一般講演

2-088

着脱可能な光学ターゲットを用いたアモルファス薄帯の磁歪測定法

◎横井川弘巳（同志社大学）

横型複ヨーク単板磁気特性試験器を用いた方向性電磁鋼板（GO）や高配向性鋼板（Hi-B）などの磁歪評価を行う試験法が提案・検討され，2021年に規格化された。今回，その試験法をFe基アモルファス薄帯（AM）の磁歪測定用に改良を試みた。AMの厚さは，薄い上に平坦度も低く，剛性が十分でないため，GOやHi-B用試験法の適用は困難である。さらに試料に貼り付ける光学ターゲット（OPT）が磁歪測定結果に影響を与える可能性がある。そこで，OPTの形状，接着法，設置位置などの影響を検討した。今回の検討により，l p-pや l 0-pのオーダは評価可能になったと考えているが，バタフライループについては改善の余地があり，今後，試料枚数を増やして検討する予定である。

2-089

サブミクロンFe-B微粒子における静的・動的磁気特性の熱処理効果

◎増本千裕・宮崎孝道・室賀 翔・遠藤 恭（東北大学）

パワー半導体を取り入れたデバイスの普及が進む一方で，インダクタなどの磁性材料を使用する受動素子は，高周波帯域での損失の増大や透磁率の低下などの問題がある。そこで，高周波受動素子に実装する磁性材料の候補として，半金属元素を含むアモルファス磁性微粒子が注目されている。本研究では，合成したサブミクロンFe-B微粒子に対し，新たに熱処理を施し，それらの構造および静的・動的磁気特性について検討した結果について報告する。

2-090

サブミクロンFe-Ni-Bアモルファス微粒子における構造と磁気特性の熱処理効果

◎若林和志・宮崎孝道・室賀 翔・遠藤 恭（東北大学）

水溶液還元反応法を用いてサブミクロンサイズのFe-Ni-Bアモルファス微粒子を合成し，400-600℃まで熱処理を施したときの構造と磁気特性の変化について調査した。合成した微粒子はD₅₀が201nmの均一性の高い球状微粒子であった。この微粒子はいずれの熱処理温度でも形状変化は見られず，アモルファス構造を維持していた。磁気特性に関して，熱処理を施すと飽和磁化は増加，保磁力は減少した。また，渦電流による影響を1 GHz付近まで抑制し，サブミクロンサイズの軟磁性微粒子特有の周波数特性が発現することがわかった。以上の結果から，合成したFe-Ni-B微粒子が高い熱的安定性を有し，熱処理を施すことで軟磁気特性を改善できることがわかった。

2-091

Fe-B薄膜における磁化ダイナミクスのB組成依存性

◎斉藤圭祐・遠藤 恭・室賀 翔（東北大学）

磁気ランダムアクセスメモリ（MRAM）は不揮発性や高い書き換え耐性といった特長を有することから，研究開発が盛んに行われている。MRAMの更なる進展のためには，高密度化および消費電力低減（省エネ）が必須となっている。そのためには，TMR素子を構成する磁性材料の検討および，その磁化ダイナミクスの理解が必要不可欠である。本研究では，TMR素子の磁性材料としてFe-Bを選択し，B組成の異なるFe-B薄膜における構造と磁気特性について検討した。得られた知見をもとにし，それらの磁化ダイナミクスのB組成による変化について議論した。

2-092

Fe-Ge多結晶薄膜における構造および磁気特性のGe組成依存性

◎蒋 曄・宮崎孝道・室賀 翔・遠藤 恭（東北大学）

低消費電力の高速スピントロニクスデバイスでは，スピン注入による磁化反転過程において歳差運動をともなう。ダンピング定数（α）は，歳差運動を記述する重要なパラメータの一つである。そこで，我々はFe-Si合金薄膜におけるαと飽和磁歪の相関性に示してきた。本研究では，Siと同族元素であるGeのFe-Ge膜の構造と磁気特性について検討した。その結果，XRDパターンではbcc（110）および（200）に由来するピークを確認し，bcc構造の多結晶膜を示した。また，面直有効ダンピング定数はGe組成の増加のともない低減した傾向を見られ，Ge組成7.3 at.%で最大値0.0056となり，Ge組成14.9 at.%以上の場合に約0.003の程度に減少した。

2-093

100MHz以上での磁気応用を目指した面内一軸異方性ナノグラニュラー膜から成る直交膜

○直江正幸（電磁材料研究所）・曽根原 誠・宮地幸祐・佐藤敏郎（信州大学）・室賀 翔・遠藤 恭（東北大学）・小林伸聖・荒井賢一（電磁材料研究所）

膜面内一軸異方性の磁性膜を用いた直交膜では，面内等方に高周波特性が得られるようになる。これまでに，合計数十nmの薄い高比抵抗の一軸異方性ナノグラニュラー膜を用いた直交膜については，高透磁率で良好な面内等方性が得られたことを報告した。しかし，合計1 µm程度の実用的な厚みを目指すと，膜の体積増加，即ち膜中の磁性ナノ粒子（グラニュール）の数が増すため，これらの磁歪や結晶磁気異方性の影響が強くなって面内等方性が崩れることが課題であった。今回，低磁歪および結晶磁気異方性が高過ぎない磁性合金を用いると課題解決に至ったので，報告する。

2-094

タイル型CoFeB-SiO₂薄膜磁心を用いた高周波対応スパイラルインダクタ

◎山中希未斗・仁田帆南（東京工業大学）・宮﨑達也・石戸亮祐（ローム）・藤﨑敬介（豊田工業大学）・中川茂樹・髙村陽太（東京工業大学）

パワーエレクトロニクス回路用の磁気受動素子の高周波動作化と小型化は喫緊の課題である。我々は半導体プロセスで作製する平面インダクタに注目し，この磁心候補として，対向ターゲット式スパッタ法で高い面内一軸磁気異方性を持つナノグラニュラー薄膜を実現し，さらにスパイラルインダクタを試作・動作実証した。本研究では，このインダクタの浮遊容量を大幅に削減し自己共振点を高めるため，磁性膜をタイル形状に分割したタイル型磁心を導入する。タイルとタイル間の浮遊容量を考慮したインダクタの等価回路モデルの数値解析から自己共振点のシフト量を定量的に示した。さらにインダクタを試作し，磁心をタイル型に加工したことで自己共振点の高周波シフトを実証した。

2-095

圧縮応力下の鉄損に及ぼす無方向性電磁鋼板の結晶粒径の影響

○財前善彰・尾田善彦・大久保智幸・吉﨑聡一郎（JFEスチール）

無方向性電磁鋼板はモータや発電機等の鉄心材料として広く使用されている。モータのステータコアを固定するため焼きばめが施されているが，電磁鋼板には100MPa程度の圧縮応力が付与された状態で使用されており，圧縮応力下での材料評価が重要となる。このような背景から，圧縮応力下の鉄損増加に及ぼす材料因子の影響を明確にすることは重要であると考えられることから，本報告では電磁鋼板の圧縮応力下の鉄損に及ぼす結晶粒径の影響について調査した結果を報告する。

2-096

IEC磁歪測定法における静電気の影響と対策

○沓掛暁史・城門由人・池田 哲（大分県産業科学技術センター）

モータや変圧器等の電気機器に必須の材料である電磁鋼板を有効に活用するには，機器の性能を左右する電磁鋼板の磁気特性を考慮する必要がある。磁気特性のひとつの磁歪（磁気ひずみ）は，特に変圧器では騒音の原因として注目され，その測定方法はIEC（国際電気標準会議）において2021年11月にIEC 60404-17で国際規格となった。大分県産業科学技術センターでは，IEC 60404-17に沿った磁歪測定用試験器を製作し，磁歪の測定を行える環境を構築した。本稿では，この磁歪の測定環境を用いて，磁歪の正確な測定と再現性の向上のために必要な静電気への対策について，得られた知見を報告する。

2-097

電磁鋼板の面圧方向応力下二次元磁気特性および磁区構造観察方法の検討

◎石橋侑大・尹 己烈（岐阜大学）

本研究では，モータの駆動条件下での電磁鋼板の磁気特性を把握するため，電磁鋼板を厚み方向の応力条件下での二次元磁気特性と，応力作用面の磁区構造を同時に測定・観察できる装置の検討をおこなった。磁区観察を考慮した加圧治具としてステンレスやアクリルを用いた，内部に穴を設けた治具の考案をし，解析ソフト上で2つの解析を行った。結果として，試料全体に現れた応力差は少なく，磁気特性測定の箇所ではより均一に応力が発生した。また擬似的に応力下での試料を再現し，試料全体で透磁率が変化した状態でも磁束が通ることを確認することができた。以上の結果から応力下で磁区観察と磁気特性測定を同時に行える装置の考案に成功した。

2-098

電磁鋼板の二次元偏磁下周波数特性

◎尾関雄哉・尹 己烈（岐阜大学）

モータの鉄心として広く使用されている電磁鋼板は，実際のモータ駆動環境下では交番磁束や回転磁束などの二次元磁化状態や磁気特性が偏った偏磁状態になる可能性がある。本研究では，二次元偏磁下における周波数変化による磁気特性を調べた。測定には無方向性電磁鋼板50A600を使用し，圧延方向と圧延垂直方向に周波数を変えて偏磁した場合を比較した。その結果，周波数800 Hzの場合，交流励磁条件と比較して偏磁した条件では，渦電流損失が抑制されるため，鉄損が最大で8.1 %減少した。また，低周波では無方向性電磁鋼板の圧延方向に励磁した場合に損失が小さく，高周波では圧延垂直方向に励磁した場合の損失が小さいことが分かった。

2-099

インバータ励磁下で磁束密度波形を一致させた場合にコアの断面積が磁気特性に及ぼす影響

◎亀山諄弥・尹 己烈（岐阜大学）

インバータ励磁下の積層コアの磁気特性について，インバータの制御パラメータについての検討は従来多くされてきたが，コアの体格に関する検討は十分にされていない。また，これまではコアの体格によって変わる測定系の回路定数の影響について着目しており，純粋な体格差の影響は明らかになっていない。よって，本稿では断面積が異なる3種類のコアについてB波形を揃えて磁気特性を測定し，その影響について調査した。その結果，従来の測定では各試料の鉄損の差は約6%程度だったが，B波形を揃えることでその差は1%以下となった。以上からインバータ励磁では磁束密度波形を正弦波などに一致させて比較すれば，断面積による影響はないと考えられる。

2-100

デッドタイムが波形制御に及ぼす影響

◎安藤伸行・尹 己烈（岐阜大学）

通常，行われている電磁鋼板の磁気特性評価方法は正弦波励磁を用いるが，実際の機器の駆動にはインバータが用いられる。そのため，インバータ励磁で磁気特性を評価することが，モーター設計では重要になる。しかし，インバータ励磁で磁気測定を行うと，電磁鋼板の交流磁気特性により，磁束密度波形が歪み，鉄損値は増加する。そこで，磁束密度波形を正弦波に制御すると，鉄損値が減少することが先行研究で明らかである。しかし，低変調度では，磁束密度波形を正弦波に制御することが難しく，鉄損値の減少が見られない。そこで，本研究では，低変調度でも波形制御を行うために，デッドタイムを短く設定し，磁気特性の変化を確認した。

2-101

DNNを用いた二次元磁気特性測定用単板磁気試験器の波形制御高速化に関する検討

◎黒田優輝・山口達也・岡本吉史（法政大学）

電磁鋼板の有力な磁気特性試験法として単板磁気試験法がある。当該試験法の測定では，誘導起電力波形を日本産業規格により定められた磁束正弦波条件を満たさなければならない。そのため，波形制御法（従来手法）を用いて，励磁電圧波形を過少緩和法により反復修正する必要がある。しかし，二次元磁気特性測定では，軸間の干渉により，誘導起電力波形が著しく歪んでしまい，フィードバック回数が増大する傾向にある。そこで本稿では，従来手法よりも，高速に測定する方法として，Deep Neural Networkを援用した波形制御法を開発したので，その性能について報告する。

2-102

Neural Networkを用いた単板磁気試験器における波形制御の高速化に関する検討

◎山口達也・黒田優輝・岡本吉史・佐々木秀徳（法政大学）・藤原耕二（同志社大学）

電磁鋼鈑の有力な磁気特性試験法として単板磁気試験器（SST）を用いた試験法がある。当該試験法による磁気特性測定では，磁束正弦波条件を満たすため，波形制御法（従来法）を用いて励磁電圧波形を反復修正する必要がある。ただし，低周波帯の高磁束密度領域の測定では，フィードバック回数が増加傾向にあり，測定時間の増大が懸念される。本稿では，Neural Network（NN）を活用して，SSTに印加する励磁電圧の初期波形を推定する計測システムを構築した。また，学習データを複数の周波数で構成し，未学習の周波数に対する推定精度について検証したので報告する。

2-103

鉄窒化物磁石の作製

○齋藤哲治（千葉工業大学）・山本日登志（ネオジコンサル）

近年高飽和磁化を有する鉄窒化物α”-Fe16N2磁石が注目されるようになってきた。現在，この鉄窒化物粉末の構造と磁気特性について調べている。本研究では，鉄窒化物粉末の磁石化の可能性について検討した。鉄窒化物粉末は放電プラズマ焼結法により固化成形できることがわかった。しかし，得られた鉄窒化物磁石の密度は焼結温度が向上するについて高くなるが，高温で焼結するとα”-Fe16N2相が分解してしまうことがわかった。

2-104

高周波磁界印加によるボンド磁石の発熱挙動

◎阿部将裕・多田秀一・山本宗生（日亜化学工業）・平澤英之（新居浜工業高等専門学校）

ボンド磁石の種類による渦電流損失の影響を調査することを目的に，種々の磁粉を用いたボンド磁石に高周波磁界を印加し，その発熱量を計測することで渦電流損失を評価した。その結果，酸化物系磁石フェライト，窒化物系希土類磁石SmFeN，金属系希土類磁石NdFeBの順に渦電流損失が大きくなる結果が得られた。この結果は磁粉組成固有の電気抵抗率による差が現れていると考えられる。また，窒化物系磁石であるSmFeN磁粉の表面に酸化鉄系のコート層を形成し，同様の試験を実施した結果，酸化鉄系のコート層なしの試料と比べて渦電流損失が低くなった。これは表面の酸化鉄系のコート層によりボンド磁石としての電気抵抗率が高くなったためであると考えられる。

2-105

PLD法により作製した厚膜磁石の膜厚分布低減

◎田原楽飛・東 倖主・福田 樹・山下昂洋・柳井武志・中野正基・福永博俊（長崎大学）

これまで我々は，PLD（Pulsed Laser Deposition）法を用い作製した厚膜磁石を，DCブラシレスモータやステッピングモータへ搭載し，各モータの小型化への展開を図ってきた。その厚膜磁石の作製法の特長は，レーザを照射したターゲットより数10 μm径の粒子を故意に創出させる点にある。一方，大きな膜厚分布が課題であり，成膜後のポリッシングによる表面研磨で，膜厚を均一化してきた。我々は，成膜の進行に伴い，粒子が基板上に堆積する際の指向性が強まる結果生じる膜厚分布の原因として，「回転させた磁石ターゲットの一点にレーザを照射する」ためと考えた。本研究では，「ガルバノミラーを用い，ターゲット表面へのレーザ照射位置の制御（走査）」によりNd-Fe-B合金ターゲットの広範囲にわたる利用と厚膜磁石の膜厚分布の低減を検討した。

2-106

室温基板への希土類系磁石膜の創製

◎東 倖主・福田 樹・田原楽飛・山下昂洋・柳井武志・中野正基・福永博俊（長崎大学）

本稿では，磁石膜の室温での成膜プロセスの開発を目的として，LIFT（Laser Induced Forward Transfer）法を用い得られた試料の磁気特性の評価や結晶構造の観察結果を報告する。我々はMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）への磁石膜搭載を鑑み，PLD（Pulsed laser Deposition）法を用いたネオジム系磁石膜の成膜等を検討してきた。現状，300 ℃以下の低温基板に磁石膜を成膜した場合，結晶化のための熱処理が必要である。熱処理工程を省略できれば，低融点の有機材料を含むMEMS材料にも対応でき磁石膜の応用範囲が広がる。そこで本研究では，PLD法と同じくレーザを利用し室温基板への磁石膜成膜が期待されるLIFT法に着目した。

2-107

グリシンを錯化剤としためっき浴からのFe-Pt磁石膜創製

大串直輝・楢林龍太・○柳井武志・山下昂洋・中野正基（長崎大学）

本研究室ではクエン酸浴から，比較的良好な硬磁気特性を有するFe-Pt磁石膜を作製可能であることを確認しているが，成膜時に陰極で水素が大量に発生し，電流効率（陰極に供給した電子のうち成膜に寄与する電子の割合）が低い（5%程度）という課題があった。この電流効率の低さがクエン酸に由来するものかどうかを判別するために，本稿では新規錯化剤としてグリシンに着目した。めっき条件を種々検討した結果，クエン酸浴と同程度の磁気特性を有するFe-Pt磁石膜を作製できることがわかったのでその結果を報告する。

2-108

人体サイズのイメージングを想定した高感度磁気センサによる磁気粒子の検出

◎Hyuna Ahn・Trisnanto Suko Bagus（横浜国立大学）・笠島多聞・澁谷朝彦（TDK）・竹村泰司（横浜国立大学）

磁気粒子イメージングは外部から印加する交流磁界による磁気粒子の磁化応答の検出信号から画像を作り出す，画像診断技術の一種である。臨床で使用するためには装置が人体サイズであっても検出される必要があるうえに，磁界が人体へ及ぼす影響も考え磁界強度および周波数を制御しなければならない。本研究では低強度，低周波の励磁条件下で装置の励磁部と検出部の間を200-300 mm程度開けた際の磁気粒子の信号検出を高感度の磁気センサを利用して試みた。

2-109

検出コイルと磁気センサを組み合わせた磁気粒子の検出

◎須崎 健・鍋田智志・野口翔矢・Suko Bagus Trisnanto（横浜国立大学）・笠島多聞・澁谷朝彦（TDK）・竹村泰司（横浜国立大学）

磁器粒子イメージング（Magnetic Particle Imaging: MPI）は，交流磁界に対する磁気粒子の磁化応答を検出し，画像化することを原理とする新しい画像診断技術である。体外に設置した検出コイルに誘導される起電力を計測することにより，磁気粒子を検出する手法が一般的に用いられている。検出コイルを 1 次コイルとして，それとトランス接続した2 次コイル内に生じる磁界を測定する手法も有効である。我々は，MR センサを用いた磁気粒子の検出に着眼しており，本発表では，トランス方式を用いた磁気粒子の測定システム並びに測定結果について報告する。

2-110

高調波磁化を用いた磁性ナノ粒子の状態識別法の開発

◎藤堂瑞貴・松崎勇海・吉田 敬（九州大学）

免疫検査とは病原菌や環境有害物質などの抗原の種類や量を測定する検査である。磁性ナノ粒子を抗体で表面修飾させた磁気マーカーを用いた磁気免疫検査は従来の免疫検査と比較して感度が高いことや洗い工程を省略できることなどの利点から近年注目を集めている。洗い工程とは抗原と結合したマーカーと結合していないマーカーを分離するための洗浄工程であり，手間と時間がかかるため検査の迅速化を阻害する一つの要因となる。本研究では抗原と結合した磁気マーカーを固相，抗原と結合していない磁気マーカーを液相で模擬した固相・液相サンプルを作製し，サンプル内に含まれる固相液相それぞれの鉄量を推定することで磁気免疫検査の高精度化を目指した。

2-111

超伝導傾斜磁界コイルを用いた磁気粒子イメージング装置の開発

◎長野竜也・亀井裕太・井手章敦・佐々滉太・笹山瑛由・吉田 敬（九州大学）

近年，磁性ナノ粒子を用いた様々な医療応用が期待されている。磁気粒子イメージング（MPI）はその中の1つである。MPIでは，交流励起磁界により磁性ナノ粒子を磁化させ，その磁化信号を検出する。また，交流励起磁界と同時に直流の傾斜磁界を印加することで磁性ナノ粒子の位置を特定し，磁性ナノ粒子の空間的な分布を画像化することが可能となる。現在，小サイズのものに対しては，高空間分解能を持つMPIスキャナーが存在するが，人体サイズのものは作製できていない。これは人体サイズに拡張するにあたって，強力な傾斜磁界コイルが必要となるからである。本研究では，超伝導傾斜磁界コイルを用いたボア径120 mmの1/5スケールMPIスキャナーの作製を行い，超伝導傾斜磁界コイルによる傾斜磁界の測定を行った。

2-112

三次元MPIスキャナーの設計と性能検証

◎王 浩哲・孫 毅・張 昊晨・吉田 敬（九州大学）

磁気粒子イメージング（MPI）による磁性ナノ粒子（MNPs）の結合の識別やMPIとハイパーサーミアの一体化を最終目標としており，高感度な三次元MPIスキャナーの開発を行った。検出回路には，バンドストップフィルタ，絶縁アンプ，ロックインアンプを使用し，MNPsからの第三高調波磁化信号を抽出する。MNPsサンプルとしてResovistを用いた場合，10 mg程度の検出限界であることを確認した。さらに，点サンプルのイメージング結果より，点サンプルの空間的な広がり（FWHM）が18.2 mmであることを確認した。

2-113

Optimum design of coil windings for a given target magnetic field

◎王 博宇・伏見幹史・吉岡 輝・隣 真一・関野正樹（東京大学）

In recent years, electromagnetism has been widely applied in biomedicine, however, designing coils that can produce the desired magnetic forces to satisfy certain applications remains a challenge. To address this challenge, this study proposes an innovative simulation and coil design approach based on the inverse problem solution. We applied the optimization method to find the appropriate coil windings. As a result, this approach can estimate the demand magnetic field and design a coil to generate this field. Due to this approach, fabricated coils can generate the necessary magnetic field to supply the magnetic force as the simulation result of coil windings.

2-114

Wiegandワイヤの磁化過程とパルス出力特性

◎鈴木丈士・竹村泰司（横浜国立大学）

Wiegandワイヤは磁気的二層構造を有するとされており，磁化の向きが揃う平行状態から逆向きに外部磁界を印加すると，急峻な磁化反転が起こる。ワイヤに検出コイルを取り付けることで磁束変化による誘導起電力パルスを得ることができる。この磁化反転は外部磁界の変化速度に依存せず，一定電圧のパルス出力を得ることができるという特長を持つので，小型発電素子への応用が期待される。本研究ではWiegandワイヤの出力特性として磁壁の起点や，パルス波高値，半値幅，面積などの位置依存を考察することで，Wiegandワイヤの磁化過程を明らかにすることを研究目的とした。1 mm長，100 turnの検出コイルが7つ連続したものを作製し，0.25 mm径，15.5 mm長のWiegandワイヤの外周部に設置した。ワイヤの両端にはフェライトビーズを装着した。10 mm径，2 mm幅の小型円形のNdFeB磁石を回転させ，ワイヤの中心に交番磁界を印加した。この状態でパルスを1000 回観測した。当日は，観測されたパルスの波高値，半値幅やパルス面積，ワイヤと磁石間の距離を変えた場合の測定結果などを報告する。

2-115

MRセンサを用いる交流励磁下の金属・磁性体の検出

◎河野佑太・Hyuna Ahn・Suko Bagus Trisnanto（横浜国立大学）・笠島多聞・澁谷朝彦・竹村泰司（TDK）

非破壊検査に磁気センサを用いる研究が報告されている。本研究では，交流励磁コイルから距離のある検出対象を想定した検出システムを検討した。これが可能になると比較的大きい物体を対象にしたり，遠隔からの励磁が可能になるなどの利点が期待される。今回は，交流励磁コイルと2つの磁気抵抗効果（MR）センサを用いた検出システム，及びそれを用いた測定結果を報告する。磁性体試料として円柱状のステンレス小片やアルミ小片を用いた。励磁コイルとMRセンサとの距離は300 mm，試料とMRセンサとの距離は可変した。試料に印加する交流磁界の振幅は5～10 µT/µ0（試料位置に依存），周波数を1 kHzとした。これらの条件下で試料に起因する出力信号強度（電圧）を測定した。

2-116

基本波型直交フラックスゲートによる磁気傾度計

○笹田一郎（笹田磁気計測研究所）

国内での不発弾探査はそのほとんどが誘導コイル2個を差動に組み合わせた，いわゆる，両コイル型磁気傾度計によって行われている。地面に掘られたボーリング穴に磁気傾度計を挿入して地下を探査する場合は，開削コストを抑えるため外径の小さいコイルが用いられるが感度が十分ではない。そのため多数のボーリング穴を短周期で掘削する必要がある。本研究では外径の小さい高感度フラックスゲート磁界センサを適用することによって検出可能範囲を拡大し，この問題解決を図る。2つのセンサヘッドを一軸上に配置するが，指向性を一直線に整合するために複数の磁気シールドリングを組み合わせる新しい方法を提案する。計測系の構成法と特性についても報告する。

2-117

数値計算シミュレーションによる保温材下炭素鋼管のパルス渦電流試験法に関する研究

◎遠藤健太（阿南工業高等専門学校）・菊池翔太（鈴鹿工業高等専門学校）・吉岡宰次郎（鳥羽商船高等専門学校）・板谷年也（鈴鹿工業高等専門学校）

日本のプラント設備は，建設後30年以上経過しているものがほとんどのため，プラント設備の老朽化が進んでおり，設備の保安・保全が重要な課題となっている。しかしながら，プラント設備の保安・保全業務の労働力不足が深刻化している。パルス渦電流試験法は，検査時間が速く，保温材を剥がさず，高温のままでプラント稼働も止めない，保温材下炭素鋼管の減肉評価の有効な非破壊検査として知られている。本研究の目的は，提案するコイル系による保温材下炭素鋼管の全面減肉検査可能なパルス渦電流試験法を開発することである。そのため，数値計算シミュレーションを利用してパルス励磁電流による保温材下炭素鋼管に発生する渦電流分布を調査する。

2-118

特定周波数帯域の感度を高めるSQUID FLL回路の検討

◎川上弘晶・小林成貴・作田 健（滋賀県立大学）

超低磁場（数十～数百μT 程度）における MRI は，高磁場 MRI のように高価な磁石や大がかりな磁気遮蔽を必要とせず，金属を含む測定対象の検出も可能であり，安全・安価な異物検出システムへの応用が期待されている。超低磁場における NMR 信号は非常に小さいため，10 ^-15T までの磁場を検出できる超高感度の磁気センサである SQUID（Superconducting QUantum Interference Device，超伝導量子干渉素子）が信号検出に用いられる。SQUID は磁束量子 φ₀ を周期とした非線形な V-φ特性を持つため，通常は FLL（Flux Locked Loop）回路と呼ばれるフィードバック回路を用いて疑似的に線形な磁気センサとして扱う。本研究では，超低磁場 MRI において NMR 周波数帯域の感度を高めた SQUID FLL 回路の検討を行った。

2-119

SQUID FLL回路の広帯域化の検討

○高橋充佐・小林成貴・作田 健（滋賀県立大学）

超伝導量子干渉素子SQUID（Superconducting QUantum Interference Device）は10^-15Tの非常に高い感度をもつ磁気センサである。近年ではSQUIDを用いた非破壊検査の研究が進められており，異物検出や生体磁気計測の分野で開発が行われている。異物検出においては，磁性金属の高感度検出に加え，交流励磁法を用いることで非磁性金属の検出も可能となるが，非磁性金属の検出感度は磁性金属の感度に比べて低い。非磁性金属の検出信号を大きくするためには高周波での励磁が必要となる。本研究では，磁性金属による低周波信号・非磁性金属による高周波信号のリアルタイム同時検出に向けてSQUIDの駆動回路であるFLL回路の広帯域動作について検討した。

2-120

トポロジー最適化を用いた永久磁石同期モータの有限要素法解析による高出力密度化の検証

◎汪 世梁・毛 健・佐々滉太・吉田 敬（九州大学）

We used topology optimization to maximize the torque of a high flux density PMSM. The Normalized Gaussian Network (NGnet) method was adopted to characterize the shape of the rotor core. The torque characteristics of the optimized motor were evaluated using 2D finite element analysis. Due to the large flux barrier at the shaft side of the rotor core, the leak flux was suppressed, which contributes to the increase in the torque. With the increase in the torque and the reduction of the rotor iron core, an increase in power density from 6.6 to 7.0 kW/kg is expected.

2-121

確率共振波力発電機の設計と試験結果

◎小澤友希・田畑郁弥・佐藤孝洋（室蘭工業大学）

波力発電は日本でも30年以上前から取り組まれ，初めて実際の海域での稼働に成功している。しかし，それ以降は停滞し普及には至っていないのが現状である。波力を用いる発電方法には様々な型が存在するが，今回は振動発電型を扱う。一般に振動発電型では，波の共振により大きくシステムを振動させて発電する。従来の振動発電に，磁石と鉄心の配置を工夫し，磁石と発電側の鉄心の間に電磁力を発生させ，系を非線形化する。これにより発電可能な波条件の拡大を試みる。本報告では，非線形振動系を有するシステムの1つである確率共振型の振動発電機を製作して加振試験を行い，発電可能な周波数条件を調査した。

2-122

確率共振浮体式波力発電機におけるエネルギー構造と可動物体質量が発電特性に与える影響

◎田畑郁弥・小澤友希・佐藤孝洋（室蘭工業大学）

波によって振動する物体に動力取り出し装置を取り付け発電する可動物体型波力発電方式の一つであるリニア発電機の直接駆動方式を利用した波力発電機は，基本的には線形振動系の共振現象を利用しているが，実環境で生じる波は幅広い周波数成分を持つため，安定した発電が行われない場合がある。この課題に対応するため，電磁力によって系を非線形化し，発電可能な波の条件を拡大することを考える。本研究では，上記の発電機において，バネ定数と可動部質量が発電特性に与える影響を明らかにするため，複数の定数設定の下で発電特性の解析を行い，得られる電圧の周波数特性を調査した結果について報告する。

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3Dプリンタによる配向磁石の成形

○藤中智徳（デンソー）

モビリティの電動化が進む中で，より小型で高出力な磁気アクチュエーターを得るための磁気回路の最適化技術が注目されている。新しい磁気回路を作るために3Dプリンタで磁束密度の高いボンド磁石作る方法が検討されているが，十分な磁束密度が得られていない。そこで熱溶解積層3Dプリンタのノズル部に高い磁場を出せる小型の永久磁石を設けることで，自由成形と同時にその場で配向出来るフィラメントを作ることを目指し，計算と実験により磁束密度の大きさを調べた。その結果，磁粉率60vol.%で配向率90%の高い磁束密度のフィラメントが出来ることを実証できた。この手法で球面モータを試作し自由成形と高配向を実現できることを示した。

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永久磁石周囲における磁束密度の多点同時計測回路基板の開発と磁化推定への応用

◎広瀬友人・塩山将英・岡本吉史（法政大学）

永久磁石同期モータの諸特性は，永久磁石（PM）の磁化状態に強く依存する。そのため，着磁が不完全であるPMを用いると，振動や騒音が発生する可能性がある。本論文では，複数のホールセンサを用いてPM周囲の複数の点における磁束密度を高速に測定できる回路基板を開発し，測定値を磁化推定手法（SiGrad）に入力することで，PM内部の磁化を推定できたので報告する。

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挟み込み型SiGradを用いたフェライト磁石の磁化推定に関する検討

◎山口俊輔・中村勢到・岡本吉史（法政大学）

磁界解析を援用し，低振動な永久磁石同期電動機を設計するために，永久磁石内の磁化分布推定が重要となる。磁化ベクトルの同定方法として，EBSD，XRD を使用した結晶観察に基づく方法があるが，永久磁石を破壊する工程が必要となる。そこで，永久磁石周囲で測定された磁束密度を用いて，磁化分布を数値的に推定する方法SiGradが提案されている。SiGradは，ネオジム磁石における欠損状態での磁化推定に有効であることが確認されているが，磁化強度の小さいフェライト磁石の欠損を含む磁化推定に対する性能は不明である。そこで，本論文では，フェライト磁石の欠損磁化推定に対するSiGradの有効性を検証したので報告する。

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核融合に向けた磁気閉じ込めのための磁界配列解析

◎白田伶太朗・岩尾 徹・鈴木憲吏（東京都市大学）

核融合炉の炉壁の損耗は，中性子，中性原子，中性分子の衝突に起因する。このことから炉壁の長寿命化には，衝突の軽減させるために核融合炉のドーナツ状空間に可変磁界を印加させ，中性子，中性原子，中性分子自身の磁気モーメントの可変，または荷電イオンに磁力を与えローレンツ力で加速さ中性粒子に衝突させることで中性粒子の運動方向をドーナツ状空間中央方向へ間接制御を行うことで実現すると考えられる。本論文は，有限要素法を用いて電磁界解析より空間中央部に磁束を集中させるコイル配置の検証を行った。