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圧電素子を用いた高出力振動発電装置の実用化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22560232
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関東京都市大学 (2011-2012)
湘南工科大学 (2010)

研究代表者

藤本 滋  東京都市大学, 工学部, 教授 (80386888)

研究分担者 一木 正聡  (独)産業技術総合研究所, 集積マイクロシステム研究センター, 研究チーム長 (00267395)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
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)
2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード音響エネルギー / 振動エネルギー変換 / 圧電素子 / ピエゾ素子 / 鉛フリー素子 / 発電 / 振動発電 / 添加剤 / 積層構造 / 構造物振動 / 振動エネルギー / 電気エネルギー変換 / 振動発電試験 / 振動試験
研究概要

PZT素子の発電特性を向上させる添加剤としてNbを添加したPZT素子の振動発電実験が行われ、PZT素子の発電特性が最大となるNb添加濃度はNb1.0mol%であることが明らかにされた。次に、振動耐久試験を行い、Nbを含むPZT素子の発電特性は振動荷重1000万周期まで変化なく、十分な耐久性を有することが確認された。さらに、PZT素子を積層化することにより発電特性が大幅に向上し、7層PZT素子では約8mWの電力を得ることができた。積層PZT素子を用いることで高出力発電が可能であることが実証された。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] 圧電素子を用いた振動発電手法に関する研究(第1報,添加剤を加えた圧電素子の発電特性)2012

    • 著者名/発表者名
      藤本滋,一木正聡,矢野聡,北原時雄
    • 雑誌名

      日本設計工学会誌

      巻: Vol.47,No.12 ページ: 596-602

    • NAID

      10031136623

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 圧電素子を用いた振動発電手法に関する研究(第1報,添加剤を加えた圧電素子の発電特性)2012

    • 著者名/発表者名
      藤本滋
    • 雑誌名

      日本設計工学会誌

      巻: 第47巻 ページ: 596-602

    • NAID

      10031136623

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 構造物振動を利用した高出力発電素子に関する研究(鉛フリー素子の発電特性)2013

    • 著者名/発表者名
      藤本滋、一木正聡、北原時雄,森田剛、石原博
    • 学会等名
      第19期総会講演会講演論文集
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(積層化された圧電素子の発電特性)2013

    • 著者名/発表者名
      藤本滋,一木正聡,北原時雄,山岸昇平
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第19期総会講演会講演論文集
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Characterization of the piezoelectric power generation of PZT ceramics under mechanicalforce,Proc. of Symposium on Design, Test2013

    • 著者名/発表者名
      S. YAMAGISHI,S. FUJIMOTO,M. ICHIKI, T. KITAHARA and T. MORITA
    • 学会等名
      Integration & Packaging of MEMS/MOEMS2013/ DTIP 2013
    • 発表場所
      Barcelona - Spain
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(積層化された圧電素子の発電特性)2013

    • 著者名/発表者名
      山岸昇平
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部 第19期総会講演会講演論文集
    • 発表場所
      首都大学東京(南大沢)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した高出力発電素子に関する研究(鉛フリー素子の発電特性)2013

    • 著者名/発表者名
      藤本滋
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部 第19期総会講演会講演論文集
    • 発表場所
      首都大学東京(南大沢)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of the piezoelectric power generation of PZT ceramics under mechanical force2013

    • 著者名/発表者名
      S. FUJIMOTO
    • 学会等名
      Proc. of Symposium on Design, Test, Integration & Packaging of MEMS/MOEMS 2013
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 圧電体を用いた振動発電デバイスの構造設計と素形材に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      飯村慶太、一木正聡、藤本滋、伊藤寿浩、須賀唯知
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会第26回春季講演大会
    • 発表場所
      中央大学(後楽園)
    • 年月日
      2012-03-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 圧電体を用いた振動発電デバイスの構造設計と素形材に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      飯村慶太、一木正聡、藤本滋、伊藤寿浩、須賀唯知
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会第26回春季講演大会講演論文集
    • 発表場所
      中央大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(添加剤種類が圧電素子の発電特性に及ぼす影響)2011

    • 著者名/発表者名
      藤本滋, 一木正聡, 北原時雄, 矢野聡
    • 学会等名
      日本機械学会2011年度年次大会
    • 発表場所
      東京工業大学(大岡山)
    • 年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(複数の種類の添加剤を含む圧電素子の発電特性)2011

    • 著者名/発表者名
      矢野聡, 一木正聡, 北原時雄, 藤本滋
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第17期総会講演会
    • 発表場所
      慶応義塾大学理工学部
    • 年月日
      2011-03-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(Nb添加のピエゾ素子の発電特性)2011

    • 著者名/発表者名
      藤本滋, 一木正聡, 北原時雄, 矢野聡
    • 学会等名
      第60回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2011-03-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(Nb添加のピエゾ素子の発電特性)2011

    • 著者名/発表者名
      藤本滋,一木正聡,北原時雄,矢野聡
    • 学会等名
      第60回理論応用力学講演会USBメモリー論文集
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(複数の種類の添加剤を含む圧電素子の発電特性)2011

    • 著者名/発表者名
      矢野聡,一木正聡,北原時雄,藤本滋
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第17期総会講演会講演論文集(No.110-1)
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(添加剤種類が圧電素子の発電特性に及ぼす影響)2011

    • 著者名/発表者名
      藤本滋,一木正聡,北原時雄,矢野聡
    • 学会等名
      日本機械学会2011年度年次大会DVD-ROM論文集
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(圧電素子の振動耐久性)2010

    • 著者名/発表者名
      矢野聡, 一木正聡, 北原時雄, 藤本滋
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 構造物振動を利用した発電手法に関する研究(圧電素子の振動耐久性)2010

    • 著者名/発表者名
      矢野聡,一木正聡,北原時雄,藤本滋
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会講演論文集
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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