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Study on improvement of electric output of vibration power generator by laminating piezoelectric element

Research Project

Project/Area Number 25420196
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionKanagawa University (2016)
Tokyo City University (2013-2015)

Principal Investigator

Fujimoto Shigeru  神奈川大学, 工学部, 教授 (80386888)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 一木 正聡  国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (00267395)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords振動エネルギー変換 / 圧電素子 / 積層圧電素子 / 振動発電理論 / エネルギーハーベスト / 高出力発電素子 / 振動実験 / PZT素子 / 振動発電 / 積層PZT素子 / センサデバイス駆動 / 積層 / 加速度センサー / エネルギーハーベト / 高出力圧電素子 / ピエゾ素子 / 積層構造 / 回路モデル / 構造物振動 / 振動試験
Outline of Final Research Achievements

In this study, it is proposed to laminate a piezoelectric lead zirconate titanate (PZT) element in order to greatly improve power generation characteristics of the PZT element, and the power generation theory of the laminated PZT element is derived. Optimal layer number deduced from the theoretical formula is 11 layers. In order to clarify the power generation characteristics of the laminated PZT elements using 1, 3, 5, 7 and 11 layers PZT elements, vibration power generation experiments are conducted. The experimental results are in good agreement with the theoretical values and the validity of the theory to vibration force of the laminated PZT elements was confirmed. Furthermore, experiments to drive the acceleration sensor module and the electronic device combining the temperature sensor and the radio transmission module using the 11-layer PZT element as a power source are performed. As a result of these experiments, it is confirmed that these electronic devices are normally driven.

Report

(5 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (16 results)

  • [Journal Article] Study on Method of Vibration Power Generation using Piezoelectric Element2016

    • Author(s)
      藤本滋,今井健嗣,一木正聡
    • Journal Title

      JOURNAL OF JAPAN SOCIETY FOR DESIGN ENGINEERING

      Volume: 51 Issue: 7 Pages: 497-508

    • DOI

      10.14953/jjsde.2015.2663

    • NAID

      130005164445

    • ISSN
      0919-2948, 2188-9023
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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    • Author(s)
      梅崎俊吾,藤本滋
    • Organizer
      Dynamics and Design Conference 2016
    • Place of Presentation
      山口大学
    • Year and Date
      2016-08-23
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    • Author(s)
      今井健嗣,藤本滋
    • Organizer
      日本機械学会 関東支部第22期総会講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      2016-03-10
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    • Author(s)
      梅崎俊吾,藤本滋
    • Organizer
      日本機械学会 関東支部第22期総会講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      2016-03-10
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  • [Presentation] 積層圧電素子の振動発電による加速度センサの駆動2015

    • Author(s)
      今井健嗣,藤本滋
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    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟)
    • Year and Date
      2015-10-28
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      坂倉宏治,藤本滋
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      電気学会・機械学会 第32回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
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      朱鷺メッセ(新潟)
    • Year and Date
      2015-10-28
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      梅崎俊吾,藤本滋,内山孝文
    • Organizer
      電気学会・機械学会 第32回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟)
    • Year and Date
      2015-10-28
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      今井健嗣,藤本滋
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      弘前大学(青森)
    • Year and Date
      2015-08-25
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      坂倉宏治,藤本滋
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      日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2015
    • Place of Presentation
      弘前大学(青森)
    • Year and Date
      2015-08-25
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      2015 Research-status Report
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      今井健嗣,藤本滋,一木正聡
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      日本機械学会関東支部第21期総会講演会
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      横浜国立大学(横浜市)
    • Year and Date
      2015-03-20 – 2015-03-21
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      坂倉宏治,藤本滋
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      日本機械学会関東支部第21期総会講演会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(横浜市)
    • Year and Date
      2015-03-20 – 2015-03-21
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Self power generation piezoelectric elements applied to switchiing circuits2014

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      T. Imai,S. Fujimoto,M. Ichiki
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      PowerMEMS2014 (The 14th International Conference on Micro and Nanotechnology for Power generation and Energy Conversion Applications )
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(淡路島)
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-21
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 積層圧電素子による発電特性の高出力化2014

    • Author(s)
      今井健嗣,藤本滋,一木正聡,北原時雄
    • Organizer
      電気学会「センサマイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(島根県松江市)
    • Year and Date
      2014-10-20 – 2014-10-22
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 積層ピエゾ素子を用いた加速度センサーの特性評価2014

    • Author(s)
      坂倉宏治,藤本滋,一木正聡,北原時雄
    • Organizer
      電気学会「センサマイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(島根県松江市)
    • Year and Date
      2014-10-20 – 2014-10-22
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 積層PZT素子を用いた振動発電によるセンサ電源への応用2014

    • Author(s)
      山岸昇平,藤本滋,一木正聡,北原時雄
    • Organizer
      日本機械学会関東支部第20期総会講演会
    • Place of Presentation
      東京農工大学
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(積層型圧電素子の等価回路モデルを用いた発電特性評価)2013

    • Author(s)
      山岸昇平,藤本滋,一木正聡,北原時雄
    • Organizer
      日本機械学会[No.13-18] 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
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 積層ピエゾ素子を用いた加速度センサーに関する研究

    • Author(s)
      坂倉宏治、藤本滋、一木正聡,北原時雄
    • Organizer
      関東学生会第53回卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      東京農工大学
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      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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