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2022 Fiscal Year Annual Research Report

電磁力によるトルク計測技術を用いた回転トルクの精密測定に関する研究

Research Project

Project/Area Number 20K04510
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

西野 敦洋  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (40415724)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords力学量計測 / 超精密計測 / トルク / 回転数 / 電磁力
Outline of Annual Research Achievements

持続可能な社会を実現するためには、エネルギー効率の向上が不可欠である。特に、様々な産業分野で活用されるモータの効率化は大きな意義を持つ。高効率モータを開発するためには、モータの性能を精密に評価することが重要であり、そのためには信頼性の高い回転トルク計測技術が必要である。本研究では、先行研究(JSPS科研費15K18081、17K06482)で開発した電磁力式トルク発生技術を応用し、回転トルク計測技術を確立することが目的である。昨年度までに、装置およびPXI規格に基づいた電圧-カウンタ同時計測システムを構築した。そして、矩形コイルを貫く全磁束の評価を行った。さらに、電磁力により発生したトルクと、モーメントアームの先端に分銅を載荷する(重力を負荷する)ことにより精密なトルクを発生することができるトルク標準機で発生したトルクについて、トルク変換器を介して両者の評価を行った。本年度は、回転する矩形コイルに供給する電流を正弦波で変化させるための計測制御ソフトウェアを開発した。これにより、回転しながら時間的に変化するトルクを発生させることができるようになった。さらに、トルク変換器内部に導線を通すことができるようにするために、中空のシャフトを使用した新しい回転式トルク変換器を開発した。その結果、スリップリングの取り付け位置を、矩形コイルとトルク変換器の間から、トルク変換器とモータの間に変更することができるようになった。これにより、スリップリング部分における摩擦の影響による力学的エネルギーの損失を改善でき、矩形コイルで発生したトルクについて、より精密にトルク変換器に負荷することができる可能性が示された。今後、回転数の変化がトルク変換器に与える影響について実験的に評価を行い、信頼性の高い回転トルク計測技術の確立に向けた研究開発を進める予定である。

  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Development of a nano-torque generating machine using electromagnetic force based on the principle of the Kibble balance2022

    • Author(s)
      Nishino Atsuhiro、Kinoshita Moto
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 194 Pages: 111081~111081

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2022.111081

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a novel dynamic torque generation machine based on the principle of a Kibble balance2022

    • Author(s)
      Hamaji Misaki、Nishino Atsuhiro、Ogushi Koji
    • Journal Title

      Measurement Science and Technology

      Volume: 33 Pages: 115901~115901

    • DOI

      10.1088/1361-6501/ac8441

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] UNCERTAINTY EVALUATION METHOD OF A DYNAMIC TORQUE GENARATION MACHINE USING ELECTROMAGNETIC FORCE2022

    • Author(s)
      濱地 望早来, 西野 敦洋, 大串 浩司
    • Organizer
      IMEKO 24th TC3, 14th TC5, 6th TC16 and 5th TC22 International Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電磁力を用いた動的トルク発生装置の開発2022

    • Author(s)
      濱地 望早来, 西野 敦洋, 大串 浩司
    • Organizer
      日本機械学会 関東支部 第29期総会・講演会
  • [Presentation] Torque generating machine based on the principle of the Kibble balance at NMIJ2022

    • Author(s)
      倉本 直樹, 西野 敦洋, 濱地 望早来, 大串 浩司
    • Organizer
      CPEM2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] セシウム蒸気セルを用いたゼーマン効果による磁気測定システムの構築2022

    • Author(s)
      西野 敦洋, 木下 基
    • Organizer
      第38回センシングフォーラム 計測部門大会講演集
  • [Book] Handbook of Metrology and Applications2023

    • Author(s)
      Koji OGUSHI, Atsuhiro NISHINO, Marc-Antoine Drouin, Antoine Tahan, Battal Singh, Mansi, Harish Kumar, A. K. S. Singholi, Mansi, Harish Kumar, A. K. S. Singholi, Girija Moona, N. Garg, V. Ramnath, S. Yadav, Sushil Chandra, Abhinav Choudhury, Shadab Ahmad, Shanay Rab, Hargovind Soni, 他
    • Total Pages
      2212
    • Publisher
      Springer Verlag, Singapore
  • [Remarks] 産総研-工学計測標準研究部門-力トルク標準研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/riem/ja/teams/ft-std/index.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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