特許 5721735 波から電力を取り出す装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5721735

(24)【登録日】2015年4月3日

(45)【発行日】2015年5月20日

(54)【発明の名称】波から電力を取り出す装置

(51)【国際特許分類】

   F03B 13/16 20060101AFI20150430BHJP

【ＦＩ】

   F03B13/16

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-539415(P2012-539415)

(86)(22)【出願日】2010年11月22日

(65)【公表番号】特表2013-511648(P2013-511648A)

(43)【公表日】2013年4月4日

(86)【国際出願番号】GB2010051934

(87)【国際公開番号】WO2011061546

(87)【国際公開日】20110526

【審査請求日】2013年11月18日

(31)【優先権主張番号】0920310.0

(32)【優先日】2009年11月20日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】511001781

【氏名又は名称】ペラミス ウェーブ パワー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＰＥＬＡＭＩＳ ＷＡＶＥ ＰＯＷＥＲ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100160772

【弁理士】

【氏名又は名称】大串 賢

(74)【代理人】

【識別番号】100156867

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 欣浩

(72)【発明者】

【氏名】リチャード ウィリアム イェム

(72)【発明者】

【氏名】ロス マッケイ ヘンダーソン

【審査官】 山本 崇昭

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００２−５２５４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１１２５９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 英国特許出願公開第２４３３５５３（ＧＢ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第２３６３４３１（ＧＢ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０３Ｂ １３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

波から電力を取り出す装置であって、
少なくとも一対の浮遊式ボディ部材であって、第１および第２の非平行な回転軸線の周りでの、該ボディ部材間の相対回転を可能にする連結器によって相互に連結されたボディ部材と、
第１のボディ部材に連結された第１端部と、第２のボディ部材に連結された第２端部とを有し、前記ボディ部材間の相対回転に抵抗して、該相対回転から電力を取り出す第１および第２の電力取り出し構成要素対を有する電力取り出しシステムと
を備え、
前記第１および第２の電力取り出し構成要素対は、それぞれ前記第１回転軸線のいずれか一方側に配置されるとともに、前記第２回転軸線に対して対称であり、前記第１の電力取り出し構成要素対の間の横方向距離は、前記第２の電力取り出し構成要素対の間の横方向距離よりも小さい装置。

【請求項2】

請求項１に記載の装置であって、各電力取り出し構成要素が、ピストンロッドおよびシリンダを有する油圧ラムアセンブリを備え、前記シリンダが前記第１ボディ部材に連結され、前記ピストンロッドが前記第２ボディ部材に連結される装置。

【請求項3】

請求項２に記載の装置であって、各ボディ部材が長手方向の軸線を有し、前記シリンダおよび前記ピストンロッドが、それらのそれぞれのボディ部材に連結されて、前記シリンダと前記第１ボディ部材との間および、前記ピストンロッドと前記第２ボディ部材との間の相対的な軸線方向の運動が防止される装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置であって、
複数のボディ部材であって、隣接して対をなすボディ部材のそれぞれが、２つの非平行な回転軸線の周りでの、該ボディ部材の間の相対回転を可能にする連結器によって相互に連結されるボディ部材と、
各連結器のための電力取り出しシステムと
をさらに備える装置。

【請求項5】

請求項４に記載の装置であって、連結されて対をなす前記ボディ部材がそれぞれ、前部ボディ部材および後部ボディ部材を備え、前記電力取り出しシステムが、連結されて対をなす前記前部ボディ部材のそれぞれに設置される装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置であって、前記連結器が、一対のボディ部材の間に配置されたプレート部材を備え、該プレート部材が、前記第１回転軸線の周りで回転可能に前記第１ボディ部材に連結されるとともに、前記第１回転軸線に対してほぼ垂直な前記第２回転軸線の周りで回転可能に前記第２ボディ部材に連結される装置。

【請求項7】

請求項６に記載の装置であって、前記プレート部材が開口部を含み、前記装置は、該開口部を通って前記ボディ部材に連結する少なくとも一つのケーブル導管をさらに備える装置。

【請求項8】

請求項７に記載の装置であって、前記開口部が、前記装置の長手方向の軸線と同軸である装置。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置であって、前記取り出し構成要素または各取り出し構成要素の前記第１および第２端部の各々が、その個々のボディ部材に連結され、前記第１および第２端部の各々が、第３および第４回転軸線の周りで、それらの個々のボディ部材に対して回転することができる装置。

【請求項10】

請求項９に記載の装置であって、前記第３回転軸線が、前記第２回転軸線にほぼ直交しており、前記電力取り出し構成要素の各々の前記第２端部が、前記第３回転軸線の周りで、前記第２ボディ部材に枢動可能に連結される装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、波から電力を取り出すための改良された装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

海洋波は重大なエネルギー資源である。これらの波からエネルギーを取り出すために、海波エネルギー変換装置などの装置を使うことが知られている。同出願人による特許文献１では、海洋波から電力を取り出す装置および方法について記載されている。この設計では、装置が多数の浮遊式円筒ボディ部材を備え、これらの部材が各々の端部で連結されて、連接鎖状構造を形成している。隣接する、対をなす円筒部材のそれぞれは連結部材によって直接連結されており、それにより、単一の回転軸線または、相互に直交する２つの回転軸線のいずれかの周りでの、円筒部材の相対回転を可能にする。

【0003】

同出願人による特許文献２にも、 対をなすボディ部材のそれぞれの間での連結をもたらす別個のリンクユニットを有する波エネルギー変換装置について記載されている。このリンクユニットによって、該ユニット内に電力取り出し手段を収納した状態で、該ユニットのいずれかの端部における相対回転が可能となる。リンクユニットは、該ユニットと第１ボディ部材との間の第１回転軸線の周りでの相対回転および、該ユニットと第２ボディ部材との間の第２回転軸線の周りでの相対回転が可能となるように配置されている。第１軸線と第２軸線は直交している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第００／１７５１９号

【特許文献2】国際公開第２００４／０８８１２９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

これらの従来のいずれの提案においても、使用される電力取り出し手段は、複数の油圧ラムアセンブリおよび油圧回路を備える。連結部材またはリンクユニットにより２つの自由度（すなわち、２つの相互に直交する回転軸線）を有する接合部を与える実施形態では、各ラムの一端部が電力回路に連結され、他端部が連結部材またはリンクユニットに連結されている。従って、各ラムは、接合部で単一の回転軸線だけを横切っている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、波から電力を取り出す装置が提供される。該装置は、
少なくとも一対の浮遊式ボディ部材であって、該ボディ部材間の第１および第２の非平行な回転軸線の周りでの相対回転を可能にする連結器によって相互に連結されたボディ部材と、
第１のボディ部材に連結された第１端部、および、第２のボディ部材に連結された第２端部を有し、前記ボディ部材間の相対回転に抵抗して、該相対回転から電力を取り出す第１および第２の電力取り出し構成要素対を有する電力取り出しシステムとを備え、
前記第１および第２の電力取り出し構成要素対は、それぞれ前記第１回転軸線のいずれか一方側に配置されるとともに、前記第２回転軸線に対して対称であり、前記第１の電力取り出し構成要素対の間の横方向距離は、前記第２の電力取り出し構成要素対の間の横方向距離よりも小さい。

【0007】

各電力取り出し構成要素は、ピストンロッドおよびシリンダを有する油圧ラムアセンブリを備えることができ、この場合、シリンダは第１ボディ部材に連結され、ピストンロッドは第２ボディ部材に連結される。各ボディ部材は長手方向の軸線を有し、また、シリンダおよびピストンロッドはそれぞれのボディ部材に連結され、それにより、シリンダと第１ボディ部材との間および、ピストンロッドと第２ボディ部材との間の相対的な軸線方向の運動が防止されてもよい。

【0008】

あるいは、電力取り出し構成要素をリニアモータとすることもできる。

【0009】

電力取り出しシステムは複数の電力取り出し構成要素を備えることができ、ここでは、各構成要素が、 第１ボディ部材に連結された第１端部と、第２ボディ部材に連結された第２端部とを有する。

【0011】

装置は、複数のボディ部材であって、隣接して対をなすボディ部材のそれぞれが、ボディ部材間の２つの非平行な回転軸線の周りでの相対回転を可能にする連結器によって相互に連結された複数のボディ部材と、各連結器用の電力取り出しシステムとをさらに備えることができる。

【0012】

連結された対をなすボディ部材のそれぞれは、前部ボディ部材と後部ボディ部材とを備え、電力取り出しシステムは、連結された対のうちの前部ボディ部材の各々に設置することができる。

【0013】

連結器は一対のボディ部材の間に設置されるプレート部材を備えることができ、該プレート部材は、第１回転軸線の周りで回転可能に第１ボディ部材に連結されるとともに、第１回転軸線に対してほぼ垂直な第２回転軸線の周りで回転可能に第２ボディ部材に連結されている。

【0014】

プレート部材は開口部を含むことができ、そして装置は、該開口部を通ってボディ部材を連結する少なくとも一つのケーブル導管をさらに備えることができる。開口部は、装置の長手方向の軸線と同軸とすることができる。

【0015】

プレート部材は、個々の回転軸線上に配置する一つまたは複数のピボットピンによって、それぞれの対をなすボディ部材に連結することができる。

【0016】

該取り出し構成要素または各取り出し構成要素の第１端部および第２端部の各々は、それぞれのボディ部材に連結することができ、それにより、第１および第２端部の各々が、第３および第４回転軸線のそれぞれの周りで各ボディ部材に対して回転することができる。

【0017】

第３回転軸線は、第２回転軸線に対して実質的に直交するものとすることができ、該電力取り出し構成要素または各々の電力取り出し構成要素の第２端部は、第３回転軸線の周りで第２ボディ部材に枢動可能に連結することができる。

【0018】

個々のボディ部材と連結器との間の連結器は、保護ベローズによって被覆することができる。

【0019】

以下、本発明の好適な実施形態を、単に例示を目的として、添付の図面を参照しながら説明する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】波から電力を取り出す装置の側面図である。

【図2】図１の装置の２つのボディ部材間の接合部の斜視図である。

【図3】図２に示す接合部の拡大図である。

【図4】図２に示す接合部の拡大図である。

【図5】ボディ部材のうちの一つの端面図である。

【図6】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、先行技術の装置と本発明との対比における電力取り出し構成要素の相対位置、および、その結果として各装置で利用可能なモーメント包絡線にもたらされる変化を示す。

【図7】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、先行技術の装置と本発明との対比における電力取り出し構成要素の相対位置、および、その結果として各装置で利用可能なモーメント包絡線にもたらされる変化を示す。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１を参照すると、波から電力を取り出す装置が示されている。一般に１０で表される装置は、２つ以上の浮遊式ボディ部材１２Ａ〜Ｅを備え、これらは２つの自由度を有する連結器１４によって相互に連結されている。すなわち、各連結器１４は、隣接する一対のボディ部材１２Ａ〜Ｅの、二本の回転軸線の周りでの相対回転を可能にするものであり、それらの回転軸線は、非平行で、好適にはほぼ直交する。少なくとも一つの電力取り出し構成要素１６は、隣接する一対のボディ部材１２Ａ〜Ｅ間の各連結器１４を横切って連結されている。電力取り出し構成要素１６は、ボディ部材１２Ａ〜Ｅ間の相対運動に抵抗し、そこから電力を取り出す。以下に詳細をさらに説明する。

【0022】

ボディ部材１２Ａ〜Ｅは、装置の流体力学的特性に影響を与えるために、特定の方法で形成することができる。例えば、各ボディ部材１２Ａ〜Ｅは、装置１０の長手方向の軸線に沿う方向の減衰を増大させるために、長手方向に突出した後面１３を有することができ、この一方で、前部ボディ部材１２Ａは、危険な海の抗力を最小限にするために、円錐状のノーズ１１を有するものとすることができる。

【0023】

図２に、隣接するボディ部材１２Ａと１２Ｂとの間の接合部をより詳細に示す。連結器１４は、２つのボディ部材１２Ａと１２Ｂとの間に設置され、対をなす第１および第２の連結部２２，２４によってボディ部材１２Ａ，１２Ｂに回転可能に連結されたプレート部材２０を備える。第１および第２の連結部２２，２４は、第１および第２の回転軸線Ａ，Ｂに沿う、プレート２０とボディ部材１２Ａ，１２Ｂとの間の相対回転をそれぞれ可能にするものである。回転軸線Ａ，Ｂは、好ましくは直交するものとする。各連結部２２，２４は、保護ベローズ４０によって覆われている。

【0024】

図２には、より詳細な電力取り出し構成要素１６をも示されている。これらの構成要素１６は、好ましくは、図示のような油圧ラムである。ラムシリンダ１７を組み込んだラムの第１端部は、第１ボディ部材１２Ａの後部に取り付けられており、第１ボディ部材１２Ａ内に収納された電力取り出しシステムまたは回路（図示せず）に連結されている。ラムシリンダ１７は、ボディ部材１２Ａの長手方向の軸線の２つの平行線の間での軸線方向の相対運動が生じないように、第１ボディ部材１２Ａに連結されている。ラムピストンロッド１８を組み込んだラムの、反対側の第２端部は、第２ボディ部材１２Ｂの前部に取り付けられている。ピストンロッド１８は、ボディ部材１２Ｂの長手方向の軸線の２つの平行線の間での軸線方向の相対運動が生じないように、第２ボディ部材１２Ｂに連結されている。それにより、第１および第２のボディ部材１２Ａ，１２Ｂ間の相対回転によってピストンロッド１８および関連するピストン（図示せず）がラムシリンダ１７内でスライドし、このことが、取り出しシステムとシリンダ１７との間での油圧油の流動を引き起こす。図示の好適な実施形態では、４つの取り出し構成要素１６が２つのボディ部材１２Ａと１２Ｂとの間に連結されている。もっとも図２では、そのうちの１つは隠れている。図２では、ラム連結部およびピストンは保護ベローズによって覆われていることに留意されたい。

【0025】

ここでは、第１ボディ部材１２Ａに収納されている電力取り出しシステムについての、より詳細な説明はしないが、本発明での使用に適したシステムは、同出願人によるＷＯ００／１７５１９およびＷＯ２００４／０８８１２９に記載されている。

【0026】

図３に、説明のために油圧ラムを取り除いた連結器１４をより詳細に示す。ここでは、プレート２０を貫通して延びる開口部３０を見ることができる。この開口部３０は、好適にはボディ部材１２Ａおよび１２Ｂの長手方向の軸線と同軸で、第１ボディ部材１２Ａから第２ボディ部材１２Ｂへのケーブルおよび連結部を支持する一つまたは複数の導管（図示せず）を支えるように適合されている。ボディ部材１２Ａおよび１２Ｂの長手方向の軸線と同軸である場合、開口部３０により、開口部に収納されている導管およびケーブルに加えられる応力および歪みの量が低減される。というのも、導管およびケーブルは、相対運動が最小限に抑えられる、装置の中立軸線上に位置するからである。

【0027】

また図３では、連結部２２をより詳細に示すため、保護ベローズ４０のうちの一つを第１連結部２２から取り除いている。連結部２２は、第１ボディ部材１２Ａの後部から装置の長手方向の軸線にほぼ平行に突出する突起５０を備える。突起５０の反対側から半径方向に外側に延びているのは一対のピボットピン５２であり、これは、上述したような第１回転軸線Ａを画定する。連結部２２はまた、内部にピボットピン５２が位置するプレート２０内に収納されたベアリングアセンブリ（図示せず）も備える。それ故に、対をなす第１接続部２２により、ボディ部材１２Ａおよびプレート２０は、軸線Ａの周りで相互に旋回することができる。対をなす第２連結部２４は、実質的に同様に形成されているが、この場合、突起は第２ボディ部材１２Ｂの前部から突出している。しかしながら、第２連結部２４のピボットピンは、それの突起から半径方向に突出しており、好ましくは、第２連結部２４のピボットピンを、第１連結部２２のピンのそれに対して垂直な方向に突出させる。それ故に、第２ボディ部材１２Ｂから延びるピンは第２回転軸線Ｂを画定し、好ましくは、第２回転軸線Ｂは、第１回転軸線Ａに対してほぼ垂直である。対をなす第２連結部２４により、ボディ部材１２Ｂおよびプレート２０は、軸線Ｂの周りで相互に旋回することが可能になる。

【0028】

図４では油圧ラムを再度示し、油圧ラムが第２ボディ部材１２Ｂにどのように取り付けられているのかについて示している。ここでもまた、保護ベローズ６０は一般には取り付け具の上に位置しているが、図４では、そのうちの一つを説明のために取り除いている。ピストンロッド１８の自由端に固定されているのはクレビスフォーク６５であり、これはロッド１８から長手方向に延びるほぼ平行な２つのフランジ７０、７２を有する。各フランジ７０、７２は、ピボットリンク部材を支えるように適合された開口部を含む。ピボットリンク部材は、一体形成されて実質的に垂直な２つのピボットピンからなる略十字形の部材である。参照しやすいように、本明細書では、リンクのピンを「垂直な」および「水平な」ピンと呼ぶが、ピンそれ自体は、装置の使用時に必ずしも垂直および水平に配向されていないことに留意されたい。

【0029】

リンク部材の垂直ピンの端部は、フォーク６５のフランジ７０または７２のいずれかの開口部に位置する。これらは、ベアリングアセンブリ７４（図４では上部アセンブリのみが見える）によって回転可能に支持される。リンク部材の水平ピンの端部は、第２ボディ部材１２Ｂに連結され、対をなす第２ベアリングアセンブリ７６によって回転可能に支持されている。それにより、ピストンロッド１８の自由端は、上述したように、第２ボディ部材１２Ｂに対して軸線方向に固定されているが、リンク部材の垂直ピンおよび水平ピンによって画定される２つの回転軸線Ｃ，Ｄの周りの、第２ボディ部材１２Ｂに対する回転を受けることができる。図示していないが、各ラムアセンブリのシリンダ１７は、ボールジョイントによって第１ボディ部材１２Ａに取り付けられている。このボールジョイントは、シリンダ１７を第１ボディ部材１２Ａに対して軸線方向に固定するが、この一方で、ピストンロッド１８の端部で、リンク部材のピンによって画定された軸線Ｃ、Ｄに平行な軸線の周りの、シリンダ１７と第１ボディ部材１２Ａとの間の相対回転を可能にする。横揺れ(roll)を防ぐために、ボールジョイントは、シリンダ１７および第１ボディ部材１２Ａが可能な、ラムの長手方向の軸線の周りでの相対回転運動を制限されている。

【0030】

図２および図４の両方を参照すると、第２ボディ部材１２Ｂは、回転軸線ＢおよびＤのそれぞれの周りで、プレート２０およびピストンロッド１８に対して回転可能であることが解かる。軸線ＣおよびＤは軸線ＢおよびＡに対してそれぞれほぼ平行であり、それ故、軸線ＢとＤは直交する。第２ボディ部材１２Ｂとピストンロッド１８とを、軸線Ｂに直交する軸線Ｄの周りで連結することは、連結器１４の結合角度によって生じる、隣接するボディ部材１２間の相対的なねじれが大幅に低減されることを意味する。クレビスフォーク装置６５によってピストンロッド１８の端部にもたらされる相対的な捩れは、第２ボディ部材１２Ｂとプレート２０との間の連結部２４に特定の角度結合によってもたらされる捩れとは反対方向である。よって各ラムのシリンダ１７とピストンロッド１８との間の相対的な捩れは大幅に低減され、結果的に取り出し構成要素１６の保護ベローズの疲労が低減される。

【0031】

図５は、プレート２０および連結部２２、２４が所定の位置にある第１ボディ部材１２Ａの後部の端面図である。ラムは、ここでも説明のために取り除いてある。図５に、上述のほぼ垂直な第１および第２回転軸線Ａ，Ｂおよび、垂直線Ｖに対して各ボディ部材１２Ａ〜Ｅに適用されるロールバイアス角度を示す。ロールバイアス角度φは、装置を係留(mooring)またはバラストする(ballasting)ことによって達成され、装置が波力に応じて受けるうねりおよび揺れ運動間の結合を生じさせるために利用される。該装置には、ロールバイアス角度φを必要に応じて変化させることが可能な、能動的または受動的なバラストシステムを任意選択で設けることができる。本明細書では、このようなバラストシステムについて詳細には説明しないが、本発明の装置に組み入れることのできるシステムは、ＷＯ００／１７５１９に開示されている。

【0032】

ロールバイアス角度の変化は、連動する自励応答(the coupled, self excited response)の強さに影響を与える。それ故、バラストシステムは、係留システムとともに使用することで、全体的なロールバイアス角度を変えることができる。ロールバイアス角度は、対象周波数の近傍でのコンバータの最大連動応答を実現するように選択される。ロールバイアス角度の選択に影響を与える基準には、装置の長さおよび直径、装置が配置される場所での平均波周期ならびに、接合部に適用される電力取り出し構成要素の特性が含まれる。

【0033】

図５はまた、第１ボディ部材１２Ａのラム取り付け部８０の位置による、電力取り出し構成要素の好適な位置を示している。取り出し構成要素は、第１回転軸線Ａの上方に配置されて、取り付け部８０ａおよび８０ｂの位置で示される第１すなわち「上部」の一対の構成要素を含む複数の対（ペア）に分けられる。第２、すなわち「下部」の一対の構成要素は、取り付け部８０ｃおよび８０ｄの位置で示されているように、第１回転軸線Ａの下方に位置する。取り付け部８０の位置からわかるように、それぞれの取り出し構成要素対は、第２回転軸線Ｂに対して対称である。言い換えれば、取り付け部８０ａ，８０ｃの位置とそれらの関連構成要素とは、軸線Ｂの反対側の取り付け部８０ｂおよび８０ｄならびにそれらの関連構成要素とミラー配置されている。上部の取り出し構成要素対は、下部の構成要素対よりも互いに接近して配置されている。このことは、図５に、第１回転軸線Ａに平行な線に沿う、上部取り付け部８０ａ，８０ｂのそれぞれの中心点間の横方向距離ｄ１を、第１回転軸線Ａに平行な線に沿う、下部取り付け部８０ｃ，８０ｄのそれぞれの中心点間の横方向距離ｄ２よりも小さくすることにより示されている。

【0034】

電力の最適な回収のため、電力取り出しシステムは、連結された対をなすボディ部材のそれぞれからの波ごとの入力電力における適切な平滑化をもたらすようなサイズの油圧アキュムレータを含むことが好ましい。取り出し構成要素は、パイロットアウトレットバルブを介して油圧アキュムレータに高圧油を直接送り込む。高圧油はその後、パイロットバルブを介して可変排気量油圧モータに流出される。この可変排気量油圧モータは、グリッドに直接連結される発電機を駆動するものである。それにより、隣接するボディ部材の相対運動を電気に変換することで、電力は装置から直接取り出される。

【0035】

従って、隣接する接合部に与えられる相対減衰は、ロールバイアス角度(φ)の選択とともに、ある海の状態からの最大電力の吸収を可能にする同調可能な擬似共振応答(tunable pseudo-resonant response)をモデル化することがわかる。差動抑制(differential restraint)の強さを制御することによって利得制御を与え、この利得制御は、小さな波では、変換装置の効率および変換装置によって取り出される電力を最大限にするとともに、大きな波では、応答を制限することによって変換装置の生存性(survivability)を向上させるように設定することができる。

【0036】

取り出し構成要素によって接合部の周りに与えることのできる最大モーメントは、与えられるモーメントの方向によって変化する。最大モーメントを方向関数として描くと、接合部における２つの自由角度に関するモーメント包絡線となる。図６（ｂ）は、当該技術分野において既知で図６（ａ）に概略的に示されるように、第１取り出し構成要素対１６ａ，１６ｂと、第２取り出し構成要素対１６ｃ，１６ｄとを直交軸線上に配置することによって得られるモーメント包絡線の通常の形状を示している。原点は、静止時における装置の長手方向の軸線を表す。ロールバイアス角度φが示されている。結果は図６（ｂ）に示すような長方形のモーメント包絡線となり、このような結果は、複数のアクチュエータが力の範囲内で等しく、かつ、長手方向の軸線から半径方向に等距離で設置されている場合には正方形となる。

【0037】

図７（ａ）および７（ｂ）は、本発明が、応用するためにより適したモーメント包絡線をどのようにして作成することができるのかを示している。第２構成要素対１６ｃ，１６ｄに対する第１構成要素対１６ａ，１６ｂの好適な位置を再度、図７（ａ）に概略的に示す。図７（ｂ）に示す結果的なモーメント包絡線は、アクチュエータが完全に同じであるにもかかわらず、ある方向において、装置は、他の方向よりもモーメントの大きな範囲をもたらすことができることを示している。

【0038】

図６（ａ）および６（ｂ）に示す既知の装置において、図７（ｂ）に示す修正モーメント包絡線を得るには、取り出し構成要素のうちの少なくともいくつかを、異なるサイズのものに置き換える必要がある。あるいは、構成要素のうちの一個または複数個を再配置して、修正されたモーメント包絡線を実現してもよい。しかしながら、図６（ａ）に示す既知の装置における各構成要素は、本発明における第１ボディ部材と第２ボディ部材との間に直接連結されているのではなく、ボディ部材と連結器との間に連結されている。このことは、既知の装置では、各組の構成要素を周方向に再配置することができないことを意味する。というのも、それらは、図６（ａ）に示すように、直交して配置された状態を維持されなければならないからである。よって、唯一の選択肢は、取り出し構成要素のうちのいくつかを、装置の長手方向の軸線に対してより近い半径方向距離で再配置することである。しかしながら、いくつかの構成要素をこのように再配置すると、装置の構造的な効率を下げることになる。というのも、取り出し構成要素の移動範囲を最大限にするために、理想的には、構成要素が長手方向の軸線に対して最も遠い半径方向の位置に残存していなければならないからである。

【0039】

本発明の装置は、隣接するボディ部材間の、２つの自由度を有する連結器と、該連結器を横切って、隣接するボディ部材に直接連結される電力取り出し構成要素とを提供する。その結果、取り出し構成要素は、装置の長手方向の軸線の周りにおける任意の周方向位置に配置することができる。それにより、異なるサイズの取り出し構成要素を用いる必要なしに、また、結果として生じる効率の低下に伴う、長手方向の軸線に対する特定の取り出し構成要素の半径方向距離の減少なしに、取り出し構成要素を、接合部の運動のある方向において、より大きな結合モーメントアプリケーションがもたらされるように配置することができる。同じサイズの取り出し構成要素を使用することは、時間と製造費の双方に利点がある。というのも、それぞれの取り出し構成要素で工具が同じになるからである。上述したように、構成要素が、装置の長手方向の軸線または中立軸線からできるだけ離れた半径方向距離を保つことを可能にすることにより、装置の構造的な効率の低下がないことが保証される。

【0040】

各構成要素の第１および第２端部を、中間連結器に連結せずに、各接合部を横切るように個々のボディ部材に直接連結することにより、本発明の装置が、各接合部の片側に、電力取り出しシステムの構成部品の全てを備えるものとすることができる。これはすなわち、それらを相互に極めて近接して設置することができるため、取り出し構成要素から取り出しシステムへのエネルギーロスをより小さくできることを意味する。またこのことは、取り出しシステムの構成部品を、各結合器のいずれかの側面に位置させるのではなく、各ボディ部材にモジュールとして組み付けたり、据え付けたりすることができることを意味する。

【0041】

好適な電力取り出しシステムは、取り出し構成要素として油圧ラムを使用した油圧システムであるが、本発明はこの特定の構成に限定されるものではない。例えば、取り出し構成要素を代替的にリニアモータとし、そのような取り出しシステムが、前記リニアモータに直接連結される一つまたは複数の発電機を備えるものとすることができる。

【0042】

それぞれの対をなすボディ部材間の連結器は、好適には上述の好適な実施形態に記載されたプレート装置を備えているが、本発明はこの特定の構成に限定されるものではない。第１および第２回転軸線の周りでの、一対のボディ部材の相互の回転を許容する任意の連結器を使用することができる。例えば、ボールジョイントを連結器として採用し、接合部に制限を与えることで長手方向の軸線の周りのボディ部材の相対回転を防止することができる。

【0043】

好ましくは、取り出し構成要素を、第３回転軸線の周りで各組の第２ボディ部材に連結させる。第２軸線に直交するこの第３回転軸線は、それの周りで第２ボディ部材および連結器が相互に回転することができる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではないことに留意されたい。例えば、第３軸線は第２軸線に平行なものとすることができる。

【0044】

これらの変更および改良ならびに、その他の変更および改良は、本発明の範囲から逸脱することなく、組み込むことができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6(a)】

【図6(b)】

【図7(a)】

【図7(b)】