| 研究課題/領域番号 |
19K21965
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
竹村 泰司 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (30251763)
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| 研究分担者 |
山田 努 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助手 (70251767)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | Wiegandワイヤ / FeCoVワイヤ / ワイヤレス給電 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
外径11 mmのカプセル内視鏡にはボタン電池が装着されており、それにより体内を照らすLEDやCCDカメラ、集積回路などを駆動している。血管内で駆動させることが可能な1 mm径サイズのマイクロ・ロボットが実用化すれば、診断や治療に有用であるが、電池を入れることが困難である。この課題をワイヤレス給電で解決することを目指す。
具体的には電磁誘導方式を採用し、体内には電圧を誘導する1 mm径の受電コイルを用いる。そのコイルのコア（鉄心）にパルス電圧を誘起する特殊な磁性線を使用することが本研究の特徴である。
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| 研究成果の概要 |
ワイヤレス給電の新しい手法を提案し、その実現性を検証するという挑戦的な研究課題を実施した。ワイヤレス給電では、送電側からコイルにより交流磁界を発生させ、受電側のコイルに生じる電磁誘導起電力を電力として利用する。通常は受電コイルに鎖交する磁束を増大させるためにフェライトなど高透磁率の磁性体をコアとして用いる。本研究では、このコアとして特殊な磁性ワイヤを使用することが特徴である。この磁性ワイヤは受電コイルに周波数に依存しないパルス電圧を生じさせることができる。このパルス電圧から得られる電力を定量評価し、ワイヤレス給電への応用に利点があることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ワイヤレス給電は、身の回りに限ってもコードレス電話子機や電動歯ブラシなどに加え、スマートフォンの充電に使われるようになっている実用性の高い技術である。ワイヤレス給電は電磁誘導を原理とする。電磁誘導では交流磁界の時間変化率、即ち周波数に比例する電圧が得られるために、交流磁界の周波数を低減することは困難である。
本研究では印加磁界の時間変化率に依存せずに、高速な磁化反転を示す特殊な磁性ワイヤに着目し、その磁化特性を明らかにしたことは学術的に意義がある。また受電コイルのコアに使用することにより、ワイヤレス給電における交流磁界の周波数低減を可能にしたことは新規応用につながる社会的意義がある。
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