| 研究課題/領域番号 |
21K14154
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
成末 義哲 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70804772)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 無線給電 / 磁界結合 / 電磁力 / 無線電力伝送 / 機械的接続機構 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
無線給電機能を具備する電子機器を有線接続で充電するユーザは少なくなく，無線給電が期待通りに普及しているとは言い難い．普及を妨げる1つの要因として「スマートフォンの位置がずれていて充電できていなかった」などの予期せぬ動作不良の存在がある．それに対し，ケーブルを接続する有線接続は，ケーブルが電気的接続のみならず機械的接続としても機能することで予期せぬ動作不良を防いでいる．そこで本研究では，無線給電のための仮想的な機械的接続機構を開発する．給電可能範囲の内側から外側へ移動しようとする受電機器に対して，給電可能範囲の内側に留まらせようとする遠隔作用の力を発生させることで，予期せぬ動作不良を防止する．
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| 研究成果の概要 |
無線給電に向けた電磁力による機械的接続機構の技術基盤を確立した．無線給電におけるサイズ制約を加味した機械的接続機構の構成を示し，同一のフェライトコアで電磁石用コイルと無線給電用コイルの両者を実現する両用コイルの設計ならびに実験評価を実施した．電磁力性能については最大2N程度の引力ならびに斥力を発生させることができること，無線給電性能についてはQi規格対応コイルを受電器とした際に88%の最大効率が得られることを確認した．加えて，機械的接続機構に基づくユーザインタフェースに関する検討と，小型デバイス内に機械的接続機構を組み込む際に有用となるコイル自動設計機構の研究開発を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により得られた成果は，無線給電システムに力を提示する機構を付与する技術を示しており，より使いやすい無線給電システムの実現に寄与するものである．無線給電分野の研究開発は，給電可能範囲の拡大，給電効率の向上，電磁両立性の確保，人体防護など電気的機能に集中しており，本研究の成果は他に類を見ない独自性を備えている．本研究をきっかけとして，無線給電システムが備えるべき機能群を再定義するための足がかりともなりうる研究成果といえる．
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