磁歪式振動発電の
高出力化と発電床への応用
磁気応用グループ 知能電気機器研究室
岩本泰典
研究背景・目的
振動エネルギー（力）
電気エネルギー（起電力）
発電量の高出力化と人の歩行運動からの発電
磁歪材料ＦｅＧａ
鉄ガリウム合金 Ｆｅ81.6Ｇａ18.4
B   H  dT
逆磁歪効果
応力
磁束密度が変化
鉄ガリウム合金
磁歪定数dが大きい
発電デバイスに最適
 機械強度大

磁歪式振動発電素子の構成・原理
振動発電素子の構成図および原理
応力の変化
（逆磁歪効果）
磁束の変化
（電磁誘導）
起電力
実際に作製した素子の写真
実際に作製した素子
振動発電の等価モデル
m
dv
 cv  k  vdt  F  Ai
dt
E  Av  L0
di
 ( R  R0 )i
dt
振動発電素子の等価回路
自由振動による発電
自由振動による発生電圧と変位の実験方法
自由振動による変位と電圧
自由振動による変位と開放電圧の時間応答
変位に応じた電圧が発生
自由振動による変位の減衰
変位の時間応答の比較
振動エネルギーが電気エネルギーに変換されている
抵抗と出力エネルギーの関係
A2 F 2 RL
電力P 
{( R0  RL )c  A2 }2
抵抗と出力エネルギーの関係（理論値と実験値の比較）
出力エネルギー
Wout
v2
  dt [J ]
RL
発電床への応用

歩行運動から電力を取り出す
発電床の構成および原理
歩行運動からの発電
歩行運動からの発電の様子
歩行運動による発電の実験方法
発電床の発電に関する実験方法
歩行運動による変位と発生電圧
磁石脱着時の電圧・変位の時間応答
最大電力5.6W，出力エネルギー31mJ
まとめおよび今後の課題
まとめ
機械系と電気系を考慮した整合条件
歩行運動から電力を取り出す機構
足踏み1回で5.6W，31mJのエネルギー
今後の課題
設置する素子の数を増加
素子と床をつなぐ磁石の検討
ご清聴ありがとうございました

鉄ガリウム合金を用いた マイクロ磁歪振動子と