ＮＥＤＯ 省エネルギー技術フォーラム 2016 戦略的省エネルギー技術革新プログラム フェーズ名：実用化開発 ＜アスター製締結コイルにより高密度・高出力モーターの研究開発＞ 事業実施法人名：（株）アスター 委託先：産業技術総合研究所 委託先：秋田県産業技術センター 研究開発期間：平成 27年7月～平成 28年12月 2 １－１．研究開発の背景 ＜位置付け、必要性、重要性＞ ５７％ モーターが関与する 電力消費量の割合 世界の 消費電力 21.4兆kwh モーターへの要求性能 小型化 薄型化 高出力 3 １－１．研究開発の背景 ＜位置付け、必要性、重要性＞ モーターへの要求性能 小型化 薄型化 高出力 ▶モーターレイアウトの自由度向上 ▶動力性能の向上 ▶高効率化および低コスト化 省エネルギーに大きく貢献 4 １－１．研究開発の背景 ＜国内外の市場動向・技術動向＞ モーターの主要部品であるコイル 占積率の向上を軸に進化 角線コイル化 エッジワイズコイル 決められたスペースに導体をどれだけ 収めることができるか重要なポイント 5 １－１．研究開発の背景 ＜国内外の市場動向・技術動向＞ 丸線コイル 角線/平角コイル アスター製締結コイル （ASTコイル） 占積率 約55％ 占積率 約65％ 占積率90％以上 ►極限まで高密度化 ►発熱低減 ►放熱性向上 独自の締結技術により ▶占積率90％以上を達成、モーターの高出力化を実現（3倍以上） ▶自由度の高い形状設計が可能、モーターの小型化を実現（１/２） 量産・実用化に向けたステップへ 6 １－２．研究開発の目的、目標 ＜従来の課題と目的・目標＞ 絶縁 技術 ▶絶縁被膜の薄膜化 ▶エッジカバー性改善 締結 技術 ▶加工条件の最適化 ▶加工の高速化 ▶高占積率の向上 ▶加工精度の向上 ▶量産／実用化 量産 試作 ▶生産性／精度向上 ▶ライン設計の具体化 7 ２－１．研究開発体制 研究開発責任者 株式会社アスター 【１】 高占積率の向上 【２】 高信頼性の開発 【３】 多量生産可能化の開発 【４】 量産試作プラントの開発 委託先 8 ２－２．研究開発内容 絶縁 技術 ▶絶縁被膜の薄膜化 ▶エッジカバー性改善 締結 技術 ▶加工条件の最適化 ▶加工の高速化 量産 試作 ▶生産性／精度向上 ▶ライン設計の具体化 【１】 高占積率の向上 【２】 高信頼性の開発 【３】 多量生産可能化の開発 【４】 量産試作プラントの開発 9 ３－１．成果 【１】 高占積率の向上 絶縁 技術 ▶絶縁被膜の薄膜化 ▶エッジカバー性改善 ○ 絶縁被膜材と被膜方法を選定、薄膜化および均一化を達成 ○ エッジ部分にコーナーＲをつけることで薄膜化およびカバー性を改善 【１】 高占積率の向上 10 ３－１．成果 【２】 高信頼性の開発 締結 技術 ▶加工条件の最適化 ▶加工の高速化 ○ ストローク量・送り速度・突き合わせ面の最適条件が判明 ○ 酸化被膜（バリ）発生時の処理方法を開発／より均一な締結方法へ 【２】 高信頼性の開発 11 ３－１．成果 【３】 多量生産可能化の開発 締結 技術 ▶加工条件の最適化 ▶加工の高速化 ○ 専用金型を開発、加工工程の統合および高速化を実現 ○ 加工の高速化に伴う締結促進／安定化手法を開発 【３】 多量生産可能化の開発 12 ３－１．成果 【４】 量産試作プラントの開発 量産 試作 ▶生産性／精度向上 ▶ライン設計の具体化 ○ 量産試作プラントを設計／製作、ＡＳＴコイルの試作を実施 ○ 量産ライン構築時の各工程検証と量産性を検証 13 ３－１．成果 【４】 量産試作プラントの開発 ○ ＡＳＴコイル試作品を用いたモーターでのベンチマーク評価を実施 ▶従来型モーターに用いられる丸線コイルを100と仮定 ▶コア体格／入力電圧／コイルターン数／出力は同一条件 丸線コイル 角線コイル 占積率 100 125 157 出力 100 100 102 効率 100 101 105 損失 100 94 71 体格 100 85 50 ○ほぼ設計値通りの高効率・ 高出力性能を確認 ○本研究開発での生産技術 の品質性能を実証 【４】 量産試作プラントの開発 14 ３－２．今後の展望 絶縁 技術 ▶絶縁被膜の薄膜化 ▶エッジカバー性改善 ☑ 高占積率の向上 締結 技術 ▶加工条件の最適化 ▶加工の高速化 ☑ ☑ 高信頼性の開発 量産 試作 ▶生産性／精度向上 ▶ライン設計の具体化 ☑ 量産試作プラントの開発 多量生産可能化の開発 量産・実用化に向けたステップへ 15 ３－２．今後の展望 ＜ＡＳＴコイルの適応分野＞ 自動車産業分野 航空宇宙産業分野 パワートレーン 油圧制御の電動化 インホールモータ 姿勢制御装置 アクチュエーター関係全般 エアコンプレッサー タキシング用モーター 発電用途分野 鉄道産業分野 主機モーター 大型発電施設（発電所） 電磁ブレーキ 小型発電機 リニアモーター 輸送機用発電機 その他 ドローン 介護機器 ロボット 2016年 ▶実用化開発 2017年 ▶量産体制の整備 2018年 ▶量産開始／事業化 16 ３－３．省エネルギー効果 2020年時点： 3.2万kL/年 2030年時点： 82.8万kL/年 指標A：33.1L×96万台 指標B：55.2L×1500万台 ※ 省エネルギー効果量=指標A×指標B
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