1. HOME
  2. 研究・産学連携
  3. 研究者ピックアップ
  4. 電気電子工学科教授 青木博夫

研究者ピックアップ

第3回

磁石を使わないモーターの実現へ

電気電子工学科教授 青木博夫

 

青木教授は株式会社EVモーター・システムズ(横浜市)が考案した永久磁石を使わない新しいモーターが実現可能なのか、またどのようなメリットをもたらすのかをシミュレーションにより解析・実証した。このモーターが変える未来像を青木教授に伺った。

レアアースからの脱却はこれからの世界の課題

世界中から注目されている電気自動車、その命と言えるのは「電池」、そして「モーター」です。モーターは電気と磁気から車を動かす力を作り出す装置であり、当然強力な動力が要求されます。そのためモーターにはネオジムなどの強力な磁気材料が用いられますが、ネオジムなどの「レアアース」(地殻にある程度存在するものの、精製が困難で大量の供給が難しい材料)は現在世界中で盛んに利用されるようになったため、資源調達に係る問題が目立つようになりました。

磁石を使わないモーターはできるのか?

実は、磁石を使わないモーターのアイディアは1800年代にすでにありました。ただしこのアイディアを実現するための回路技術がその当時にはなかったため、アイディア止まりの時代が続いたのです。また、また、電池の開発競争は世界中で激しく繰り広げているのに対し、モーターの研究についてはあまり関心が集まらず、なかなか技術の進展は見られませんでした。けれども、同じ電池で走行距離を伸ばすこと、材料面での不安を解消することなど、モーターに求められる要求は実はとても多いのです。

これまでのモーターの常識を覆す

今回EVモーター・システムズさんが発案したモーター、「Kaiseiモーターシステム」はこれまでのモーターでは考えられないメリットをもち、これまでのモーターの弱点をすべて解消できる可能性を秘めています。
たとえば、ハイブリッド車は機械ブレーキでスピードを落とすと同時に、その時にモーターに加わった力を電気に変える、「回生ブレーキ」というブレーキが使われていますが、あるスピードより遅くなるとこのブレーキは仕事ができなくなります。ところがこのモーターではスピードが0になる直前まで回生ブレーキが使える、すなわち止まるまで発電ができるわけです。
もう一つは、冒頭から述べているとおり、磁石を使わないこと。磁石は熱に弱く、水を循環させて冷却する必要がありましたが、その手間やスペース、コストがなくなります。モーター本体について言えば構造もきわめて単純で、製造のコストや時間も大幅に節減できるでしょうし、ハイレベルな生産技術も要されないのではないでしょうか。

やっぱり最初は自分が興味を持つことが大事

EVモーター・システムズさんからこの話をいただいた時点では、プロトタイプはありましたが、定電流回路が原理を忠実に具現してない状態でした。そこで、原理に即した回路をまずシミュレータ上で作成し、その回路ではたして理想的な動作を実現できるのかを解析してみようとしたのです。
最初は、すでに研究・教育で活用していた「Tina」や「PSpice」を用いてシミュレーションを実施しようとしましたが、高速なオン/オフ動作を再現することが不可能でしたので、専用のシミュレーターを導入し、やっと動作確認にこぎつけられました。
また、鉄だけからできた回転子と、固定子側の電磁石だけで、回転子と固定子の位置関係を制御することで発電できることも理論的に導きました、
当然モータも回路も実物を作ってみないと実際の動作は検証できませんが、このシミュレーション結果は一気に「夢のモータ」を現実に引き寄せてくれたのではないでしょうか。
ここまでの一連の作業は結構大変でしたよ。ただやっぱり「強い興味を持った」事がモチベーションになりましたね。自分の興味を持った問題が分かったり、実現したりすることは研究の醍醐味ですから。

KAISEIモータの優位性(従来モーターとの比較)


Kaiseiモーターは電磁石の角度を少しずつずらしながら積み重ねていく多重化構造など、斬新なアイディアが結集されている。その概要は株式会社EVモーター・システムズのWebページ(http://www.evms.co.jp/)にて知ることができる。

PLOFILE

電気電子工学科教授 青木博夫 長野日本無線株式会社での勤務を経て1974年長野高専電気工学科に助手として赴任。講師、助教授を経て1999年教授、2005年より電気電子工学科教授。博士(工学)。電気学会に所属し、計測工学、スポーツ科学、品質工学等多岐にわたる研究に従事。(2010年10月掲載)

このページの先頭へ戻る

独立行政法人 国立高等専門学校機構 長野工業高等専門学校
〒381-8550 長野市徳間716
総務課総務係 026-295-7003 庶務関係 学生課教務係 026-295-7017 学業、入学者募集、進学関係
総務課人事係 026-295-7004 人事関係 学生課学生係 026-295-7018 学生支援、就職関係
総務課財務係 026-295-7009 契約、施設貸出関係 学生課寮務係 026-295-7020 学生寮関係
総務課出納係 026-295-7010 会計、授業料、共済関係 学生課図書係 026-295-7005 図書関係
総務課研究協力・産学連携係 026-295-7134 産学連携関係
総務課施設係 026-295-7013 施設関係
学校案内
学科・専攻科
入学案内
高専ライフ
就職・進学