Realization of new power supply method to wearable devices using wireless power transmission between garments

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2022年度は，１）曲げ半径をより網羅的に調査し衣類上での無線電力伝送における性質を明らかにすること，２）人体の影響（電力伝送時に人体が受ける影響，および，人体が近くに存在することによる伝送効率への影響）を明らかにすること，３）統合的なウェアラブルシステム作成への着手，を目標として研究を遂行した．１）について，これまでスマートウォッチ等を想定した曲げ半径2cmの他，人体データを参考に，曲げ半径2cmから20cmまでバリエーションを増やし，コイル組合わせやズレについても考慮しながらシミュレーションにて効率の測定を行った．結果，殆どの場合，曲げが強くなると効率が低下するものの，5cm×5cmでズレがない場合においては曲げが強い方が効率が上昇する結果が得られた．また，高さ方向のずれが生じる場合には曲げ半径にかかわらず正方形同士の組合わせが最も効率が良いのに対し，横方向のずれが生じる場合にはズレの大きさによって正方形と正六角形の組合わせの方が効率が髙い場合があることが解った．２）の実施として，人体モデルをシミュレーション上に配置し，腰部，腕，足部分にコイルを設置して，コイル電送効率の変化，および，人体への比吸収率(SAR)基準に基づく最大電送電力の評価を行った．結果から，伝送効率としては最大で25％程度電送効率が低下すること，および，一般環境で12W程度，管理環境では60W程度の電力電送まで可能であることが解った．３）については，これまでの研究でズレ・曲げに対して髙い耐性が認められた5cm×5cmサイズの正方形コイルの作成を行った．これらのコイルを衣類上，トレーナーの腰部，ズボンの腰部・裾，靴下に設置して実機での評価環境を作成した．また，人体モデルに装着させて各姿勢での伝送効率を測定を行い，座位や歩行姿勢では大幅に伝送効率が低下する場合があることがわかった．