(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の重心から離れた設置部において船舶に設けられ、船舶が受ける波により前記設置部が上下運動することにより発電する船舶搭載型発電装置であって、
永久磁石と、
前記永久磁石による磁束が貫通する巻線と、
前記設置部に固定された固定構造体と、
固定構造体に連結されたバネと、
前記バネを介して固定構造体に鉛直方向に支持された被支持体と、を備え、
前記永久磁石と前記巻線のうち、一方は、前記固定構造体に固定され、他方は、前記被支持体に固定され、
前記設置部が上下運動する時に、前記バネの弾性力により、被支持体が固定構造体に対して上下運動して前記巻線を貫通する磁束が変化し、これにより、巻線から電力が出力され、
前記バネは、その中心軸が鉛直方向を向くように配置されたコイルバネであり、コイルバネの一端部は被支持体に結合され、コイルバネの他端部は固定構造体に結合され、
コイルバネの有効長さを調節する有効長さ調節装置を備え、
有効長さ調節装置は、
固定構造体に取り付けられ、コイルバネに沿った上下位置が調節可能な移動部と、
コイルバネに沿って移動部を駆動して移動部の上下位置を変更する移動部駆動装置と、
移動部に取り付けられ、移動部の上下位置に応じた上下位置でコイルバネに係合する係合装置と、を備え、
前記係合装置および移動部駆動装置を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、指令位置へ移動部が来るように移動部駆動装置を制御し、指令位置に移動部が来た状態で前記係合装置がコイルバネに係合するように係合装置を制御する、ことを特徴とする船舶搭載型発電装置。
【請求項２】
移動部に対する指令位置を生成し、生成した指令位置を前記制御装置へ入力する位置指令生成部と、
移動部に対する指令位置を生成するのに用いる指令位置生成用データを記憶する記憶部と、を備え、
指令位置生成用データは、船舶に波が衝突する周期を特定するための複数のデータ値から移動部に対する指令位置を定めるためのデータであり、
前記位置指令生成部には、複数のデータ値が入力され、前記位置指令生成部は、入力された複数のデータ値を指令位置生成用データに適用することにより移動部に対する指令位置を生成し、この指令位置を制御装置へ入力する、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶搭載型発電装置。
【請求項３】
移動部に対する指令位置を生成し、生成した指令位置を前記制御装置へ入力する位置指令生成部と、
移動部に対する指令位置を生成するのに用いる指令位置生成用データを記憶する記憶部と、を備え、
指令位置生成用データは、被支持体の上下運動の目標周期から、移動部に対する指令位置を定めるためのデータであり、
前記位置指令生成部には、目標周期が入力され、前記位置指令生成部は、入力された目標周期を指令位置生成用データに適用することにより移動部に対する指令位置を生成し、この指令位置を制御装置へ入力する、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶搭載型発電装置。
【請求項４】
前記係合装置および移動部駆動装置を制御する制御装置と、
巻線により生成される発電量を計測する発電量計測部と、を備え、
前記制御装置は、
（Ａ）移動部駆動装置と係合装置を制御することにより、前記コイルバネに沿った移動部の移動可能範囲内の試験用位置に移動部を位置させ、かつ、係合装置がコイルバネに係合した状態にし、
（Ｂ）この状態で試験時間にわたって発電量計測部により計測された発電量を保持し、
その後、移動部の試験用位置を変えて前記（Ａ）（Ｂ）を繰り返し行い、
複数回の（Ｂ）でそれぞれ保持された発電量と前記（Ａ）における試験用位置に基づいて、移動部の指令位置を決定し、該指令位置に移動部を位置させ、かつ、係合装置が巻線に係合した状態にする、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶搭載型発電装置。
【請求項５】
前記設置部は、船舶の船首部である、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の船舶搭載型発電装置。
【請求項６】
前記永久磁石は、前記固定構造体に固定され、前記巻線は、前記被支持体に固定され、
前記巻線の中心軸は、鉛直方向を向いており、前記巻線には、前記永久磁石が貫通しており、
前記巻線は、前記被支持体において上下複数段に配置されている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の船舶搭載型発電装置。
【請求項７】
船舶の重心から離れた設置部において船舶に設けられ、船舶が受ける波により前記設置部が上下運動することにより発電する船舶搭載型発電装置であって、
永久磁石と、
前記永久磁石による磁束が貫通する巻線と、
前記設置部に固定された固定構造体と、
固定構造体に連結されたバネと、
前記バネを介して固定構造体に鉛直方向に支持された被支持体と、を備え、
前記永久磁石と前記巻線のうち、一方は、前記固定構造体に固定され、他方は、前記被支持体に固定され、
前記設置部が上下運動する時に、前記バネの弾性力により、被支持体が固定構造体に対して上下運動して前記巻線を貫通する磁束が変化し、これにより、巻線から電力が出力され、
前記永久磁石は、前記固定構造体に固定され、前記巻線は、前記被支持体に固定され、
前記巻線の中心軸は、鉛直方向を向いており、前記巻線には、前記永久磁石が貫通しており、
前記永久磁石と前記巻線と前記被支持体と前記バネの組が２つ設けられており、
２つの組の間で、前記船舶に上下運動が生じていない状態で前記永久磁石による磁束密度分布と前記巻線との位置関係が異なっている、ことを特徴とする船舶搭載型発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の航行中に船体に生じる反復上下運動を利用して発電する船舶搭載型発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、振動する構造物に発電装置を取り付け、この発電装置により、構造物の振動を利用して発電している。このような発電装置は、バネと巻線と永久磁石を有する。バネは構造物に取り付けられる。巻線は、バネを介して構造物に取り付けられる。永久磁石は、その磁束が巻線を貫通する位置で構造物に取り付けられる。この構成で、構造物が振動すると、バネにより、巻線は往復運動をする。この往復運動により、巻線を貫通する上述の磁束が変化する。この磁束変化により、巻線に起電力が生じて発電される。このような発電装置は、例えば下記の特許文献１、２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１８９６３号公報
【特許文献２】特開２０１３−５５７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような発電装置を船舶に設ける場合に、海面の波により船体に生じる反復上下運動を利用して効率よく発電できるようにすることが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、船舶に発電装置を搭載する場合に、船舶の航行中に船体に生じる反復上下運動により効率よく発電できる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明によると、船舶の重心から離れた設置部において船舶に設けられ、船舶が受ける波により前記設置部が上下運動することにより発電する船舶搭載型発電装置であって、
永久磁石と、
前記永久磁石による磁束が貫通する巻線と、
前記設置部に固定された固定構造体と、
固定構造体に連結されたバネと、
前記バネを介して固定構造体に鉛直方向に支持された被支持体と、を備え、
前記永久磁石と前記巻線のうち、一方は、前記固定構造体に固定され、他方は、前記被支持体に固定され、
前記設置部が上下運動する時に、前記バネの弾性力により、被支持体が固定構造体に対して上下運動して前記巻線を貫通する磁束が変化し、これにより、巻線から電力が出力される、ことを特徴とする船舶搭載型発電装置が提供される。
【０００７】
本発明の船舶搭載型発電装置は、好ましい例では、以下のように構成される。
【０００８】
前記バネは、その中心軸が鉛直方向を向くように配置されたコイルバネであり、コイルバネの一端部は被支持体に結合され、コイルバネの他端部は固定構造体に結合され、
船舶搭載型発電装置は、コイルバネの有効長さを調節する有効長さ調節装置を備え、
有効長さ調節装置は、
固定構造体に取り付けられ、コイルバネに沿った上下位置が調節可能な移動部と、
コイルバネに沿って移動部を駆動して移動部の上下位置を変更する移動部駆動装置と、
移動部に取り付けられ、移動部の上下位置に応じた上下位置でコイルバネに係合する係合装置と、を備え、
船舶搭載型発電装置は、前記係合装置および移動部駆動装置を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、指令位置へ移動部が来るように移動部駆動装置を制御し、指令位置に移動部が来た状態で前記係合装置がコイルバネに係合するように係合装置を制御する。
【０００９】
この場合、以下の構成例１、２または３を採用してよい。
【００１０】
構成例１では、船舶搭載型発電装置は、移動部に対する指令位置を生成し、生成した指令位置を前記制御装置へ入力する位置指令生成部と、
移動部に対する指令位置を生成するのに用いる指令位置生成用データを記憶する記憶部と、を備え、
指令位置生成用データは、船舶に波が衝突する周期を特定するための複数のデータ値から移動部に対する指令位置を定めるためのデータであり、
前記位置指令生成部には、複数のデータ値が入力され、前記位置指令生成部は、入力された複数のデータ値を指令位置生成用データに適用することにより移動部に対する指令位置を生成し、この指令位置を制御装置へ入力する。
【００１１】
構成例２では、船舶搭載型発電装置は、移動部に対する指令位置を生成し、生成した指令位置を前記制御装置へ入力する位置指令生成部と、
移動部に対する指令位置を生成するのに用いる指令位置生成用データを記憶する記憶部と、を備え、
指令位置生成用データは、被支持体の上下運動の目標周期から、移動部に対する指令位置を定めるためのデータであり、
前記位置指令生成部には、目標周期が入力され、前記位置指令生成部は、入力された目標周期を指令位置生成用データに適用することにより移動部に対する指令位置を生成し、この指令位置を制御装置へ入力する。
【００１２】
構成例３では、船舶搭載型発電装置は、巻線により生成される発電量を計測する発電量計測部を備え、
前記制御装置は、
（Ａ）移動部駆動装置と係合装置を制御することにより、前記コイルバネに沿った移動部の移動可能範囲内の試験用位置に移動部を位置させ、かつ、係合装置がコイルバネに係合した状態にし、
（Ｂ）この状態で試験時間にわたって発電量計測部により計測された発電量を保持し、
その後、移動部の試験用位置を変えて前記（Ａ）（Ｂ）を繰り返し行い、
複数回の（Ｂ）でそれぞれ保持された発電量と前記（Ａ）における試験用位置に基づいて、移動部の指令位置を決定し、該指令位置に移動部を位置させ、かつ、係合装置が巻線に係合した状態にする。
【００１３】
前記設置部は、船舶の船首部である。
【００１４】
前記永久磁石は、前記固定構造体に固定され、前記巻線は、前記被支持体に固定され、
前記巻線の中心軸は、鉛直方向を向いており、前記巻線には、前記永久磁石が貫通しており、
前記巻線は、前記被支持体において上下複数段に配置されている。
【００１５】
代わりに、前記永久磁石は、前記固定構造体に固定され、前記巻線は、前記被支持体に固定され、
前記巻線の中心軸は、鉛直方向を向いており、前記巻線には、前記永久磁石が貫通しており、
前記永久磁石と前記巻線と前記被支持体と前記バネの組が２つ設けられており、
２つの組の間で、前記船舶に上下運動が生じていない状態で前記永久磁石による磁束密度分布と前記巻線との位置関係が異なっていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明によると、船舶搭載型発電装置を、船舶の重心から離れた設置部に設けている。したがって、設置部は、船舶が海面から受ける波により大きく上下運動する。これにより、海面の波により生じる船舶の上下運動を効率よく電気エネルギーに変換できる。すなわち、上述の構成を有する船舶搭載型発電装置において、設置部が上下運動する時に、バネの弾性力により、被支持体が固定構造体に対して上下運動して巻線を貫通する磁束が変化し、これにより、巻線から電力が出力される。したがって、設置部の大きな上下運動を利用して、大きな電力を生成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による船舶搭載型発電装置の配置を示す。
【図２】第１実施形態の船舶搭載型発電装置を示す。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】第１実施形態による船舶搭載型発電装置による発電を示す例である。
【図５】本発明の実施例による船舶搭載型発電装置の発電量を示す。
【図６】本発明の第２実施形態による船舶搭載型発電装置を示す。
【図７】本発明の第３実施形態による船舶搭載型発電装置を示す。
【図８】第３実施形態による船舶搭載型発電装置による発電を示す例である。
【図９】本発明の第４実施形態による船舶搭載型発電装置を示す。
【図１０】係合装置の動作説明図である。
【図１１】船舶搭載型発電装置に支持装置を設けた場合を示す。
【図１２】第４実施形態における有効長さ調節装置を制御する構成を示すブロック図である。
【図１３】波の方向θと波の速さＶＷと船舶の速さＶＳを示す平面図である。
【図１４】コイルバネの有効長さの調節方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第５実施形態における有効長さ調節装置を制御する構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第６実施形態における有効長さ調節装置を制御する構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第７実施形態における有効長さ調節装置を制御する構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第８実施形態における有効長さ調節装置を制御する構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態による船舶搭載型発電装置１０の配置を示す。船舶搭載型発電装置１０は、船舶２０の重心Ｇから離れた設置部１において船舶２０に設けられる。船舶搭載型発電装置１０は、船舶２０が受ける波により設置部１が上下運動することにより発電する。
【００２０】
好ましくは、設置部１は船首部（図１の破線で囲んだ部分）である。船首部１は、船舶２０において、船舶２０の重心Ｇから最も離れた位置にある。
【００２１】
図２は、船舶搭載型発電装置１０の構成を示す詳細図である。
【００２２】
船舶搭載型発電装置１０は、永久磁石３、巻線（コイル）５、固定構造体７、バネ９、および、被支持体１１を備える。
【００２３】
図２では、巻線５の一部と被支持体１１の一部を透視して、巻線５内の永久磁石３を図示している。
【００２４】
永久磁石３は、巻線５を貫通する磁束を発生する。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であるが、永久磁石３と巻線５のみを図示している。図２と図３の例では、複数（図２では、５つ）の永久磁石３が設けられている。これらの永久磁石３の各々が、Ｎ極部とＳ極部が上下に配置されている。また、これらの永久磁石３の同極同士が対向するように上下に配置されている。図２では、複数の永久磁石３の各々は、同じ高さＨｍを有している。
【００２５】
巻線５は、永久磁石３による磁束が貫通するように配置される。図３では、巻線５は、被支持体１１の円筒形部１１ａに巻き付けられている。図２では、巻線５の中心軸は、鉛直方向を向き、巻線５の中心部の空間(円筒形部１１ａの内部空間)には、永久磁石３が貫通している。ただし、本発明によると、巻線５と永久磁石３との位置関係は、図２に限定されず、例えば、巻線５の中心軸は鉛直方向を向いていなくてもよい。
【００２６】
固定構造体７は、船舶２０の船体における設置部１に固定されている。
【００２７】
バネ９は、固定構造体７に連結されている。第１実施形態では、バネ９は、コイルバネである。コイルバネ９は、その中心軸が鉛直方向を向くように配置されている。コイルバネ９の一端部は固定構造体７に結合され、コイルバネ９の他端部が被支持体１１に結合されている。
【００２８】
被支持体１１は、バネ９を介して固定構造体７に鉛直方向に支持されている。図２の例では、被支持体１１は、バネ９を介して固定構造体７に吊るされている。なお、図２では、被支持体１１には、水平軸回りに回転自在な複数のローラ１３が取り付けられている。これらのローラ１３は、固定構造体７に設けられ鉛直方向に延びるガイドレール１５上を転動することより、被支持体１１の上下運動がガイドレール１５に沿った鉛直方向に案内される。また、複数のローラ１３が、それぞれ、互い反対方向を向く水平方向に複数のガイドレール１５に接していることにより、固定構造体７に対して水平方向へ被支持体１１が移動しないようになっている。
【００２９】
永久磁石３と巻線５のうち、一方（第１実施形態では、永久磁石３）は、固定構造体７に固定され、他方（第１実施形態では、巻線５）は、被支持体１１に固定されている。この構成で、航行中の船舶２０に海面の波が当たることにより、船舶２０の設置部１が上下運動する時に、バネ９の弾性力により、被支持体１１が固定構造体７に対して上下運動して巻線５を貫通する磁束が変化し、これにより、巻線５から電力が出力される。巻線５から出力された電力は、例えば、船舶２０内における機器に送られ、この機器において消費される。または、巻線５から出力された電力は、船舶２０に設けられた蓄電装置へ送られて蓄電装置に蓄えられる。
【００３０】
なお、図２は、固定構造体７に対して被支持体１１および巻線５が静止している状態を示している。
【００３１】
図４は、第１実施形態による船舶搭載型発電装置１０による発電を示す例である。図４（Ａ）は、固定構造体７に対する被支持体１１および巻線５の上下運動の振幅（以下、単に巻線５の振幅という）が、１つの永久磁石３の高さＨｍよりも小さい場合を示す。図４（Ｂ）は、巻線５の振幅が１つの永久磁石３の高さＨｍと同じ場合を示す。図４（Ｃ）は、巻線５の振幅が１つの永久磁石３の高さＨｍより大きい場合を示す。図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）において、一番上のグラフは、固定構造体７に対する巻線５の上下運動（以下、単に巻線５の上下運動ともいう）における巻線５の変位を示し、真ん中のグラフは、巻線５に生じる起電力を示し、一番下のグラフは、巻線５により発生する電力を示す。
【００３２】
図２と図４の例では、各永久磁石３の高さＨｍと、巻線５の高さＨｃとは同じである。また、図２と図４の例では、巻線５の上下運動の中心は、複数の永久磁石３のうち、真ん中に位置する永久磁石３の鉛直方向中央である。
【００３３】
図４に示すように、巻線５の上下運動の周期をＴとする。この場合、図４のように、巻線５に生じる起電力は、周期Ｔで変動し、この変動は、巻線５の上下運動からＴ／４遅れて生じる。また、図４から分かるように、巻線５により発生する電力は、周期Ｔ／２でピークとなる。
【００３４】
好ましくは、図２と図４の例のように、巻線５の上下運動の速さが最も大きくなる時（すなわち、巻線５の上下運動の中心を通過する時）に、巻線５における高さ方向（図２の上下方向）の端５ａが、いずれかの永久磁石３の高さ方向（図２の上下方向）の端３ａに位置するように、永久磁石３、巻線５、固定構造体７、バネ９および被支持体１１を構成する。これにより、磁束密度が最も大きい（例えば、鉛直方向における磁束密度変化が最も大きい）端３ａを、巻線５の端５ａが最大速度で通過することにより、高い発電効率（例えば最大効率）を期待できる。
【実施例】
【００３５】
図２に示す船舶搭載型発電装置１０の縮尺模型（縮小試作品）を製作し、この縮尺模型を、船長３ｍの模型船の船首部１に設けた。
この模型船を水面に浮かべ、規則的な波を水面に生じさせ、模型船の船首部１に反復上下運動を生じさせた。
【００３６】
これによる発電量の結果を図５に示す。図５において、横軸は、模型船の船首部１の上下運動振幅（ｃｍ）を示し、縦軸は、船舶搭載型発電装置１０の縮尺模型の発電量（Ｗ）を示す。
図５から分かるように、船首部１の上下運動振幅が０．５ｃｍから１．５ｃｍへ増えると、発電量が、０．０２Ｗ程度から０．０７Ｗ程度まで増加している。
実際の船舶２０（特に、コンテナ船やタンカーなどの大型の船舶２０）が海面を航行する場合には、船首部１の上下運動振幅は、例えば、数十ｃｍ以上、または１ｍ以上になる。
また、船舶２０が海面を航行する時間は長いので、本発明の実施形態の船舶搭載型発電装置１０により、長時間に渡って継続して発電されることが期待できる。
【００３７】
第１実施形態によると、船舶搭載型発電装置１０を、船舶２０の重心Ｇから離れた設置部１（好ましくは、船首部１）に設けている。したがって、設置部１は、船舶２０が海面から受ける波により大きく上下運動する。これにより、海面の波による生じる船舶２０の上下運動を効率よく電気エネルギーに変換できる。したがって、設置部１の大きな上下運動を利用して、大きな電力を生成できる。
【００３８】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による船舶搭載型発電装置１０を説明する。図６は、第２実施形態の船舶搭載型発電装置１０を示す。第２実施形態において、以下で説明しない点は上述の第１実施形態と同じであってよい。
【００３９】
第２実施形態では、図６に示すように、永久磁石３は、固定構造体７に固定され、巻線５は、被支持体１１に固定されている。
また、巻線５の中心軸は、鉛直方向を向いており、巻線５の中心部の空間には、永久磁石３が貫通している。
【００４０】
第２実施形態によると、永久磁石３が鉛直方向に貫通する巻線５を上下複数段（図６では、２段）に配置する。
【００４１】
図６でも、各永久磁石３は、同じ高さＨｍを有している。
【００４２】
第２実施形態において、一例では、図６のように、複数段の巻線５同士の間隔と同じ間隔で、複数の永久磁石３を上下に配置してもよい。そのために、図６では、複数の永久磁石３は、これらの永久磁石３による磁場に影響を与えない材料のフレーム１２で支持されている。
【００４３】
第２実施形態による船舶搭載型発電装置１０では、複数段の巻線５からそれぞれ起電力が出力されるので、船舶搭載型発電装置１０による総発電量が増える。例えば、船舶搭載型発電装置１０は、複数段の巻線５で発生する起電力を足し合わせて出力することにより、船舶搭載型発電装置１０による総発電量が増える。
【００４４】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による船舶搭載型発電装置１０を説明する。図７は、第３実施形態の船舶搭載型発電装置１０を示す。第３実施形態において、以下で説明しない点は上述の第１実施形態と同じであってよい。
【００４５】
第３実施形態では、図７に示すように、永久磁石３は、固定構造体７に固定され、巻線５は、被支持体１１に固定されている。図７では、図２と違って、巻線５を構成する導線の図示を省略している。
また、第３実施形態では、巻線５の中心軸は、鉛直方向を向いており、巻線５の中心部の空間には、永久磁石３が貫通している。
【００４６】
第３実施形態によると、永久磁石３と巻線５と被支持体１１とバネ９の組が２つ設けられている。これらの２つの組の間で、設置部１の上下運動で巻線５に起電力の大きさがピークとなるタイミングがずれるように、永久磁石３による磁束密度分布と巻線５との位置関係が異なっている。
【００４７】
そのための構成は、例えば以下のようにすることができる。
【００４８】
上述の２つの組のいずれにおいても、上側の永久磁石３と下側の永久磁石３は、互いに同じ極同士が鉛直方向に対向するように上下に積み重ねられている。また、上述の２つの組のいずれにおいても、各永久磁石３は同じ高さＨｍを有し、巻線５は同じ高さＨｃを有する。
【００４９】
上述の２つの組の間で、各永久磁石３の高さは同じＨｍであり、巻線５の高さは同じＨｃである。設置部１の上下運動により、上述の２つの組の間で、固定構造体７に対して巻線５が同じ周期と同じ振幅で同じ上下運動をするように、上述の２つの組の巻線５と被支持体１１とバネ９が構成されている。そのために、好ましくは、上述の２つの組の間で、複数の永久磁石３と巻線５と被支持体１１とコイルバネ９は、同じものである。すなわち、２つの組の間で、複数の永久磁石３は同じものであり、巻線５は同じもの（同じバネ定数、自然長さ）であり、被支持体１１は同じものである。
【００５０】
上述した構成において、設置部１が上下運動しておらず静止しており、これにより、上述の各組の巻線５も、固定構造体７に対して静止している状態（以下、単に静止状態という）で、以下の条件が成り立つようになっている。
条件：ＬａとＬｂとの差が、Ｈｃ／４である。
ここで、Ｌａは、上述した２つの組の一方において、巻線５における高さ方向中央から、この巻線５の中心部の空間内に位置する永久磁石３の高さ方向中央までの鉛直方向距離（図７ではゼロ）である。
Ｌｂは、上述した２つの組の他方において、巻線５における高さ方向中央から、この巻線５の中心部の空間内に位置する永久磁石３の高さ方向中央までの鉛直方向距離（図７では、Ｈｃ／４）である。
【００５１】
上記の条件を成り立たせることにより、一方の組の巻線５により発生する電力がピークとなるタイミングと、他方の組の巻線５により発生する電力がピークとなるタイミングとが、互いにＴ／４だけずれる（ここで、Ｔは、巻線５の上下運動の周期である。以下同様）。すなわち、各組の巻線５の上下運動の振幅が巻線５の高さＨｃに等しい場合には、図８に示す出力が得られる。
【００５２】
図８において、実線は一方の組の場合を示し、一点鎖線は他方の組の場合を示す。図８（Ａ）は、巻線５の上下運動における巻線５の変位（動作曲線）を示し、図８（Ｂ）は、巻線５に生じる起電力を示し、図８（Ｃ）は、巻線５により発生する電力を示す。図８（Ａ）においては、２つの組の巻線５は、同じ上下運動をするので、両者の動作曲線は重なっている。図８（Ｃ）から分かるように、一方の組の巻線５により発生する電力は、周期Ｔ／２でピークになり、他方の組の巻線５により発生する電力も、周期Ｔ／２でピークになる。また、一方の組の巻線５により発生する電力がピークとなるタイミングと、他方の組の巻線５により発生する電力がピークとなるタイミングは、互いにＴ／４だけずれている。
【００５３】
図７の例では、静止状態で、一方の組における巻線５の中心部の空間内に位置する永久磁石３の高さ方向中央と、他方の組における巻線５の中心部の空間内に位置する永久磁石３の高さ方向中央とが、互いにＨｃ／４だけ鉛直方向にずれていることにより、上述の条件が成り立っている。この場合、上述した２つの組の間で、バネ９の上端（固定構造体７との結合位置）の鉛直方向位置は同じである。図７において、他方の組では、スペーサ６が設けられている。
【００５４】
ただし、本発明は、これに限定されない。例えば、静止状態で、一方の組におけるバネ９の上端（固定構造体７との結合位置）と、他方の組におけるバネ９の上端（固定構造体７との結合位置）とを互いにＨｃ／４だけ鉛直方向にずらすことにより、上述の条件が成り立つようにしてもよい。この場合、上述した２つの組の間で、巻線５の中心部の空間内に位置する永久磁石３の高さ方向中央は、同じ鉛直方向位置にある。
【００５５】
なお、図７の例では、各組の巻線５を構成する導線の密度は、巻線５の高さ方向において均一であってよい。すなわち、各組の巻線５を構成する導線の密度は、巻線５の高さ方向の各位置で同じであってよい。
【００５６】
第３実施形態によると、静止状態において、永久磁石３と巻線５と被支持体１１とバネ９の２つの組の間で、永久磁石３による磁束密度分布と巻線５との位置関係が異なっている。したがって、２つの組の間で、巻線５に生じる起電力の大きさは、被支持体１１の反復上下運動において互いに異なる位相でピークになる。したがって、２つの組の巻線５から出力される起電力の総和の変動が抑えられ、安定した電力供給が可能となる。例えば、船舶搭載型発電装置１０は、上述した２つの組の巻線５で発生する起電力を足し合わせて出力することにより、変動が抑えられ安定した電力（例えば、図８（Ｃ）の実線と破線を重ね合わせた電力）を出力できる。
【００５７】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による船舶搭載型発電装置１０を説明する。図９は、第４実施形態の船舶搭載型発電装置１０を示す。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。なお、図９（Ｂ）では、簡略のため、ガイドレール１５の図示を省略している。
【００５８】
第４実施形態において、以下で説明しない点は上述の第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態と同じであってよい。以下において、第４実施形態において、第１実施形態の構成を採用する場合について説明する。第４実施形態において、第２実施形態の構成を採用する場合には、被支持体１１において巻線５は複数段に配置される。第４実施形態において、第３実施形態の構成を採用する場合には、永久磁石３と巻線５と被支持体１１とコイルバネ９の組毎に、以下の構成が採用されるが、後述のデータ取得装置２２、位置指令生成部２４、および記憶部２５は、これらの組に共通であってよい。
【００５９】
船舶搭載型発電装置１０は、コイルバネ９の有効長さを調節する有効長さ調節装置１７を備える。有効長さ調節装置１７は、移動部１９および係合装置２１を有する。移動部１９は、固定構造体７に取り付けられている。コイルバネ９に沿った移動部１９の上下位置（すなわち、鉛直方向に関する位置。以下同様）は、調節可能になっている。
【００６０】
係合装置２１は、係合部材２１ａおよび係合駆動装置２１ｂを有する。図１０（Ａ）は、図９（Ａ）の部分拡大図である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）において係合部材２１ａが動作した状態を示す。
係合部材２１ａは、コイルバネ９の途中箇所に係合する係合位置に駆動される。係合部材２１ａは、移動部１９に設けられる。係合駆動装置２１ｂは、移動部１９に設けられている。係合駆動装置２１ｂは、係合部材２１ａを、コイルバネ９に鉛直方向に係合する係合位置（図１０（Ａ）の状態）と、コイルバネ９に干渉しない非干渉位置（図１０（Ｂ）の状態）との間で駆動する。図１０では、係合駆動装置２１ｂは、回転軸Ｃまわりに係合部材２１ａを回転させることにより、係合部材２１ａを係合位置と非干渉位置との間で駆動するモータである。図１０の例では、一対の係合部材２１ａが、それぞれ、コイルバネ９の水平方向両側に配置され、一対の係合部材２１ａに対してそれぞれ一対の係合駆動装置２１ｂが設けられている。ただし、係合部材２１ａの数は、１つであってもよい。
【００６１】
有効長さ調節装置１７は、さらに移動部駆動装置２３を有する。
移動部駆動装置２３は、コイルバネ９に沿って鉛直方向に移動部１９を昇降する。図９（Ｂ）では、移動部駆動装置２３は、移動部１９に螺合するネジ軸２３ａと、ネジ軸２３ａを回転駆動するサーボモータ２３ｂと、ネジ軸２３ａの回転により移動部１９が昇降するように移動部１９を案内するガイド部材２３ｃとを有する。
【００６２】
したがって、移動部１９の上下位置を調節することにより、係合装置２１がコイルバネ９に係合する上下位置を変えることができる。これにより、コイルバネ９の有効長さは、係合装置２１により係合された上下位置から、被支持体１１に結合された一端部までの範囲となる。すなわち、この範囲において、コイルバネ９は、設置部１の上下運動により伸縮する。一方、コイルバネ９において、係合装置２１により係合された上下位置から、固定構造体７に結合された他端部までの範囲では、コイルバネ９は伸縮しない。このように、コイルバネ９の有効長さを調節することにより、コイルバネ９による被支持体１１の固有振動の周期（上下運動の固有周期）を、設置部１の上下運動の周期に一致させるように調節できる。
【００６３】
船舶搭載型発電装置１０は、好ましくは、支持装置３７を備える。図１１は、船舶搭載型発電装置１０に支持装置３７を設けた場合を示す。支持装置３７は、コイルバネ９の有効長さを変える時に被支持体１１を下方から支持し、巻線５により発電を行う時には、被支持体１１を支持しない。
【００６４】
支持装置３７は、被支持体１１の上下運動に干渉しない非支持位置（図１１（Ａ）の状態）と、被支持体１１を下方から支持する支持位置（図１１（Ｂ）の状態）との間で駆動される被駆動部材３７ａと、被駆動部材３７ａを非支持位置と支持位置との間で駆動する駆動装置３７ｂ（例えば、リニアサーボモータ）を有する。なお、被駆動部材３７ａの支持位置は、一定の位置である。すなわち、被駆動部材３７ａが、被支持体１１を下方から支持する場合には、常に同じ支持位置で被支持体１１を支持する。
【００６５】
図１２は、有効長さ調節装置１７（図９を参照）を制御する構成を示すブロック図である。
【００６６】
図１２に示すように、船舶搭載型発電装置１０は、データ取得装置２２、位置指令生成部２４、記憶部２５および制御装置２７を備える。
【００６７】
位置指令生成部２４は、移動部１９に対する指令位置を生成する。
【００６８】
記憶部２５は、有効長さ調節装置１７の制御時に、移動部１９に対する指令位置を生成するのに用いる指令位置生成用データを記憶している。指令位置生成用データは、船舶２０に波が衝突する周期を特定するための複数のデータ値（以下、波衝突周期特定用の複数のデータ値、または、単に複数のデータ値という）から移動部１９に対する指令位置を定めるためのデータである。指令位置生成用データにより複数のデータ値から定まる指令位置に移動部１９が位置した状態で係合装置２１がコイルバネ９に係合すると、被支持体１１の上下運動の固有周期が、これら複数のデータ値により特定される波衝突周期（船舶２０に波が衝突する周期）と一致するようになる。このように指令位置生成用データが予め作成されている。指令位置生成用データは、後で詳しく説明する。
【００６９】
データ取得装置２２は、波衝突周期特定用の複数のデータ値を取得する。データ取得装置２２は、取得した複数のデータ値を、位置指令生成部２４に入力する。データ取得装置２２については、後で詳しく説明する。
【００７０】
位置指令生成部２４は、入力された複数のデータ値を指令位置生成用データに適用することにより移動部１９に対する指令位置を生成し、この指令位置を制御装置２７へ入力する。
【００７１】
制御装置２７は、入力された指令位置へ移動部１９が来るように移動部駆動装置２３（サーボモータ２３ｂ）を制御し、指令位置に移動部１９が来た状態で係合装置２１がコイルバネ９に係合するように係合装置２１（係合駆動装置２１ｂ）を制御する。
【００７２】
波衝突周期特定用の複数のデータ値が、船舶２０から見た波の方向（船舶２０の進行方向に対する波の方向）θ、波の周期ＴＷ、波の速さＶＷ、および船舶２０の速さＶＳからなる場合について説明する。
【００７３】
指令位置生成用データでは、複数のデータ値の複数の組み合わせに対して、それぞれ複数の上下位置Ｐ（移動部１９に対する複数の指令位置）が定められている。指令位置生成用データは、次の［表１］に示す参照テーブルとして記憶部２５に記憶される。
【００７４】
【表１】
0005846618.tif 000002
【００７５】
上記表１において、Ｐ、θ、ＴＷ、ＶＷ、およびＶＳの添え字ｉは、移動部１９の上下位置Ｐ、船舶２０から見た波の方向θ、波の周期ＴＷ、波の速さＶＷおよび船舶２０の速度ＶＳの組を示す識別番号であり、任意の自然数である。図１３は、波の方向θと、波の速さＶＷと、船舶２０の速さＶＳを示す。図１３は、上方から鉛直方向に船舶２０を見た図である。図１３において、矢印ＶＷは、波の速度を示すベクトルであり、矢印ＶＳは、船舶２０の速度を示すベクトルであり、矢印ＶＲは、船舶２０から見た波の相対速度を示すベクトルである。ここで、船舶２０は、航行方向を変えずに船首尾方向に進行しているとする。
【００７６】
指令位置生成用データにおいて、各組ｉについて、θ、ＴＷ、ＶＷ、およびＶＳに対して、次のように移動部１９の上下位置Ｐｉが予め求められている。
【００７７】
まず、θ、ＴＷ、ＶＷ、およびＶＳの各組ｉに対して、船舶２０（船舶２０の船首部１）が波に衝突する周期（波衝突周期）ＴＳが求まる。各組ｉにおける波衝突周期ＴＳｉは、次の式により求まる。
ＴＳ＝ＴＷ×ＶＷ／ＶＲ
この式において、ＶＲは、図１３に示すように、船舶２０に対する波の相対速度であり、θとＶｗとＶＳから求まる。
【００７８】
次に、上述の各組ｉについて、求めた波衝突周期ＴＳｉに対して、移動部１９の上下位置Ｐｉを求める。すなわち、この上下位置Ｐｉにより、巻線５とコイルバネ９を含む被支持体１１の固有周期（固有振動の周期）が波衝突周期ＴＳｉとなる移動部１９の上下位置Ｐｉを求める。この上下位置Ｐｉは、例えば実験的に求めることができる。すなわち、図１１の構成において、移動部１９の各上下位置毎に、被支持体１１を被駆動部材３７ａにより下方から支持して（図１１（Ｂ）の状態）被支持体１１を固定構造体７に対して静止させ、かつ、係合装置２１をコイルバネ９に係合させる。次いで、被駆動部材３７ａを非支持位置に移動させ（図１１（Ａ）の状態）、被支持体１１に上下運動させ、被支持体１１の上下運動の周期（固有周期）を計測しておく。これらの計測結果から、波衝突周期ＴＳｉとなる移動部１９の上下位置Ｐｉを予め求めておく。
【００７９】
位置指令生成部２４は、入力された複数のデータ値を、表１の参照テーブルに適用することにより、移動部１９の上下位置（指令位置）を定める。この時、入力された複数のデータ値に対応する組ｉが参照テーブルに無い場合には、参照テーブルにおいて、入力された複数のデータ値に隣接するデータ値を用いた補間により移動部１９の上下位置を定めてもよい。
【００８０】
データ取得装置２２は、波浪情報取得部２２ａおよび船舶速さ取得部２２ｂを有する。
【００８１】
波浪情報取得部２２ａは、波の方向と波の周期ＴＷを、気象庁または他の観測機関などにより作成される波浪情報を取得する。例えば、波浪情報取得部２２ａは、インターネットにアクセスし、インターネット経由で、船舶２０がこれから進入する海域の波浪情報（波の方向と波の周期ＴＷを含む情報）を取得する。または、船舶２０がこれから進入する海域の波浪情報が、所定の送信装置から無線で送信されている場合には、波浪情報取得部２２ａは、この波浪情報を受信して、受信した波浪情報から波の方向と波の周期ＴＷを取得する。
【００８２】
波浪情報取得部２２ａは、ジャイロコンパスやＧＰＳなどを用いて船舶２０の進行方向を取得する方向センサを有し、上述のように取得した波浪情報の波の方向と、方向センサにより取得した船舶２０の進行方向とに基づいて、船舶２０の進行方向に対する波の方向θを取得する。
【００８３】
船舶速さ取得部２２ｂは、船舶２０の速さを計測して取得する。例えば、船舶速さ取得部２２ｂは、電磁ログ、ドップラーソナー、またはＧＰＳを用いて船舶２０の速さを計測する。
【００８４】
波衝突周期特定用の複数のデータ値が、船舶２０に対する波の速さＶＲと波の波長λＷからなる複数のデータ値からなる場合について説明する。
【００８５】
指令位置生成用データでは、複数のデータ値の複数の組み合わせに対して、それぞれ複数の上下位置Ｐ（移動部１９に対する複数の指令位置）が定められている。この指令位置生成用データは、次の［表２］に示す参照テーブルとして記憶部２５に記憶されてよい。
【００８６】
【表２】
0005846618.tif 000003
【００８７】
上記表２において、Ｐ、ＶＲ、およびλｗの添え字ｉは、移動部１９の上下位置Ｐ、船舶２０に対する波の速さＶＲ、波の波長λの組を示す識別番号であり、任意の自然数である。
【００８８】
指令位置生成用データにおいて、各組ｉについて、ＶＲおよびλｗに対して、次のように移動部１９の上下位置Ｐｉが予め求められている。
【００８９】
まず、各組ｉにおける波衝突周期ＴＳｉは、次の式により求まる。
ＴＳ＝λ×ＶＲ
【００９０】
次に、上述の各組ｉについて、求めた波衝突周期ＴＳｉに対して、移動部１９の上下位置Ｐｉを求める。すなわち、この上下位置Ｐｉにより、巻線５とコイルバネ９を含む被支持体１１の固有周期（固有振動の周期）が波衝突周期ＴＳｉとなる移動部１９の上下位置Ｐｉを求めておく。この上下位置Ｐｉは、上述と同様に例えば実験的に求めることができる。
【００９１】
複数のデータ値が、船舶２０に対する波の速さＶＲと波の波長λＷからなる場合、データ取得装置２２は、船舶速さ取得部２２ｂを有さず、データ取得装置２２の波浪情報取得部２２ａは、例えば、レーダ装置とデータ処理部とを有する。レーダ装置は、マイクロ波を周囲の海面に（例えば時々刻々と）送信するレーダアンテナと、このマイクロ波が海面で反射した反射波を（例えば時々刻々と）受信する受信部を有する。データ処理部は、受信部が（例えば時々刻々と）受信した反射波と、マイクロ波送信時のアンテナの向きに基づいてエコー画像を作成し、エコー画像を解析する。これにより、データ処理部は、船舶２０に対する波の速さＶＲ（すなわち、図１３に示す相対速度ＶＲ）と、波の波長λＷを求める。データ取得装置２２は、求めたＶＲとλＷを位置指令生成部２４に入力する。
【００９２】
位置指令生成部２４は、入力された複数のデータ値を、表２の参照テーブルに適用することにより、移動部１９の上下位置（指令位置）を定める。この時、入力された複数のデータ値に対応する組ｉが参照テーブルに無い場合には、参照テーブルにおいて、入力された複数のデータ値に隣接するデータ値を用いた補間により移動部１９の上下位置を定めてもよい。
【００９３】
図１４は、コイルバネ９の有効長さの調節方法を示すフローチャートである。この調節方法は、ステップＳ１〜Ｓ４を有する。
【００９４】
ステップＳ１では、データ取得装置２２により、最新の複数のデータ値を取得する。また、ステップＳ１では、取得した最新の複数のデータ値が位置指令生成部２４に入力される。
【００９５】
ステップＳ２では、ステップＳ１で入力された最新の複数のデータ値に基づいて、位置指令生成部２４により、移動部１９に対する指令位置を生成する。この時、位置指令生成部２４は、最新の複数のデータ値を、上述の指令位置生成用データに適用することにより、位置指令を生成する。また、ステップＳ２では、生成された位置指令が制御装置２７に入力される。
【００９６】
ステップＳ３では、制御装置２７により、ステップＳ２で入力された指令位置へ移動部１９を移動させる。この時、制御装置２７は、まず、支持装置３７の駆動装置３７ｂを制御することにより、図１１（Ｂ）のように被駆動部材３７ａを支持位置へ移動させる。これにより、被支持体１１は、被駆動部材３７ａにより下方から支持されて、固定構造体７に対して静止する。これとともに、制御装置２７は、移動部駆動装置２３を制御して、移動部駆動装置２３により移動部１９を指令位置へ移動させる。
【００９７】
ステップＳ４では、ステップＳ３により指令位置に移動部１９が位置した状態で、制御装置２７により、係合装置２１がコイルバネ９に係合するように係合装置２１（係合駆動装置２１ｂ）を制御する。すなわち、制御装置２７は係合駆動装置２１ｂを制御して、係合部材２１ａを非干渉位置から係合位置へ移動させる。
【００９８】
上述のステップＳ１〜Ｓ４は、船舶２０の航行中に時間間隔をおいて（例えば、数十分毎に、または、数時間毎に）繰り返される。
【００９９】
上述した第４実施形態によると、波衝突周期特定用の複数のデータ値と、これらの複数のデータ値により特定される波衝突周期に被支持体１１の固有周期を一致させるための移動部１９の上下位置との関係（指令位置生成用データ）を予め求める。船舶搭載型発電装置１０を作動させる時に、上述の複数のデータ値を取得し、取得した複数のデータ値と指令位置生成用データから、波衝突周期に被支持体１１の固有周期を一致させるための指令位置を生成し、この指令位置に移動部１９を移動させて、係合装置２１をコイルバネ９に係合させる。これにより、被支持体１１の固有周期は波衝突周期に一致する（または近い値になる）ので、船舶２０への波の衝突による被支持体１１の上下運動を大きくすることができる。したがって、発電効率が高まる。
【０１００】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態による船舶搭載型発電装置１０を説明する。図１５は、第５実施形態の船舶搭載型発電装置１０の有効長さ調節装置１７（図９を参照）を制御する構成を示すブロック図である。第５実施形態において、以下で説明しない点は上述の第４実施形態と同じであってよい。
【０１０１】
第５実施形態によると、上述したデータ取得装置２２は、第４実施形態と同様に、波衝突周期特定用の複数のデータ値を取得するが、取得したこれらのデータ値を位置指令生成部２４へ入力せず、ディスプレイ装置３１に入力する。
【０１０２】
第５実施形態による船舶搭載型発電装置１０は、さらに、上述のディスプレイ装置３１および入力装置３３を備える。
【０１０３】
ディスプレイ装置３１は、データ取得装置２２から入力された上述の複数のデータ値を表示する。
入力装置３３は、人に操作されることにより、ディスプレイ装置３１に表示された上述の複数のデータ値を入力する。すなわち、人は、ディスプレイ装置３１に表示された上述の複数のデータ値を見て、入力装置３３（例えば、タッチパネルやキーボードなど）を操作することにより、これらのデータ値を位置指令生成部２４へ入力する。
【０１０４】
なお、第５実施形態において、ディスプレイ装置３１に表示された上述の複数のデータ値を人が見て、人が、移動部１９に対する指令位置を求めてもよい。この場合、位置指令生成部２４は省略されるが、人は、好ましくは、上述した［表１］または[表２]の参照テーブルを用いて、複数のデータ値から移動部１９に対する指令位置を求める。その後、人は、入力装置３３を操作して、求めた指令位置を制御装置２７へ入力する。
【０１０５】
［第６実施形態］
本発明の第６実施形態による船舶搭載型発電装置１０を説明する。図１６は、第６実施形態の船舶搭載型発電装置１０の有効長さ調節装置１７（図９を参照）を制御する構成を示すブロック図である。第６実施形態において、以下で説明しない点は上述の第４実施形態と同じであってよい。
【０１０６】
第６実施形態によると、データ取得装置２２は、上述した複数のデータ値を取得せずに、設置部１の上下運動の周期を計測して取得する。このようなデータ取得装置２２は、例えば、経過時間を計測する時間計測部２２ｃと、設置部１（例えば、設置部１の固定構造体７）に設けられた加速度センサ２２ｄと、時間計測部２２ｃが計測した経過時間の各時点で加速度センサ２２ｄが計測した加速度から設置部１の上下運動の周期を求める周期特定部２２ｅとを有する。
データ取得装置２２は、船舶２０の設置部１の上下運動の周期を取得し、この周期を目標周期として位置指令生成部２４へ入力する。
【０１０７】
位置指令生成部２４は、入力された目標周期と位置指令生成用データから、移動部１９に対する位置指令を生成する。
【０１０８】
第６実施形態によると、移動部１９に対する指令位置を生成するのに用いる指令位置生成用データは、被支持体１１の上下運動の目標周期から、移動部１９に対する指令位置を定めるためのデータである。指令位置生成用データにより目標周期から定まる指令位置に移動部１９が位置した状態で係合装置２１がコイルバネ９に係合すると、被支持体１１の上下運動の固有周期が、この目標周期と一致するようになる。このように指令位置生成用データが予め作成されている。
【０１０９】
目標周期と、巻線５とコイルバネ９を含む被支持体１１の固有周期（固有振動の周期）がこの目標周期になる移動部１９の上下位置（指令位置）とを１組の目標周期と移動部１９の上下位置とする。指令位置生成用データは、各組の目標周期と移動部１９の上下位置とが互いに対応づけられたデータである。すなわち、各組の目標周期と移動部１９の上下位置について、この上下位置に移動部１９が位置する状態で係合部材２１ａがコイルバネ９に係合した場合には、巻線５とコイルバネ９を含む被支持体１１の固有周期は、この目標周期となる。このような位置指令生成用データが記憶部２５に記憶されている。このような位置指令生成用データにおいて、移動部１９の各上下位置は、例えば、上述した支持装置３７により被支持体１１が下方から支持されている状態に対して定められている。
【０１１０】
位置指令生成部２４は、入力された目標位置を指令位置生成用データに適用することにより、指令位置生成用データにおいて、この目標位置に対応する移動部１９の上下位置を特定し、特定した位置を指令位置として制御装置２７に入力する。
【０１１１】
指令位置が制御装置２７に入力された時に、被支持体１１が支持装置３７に下方から支持されていない場合には、制御装置２７は、まず、支持装置３７の駆動装置３７ｂを制御することにより、図１１（Ｂ）のように被駆動部材３７ａを支持位置へ移動させる。これにより、被支持体１１は、被駆動部材３７ａにより下方から支持されて、固定構造体７に対して静止する。これとともに、制御装置２７は、移動部駆動装置２３を制御して、移動部駆動装置２３により移動部１９を指令位置へ移動部１９を移動させる。その後、制御装置２７は、係合駆動装置２１ｂを制御して、係合装置２１（係合部材２１ａ）をコイルバネ９に係合させる。
【０１１２】
上述した第６実施形態によると、目標周期と、目標周期に被支持体１１の固有周期を一致させるための移動部１９の上下位置との関係（指令位置生成用データ）を予め求める。船舶搭載型発電装置１０を作動させる時に、船舶２０の設置部１の上下運動の周期を取得し、この周期を目標周期として、目標周期と指令位置生成用データから、波衝突周期に被支持体１１の固有周期を一致させるための指令位置を生成し、この指令位置に移動部１９を移動させて、係合装置２１をコイルバネ９に係合させる。これにより、被支持体１１の固有周期は設置部１の上下運動の周期に一致する（または近い値になる）ので、船舶２０への波の衝突による被支持体１１の上下運動を大きくすることができる。したがって、発電効率が高まる。
【０１１３】
［第７実施形態］
本発明の第７実施形態による船舶搭載型発電装置１０を説明する。図１７は、第７実施形態の船舶搭載型発電装置１０の有効長さ調節装置１７（図９を参照）を制御する構成を示すブロック図である。第７実施形態において、以下で説明しない点は上述の第４実施形態と同じであってよい。
【０１１４】
第７実施形態では、第４実施形態と違って、位置指令生成部２４と記憶部２５が省略される。
【０１１５】
第７実施形態による船舶搭載型発電装置１０は、コイルバネ９により生成される発電量を計測する発電量計測部３５を備える。
【０１１６】
制御装置２７は、係合装置２１によるコイルバネ９への係合位置毎に、短時間にわたるコイルバネ９の発電量の計測値と各係合位置に基づいて、長時間にわたる発電用の移動部１９の上下位置を定める。そのために、制御装置２７は、以下の処理（Ａ）（Ｂ）を繰り返し行い、次いで、以下の処理（Ｃ）を行う。
【０１１７】
（Ａ）制御装置２７は、移動部駆動装置２３と係合装置２１を制御することにより、コイルバネ９に沿った移動部１９の移動可能範囲内の試験用位置に移動部１９を位置させ、かつ、係合装置２１（係合部材２１ａ）がコイルバネ９に係合した係合状態にする。
【０１１８】
なお、処理（Ａ）において、制御装置２７は、支持装置３７の駆動装置３７ｂを制御することにより、図１１（Ｂ）のように被駆動部材３７ａを支持位置へ移動させ、この状態で、係合装置２１（係合部材２１ａ）をコイルバネ９に係合させる。
【０１１９】
（Ｂ）制御装置２７は、処理（Ａ）でなされた係合状態で短時間の試験時間にわたって発電量計測部３５により計測された発電量（単位時間での発電量）を保持する。なお、試験時間は、例えば、数分である。また、処理（Ｂ）で保持される発電量は、好ましくは試験時間にわたる平均値である。
【０１２０】
制御装置２７は、移動部１９の試験用位置を変えて処理（Ａ）（Ｂ）を繰り返し行う。すなわち、複数回の処理（Ａ）の間で試験用位置は異なる。
【０１２１】
（Ｃ）複数回（例えば多数回）の処理（Ｂ）でそれぞれ保持された発電量と処理（Ａ）における試験用位置に基づいて、長時間にわたる発電用の移動部１９の位置を決定し、決定したこの位置に移動部１９を位置させ、かつ、係合装置２１が巻線５に係合した状態（以下、コイルバネ有効長さの調整済み状態）にする。ここで、長時間とは、例えば、数時間であってよい。
【０１２２】
なお、処理（Ｃ）において、制御装置２７は、支持装置３７の駆動装置３７ｂを制御することにより、図１１（Ｂ）のように被駆動部材３７ａを支持位置へ移動させ、この状態で、係合装置２１（係合部材２１ａ）をコイルバネ９に係合させる。
【０１２３】
処理（Ｃ）では、制御装置２７は、例えば、複数回の処理（Ｂ）でそれぞれ保持された複数の発電量のうち、最も多い発電量が得られた時の移動部１９の試験用位置を、長時間にわたる発電用の移動部１９の位置として決定する。
【０１２４】
代わりに、処理（Ｃ）では、制御装置２７は、複数回の処理（Ｂ）でそれぞれ保持された発電量と処理（Ａ）における試験用位置に基づいて、最も大きな発電量が得られる移動部１９の上下位置を推定し、推定した位置を、長時間にわたる発電用の移動部１９の位置として決定してもよい。例えば、制御装置２７は、複数回の処理（Ｂ）でそれぞれ保持された発電量と複数回の処理（Ａ）における複数の試験用位置に基づいて、移動部１９の上下位置を独立変数ｘとし、発電量を従属変数ｙとして、ｙをｘで表す関数ｙ＝ｆ（ｘ）を推定し、この関数ｆに基づいて、最も大きな発電量が得られる移動部１９の上下位置を推定する。この場合、横軸をｘとし、縦軸をｙとする２次元座標空間において、ｙをｘで表す近似曲線を関数ｆとしてもよい。
【０１２５】
処理（Ｃ）を終えた後に、長時間にわたる発電用の位置に移動部１９が位置し、かつ、係合装置２１がコイルバネ９に係合した状態（コイルバネ有効長さの調整済み状態）で、巻線５による発電を長時間行ったら、再び、上述の処理（Ａ）（Ｂ）を繰り返し行い、次いで、上述の処理（Ｃ）を行う。以後、このような処理を繰り返す。
【０１２６】
上述した第７実施形態によると、上述の処理（Ａ）（Ｂ）を繰り返すことにより、移動部１９の上下位置（試験用位置）と巻線５による発電量との関係を得ることができる。この関係から、最も大きな発電量が期待できる移動部１９の上下位置を求める。求めた上下位置に移動部１９を移動させて、係合装置２１をコイルバネ９に係合させる。これにより、最も大きな発電量またはこれに近い発電量が得られる。
【０１２７】
[第８実施形態]
本発明の第８実施形態による船舶搭載型発電装置１０を説明する。図１８は、第８実施形態の船舶搭載型発電装置１０の有効長さ調節装置１７（図９を参照）を制御する構成を示すブロック図である。第８実施形態において、以下で説明しない点は上述の第４実施形態と同じであってよい。
【０１２８】
第８実施形態では、第４実施形態と違って、データ取得装置２２、位置指令生成部２４、および記憶部２５が省略される。
【０１２９】
第８実施形態では、船舶搭載型発電装置１０は、制御装置２７に位置指令を入力する位置指令入力装置３９を備える。
【０１３０】
位置指令入力装置３９は、人に操作されることにより、移動部１９に対する指令位置を制御装置２７へ入力する。このような位置指令入力装置３９は、例えば、タッチパネルやキーボードなどにより構成されてよい。
【０１３１】
例えば、人は、船舶２０の上下運動の周期を感じ取って、経験的に、その周期に対応する指令位置を判断し、その指令位置を制御装置２７へ入力するように位置指令入力装置３９を操作する。
【０１３２】
この場合、好ましくは、船舶搭載型発電装置１０は、コイルバネ９により生成される発電量を計測する発電量計測部３５と、発電量計測部３５により計測された発電量を表示するディスプレイ装置３１を備える。人は、ディスプレイ装置３１に表示された発電量を考慮して、位置指令入力装置３９の操作により制御装置２７へ入力する位置指令を指定することができる。
【０１３３】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１３４】
１  設置部（船首部）、３  永久磁石、５  巻線、７  固定構造体、９  バネ（コイルバネ）、１０  船舶搭載型発電装置、１１  被支持体、１３  ローラ、１５  ガイドレール、１７  有効長さ調節装置、１９  移動部、２０  船舶、２１  係合装置、２１ａ  係合部材、２１ｂ  係合駆動装置、２２  データ取得装置、２２ａ  波浪情報取得部、２２ｂ  船舶速さ取得部、２２ｃ  時間計測部、２２ｄ  加速度センサ、２２ｅ  周期特定部、２３  移動部駆動装置、２３ａ  ネジ軸、２３ｂ  サーボモータ、２３ｃ  ガイド部材、２４  位置指令生成部、２５  記憶部、２７  制御装置、３１  ディスプレイ装置、３３  入力装置、３５  発電量計測部、３７  支持装置、３７ａ  被駆動部材、３７ｂ  駆動装置、３９  位置指令入力装置、Ｂ  境界、Ｃ  回転軸、Ｇ  船舶の重心
【要約】
【課題】船舶に発電装置を搭載する場合に、船舶の航行中に船体に生じる反復上下運動により効率よく発電できるようにする。
【解決手段】船舶搭載型発電装置１０は、船舶の重心から離れた設置部において船舶に設けられ、船舶が受ける波により設置部が上下運動することにより発電する。船舶搭載型発電装置１０は、永久磁石３と、永久磁石３による磁束が貫通する巻線５と、設置部に固定された固定構造体７と、固定構造体７に連結されたバネ９と、バネ９を介して固定構造体７に鉛直方向に支持された被支持体１１とを備える。永久磁石３と巻線５のうち、一方は、固定構造体７に固定され、他方は、被支持体１１に固定される。設置部が上下運動する時に、バネ９の弾性力により、被支持体１１が固定構造体７に対して上下運動して巻線５を貫通する磁束が変化し、これにより、巻線５から電力が出力される。
【選択図】図２【図１】
0005846618.tif 000004
【図２】
0005846618.tif 000005
【図３】
0005846618.tif 000006
【図４】
0005846618.tif 000007
【図５】
0005846618.tif 000008
【図６】
0005846618.tif 000009
【図７】
0005846618.tif 000010
【図８】
0005846618.tif 000011
【図９】
0005846618.tif 000012
【図１０】
0005846618.tif 000013
【図１１】
0005846618.tif 000014
【図１２】
0005846618.tif 000015
【図１３】
0005846618.tif 000016
【図１４】
0005846618.tif 000017
【図１５】
0005846618.tif 000018
【図１６】
0005846618.tif 000019
【図１７】
0005846618.tif 000020
【図１８】
0005846618.tif 000021