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2012 年度 実績報告書

磁性めっき線を用いた磁界共振形非接触エネルギー伝送の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22360113
研究機関信州大学

研究代表者

水野 勉  信州大学, 工学部, 教授 (90283233)

研究分担者 脇若 弘之  信州大学, 工学部, 教授 (50240461)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード磁界共振結合形非接触エネルギー伝送 / 効率 / インピーダンス / 磁性めっき線 / 距離センサ
研究概要

磁界共振結合形非接触エネルギー伝送の長距離・高効率伝送のためには、コイルのQ値を大きくする必要がある。そこで申請者は、銅線の外周に磁性薄膜をめっきした磁性めっき線(MPW)によって、近接効果に起因する交流抵抗を低減、すなわちコイルのQ値を増加する手法を提唱している。
上記の利点を生かした下記項目を検討した。
(1)体内ロボット用磁界共振形非接触エネルギー伝送システム
治療機構や自走機構を有する体内ロボットが検討されており、十分な電力(30 mW)を得るためにはロボットへの非接触エネルギー伝送が必要不可欠である。そこで、磁界共振形非接触エネルギー伝送システムにおいて、交流抵抗を低減できる磁性めっき線の採用、受信コイルの内側に配置したフェライトコアによって、コイルのQ値と結合係数の両者を増加させることで、伝送電力30 mW、最大効率25%以上、さらに、位置ずれに強いことを実証した。上記の事項はMPWを用いることでコイルの抵抗増加が抑制されて、コイルのQ値が増加することに起因している。
(2)磁界共振結合形距離センサ
磁界共振結合形非接触エネルギー伝送は、磁界結合によって電力を伝送する。この現象を利用した磁界共振結合形距離センサを検討した。さらに、検出距離を拡大するために整合回路切り替える手法を考案した。整合回路を切り替えることで、従来の整合回路を用いない手法と比較して検出距離が1.5倍拡大することを実験と理論の両面から実証した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 磁性めっき線を用いた磁界共振結合形非接触給電システム2013

    • 著者名/発表者名
      水野 勉
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌

      巻: 1 ページ: 掲載確定

    • 査読あり
  • [学会発表] リッツ線の素線数に依存するコイルのQ 値

    • 著者名/発表者名
      水野 勉
    • 学会等名
      第24回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      富山国際会議場
  • [学会発表] 磁性めっき線を用いた磁界共振結合形体内ロボット用非接触給電システムの効率向上の検討

    • 著者名/発表者名
      水野 勉
    • 学会等名
      第24回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      富山国際会議場
  • [学会発表] Efficiency dependence on wire type for wireless power transfer of magnetic resonant coupling

    • 著者名/発表者名
      T. Mizuno
    • 学会等名
      The 15th Intrernational Conference on Electrical Machines and Systems, ICEMS 2012
    • 発表場所
      Hokkaido Citizens Actives Center, Sapporo, Japan
  • [学会発表] 三軸受信コイルを用いた体内ロボット用非接触給電

    • 著者名/発表者名
      水野 勉
    • 学会等名
      電気学会リニアドライブ研究会
    • 発表場所
      東京都市大学
  • [学会発表] 整合回路の切り替え機能を有する磁界共振結合を用いた距離センサの検出範囲,

    • 著者名/発表者名
      水野 勉
    • 学会等名
      第21回MAGDAコンファレンスin仙台
    • 発表場所
      仙台市戦災復興記念館
  • [学会発表] 磁界共振結合形非接触給電のコイルのインピーダンスと効率の理論式

    • 著者名/発表者名
      水野 勉
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      芳泉閣
  • [備考] 信州大学工学部 水野・卜研究室

    • URL

      http://mizunolab.shinshu-u.ac.jp/

  • [産業財産権] センシングシステム2012

    • 発明者名
      水野 勉
    • 権利者名
      信州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-203990
    • 出願年月日
      2012-09-18

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公開日: 2014-07-24  

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