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ワイヤレス・エネルギー伝送技術の最前線

ワイヤレス・エネルギー伝送技術の最前線

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概要

本書は、非接触電力伝送技術の本命と期待される電磁界共振結合から電磁誘導、マイクロ波、エバネッセント波までその基本原理と課題を解説。さらに周辺技術開発の動向、評価・解析技術も網羅した一冊です。

ご案内

 本書は、非接触電力伝送技術の本命と期待される電磁界共振結合から電磁誘導、マイクロ波、エバネッセント波までその基本原理と課題を解説。さらに周辺技術開発の動向、評価・解析技術も網羅した一冊です。
 自動車、医療、モバイル機器・家電、照明、通信、ロボット…各分野に波及した注目すべきワイヤレス電力伝送の応用技術を徹底詳解!
 実用化の鍵を握る安全性対策と国際標準化動向もカバー。ケーブルレス社会を切り拓く研究者必携の書!

目次

序論 ワイヤレス・エネルギー伝送技術がもたらす社会革新

  • 1. ワイヤレス・エネルギー伝送の歴史
  • 2. ワイヤレス・エネルギー伝送技術の分類
  • 3. 他のエネルギーと比べた電気エネルギーの特徴
  • 4. 電気エネルギーの社会的重要性
  • 5. ワイヤレス給電技術の意義
  • 6. ワイヤレス給電技術の課題

第1編 ワイヤレス・エネルギー伝送技術開発の最前線

第1章 エネルギー伝送方式の基礎原理と課題
第1節 電磁界共振結合方式による伝送技術
  • 1. はじめに
  • 2. 電磁界共振結合の特徴
  • 3. 磁界型アンテナと電界型アンテナ
  • 4. 磁界型アンテナの電力伝送効率~ヘリカルアンテナの基本特性~
  • 5. 近傍界の電磁界の様子
  • 6. 磁界共振結合の等価回路
  • 7. インピーダンスマッチング
  • 8. kHz~MHz~GHzへの拡張
  • 9. 中継コイルの可能性
  • 10. 実用化に向けて
  • 11. おわりに
第2節 電磁誘導方式による伝送技術
  • 1. はじめに
  • 2. 研究開発動向と基本原理
  • 3. 静止型ワイヤレス・エネルギー伝送システム
  • 4. 移動型ワイヤレス・エネルギー伝送システム
  • 5. おわりに
第3節 マイクロ波方式による伝送技術
  • 1. はじめに
  • 2. 電磁波を用いた無線電力伝送の理論~伝送効率~
  • 3. 電磁波を用いた無線電力伝送のシステム効率
  • 4. 電磁波を用いた無線電力伝送の応用と課題
  • 5. おわりに
第4節 エバネッセント波方式による伝送技術
  • 1. はじめに
  • 2. エバネッセント波方式の概要
  • 3. 電磁波周波数の選択
  • 4. シート媒体の特性を記述するパラメータ
  • 5. シート媒体周囲の電磁場
  • 6. 金属共振体との相互作用
  • 7. 保護層の導入
  • 8. 電磁場閉じ込め構造による選択給電
  • 9. 複数給電点からの電力伝送と電力供給制御プロトコル
  • 10. おわりに
第2章 周辺技術開発
第1節 回路設計
  • 1 共振型無線電力伝送の等価回路
    • 1. 等価回路から何がわかるか
    • 2. 等価回路のパラメータをどのように求めるか
  • 2 双方向非接触給電システムに向けた回路設計
    • 1. はじめに
    • 2. スイッチング周波数
  • 3. 双方向非接触給電回路
  • 4. 直列-直列型非接触給電回路の基本動作例
  • 5. 2次電池への非接触充電
  • 6. 2次電池からの非接触給電
  • 7. おわりに
第2節 アンテナ
  • 1 電磁結合給電アンテナとそのワイヤレス電力伝送装置への応用
    • 1. はじめに
    • 2. 電磁結合を利用したアンテナ
    • 3. 電磁結合を利用したアンテナの解析法
    • 4. 負荷消費電力とアンテナ放射電力
    • 5. コイル間結合を利用したワイヤレス電力伝送装置
    • 6. まとめ
  • 2 非接触用メアンダラインアンテナの提案
    • 1. はじめに
    • 2. 電界型アンテナの電力伝送効率
      ~メアンダラインアンテナの基本特性~
    • 3. 近傍界の電磁界の様子
    • 4. 電界共振結合の等価回路
    • 5. おわりに
第3節 装置・デバイス
  • 1 非接触給電・リニアモーター装置の開発
    • 1. 装置の概要と動作原理
    • 2. 基本特性
    • 3. おわりに
  • 2 大容量非接触給電装置の開発
    • 1. はじめに
    • 2. 大容量化への課題
    • 3. 同期スイッチング方式非接触給電装置
    • 4. 設計事例
    • 5. まとめ
  • 3 非接触電力伝送を可能とするシート状導波路フリーアクセスマットの開発
    • 1. はじめに
    • 2. シート状線路の構成法
    • 3. フリーアクセスマットによる電力伝送
    • 4. 応用について
    • 5. おわりに
第3章 特性改善・評価~移動型非接触給電の特性と給電効率~
  • 1. はじめに
  • 2. 移動型非接触給電システ.
  • 3. 実験結果
  • 4. 給電効率
  • 5. 1次2次電圧比問題
  • 6. おわりに
第4章 解析
第1節 三次元離散値系ウェーブレット変換による非接触給電システム近傍の磁界分布解析
  • 1. はじめに
  • 2. 三次元磁界ベクトル分布
  • 3. 磁界ベクトル分布のウェーブレット解析
  • 4. まとめ
第2節 非接触給電装置の諸特性解析
  • 1. はじめに
  • 2. 鉄心コイル型装置の特性解析
  • 3. 空芯コイル型装置の特性解析
  • 4. おわりに

第2編 ワイヤレス・エネルギー伝送の応用技術最前線

第1章 自動車分野
第1節 電気自動車におけるワイヤレス・エネルギー伝送技術の開発動向
  • 1. 自動車用ワイヤレス充電装置
  • 2. マイクロ波方式
  • 3. 電磁誘導方式
  • 4. 磁界共鳴方式
  • 5. おわりに
第2節 電気自動車用小型非接触給電トランスの開発
  • 1. はじめに
  • 2. 1次直列2次並列コンデンサ方式
  • 3. トランス構造の比較
  • 4. 角形コア両側巻トランスの特性
  • 5. すのこ形コア両側巻トランスの特性
  • 6. 角形コア両側巻トランスの長ギャップ特性
  • 7. おわりに
第3節 電気自動車向け無線充電システムの開発
  • 1. 開発背景、目的について
  • 2. 無線充電システム原理
  • 3. 電気自動車向け無線充電システムの設備概要
  • 4. 電気自動車向け無線充電システムの特長・利点
  • 5. 現在の開発状況
  • 6. 課題と今後の展望
第2章 医療分野
第1節 医療分野におけるワイヤレス・エネルギー伝送技術の開発動向
  • 1. はじめに
  • 2. 人工臓器へのワイヤレス・エネルギー伝送技術
  • 3. 治療機器へのワイヤレス・エネルギー伝送技術
  • 4. 計測機器へのワイヤレス・エネルギー伝送技術 (ワイヤレス通信)
  • 5. おわりに
第2節 人工網膜用LSIへの非接触給電
  • 1. はじめに
  • 2. 眼球内埋め込み用人工網膜モジュールの構成
  • 3. 電力供給用コイルの設計および試作
  • 4. 電力供給コイルによる眼球内チップへのデータ送信
  • 5. おわりに
第3節 体内埋め込み型医療機器へのワイヤレス・エネルギー供給システムの開発
  • 1. はじめに
  • 2. 経皮エネルギー伝送システムの概要
  • 3. 経皮トランスフォーマ
  • 4. 体外結合型経皮トランスフォーマを用いたTETSの動作特性
  • 5. 空芯型および体外結合型経皮トランスフォーマ使用時の漏洩磁界の比較
  • 6. 一体型経皮トランスフォーマの開発およびエネルギーと情報の同時伝送
  • 7. まとめ
第3章 ワイヤレス伝送のモバイル機器への開発動向
  • 1. 概要
  • 2. ワイヤレス伝送の適用事例
  • 3. 適用の課題
  • 4. まとめ
第4章 家電機器におけるワイヤレス・エネルギー伝送技術の開発動向
  • 1. はじめに
  • 2. 送受電コイルによる電力伝送の概要と等価モデル
  • 3. 電磁誘導給電特有の問題点と解決策
  • 4. まとめ
第5章 自己整合技術を用いたフレキシブル有機EL素子と非接触電磁給電発光
  • 1. はじめに
  • 2. フレキシブル有機ELに必要な基板技術
  • 3. 自己整合IJP法による有機EL素子
  • 4. まとめ
第6章 通信と給電をワイヤレスで実現する二次元通信技術の最新動向
  • 1. はじめに
  • 2. 類似研究・類似技術との比較
  • 3. 二次元通信の原理と特徴
  • 4. 二次元通信の構成
  • 5. 無線LANへの応用
  • 6. RF-IDへの応用
  • 7. ワイヤレス給電への応用
  • 8. 複数携帯機器充電
  • 9. 大電力ワイヤレス給電
  • 10. まとめ
第7章 ロボット分野
第1節 ロボットにおけるワイヤレス技術の適用動向と展望
  • 1. 最近の生活支援ロボット研究開発・製品におけるワイヤレスシステム
  • 2. ワイヤレスシステムの動向
  • 3. 将来のロボットサービスとブロードバンドワイヤレスシステム
  • 4. まとめ
第2節 群ロボットレスキューシステムの非接触型給電ネットワーク
  • 1. はじめに
  • 2. 群ロボットレスキューシステムと給電ネットワーク
  • 3. 1対のロボットによる給電リンクの伝送特性
  • 4. 3台のロボットによる給電システム
  • 5. おわりに

第3編 ワイヤレス・エネルギー伝送技術の安全性と標準化

第1章 安全性評価
第1節 非接触電力伝送が生体に及ぼす影響と医療機器に与える影響
  • 1. はじめに
  • 2. 非接触電力伝送が生体に及ぼす影響
  • 3. SARと電流密度の計算
  • 4. SARと電流密度の解析結果
  • 5. 非接触電力伝送が医療機器に与える影響
  • 6. まとめ
第2節 LRT (次世代路面電車) 用150kW級非接触給電装置 (IPS) の漏洩電磁界の性能評価
  • 1. はじめに
  • 2. 150kW級IPSの概要と電磁界漏洩の可能性について
  • 3. 漏洩電磁界のガイドラインについて
  • 4. 漏洩電磁界の測定方法
  • 5. 漏洩電磁界の測定結果
  • 6. まとめ
第2章 電波の人体への影響評価
  • 1. はじめに
  • 2. 電磁波と生体影響
  • 3. 生体影響の尺度
  • 4. 長期曝露による影響
  • 5. まとめ
第3章 標準化動向~ワイヤレスパワーコンソーシアムの国際標準規格と最新動向~
  • 1. はじめに
  • 2. ワイヤレス充電標準化の背景とプロセス
  • 3. WPCの組織とサービス
  • 4. Volume 1の基本コンセプト
  • 5. 標準システムの基本構成
  • 6. 電力の制御と通信
  • 7. レシーバーおよび異物金属の検出
  • 8. パフォーマンスに関する要求
  • 9. 規格適合認定試験について
  • 10. 今後の活動

第4編 ワイヤレス・エネルギー伝送技術の将来

第1章 レーザ技術を利用したエネルギー伝送技術
  • 1. レーザエネルギー伝送活用の留意点
  • 2. レーザエネルギー伝送実験の経緯
  • 3. これまで行われた地上でのレーザエネルギー伝送実験
  • 4. レーザエネルギー伝送の技術的問題点
  • 5. 将来性の展望
第2章 宇宙太陽発電所SPSからの無線電力伝送技術
  • 1. はじめに
  • 2. システム研究開発動向
  • 3. 主な構成要素
  • 4. おわりに

執筆者

  • 粟井 郁雄 : 龍谷大学理工学部電子情報学科 教授
  • 居村 岳広 : 東京大学大学院新領域創成科学研究科 助教
  • 高橋 俊輔 : 昭和飛行機工業株式会社特殊車両総括部EVP事業室 技師長/早稲田大学環境総合研究センター 参与・客員研究員
  • 篠原 真毅 : 京都大学生存圏研究所生存圏電波応用分野 教授
  • 篠田 裕之 : 東京大学大学院情報理工学系研究科 准教授
  • 野田 聡人 : 東京大学大学院情報理工学系研究科
  • 張 兵 : 独立行政法人情報通信研究機構新世代ワイヤレス研究センター医療支援ICTグループ 主任研究員
  • 平山 裕 : 名古屋工業大学工学部電気電子工学科 助教
  • 名雪 琢弥 : 財団法人電力中央研究所電力技術研究所 高エネルギー領域 主任研究員
  • 鹿子嶋憲一 : 茨城大学工学部メディア通信工学科 教授
  • 藤井 信男 : 九州大学大学院システム情報科学研究院電気システム工学部門 准教授
  • 片平 洋一 : 愛知電機株式会社機器事業部技術部設計1グループ/製品戦略グループグループ長
  • 新井 宏之 : 横浜国立大学大学院工学研究院 教授
  • 金子 裕良 : 埼玉大学大学院理工学研究科 准教授
  • 阿部 茂 : 埼玉大学大学院理工学研究科 教授
  • 齋藤 兆古 : 法政大学理工学部電気電子工学科 教授
  • 高田 将吾 : 法政大学大学院工学研究科
  • 原 武久 : 関西大学先端科学技術推進機構((元) システム理工学部 教授)
  • 米津 大吾 : 関西大学システム理工学部電気電子情報工学科 専任講師
  • 二村 幸基 : 三菱重工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作所宇宙機器技術部 部長
  • 福田 信彦 : 三菱重工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作所宇宙機器技術部主幹プロジェクト統括
  • 安間 健一 : 三菱重工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作所宇宙機器技術部電子装備設計課 主席技師
  • 佐藤 文博 : 東北大学大学院工学研究科/医工学研究科 准教授
  • 小柳 光正 : 東北大学未来科学技術共同研究センター 教授
  • 田中 徹 : 東北大学大学院医工学研究科 教授
  • 越地 耕二 : 東京理科大学理工学部電気電子情報工学科/大学院理工学研究科 教授
  • 山本 隆彦 : 東京理科大学理工学部電気電子情報工学科 助教
  • 竹野 和彦 : 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ先進技術研究所環境技術研究グループ主幹研究員
  • 安倍 秀明 : パナソニック電工株式会社先行技術開発研究所 参事
  • 岡田 裕之 : 富山大学大学院理工学研究部 教授
  • 中 茂樹 : 富山大学大学院理工学研究部 准教授
  • 清松 哲郎 : 株式会社セルクロス 代表取締役社長
  • 上羽 正純 : 株式会社国際電気通信基礎技術研究所波動工学研究所 所長
  • 萩田 紀博 : 株式会社国際電気通信基礎技術研究所知能ロボティクス研究所 所長
  • 杉山 久佳 : 大阪市立大学大学院工学研究科 准教授
  • 柴 建次 : 東京理科大学基礎工学部電子応用工学科 准教授
  • 伊藤紳一郎 : 独立行政法人交通安全環境研究所自動車安全研究領域 上席研究員
  • 長谷川智紀 : 独立行政法人交通安全環境研究所交通システム研究領域 主任研究員
  • 平田 晃正 : 名古屋工業大学大学院工学研究科 准教授
  • 藤原 修 : 名古屋工業大学大学院工学研究科 教授
  • 黒田 直祐 : 株式会社フィリップスエレクトロニクスジャパン知的財産・システム標準本部システム標準部 部長
  • 河島 信樹 : 近畿大学リエゾンセンター 教授
  • 藤原栄一郎 : 株式会社IHIエアロスペース基盤技術部電子技術室 主査

出版社

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お問い合わせ

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体裁・ページ数

B5判 432ページ

ISBNコード

ISBN978-4-86043-351-2

発行年月

2011年2月

販売元

tech-seminar.jp

価格

46,800円 (税別) / 51,480円 (税込)

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