圧電MEMS振動発電素子の振動モード解析

カテゴリ: 全国大会

論文No: 3-115

グループ名: 【全国大会】平成27年電気学会全国大会論文集

発行日: 2015/03/05

タイトル(英語): Simulation of vibration mode of piezoelectric MEMS vibration energy harvesters

著者名: 村上 修一(大阪府立産業技術総合研究所),苅谷 健人(大阪府立大学),吉村 武(大阪府立大学),中嶋 隆勝(大阪府立産業技術総合研究所),長瀧 敬行(大阪府立産業技術総合研究所),中出 卓男(大阪府立産業技術総合研究所),佐藤 和郎(大阪府立産業技術総合研究所),藤村 紀文(大阪府立大学)

著者名(英語): Shuichi Murakami(Technology Research Institute of Osaka Prefecture),Kento Kariya(Osaka Prefecture University),Takeshi Yoshimura(Osaka Prefecture University),Takamasa Nakajima(Technology Research Institute of Osaka Prefecture),Takayuki Nagataki(Technology Research Institute of Osaka Prefecture),Takuo Nakade(Technology Research Institute of Osaka Prefecture),Kazuo Satoh(Technology Research Institute of Osaka Prefecture),Norifumi Fujimura(Osaka Prefecture University)

キーワード: 環境発電|振動発電|圧電|エネルギーハーベスティング|有限要素法|振動モード解析

要約(日本語): 近年、光、振動、熱、電磁波など身近な環境に存在する微小なエネルギーを電気エネルギーに変換する環境発電が注目されている。今までに我々はBiFeO₃非鉛強誘電体薄膜を用いた片持ち梁構造の圧電型振動発電素子を試作し、高い発電性能を得ている。しかしながら、片持ち梁構造では印加加速度を大きくするにつれて錘の回転運動が生じるため、比較的低い印加加速度で、（発電量）∝(印加加速度)²の関係を満たさなくなる問題点がある。一方、両持ち梁構造にすると共振周波数の低減が困難になる。そこで、錘の回転運動の抑制と共振周波数の低減化を両立する複数梁構造を考案し、振動発電素子の試作と評価も進めている。本研究では、有限要素法により複数梁構造の振動モード解析を行い、各振動モードにおける梁の変形と共振周波数を求めることができたので報告する。

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 345 Kバイト