A basic study of In-Wheel Actuator which can directly control the driving force

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04019
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: Akatsu Kan 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90361740)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 磁性エラストマ / インホイールアクチュエータ / 電動車 / 電費向上

Outline of Final Research Achievements

We conducted basic research on actuators that are driven by applying a magnetic field to a magnetic elastomer mixed with neodymium magnets to obtain driving force and displacement. In the first year, we investigated the trade-off conditions between neodymium content and elastomer hardness, and found a neodymium content that would provide an appropriate driving force. In the second year, we investigated a magnetic circuit that generates driving force in elastomers through simulations, and confirmed that force could be generated linearly by applying current. In the third year, they created the magnetic circuit they had studied, applied a magnetic field to the elastomer, and confirmed that force and displacement were generated.

Free Research Field

電気機械エネルギー変換工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

一般的な電動車両はタイヤにモータ等からの駆動力を伝えて走行する。モータやインバータの効率向上により電費向上が実現されているが、さらなる電費向上は困難になっている。タイヤの変形による損失は走行エネルギーの約30-40%を占めており、特に重量車での割合は大きい。
本研究成果は路面駆動力をアクチュエータにより直接制御することで上記タイヤの変形による損失を最小限に抑えることを目的にすなわち電動車の電費向上を目的に実施した。基礎研究の段階であり自動車駆動力に十分な力は発生できていないが、アクチュエータの基礎特性は把握でき今後提案アクチュエータを大型化することで電動車両の新しい駆動方法につながる研究である。