2015 Fiscal Year Research-status Report
ねじりひずみを用いた新しい非共振型振動発電機構の研究
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26420176
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
安達 和彦 中部大学, 工学部, 教授 (30243322)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 / 振動学 / 振動発電 / 圧電コンポジット / ねじりひずみ / 減災工学 / Ocean Wave Generator / 沿岸域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２７年度の設計シミュレーションでは、前年度に実施した一条のコイルバネ型の圧電振動発電機構の基本設計を発展させて、複数条のコイルバネ型圧電振動発電機構の設計を有限要素解析ソフトＡｂａｑｕｓを用いて行った。圧電素子には、研究代表者が従来の片持ちはり型振動発電機構で発電実績を有する圧電コンポジットＭＦＣを引き続き使用することとし、コイル表面にＭＦＣを貼付できるコイル直径を選定した。その結果、研究代表者が過去に試作した片持ちはり型振動発電機構に比べて発電機構部全体の重量と寸法が増大し、発電機構自体が荷重負荷可能な構造体を構成できるものとなった。
次に、１次試作トーションバー型圧電振動発電機構の発電性能評価を行うとともに、コイルバネ型の圧電振動発電機構の試作（２次試作）を行った。２次試作は平成２８年１月末に着手したこともあり、２次試作は途中となり現有の大型振動試験装置での加振試行と発電性能評価の試行を行うにとどまった。
今年度は前記の実施内容に加えて、試作中の圧電振動発電機構の新規用途の検討を行った。前年度の基本設計の時点で、発電機構の大型化・重量化が見込まれていたので、大荷重が負荷される構造体の一部として「ねじり振動」する構造部材を本研究課題で開発中の圧電振動発電機構に置き換えることを想定した新規用途として、Ocean Wave Generator（ＯＷＧ）への応用を検討した。今年度に実施した国内学会および国際学会での振動発電の研究動向調査および減災工学での新技術調査の結果、特に欧州地域で近年、導電ポリマー膜を用いた海中でのＯＷＧの研究が進められていることが分かった。沿岸域での減災技術として「ねじりひずみ型の圧電発電機構」の可能性について検討を進め、今後、より具体的な設計シミュレーションとして沿岸域での波浪エネルギーの低減効果の検討を行う必要があることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成２７年度の２次試作であるコイルバネ型圧電振動発電機構での振動発電の検証実験は、丸棒表面にＭＦＣを貼付する１次試作に比べて２次試作ではスパイラル状のコイル表面にＭＦＣを貼付したので試行錯誤を繰り返すこととなり試作が中途となり、現有の大型振動試験装置での加振試行と発電性能評価の試行を行うにとどまった。初年度の遅れに加えて今年度の２次試作でも遅れが出たことで全体として発電性能の実験的評価の部分で遅れている。
今年度は、別途、圧電振動発電機構の新規用途の検討を行い、沿岸域での減災技術として「ねじりひずみ型の圧電発電機構」の実現可能性があることが分かり、最終年度の研究成果への取り込みが見込めることとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度は、平成２７年度に中途となっ２次試作のコイルバネ型圧電振動発電機構での振動発電の検証実験を行う。また、平成２７年度にコイルバネ型圧電振動発電機構の新規用途として検討した沿岸域での減災技術について、実現可能性を検討するためのより具体的な設計シミュレーションである沿岸域での波浪エネルギーの低減効果の検討を行う。
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| Causes of Carryover |
前年度の１次試作の遅れ分の実施に加えて、研究代表者が平成２７年４月に所属変更したことにかかわる諸般の事情で平成２７年度の予算執行可能時期に遅れ生じたことで、年度当初に計画した予算から未使用分が生じる結果となった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２８年度は平成２７年度実施計画の遅れ分も並行して実施する計画であるので、平成２７年度に繰り越した分は平成２８年度に使用する。具体的には、３次試作だけでなく、中途になっている２次試作を続行することとし平成２７年度の試行錯誤に基づく新しい２次試作の追加を予定する。また、コイルバネ型圧電振動発電機構の新規用途として検討した沿岸域での減災技術としてのシミュレーションの追加を予定する。これら追加項目の実施費用に繰り越し分を充てる。
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