JAXA、茨城大学等の共同研究により世界最高クラスの小型高効率モータ開発に成功

 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構(JAXA)宇宙探査イノベーションが、2月7日(木)、茨城大学などとの共同研究により、小型で高効率な世界最高クラスのモータを開発したと発表しました。

 開発された小型高効率モータは、
① 質量が 25g、出力 50W で連続運転が可能、
② 低速回転から高速回転、低出力から高出力の広範囲に亘って 80%以上の効率、
③ 毎分 15,000 回転以上の高速回転では広範囲に亘って 85%以上の効率を達成し、
④ 発熱が極めて少ない
といった特徴を有しており、世界最高クラスのモータといえます。

 宇宙利用の面では、真空状態の月表面や大気が薄い火星表面においては対流による放熱はほとんど期待できないため、高効率で発熱が少ないモータは宇宙探査用機器に搭載するモータとして非常に重要です。
 また、宇宙関連以外でも、モータ質量が航続時間に直結するドローン、ロボットの関節、温度変化を避けたい精密計測器の駆動などの用途などが考えられます。

 この成果は、JAXA、新明和工業株式会社、大分大学、日本文理大学、茨城大学、静岡大学で実施した共同研究によるものです。共同研究において開発した小型高効率モータは、吉川工業株式会社(北九州市)が、ベクトル磁気特性技術研究所および日本金属株式会社と開発・量産化した高速高効率コアを採用し、その特性を十分に引き出す設計・解析技術、性能測定・評価技術、およびそれらの技術を総合した設計・組立技術により製作されました。

 このうち、茨城大学大学院理工学研究科の祖田直也准教授は、ベクトル磁気特性を考慮した有限要素解析を行い、低鉄損および高出力密度となるモータの鉄心形状設計を担当しました。解析にあたっては、茨城大学、大分大学、日本文理大学の3大学で分担し、その統括を祖田准教授が務めました。また、一連の共同研究においては、巻線の線積率向上の方法や軸受の低摩擦化の検討に、本学の岡田養二名誉教授も貢献しています。

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開発した小型高効率モータ(測定装置取り付け用の冶具付き)[(C)JAXA]

  

  

(2019年2月7日)