2012 Fiscal Year Annual Research Report
積層セラミック磁気回路を用いた小型電磁誘導型ＭＥＭＳ発電機の研究開発
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22560254
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
内木場 文男 日本大学, 理工学部, 教授 (60366557)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | MEMS / 積層セラミック / 発電機 / エアタービン / 電磁誘導 |
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| Research Abstract |
粉末冶金を基本とする積層セラミック技術とシリコンウエハを材料とし半導体ICに用いるフォトリソグラフィーを基本とするMEMS技術を組み合わせることによって、電磁誘導型MEMS発電機を開発している。平面を基本としMEMS工程を適用しやすい静電方式に比べ，電磁誘導方式は製作が難しいとされてきたが，大きな電流を取り出すことができる可能性があり，これまでに様々な機関で検討がされてきた。多くはシリコン基板上のスパイラルコイルにめっき等を施して巻き線コイルを形成してきた。しかしながら，磁性体の適用は行われてはこなかった。磁性体を適用することによって，効率よく磁束を取り込むことができ，大きな出力が期待できる。また，巻き線の長さを短くすることによって，内部抵抗値を下げる効果も見込める。本課題においては、積層セラミック技術を適用し，磁性体セラミック内部に巻き線導体を形成することとした。
昨年度までにMEMS技術によるエアタービンと積層セラミック技術による磁気回路を組み合わせ、圧搾空気によって発電を行う3mm程度の立方体形状の小型電磁誘導型MEMS発電機を開発し，この方式でμVA程度の出力を得ることができた。さらに，異型積層セラミック技術を適用して，磁気回路を詳細に検討し，シリコン層間のピンアライメント方式の改善，平坦になるような樹脂接着の適用などと合わせて，理論値の１９％程度まで改善することができた。また，磁性体を用いない場合に比べ内部抵抗を1/4程度まで，低減することができた。
本年度は，回転部にエアタービンにスピンドル装置を用いて磁気回路部分の検討に注力し，より大きな出力を得る試みをした。磁気回路は単純な馬蹄型のものから2段馬蹄形のものとし，永久磁石近傍の漏えい磁束を抑える構造とした。以上の検討を経て，スピンドルの回転数を38万回転としたとき1.5ｍVA程度の出力を取り出すことに成功した。
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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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