とし、出力軸か
らの所望の出力が得られるように前記制御出力を制御す
ることで安定した出力特性を得ることができるため、こ
うした制御を電気的に行うことにより十分な応答性を発
揮して出力特性の変動を抑制することができ、この出力
特性によって波力発電装置の発電装置を発電させるよう
にすれば高効率に波力エネルギーを回収することができ
る。また、この波力発電装置では特に気密性や耐圧性は
要求されず、塩水や塩風に曝しておく必要がないために
耐塩水処理を施す必要がなく、全体的な設備費を低廉化
することができる。
【図１】本発明の往復回転入力の変換出力方法及びその
装置を用いた波力発電装置の一実施例を示す概略構成図
である。
装置を用いた波力発電装置の一実施例を示す概略構成図
である。
【図２】図１の波力発電装置の配置状態を示すものであ
り、（ａ）は正面図，（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
り、（ａ）は正面図，（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の実施例の往復回転入力の変換出力装置に
使用された無段減速機の一例を示す一部断面正面図であ
る。
使用された無段減速機の一例を示す一部断面正面図であ
る。
【図４】図１の波力発電装置で行われる出力制御におけ
る入力軸回転数−制御軸回転数の制御マップの一例を示
す説明図である。
る入力軸回転数−制御軸回転数の制御マップの一例を示
す説明図である。
【図５】図１の波力発電装置で行われる波浪の運動と原
出力装置の動きのタイムチャートの一例を示す説明図で
ある。
出力装置の動きのタイムチャートの一例を示す説明図で
ある。
【図６】図１の波力発電装置で行われる出力制御におい
て入力軸と制御軸及び出力軸の回転数制御のタイムチャ
ートの一例を示す説明図である。
て入力軸と制御軸及び出力軸の回転数制御のタイムチャ
ートの一例を示す説明図である。
【図７】図６の出力軸の回転数と出力特性とのタイムチ
ャートの一例を示す説明図である。
ャートの一例を示す説明図である。
【図８】従来の波力発電装置の一例を示す概略構成図で
ある。
ある。
１は原出力装置 ２は回転軸 ３は無段変速機 ４は発電機 ５は制御モータ ６ａ，６ｂは回転数検出素子 ７は処理部 ８は一次側内歯ホイール ９は二次側内歯ホイール １０は羽根板 ａ1 ’，ａ2 ’は出力軸 ａ1 ，ａ2 は太陽歯車 ｂ1 ，ｂ2 は内歯車 ｃ1 ，ｃ2 は遊星歯車 ｄ1 ，ｄ3 は入力軸 ｅ1 ’，ｅ2 ’は制御軸 ｅ1 ，ｅ2 は制御歯車 ｆ1 ，ｆ2 は外歯車 ｇ1 ，ｇ2 はキャリア ｈ1 ，ｈ2 は区画室 ｊ1 は一次側遊星歯車変速機構 ｊ2 は二次側遊星歯車変速機構
Claims (4)
- 【請求項１】 遊星歯車変速機構を有する無段変速機の
遊星歯車に連結された第１の伝達軸と、太陽歯車に連結
された第２の伝達軸とのうちの，いずれか一方を入力軸
として往復回転出力装置に連結し、他方を出力軸とする
と共に、前記無段変速機の内歯車に連結された軸を制御
軸として，これに制御軸駆動機構を連結してなる変速装
置を用いて往復回転入力を変速するに際し、入力回転方
向の正負に対応して前記制御軸の回転数を変更制御する
ことにより、往復回転入力から一定方向回転出力を得る
ことを特徴とする往復回転入力の変換出力方法。 - 【請求項２】 遊星歯車変速機構を有する無段変速機の
遊星歯車に連結された第１の伝達軸と、太陽歯車に連結
された第２の伝達軸とのうちの，いずれか一方を入力軸
として往復回転出力装置に連結し、他方を出力軸とする
と共に、前記無段変速機の内歯車に連結された軸を制御
軸として，これに制御軸駆動機構を連結してなる変速装
置を用いて往復回転入力を変速するに際し、入力回転方
向の正負に対応して前記制御軸の回転数を変更制御する
ことにより、往復回転入力から一定方向回転出力を得た
後、前記制御軸の回転数を変更制御して、前記一定方向
回転出力の回転方向を定期的若しくは不定期的に切替え
ることにより、前記往復回転入力の往復周期と異なる往
復周期の往復回転出力を得ることを特徴とする往復回転
入力の変換出力方法。 - 【請求項３】 往復回転出力を得る往復回転出力装置
と、前記往復回転出力装置からの往復回転出力を入力し
て変速するための遊星歯車変速機構を用いた無段変速機
と、前記無段変速機の変速比を制御する制御手段とを有
し、前記無段変速機は、一段の遊星歯車変速機構に，太
陽歯車に連結された出力軸と、前記出力軸の周囲に回転
自在に取付けられた内歯車が一体的に形成された外歯車
と、前記外歯車に噛合う制御歯車に連結された制御軸
と、前記太陽歯車に噛合って公転可能で且つ太陽歯車と
内歯車との両者に噛合って自転可能な遊星歯車と、前記
遊星歯車の公転軸を回転自在に保持して当該遊星歯車に
連結された入力軸とを備えて構成され、前記原出力装置
の回転軸を前記無段変速機の入力軸に直接又は間接に連
結し、前記制御手段を前記無段変速機の制御軸に直接又
は間接に連結し、前記制御手段は、少なくとも前記無段
変速機の入力軸又は原出力装置の回転軸の何れかの回転
数及び回転方向を検出する検出装置と、前記制御軸に制
御出力を付与する制御出力発生装置と、前記検出装置に
より検出された入力軸又は回転軸の回転数及び回転方向
に応じて，前記無段変速機の出力軸からの出力が定格出
力に維持されるように，前記制御出力発生装置の制御出
力を制御する演算制御装置を備えたことを特徴とする往
復回転入力の変換出力装置。 - 【請求項４】 前記構成の遊星歯車変速機構を複数段設
け、前段の遊星歯車変速機構の出力軸を後段の遊星歯車
変速機構の入力軸に直接又は間接に連結して無段変速機
を構成したことを特徴とする請求項３に記載の往復回転
入力の変換出力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068375A JPH06280731A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 往復回転入力の変換出力方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068375A JPH06280731A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 往復回転入力の変換出力方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06280731A true JPH06280731A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=13371944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5068375A Pending JPH06280731A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 往復回転入力の変換出力方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06280731A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102410129A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-04-11 | 王战友 | 平置式双转自供磁水轮发电机 |
| CN102889162A (zh) * | 2011-07-21 | 2013-01-23 | 刘华栋 | 一种永磁半直驱式潮流发电装置 |
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