| 研究課題/領域番号 |
20K04384
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
成田 正敬 東海大学, 工学部, 講師 (90733717)
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| 研究分担者 |
加藤 英晃 東海大学, 工学部, 准教授 (90734476)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 制御工学 / 磁気工学 / 振動工学 / 材料力学 / 磁気浮上 / メカトロニクス / フレキシブル素材 / 非接触搬送 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁気浮上技術は、支持対象と支持装置が物理的に接触しないため、エネルギー損失や浮上対象の摩耗、破損、騒音といった問題点を根本的に解決できる。産業界では高張力鋼の採用による軽量化やコスト削減などの理由により薄く柔軟な鋼板の利用が広がっている。このようなフレキシブルな鋼板を浮上させる場合、平板自体が変形する弾性振動が発生し、浮上制御は非常に困難となる。申請者らは従来磁気浮上制御が非常に困難であった薄く柔軟な鋼板に対して、対向する電磁石から水平方向に張力を加えながら浮上させ、さらに各電磁石対に位相の異なる交流電流を入力して移動磁界を発生させて推進力を得る磁気浮上搬送システムを提案する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、従来磁気浮上制御が非常に困難であった薄く柔軟な鋼板に対して、対向する電磁石から水平方向に張力を加えながら浮上させ、さらに各電磁石対に位相の異なる交流電流を入力して移動磁界を発生させて推進力を得る磁気浮上搬送システムを提案した。
研究の結果、提案するシステムで発生する推進力の基礎特性を明らかにした。次に、電磁石に流す定常電流によって浮上中の柔軟鋼板に発生する張力を求めた。また、制御電流による水平位置決めを行った状態で、交流電流を印加した際の推進力について、それぞれのパラメータを変更して鋼板の浮上安定性と推進力の関係性を明らかにすることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により得られた柔軟な物体の非接触搬送技術に関する成果は磁気工学、振動工学、制御工学の３分野の融合領域に位置づけられる。しかしながら、これまでの検討では浮上対象を変形しない剛体として扱う場合が多く、振動工学的観点を磁気浮上技術において考慮した研究例は国内外において皆無である。また本研究計画の柔軟な物体に対する磁気浮上搬送技術は長編成で浮上走行するリニアモーターカーの高速走行時の安定性向上や、柔軟なテザー上を昇降する宇宙エレベータにおける昇降技術の基礎研究としても位置付けることができる。
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