始動時に大きく安定したトルクが得られる新型埋込磁石同期モータの開発

埋込磁石同期モータは、電気自動車(EV)やハイブリッド車(HV)、エレベータ、ホイストなど大きなトルクを必要とする用途で広く使われている。例えば小型ホイスト用モータ(2.2kW以下)の市場規模は約50億円と推測される。既存客であるY社やM社もこの分野の取引先である。位相ずれを改善すれば省エネにつながり、市場シェアも狙えると考えて開発を計画した。

リラクタンストルクの位相ずれをなくす回転子(ロータ)の形状は既に研究済みで特許申請も済んでおり、本事業ではその結果をもとに試作機を製作して実証試験を行った。1次試作では同一寸法のレアアース磁石を用い、4極の従来型と新型のモータを製作して、抵抗、電圧、電流、電力、トルク、モータ波形などを観測・記録した。2次試作では、低価格化と安定供給のためフェライト磁石を使用して同等出力のモータを開発し、極間隙(磁束を通さない非磁性体による空間)の大きさを変えて2通り試作した。3次試作では、ユーザニーズを調査して6極機の新型モータを試作し、4極機と比べてフェライト磁石の使用量を減らして評価した。

新型回転子の採用により、1次試作では従来型より最大トルクが向上した。本文には239%のトルクアップと書かれているが、記載の数値からは約123%と読める。2次試作では、フェライト磁石を使った新型モータが約1.4(Nm)の最大トルクを出し、レアアース磁石の従来型と同等の性能を得た。3次試作の6極機はフェライト磁石の使用量を減らしながらほぼ同等の最大トルクを得ており、低価格化と安定供給の見通しが立った。

事業終了後1年間はサンプル試作を行い、フィードバック改良を加えて2年目から販売を開始する見込み。製品価格は1台あたり5万円程度を見込み、3年目に3,000万円、5年目に10,000万円の売上を狙う。既存客のY社やM社を先陣に、関連企業やその先のユーザ業界のニーズを汲み取りながら販売先を開拓していく計画である。