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自動車・電車に使える振動・加速度センサ、東北大が開発

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自動車・電車に使える振動・加速度センサ、東北大が開発

本技術を活用した事例
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東北大学(宮城県仙台市)の未来科学技術共同研究センターのグループは12月15日、振動発電を用いたセンサを開発し、その実用化のために、仙台スマートマシーンズ(宮城県仙台市)を設立した。

今回、同大学が開発した技術は大きく3つ。「振動発電/センサ部分」、「製品への適用」、「無線送受信装置」だ。

自動車や電車でも使用できる振動発電

「エナジー・ハーベスタ(環境発電)」とは、身近にある太陽光や温度差、振動などを電気エネルギーに変換するデバイス。今回同大学がセンサに用いたのは振動発電で、発電出力は容積1cc、振動加速度1gにて約1mW。振動体には耐久性に優れたステンレススティール基板を採用しており、自動車や電車などの過酷な条件下でも活用できる。

自動車で橋が揺れるのを検知するセンサに実装

同大学では、今回開発したセンサを、加速度センサとして仙台市広瀬川にかかる澱橋の橋脚に20個設置して、自動車通行により橋が振動する様子を測定した。振動センサとしても、今後の社会インフラでも利用可能な、大型構造物の共振周波数が1Hz以下の帯域も測定可能なものを試作した。

超低消費電力の無線送受信装置

さらに、従来の1/10以下の電力で情報を送受信する超低消費電力の無線送受信装置を開発した。これにより、従来は有線接続でしか実現できなかった機械振動波形データを無線接続で観測することが可能になった。


他の技術の試作品も作成中

仙台スマートマシーンズは現在、自動車にセンサを設置し、道路の路面状況をセンシングするシステムの実証実験の準備を進めている。また今後、電池や商用電源以外のセンサなどを駆動するセンサノードとして商品化・量産化を推し進める予定。

さらなる技術として、100倍以上発電出力が大きくなることが期待される「Ferroelectric Dipole Electret(FDE)」という技術を国際特許PCTに出願し認定されており、性能としても1ccあたり100mW以上の発電出力を目指している。

さらに、ジャイロセンサとして類例の無い、表面弾性波を用いたセンサの施策も行っている。これらの新しいセンサもエナジーハーベスタ技術を適用してシステム化していく予定だ。

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