成果報告書詳細
管理番号20130000000167
タイトル平成22年度-平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(風力発電その他未利用エネルギー) 電池に代わる新世代エネルギーモジュールの技術開発
公開日2013/6/25
報告書年度2010 - 2012
委託先名株式会社タキオン
プロジェクト番号P10020
部署名技術開発推進部
和文要約件名:新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(風力発電その他未利用エネルギー) 電池に代わる新世代エネルギーモジュールの技術開発

本開発、フェーズA(フィージビリティ・スタディ)では、本エネルギーモジュールの実現可能性と事業としての実行可能性を検証するため、以下の開発項目1-6を実施した。フェーズBでは、フェーズAで明らかにした事業の実現可能性検証結果を基に、プロトタイプの製作等、事業化に向けて必要となる技術開発として以下の開発項目7-11を実施した。加えて、技術動向調査、市場調査、等を通じ、事業としての実現可能性の見通しをつけた(12)。研究開発項目1「エネルギーハーベスト機構:回転錘の高効率化研究開発」:振動エネルギーを回転運動に変換する回転入力変換部とそれを伝達する機構(ジョイント部)において新規の機構を考案し、従来型回転錘に対して大幅に収穫効率を向上させ、また3次元方向の振動も収穫することに成功した。2「蓄力機構:香箱(金属ぜんまい)の高エネルギー密度化研究開発」:MEMSによる基本要素構造体(高アスペクト比、Si薄帯の発条構造)を製作し検証した。3「変速・調速機構:基本構成の検討」:蓄力機構からエネルギーを発電機に伝達する変速・調速機構を比較検討し、好適な構成を策定した。4「発電機構:基本構成の検討」:本構想に適合する機構として最適な方式を選定した。5「ビジネスプランの作成」:学会および展示会にて情報を集める他、複数顧客に対して積極的にヒヤリングを行い、ユーザーの要求仕様、時期、市場規模に関する情報を取得し、事業化計画に反映した。6「エネルギーハーベスト機構:回転錘の高効率化研究開発」:上記成果のジョイント部構造をリファインし、さらに空間占有容積の低減したものを製作し評価した。7「蓄力機構:香箱(ぜんまい)の高エネルギー密度化研究開発」:上記回転錘機構に接続できる集積化構造等とするため、新たなTEGを設計・製作した。8「変速・調速機構:高効率・精密メカ試作」:回転錘、蓄力機構および発電機構を接続するため、時計レベルの精密メカ機構を設計・製作した。モジュールの形にまとめるためのケーシング(筐体機構)も併せて作製した。9「発電機構:電源モジュールプロト用試作」:蓄力機構および変速・調速機構に接続する専用の発電機構を製作した。10「制御LSI:専用LSI設計・製作」:付帯する制御回路を1チップにまとめた専用の制御LSIを製作した。11「電源モジュール:プロトタイプ製作」:上記6-10で挙げた全ての要素を接続・集積化し、電源として完結するモジュールの形にまとめた(電源モジュール・プロトタイプ)。外装ケースを設計・作製し、時計・携帯音響機器それぞれのユーザーが評価可能な形に仕上げた。測定・評価結果は良好であり、従来の自動巻き機構に対して、およそ5倍+αの性能向上を果たし、当初に掲げた数値目標に達成した。12「ビジネスプランの見直し」:全期間を通じ、外部連携先と事業化に向けた協議、および想定ユーザーへのヒヤリング、学会・展示会での情報収集を行い、国内外の技術動向調査結果を含めビジネスプランをリファインした。これら活動を通じ結果的に多数の引合を得ており、具体的試作受託も進展し始めた。
英文要約Title: New Energy Venture Business Technology Innovation Program/ New Energy Venture Business Technology Innovation Program (Wind Power Generation And Other Untapped Energies)/ New concept energy module which could replace conventional batteries

In these years, several kinds of new schemes which utilize the environment sustainable energies are proposed. Those are, for example, consisted of as followings. Energy harvesting (e.g. Human body vibration), and then Generate electricity, and then Storage to battery, and then Supply to load. However the system utilizes the sustainable energies, it needs the rechargeable battery. It doesn’t save natural resources. Our new concept is originated from the technology of wrist watch auto-winding system. The system is consisted of as followings. Energy harvesting (e.g. Human body vibration), and then Storage to spring (as kinetic energy), and then Generate electricity (along with the necessity), and then Supply to load. The system has the advantages such as, “no use of rechargeable battery (real saving natural resources)”, “not need high performance generator”, etc. In this project, following studies which were necessary elements for a Proto-type of the new concept energy module were carried out. First, the new structure of an oscillating weight as an energy harvesting mechanism as an actual small size model was successfully manufactured. Subsequently to the FY2010 result, more optimal new structures of the joint mechanisms were invented. And novel Si-MEMS (Micro Electro Mechanical System) structures as the kinetic energy storage spring mechanism were successfully achieved, which is consisted of very high aspect ratio thin Si belt. Releasing the structure, winding and measuring the torque were also successfully achieved. An effective process using hydrogen annealing which improves the strength of the springs was also successfully observed. A new type small electricity generating mechanism and related transfer wheel-gear mechanisms were also successfully achieved. LSI chips as the control electric circuits which were specified for the system were properly designed and were also successfully manufactured. And then, above all elements were implemented into a model of the Proto-type of the energy module which could be evaluated by potential customers. The measurement results show five times and more increase of the electricity generating ability which could achieve the previous target. Those results also show that the whole system of our new concept energy module is realistic and also very useful in the field of the portable electric devices. Through the market survey and customer contact, very promising responses have been obtained. Several inquiries (application specified proto-type) have been already received.
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