2016 Fiscal Year Annual Research Report
Practical application of battery-free wireless sensor system with high efficiency and wide frequency band of magnetostrictive vibrational power generation
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26289073
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
上野 敏幸 金沢大学, 電子情報学系, 准教授 (30338256)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 外史 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 連携研究員 (80019786)
小松崎 俊彦 金沢大学, 機械工学系, 教授 (80293372)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 振動発電 / 磁歪材料 / 広帯域化 / 無線センサシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁歪式振動発電の広周波数帯域化において以下の成果を得た。
(i)永久磁石の非線形の吸引、反発の磁気力を利用した広帯域化の原理について、0.5×6×13mmのFe-Ga合金を利用した平行梁タイプのデバイスにおいて、先端の永久磁石に取り付けるヨーク形状、および振動板の形状の改良により磁気力の復元力（バネ性）に対する大きさ、及び非線形性を増加させ、共振周波数のピークを低周波（吸引力）および高周波側（反発力）に、ヨークのない場合に比べより大きく傾けることができた。この結果、1Gの振動において、無線センサシステムの自立的な動作を実現する周波数帯域を3倍程度増加させることに成功した。
(ii)磁歪素子を非磁性の振動源の表面に直接貼り付けるタイプにおいて、0.5×6×16mmのFe-Ga合金を利用した1個のデバイスにおいて、振動源が変形していれば発電できることを示し、また同じ歪みであれば振動周波数に比例し、発生電圧が増加することを実験で実証した。またデバイスを2個並列に並べ、1個に対して磁気回路を閉磁路に改良したデバイスを提案し、また100Hz、300ppmの振動源の変形でミリワットオーダの発電を行うことを示し、同振動条件で発生電力を2倍以上に増加させることに成功した。また貼り付け型デバイスと整流・蓄電回路、DC-DCコンバータ、電圧検出素子、市販の無線モジュール＋温度センサで構成されるシステムを試作し、100Hz、100ppmの変形の振動で、10秒の蓄電でセンサ信号で連続的に送信する動作を実証した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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