著者一覧
宮本智之 東京科学大学
米田昇平 東京海洋大学
中村壮亮 法政大学
小林和也 日本工業大学
栗田　玲 東京都立大学
若林裕助 東北大学
本間精一 本間技術士事務所


目次
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【特集】ワイヤレス給電の研究動向

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複数IoT端末への光無線給電システムの開発
Development of an Optical Wireless Power Transmission System for Multiple IoT Devices

　多数のIoT 端末を対象とした光無線給電技術について,安全性と実装性に優れる近赤外LED 光源を用いた給電方式に関して解説する。高出力LED と光学系を組み合わせた端末追従型給電システムの構成と動作実証例を示し,さらに多数端末環境での運用や材料技術に関する課題について,その考え方と展望を述べる。

【目次】
1　はじめに
2　光無線給電(OWPT)の原理と技術的特徴
　2.1　光無線給電(OWPT)の原理と構成
　2.2　送受電素子の効率とシステム効率の現状
　2.3　システム構成とLED 光源OWPTの位置づけ
3　LED方式による高度IoT 端末向け光無線給電システム
　3.1　LED光源系の高出力化
　3.2　液体レンズによる焦点制御とビーム可変
　3.3　二軸反射鏡による精密ビームステアリング
　3.4　RGB-IR 統合カメラを用いた端末の検知
　3.5　システムの統合と動作実証
4　多数IoT 端末運用に向けた拡張的視点
　4.1　多数端末への給電を考慮した制御の考え方
　4.2　見通し外環境を考慮した光無線給電の拡張
5　光無線給電を支える材料技術への要望
6　まとめ

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水中探査機向け非接触給電システムの開発に向けた取り組みと展望
Research Activities and Future Perspectives on Wireless Power Transfer Systems for Underwater Vehicles

　非接触給電の水中機器への応用は,ここ10 年ほどで急速に検討が広まっている。本稿では,水中探査機向け非接触給電に焦点を当て,Double-side LCC 方式を用いた水中非接触給電,複数送電非接触給電,複数受電非接触給電について紹介する。また,最後に,水中非接触給電における今後の展望について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　水中非接触給電のデモンストレーション
　2.1　実験回路
　2.2　水中コイルの設計
　2.3　インバータ電流の理論値
　2.4　電力伝送試験
3　複数送電コイルの活用
　3.1　システム構成
　3.2　3組の送電コイルの配置と受電コイルの位置ずれの推定
　3.3　電力伝送試験
4　複数受電コイルの活用
5　今後の展望

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無線給電ロボットを用いた追走給電
Tracking Wireless Power Transfer Using Wireless Power Transfer Robot

　本稿では,無線給電機能を搭載した自律移動ロボットである無線給電ロボットにより,移動体に対して追従しながら無線給電する「追走給電システム」を紹介する。無線給電ロボットは3 次元空間において広い給電範囲を確保できる画期的な手法であり,ここでは空間内を動き回る移動体への無線給電といった挑戦的な応用事例を示し,その有効性を検証した。

【目次】
1　無線給電ロボット
　1.1　電力ケーブル一掃への期待と無線給電範囲の物理的限界
　1.2　3次元的な給電範囲拡張手法としての無線給電ロボット
2　移動体への追走給電
　2.1　類似研究と移動体への追走給電の提案
　2.2　追走給電システムの概要とその適用先
3　追走給電の実装
　3.1　追走制御
　3.2　最高効率追従制御
4　実機実験による性能評価
　4.1　試作機と実験方法
　4.2　実験結果
5 おわりに

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[Material Report -R&D-]

湿度依存性を有する粉体流動性の新規評価手法の提案
A Novel Method for Evaluating the Flowability of Humidity-Dependent Granular Materials

　湿潤環境下における粉体の流動性制御は,医薬品や機能性粉体などの微粒子材料を扱うプロセス設計において重要な課題である。特に湿度上昇により粒子表面の吸着水分が増加し,液架橋形成や摩擦的相互作用を通じて粒子間付着性が増大する。この付着性は吸脱湿履歴や堆積状態に依存して流動性を非可逆的かつ複雑に変化させるため,その場(in　situ)での定量評価が非常に重要である。そこで我々は,粉体層に短時間の撃力を与えて生じる粉体ジェットに着目し,湿度変化に伴う粉体の流動性変化をジェット挙動を通して高感度にその場評価できる新規手法を提案する。

【目次】
1　緒言
2　実験方法
　2.1　実験装置の概要および条件
　2.2　粉体試料
3　実験結果および考察
　3.1　湿度変化に対するジェット生成挙動
　3.2　各湿度条件におけるジェット速度の時間変化
　3.3　各湿度条件および落下高さに対する平均ジェット速度Vmean
　3.4　各湿度条件に対するジェットの最高到達距離Lmax
　3.5　各湿度条件における粒径変化の影響
4　まとめと今後の展望

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原子レベルで見る固液界面の構造変化
―表面X 線回折による酸化物薄膜材料評価技術―
Atomic-Scale Observation of Structural Changes at Solid-Liquid Interfaces: Surface X-ray Diffraction for Oxide Thin Film Characterization

　非接触で0.1 Å分解能の表面構造計測法である表面X 線回折法を活用し,水電気分解の酸化物触媒La(1-x)SrxCoO3 の表面構造を電気化学条件下でin situ 測定した。電気化学処理によって触媒活性が向上すると同時に表面にCoO2 二重層構造が形成される事を見出した。本手法は様々な環境下で測定可能で,多様な酸化物材料に応用できる。

【目次】
1　はじめに
2　表面X線回折
　2.1　測定原理と精度
　2.2　他手法との比較
3　応用事例:水電解触媒表面の構造変化
　3.1　背景と目的
　3.2　実験方法
　3.3　真空中での表面構造
　3.4　電気化学処理による構造変化
　3.5　計測のまとめ
4　応用可能な材料・条件と研究課題
5　おわりに

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[連載講座　プラスチックの実用物性と物性向上技術(4)]

耐熱性

　プラスチックの耐熱性には物理的耐熱性と化学的耐熱性がある。物理的耐熱性はポリマーの熱運動に基づく可逆的変化を表す特性である。実用的には,高温側では温度上昇に伴う強度・弾性率の低下または軟化の程度で評価する。一方,低温側では温度が低くなると脆くなるので脆化の程度で評価する。化学的耐熱性はポリマーの化学構造変化や分子切断に基づく不可逆的変化を表す特性である。実用的には,長時間高温雰囲気に曝して熱酸化劣化したときの外観変化や強度低下で評価する。

【目次】
1　耐熱性に影響する要因
　1.1　物理的耐熱性
　1.2　化学的耐熱性
2　耐熱性と実用特性
　2.1　荷重たわみ温度(DTUL: Deflection Temperature Under Load)
　2.2　ビカット軟化温度(VST: Vicat Softening Temperature)
　2.3　強度の温度特性
　2.4　脆化温度
　2.5　熱劣化
3　耐熱性の向上技術
　3.1　分子設計による耐熱性向上
　3.2　繊維強化による耐熱性向上
　3.3　熱劣化の抑制

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[Market Data]

プリンター用ケミカルスの動向

【目次】
1　概要
2　プリンター用ケミカルスの動向

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[Material Profile]

炭酸バリウム
ベンゾグアナミン