特開 2023-72585 移動体用水上給電設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023072585

(43)【公開日】2023-05-24

(54)【発明の名称】移動体用水上給電設備

(51)【国際特許分類】

   B63B 35/00 20200101AFI20230517BHJP

   B63B 39/02 20060101ALI20230517BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20230517BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20230517BHJP

   B64F 1/12 20060101ALI20230517BHJP

   B63C 11/00 20060101ALI20230517BHJP

   B63C 11/48 20060101ALI20230517BHJP

【ＦＩ】

B63B35/00 T

B63B39/02

B64C27/08

B64D27/24

B64F1/12

B63C11/00 C

B63C11/48 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021185254

(22)【出願日】2021-11-12

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉水 謙司

(72)【発明者】

【氏名】一文字 正幸

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 孝洋

(72)【発明者】

【氏名】谷山 賀浩

(72)【発明者】

【氏名】菅沼 直孝

(57)【要約】

【課題】洋上等の水上においても移動体に確実に給電できると共に、移動体を安全に離発着させることができること。
【解決手段】水Ｗ上に浮かぶ浮体５と、この浮体に相対変位可能に配設されると共に弾性支持された構造体６と、浮体及び構造体の少なくとも一方に設けられ、ドローン２Ａ、２Ｂを離発着させるためのステージ１３Ａ、１３Ｂと、構造体の浮体に対する振動を制振させる制振機構２３と、浮体及び構造体の少なくとも一方に設けられ、再生可能エネルギに基づき発電し蓄電する発電蓄電機構８と、発電蓄電機構に電気的に接続されて、この発電蓄電機構からの電力をドローンに供給する給電機構９と、を有し、ドローンが離発着するドローン基地として機能するよう構成されたものである。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水上に浮かぶ浮体と、
前記浮体に相対変位可能に配設されると共に弾性支持された構造体と、
前記浮体及び前記構造体の少なくとも一方に設けられ、移動体を離発着させるためのステージと、
前記構造体の前記浮体に対する振動を制振させる制振機構と、
前記浮体及び前記構造体の少なくとも一方に設けられ、再生可能エネルギに基づき発電する発電機構と、
前記発電機構により発電された電力を蓄電する蓄電機構と、
前記発電蓄電機構に電気的に接続されて、この発電蓄電機構からの電力を前記移動体に供給する給電機構と、を有し、
前記移動体が離発着する移動体基地として機能するよう構成されたことを特徴とする移動体用水上給電設備。

【請求項2】

前記発電蓄電機構は、発電機のロータが構造体の浮体に対する相対変位による振動により回転することで、再生可能エネルギとしての波力に基づき発電するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項3】

前記発電蓄電機構は、浮体と構造体の一方に設置された磁石と、他方に設置されたコイルとを備え、前記構造体が前記浮体に対し相対変位して前記磁石が前記コイルに対して移動することで、前記コイルが発電するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項4】

前記発電蓄電機構は、浮体または構造体に設けられた太陽光パネル、風力発電機、タービン水車の少なくともいずれか１つを用いて、太陽光、風力、海流の少なくともいずれか１つの再生可能エネルギにより発電するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項5】

前記制振機構は、構造体に設置された第１動力伝達部材と、浮体に設置されて前記第１動力伝達部材に動力伝達可能に連結された第２動力伝達部材と、を備え、
前記第２動力伝達部材が、前記構造体の前記浮体に対する相対変位による振動を低減する慣性質量要素として機能するよう構成されたことを特徴とする請求項２または４に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項6】

前記制振機構は、構造体に設置された第１動力伝達部材と、浮体に設置されて前記第１動力伝達部材に動力伝達可能に連結された第２動力伝達部材と、を備え、
前記第２動力伝達部材が、外部からの駆動力により駆動され、前記第1動力伝達部材を介して、前記構造体の前記浮体に対する相対変位による振動を低減するよう構成されたことを特徴とする請求項３に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項7】

前記第1動力伝達部材が、構造体の浮体に対する相対変位方向を軸心方向とするスクリュー溝であって、前記第２動力伝達部材が、前記浮体に回転自在に支持されて前記スクリュー溝に噛み合うスクリューギアであることを特徴とする請求項５または６に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項8】

前記第1動力伝達部材が、前記構造体の前記浮体に対する相対変位方向に延びるラックであって、前記第２動力伝達部材が、前記ラックに噛み合うピニオンギアであることを特徴とする請求項５または６に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項9】

前記制振機構は、浮体と構造体の一方に設置された磁石と、他方に設置されたコイルとを備え、前記コイルに給電して生ずる磁力により、前記構造体の前記浮体に対する相対変位による振動を低減させるよう構成されたことを特徴とする請求項３に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項10】

前記給電機構は、発電蓄電機構と移動体とを電気的に接続する給電ケーブル、または前記発電蓄電機構に電気的に接続されて前記移動体に無接触給電する無接触給電システムであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項11】

前記浮体には、この浮体を移動させる移動手段が設けられたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項12】

前記浮体が複数設けられ、それぞれの前記浮体に構造体が、相対変位可能に配設されると共に弾性支持されて構成されたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項13】

前記給電機構が、発電蓄電機構に電気的に接続されて移動体に無接触給電する無接触給電システムであり、
前記移動体基地は、前記無接触給電システムから１回給電された後の前記移動体が移動可能な範囲を隔てて、複数設けられたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項14】

前記浮体または前記構造体には基地側通信機が設置され、移動体には、前記基地側通信機と通信可能な移動体側通信機が設置され、
前記移動体基地は、前記基地側通信機と前記移動体側通信機との通信可能範囲を隔てて、複数設けられたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項15】

前記浮体または前記構造体には、ＧＰＳ機能を備えたＧＰＳ通信機と基地側通信機とが設置され、移動体には、前記基地側通信機と通信可能な移動体側通信機が設置され、前記ＧＰＳ通信機、前記基地側通信機及び前記移動体側通信機を用いた通信により、前記移動体の位置が特定可能に構成されたことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の移動体用水上給電設備。

【請求項16】

前記移動体が、気中ドローンもしくはヘリコプターを含めた飛翔体、水中ドローンまたは船舶であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の移動体用水上給電設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、水上でドローン等の移動体に給電を行う移動体用水上給電設備に関する。

【背景技術】

【0002】

洋上風力発電設備では、ブレードを含む風車外観や、浮体、係留の点検を行う必要がある。このうち、今後有望視される浮体式風力発電設備は、外洋に設置されているため、点検船で頻繁に確認することは、Ｏ＆Ｍ(運用管理及び保守点検)コストが上昇してしまう問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４００２８９９号公報

【特許文献2】特許第５６９５９９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

洋上風力発電設備のように、人間が簡単にアクセスできないものに対しては、ドローンによる点検が必要である。しかしながら、電源の問題からドローンの長時間運用が難しいこと、ドローンを離発着させる運搬船自体が動揺することからドローンの離発着が難しい等の課題がある。

【0005】

本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、洋上等の水上においても移動体に確実に給電できると共に、移動体を安全に離発着させることができる移動体用水上給電設備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】

本発明の実施形態における移動体用水上給電設備は、水上に浮かぶ浮体と、前記浮体に相対変位可能に配設されると共に弾性支持された構造体と、前記浮体及び前記構造体の少なくとも一方に設けられ、移動体を離発着させるためのステージと、前記構造体の前記浮体に対する振動を制振させる制振機構と、前記浮体及び前記構造体の少なくとも一方に設けられ、再生可能エネルギに基づき発電し蓄電する発電蓄電機構と、前記発電蓄電機構に電気的に接続されて、この発電蓄電機構からの電力を前記移動体に供給する給電機構と、を有し、前記移動体が離発着する移動体基地として機能するよう構成されたことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明の実施形態によれば、洋上等の水上においても移動体に確実に給電できると共に、移動体を安全に離発着させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備を示す全体構成図。

【図2】第２実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドロ－ン用水上給電設備を示す全体構成図。

【図3】図２のドローン用水上給電設備の第１変形形態を示す全体構成図。

【図4】図２のドローン用水上給電設備の第２変形形態を示す全体構成図。

【図5】第３実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドロ－ン用水上給電設備を示す全体構成図。

【図6】図５のドローン用水上給電設備における制振機構の他の形態を示す全体構成図。

【図7】図５のドローン用水上給電設備における変形形態を示す全体構成図。

【図8】再生可能エネルギとして太陽光を用いた第４実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備を示す全体構成図。

【図9】再生可能エネルギとして風力を用いた図８のドローン用水上給電設備の第１変形形態を示す全体構成図。

【図10】再生可能エネルギとして海流を用いた図８のドローン用水上給電設備の第２変形形態を示す全体構成図。

【図11】第５実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備を示す全体構成図。

【図12】図１１のドローン用水上給電設備がドローン基地として複数配置された例を示す概略平面図。

【図13】第６実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備を示す全体構成図。

【図14】図１３のドローン用水上給電設備がドローン基地として複数配置された例を示す概略平面図。

【図15】第７実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備を示す全体構成図。

【図16】図１５のドローン用水上給電設備がドローン基地として複数配置された例を示す概略平面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１）
図１は、第１実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備を示す全体構成図である。この図１に示す移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備１は、移動体としての気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂが離発着する例えば海洋上の移動体基地、つまりドローン基地として機能し、浮体５、構造体６、制振機構７、発電蓄電機構８及び給電機構９を有して構成される。

【0010】

浮体５は、有底円筒形状に形成されて水Ｗ（例えば海水）上に浮かび、底部を含む下半部が水Ｗ中に浸漬される。この浮体５は、水Ｗからの浮力によって鉛直方向に運動することを模式的に表すために、水Ｗの浮力によるばね力を表すばね定数ｋ０の仮想弾性体１０によって、静止系に対し弾性支持されていると図示する。

【0011】

構造体６は、浮体５内に収容されて、浮体５に対し浮体５の軸方向Ｏに相対変位可能に設けられる。この相対変位は、浮体５の内周面に設置されたローラ１１に接触することで円滑になされる。また、構造体６は、後述のスクリューギア１５を介して浮体５との間に配置された弾性体１２により、浮体５に弾性支持される。更に、構造体６に、気中ドローン２Ａを離発着させるための第１ステージ１３Ａが設けられ、浮体５に、水中ドローン２Ｂを離発着させるための第２ステージ１３Ｂが設けられる。

【0012】

ここで、第１ステージ１３Ａは、気中ドローン２Ａのほか、ヘリコプターなどの他の移動体としての飛翔体を離発着させるものでもよい。また、第２ステージ１３Ｂは、水中ドローン２Ｂのほか、潜水艇や船舶などの移動体を離発着させるものでもよい。

【0013】

制振機構７は、構造体６の浮体５に対する振動を制振させるものであり、第１動力伝達部材としてのスクリュー溝１４と、第２動力伝達部材としてのスクリューギア１５（またはボールねじ）とを有する。スクリュー溝１４は、構造体６に形成され、構造体６の浮体５に対する相対変位方向（即ち浮体５の軸方向Ｏ）を軸心方向として形成される。また、スクリューギア１５は、発電機ケーシング１６Ｃに設けられたベアリング１８（共に後述）により浮体５に回転自在に支持されると共に、スクリュー溝１４に噛み合う（螺合する）ことで、スクリュー溝１４に動力伝達可能に連結される。これにより、構造体６の浮体５に対する相対変位（即ち浮体５の軸方向Ｏに沿う直線運動）が、スクリュー溝１４およびスクリューギア１５を介して発電機１６のロータ１６Ａ（共に後述）の回転変位（回転運動）に変換される。

【0014】

そして、スクリューギア１５は、このスクリューギア１５に連結される発電機１６のロータ１６Ａと共に、構造体６の浮体５に対する相対変位を低減する慣性質量要素として機能する。従って、浮体５が、変位Ｘの水Ｗの波力により変位ｘ1で振動しても、この振動が上記慣性質量要素の作用で構造体６に伝達されることが抑制されて、構造体６の変位ｘ２が低減され、構造体６が静止系に対して略静止状態に保持される。

【0015】

発電蓄電機構８は、発電機構としての発電機１６と蓄電機構としての蓄電器１７を有してなり、発電機１６がロータ１６Ａ及びステータ１６Ｂを備える。発電機１６のロータ１６Ａ及びステータ１６Ｂは、浮体５に設置された発電機ケーシング１６Ｃ内に配置される。ロータ１６Ａは、発電機ケーシング１６Ｃに取り付けられたベアリング１８により、回転自在に発電機ケーシング１６Ｃに支持される。

【0016】

更に、ロータ１６Ａは、制振機構７のスクリューギア１５に一体または一体的に連結される。従って、ロータ１６Ａは、水Ｗの波力により浮体５が変位することで生ずる構造体６の浮体５に対する相対変位（即ち浮体５の軸方向Ｏに沿う直線運動）が、スクリュー溝１４及びスクリューギア１５により変換された回転変位（回転運動）によって回転する。これにより、発電機１６は、再生可能エネルギとしての水Ｗの波力に基づき発電する。この発電方式を、波力による可動物体型の発電と称する。発電機１６により発電された電力は蓄電器１７に蓄電される。ベアリング１８は、制振機構７によって発電機ロータ１６Ａに作用するＯ軸方向のスラスト荷重を支持する機能を併せ持つ。

【0017】

給電機構９は、給電ケーブル１９Ａ、１９Ｂ及び巻取機２０を有する。給電ケーブル１９Ａは、一端が蓄電器１７に、他端が気中ドローン２Ａにそれぞれ電気的に接続される。巻取機２０は、給電ケーブル１９Ａを巻き取りまたは繰り出すものであり、構造体６に設置される。給電ケーブル１９Ｂは、一端が蓄電器１７に、他端が水中ドローン２Ｂにそれぞれ電気的に接続される。これらの給電ケーブル１９Ａ、１９Ｂにより、発電機１６にて発電された電力が気中ドローン２Ａ、水中ドローン２Ｂに常時給電される。

【0018】

以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。
（１）水Ｗ上に浮かぶ浮体５と、この浮体５に弾性体１２により弾性支持された構造体６との一方（本第１実施形態では浮体５）に設けられた発電蓄電機構８の発電機１６は、水Ｗの波力により生ずる浮体５と構造体６との浮体５の軸方向Ｏに沿う相対変位が、制振機構７により回転変位に変換されることで発電する。この発電機１６により発電され蓄電器１７に蓄電された電力は、給電機構９の給電ケーブル１９Ａにより気中ドローン２Ａに、給電ケーブル１９Ｂにより水中ドローン２Ｂにそれぞれ供給される。従って、洋上等の水Ｗ上においても外部電源を用いることなく、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂに確実に給電できる。

【0019】

（２）気中ドローン２Ａ、水中ドローン２Ｂをそれぞれ離発着させるための第１ステージ１３Ａ、第２ステージ１３Ｂが構造体６、浮体５にそれぞれが設けられている。このうち、構造体６の浮体５に対する振動が制振機構７により制振されることで、波高が大きな条件でも、飛翔体である気中ドローン２Ａを第１ステージ１３Ａに安全に離発着させることができる。

【0020】

［Ｂ］第２実施形態（図２～図４）
図２は、第２実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドロ－ン用水上給電設備を示す全体構成図である。この第２実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0021】

本第２実施形態の移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備２２は、第１実施形態と同様に、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂのドローン基地として機能する。このドローン用水上給電設備２２が第１実施形態と異なる点は、構造体６の浮体５に対する振動を制振させる制振機構２３において、構造体６に設置される第１動力伝達部材がラック２４であり、浮体５に設置される第２動力伝達部材がピニオンギア２５である点である。

【0022】

つまり、ラック２４は、構造体６の浮体５に対する相対変位方向である浮体５の軸方向Ｏに延在して構造体６に固着される。また、ピニオンギア２５は、ラック２４に噛み合うことで、このラック２４に動力伝達可能に連結される。ピニオンギア２５は、ピッチ円半径ｒの異なるものが複数枚取り付けられ、水Ｗの波高に応じて選択されてギア比が変更可能に構成されてもよい。これらのラック２４及びピニオンギア２５により、構造体６の浮体５に対する相対変位（即ち浮体５の軸方向Ｏに沿う直線運動）が、ピニオンギア２５に接続された発電機１６のロータ１６Ａの回転変位（回転運動）に変換される。

【0023】

そして、ピニオンギア２５は、このピニオンギア２５に連結される発電機１６のロータ１６Ａと共に、構造体６の浮体５に対する相対変位を低減する慣性質量要素として機能する。従って、浮体５が変位Ｘの水Ｗの波力により変位ｘ１で振動しても、この振動が上記慣性質量要素の作用で構造体６に伝達することが抑制されて、構造体６の変位ｘ２が低減され、構造体６が静止系に対して略静止状態に保持される。

【0024】

また、ドローン用水上給電設備２２は、図３に示すように、浮体５にスラスター２６等の移動手段が設置されて、水Ｗ上で浮体５を移動させ得るようにしてもよい。

【0025】

更に、ドローン用水上給電設備２２は、図４に示すように、浮体５が２個以上の複数個を設置され、構造体６の脚部６Ｍがそれぞれの浮体５内に相対変位可能に収容されると共に、構造体６が弾性体１２によりそれぞれの浮体５に弾性支持されてもよい。この場合、構造体６の各脚部６Ｍにラック２４が、各浮体５にピニオンギア２５がそれぞれ設置され、これらのラック２４とピニオンギア２５が噛み合うように構成されて制振機構２３が複数設けられる。これにより、例えば一方の浮体５に変位ｘ１１が、他方の浮体５に変位ｘ１２がそれぞれ生ずる場合（ピッチング）であっても、この浮体５に対する構造体６の相対変位を複数の制振機構２３が抑制することが可能になる。

【0026】

以上のように構成されたことから、本第２実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏する。即ち、洋上等の水Ｗ上においても外部電源を用いることなく、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂに確実に給電でき、更に、波高が大きな条件でも、飛翔体である気中ドローン２Ａを第１ステージ１３Ａに安全に離発着させることができる。このほか、本第２実施形態では次の効果（３）及び（４）を奏する。

【0027】

（３）浮体５を移動させるスラスター２６が浮体５に設けられた場合には、このスラスター２６により浮体５、つまりドローン用水上給電設備２２を移動させることができる。従って、ドローン用水上給電設備２２のドローン基地としての機動性を向上させることができる。

【0028】

（４）浮体５が複数個設けられ、それぞれの浮体５に構造体６の脚部６Ｍが相対変位可能に配置されると共に、構造体６がそれぞれの浮体５に弾性支持される場合には、浮体５の鉛直方向の上下動（バウンジング）ばかりかピッチングに対しても、これらの浮体５の振動に対する構造体６の相対変位を、複数の制振機構２３が好適に抑制することができる。

【0029】

［Ｃ］第３実施形態（図５、図６）
図５は、第３実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドロ－ン用水上給電設備を示す全体構成図である。この第３実施形態において第１及び第２実施形態と同様な部分については、第１及び第２実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0030】

本第３実施形態の移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備３０は、第１及び第２実施形態と同様に気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂのドローン基地として機能する。このドローン用水上給電設備３０が第１及び第２実施形態と異なる点は、磁石３４（または電磁石）及びコイル３５を備えたリニア発電機３６を有する発電蓄電機構３１と、上記リニア発電機３６を利用した制振機構３２、または図６に示す第１動力伝達部材（例えばラック２４）及び第２動力伝達部材（例えばピニオンギア２５）を用いた制振機構３３とを有する点である。

【0031】

図５に示すように、発電蓄電機構３１は、上記リニア発電機３６及び蓄電器１７を有してなる。リニア発電機３６における磁石３４は、浮体５または構造体６（例えば構造体６）において浮体５の軸方向Ｏに複数個を設置される。また、コイル３５は、浮体５または構造体６（例えば浮体５）において浮体５の軸方向Ｏに複数設置される。水Ｗの波力により浮体５が変位することで構造体６が浮体５に対し相対変位したとき、磁石３４がコイル３５に対し移動することで、コイル３５が電流を発生して発電する。この発電により生じた電力が蓄電器１７に蓄電される。

【0032】

制振機構３２は、蓄電器１７に蓄電された電力をコイル３５に給電することにより生ずる磁力を、構造体６に設置された磁石３４に作用させることでアクチュエータとして動作され、構造体６の浮体５に対する相対変位による振動を低減させる。

【0033】

制振機構３３は、図６に示すように、蓄電器１７に蓄電された電力を発電機１６に給電することで、この発電機１６を電動機として機能させる。この電動機の駆動力によりピニオンギア２５を回転させ、ラック２４を介して、構造体６の浮体５に対する相対変位による振動を低減させる。この場合も発電機１６はアクチュエータとして動作する。

【0034】

次に、本第３実施形態の変形形態について図７を参照して説明する。
図７は、慣性質量要素(永久磁石９５Ｎ、９５Ｓ及び台車９３)による制振機構をリニア発電機９７に適用した形態である。すなわち、浮体５上には、その軸方向Ｏと直交するｙ軸方向に設置されたガイドレール９２により、台車９３がｙ軸方向に並進運動可能に方向が拘束されて支持されている。この台車９３は、リンク機構９１によって構造体６と連結される。構造体６と浮体５のＯ軸方向相対運動は、リンク機構９１により台車９３のｙ軸方向の並進運動に変換される。

【0035】

台車９３にｙ軸方向に設置されたロッド９４の端部には、永久磁石９５Ｎ、９５Ｓが固定されている。永久磁石９５ＮはＮ極であり、永久磁石９５ＳはＳ極であって、Ｎ極からＳ極に向かって磁束が生じる。一方、永久磁石９５Ｎ、９５Ｓの外周には、浮体５に設置されたコイル９６がｙ軸を中心として配置されている。このコイル９６は、台車９３の並進運動で永久磁石９５Ｎ、９５Ｓがｙ軸方向に移動して、永久磁石９５Ｎ、９５Ｓによる磁束がコイル９６を横切ることにより、台車９３の速度に比例した起電力がコイル９６に発生し発電する。これらの永久磁石９５Ｎ、９５Ｓ及びコイル９６を有してリニア発電機９７が構成される。

【0036】

リニア発電機９７のコイル９６は、導体９８を介して蓄電池１７に接続され、コイル９６に生じた起電力により発生した電力が蓄電池１７に充電される。このリニア発電機９７及び蓄電器１７により発電蓄電機構９９が構成される。なお、図７では整流、充電調整回路は簡略化のため省略され、水中ドローン２Ｂも省略されている。

【0037】

互いに接続された永久磁石９５Ｎ、９５Ｓ及び台車９３は、構造体６の浮体５に対する相対変位を低減させるための慣性質量要素として機能する。従って、上述の発電と共に、浮体５が、変位Ｘの水Ｗの波力により変位ｘ１で振動しても、この振動が上記慣性質量要素(永久磁石９５Ｎ、９５Ｓ及び台車９３)の作用で構造体６に伝達することが抑制されて、構造体６の変位ｘ２が低減されて制振され、構造体６が静止系に対して略静止状態に保持される。

【0038】

また、図５の一般的なリニア発電機構３６と同様に、蓄電器１７に蓄電された電力をコイル９６に給電し、これにより、コイル９６に生ずる磁力を、台車９３に設置された磁石９５Ｎ、９５Ｓに作用させることで、これらの永久磁石９５Ｎ、９５Ｓ及びコイル９６をアクチュエータとして動作させ、ロッド９４、台車９３及びリンク機構９１を介して、構造体６の浮体５に対する相対変位による振動を積極的に低減(制振)させることが可能である。

【0039】

以上のように、発電蓄電機構３１がリニア発電機３６を有し、更に制振機構３２または３３を有することから、また、発電蓄電機構９９がリニア発電機９７を有し、このリニア発電機９７が制振機構としても機能することから、本第３実施形態及び変形形態においても、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏する。即ち、洋上等の水Ｗ上においても外部電源を用いることなく、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂに確実に給電でき、更に、波高が大きな条件でも、飛翔体である気中ドローン２Ａを第１ステージ１３Ａに安全に離発着させることができる。

【0040】

［Ｄ］第４実施形態（図８～図１０）
図８は、再生可能エネルギとして太陽光を用いた第４実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備を示す全体構成図である。この第４実施形態において第１及び第２実施形態と同様な部分については、第１及び第２実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0041】

本第４実施形態の移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備４０は、第１～第３実施形態と同様に、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂのドローン基地として機能する。このドローン用水上給電設備４０が第１～第３実施形態と異なる点は、発電蓄電機構４１が、太陽光、風力、潮力、海流、温度差、波力（振動水柱型、ジャイロ式）等の再生可能エネルギを用い、それぞれの再生可能エネルギに対応する発電機構により発電する点である。

【0042】

つまり、図８に示すドローン用水上給電設備４０では、発電蓄電機構４１が太陽光パネル４２及び蓄電器１７を有する。太陽光パネル４２は、浮体５または構造体６（例えば構造体６）に設置されて、太陽４３から照射される太陽光を用いて発電する。また、図９に示すドローン用水上給電設備４０では、発電蓄電機構４１が風力発電機４４及び蓄電器１７を有する。風力発電機４４は、浮体５または構造体６（例えば構造体６）に設置されて、風４５の風力により発電する。また、図１０に示すドローン用水上給電設備４０では、発電蓄電機構４１がタービン水車４６及び蓄電器１７を有する。タービン水車４６は浮体５に設置されて、海流４７により回転して発電する。

【0043】

これらの太陽光パネル４２、風力発電機４４、タービン水車４６等により発電された電力は、蓄電器１７に蓄電される。水Ｗの波力による構造体６の浮体５に対する相対変位は、制振機構２３を用いて制振させてもよいが、第３実施形態の制振機構３３により制振させてもよい。

【0044】

以上のように、発電蓄電機構４１が太陽光パネル４２、風力発電機４４、タービン水車４６等により再生可能エネルギを利用して発電し、制振機構２３または３３により構造体６の浮体５に対する振動が制振される。これらのことから、本第４実施形態においても、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏する。即ち、洋上等の水Ｗ上においても外部電源を用いることなく、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂに確実に給電でき、更に、波高が大きな条件でも、飛翔体である気中ドローン２Ａを第１ステージ１３Ａに安全に離発着させることができる。

【0045】

［Ｅ］第５実施形態（図１１、図１２）
図１１は、第５実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備を示す全体構成図である。この第５実施形態において第１及び第２実施形態と同様な部分については、第１及び第２実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0046】

本第５実施形態の移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備５０は、第１及び第２実施形態と同様に、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂのドローン基地として機能する。このドローン用水上給電設備５０が第１及び第２実施形態と異なる点は、給電機構５１が、発電蓄電機構８の蓄電器１７に電気的に接続されて気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂと無接触給電する無接触給電システム５２を、給電ケーブル１９に代えて有する点である。

【0047】

更に、ドローン基地としてのドローン用水上給電設備５０は、図１２に示すように複数設置される。ドローン用水上給電設備５０は平面視で正三角形状に配置される。隣接するドローン用水上給電設備５０間の間隔Ｌは、無接触給電システム５２から１回給電された後の気中ドローン２Ａ、水中ドローン２Ｂが移動可能な範囲（距離）以内に設定される。

【0048】

以上のように構成されたことから、本第５実施形態においても、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏する。即ち、洋上等の水Ｗ上においても外部電源を用いることなく、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂに確実に給電でき、更に、波高が大きな条件でも、飛翔体である気中ドローン２Ａを第１ステージ１３Ａに安全に離発着させることができる。このほか、本第５実施形態では次の効果（５）を奏する。

【0049】

（５）無接触給電システム５２を給電機構５１に備えたドローン用水上給電設備５０は、無接触給電システム５２から１回給電された後の気中ドローン２Ａ、水中ドローン２Ｂが移動可能な範囲を隔てて複数設置されている。このため、気中ドローン２Ａ、水中ドローン２Ｂが各ドローン用水上給電設備５０において給電されることで、例えば洋上や海中での気中ドローン２Ａ、水中ドローン２Ｂの行動範囲を広げることができる。

【0050】

［Ｆ］第６実施形態（図１３、図１４）
図１３は、第６実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備を示す全体構成図である。この第６実施形態において第１、第２及び第５実施形態と同様な部分については、第１、第２及び第５実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0051】

本第６実施形態の移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備６０は、第１、第２及び第５実施形態と同様に、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂのドローン基地として機能する。このドローン用水上給電設備６０が第１、第２及び第５実施形態と異なる点は、構造体６に基地側通信機６１が、浮体５に基地側通信機６２がそれぞれ設置され、気中ドローン２Ａには、基地側通信機６１と通信可能な気中ドローン側通信機６３が、水中ドローン２Ｂには、基地側通信機６２と通信可能な水中ドローン側通信機６４がそれぞれ設置された点である。ここで、基地側通信機６２と水中ドローン側通信機６４との通信は、例えば光無線通信が好ましい。

【0052】

更に、ドローン基地としてのドローン用水上給電設備６０は、図１４に示すように複数設置される。これらのドローン用水上給電設備６０間の間隔Ｍは、基地側通信機６１と気中ドローン側通信機６３との通信可能範囲（距離）と、基地側通信機６２と水中ドローン側通信機６４との通信可能範囲（距離）との少ない方の範囲（距離）以内に設定される。

【0053】

以上のように構成されたとから、本第６実施形態においても第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏する。即ち、洋上等の水Ｗ上においても外部電源を用いることなく、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂに確実に給電でき、更に、波高が大きな条件でも、飛翔体である気中ドローン２Ａを第１ステージ１３Ａに安全に離発着させることができる。このほか、本第６実施形態では次の効果（６）を奏する。

【0054】

（６）気中ドローン側通信機６３と通信可能な基地側通信機６１を備え、且つ水中ドローン側通信機６４と通信可能な基地側通信機６２とを備えたドローン用水上発電設備６０は、それぞれの通信可能な範囲内に複数設置されている。このため、気中ドローン側通信機６３が各ドローン用水上給電設備６０の基地側通信機６１と、水中ドローン側通信機６４が各ドローン用水上給電設備６０の基地側通信機６２とそれぞれ通信することで、これらのドローン用水上給電設備６０を通信用中継基地とすることができるので、例えば洋上や海中での気中ドローン２Ａ、水中ドローン２Ｂの通信範囲を広げることができる。

【0055】

［Ｇ］第７実施形態（図１５、図１６）
図１５は、第７実施形態に係る移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備を示す全体構成図である。この第７実施形態において第１、第２、第６実施形態と同様な部分については、第１、第２及び第６実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0056】

本第７実施形態の移動体用水上給電設備としてのドローン用水上給電設備７０は、第６実施形態と同様に複数設置されて、それぞれが気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂのドローン基地として機能する。このドローン用水上給電設備７０が第６実施形態と異なる点は、基地側通信機６１及び６２を有するほか、浮体５または構造体６（例えば構造体６）に、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）機能を備えたＧＰＳ通信機７１が設置された点である。これらのＧＰＳ通信機７１、基地側通信機６１、６２、気中ドローン側通信機６３及び水中ドローン側通信機６４を用いた通信により、気中ドローン２Ａ、水中ドローン２Ｂの現在位置を特定可能に構成される。

【0057】

つまり、図１５及び図１６に示すように、複数のドローン用水上給電設備７０に設置されたＧＰＳ通信機７１は、ＧＰＳ衛星７２との通信によりドローン用水上給電設備７０の位置座標を認識する。また、基地側通信機６１は、気中ドローン側通信機６３との通信により気中ドローン２Ａの方位及び距離を、基地側通信機６２は、水中ドローン側通信機６４との通信により水中ドローン２Ｂの方位及び距離を、それぞれ認識する。これらのＧＰＳ通信機７１、基地側通信機６１及び６２の認識データに基づいて、気中ドローン２Ａ、水中ドローン２Ｂの現在位置を特定することが可能になる。

【0058】

以上のように構成されたことから、本第７実施形態においても第１及び第６実施形態の効果（１）、（２）及び（６）と同様な効果を奏する。即ち、洋上等の水Ｗ上においても外部電源を用いることなく、気中ドローン２Ａ及び水中ドローン２Ｂに確実に給電でき、また、波高が大きな条件でも、飛翔体である気中ドローン２Ａを第１ステージ１３Ａに安全に離発着させることができ、更に、例えば洋上や海中での気中ドローン２Ａ、水中ドローン２Ｂの通信範囲を広げることができる。このほか、本第７実施形態では次の効果（７）を奏する。

【0059】

（７）ドローン基地としての複数のドローン用水上給電設備７０のそれぞれに設置されたＧＰＳ通信機７１とＧＰＳ衛星７２との通信、並びに、複数のドローン用水上給電設備７０のそれぞれに設置された基地側通信機６１、６２と気中ドローン側通信機６３、水中ドローン側通信機６４との通信により、空中を飛行する気中ドローン２Ａ、水中を移動する水中ドローン２Ｂのそれぞれの現在位置を高精度に特定することができる。

【0060】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができ、また、それらの置き換えや変更、組み合わせは、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0061】

１…ドローン用水上給電設備（移動体用水上給電設備）、２Ａ…気中ドローン、２Ｂ…水中ドローン、５…浮体、６…構造体、７…制振機構、８…発電蓄電機構、９…給電機構、１２…弾性体、１３Ａ、…第１ステージ、１３Ｂ…第２ステージ、１４…スクリュー溝（第１動力伝達部材）、１５…スクリューギア（第２動力伝達部材）、１６…発電機、１６Ａ…ロータ、１７…蓄電器、１９Ａ、１９Ｂ…給電ケーブル、２２…ドローン用水上給電設備（移動体用水上給電設備）、２３…制振機構、２４…ラック（第１動力伝達部材）、２５…ピニオンギア（第２動力伝達部材）、２６…スラスター（移動手段）、３０…ドローン用水上給電設備（移動体用水上給電設備）、３１…発電蓄電機構、３２、３３…制振機構、３４…磁石、３５…コイル、３６…リニア発電機、４０…ドローン用水上給電設備（移動体用水上給電設備）、４１…発電蓄電機構、４２…太陽光パネル、４４…風力発電機、４６…タービン水車、５０…ドローン用水上給電設備（移動体用水上給電設備）、５１…給電機構、５２…無接触給電システム、６０…ドローン用水上給電設備（移動体用水上給電設備）、６１、６２…基地側通信機、６３…気中ドローン側通信機、６４…水中ドローン側通信機、７０…ドローン用水上給電設備（移動体用水上給電設備）、７１…ＧＰＳ通信機、９５Ｎ、９５Ｓ…磁石、９６…コイル、９７…リニア発電機、９９…発電蓄電機構、Ｗ…水、Ｌ、Ｎ…間隔、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】