(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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に基づいて駆動されて発電する発電機と、
を備えた波力発電装置において、
前記振動体の質量に対して、質量を付加する付加質量体を備えていることを特徴とする波力発電装置。
【請求項２】
前記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、
前記変換機構を介して取り出された回転力により回転するとともに、前記発電機を駆動する回転体と、
を備え、
前記付加質量体は、前記回転体に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項３】
前記変換機構は、ボールネジ、又は、ラック・ピニオンとされていることを特徴とする請求項２に記載の波力発電装置。
【請求項４】
前記浮体の内部に、往復直線運動方向に沿ってガイドレールが設けられるとともに、このガイドレールと前記振動体との間にボールが設けられ、これらガイドレール、振動体およびボールにより直動ガイドが構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の波力発電装置。
【請求項５】
前記振動体と、前記発電機とを備え、該振動体の往復直線運動方向に軸線を有する電力取出機構を備え、
該電力取出機構は、その軸線が前記浮体の重心を通る鉛直軸線上に一致するように配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の波力発電装置。
【請求項６】
前記振動体と、前記発電機とを備え、該振動体の往復直線運動方向に軸線を有する電力取出機構を備え、
該電力取出機構は、その軸線が前記浮体の重心を通る鉛直軸線から変位させた位置に平行に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の波力発電装置。
【請求項７】
前記振動体と、前記発電機とを備え、該振動体の往復直線運動方向に軸線を有する電力取出機構を備え、
該電力取出機構は、その軸線が水平となるように配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の波力発電装置。
【請求項８】
前記振動体と、前記発電機とを備え、該振動体の往復直線運動方向に軸線を有する電力取出機構を備え、
該電力取出機構は、その軸線が鉛直方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の波力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５３５５６０号公報
【特許文献２】特表２００９−５１８５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１，２に開示されたものでは、波周期に合わせた質量およびバネを選定する必要がある。このとき、通常、波の周期は長周期であるため、バネ定数が低くなるように長さの長いバネを使用する必要がある。そのため、装置が大型化してしまうといった問題点があった。
【０００５】
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、バネ定数が高く、長さの短いバネを使用することができ、小型化を図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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
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に基づいて駆動されて発電する発電機とを備えた波力発電装置において、前記振動体の質量に対して、質量を付加する付加質量体を備えている。
【０００７】
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、周波数ｆｎを従来の波力発電装置と同じ値に設定した場合、バネ定数ｋを高くすることができる。これにより、バネを短くすることができ、波力発電装置を小型化することができる。
また、付加質量体の質量を適宜調整することにより振動体の質量を小さくすることができ、さらに波力発電装置を小型化することができる。
【０００８】
【数１】
0005627528.tif 000002
【０００９】
なお、本発明の発電機は、振動体の往復直線運動に基づいて駆動されて発電するものであればよく、発電機に伝達される駆動力は振動体から直接得てもよく（例えばリニア発電機）、あるいは間接的に他の機構を介して得ても良く、さらには、付加質量体を介して駆動力を得ても良い。
【００１０】
さらに、本発明の波力発電装置では、前記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、前記変換機構を介して取り出された回転力により回転するとともに、前記発電機を駆動する回転体とを備え、前記付加質量体は、前記回転体に取り付けられている。
【００１１】
変換機構によって振動体の往復直線運動を回転運動に変換し、この変換後の回転力によって回転体を回転させ、これにより発電機を駆動することとした。そして、回転体に対して付加質量体を取り付け、付加質量体の回転時の慣性モーメントを付加質量として利用することにより、付加質量効果を向上させることとした。
また、回転体に対して付加質量体を取り付け、付加質量体の回転時の慣性モーメントを付加質量として利用することとしたので、振動体に取り付けられたバネに対して付加質量の重量を直接作用させずに構成することができる。これにより、バネの自由長および撓みを小さくすることができ、より波力発電装置を小型化することができる。
【００１２】
上記波力発電装置において、変換機構としては、ボールネジ、又は、ラック・ピニオンが好適に用いられる。
【００１３】
さらに、本発明の波力発電装置では、前記浮体の内部に、往復直線運動方向に沿ってガイドレールが設けられるとともに、このガイドレールと前記振動体との間にボールが設けられ、これらガイドレール、振動体およびボールにより直動ガイドが構成されているとさらに好適である。
【００１４】
このような波力発電装置によれば、振動体が往復直線運動する際の抵抗（機械的損失）が低減されることになるので、発電効率をさらに向上させることができる。
【００１５】
さらに、本発明の波力発電装置では、前記振動体と、前記発電機とを備え、該振動体の往復直線運動方向に軸線を有する電力取出機構を備え、該電力取出機構は、その軸線が前記浮体の重心を通る鉛直軸線上に一致するように配置されていることを特徴とする。
【００１６】
電力取出機構の軸線を浮体の重心を通る鉛直軸線上に一致して配置することとしたので、浮体のヒーブ方向の運動を効率良く電力に変換することができる。
【００１７】
さらに、本発明の波力発電装置では、前記振動体と、前記発電機とを備え、該振動体の往復直線運動方向に軸線を有する電力取出機構を備え、該電力取出機構は、その軸線が前記浮体の重心を通る鉛直軸線から変位させた位置に平行に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
電力取出機構の軸線を、浮体の重心を通る鉛直軸線から変位させた（オフセットさせた）位置に平行に配置することとしたので、浮体のロール方向やピッチ方向の運動成分を効率直電力に変換することができる。
なお、電力取出機構は、複数とされ、略等間隔にて配置されていることが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明の波力発電装置では、前記振動体と、前記発電機とを備え、該振動体の往復直線運動方向に軸線を有する電力取出機構を備え、該電力取出機構は、その軸線が水平となるように配置されていることを特徴とする。
【００２０】
電力取出機構の軸線を、水平方向に配置することとしたので、浮体の水平方向の運動成分（ヨー、サージ、スウェイ）を効率直電力に変換することができる。
なお、電力取出機構は、複数とされ、略等間隔にて配置されていることが好ましい。
【００２１】
さらに、本発明の波力発電装置では、前記振動体と、前記発電機とを備え、該振動体の往復直線運動方向に軸線を有する電力取出機構を備え、該電力取出機構は、その軸線が鉛直方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とする。
【００２２】
電力取出機構の軸線を、鉛直軸線に対して傾斜して配置することとしたので、浮体のあらゆる方向の運動成分（ヒーブ、スウェイ、サージ、ロール、ピッチ、ヨー）を効率直電力に変換することができる。
なお、電力取出機構は、複数とされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る波力発電装置によれば、バネ定数が高く、長さの短いバネを使用することができ、装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る波力発電装置の概略構成を示した図である。
【図２】図１の浮体を含めた全体の振動系モデルを示した図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る波力発電装置を側方から見た断面図である。
【図４】図３の波力発電装置の概略構成を示した図である。
【図５】図３の浮体を含めた全体の振動系モデルを示した図である。
【図６】発電機をボールネジ軸の上下に設けた構成を示した断面斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る波力発電装置の変換機構の概略構成を示した縦断面図である。
【図８】図７の振動体ユニットを示した縦断面図である。
【図９】図７の変換機構を示した側断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の変形例を示した縦断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る波力発電装置の変換機構の概略構成を示した縦断面図である。
【図１２】図１１の電力取出機構を示した縦断面図である。
【図１３】図１１の波力発電装置を示した横断面図である。
【図１４】ヨー方向の運動を示した図である。
【図１５】図１１の波力発電装置の第１変形例を示した縦断面図である。
【図１６】図１１の波力発電装置の第２変形例を示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係る波力発電装置について説明する。
［第１実施形態］
図１には、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、水面７上に上部が露出して浮かぶ浮体２と、バネ４を介して浮体２内に取り付けられた振動体３と、振動体３に対して直接取り付けられた付加質量体６とを備えている。波力発電装置は、図示しないが、振動体３の往復直線運動に基づいて駆動されて発電する発電機を備えている。
【００２６】
振動体４は、質量mｍとされ、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。振動体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。また、浮体２と振動体３との間には、所定の減衰要素５が設けられている。減衰要素５は、振動モデルとして表現したものであり、例えば発電機の抵抗力が含まれる。
付加質量体６は、質量Δｍとされ、振動体３に対して直接取り付けられ、例えば取付け取り外しが可能となっている。また、波力の状況に応じて、異なる質量を有する付加質量体６に交換できるようになっていると好ましい。
【００２７】
このように、波力発電装置１は、波の振動が浮体２に入力されると、振動体３が適宜チューニングされた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。
【００２８】
図２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。
zm : 振動体の変位
zb : 浮体の変位
mm : 振動体の質量
mb : 浮体の質量
k : 浮体−振動体間バネ定数
kb : 浮力バネ定数
c : 浮体−振動体間の減衰定数
cb : 造波減衰定数
Δm : 付加質量
mba : 付加水質量
Ff : 波外力
【００２９】
図２に示した振動系全体の運動方程式は下式のように表される。
【数２】
0005627528.tif 000003
【００３０】
式（３）から式（２）は下式のように表される。
【数３】
0005627528.tif 000004
式（３）及び式（４）を整理すると、下式のようになる。
【数４】
0005627528.tif 000005
上式をマトリクス表示すると、下式のようになる。
【数５】
0005627528.tif 000006
ここで、
【数６】
0005627528.tif 000007
と置くと、下式となる。
【数７】
0005627528.tif 000008
【００３１】
このように、上式（６）及び式（７）からわかるように、付加質量体６の付加質量（Δｍ）は振動体３に付加される質量となる。これより、先に示した式（１）からわかるように、同じ固有振動数を得るとき、付加質量（Δｍ）を付加すれば、バネ定数を増加できる。すなわち、硬く短いばねを使うことができる。これにより、バネを短くすることができ、波力発電装置を小型化することができる。
また、付加質量体の質量Δｍを適宜調整することにより振動体の質量mｍを小さくすることができ、さらに波力発電装置を小型化することができる。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、付加質量Δｍを用いる点は第１実施形態と同様であるが、第１実施形態のように振動体３に対して付加質量体６を直接取り付けるのではなく、振動体によって回転する回転体に対して付加質量体を取り付ける点で相違する。
【００３３】
図３または図４の少なくともいずれかに示すように、本実施形態に係る波力発電装置１０は、浮体１１と、ケーシング（浮体）１２と、電力取出機構１３と、を備えている。
浮体１１は、例えば、縦（図３において紙面に垂直な方向に沿う長さ）５ｍ、横（図３において左右方向に沿う長さ）５ｍ、高さ（図３において上下方向に沿う長さ）２０ｍで、外観がおおよそ長方形状を呈する中空または中実の部材である。浮体１１の縦方向および横方向における中央部には、浮体１１の上面２１と下面２２とを連通して、その内部（内側）にケーシング１２の上端部（上半部）を収容する貫通穴２３が設けられている。貫通穴２３は、貫通穴２３の内部に収容されるケーシング１２の上端部と合致するようにして形成されている。
【００３４】
ケーシング１２は、中空円柱状（円筒状）または中空角柱状の部材であり、その上端部は貫通穴２３内に収容され、その内部には、電力取出機構１３が収容されている。また、ケーシング１２の上端に形成された開口は、（第１の）蓋体３１により閉塞され、ケーシング１２の下端に形成された開口は、（第２の）蓋体３２により閉塞されており、ケーシング１２の内部に、密閉空間Ｓが形成されている。
【００３５】
電力取出機構１３は、発電機４１と、ボールネジ軸（回転体：変換機構）４２と、ウェイト（振動体）４３と、バネ４４と、イナーシャディスク（付加質量体）４５と、を備えている。
発電機４１は、回転軸５１が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（電気エネルギー）を発生するものであり、（第１の）支持プレート（フレーム）５２を介してケーシング１２内に取り付けられている。
支持プレート５２は、外周面がケーシング１２の内周面と合致するようにして形成された板状の部材であり、その中央部には、板厚方向に貫通して発電機４１の回転軸５１が回転自在に挿通される貫通穴５３が形成されている。また、支持プレート５２は、ブラケット５４を介してケーシング１２の内周面に固定され、これにより、発電機４１はケーシング１２の上端部に位置する密閉空間Ｓ内に取り付けられている。
【００３６】
ボールネジ軸４２は、外周面に雄ネジ部６１が形成された棒状の部材であり、（第２の）支持プレート（フレーム）６２および（第３の）支持プレート（フレーム）６３を介してケーシング１２内に取り付けられている。ボールネジ軸４２の上端は、カップリング６４を介して発電機４１の回転軸５１の下端に結合され、ボールネジ軸４２の上端部は、（第１の）ベアリング６５を介して支持プレート６２に対して回転自在に軸受け支持され、ボールネジ軸４２の下端部は、（第２の）ベアリング６６を介して支持プレート６３に対して回転自在に軸受け支持されている。
また、ボールネジ軸４２の下端には、イナーシャディスク４５が取り付けられている（固定されている）。
【００３７】
上方の支持プレート６２は、外周面がケーシング１２の内周面と合致するようにして形成された板状の部材であり、その中央部には、ベアリング６５を収容する貫通穴６７が設けられている。また、支持プレート６２は、ブラケット６８を介してケーシング１２の上端部で、かつ、支持プレート５２の下方の位置に固定されている。
下方の支持プレート６３は、外周面がケーシング１２の内周面と合致するようにして形成された板状の部材であり、その中央部には、ベアリング６６を収容する貫通穴６９が設けられている。また、支持プレート６３は、ブラケット７０を介してケーシング１２の下端部に固定されている。
【００３８】
ウェイト４３は、ケーシング１２の長手方向（上下方向）に沿って、ケーシング１２の内周面に長手方向に延在して設けられたガイドレール（変換機構）８１に沿って、ボールネジ軸４２の軸周りに回転することなく、密閉空間Ｓ内を上下方向に振動する（往復直線運動する）とともに、質量ｍを有する振動体である。ウェイト４３とボールネジ軸４２との間（すなわち、ウェイト４３の内周縁部）には、図示しないボールが設けられており、これらウェイト４３、ボールネジ軸４２、およびボールによりボールネジ（変換機構）が構成されている。また、ウェイト４３とガイドレール８１との間（すなわち、ウェイト４３の外周縁部）には、ボールネジを構成するボールとは別のボール（図示せず）が設けられており、これらウェイト４３、ガイドレール８１、およびボールにより直動ガイド（変換機構）が構成されている。
【００３９】
バネ４４は、上端がウェイト４３の下面に取り付けられ（固定され）、下端が支持プレート６３の上面に取り付けられている（固定されている）。
イナーシャディスク４５は、ボールネジ軸４２の下端に取り付けられて、ボールネジ軸４２とともに回転する、質量Δｍを有する板状の部材であり、上面視（下面視）形状は、円形状または多角形状とされている。
【００４０】
ここで、バネ４４のバネ定数ｋ、ウェイト４３の質量ｍ、イナーシャディスク４５の質量Δｍは、先に示した下式（１）に代入されたときに、周波数ｆｎが０．１Ｈｚ〜０．５Ｈｚとなるように設定（決定）される。
【００４１】
なお、図３中の符号８２は、ウェイト４３の上方への移動を制限するストッパーを示している。
【００４２】
次に、第１実施形態の図２に倣って、本実施形態の振動系モデルを図５に示す。
同図において各記号は以下の通りである。
zm : 振動体の変位
zb : 浮体の変位
mm : 振動体の質量
mb : 浮体の質量
k : 浮体−振動体間バネ定数
kb : 浮力バネ定数
c : 浮体−振動体間の減衰定数
cb : 造波減衰定数
cf : 回転体部減衰定数
I : 回転体の慣性モーメント
mba : 付加水質量
Ff : 波外力
【００４３】
運動方程式は、下式のように表される。
【数８】
0005627528.tif 000009
【００４４】
ここでイナーシャディスクの回転角θは下式（１３）のように表されるので、式（１２）は下式（１４）のように変形できる。
【数９】
0005627528.tif 000010
【００４５】
そして、式（１４）を式（１１）に代入すると、下式となる。
【数１０】
0005627528.tif 000011
ここで、
【数１１】
0005627528.tif 000012
と置くと、下式となる。
【数１２】
0005627528.tif 000013
式（１５）を式（１０）に代入すると、下式となる。
【数１３】
0005627528.tif 000014
式（１６）を整理すると、下式となる。
【数１４】
0005627528.tif 000015
式（１５）の左辺および中辺を用いて整理すると、下式となる。
【数１５】
0005627528.tif 000016
式（１７）及び式（１８）を用いてマトリクス表示すると、下式のようになる。
【数１６】
0005627528.tif 000017
ここで、
【数１７】
0005627528.tif 000018
と置くと、下式となる。
【数１８】
0005627528.tif 000019
【００４６】
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。
本実施形態の波力発電装置１０によれば、式（１９）及び式（２０）からわかるように、付加質量（Δｍ）は振動体に付加される質量となる。これより、先に示した式（１）から分かるように、同じ固有振動数を得るとき、付加質量（Δm）を付加すれば、バネ定数を増加できる。すなわち、硬く短いバネ４４を使うことができる。これにより、波力発電装置１０を小型化することができる。
また、付加質量体の質量を適宜調整することにより振動体の質量を小さくすることができ、さらに波力発電装置を小型化することができる。
【００４７】
また、本実施形態に係る波力発電装置１０によれば、ボールネジ軸４２に取り付けられたイナーシャディスク４５によりボールネジ軸４２に慣性力が付与されることになるので、ボールネジ軸４２の慣性モーメントを大きくすることができ、付加質量効果を向上させることができる。
【００４８】
さらにまた、本実施形態に係る波力発電装置１０によれば、ウェイト４３とボールネジ軸４２との間にボールが設けられており、ウェイト４３が往復直線運動する際の抵抗（機械的損失）が低減されることになるので、発電効率をさらに向上させることができる。
【００４９】
さらにまた、ボールネジ軸４２に対してイナーシャディスク４５を取り付け、イナーシャディスクの回転時の慣性モーメントを付加質量として利用することとしたので、ウェイト４３に取り付けられたバネ４４に対してイナーシャディスク４５の重量を直接作用させずに構成することができる。これにより、バネ４４の自由長および撓みを小さくすることができ、より波力発電装置１０を小型化することができる。
【００５０】
さらにまた、本実施形態に係る波力発電装置１０によれば、ガイドレール８１とウェイト４３との間にボールが設けられおり、ウェイト４３が往復直線運動する際の抵抗（機械的損失）が低減されることになるので、発電効率をさらに向上させることができる。
【００５１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形・変更実施可能である。
【００５２】
例えば、図３に示した第２実施形態では、発電機４１がボールネジ軸４２の一端（上端）にのみ設けた構成としたが、図６に示すように発電機４１ａ，４１ｂをボールネジ軸４２の上下の両端に設けても良い。これにより、ボールネジ軸４１の回転方向が変わっても複雑な機構を要することなく発電機４１ａ，４１ｂを駆動することができる。
例えば、ウェイト４３が上方向に移動したときにボールネジ軸４２が時計回りに回転し、ウェイト４３が下方向に移動したときにボールネジ軸４２が反時計回りに回転する場合を想定する。この場合、上方の発電機４１ａはワンウェイクラッチを介して時計回りにのみ回転駆動され発電する構成とし、下方の発電機４１ｂはワンウェイクラッチを介して反時計回りにのみ回転駆動され発電する構成とする。この様な構成を採用することにより、ウェイト４３が上方向に移動する際は上方の発電機４１ａが発電し、ウェイト４３が下方向に移動する際は下方の発電機４１ｂが発電することになり、往復直線運動を行うウェイト４３が移動しているときは常にいずれかの発電機４１ａ，４１ｂで発電することができる。
【００５３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図７〜図９を用いて説明する。
上述した第２実施形態では、ウェイト４３が上下方向に往復直線運動し、ボールネジ軸４２が回転する変換機構を一具体例として挙げて説明したが、本実施形態は、他の変換機構を採用したものであり、ラックとピニオンを用いたものである。なお、浮体の振動に応じてウェイト（振動体）が往復直線運動を行い発電するという構成は上述した実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００５４】
図７に示すように、ケーシング１２内には、上下方向に延在するラック７２が設けられている。ラック７２は、ケーシング１２に対して固定されている。
ラック７２の両側には、振動体となる振動体ユニット７４を上下方向にガイドするガイドレール７６が設けられている。各ガイドレール７６は、ケーシング１２に対して固定されている。ガイドレール７６と振動体ユニット７４との間にはボール（図示せず）が設けられており、振動体ユニット７４が往復直線運動する際の抵抗（機械的損失）を低減するようになっている。
【００５５】
振動体ユニット７４は、バネ４４によって下方から支持されている。バネ４４の上端は振動体ユニット７４の下面に固定され、バネ４４の下端はケーシング１２の下端に固定されている。振動体ユニット７４は、図８に示されているように、筐体７５内に、第２実施形態と同様に、発電機４１、ウェイト４３及びイナーシャディスク（付加質量体）４５を備えている。
ウェイト４３は、筐体７５の底部に固定されている。ウェイト４３の質量は、実海域の波周期に応じて適宜調整されている。なお、ウェイト４３の設置位置は筐体７５に対して取り付けられていれば良く、その設置位置は問わない。また、筐体７５の質量を調整することによってウェイト４３を省略しても良い。
【００５６】
発電機４１及びイナーシャディスク４５は、水平方向に延在する回転軸（回転体）７７に固定されている。回転軸７７は、一端（同図において左端）がラジアル軸受７９を介して筐体７５に固定されている。発電機４１は、回転軸７７の他端（同図において右端）にて筐体７５側に固定されている。回転軸７７には、ピニオン７８が固定されており、ピニオン７８によって回転軸７７が回転するようになっている。ピニオン７８は、図９に示されているように、ラック７６に対して噛合しており、ラック７６との上下方向の相対変位に応じて回転するようになっている。
【００５７】
このように、本実施形態によれば、ラック・ピニオンによる構成によって振動体の往復直線運動から電力を取り出すことができる。
なお、図１０に示すように、本実施形態を変更することができる。同図に示すように、ラック７２ａ，７２ｂを左右に２本設け、それぞれのラック７２ａ，７２ｂに対してピニオン７８ａ，７８ｂを噛合させる。ピニオン７８ａ，７８ｂは、１本の回転軸７７に取り付けられており、回転軸７７によって中央の発電機４１が発電するようになっている。
【００５８】
なお、本発明は、第２実施形態や第３実施形態のように、ボールネジやラック・ピニオンによって往復直線運動を回転運動に変換して発電を行うものに限定されるものではなく、振動体（ウェイト）の往復直線運動に基づいて駆動されて発電するものであればよい。例えば、発電機に伝達される駆動力は振動体から直接得てもよく（例えばリニア発電機）、あるいは間接的に他の機構を介して得ても良く、さらには、付加質量体を介して駆動力を得ても良い。
【００５９】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図１１〜図１４を用いて説明する。
本実施形態は、上述した各実施形態のように鉛直方向のヒーブ運動だけでなく、他の方向（ロール、ピッチ、サージ、スウェイ）の運動をも利用することができるものである。なお、浮体の振動に応じてウェイト（振動体）が往復直線運動を行い発電するという構成は上述した実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００６０】
図１１に示されているように、浮体１１’内に、複数の電力取出機構１３が固定設置されている。電力取出機構１３は、その拡大図が図１２に示されているように、図３を用いて説明した第２実施形態の電力取出機構１３と同様の構成となっている。ただし、本実施形態では、電力取出機構１３のケーシング１２は第２実施形態のように浮体となっているのではなく、浮体１１’内に収納された容器となっている。
電力取出機構１３は、第２実施形態と同様に、発電機４１、ボールネジ軸４２、ウェイト４３及びイナーシャディスク４５といった主たる構成を備えている。
浮体１１’は、図１３に示されているように、円筒形の横断面を有する容器となっている。浮体１１’内の外周に沿って略等間隔にて電力取出機構１３が設置されている。電力取出機構１３は鉛直方向に向けて設置されており、ウェイト４３の上下方向の往復直線運動によって電力が取り出される。
【００６１】
このように、本実施形態では、電力取出機構１３を浮体１１’の重心を通る鉛直軸線Ｌ１からオフセットさせた位置に配置するようになっている。したがって、浮体１１’が動揺した際におけるヒーブ（鉛直軸線Ｌ１方向）だけでなく、鉛直軸線Ｌ１に直交する軸線回りの運動成分であるロールやピッチによっても、電力取出機構１３内のウェイト４３を振動させることができる。これにより、波のエネルギーを効率良く運動エネルギーに変換して発電を行うことができる。
【００６２】
また、図１４に示したような鉛直軸線Ｌ１回りのヨーを利用するために、図１５に示したように、軸線方向を水平にして寝かせた状態で電力取出機構１３’を配置しても良い。さらには、図１６に示したように、電力取出機構１３”の軸線を傾斜させた状態で配置して、あらゆる方向（ヒーブ、スウェイ、サージ、ロール、ピッチ、ヨー）の運動成分を取り出すことができるようにしても良い。
【００６３】
上述のように、本実施形態によれば、第１実施形態〜第３実施形態のようにウェイト（振動体）３，４３が上下方向に往復直線運動する場合に限らず、浮体１１’の重心を通る鉛直軸線Ｌ１からオフセットさせた位置に電力変換機構１３を配置してロールやピッチといった運動成分を利用できるようにしたので、波のエネルギーを効率良く運動エネルギーに変換して発電を行うことができる。また、電力変換機構１３’を水平方向に設置してウェイト４３を水平方向に往復直線運動させる構成や、電力変換機構１３”を鉛直方向に対して傾斜させ、ウェイト４３を傾斜方向に往復直線運動させる構成をも採用することとしたので、波のエネルギーを更に効率良く運動エネルギーに変換して発電を行うことができる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１０  波力発電装置
２，１１，１１’  浮体
３  振動体
４、４４  バネ
６  付加質量体
７  水面
１２  ケーシング（浮体）
１３，１３’，１３”  電力取出機構
４１  発電機
４２  ボールネジ軸（回転体：変換機構）
４３  ウェイト（振動体：変換機構）
４５  イナーシャディスク（付加質量体）
７２  ラック
７４  振動体ユニット（振動体）
７６，８１  ガイドレール（変換機構）
７７  回転軸（回転体）
７８  ピニオン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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