高温超電導テープ線材と永久磁石を適用した磁気浮上型超電導免震装置の浮上力向上

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本研究では、超電導バルク体に比べて設計の自由度が高く大規模化が容易な高温超電導テープ線材および永久磁石を適用したハイブリッド型超電導免震装置の研究開発を行っている。本年度は高温超電導テープ線材の浮上力特性を明らかにする検討を行った。まず、超電導テープ線材1枚の永久磁石レール上における浮上力の測定を行った。その結果、冷却する位置によって変位する際の浮上力の特性が大きく変化することがわかった。これは超電導バルク体の特性やこれまでの解析結果とは異なる特徴であった。超電導体の浮上力は超電導体が経験する磁束密度に依存するため、印加する磁束密度を超電導体表面に対して垂直成分のみ、平行成分のみにした際のそれぞれの浮上力特性を解析によって求め、実験結果と比較を行った。その結果、垂直成分のみを印加した場合の浮上力特性と超電導テープ線材の実験による浮上力特性が一致することがわかった。したがって、超電導テープ線材においては、表面に対して直交する磁束密度が線材の浮上力に大きく影響していることがわかった。これまでの検討では、超電導バルク体内の復元力の分布を解析によって求め、復元力密度が高い箇所に超電導テープ線材を配置することによって超電導免震装置の構成方法を決めていた。しかし、今回の検討によって得られた浮上力特性を考慮していなかった。そこで超電導バルク体表面に直交する磁束密度のみを印加した場合の復元力分布を解析によって求め、これを参考に超電導テープ線材の構成方法を決定し、復元力の測定を行った。その結果、使用する超電導テープ線材量を先行研究と比較して2/3に低減し、超電導体の体積あたりの浮上力効率をこれまでの検討と比較して1.3倍まで向上することが出来た。