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ワイドギャップをもつベアリングレスモータの安定化と低コスト方式の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 24246046
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関東京工業大学

研究代表者

千葉 明  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (30207287)

研究分担者 杉元 紘也  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (60613552)
朝間 淳一  静岡大学, 工学部機械工学科, 准教授 (70447522)
竹本 真紹  北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (80313336)
土方 規実雄  東京都市大学, 工学研究科, 助教 (70710507)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
46,410千円 (直接経費: 35,700千円、間接経費: 10,710千円)
2014年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2013年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2012年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
キーワードベアリングレスモータ / 磁気支持 / 磁気浮上 / 非接触 / 磁気軸受 / ワイドギャップ / シングルドライブ
研究成果の概要

埋込型補助人工心臓、半導体製造装置、薬液搬送などの分野で、ベアリングレスモータのニーズが高まっている。ベアリングレスモータはモータと非接触磁気力支持を一体化した電磁機械である。ポンプとして応用する用途では、ワイドギャップを隔てて回転子と固定子が対向する必要がある。
しかし、ギャップ長を大きくすると、モータ出力は低下し、磁気支持に必要な電磁力も低下してしまう。そこで、本研究では、従来のベアリングレスモータを超える新しい構造を考案した。回転子半径Rとギャップ長gの比g/Rをモータギャップ長評価指標とし、従来モータの10倍程度大きい0.1以上を実現するベアリングレスモータの研究開発を行った。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (31件) (うち謝辞記載あり 7件、 査読あり 6件) 学会発表 (9件) 備考 (2件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] uspension Performance of a Two-DOF Actively Positioned Consequent-Pole Bearingless Motor with a Wide Magnetic Gap2015

    • 著者名/発表者名
      J. Asama, T. Tatara, T. Oiwa, and A. Chiba
    • 雑誌名

      The IEEE International Electric Machines and Drives Conference 2015

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] “Winding Arrangement in Single-Drive Bearingless Motor with Radial Gap”2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto, Akira Chiba, and M. A. Rahman
    • 雑誌名

      The 2014 International Power Electronics Conference 19H1-2

      巻: 1 ページ: 982-987

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 「小型1軸制御シングルドライブベアリングレスモータの構造と原理」2014

    • 著者名/発表者名
      杉元紘也,田中誠祐,千葉明
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌

      巻: Vol.23 No.1

    • NAID

      130005073667

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 「2軸制御ベアリングレスモータに関する軸方向振動の抑制方法の提案」2014

    • 著者名/発表者名
      三好将仁,杉元紘也,千葉明
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌

      巻: Vol.23 No.1

    • NAID

      130005073658

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] “Reduction of Rotor Vibration in Passively Stabilized Direction in Single-Drive Bearingless Motor”2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto, Seiyu Tanaka, and Akira Chiba
    • 雑誌名

      ISMB14, 14th International Symposium on Magnetic Bearings

      巻: 1 ページ: 127-131

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Vibration Reduction of One-Axis Actively Position Regulated Single-Drive Bearingless Motor with Repulsive Passive Magnetic Bearings”2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto, Seiyu Tanaka, and Akira Chiba
    • 雑誌名

      IEEE ECCE2014

      巻: 1 ページ: 1799-1805

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] “Design of SPM and IPM Rotors in Novel One-Axis Actively Positioned Single-Drive Bearingless Motor”2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto, Itsuki Shimura, and Akira Chiba
    • 雑誌名

      IEEE ECCE2014

      巻: 1 ページ: 5858-5863

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stability Consideration of Magnetic Suspension in Two-Axis Actively Positioned Bearingless Motor With Collocation Problem2014

    • 著者名/発表者名
      H. Sugimoto, and A. Chiba
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industry Applications

      巻: 50 号: 1 ページ: 338-345

    • DOI

      10.1109/tia.2013.2271251

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Test Results of Novel Single-Drive Bearingless Motor With Cylindrical Radial Gap2013

    • 著者名/発表者名
      H. Sugimoto, S. Tanaka, A. Chiba, and J. Asama
    • 雑誌名

      Proc.ofIEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) 2013

      巻: 1 ページ: 2466-2473

    • DOI

      10.1109/ecce.2013.6647018

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Principle and Test Result of a Novel Bearingless Motor with Motor Parallel Winding Structure2013

    • 著者名/発表者名
      A. Chiba, S. Horima, and H. Sugimoto
    • 雑誌名

      Proc.of IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) 2013

      巻: 1 ページ: 2474-2479

    • DOI

      10.1109/ecce.2013.6647019

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Static Test Results of Single-Drive Bearingless Motor with One-Axis Actively Regulation2013

    • 著者名/発表者名
      H. Sugimoto, S. Tanaka, A. Chiba, and J. Asama
    • 雑誌名

      Proc.of 1st Brazilian Workshops on Magnetic Bearings

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] 1軸制御シングルドライブベアリングレスモータの磁気支持特性2013

    • 著者名/発表者名
      田中誠祐,杉元紘也,千葉明,朝間淳一
    • 雑誌名

      第56回自動制御連合講演会

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] ラジアルギャップ型シングルドライブベアリングレスモータの支持力とトルク2013

    • 著者名/発表者名
      杉元紘也,田中誠祐,千葉明,朝間淳一
    • 雑誌名

      第25回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム

      巻: 1 ページ: 262-267

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] モータ巻線並列型ベアリングレスモータによる振動動作の実験的検証2013

    • 著者名/発表者名
      堀間智,千葉明,杉元紘也
    • 雑誌名

      第25回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム

      巻: 1 ページ: 282-287

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] A Two-Axis Actively Regulated Consequent-Pole Bearingless Motor with Wide Magnetic Gaps2013

    • 著者名/発表者名
      J. Asama, T. Tatara, T. Oiwa and A. Chiba
    • 雑誌名

      Proc.of IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) 2013

      巻: 1 ページ: 1541-1546

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] 分割C 形鉄心を有するベアリングレスモータのワイドギャップ化2013

    • 著者名/発表者名
      多々良朋慶, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
    • 雑誌名

      平成25年電気学会産業応用部門大会講演論文集

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] ワイドギャップベアリングレスモータの三次元FEMによる支持力・トルク解析2013

    • 著者名/発表者名
      多々良朋慶, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
    • 雑誌名

      第25回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム

      巻: 1 ページ: 278-279

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] A Novel Parallel Motor Winding Structure for Bearingless Motors2013

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Oishi, Satoshi Horima, Hiroya Sugimoto and Akira Chiba
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 49 号: 5 ページ: 2287-2290

    • DOI

      10.1109/tmag.2013.2240279

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of Homopolar Consequent-Pole Bearingless Motor with Wide Magnetic Gap2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto, Yusuke Uemura, Akira Chiba and M. A. Rahman
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 49 号: 5 ページ: 2315-2318

    • DOI

      10.1109/tmag.2013.2243420

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] トロイダル巻を用いた多極コンシクエントポール型ベアリングレスモータの磁気支持特性2012

    • 著者名/発表者名
      杉元紘也、朝間淳一、千葉明
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 132 号: 12 ページ: 1112-1120

    • DOI

      10.1541/ieejias.132.1112

    • NAID

      10031129692

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise Measurement of Suspension Force in Two-Axis Actively-Positioned Bearingless Motor for a Comparison to 3D-FEM Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto and Akira Chiba
    • 雑誌名

      In proceedings 13th International Symposium on Magnetic Bearing (ISMB13)

      巻: 1 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Stability Consideration of Magnetic Suspension in Two-Axis Actively-Positioned Bearingless Motor with Collocation Problem2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto and Akira Chiba
    • 雑誌名

      In proceedings IEEE Energy Conversion Congress & Exposition (ECCE2012)

      巻: 1 ページ: 1938-1945

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 2軸制御ワイドギャップベアリングレスモータの性能比較2012

    • 著者名/発表者名
      尾田良晶、杉元紘也、千葉明
    • 雑誌名

      第24回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集

      巻: 1 ページ: 435-440

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 受動安定方向の変位を考慮した半径方向制御系のモデル化2012

    • 著者名/発表者名
      杉元紘也,千葉明
    • 雑誌名

      平成24年電気学会産業応用部門大会講演論文集

      巻: 1 ページ: 363-368

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] モータ巻線並列型ベアリングレスモータの電圧特性2012

    • 著者名/発表者名
      大石陵平,堀間智,杉元紘也,千葉明
    • 雑誌名

      電気学会リニアドライブ/モータドライブ合同研究会資料

      巻: 1 ページ: 17-22

    • NAID

      10031141990

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] ラジアルギャップ型ワイドギャップシングルドライブベアリングレスモータの提案2012

    • 著者名/発表者名
      齊田陽,大橋一水,杉元紘也,千葉明
    • 雑誌名

      電気学会リニアドライブ/モータドライブ合同研究会資料

      巻: 1 ページ: 11-16

    • NAID

      10031141989

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 2軸制御ワイドギャップベアリングレスモータにおける支持力及びトルク性能の向上2012

    • 著者名/発表者名
      上村悠介,杉元紘也,千葉明
    • 雑誌名

      電気学会リニアドライブ/モータドライブ合同研究会資料

      巻: 1 ページ: 23-28

    • NAID

      10031141991

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] ラジアルギャップ型シングルドライブベアリングレスモータの構造と剛性2012

    • 著者名/発表者名
      杉元紘也,齊田陽,大橋一水,千葉明,朝間淳一
    • 雑誌名

      平成25年電気学会全国大会講演論文集

      巻: 5-079 ページ: 135-136

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] ラジアルギャップ型ワイドギャップシングルドライブベアリングレスモータの非制御方向の剛性測定2012

    • 著者名/発表者名
      大橋一水,齊田陽,杉元紘也,千葉明
    • 雑誌名

      平成25年電気学会全国大会講演論文集

      巻: 5-080 ページ: 137-138

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] ワイドギャップベアリングレスモータの三次元有限要素解析による性能評価2012

    • 著者名/発表者名
      朝間淳一,多々良朋慶,大岩孝彰,千葉明
    • 雑誌名

      電気学会リニアドライブ/モータドライブ合同研究会資料

      巻: 1 ページ: 29-34

    • NAID

      10031141992

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] ベアリングレスモータのワイドギャップ化の検討2012

    • 著者名/発表者名
      朝間淳一,多々良朋慶,兼原大輔,大岩孝彰,千葉明
    • 雑誌名

      日本機械学会Dynamics and Design Conference 2012

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] シンプルな1軸制御シングルドライブベアリングレスモータ2015

    • 著者名/発表者名
      杉元紘也
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 2軸制御ベアリングレスモータの軸方向振動抑制による減衰性とDゲインの比較2015

    • 著者名/発表者名
      三好将仁
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ベアリングレスモータのホール素子を用いたスラスト変位検出方法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      本戸達也
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高剛性1軸制御シングルドライブベアリングレスモータの能動的な軸方向支持力の測定2015

    • 著者名/発表者名
      志村樹
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] V字巻線を施したシングルドライブベアリングレスモータのトルク向上の検討2015

    • 著者名/発表者名
      田中誠祐
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 2極電動機・4極軸支持構造を持つ超高速ベアリングレスモータの運転特性2015

    • 著者名/発表者名
      林 正大
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ベアリングレスバーニアモータの提案2015

    • 著者名/発表者名
      中尾正裕
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Design of Homopolar Consequent-Pole Bearingless Motor with Wide Magnetic Gap

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto, Yusuke Uemura, Akira Chiba and M. A. Rahman
    • 学会等名
      IEEE CEFC 2012
    • 発表場所
      ANA Hotel Oita (Oita)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A Novel Parallel Motor Winding Structure for Bearingless Motors

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Oishi, Satoshi Horima, Hiroya Sugimoto and Akira Chiba
    • 学会等名
      IEEE CEFC 2012
    • 発表場所
      ANA Hotel Oita (Oita)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 静岡大学工学研究科朝間研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~tjasama/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 東京都市大学 計測電機制御研究室ホームページ

    • URL

      http://www.eml.mse.tcu.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 零相電流によるモータの振動抑制2015

    • 発明者名
      杉元紘也、千葉明
    • 権利者名
      杉元紘也、千葉明
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 電動機および電動機システム2014

    • 発明者名
      杉元紘也,千葉明
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-03-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] ベアリングレスモータ、回転機、非接触磁気力支持ポンプ2012

    • 発明者名
      千葉明、杉元紘也、齊田陽、大橋一水
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2012-271808
    • 出願年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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