2012 Fiscal Year Annual Research Report
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22360067
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
保坂 寛 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (50292892)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | ジャイロ / 発電機 / 振動 / 同期モータ |
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| Research Abstract |
H23年度の自己起動発電機を発展させ，歳差運動と同期しない入力振動に対してもロータ回転が持続する発電機を製作した．
１．実験機の製作： ロータの自転を外部モータにより強制的に与え，これに加わる振動によりロータを歳差運動させ，その際のトルクにより発電する実験機を製作した．２重ジンバルによりロータとモータを２次元回転可能なように支持し，ロータの自転，歳差，章動角をエンコーダにより測定可能とした．また，微小な歳差振動によっても高い電圧出力が可能なように，電機子を多極化した．各種測定，改造が容易なようにサイズは大きくし，210×210×240とした．振幅１度，2Hzの入力振動から，10度以上の歳差振動を生成できた．
２．理論解析： ロータの歳差，章動角が小さいため，これらに対して線形化したロータの運動方程式を導いた．摩擦や電気抵抗が無く，かつ正弦波入力の場合，発電パワーは自転速度，入力振幅，軸回り慣性能率の２乗，入力周波数の1乗，半径回り慣性能率の－１乗に比例することが分かった．また計算結果を１の実験結果と比較し，両者の定性的一致を確認した．
３．プロトタイプの製作： 実験機を改良し，携帯可能な小型発電機を製作した．ロータに永久磁石を，ジンバルにコイルを内蔵し，モータの実質体積をゼロとした．電機子の小径化のため，歳差運動をダブルラチェット付プラスチックギヤで増速した．以上により，厚さ40mmとした．自転速度2000rpm，入力振幅5度，周波数1Hzで0.08Vを発電したが，発生電力は1mW以下であった．２の計算によれば2.5Wの発電が可能であるので，機械的，電気的損失の大幅低減が必要なことが判明した．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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