| 研究課題/領域番号 |
16K06051
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
吉本 成香 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (80096718)
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| 研究分担者 |
宮武 正明 東京理科大学, 工学部, 准教授 (70434032)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 自動車 / メインモータ / 風損 / 真空 / 粘性ポンプ |
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| 研究実績の概要 |
近年，次世代ハイブリッド自動車や電気自動車用の駆動モータとして，SR(Switched Reluctance)モータが注目されている．このSRモータは，回転子，コイルと制御装置により構成され，磁石を必要としないため，レアアースの入手性や価格高騰のリスクが生じない．しかし，SRモータは，突起の付いた複雑形状の回転子を用いる必要があるため，モータの小型・高出力化にともなう高速回転化に際して，風損や風切音の増加が問題となっている．
そこで研究者らは，モータの回転子の周囲圧力を，スパイラル溝付粘性ポンプと動圧軸受を組みあわせた非接触粘性ポンプにより減圧することで，風損を低減する方法を提案した．この構造では，10000rpmの回転数にて0.3気圧程度の減圧が可能であることが示されたが，動圧軸受が有効に機能しない回転始動時には，粘性ポンプを支持する弾性体の反発力により，粘性ポンプを持つ円板が軸円板部に押し付けられた状態となる等の問題点があり，粘性ポンプすきまの調整機能を向上させた構造が必要であった．
本研究では，すきま調節機能向上させ、回転開始時および停止時に接触を生じない新たな粘性ポンプ構造を提案した。この構造では、回転体と粘性真空ポンプの間に、常に一定のすきまが保たれる構造となっており、軸回転時、停止時の相互接触を抑制することができる。研究内容としては、ポンピング特性について、数値的、実験的な検討を行い，提案する構造を設計する上での指針を得ることを目的とした．
結果として、回転数15000rpm，シールすきま10μmにおいて0.46気圧までの減圧を2秒間で達成できることを、数値的、実験的に確認した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
実験装置を駆動するための適当な小型高速回転モータを、国内メーカでは見つけることができず、海外製品を使用した。その際、モータ駆動用インバータのチューンアップが必要となり、実験装置を駆動できるようになるまで、当初の計画よりも、多少、時間がかかった。しかし今年度中には、実験装置の組み立てを終了することができ、提案した風損低減装置の実験を開始することができた。結果としては、モータハウジング内の圧力を0.046 MPaまで低減することができ、その効果を確認することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
製作した実験装置を用いて、モータハウジング内の圧力を減少させ、風損低減の効果があることを実験的に確認することができた。今後は、モータを車に搭載した場合を想定し、提案した風損低減装置に外部振動が加わった場合の動的特性を、数値的、実験的に明らかにしていく。よってそのための加振装置の設計と製作を行い、提案した風損低減装置が、実際の車に搭載された場合にも十分適用可能であることを示していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験装置製作において、国内メーカ製で適当なものがなく海外製モータを使用し、インバータのチューンアップに多少時間を要した。そのため、動的特性を測定するための実験装置の作製が遅れ、動特性測定に必要となる部品等の購入に影響が出た。今後、実験装置を加振するために必要となる機器を準備し、最終年度に備える。
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