• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実績報告書

磁場空間形成による支持剛性の無限小化に基づいた磁気浮上技術の確立と応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 15K13925
研究機関富山大学

研究代表者

大路 貴久  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (30334709)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード磁気浮上 / 支持剛性 / 永久磁石 / 極低剛性 / 磁場
研究実績の概要

平成28年度は,極低剛性化のための磁場空間形成に基づいた磁気浮上装置の浮上安定化と微小質量測定評価を最低要求として始動した。さらには磁気浮上状態に影響を与える因子の特定とその対応策の検討や,磁気浮上装置の多自由度運動テーブルへの適用可能性の検討も当初目的であった。
支持剛性を無限小とするには,3個の同形リング状永久磁石で浮上磁石を下部から反発し,上部から吸引する必要がある。しかし,今年度は前年度の知見(2個の同形リング状永久磁石(54φ×38φ×5t[mm])と1個のリング状永久磁石(26φ×20φ×6t[mm])による運動方向の限定)に基づく水平2軸並進制御を優先した。
本装置は,量販品(例えば,LEVISTAGE等)の鉛直方向支持剛性に比べ,約1/20(約20 N/m)と非常に小さい。この低支持剛性状態で水平2軸をPID制御し非接触浮上を確立した。制御時の工夫として,浮上磁石からの磁場変化をホールICで検出し,空芯コイルにより空間磁場を制御した。これは通常の磁気浮上制御(変位検出,力制御)よりも直観的である。微小質量測定では,鉛直方向に秤量2g, 分解能0.3g,測定範囲での十分な線形性を確認した。現状の問題として,浮上磁石の外周で磁束密度の極大,極小が存在しており,これに起因する浮上磁石の揺動,回転が発生する。これに対し,浮上磁石の回転角を検出量とし磁場不均一をモデル化に含める方法や,磁場不均一を包含してロバスト安定化を図る方法を現在検討中である。分解能の向上には,支持剛性の無限小化が必須であり3個の同形リング状永久磁石での浮上安定化を目指す。また,浮上磁石の磁場不均一は必ず残存する。後者のロバストな制御系設計による水平2軸の安定化制御を行い,これに独立な運動指令を与えつつ磁場不均一を利用した回転運動テーブルの開発研究を継続する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 低支持剛性磁気浮上装置による質量検出2017

    • 著者名/発表者名
      桂川岳之,大路貴久,飴井賢治,清田恭平,作井正昭
    • 雑誌名

      平成29年電気学会全国大会講演論文集

      巻: 5 ページ: 216

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 低支持剛性を持つ反発型磁気浮上装置の提案と浮上状態の評価2017

    • 著者名/発表者名
      桂川岳之,大路貴久,飴井賢治,清田恭平,作井正昭
    • 雑誌名

      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集

      巻: - ページ: -

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 複数のリング状永久磁石による浮上磁石の運動方向の限定2016

    • 著者名/発表者名
      桂川岳之,大路貴久,飴井賢治,作井正昭
    • 雑誌名

      第28回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集

      巻: - ページ: pp. 228-229

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 低支持剛性を持つ反発型磁気浮上装置の提案と浮上状態の評価2017

    • 著者名/発表者名
      桂川岳之
    • 学会等名
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      倉敷アイビースクエア
    • 年月日
      2017-05-18 – 2017-05-19
  • [学会発表] 低支持剛性磁気浮上装置による質量検出2017

    • 著者名/発表者名
      桂川岳之
    • 学会等名
      平成29年電気学会全国大会講演論文集
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] 複数のリング状永久磁石による浮上磁石の運動方向の限定2016

    • 著者名/発表者名
      桂川岳之
    • 学会等名
      第28回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20

URL: 

公開日: 2018-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi