JP2015516795A5 - - Google Patents

Description

目的は、ＥＡＰ系変形体を使用してエネルギーを収穫するための方法であって、ＥＡＰ系変形体が弾性変形体であり、この弾性変形体は、伸縮性合成材料および複数の電極が、弾性変形体の伸張および弛緩につれて変化するキャパシタンスを有する可変コンデンサとして配置された構成を備えており、前記方法が、
エネルギーハーベスティングサイクルを繰り返すステップを備え、エネルギーハーベスティングサイクルが、ａ）変形体を最小弛緩サイズから最大伸張サイズまで伸張させるステップと、ｂ）最大伸張サイズで、上側の電場レベル値を有する電場をコンデンサ上に形成するために可変コンデンサを充電するステップと、その後に、ｃ）最大伸張サイズから最小弛緩サイズへの弛緩ステップと、ｄ）変形体の最小弛緩サイズで、コンデンサを最小充電レベルおよび最小電場レベル値まで放電するステップとを伴い、充電は、変形体の伸張中に始まって、最大伸張サイズに達する前に第１の伸張サイズで開始されるとともに、最大に達した後の弛緩中に第３の伸張サイズのレベルに至るまで継続し、放電は、変形体の弛緩中に始まって、最小弛緩サイズに達する前に第２の伸張サイズで開始されるとともに、最小に達した後の伸張中に第４の伸張サイズのレベルに至るまで継続する、方法によって達成される。

また、本発明は、ＥＡＰ系変形体を使用してエネルギーを収穫するためのシステムであって、ＥＡＰ系変形体と、パワーエレクトロニクスユニットと、監視デバイスと、エネルギー蓄積・供給デバイスと、コントローラとを備え、ＥＡＰ系変形体が弾性変形体であり、この弾性変形体は、伸縮性合成材料および複数の電極が、弾性変形体の伸張および弛緩につれて変化するキャパシタンスを有する可変コンデンサとして配置された構成を備えており、エネルギー蓄積・供給デバイスは、パワーエレクトロニクスユニットに接続されるとともに、パワーエレクトロニクスユニットからのエネルギーの蓄積およびパワーエレクトロニクスユニットへのエネルギーの供給をそれぞれ行なうようになっており、パワーエレクトロニクスユニットは、伸張中および弛緩中にそれぞれコンデンサを充電および放電するためにＥＡＰ系変形体の可変コンデンサに接続され、監視デバイスは、変形体の伸張および弛緩の状態を監視するためにＥＡＰ系変形体に接続されるとともに、伸張および弛緩の状態をコントローラへ通信するためにコントローラに接続され、コントローラがパワーエレクトロニクスユニットに接続され、コントローラは、変形体が最小弛緩サイズから最大伸張サイズまで伸張したときに上限電場レベル値を有する電場をコンデンサ上に形成するべく可変コンデンサを充電するように、および、変形体が弛緩中に最小弛緩サイズに達したときにコンデンサを最小充電レベルおよび最小電場レベル値まで放電するように、パワーエレクトロニクスユニットを制御するようになっており、伸張および弛緩の監視状態に基づき、コントローラは、
−変形体の伸張中に充電を始めて、最大伸張サイズに達する前に第１の伸張サイズで充電を開始するとともに、弛緩中に第３の伸張サイズのレベルに至るまで継続するように、および、−変形体の弛緩中に放電を始めて、最小弛緩サイズに達する前に第２の伸張サイズで放電を開始するとともに、伸張中に第４の伸張サイズのレベルに至るまで継続するように、パワーエレクトロニクスユニットを制御する、
システムも提供する。

ＥＡＰ系変形体１０は、ＥＡＰ伸縮性合成材料および複数の電極が、可変コンデンサとして配置された構成を備える弾性変形体である。コンデンサ構造のキャパシタンスは、変形体が伸張および弛緩するにつれて変化する。

Claims (2)

1. ＥＡＰ系の変形体を使用してエネルギーを収穫するための方法であって、前記ＥＡＰ系の変形体が弾性変形体であり、前記弾性変形体は、伸縮性合成材料および複数の電極が、前記弾性変形体の伸張および弛緩につれて変化するキャパシタンスを有する可変コンデンサとして配置された構成を備えており、前記方法が、
   エネルギーハーベスティングのサイクルを繰り返すステップを備え、前記サイクルが、
   ａ）前記変形体を最小弛緩サイズＬ１から最大伸張サイズＬ２まで伸張させるステップと、
   ｂ）前記最大伸張サイズで、上限電場レベル値を有する電場を前記可変コンデンサ上に形成するために前記可変コンデンサを充電するステップと、その後に、
   ｃ）前記最大伸張サイズから前記最小弛緩サイズへの弛緩ステップと、
   ｄ）前記変形体の前記最小弛緩サイズで、前記可変コンデンサを最小充電レベルおよび最小電場レベル値まで放電するステップと、
   を伴い、
   前記充電が、前記変形体の伸張中に始まって、前記最大伸張サイズＬ２に達する前に第１の伸張サイズＬ３で開始されるとともに、最大に達した後の弛緩中に第３の伸張サイズＬ５のレベルに至るまで継続し、前記放電が、前記変形体の弛緩中に始まって、前記最小弛緩サイズＬ１に達する前に第２の伸張サイズＬ４で開始されるとともに、最小に達した後の伸張中に第４の伸張サイズＬ６のレベルに至るまで継続する、方法。
2. ＥＡＰ系の変形体を使用してエネルギーを収穫するためのシステムであって、ＥＡＰ系の変形体と、パワーエレクトロニクスユニットと、監視デバイスと、エネルギー蓄積・供給デバイスと、コントローラとを備え、
   前記ＥＡＰ系の変形体が弾性変形体であり、前記弾性変形体は、伸縮性合成材料および複数の電極が、前記弾性変形体の伸張および弛緩につれて変化するキャパシタンスを有する可変コンデンサとして配置された構成を備えており、前記エネルギー蓄積・供給デバイスが、前記パワーエレクトロニクスユニットに接続されるとともに、前記パワーエレクトロニクスユニットからのエネルギーの蓄積および前記パワーエレクトロニクスユニットへのエネルギーの供給をそれぞれ行なうようになっており、前記パワーエレクトロニクスユニットが、伸張中および弛緩中にそれぞれ前記可変コンデンサを充電および放電するために前記ＥＡＰ系の変形体の前記可変コンデンサに接続され、前記監視デバイスが、前記変形体の伸張および弛緩の状態を監視するために前記ＥＡＰ系の変形体に接続されるとともに、伸張および弛緩の状態を前記コントローラへ通信するために前記コントローラに接続され、前記コントローラが前記パワーエレクトロニクスユニットに接続され、
   前記コントローラが、
   前記変形体が最小弛緩サイズから最大伸張サイズＬ２まで伸張したときに上限電場レベル値を有する電場を前記可変コンデンサ上に形成するべく前記可変コンデンサを充電するように、および、前記変形体が弛緩中に最小弛緩サイズＬ１に達したときに前記可変コンデンサを最小充電レベルおよび最小電場レベル値まで放電するように、
   前記パワーエレクトロニクスユニットを制御するようになっており、
   伸張および弛緩の監視状態に基づき、前記コントローラが、
   前記変形体の伸張中に前記充電を始めて、前記最大伸張サイズＬ２に達する前に第１の伸張サイズＬ３で前記充電を開始するとともに、最大に達した後の弛緩中に第３の伸張サイズＬ５のレベルに至るまで継続するように、および、
   前記変形体の弛緩中に前記放電を始めて、前記最小弛緩サイズＬ１に達する前に第２の伸張サイズＬ４で前記放電を開始するとともに、伸張中に第４の伸張サイズＬ６のレベルに至るまで継続するように、
   前記パワーエレクトロニクスユニットを制御する、
   システム。