| 研究課題/領域番号 |
18K04030
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
藤本 滋 神奈川大学, 工学部, 教授 (80386888)
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| 研究分担者 |
一木 正聡 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 副研究センター長 (00267395)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | PZT素子 / La添加PZT素子 / 積層PZT素子 / 振動発電 / センサ駆動回路 / 無線加速度センサ / 加速度計測 / 状態監視 / 圧電素子 / ランタン（La） / 設備状態モニタリング / 動荷重 / 加速度センサ / ランタン / エナジーハーベスティング / 添加剤 / 添加剤ランタン / 積層圧電素子 |
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、産業設備に発生する振動を、PZT素子を用いて電気変換し、これを電源として無線加速度センサを駆動し、離れた場所で産業設備を状態監視する手法を開発することである。
本研究成果は以下の通り。①PZT素子の発電特性向上のためにLa添加PZT素子を開発すると共にそれを積層したLa添加積層PZT素子を開発した。②加速センサ駆動のための電力供給安定回路を開発した。③La添加積層PZT素子に振動台加振力や小型コンプレッサ振動を与えて振動発電を行い、無線型加速度センサを駆動し、加速度を計測することに成功した。この結果として、研究目的である自立型無線加速度モニタリング手法を確立することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義は、PZT素子の振動発電能力の大幅向上のため、添加するLaの最適濃度を見出すと共にこれを最適な積層数で積層したLa添加積層PZT素子を開発したことである。さらに、小型産業設備の振動を用いたLa添加積層PZT素子を電源として無線加速度センサを駆動し、加速度計測を無線で行える状態監視システムを開発、実証したことである。
社会的意義は、開発した状態監視システムは産業設備の稼働時の振動を利用して自立駆動できるため、プラント事故により外部電源が喪失した場合でも産業設備の稼働状態を遠隔で監視し続けることが可能であり、産業設備およびプラント全体の安全性を向上させることができることである。
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