| 研究課題/領域番号 |
25289052
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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 | 永久磁石 / 機械的運動による制御 / 磁気浮上 / 薄板鋼板 / 非接触給電 |
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| 研究実績の概要 |
回転型磁気浮上装置において，2自由度の浮上体を対象として浮上させるための検討を行った．すでに２つの鉄球を浮上させることは実験的に成功している．今回は平板の上下の変位と回転の2つの自由度を制御できることを確認した．なお水平方向の変位は受動安定によって浮上を行う．このシステムに対し，制御理論の点から浮上が可能なことを証明し，また数値シミュレーションによって実現性を確認した．
薄板鋼板に対する機械的な運動による制振制御のために永久磁石の配列の検討を行った．この結果，ハルバッハ配列を用いることによって薄板鋼板の磁束の飽和を減少させ，吸引力を得られることがわかった．また，空隙が大きくなるに連れて急激に吸引力が減少することが確認された．1次元ハルバッハ配列より2次元配列のほうが吸引力を大きくすることは可能であったが，渦電流の影響も大きくなることがわかった．今回の解析では定量的に十分な精度が得られたとは考えにくく，今後のさらなる解析が必要であることが確認された．
非接触給電を用いたベアリングレスモータの開発においては，数値解析およびシミュレーション結果では浮上が可能であることが確認された．しかし，実験装置を用いた試験では浮上させることができなかった．この原因は水平方向の運動を検出するセンサに回転方向成分の影響がでるためであると考えられる．今後センサの配置を工夫することにより浮上回転の実験を行う予定である．回転型と並行して非接触給電を用いたリニアスライダに関してその実現可能性を検討した．磁気解析の結果では実現可能であるという結果を得られたため，現在その設計および施策を行っている．
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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
回転型磁気浮上機構の総括に関しては少し遅れているが，その他の部分では十分な成果が得られていると考えている．非接触給電を用いたリニアスライダなどは，磁気浮上機構において新しい機構への挑戦であり，このようなことを行っていることを考慮し，研究は概ね順調に進展していると言える．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の推進方策として，回転型磁気浮上機構の研究を推進するとともに，機械的な運動による制振制御，および非接触給電を用いた浮上技術に関する研究を行っていく予定である．
機械的な運動による制振機構に関しては，より精度の高い磁気解析を行うことにより渦電流の影響を確認する．これは計算機のメモリを増やすことなどにより有限要素法のメッシュを細かくすることにより精度をあげられると考えている．また，小型の実験装置を試作し実際の制振機構の有効性を確認する予定である．
非接触給電を用いた磁気浮上機構に関しては，リニアスライダの試作を行い有効性を確認することを行っていく予定である．これとは別にローレンツ力を用いた新しい磁気浮上機構の開発も合わせて行っていく．
以上のように先進的な磁気浮上機構の試みを実現させていく予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
試作装置の機械的および制御回路などを部品を購入し，組み立てることで制作した部分において，試作が間に合わない部分の購入費が次年度使用額となった．
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| 次年度使用額の使用計画 |
装置の完成には必要な部品であり，これらを購入する計画である．
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