| 研究課題/領域番号 |
25289052
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 高知工科大学 |
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研究代表者 |
岡 宏一 高知工科大学, 工学部, 教授 (10160649)
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| 研究分担者 |
芝田 京子 高知工科大学, 工学部, 准教授 (00307117)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 磁気浮上 / 非接触支持 / 電磁力応用 / 機械制御 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は，機械制御による高機能な磁気浮上の開発であり，その設計方針を明らかにすることである．それに従って２０１３年度の研究を行った．主な実績は，回転形のモータ制御に関しては浮上機構の性能について実験的な検討を行ったことと，機械制御を用いた浮上機構の多自由度化に関してはその基礎データを求めた．
回転形浮上機構において，モータのトルク，減速機の特性，を考慮したときに浮上性能がどのようになるかを検討した．検討は磁路解析を用いた非線形システムに対する理論によるものと，現有設備による実験によるものとを行い，両者を比較検討し性能を評価した．その結果，浮上力に関してはほぼ理論通りの値が得られることがわかった．
次に，重量物を非接触浮上させるときの消費エネルギを少なくすることを目標とする省エネ浮上の検討を行った．本装置では減速機を介して永久磁石を回転させるため，減速比を変更することにより，少ない電流で重量物を浮上させることが可能である．この浮上させるための電流は，磁石の回転角の平衡位置の設定も影響する．今年度は，まず浮上時のモータの消費電流を種々のパラメータ（浮上体の質量，空隙，永久磁石角度，永久磁石とコアの距離，減速比など）に対して磁路解析を行い省エネ浮上のための知見を得た．現在，得られた結果に基づいて，浮上システムの安定性を考慮しながら，消費電流を押さえる制御方法について考察している．
多自由度浮上においては，現有設備における磁路解析を新たに購入した磁路解析ソフトで行い，浮上体位置と磁石の大きさや配置の検討を行った．検討事項は平衡位置近辺での浮上体に働く吸引力を計算することである．実験結果と比較したところ実験では残留磁気の影響があることがが確認された．現在残留磁気のモデル化について検討中である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
２０１３年度の計画に従って研究を遂行しており，おおむね計画通りに行っている．ただし多自由度浮上に関しては，実験装置と同様なモデル化を行えるように現在考慮中である．
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| 今後の研究の推進方策 |
機械的な制御を行うことにより，浮上機構を構成する試みと装置の設計方針を確立することは引き続き行っていく予定である．
ただし，機械的な制御を直接行うことは周波数帯域の確保の面で不利であるため，電磁石を応用することを今後の研究推進の方策に含めることを考えている．具体的な研究内容は非接触給電法を用いた磁気浮上モータの開発を検討している．非接触給電部に機械的な給電法を用いることにより浮上搬送装置に給電する浮上装置を開発する予定である．永久磁石を用いた浮上力の確保だけではなく，制御性能を考え電磁石の併用を試みる．現在装置の設計を行っているところであり，２０１４年度の課題の一つとして磁気浮上モータの開発を行う予定である．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
性能向上のために，試作装置の設計変更を行ったため，実験装置の購入が次年度となったために次年度使用額が生じることとなった．
現在変更した仕様に従って装置の具体的な設計を行っている．この装置の購入費用の一部にあてる予定である．
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