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圧電単結晶チップの共振を利用して電圧変換を行うコイルレス超小型ACアダプタの実現

研究課題

研究課題/領域番号 21360125
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関山形大学

研究代表者

広瀬 精二  山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70007201)

研究分担者 田村 英樹  東北工業大学, 工学部, 准教授 (90396581)
青柳 学  室蘭工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80231786)
高野 剛浩  東北工業大学, 工学部, 名誉教授 (50085411)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2010年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2009年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード電気機器 / 圧電単結晶 / 圧電トランス / 小形電源 / ACアダプタ / 省エネルギー / エネルギー効率化 / 結晶工学 / 電力工学
研究概要

圧電単結晶の機械振動を利用した圧電トランスを用い,小形軽量・高効率で巻線のないACアダプタの実現を目的とする。解析と実験により95%程度の高効率のトランスが実現できることを見出した。次に,圧電トランス駆動用MOSFETスイッチング回路を高周波で使用する方法を探索した。また,圧電トランスの実動状態において生じる非線形現象による不安定現象を制御しながら実動特性を測定する計測・制御システムを実現した。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] Software-Controlled Measurement System for Large Vibrational Amplitude Piezoelectric Resonator Using Continuous Driving Method with Numerical Equivalent Model2011

    • 著者名/発表者名
      Hideki Tamura, Keita Itoh, Yutaka Doshida, Yasuhiro Yamayoshi, Seiji Hirose
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: No.50 号: 7S ページ: 07HC11-07HC11

    • DOI

      10.1143/jjap.50.07hc11

    • NAID

      210000070894

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Behavior and High-Power Properties of (Bi,Na,Ba)TiO_3 and (Sr,Ca)_2NaNb_5O_<15> Piezoelectric Ceramics2011

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Doshida, Hiroyuki Shimizu, Youich Mizuno, Keita Itoh, Seiji Hirose, Hideki Tamura
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: No.50 号: 9S2 ページ: 09ND06-09ND06

    • DOI

      10.1143/jjap.50.09nd06

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Characteristics of Noncontact Ultrasonic Motor Using Acoustically Coupled Two Air Gaps2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yamayoshi, Seiji Hirose
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: 50 号: 7S ページ: 07HE28-07HE28

    • DOI

      10.1143/jjap.50.07he28

    • NAID

      210000070946

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Characteristics of Noncontact Ultrasonic Motor Using Acoustically Coupled two Air Gaps2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yamayoshi, Seiji Harose
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys

      巻: 50(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Software-Controlled Measurement System for Large Vibrational Amplitude Piezoelectric Resonator Using Continuous Driving Method with Numerical Equivalent Model2011

    • 著者名/発表者名
      Hideki Tamura, Keita Itoh, Yutaka Doshida, Yasuhiro Yamayoshi, Seiji Hirose
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys

      巻: 50(掲載確定)

    • NAID

      210000070894

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sound Field Characteristics in Air Gaps on Noncontact Ultrasonic Motor Driven by Two Flexural Standing Wave Vibration Disks2010

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yamayoshi, Jun Shiina, Hideki Tamura, Seiji Hirose
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys

      巻: 49

    • NAID

      210000068904

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimum Design for Noncontact Ultrasonic Motor with Flexurally Vibrating Disk Using an Equivalent Circuit Considering Viscosity of Air2009

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yamayoshi, Hideki Tamura, Seiji Hirose
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys 48(No.7)

    • NAID

      210000067180

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noncontact Ultrasonic Motor with Two Flexural Standing Wave Vibration Disks2009

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yamayoshi, Jun Shiina, Hideki Tamura, Seiji Hirose
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys 48(No.9)

    • NAID

      210000067456

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] モード結合型LiNbO3単相駆動超音波モータの振動子辺比による特性について2009

    • 著者名/発表者名
      田村英樹, 青柳学, 山吉康弘, 高野剛浩, 広瀬精二
    • 雑誌名

      電子情報通信学会信学技報 US2009-39

      ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 2次ラーメモードを利用する単結晶LiNbO_3圧電トランスの支持とスプリアス振動に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      松永直樹, 山吉康弘, 広瀬精二
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 発表場所
      横浜市:神奈川大学(横浜キャンパス)
    • 年月日
      2012-03-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 2次ラーメモードを利用する単結晶LiNbO3圧電トランスの支持とスプリアス振動に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      松永直樹, 山吉康弘, 広瀬精二
    • 学会等名
      日本音響学会2012年春季研究発表会
    • 発表場所
      神奈川大学(横浜)
    • 年月日
      2012-03-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 円環振動子の片持ち支持可能な振動モードの検討2012

    • 著者名/発表者名
      保科壮希, 青柳学, 田村英樹, 高野剛浩
    • 学会等名
      日本音響学会2012年春季研究発表会
    • 発表場所
      神奈川大学(横浜)
    • 年月日
      2012-03-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 非接触型超音波モータにおける空気の粘性と音響漏れを影響した境界要素法解析によるエアギャップ内の音場特性2012

    • 著者名/発表者名
      山吉康弘, 広瀬精二
    • 学会等名
      日本音響学会2012年春季研究発表会
    • 発表場所
      神奈川大学(横浜)
    • 年月日
      2012-03-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 2つの正方形屈曲振動子を用いた非接触超音波モータの特性2011

    • 著者名/発表者名
      山吉康弘, 広瀬精二
    • 学会等名
      日本音響学会2011年秋季研究発表会
    • 発表場所
      島根大学(松江)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 多重共振モードを用いる圧電デバイス設計の幾つかの例と課題2011

    • 著者名/発表者名
      田村英樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 非鉛圧電セラミックスの非線形挙動とハイパワー特性2011

    • 著者名/発表者名
      土信田豊, 清水寛之, 水野洋一, 伊藤慧汰, 広瀬精二, 田村英樹
    • 学会等名
      強誘電体応用会議(FMA-28)
    • 発表場所
      コープイン京都(京都)
    • 年月日
      2011-05-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 音響反射板による非接触型超音波モータの特性向上の検討2011

    • 著者名/発表者名
      山吉康弘, 広瀬精二
    • 学会等名
      日本音響学会2011年春季研究発表会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2011-03-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of Noncontact Ultrasonic Motor with Double Disk Rotor Using Acoustic Coupling2010

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yamayoshi, Seiji Hhose
    • 学会等名
      The 31th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      明治大学(東京)
    • 年月日
      2010-12-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 圧電トランスのスイッチング励振回路の動作条件に関する基礎的検討2010

    • 著者名/発表者名
      飯島智之, 広瀬精二, 山吉康弘
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 発表場所
      大阪府吹田市:関西大学
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 圧電トランスのスイッチング励振回路の動作条件に関する基礎的検討2010

    • 著者名/発表者名
      飯島智之, 広瀬精二, 山吉康弘
    • 学会等名
      日本音響学会2010年秋季研究発表会
    • 発表場所
      関西大学(大阪)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 音響反射板による非接触型超音波モータの特性向上の検討2010

    • 著者名/発表者名
      山吉康弘, 広瀬精二
    • 学会等名
      日本音響学会2010年秋季研究発表会
    • 発表場所
      関西大学(大阪)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 振動振幅一定駆動における誘電体損失の影響について一圧電振動子の大振幅駆動計測(3)2010

    • 著者名/発表者名
      伊藤慧太, 田村英樹, 土信田豊, 山吉康弘, 広瀬精二
    • 学会等名
      日本音響学会2010年秋季研究発表会
    • 発表場所
      関西大学(大阪)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ロッド伝送路を使用し円環振動子加振部とロータを離した超音波モータの製作2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤大輔、田村英樹、高野剛浩、青柳学
    • 学会等名
      日本音響学会2010年秋季研究発表会
    • 発表場所
      関西大学(大阪)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 細径パイプ伝送路の両端に矩形振動子とロータを配置した超音波モータの試作2010

    • 著者名/発表者名
      平野達也、田村英樹、高野剛浩、青柳学
    • 学会等名
      日本音響学会2010年秋季研究発表会
    • 発表場所
      関西大学(大阪)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A study on the measurement system for the piezoelectric resonator with large amplitude vibration2010

    • 著者名/発表者名
      Keita Itoh, Hideki Tamura, Yutaka Doshida, Yasuhiro Yamayoshi, Seiji Hirose
    • 学会等名
      The 31th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      明治大学(東京)
    • 年月日
      2010-02-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 圧電振動子の大振幅励振特性測定システムにおける安定性向上についての検討2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺徹也, 広瀬精ニ, 山吉康弘, 田村英樹
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 発表場所
      郡山市:日本大学工学部
    • 年月日
      2009-09-15
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 単結晶LiNbO3の正方形板2×2次ラーメモード利用圧電トランスに関する基礎的検討2009

    • 著者名/発表者名
      樋口拓也, 広瀬精二, 山吉康弘, 田村英樹
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 発表場所
      日本大学工学部(郡山市)
    • 年月日
      2009-09-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 圧電振動子の大振幅励振特性測定システムにおける安定性向上についての検討2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺徹也, 広瀬精二, 山吉康弘, 田村英樹
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 発表場所
      日本大学工学部(郡山市)
    • 年月日
      2009-09-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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