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モータ開発に新たな地平をもたらす損失問題のスペシャリストとしてJMAGの進化を促す

モータ開発の最大の肝と言われる損失問題。使われる磁性材料の特性の違いや、加工に伴う磁性特性の変化などのすべてを踏まえてモータ効率の向上につながる解析・シミュレーションを可能にする。JSOLの電磁界解析ソフトウエア「JMAG」で損失問題をリードしているのがJSOLエンジニアリングビジネス事業部電磁場技術グループサポートチームのアソシエイトマネージャで、JSOL認定ITプロフェッショナル(アプリケーションコンサルタント)の成田一行だ。

 成田の職務履歴書には、専門テーマは「電磁界解析の実問題への適用技術開発」とある。具体的には、「電機、自動車、精密機械等の業界において電磁界解析を実用的に活用するための調査、技術開発に従事。特に回転機の特性評価における顧客課題の把握および課題を克服するための解析技術の先行開発に注力」と紹介されている。

 実際、過去数年を振り返ると、多くの大学や企業と共同研究に没頭してきた。 「私の役割は、数値解析技術を実用化し、実際にお客さまが活用して成果を出せる状態に持っていくこと。そのためにモータ開発の課題を理解し、技術調査を行い、先行開発して実証し、成果を当社の電磁界解析ソフトウエア『JMAG』に実装し、さらに製品のPRまで行っています」

 電磁界解析ソフトウエアとは、CADによって作成された設計データを基に、コイルに通電したり磁石を配置したりすることで磁場がどのような挙動を示すかをシミュレーションする数値解析ソフトウエアだ。JSOLのJMAGは1983年にリリースされ、現在、電磁界解析ソフトウエアでは国内シェアの過半を占めるほど開発現場から支持を受けている。

 また市場の期待も強まっている。というのもハイブリッド自動車や電気自動車の開発が進むにつれて、高性能モータの利用が増えているからである。かつてはエンジンや油圧で行っていた動力のモータへの移行が進む。

 「例えばクルマ1台に使われるモータの数は、ガソリン車では数十個ですが、ハイブリッド車では数百個と桁が1つ上がります。付加価値の高いモータが求められており、自動車メーカーだけでなく部品メーカーなどでもモータ開発のためのシミュレーションの機会が増えているのです」

 モータ開発における最大の課題が「損失」だ。損失とは、モータに電流を通して回転エネルギーを得る際に、投入したエネルギーのすべてが使われず、発熱などとして失われてしまう現象。日本国内にある、すべてのモータの損失を低下させて1%の効率向上を実現しただけで、原発1基分の電力消費が抑えられるとさえ言われる。それほど損失はモータ開発の肝になる。
 特にモータの効率が走行距離や燃費などの製品の価値に直結する自動車メーカーや、エアコンや冷蔵庫で優れた省エネ性能が求め続けられる電機メーカーでは、モータ損失を低減し、効率を向上させるのが絶対的な使命になっている。

 「しかし電磁界解析による損失の計算は難易度が高く、昔から『実測と全然合わない。ソフトウエアが出した答を2倍して実測と合わせる』などと言われていたほどです」と成田は苦笑いする。

 効率を左右する大問題だけに、多くの企業や大学が損失を解析する研究を進めてきた。そうしたなかで、高精度に損失を解析する手法の構築を進めてJMAGに投入してきたのが成田である。

(2016年01月現在)

磁性材料の複雑さに阻まれる解析・シミュレーション→


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