日本文理大学

【機械電気】JAXAとの共同研究プロジェクト始動!!

(2016/02/25)

 国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構(JAXA)は、「科学技術イノベーション総合戦略2014」(平成26年6月24日閣議決定)における「世界で最もイノベーションに適した国」を実現するため、新組織「宇宙探査イノベーションハブ」を設け活動が進められています。

 ここで、これまでにない新しい体制や取り組みのあり方が国立研究開発法人 科学技術振興機構(JST)のイノベーションハブ支援事業に提案され、それが「太陽系フロンティア開拓による人類の生存圏・領域拡大に向けたイノベーションハブ」として採択されています。

 昨年この事業に関する研究提案の募集が行われ。この度、NBU工学部機械電気工学科 榎園 正人特任教授と若林 大輔助教らが鉄心構造評価チームとして加わる「パワー密度が世界最高の小型アクチュエーターの開発」をテーマとする研究が採択されました。それを受けて若林研究室を中心とする“JAXAプロジェクト鉄心製作製造チーム”の研究が開始されることになりました。この研究には、モーター本体の高効率化に正面から取り組むことにより、アクチュエータ(駆動装置)の設計・製造方法に革命的な進歩を及ぼすこととなるとの期待が寄せられています。

               

↑機械電気工学科 若林助教 手にしているのは今回の研究対象となるモーターの鉄心部分(研究室前にて)

 国家戦略にも関わるといえる大きな研究の一端を担うこととなった若林助教に、現況をお伺いしました。

【共同研究プロジェクトについて】

 「本プロジェクトでは、火星探査機(ローバーやドローン等)向けに高効率・低損失・高出力を同時に実現するモーターの開発を目指しています。目標のモーターを開発するために国内の複数の研究機関と共同で、それぞれが得意な分野で研究を進めていきます。また、宇宙環境であるため、目標モーターの仕様等をJAXAとの綿密な研究打合せを行う必要が有り、かつ、複数機関の研究成果を融合させなければなりません。若林研究室を中心とするチームでは、モーター内にある鉄心の製造と評価を行います。」

           

↑左側の電磁鋼板を打ち抜いて右側のモーター鉄心形状に加工し、それを何枚も重ね積層状の鉄心を作っていく。(写真は見本)今までにないハイレベルの性能が要求されるという。

「モーター駆動の原理であるフレミングの左手の法則より、磁場を大きくすれば大きな力が発生します。磁場を大きくするために鉄心が使われますが、磁場の変化(時間的なN極とS極の変化)に伴い鉄心に損失が発生します。その損失により、熱が発生し、モーターの発熱の問題(故障や磁石の減磁)につながります。本プロジェクトでは、宇宙環境であるため、発熱を抑える必要が有り、すなわち鉄心の損失を低減させる必要があります。そのために、新規開発した鉄心材料の特性評価、鉄心製造技術・評価技術が重要となります。」

「今回の研究で要求される性能を満たすには、“鉄心”の材料となる高品質電磁鋼板と磁気特性評価が必要となります。これは榎園特任教授のオリジナリティで、数十年前から研究が進められ既に形になっています。これを基に“鉄心” を製作し、まずその効果を検証することから始めていきます。来年度中には試作1号機を作り上げる予定です。本研究では、火星探査機用モーターの開発が主となっていますが、ここで磨き上げられた技術が、地上における電気自動車駆動用モーターやドローン、産業用モーター等へと展開でき、地球環境問題の解決が期待できます。」と、研究への意気込みを語ってくれました。

 NBU工学部機械電気工学科 若林研究室で始まろうとするJAXAとの共同研究。今後の進展が期待されます。

                      

                    ↑2015年8月11日 JAXA相模原キャンパスにて 研究打合せのために訪問

【JAXA相模原キャンパス訪問】http://mechanical-electrical.nbu.ac.jp/single.php?145223532721556

 【若林研究室に関して】 ⇒高効率モーター用磁性材料の開発 

【NBU工学部 機械電気工学科へのチャレンジ】

 私たちの周囲には、家電製品や自動車等、機械と電気・電子、制御が融合した技術が使われています。将来はロボットや、今回ご紹介した宇宙関連機器のように、更にハイレベルな技術が求められることでしょう。NBU工学部 機械電気工学科では、高度技術社会が求める知識・技術を習得し、工学的諸課題を解決しようとする意欲ある方のチャレンジをお待ちしています。

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