環境磁界発電を用いた無線センサシステムの開発

• 研究課題/領域番号: 25502001
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 安全環境計測法
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 田代 晋久 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (50325487)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 環境磁界発電 / 磁束収束コア / 無線通信 / 非接触給電 / ソニフィケーション / 磁束収束コイル

研究成果の概要

環境磁界発電を用いた無線センサシステムの開発を行いました。磁束収束コイルや磁束収束コアの設計手法の提案とともに汎用性に優れたFM送受信機を用いたシステムを構築しました。本研究では，利用可能な磁界が回収電力に対応すること，回収エネルギー量の変動が電力利用の情報として利用できることに着目します。本研究成果により環境発電における最適負荷条件の導出，環境発電用エネルギー貯蔵装置の提案，磁界ソニフィケーションのコンセプトの提案も行いました。

研究成果

• [雑誌論文] 環境磁界発電用電力変換回路の最適負荷条件の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田代 晋久, 脇若 弘之, 池上 梓
  • 雑誌名: 日本AEM学会誌 巻: 23 号: 4 ページ: 692-697
  • DOI: 10.14243/jsaem.23.692
  • NAID: 130005123769
  • ISSN: 0919-4452, 2187-9257
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Concept of magnetic sonification device (2015)
  • 著者名/発表者名: Kunihisa Tashiro, Hiroyuki Wakiwaka
  • 雑誌名: 2015 9th International Conference on Sensing Technology (ICST) 巻: 9 ページ: 546-549
  • DOI: 10.1109/icsenst.2015.7438458
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Estimation of effective permeability for dumbbell-shaped magnetic cores (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Tashiro, H. Wakiwaka, G. Hattori
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Magnetics 巻: 51 号: 1 ページ: 4000304-4000304
  • DOI: 10.1109/tmag.2014.2359468
  • NAID: 120007101505
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design of magnetic field alarm powered by magnetic energy harvesting (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tashiro, A. Ikegami, S. Shimada, H. Kojima, H. Wakiwaka
  • 雑誌名: International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems 巻: Proceedings of ICST2014 ページ: 396-400
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Demonstration of magnetic energy harvesting from electrical appliances (2014)
  • 著者名/発表者名: Kunihisa Tashiro, Hiroyuki Wakiwaka and Syoichiro Shimada
  • 雑誌名: Journal of Energy and Power Engineering 巻: 8 ページ: 568-572
  • 査読あり
• [学会発表] Concept of magnetic sonification device (2015)
  • 著者名/発表者名: Kunihisa Tashiro, Hiroyuki Wakiwaka
  • 学会等名: 2015 9th International Conference on Sensing Technology (ICST)
  • 発表場所: Auckland University, NewZealand
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] 環境磁界発電を応用した小型無人航空機の姿勢検出に関する基礎検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊東元気，田代晋久，脇若弘之
  • 学会等名: 東北大学スピニクス研究会
  • 発表場所: 信州大学工学部
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] 環境磁界発電を応用した簡易ナビゲーションシステムの基礎検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊東元気，田代晋久，脇若弘之
  • 学会等名: 第24回MAGDAコンファレンス in Tohoku(MAGDA2015)
  • 発表場所: 東北大学電気通信研究所
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] 環境磁界発電の最新動向 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田代晋久
  • 学会等名: 平成27年度電気学会基礎・材料・共通部門
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2015-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] 平板型磁界発電モジュールの回収電力推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小嶋宏明,田代晋久,脇若弘之
  • 学会等名: 電気学会リニアドライブ研究会
  • 発表場所: 信州大学工学部
  • 年月日: 2015-06-15
• [学会発表] 環境発電用エネルギー変換装置の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朽名周平，田代晋久，脇若弘之
  • 学会等名: 第27回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD27)
  • 発表場所: 長崎県ハウステンボス
  • 年月日: 2015-05-14
• [学会発表] 対向配置磁石型非接触エネルギー伝送装置の試作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田代 晋久, 脇若 弘之, 丸野 将太郎
  • 学会等名: 第23回MAGDAコンファレンスin高松
  • 発表場所: サンポートホール高松
  • 年月日: 2014-12-03 – 2014-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 環境磁界発電用電力変換回路の最適負荷条件の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田代晋久, 脇若弘之, 池上梓
  • 学会等名: 第23回MAGDAコンファレンスin高松
  • 発表場所: サンポートホール高松
  • 年月日: 2014-12-03 – 2014-12-04
• [学会発表] 平板型環境磁界発電モジュールの性能評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小嶋宏明, 田代晋久, 脇若弘之
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス／モータドライブ／リニアドライブ合同研究会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] Design of magnetic field alarm powered by magnetic energy harvesting (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tashiro, A. Ikegami, S. Shimada, H. Kojima, H. Wakiwaka
  • 学会等名: 8th International Conference on Sensing Technology(ICST2014)
  • 発表場所: Liverpool, UK
  • 年月日: 2014-09-02 – 2014-09-04
• [学会発表] Estimation of effective permeability for dumbbell-shaped magnetic cores (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tashiro, H. Wakiwaka, G. Hattori
  • 学会等名: 10th European Conference on Magnetic Sensors and Actuators(EMSA2014)
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-09
• [学会発表] 磁束収束コアの実効透磁率推定誤差の調査 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島田翔一郎, 田代晋久, 脇若弘之
  • 学会等名: 電気学会リニアドライブ研究会
  • 発表場所: 豊田工業大学
  • 年月日: 2014-07-04
• [学会発表] 環境発電用エネルギー貯蔵装置の設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田代晋久, 脇若弘之, 丸野将太郎
  • 学会等名: 第26回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD26 in 盛岡)
  • 発表場所: アイーナ 岩手県民情報交流センター
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-23
• [学会発表] 環境磁界発電を用いたxBeeによる無線通信の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池上梓, 服部玄也, 島田翔一郎, 小嶋宏明, 田代晋久, 脇若弘之
  • 学会等名: 第26回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD26 in 盛岡)
  • 発表場所: アイーナ 岩手県民情報交流センター
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-23
• [学会発表] ２種の磁束収束技術を用いた環境磁界発電量の推定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部玄也, 田代晋久, 脇若弘之
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会
  • 発表場所: 岩手大学工学部および八幡平ロイヤルホテル
• [学会発表] 家電製品を対象とした環境磁界発電モジュールの設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田翔一郎, 田代晋久, 脇若弘之
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス／リニアドライブ合同研究会
  • 発表場所: 信州大学
• [学会発表] 磁気モーメント法解析ソフトを用いたSimple-Box-9コイルシステムの評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中野亮, 田代晋久, 脇若弘之
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス／リニアドライブ合同研究会
  • 発表場所: 信州大学
• [学会発表] 磁束収束コイルで得られる磁束収束比の推定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 服部玄也, 田代晋久, 脇若弘之
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] 環境磁界発電用Simple-Box-9コイルシステムの評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池上梓, 中野亮, 田代晋久, 脇若弘之
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] Possibility of Wireless Power Transimission Using Magnetic Energy Harvesting
  • 著者名/発表者名: Kunihisa Tashiro
  • 学会等名: BIT's 2nd Annual World Congress of Advanced Materials
  • 発表場所: Grand Trustel Aster Suzhou, Suzhou, China
  • 招待講演
• [学会発表] Magnetic energy harvesting – power from environmental magnetic field
  • 著者名/発表者名: Kunihisa Tashiro
  • 学会等名: Collaborative Conference on 3D & Materials Research (CC3DMR)
  • 発表場所: RAMADA PLAZA JEJU HOTEL, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Energy from environmental magnetic field of 0.2 mT at 60 Hz
  • 著者名/発表者名: Kunihisa Tashiro
  • 学会等名: 2nd WiPoT Symposium
  • 発表場所: 京都大学東京オフィス
  • 招待講演
• [図書] 環境磁界発電原理と設計法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田代 晋久（監修），脇若 弘之，佐藤 敏郎，曽根原 誠，水野 勉，卜 穎剛，宮地 幸祐，中澤 達夫，生稲 弘明，笠井 利幸
  • 総ページ数: 166
  • 出版者: 科学情報出版
• [図書] Next Generation Sensors and Systems (Chapter14: Design of Self-generating Component Powered by Magnetic Energy Harvesting - Magnetic Field Alarm) (2015)
  • 著者名/発表者名: Editor:S. C. Mukhopadhyay, (K. Tashiro, A. Ikegami, S. Shimada, H. Kojima, H. Wakiwaka)
  • 総ページ数: 330
  • 出版者: Springer
• [図書] 電界磁界結合型ワイヤレス給電技術－電磁誘導・共鳴送電の理論と応用－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 田代晋久（篠原真毅 監修，他18名共著）
  • 総ページ数: 417
  • 出版者: 科学情報出版
• [備考] 信州大学工学部田代研究室
  • URL: http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/engineering/chair/elec005/
• [備考] 信州大学環境磁界発電プロジェクト
  • URL: http://www.shinshu-u.ac.jp/project/kankyojikai/
• [備考] 信州大学工学部田代研究室
  • URL: http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/engineering/chair/elec005/research/