2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a new seismic isolation structure system with magnetic levitation of HTS bulk
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15K18163
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| Research Institution | Hachinohe National College of Technology |
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Principal Investigator |
佐々木 修平 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (30707261)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超電導 / 免震 / 磁気浮上 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本は4つのプレート上に位置しており，世界でも有数な地震大国であり，今後も東海地震をはじめ大都市圏における大規模地震の発生確率が高く，今まで以上に地震対策を施すことが重要となる。そこで，地震被害を抑制するために，本研究では，超電導バルク体と永久磁石の磁気浮上技術を用いて建築物や設備機器を浮上させ，被害をもたらす水平方向の振動を完全に排除する（大きな免震効果が得られる），既存の免震装置とは全く異なるタイプの免震装置の開発を手がけている。
磁気浮上型超電導免震装置の実用化に向けて，免震対象物の許容重量となる磁気浮上力，本提案装置の免震性能を示す水平・鉛直振動伝達抑制（振動除去）の特性向上が重要な課題となる。これまでに，超電導バルク体に働く磁気浮上力に対する諸特性を検討し，超電導バルク体に働く浮上力が超電導バルク体に鎖交する全方向の磁束密度の大きさと勾配に依存することを明らかにしてきた。本課題研究期間において，効果的に磁束密度が得られる永久磁石配列方法や，磁性体を用いた磁束密度操作によって磁気浮上力の向上を図り，25 kgの重量物（そのうち免震対象物は10 kg）を磁気支持することのできるモデル装置を製作した。さらに，このモデル装置を用いて鉛直振動伝達特性について検討した。その結果，磁気浮上力の向上に伴って，免震対象物への鉛直振動が増幅することがわかった。そこで，平常時の磁気浮上力を確保しつつ，振動時の鉛直振動伝達を抑制するために，超電導バルク体に１ターンの超電導線材コイルを取り付けた。これにより，コイルに鎖交する磁束変化に応じて，遮蔽電流が生じ，固定層と浮上層間の磁気結合が弱められ，振動伝達を抑えることに成功した。また，超電導線材コイルを用いた場合において，磁束密度勾配が大きくなる磁極配列を採用することで，効果的に鉛直振動伝達を抑制することができることがわかった。
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