Investigation of magnetostrictive and piezoelectric hybrid type vibration energy harvester

• Project/Area Number: 23560260
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Dynamics/Control
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: ADACHI KAZUHIKO 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30243322)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2012: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2011: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 機械力学・制御 / 振動発電 / 超磁歪材料 / 状態監視 / 機構設計 / 変換効率 / スマート材料

Research Abstract

In this study, a novel magnetostrictive and piezoelectric hybrid type vibration energy harvester for remote wireless vibration condition monitoring applications was proposed. The feasibility study of the proposed hybrid type vibration energy harvester under the low intensity excitation condition was performed. The vibration energy harvester consists of Terfenol-D and piezocomposite. The intensity of the excitation for experimental evaluation of the proposed vibration energy harvester was 0.71 mm/sec RMS according to ISO standard. The experimentally obtained AC power generation performance of the proposed vibration energy harvester was quite low comparing with the previously developed piezocomposite vibration energy harvester.

Research Products

• [Journal Article] Experimental Performance Evaluation of Vibration Monitoring Sensor Prototype driven by Piezocomposite Vibration Energy Harvester under Low Intensity Excitation Condition (2013)
  • Author(s): K.Adachi、T.Sakamoto
  • Journal Title: Proc. of the ASME 2013 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems Volume: SMASIS2013-3228 on CD-ROM
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 圧電コンポジットを用いた振動発電装置のエネルギー変換効率に関する研究(システムのエネルギーバランスと発電効率の評価) (2012)
  • Author(s): 安達和彦、坂本達哉
  • Journal Title: 日本機械学会論文(C編) Volume: Vol.78、No.789 Pages: 1575-1585
  • NAID: 130002051418
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Study on Energy Transfer Efficiency Analysis of Cantilever Type of Piezocomposit Vibration Energy Harvester (Evaluation of System Energy Balance and Power Generation Efficiency) (2012)
  • Author(s): 安達 和彦、坂本 達哉
  • Journal Title: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS Series C Volume: 78 Issue: 789 Pages: 1575-1585
  • DOI: 10.1299/kikaic.78.1575
  • NAID: 130002051418
  • ISSN: 0387-5024, 1884-8354
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 自己給電式振動状態監視装置の開発に関する研究(第二報低消費電力無線デバイスの駆動) (2014)
  • Author(s): 山口昌宏、安達和彦、清水亮多
  • Organizer: 日本機械学会関西支部第89期定時総会講演会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(堺市)
  • Year and Date: 2014-03-18
• [Presentation] 圧電コンポジットを用いた振動発電装置のインピーダンスマッチングの実験的評価 (2014)
  • Author(s): 清水亮多、安達和彦、山口昌宏
  • Organizer: 日本機械学会関西支部第89期定時総会講演会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(堺市)
  • Year and Date: 2014-03-18
• [Presentation] 自己給電式振動状態監視装置の開発に関する研究（第二報 低消費電力無線デバイスの駆動） (2014)
  • Author(s): 山口昌宏、安達和彦、清水亮多
  • Organizer: 日本機械学会 関西支部第89期定時総会講演会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
• [Presentation] 圧電コンポジットを用いた振動発電装置のインピーダンスマッチングの実験的評価 (2014)
  • Author(s): 清水亮多、安達和彦、山口昌宏
  • Organizer: 日本機械学会 関西支部第89期定時総会講演会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
• [Presentation] 機械構造物での制振と振動発電 (2013)
  • Author(s): 安達和彦
  • Organizer: 第23回日本MRS年次大会(MRSJ2013)
  • Place of Presentation: 万国橋会議センター(横浜市)
  • Year and Date: 2013-12-10
• [Presentation] 超磁歪式振動発電装置の開発に関する基礎研究 (2013)
  • Author(s): 山口昌宏、安達和彦
  • Organizer: 第56回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 新潟大学工学部(新潟市)
  • Year and Date: 2013-11-16
• [Presentation] 自己給電式振動状態監視装置の開発に関する研究(第一報、振動計測性能の評価) (2013)
  • Author(s): 山口昌宏、安達和彦、清水亮多、坂本達哉
  • Organizer: 第56回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 新潟大学工学部(新潟市)
  • Year and Date: 2013-11-16
• [Presentation] 超磁歪材Terfenol-Dを用いた振動発電装置の開発(第1報,基本特性の実験的評価) (2013)
  • Author(s): 安達和彦、山口昌宏、坂本達哉
  • Organizer: 日本機械学会2013年度年次大会
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山市)
  • Year and Date: 2013-09-09
• [Presentation] 圧電振動発電で駆動する振動状態監視装置の開発に関する研究 (2013)
  • Author(s): 坂本達哉、安達和彦、山口昌宏
  • Organizer: 日本機械学会第13回「運動と振動の制御」シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州産業大学(福岡市)
  • Year and Date: 2013-08-30
• [Presentation] 圧電コンポジットを用いた振動発電装置の定電圧直流電力供給性能の実験的評価 (2013)
  • Author(s): 坂本達哉、安達和彦、山口昌宏
  • Organizer: 日本機械学会Dynamics and Design Conference 2013
  • Place of Presentation: 九州産業大学(福岡市)
  • Year and Date: 2013-08-29
• [Presentation] 圧電コンポジットを用いた振動発電装置の定電圧直流電力供給性能の実験的評価 (2013)
  • Author(s): 坂本達哉、安達和彦、山口昌宏
  • Organizer: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2013
  • Place of Presentation: 九州産業大学
• [Presentation] 圧電振動発電で駆動する振動状態監視装置の開発に関する研究 (2013)
  • Author(s): 坂本達哉、安達和彦、山口昌宏
  • Organizer: 日本機械学会 第13回「運動と振動の制御」シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州産業大学
• [Presentation] Experimental Performance Evaluation of Vibration Monitoring Sensor Prototype driven by Piezocomposite Vibration Energy Harvester under Low Intensity Excitation Condition (2013)
  • Author(s): Kazuhiko Adachi, Tatusya Sakamoto
  • Organizer: ASME 2013 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems
  • Place of Presentation: Snowbird, UT, USA
• [Presentation] 超磁歪式振動発電装置の開発に関する基礎研究 (2013)
  • Author(s): 山口昌宏、安達和彦
  • Organizer: 第56回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 新潟大学工学部
• [Presentation] 自己給電式振動状態監視装置の開発に関する研究（第一報、振動計測性能の評価） (2013)
  • Author(s): 山口昌宏、安達和彦、清水亮多、坂本達哉
  • Organizer: 第56回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 新潟大学工学部
• [Presentation] 機械構造物での制振と振動発電 (2013)
  • Author(s): 安達和彦
  • Organizer: 第23回日本MRS年次大会（MRSJ2013）
  • Place of Presentation: 万国橋会議センター
  • Invited
• [Presentation] 超磁歪材Ｔｅｒｆｅｎｏｌ－Ｄを用いた振動発電装置の開発（第１報，基本特性の実験的評価） (2013)
  • Author(s): 安達 和彦、山口 昌宏
  • Organizer: 日本機械学会2013年度年次大会
  • Place of Presentation: 岡山大学
• [Presentation] 流体関連振動におけるエネルギーハーベストとヘルスモニタリングへの期待 (2012)
  • Author(s): 安達和彦
  • Organizer: 第20回機械材料・材料加工技術講演会(M&P2012)ワークショップ「減災・サステイナブル工学創成に向けて」
  • Place of Presentation: 大阪工業大学(大阪市)
  • Year and Date: 2012-12-01
• [Presentation] Experimental Performance Evaluation of Vibration Monitoring Sensor Prototype driven by Piezocomposite Vibration Energy Harvester under Low Intensity Excitation Condition
  • Author(s): Kazuhiko Adachi, Tatsuya Sakamoto
  • Organizer: ASME 2013 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems
  • Place of Presentation: Snowbird, UT, USA
• [Presentation] 流体関連振動におけるエネルギーハーベストとヘルスモニタリングへの展開
  • Author(s): 安達 和彦
  • Organizer: 日本機械学会第20回機械材料・材料加工技術講演会
  • Place of Presentation: 大阪工業大学
  • Invited