| 研究課題/領域番号 |
19H02091
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
保坂 寛 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (50292892)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2021年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | ジャイロ / 発電機 / エネジーハーベスト / 発電 / 振動 / 摩擦 / 空調服 / 人体装着 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
摩擦駆動ジャイロ発電機の電気機械特性を理論と実験で明らかにし，１W級発電機のプロトタイプを製作する．１年目は既存部品による試作と理論解析により，拡大サイズで１Wの発電の見通しを得る．２年目は，インピーダンス制御や曲線トラックにより発電量の増大を試み，最適設計条件を明らかにする．３年目は，プロトタイプを製作し，ウェアラブルサイズでの１Wの発電を実証する．以下に各年度の計画を示す．
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| 研究成果の概要 |
小型大出力のジャイロ発電機を開発した．フライホイール（FW）の自転増速に摩擦，モータ，歯車の３駆動方式を採用し，発電量の理論解析を行い，実験により妥当性を確認した．摩擦方式では，体積1L，入力1.7Hz，出力1.7Wの人体装着機を製作した．モータ方式では，体積25cm角，発電量の計算値2.5Wの波力発電ブイを製作した．また任意方向の波で発電し，共振周波数可変の２自由度発電機を製作した．歯車方式では，FWφ300，ギヤ比３，入力0.5Hz，自転200rpm，出力0.13Wの実験機を製作した．波力用に最適設計した場合の計算値は10Wとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
体装着発電機による１.73Wの出力は，従来に比べ１0以上の発電量である．水槽実験により，25cm角3.2kgの発電ブイにより2.5Wの見込みを得たことは，従来に比べ1/100以下の小型化である．これらは理論解析，実験検証による最適設計により得られたもので，開発した装置と解析手法は斬新かつ有用である．基本技術が完成したため，商品化検討の段階であり，有望市場は浮体型波力発電である．10Wの出力により魚探や衛星通信が可能となり，海洋IoTの基盤となる．
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