自動車用動力伝達技術研究組合 ( TRAMI )第５回公開フォーラム〖 次年度活動内容説明会 〗後援︓

日時：2022 年 11 月 22 日（火）12：45～
会場：東京都立産業貿易センター浜松町館 4 階北展示室

自動車用動力伝達技術研究組合 第５回公開フォーラムもくじ

ページ

TRAMIのカーボンニュートラルシナリオ

運営委員長
トヨタ自動車株式会社 藤戸 宏

1p2022_1

TRAMI研究方針

運営委員
日産自動車株式会社 森 淳弘

2022_2
15p

研究Gr_A 機械摩擦・熱 研究委員会
１ 高速回転･高PVギヤのかみ合い摩擦・スカッフィング摩耗に関する研究
２ 超高回転ギヤにおける既存設計技術の適用可否検証および課題検討
３ トラクション伝達による高減速比機構に関する研究
４ 電動化に適した動力伝達機構の検討
５ 高速歯車におけるﾄﾗｲﾎﾞﾌｨﾙﾑ及び表面ﾃｸｽﾁｬの摩擦特性解析
６ 超高回転化における摺動部発熱および潤滑油量に着目したトライボ基礎研究
７ 高回転環境における有効な潤滑供給に関する研究

機械伝達分科会リーダ
株式会社SUBARU 斎木 康平
摩擦伝達分科会リーダ
ジヤトコ株式会社 西村 邦彦
機械摩擦・熱研究リーダ
いすゞ自動車株式会社 宇治 秀敏

2022_3
21p

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研究Gr_C 流体摩擦・熱 研究委員会

2022_429p

１ 高速回転環境での潤滑油流れの解明

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31p

２ 飛沫を伴う攪拌流れのニ相流研究
３ 高回転環境で適用可能な気液ニ相流モデル化手法の研究

流体摩擦・熱研究リーダ
マツダ株式会社 篠塚 浩

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32p

４ 潤滑油飛沫の研究
５ 超高回転領域までの流体挙動の研究

33p
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研究Gr_D 流体制御 研究委員会

2022_535p

１ マイクロバブル混入による冷却性能とせん断抵抗の最適化の研究
２ オイルポンプの騒音に及ぼす気泡混入影響の解明

流体制御研究リーダ
ダイハツ工業株式会社 嶋本 雅夫

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37p
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37p

３ 電磁弁における動的挙動の研究

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38p

研究Gr_E 電動化 研究委員会

2022_639p

１ 油冷モータ駆動時における気液二相流体の流れ場の研究：流れ場現象解明（COIL END空間部）
２ モータ起振力同定、及び計測精度向上の研究
３ 超高回転モータGAP部のロータ風損および放熱メカニズムの解明

電動化研究リーダ
ダイハツ工業株式会社 平井 明

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42p

４ モータの超高回転化における課題と対策案の研究（8件企画中）

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43p

研究Gr_F 音振動 研究委員会

2022_745p

１ 電動モータ振動伝達特性予測：ステータ
２ 電動車 快音化指針の構築
３ ラトルノイズ : ギヤ・スプライン衝突加振力予測

音振動研究リーダ
日産自動車株式会社 金子 弘隆

１ ギヤ噛合部の油膜形成と破断を評価する計測手法の開発
２ モータ部品内部の温度分布を非接触で計測できる技術の研究
研究Gr_H 合同調査 研究委員会
１ 電費向上技術の調査（VW ID.3）
参加制度説明 ＆ 研究ニーズ募集ご案内

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48p

４ 回転アンバランス加振力予測
研究Gr_G 計測技術 研究委員会

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47p

計測技術研究リーダ
マツダ自動車株式会社 西 啓伸
合同調査研究リーダ
ジヤトコ株式会社 下河 洋平
運営委員
いすゞ自動車株式会社 池田 正

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2022_1057p

TRAMIのカーボンニュートラルシナリオ
藤戸 宏

運営委員長
（トヨタ自動車株式会社）

TRAMIの概要
運営委員長 ： 藤戸 宏
（トヨタ自動車株式会社）1

技術研究組合の理念
自動車のCO2排出抑制や価値の多様化に向けて駆動・電動技術の産学連携の基礎研究による学のサイエンス進展・産学人財育成
を通じて日本の産業力の底上げと持続的な科学技術の発展に貢献する
サステナブルな
産業革新
2018年4月2日に自動車用動力伝達技術研究組合を設立

新領域

新領域

自動車用動力伝達技術研究組合

異業種
産学連携ネットワーク

裾野の広がり■産学連携ネットワークを通じ技術革新と人財育成を図る

組合員企業
組合員資格

 国内に開発拠点を置く自動車メーカー、国内で製造・開発を行うトランスミッションメーカー
 産業技術研究法人及び試験研究を主たる目的とする一般財団法人
11社にて活動（五十音順）

2

実現したい姿とTRAMIの果たす役割
 動力伝達技術において、産学連携による基礎・基盤研究をリーディング/サポート
 研究成果Databaseの充実により、駆動領域の知の蓄積と活用 研究の更なる拡充をめざし、産学官協働“エンジニアリング機能”も視野に入れて活動＜産＞
組合員11社
関連企業・関連団体 等

研究成果の活用

賦課金・リソース・
研究テーマ

共同研究・
委託研究

＜学＞
大学研究室

研究テーマ

自動車用動力伝達技術研究組合

1DモデルIFガイドライン
第３階層モデル＜官＞
経済産業省

・共同研究/委託研究テーマの策定
・大学研究室・計測器メーカーとの研究内容整合・研究テーマの推進/サポート、技術指導
・研究成果の蓄積と共有

研究成果
モデル補助事業
Database（2018～2020）

合同調査/計測・
同定技術指導調査計測結果エンジニアリング
企業■TRAMIが中心となり、産・学・官連携による技術革新／人財育成を推進

TRAMIが扱う領域
TRAMIの扱う研究領域は、
自動車用のパワートレイン（モータ本体含む、ENG以外）全体
エネルギー源Gasoline
DieselNatural gas
Batteries
Fuel cells
・・・

パワートレイン駆動力を生み出し、適切に変換して車輪に伝える機能

TRAMI

AICE

車輪

★モータ本体技術を含む■カーボンニュートラル実現に向けてTRAMI領域の重要性は一段と高まっている
3

TRAMI研究の狙い

カーボンニュートラル実現に向けたTRAMIのシナリオ
2022.11.22
4

目次
１．カーボンニュートラル（CN）関連の取り巻く環境
２．CNにおける動力伝達機構の役割
３．TRAMIのCNシナリオ
４．『2050年CNに伴うグリーン成長戦略』におけるTRAMIの今後の役割

目次
１．カーボンニュートラル（CN）関連の取り巻く環境
２．CNにおける動力伝達機構の役割
３．TRAMIのCNシナリオ
４．『2050年CNに伴うグリーン成長戦略』におけるTRAMIの今後の役割

5

エネルギーセキュリティとカーボンニュートラル
■ 日本のエネルギーセキュリティ：国民の生活を維持していくために必要なエネルギー量、適正価格で安定的な確保①、エネルギー源の多様化②、世界情勢による資源リスク変動の緩和③■ エネルギーセキュリティと、カーボンニュートラルの高レベルな成立解の追求が必須（S+3E）①②③

出典：世界経済のネタ帳

出典：METI資源エネルギー庁【技術者の使命のひとつ】
・省エネ と カーボンニュートラル
・エネルギー製造手段の変化に
フレキシブルに対応
・SDG’s

出典：JCCCA全国地球温暖化防止活動推進センター
出典：METI資源エネルギー庁

地球温暖化を加速させる温室効果ガス■ 人間の影響が大気・海洋及び陸域を温暖化させてきたことには疑う余地がない（IPCC第6次報告書）■ 代表的な温室効果ガスであるCO2の削減は、人類の喫緊の課題

出典：JCCCA全国地球温暖化防止活動推進センター

出典：JCCCA全国地球温暖化防止活動推進センター
地球温暖化には各排出ガスにおける地球温暖化係数の考慮が必要

6

世界のカーボンニュートラルに向けた動き－CO2排出量
 日本のCO2排出量は、世界の3.4%を占め、世界で６番目に多い排出国である 中国、アメリカの二国のCO2排出量は、世界の約43%を占めている

環境省資料｢世界のエネルギー起源CO2排出量 2018｣より

出典：AICE2050年カーボンニュートラル実現に向けた技術シナリオ

世界のカーボンニュートラル（CN）に向けた動き－CN宣言■ 2020年12月時点で、2050年までにCNを宣言している国は、123か国＆1地域であり、これらの宣言国のCO2排出量は、世界の23.2％を占めるにとどまっている■ これに2060年でのCNを宣言している中国、バイデン政権が2050年CN宣言した北米を含めると
世界CO2排出量の66％の国が宣言することとなり、世界の趨勢になっている

経産省資料｢2050年カーボンニュートラルを 巡る国内外の動き｣より

出典：JCCCA全国地球温暖化防止活動推進センター
出典：AICE2050年カーボンニュートラル実現に向けた技術シナリオ

7

目次
１．カーボンニュートラル（CN）関連の取り巻く環境
２．CNにおける動力伝達機構の役割
３．TRAMIのCNシナリオ
４．『2050年CNに伴うグリーン成長戦略』におけるTRAMIの今後の役割

各部門におけるCO2排出量■ 日本のCO2排出量の大半は、エネルギー転換、産業、運輸部門■ 運輸部門は約18％。エネルギー消費手段の変化により各部門に対する影響度合いが変化

出典：JCCCA全国地球温暖化防止活動推進センター

8

運輸部門パワートレーン違いによるCO2排出量ーLCA観点ー

ライフサイクル全体のCO2排出量（ｔ）■ 車両・エネルギーの製造過程を含めたライフサイクル全体のCO2排出量は、PHEVが最少との試算
各国のエネルギー製造手段を鑑み、パワートレーンシステムの選択が必要■ システムによらず、パワートレーンの貢献範囲は広い

29/35t15/28t21/28t17/24tパワートレーンの貢献範囲
Tank-to-wheel

Well-to-tank
含Batterymanufacturing

BEV

PHEV

HEV

目次
１．カーボンニュートラル（CN）関連の取り巻く環境
２．CNにおける動力伝達機構の役割
３．TRAMIのCNシナリオ
４．『2050年CNに伴うグリーン成長戦略』におけるTRAMIの今後の役割

9カーボンニュートラルにおけるTRAMIの役割■ 効率良くエネルギーを使うためには？
⇒カーボンニュートラルの2つの視点で考える必要が有る②製造CO2低減（材料・生産・資源循環）①走行CO2低減（高効率化）

２つの視点：①走行CO2 ②製造CO2（材料・生産・資源循環）
TRAMIが考える電動化研究拡大のイメージ
現在の研究範囲

信頼性向上

NVレス

損失ゼロ

①走行CO2低減（高効率化）
大型・商用

地産地消
HEV、PHEV、BEV、FCEV

ギルトフリー材

小型・大出力耐久信頼性

技術正常進化

現地材活用
ギルトフリー材創出

空間有効活用軽・パーソナルモビリティ

持続的
産業発展
（CN）
・低損失/小型化・低コスト
・新材料開発・開発手法の開発

超軽量

特殊空間

宇宙

空
冷却レス

機能一体化

引き摺りレス

超軽量・小型・大出力
耐久信頼性

現在の研究範囲は①走行CO2低減がメイン
10

現状の製造CO2影響度※METI「2030年に向けた今後の再エネ政策」より

直近は①走行CO2の低減が急務⇒各社高効率化に注力
将来の再エネ率向上を見越した場合に必要な基盤技術とは？

『環境車』が果たすべき未来の役割
環境車がもたらすべき世の中（対 環境・社会・人）を実現する為の “キーワード”
・GHG：CO2排出量低減（走行・製造）
環境

・TMR：採掘量低減、リサイクル材活用

社会・資源調達リスク緩和⇒省資源化による調達リスク回避※TMR:関与物質総量
原材料採掘のために地球から掘り起こした全ての物質総量を勘案したもの

・需要と供給のバランス⇒安定供給、低価格

人・商品性（利便性/経済性）向上⇒高性能/高付加価値/低価格※個社戦略の範疇②製造CO2（材料・生産・資源循環）への取り組みで
環境リスク・資源調達リスクを回避し安定供給『幅広く普及してこその環境車』
11

TRAMIが取り組むべき研究テーマの切り口（各社取り組み）※一部研究分野切り口として可能性有り（各社取り組み）材料開発（材料進化）

省資源化
（小型化）

材料置換
（リデュース）

資源使用量低減（各社取り組み）※METI「次世代蓄電池・次世代モータの開発」より※一部研究分野切り口として可能性有り

小型化による相乗効果
・モジュール化
・価格低減
・資源使用量低減

省資源化/材料置換が次世代モータ産業好循環研究テーマの切り口の一つ

研究テーマの具体化
持続的
産業発展
（CN）

世の中に普及させてこその環境車①走行CO2低減：高効率化⇒トップクラス（IE5以上）の効率実現⇒電費性能向上 ⇒普及②製造CO2低減：省資源化（小型化）、材料置換（リデュース）⇒搭載自由度拡大⇒市場スケール拡大、低価格 ⇒普及⇒レアアース/レアメタル/銅使用料低減⇒調達リスク減、低価格 ⇒普及●省資源化と材料置換（②製造CO2低減）実現の手段として、“超高回転化”の研究を進めたい●高効率化（①走行CO2低減）の研究を、“超高回転化の背反対応”として進めたい＜上記の研究を個社ではなくTRAMIとして進めたい理由＞
・資源が乏しい日本は材料調達リスクが高く、日本にとって普及の最大のリスクとなる可能性が高い
・技術難易度が極めて高く、既存技術のブレークスルー要
・磁気設計/制御（高速スイッチング）/回転体支持構造/冷却機構/減速・変速機構等、電動駆動システムとしての広範囲で革新的な研究が必要

研究テーマ：『超高回転(5万rpm超)電動駆動システムの研究』12超高回転化による嬉しさ
モータ回転数UPに伴う電動駆動システムとしての背反・必要減速比増大
・冷却、潤滑機能追加
・振動対策追加 等（←Better）質量、体格、コスト、損失

モータ回転数UPに伴うモータ単体としての嬉しさ

既存技術

電動駆動システムの嬉しさ
TRAMIの実施項目②超高回転領域（5万rpm超）に対応する基礎研究推進
TRAMIの実施項目①超高回転領域（5万rpm超）のポテンシャル明確化＜アウトカム事例①＞CO2削減
モーター製造時CO2排出量：
50%以上削減/台

1.3 2.5

モータ回転数（万rpm）
既存技術の延長で対応可能＜アウトカム事例②＞省資源化
電磁鋼板使用量：
60％以上削減/台

モータ単体ではなく電動駆動システムとして、広範囲で革新的な研究を推進
目次
１．カーボンニュートラル（CN）関連の取り巻く環境
２．CNにおける動力伝達機構の役割
３．TRAMIのCNシナリオ
４．『2050年CNに伴うグリーン成長戦略』におけるTRAMIの今後の役割

13

グリーン成長戦略におけるTRAMIの貢献範囲
現状はまだ全体の一部

TRAMIが考える電動化研究拡大のイメージ

小型化（超高回転化）がもたらす拡大影響
現在の研究範囲
小型化の影響範囲

信頼性向上

NVレス

損失ゼロ
大型・商用

地産地消
ギルトフリー材

現地材活用
ギルトフリー材創出

空間有効活用軽・パーソナルモビリティ

HEV、PHEV、BEV、FCEV

小型・大出力耐久信頼性

技術正常進化

持続的
産業発展
（CN）
・低損失/小型化・低コスト
・新材料開発・開発手法の開発

超軽量

特殊空間

宇宙

空
冷却レス

機能一体化

引き摺りレス14

超軽量・小型・大出力
耐久信頼性

TRAMI 研究方針

森 淳弘

運営委員
（日産自動車株式会社）

Contents

1. TRAMI研究の狙い
2. 研究方針
3. 研究テーマ企画

15

1.TRAMI研究の狙い
新たな時代に対応するため、産学連携による基盤技術力の拡大強化（深さ）メカニズム解明と物理モデル化
狙いの研究領域（新発想）技術革新へのフィジビリティスタディー、新解析手法等

TRAMIの理念

・フィジビリティ―スタディー・新解析手法・メカニズム解明
・物理モデル化日本の技術・産業の革新
次世代の人財育成
持続的な科学技術の発展

2. 研究方針：FY21公開フォーラムのリマインド

 TRAMIは電動化時代に向けた３つの重点領域を設定し研究を実施中

16

2. 研究方針：TRAMIは超高回転化の研究を深化 TRAMIの３つの重点技術領域は継続
 CN実現に向けて TRAMIは超高回転化(5万rpm超)の研究を深化（１）高効率・小型を可能とするモータ技術
 効率スイートスポットが結構狭い
 損失により熱が発生、冷却が必須
 結構重くて大きい（２）モーター駆動に対応するドライブトレイン技術

内燃機関 6000rpm

 エンジンと比較して数倍の高回転化

現EVモータ 15000rpm
将来EVモータ 超高回転化
0

5000

10000

15000

20000

50000

車両騒音
ICE→EV音(dB)（３）音振動要求レベル高度化への対応技術

 内燃機関の発音がなく走行音が低いため音感度が高くなる 自動運転化で振動騒音の感度が高くなる

駆動系ノイズ
周波数(Hz)2. 研究方針：超高回転化(5万rpm超)深化の想い 超高回転化は技術的難易度が極めて高く、広範囲で革新的な研究が必要★個社単位では困難な茨道に、産々学々連携で挑戦★挑戦的な取り組みを通じて、高度な基盤技術力を獲得!!
カーボンニュートラル山脈

環境車(xEV)の普及
走行CO2削減
製造CO2削減(高効率電動システム)(小型/省資源化)

未知
熱・冷却

音振動

資源リスク限界

回転フリクション
個社単位で可能な登山道

モータ構造/制御
減速/変速機構

既存技術の延長上の登山道

超高回転化の登山道
電動駆動技術を扱うTRAMIの強みを活かしたアプローチ17

2. 研究方針：研究スキーム強化 超高回転(5万rpm超)化に向けて、広範囲で挑戦的な研究が必要➡TRAMIの研究スキームを強化（2）産学連携体制の強化（１）研究対象領域の拡大
 新たにインバータ、システム制御を含めて電動パワートレイン全体を扱う
TRAMI研究対象
従来：●
追加：●

機構
解析
試験

モータ

●

インバーター●

駆動ユニット
（減速/
変速機含）

●

電動
パワートレイン（3）研究テーマの増強 学学連携の推進（テーマ毎に促進中） 共同研究企業枠の拡大（2Gr新設）

システム
制御

A大学
各研究
テーマ

B大学
C大学

＋TRAMI研究委員会メンバー（組合企業＋共同研究企業）●

機械摩 流体摩擦・熱 擦・熱 全体の研究テーマ数をFY23は33テーマに増加予定
 特に電動化研究を大幅増強

TRAMI研究委員会
流体
電動化 音・振動
制御

計測
技術

合同
調査

共同研
究Gr

A

C

D

E

F

G
新設

H
新設

FY22
テーマ数

6

3

4

4

3

-

-

FY23
テーマ数

７

５

３

１１

４

２

１

2. 研究方針：電動化研究の拡大強化
 超高回転化実現に向けて必要な基盤技術【幹】を５つ設定
 FY23新規の研究テーマ【葉】を８つ企画中
基盤技術
【幹】

No.

研究テーマ（FY23新規）【葉】

1

高出力密度コアレスモータの在り方

2

アルミ/銅を含むコア有モータの巻線構造の在り方

3

コア材の高磁束密度高周波鉄損特性のデータ計測に基づく鉄損解析

B.機械応力場

4可変磁力モータのロータ機械損（ベアリング損＆風損）と機械強度両立設計

C.熱・流体場

5

ロータ冷却解析モデリング

D.振動（電磁力と関係）6制御による共振電磁力の抑制とDVAによる構造による共振抑制

E.パワエレ7

低インダクタンス用電力変換回路とセンシング＆制御

8高電圧化対応ベアリング電蝕抑制

A.電磁場（磁性材料・
磁気回路・絶縁）（遠心力・摩擦）（損失・冷却）（電力変換）

18

3. 研究テーマ企画

 超高回転化(5万rpm超)に向けて、各研究グループ毎に研究シナリオ＆ロードマップを策定し、2023年度研究テーマを企画

研究シナリオ 1/2
研究方針に基づく
各研究グループの目指す姿(技術)

研究ロードマップ
研究シナリオに基づく

研究シナリオ 2/2
目指す姿に向けた技術的アプローチ研究の中長期計画

研究ロードマップ

研究シナリオ

3. 研究テーマ企画

研究企画書（研究テーマ毎）

2023年度研究テーマ案

 FY23は33テーマの研究を予定（FY23新規17件）
 新たに計測技術と合同調査の研究委員会の研究活動を追加
研究会

2022年度 研究テーマ

委託先予定（FY23新規）高速歯車におけるトライボフィルム及び表面テクスチャの摩擦特性解析 東京理科大
機械摩擦・熱研究委員会 超高回転化における摺動部発熱および潤滑油量に着目したトライボ基礎研究
九州工業大（FY23新規）高回転環境における有効な潤滑供給に関する研究
東海大
高速回転･高PVギヤのかみ合い摩擦・スカッフィング摩耗に関する研究
鳥取大
機械伝達分科会
超高回転ギヤにおける既存設計技術の適用可否検証および課題検討
未定（FY23新規）トラクション伝達による高減速比機構に関する研究
東海大
摩擦伝達分科会
電動化に適した動力伝達機構の検討
SERC
高速回転環境での潤滑油流れの解明
千葉工大
飛沫を伴う攪拌流れのニ相流研究
大阪大
流体摩擦・熱研究委員会 高回転環境で適用可能な気液ニ相流モデル化手法の研究
数値流体力学コンサルティング（FY23新規）潤滑油飛沫の研究
京都工芸繊維大学（FY23新規）超高回転領域までの流体挙動の研究
未定
電磁弁における動的挙動の研究
横浜国立大
流体制御研究委員会
オイルポンプの騒音に及ぼす気泡混入影響の解明
横浜国立大
マイクロバブル混入による冷却性能とせん断抵抗の最適化の研究
神戸大
油冷モータ駆動時における気液二相流体の流れ場の研究
筑波大
超高回転モータGAP部のロータ風損および放熱メカニズムの解明
大阪公大
電動化研究委員会
モータ起振力同定、及び計測精度向上の研究
横浜国立大（FY23新規）モータの超高回転化における課題と対策案の研究 8件企画中
東京理科大/名工大/横国大他
電動モータ振動伝達特性予測：ステータ
岐阜大/豊橋技科大/明治大
電動車 快音化指針の構築
中央大
音振動研究委員会
ラトルノイズ：ギヤ・スプラインん衝突加振力予測
愛知工大/島根大/東工大（FY23新規）回転アンバランス加振力予測
未定（FY23新規）ギヤ噛合部の油膜形成と破断を評価する計測手法の開発
横浜国立大
計測技術研究委員会（FY23新規）モータ部品内部の温度分布を非接触で計測できる技術の研究
未定
合同調査（FY23新規）電費向上技術の調査（TRAMI実施）

19

研究
Gr

A

Ｃ
Ｄ
Ｅ
F
G
H

20

研究Gr._Ａ
機械摩擦・熱 研究委員会
機械伝達 分科会
摩擦伝達 分科会
斎木 康平

機械伝達 分科会リーダー（株式会社SUBARU）

宇治 秀敏

機械摩擦・熱 研究委員会リーダー（いすゞ自動車株式会社）

西村 邦彦

摩擦伝達 分科会リーダー（ジヤトコ株式会社）

機械摩擦・熱 A_Gr. 研究シナリオ_1/2
TRAMI
３重点方針

(1)高効率・小型化
モーター技術(2)高回転化対応
ドライブトレイン技術(3)静粛化対応
音振動低減技術 カーボンニュートラルを実現する動力伝達機構の基盤技術となる摩擦、油膜状態を解明する
 50000rpm超の動力源を受け止め、メリットを出す動力伝達機構の在り方を検討する
目指す技術の姿

超高回転化に向けた重要課題
高効率化

信頼性向上

静粛化

・高回転になっても伝達系での損失・損傷・NVを最小限に抑える
高効率化 小型・軽量化

・高速小型Motorのメリットを活かす技術（スケルトン、減速機構）
高効率化

小型・軽量化・Motor効率を有効に使う技術（スィートスポットを使う、変速機）

１ 摩擦の解明

・超高回転伝達機構の基盤技術

Load

往復動
Ball
Ball

（摩擦、油膜状態の解明）

摩擦・油膜制御理論の構築と発展

Disk
Disk

LubricantLubricant２ 要素性能(摩擦・摩耗)・超コンパクト高減速比伝達機構の性能評価技術
３ システム性能(効率・NV等)

・超高回転電動駆動システムの全体最適技術

21

PE

E
M

機械摩擦・熱 A_Gr. 研究シナリオ_2/2

 超高回転においても接触面の油膜状態を解明し、損失・損傷・騒音を防ぐ技術を研究する
 電動化による超高回転領域研究環境を構築、最適な電動駆動システムを検討する
TRAMI
重点課題

(2)高回転化対応ドライブトレイン技術/(3)静粛化対応音振動低減技術
機械要素 / システム最適化技術の構築
高回転ギヤ
伝達機構最適化技術
高回転トラクション

応用技術

２ 要素性能(摩擦・摩耗)SERC
超高回転電動駆動システムの全体最適伝達機構の性能評価

鳥取大
歯面摩擦・摩耗特性把握
テクスチャ・油膜・歯形提案
九工大

サイエンス 一般的に歯車で用いられる基礎領域 既存実験式の原理に基づく

１ 摩擦の解明

東海大
超高回転の伝達特性把握伝達効率向上
冷却性能向上増速
Gearbox

３ システム性能(効率・NV等)

摩擦係数予測改良

混合
境界潤滑 潤滑

摩擦係数

システム
要素研究

探索中
初の5万rpm級ギヤ試験機
超高回転ギヤの課題抽出

流体潤滑

混合潤滑状態
1＜Λ＜2～3

境界潤滑
状態
Λ＜1

流体潤滑状態
2～3＜Λ

粘度η×回転速度ω
単位面積当たりの荷重W

理科大
固体接触理論に基づく摩擦発現メカニズムの解明

機械摩擦・熱 A_Gr. 研究ロードマップ

 各重要課題に対して目指す技術の獲得に向けて下記の研究を計画～FY22終了 FY23取組テーマ

研究テーマ
重点
方針

重要
課題

主要
性能

アプローチ

‘22

‘23

‘24

次ステップ取組 目指す姿(技術）

’25

‘30

摩擦の解明
摩擦特性解析
摩擦発現ﾒｶﾆｽﾞﾑ
ＤＴの損(ﾃｸｽﾁｬによる油膜維持)
最適摩擦係数制御の解明(ﾃｸｽﾁｬ、ﾄﾗｲﾎﾞ)
高回転 失･損傷･
トライボコントロール理論構築
高 信 境界~高回転
貧潤滑下の対応ドラ ＮＶを最混合
ﾄﾗｲﾎﾞ基礎
摩擦特性
イブトレ 小限に抑 効 頼 潤滑域油膜
噛合摩擦、ｽｶｯﾌｨﾝｸﾞ摩耗
高効率
高効率
率 性
イン技術 える(高回転、PV限界)
要素性能
高回転(摩擦・摩耗)
ﾄﾗｸｼｮﾝﾛｰﾗのEHL領域の摩擦係数
動力伝達特性化対応
高減速比限界EHL
制御手法の確立(高回転)（高回転油膜、トラクション伝達）
ドライブ 高速小領域
超高速対応要素部品への応用技術
高減速遊星歯車機構研究
トレイン 型Motor（軸受け etc.）
のメリット
技術
高速
油膜厚さ、せん断抵抗
潤滑給油位置、油膜保持、冷却信頼性を活かす 信頼性 油膜厚さ
設計検討理論構築
小型化(EHL領域最適)軽量化
システム性能電動化に適したPT検討
Motor
電動駆動システム検討
小型・軽 小型・
得失Map(効率・NV等)
静粛化
効率を有
カタログの整備
解決すべき課題の明確化
量化
軽量化
委託先検討＆研究
システム検討
効に使う

音振低
音振低
静粛化
減技術
減技術

実験環境
構築・研究

委託先探索中超高回転ギヤ研究環境構築＆挙動把握(既存設計技術の適用検証)

22

最適歯面形状低振動設計理論構築

研究Gr._Ａ
機械摩擦・熱 研究委員会
機械伝達 分科会
斎木 康平

分科会リーダー（株式会社SUBARU）

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 機械伝達分科会【テーマ名】 高速回転･高PVギヤのかみ合い摩擦・スカッフィング摩耗に関する研究【研究目的】【研究委託先】

鳥取大学

30,000rpm相当周速の高速回転ギヤに関して、かみ合い摩擦・スカッフィング摩耗に及ぼす歯面テクスチャ・潤滑油・PV条件の影響を明らかにし、高回転モータ駆動ギヤの伝達効率向上・歯面損傷低減につながる知見を見出す。

【研究内容】
2020年度までは、新設の動力循環式歯車試験機を用いて、歯面テクスチャ仕様を振った
ギヤのMTF使用時の伝達効率を計測し、かみあい摩擦係数μの算出式を新たに導出した。
2021年度からは、 現行HV・EV車の約2倍の高速回転・高PV領域でのかみ合い摩擦・ス
カッフィング摩耗を、下記の実機使用環境で研究する。
①高速回転ギヤの歯面テクスチャ種類を拡張し、かみ合い摩擦に及ぼす影響を調査(FY21)②高速回転ギヤの低粘度油(ATF)領域の油膜厚さ・かみ合い摩擦の検証(FY22)③現行HV･EV車の約2倍の高PVギヤのスカッフィング摩耗の基礎研究(FY23)【研究成果】

Λ＜1

2022年度

2023年度・新摩擦係数モデル式の提案がASME学術誌に掲載され国際的に認められた・3万rpm相当の周速まで様々なテクスチャ組み合わせにて噛合い摩擦特性を把握。

・低粘度油領域での噛合い
摩擦係数μ式の検証
・高回転において潤滑油粘度が油膜厚さに及ぼす影響
調査
・九工大と連携した、実機運
転下におけるトライボ現象の推定と、噛合い摩擦係数μ式の高精度化検討

・低粘度油下での約2倍の高PVギヤの発熱・摩耗挙動の実験調査・かみ合い摩擦係数μ式のスカッフィング摩耗予測の適用検証
・約2倍の高PVギヤのスカッ
フィング摩耗を回避する歯面形状，および歯諸元，
テクスチャの検討【研究予定期間】

2021年度～2023年度

23

2～3＜Λ

？ ？
MTF

【応用領域】
電動モータで駆動される
高回転ギヤ

②ATF
③高PV

摩擦係数

2021年度1＜Λ＜2～3

新設の動力循環式歯車試験機？
①テクスチャ

※高回転下(最大周速62m/s,
最大滑り速度25m/s)にて
粘度×回転速度／単位面積当たりの荷重

現行HV･EV車の約2倍の高PVギヤ50000rpmの超高回転ギヤの基盤技術TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】

機械伝達分科会【テーマ名】 超高回転ギヤにおける既存設計技術の適用可否検証および課題検討【研究委託先】

募集中【研究目的】 電動化に伴うモーターの高回転化動向から、使用回転の高回転化が想定されるギヤにおいて、既存設計技術での対応可否の検証および、高減速ギヤ等、従来技術から踏み込んだ超高回転対応ギヤを検討する。

【研究内容】‘22年度は、TRAMIオープンラボに50000rpmでの無負荷運転環境を設置し、予備実験として、ギヤボックスまでのメカロス計測を実施した。
’23年度は、ギヤボックスを追加、有負荷運転環境を構築、50000rpm
までの歯車効率を計測、鳥取大の研究成果との整合性確認を図る。
また、他モデルケース(３段⇒２段減速)での課題検討も並行継続する。

FY23実施FY22実施50000rpm‘24年度は、’23年度の結果を踏まえ、効率に関する既存技術適用範囲の明確化、研究テーマ化の可否の見極めと他現象(ＮＶ、スカッフィング)の計測、評価環境を構築する。

【研究成果】

19230rpm

8000rpm【応用領域】
2022年度

2023年度・運転環境構築(中間形態)⇒ 予備実験の実施（Brg潤滑、メカロス計測等）

2024年度・運転環境構築(最終形態)⇒ ギヤ効率測定、既存予測との比較(変化あり) 研究テーマ化(変化なし) 既存技術で予測可・効率予測式のアップデート
・既存技術適用範囲の明確化

他現象（スカッフィング、ＮＶ）検証に向け継続検討（環境構築・計測技術）

・高減速比化など他モデルケース
での検討⇒ 上記外の懸念点だし【研究予定期間】

検討継続 → 検証、個別テーマ化）

2022年度～2024年度

研究Gr._Ａ
機械摩擦・熱 研究委員会
摩擦伝達 分科会
西村 邦彦

分科会リーダー（ジヤトコ株式会社）

24

電動モータで駆動される
高回転ギヤ(今後の超高回転化に備えた将来技術)

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】

摩擦伝達分科会【テーマ名】 トラクション伝達による高減速比機構に関する研究【研究委託先】

東海大学【研究目的】
電動機の小型＆高回転(5万rpm超)を想定し、トラクション伝達による遊星ローラ減速機の限界を明確にしたい。
そのために、トラクション動力伝達能力、伝達効率からローラの最大半径(もしくは半径比)を明確にする。
【研究内容】

FY23

電動機入力5万rpm超の減速機として遊星ローラを選択する場合、遊星ローラの外接円接触となるサン/ピニオンローラが最も厳
高速ローラ
しい運転状態になると想定している。そのため、外接円の1対ローラでのトラクションによる動力伝達能力、および、伝達効率から(50,000rpm)
ローラの最大半径比(もしくは、最大半径)を求めることで、遊星ローラで取りうる最大減速比を明らかにする。
１）FY23：既存設備(図1)
低速ローラ
ローラの半径比のみを変化させた場合の、軽負荷、高回転時の最大半径比を明確にする。
(20,000rpm)
２）FY24：FY23軽負荷結果から高負荷時のトラクション特性を試算、予測する。
図1 トラクション解析装置
３）FY24~25：新構想設備(※：図2)
遠心力、周速を考慮したローラ半径(比)を変化させた場合の、高負荷、高回転時の最大半径(比)を明確にする。
FY24～(※)FY23~24：電動機出力150kWを想定し、世界初となる新構想の動力循環式のトラクション伝達装置を提案、実証する。
＜新構想設備メリット＞ 小規模レイアウト、超高回転、高負荷印加可能、効率試験の高精度化【研究成果】【応用領域】

2023年度

2024年度

2025年度ローラ◆トラクションローラの最大減速比 ( ≒ トラクションローラの最大半径(比))を明らかにする・軽負荷条件のトラクションローラの最大半径比を明確にする。

・FY23軽負荷結果から高負荷時の特性を予測する。

◆高負荷評価可能な世界初となる設備の提案、実証【世界初】
・【世界初】動力循環式トラクション
動力循環式トラクション伝達機構提案
伝達試験装置導入
・動力循環式トラクション伝達機構実証・高負荷条件のトラクションローラの最大半径（比）を明確にする。
・遊星ローラ時の潤滑方法、冷却方法検証・トラクションローラの音振の特性確認【応用領域】
・超高回転モータ用減速機
・タービン用減速機【研究予定期間】 2023年度～2025年度

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 摩擦伝達分科会【テーマ名】【研究目的】【研究委託先】

電動化に適した動力伝達機構の検討

SERC

超高速電動化に伴いモータの高効率のスウィートスポットをより積極的に使う変速機のシステムを検討する。
また超高速電動化用として変速機を含めた従来にない新機構の可能性を検討し、新たなる研究テーマを創出する【研究内容】

・超高速小型モータのメリットを生かす変速機では、高減速比が必要となりスケルトンや伝達機構の選定が課題となる。
・またスウィートスポットを狙うために、変速機側とモータ特性の連成問題が発生すると考えられる。
・以上の課題を踏まえ、以下を研究していく。
(1) 従来の伝達・変速要素を組み合わせて5万rpm超の機構10モデルを仮定し、10モデルの解析により効率や重量を含む性能予測を行い、各要素の寄与度、感度解析を行う。
(2) 上記感度解析の結果を踏まえ、感度が高い要素部品の更なる効率向上策の検討を行い、従来にない機構の検討、実現のための為の新規研究に落とし込む。
(3) 研究が先行している海外の学会・論文を調査し本研究と比較することで、本活動の有効性を客観的に検証する。

【研究成果】【応用領域】
2022年度

2023年度

2024年度以降（新規テーマ化）

・L3-HEVモデルに電動PT機構10 ・L3-HEVモデルに電動PT機構10モデル(1万～2万rpm)で感度解 モデル(5万超rpm)で感度解析を
析による定量比較。
実施による定量比較。
・スケルトン研究でアイデア出し実施。・スケルトン研究実施。
トラクション遊星のテーマ発掘。
トラクション遊星と連携
・先行論文調査、比較による本研
ベルト変速(Dｽｷｰﾑ等)連携
究の優位性検証。
・先行論文調査、比較実施。

【研究予定期間】

22年度～23年度

25

・電動PT機構モデル(5万超rpm)の簡易モデルで広範囲の感度解析を実施。
（モータ特性、変速制御などを広範囲水準振り）・抽出された新機構について学の研究
テーマに落とし込み、新規研究委託化

ギヤ

図2 トラクション動力循環試験装置（構想）

研究Gr._Ａ
機械摩擦・熱 研究委員会

宇治 秀敏

研究委員会リーダー（いすゞ自動車株式会社）

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 機械摩擦・熱 研究委員会【テーマ名】【研究目的】

高速歯車におけるﾄﾗｲﾎﾞﾌｨﾙﾑ及び表面ﾃｸｽﾁｬの摩擦特性解析【研究委託先】

東京理科大学高速回転歯車の伝達効率向上を視野に、貧潤滑、高滑り速度等の潤滑下における表面テクスチャの効果を検証する。任意の摩擦係数を持つ摩擦面を実現するための、摩擦面設計指針を提案する【研究内容】

0.15

10µmDimple
20µmDimple
50µmDimple
100µmDimple
NontexFriction coefficient

昨年度までの研究では摩擦面の微細な構造、化学反応膜、表面テクスチャが摩擦係数や摩擦の異方性に与える影響に着目した研究を行い、0.1
・ミクロなせん断力がマクロな摩擦係数に影響を与えていることを実験的に示した。
・表面テクスチャが摩擦係数や摩擦の異方性、油膜保持に与える影響を示した。
0.05・実表面を用いた接触解析・流体解析を併用した摩擦係数の予測手法の検討を開始した。

FY23以降はTRAMIの目標である5万rpmを想定した歯車歯面における摩擦、潤滑状態を想定し、
0
10
10
10
①テクスチャーによる油膜の維持、及び低摩擦反応膜の維持による金属接触の回避効果を検証する。
実験に基づく摩擦面の解析
η・ω / W [ m /kg]
また摩擦現象一般を対象とした摩擦係数の推定方法としてディンプル径と摩擦係数の相関②摩擦面の正確な計測と、解析結果を併用させた摩擦係数の推定及び推定精度の検証を行う。
−1

0

1

2

【研究成果】【応用領域】

2023年度

2024年度

2025年度・高速回転時の摩擦状態(滑り
速度20m/s程度)を疑似的に再現する実験方法検討と現有装置の改造
・高速回転を想定した貧潤滑
下での表面テクスチャ効果計測
・接触解析・流体解析を併用した摩擦面設計の指針提案

・テクスチャの歯面への付与と他大学と協力した効果の検証
・高滑り速度、貧潤滑下における低摩擦係数化
・摩擦面設計指針に基づく摩擦面の試作と、摩擦係数予測精度の検証

・貧潤滑下におけるテクスチャ、
化学反応膜の摩擦係数に与える影響のデータベース化提案
・オープンラボでの歯車伝達効率向上効果検証・摩擦面設計指針に基づく摩擦係数予測精度の向上【研究予定期間】

2023～2025年度
26

摺動部(ブッシュ、スリーブ、
トラクションローラー) μ低減 ：低摩擦損失
 μ向上 ：高摩擦伝達

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 機械摩擦・熱 研究委員会【テーマ名】超高回転化における摺動部発熱および潤滑油量に着目したトライボ基礎研究【研究目的】【研究委託先】

九州工業大学

超高回転環境下における摺動部摩擦係数への影響が想定されるトライボ現象を検証し、摩擦係数の数値予測を行う。

【研究内容】
本WGではFY19～21の3年間、松本の式をベースとして混合潤滑領域の摩擦係数予測精度を向上する研究に取り組んできた。
ただし、これはDowson-Higginsonの計算式で油膜厚さが計算できる条件下であることを前提としている。ギヤの高回転化に伴い、摺動部発熱・冷却量や潤滑到達量そのもののバランスが崩れることで、油膜厚さがD-Hの計算式と合わなくなる懸念がある。
FY22では高回転化を想定した環境で、摺動部せん断発熱の増加と表面熱物性の違い、また潤滑油量不足（貧潤滑）による膜厚の変化と、それによる摩擦係数への影響を評価・確認した。
FY23にはその条件領域を超高回転域（5万rpm想定:
すべり速度20m/s）に拡大、膜厚変化の測定データN数を増やすことで膜厚予測式まで構築することを目指す。

【研究成果】
2023年度

2022年度・すべり速度：10m/s までのせん断発熱、 ・すべり速度を20m/sまで引き上げたときの油量不足、膜厚増の影響の確認。
せん断発熱、油量不足の影響の確認と、膜厚予測式の構築。

【研究予定期間】＜次ステップ予定＞
高回転化に関連する他大学
研究状況と連携し、取組内容および継続実施有無も含めた見極めを実施【応用領域】

高回転下で使用するBRG、
滑り軸受けなどの損失低減

2023年度TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 機械摩擦・熱 研究委員会【テーマ名】【研究目的】【研究委託先】

高回転環境における有効な潤滑供給に関する研究

東海大学

超高回転では撹拌損失防止の観点から従来以上に潤滑供給油量の最小限化が求められるため、接触部に届きにくくなる。
確実に接触部に届かせる技術、最小限の油量で効率良く潤滑の効果(油膜確保、冷却)を得る技術が必要となる。

【研究内容】

遠心力を加味した回転体の接触部の潤滑状態の可視化、定量化を行う。

平行軸での
接触に改造

潤滑油の供給方法、油量をパラメーターに、接触部の油膜形成状況、
冷却効率との相関を求め、最小限の油量にて効率の良い潤滑方式を提案する★FY22までの研究に対し
FY22までの●対象をBrg、歯車、ジャーナル軸受け 等に拡大  トラクションに特化
直交軸●実機の接触状態に近い平行軸の設備に改造
 直交軸での接触での解析●超高回転の角速度を制限し、遠心力の影響付与  摺動速度のみ再現、Max3000rpm【研究成果】

2023年度

2024年度

2025年度・直交(FY22)での冷却メカニズム仮説 ・平行軸設備立ち上げ（10000rpm以上を仮ターゲット）
簡易モデル化・50000rpmでの稼働の課題だし・平行軸での可視化 簡易トライアル（樹脂等での簡易治具 見込み判断）

・高回転化設備改造検討（可視化含む、躯体は50000rpm想定
安全面考慮し、当面は回転制限で稼働）【研究予定期間】

・高回転領域での効率の良い潤滑方式の提案【応用領域】
汎用解としての・可視化技術・冷却の熱モデル

・歯車を想定した運転条件の設定（追加安全対策、振動対策 等）

・ディンプル等テクスチャーの効果の可視化・平行軸設備での可視化と冷却効率の実測（測温）（他大学とのコラボ、μモデルへのF/B）

回転体の内径から観察し全反射鏡を介しカメラで撮影

2023年度～2025年度

27

28

研究Gr._Ｃ
流体摩擦・熱 研究委員会

篠塚 浩

研究委員会リーダー（マツダ株式会社）

流体系 Ｃ・Ｄ_Gr 研究シナリオ_1/2
TRAMI
音振動
３重点方針

(1)高効率・小型化

Gr 研究シナリオ_1/2
モーター技術(2)高回転化対応
ドライブトレイン技術(3)静粛化対応
音振動低減技術 超高回転ユニットの高効率化と信頼性向上を目的に新たな潤滑システムを構築する
 駆動ユニット内部の潤滑状態と流体損失を予測可能な実用的CFD技術を構築する
超高回転化にむけた重要課題

目指す技術の姿

潤滑効率向上高回転化対応ドライブトレイン技術

気泡を利用した
原理の研究

現実的な計算リソースで実用に足る精度を目指す

伝達効率①高回転化に伴うせん断抵抗増加②高回転化にともなう必要部位への潤滑不足③従来の経験／技術では解決できない事象への対応

CFD技術

潤滑機能

29

予測対象
潤滑状態
気液分布/粒径,流速
流体損失
トルク、せん断、圧力流体系 Ｃ・Ｄ_Gr

研究シナリオ_2/2

 超高回転モータを用いた電動ユニットの最適潤滑システムについて研究する
 新潤滑方式の基礎研究とCFD技術による撹拌損失予測技術を確立し潤滑ｼｽﾃﾑを支援
CFD予測精度向上

超高回転ユニット潤滑システムの研究
圧力源(ﾊﾞﾌﾞﾙ生成)
ﾎﾟﾝﾌﾟ音低減(背反技術)

E-ﾎﾟﾝﾌﾟ管路内での溶解
分布安定化技術

潤滑対象

ﾍﾞｱﾘﾝｸﾞﾏｲｸﾛﾊﾞﾌﾞﾙの研究
気泡溶解分布の研究

冷却ｵｲﾙ温度
低減技術

オイルパン

CFDによる
サポート

ｷﾞﾔ

の
安定した
潤滑システム構築

気泡含有率/気泡径
安定化技術

せん断に
よる撹拌

ﾐｽﾄ・ﾏｲｸﾛﾊﾞﾌﾞﾙの潤滑研究

回転部材内流れ

ｵｲﾙｼﾞｪｯﾄトの研究
気泡溶解⇒析出技術(気泡径制御技術)

液滴挙動

気泡延命技術(気泡合体防止)ﾓｰﾀ

マイクロバブルによる気液混相
技術の獲得

撹拌損失

せん断/撹拌損失
予測技術の獲得

新潤滑技術の獲得

流体系 Ｃ・Ｄ_Gr 研究ロードマップ

 各重要課題に対して目指す技術の獲得に向けて下記の研究を計画～FY22終了 FY23取組テーマ

次ステップ取組 目指す姿(技術）

研究テーマ
重点
方針

主要
性能

重要
課題

アプ
ローチ

‘22

‘23

‘24

気泡生成

高回転化
対応ドライ
ブトレイン
技術

高効率

冷却ｼｽﾃﾑ
最適化(冷
却性能とせ
ん断抵抗
両立)

撹拌抵抗
低減

気液混合 技術の研究
潤滑
冷却ｼｽﾃﾑ最適化①(ﾏｲｸﾛﾊﾞﾏｲｸﾛﾊﾞﾌﾞﾙ混入によるの冷却性能とﾌﾞﾙ潤滑)
せん断抵抗の最適化の研究

CFD予測
技術向上

従来
基盤

高精度高
効率

高回転環境での気液ニ相流モデル化
ミスト潤滑手法研究
潤滑油飛沫
の研究

ｵｲﾙｼﾞｪｯﾄ

潤滑配送
精度向上

CFD予測
高速回転環境での技術向上 潤滑油流れの解明

現象解明

不透明領
域ﾓﾃﾞﾙ化ﾎﾟﾝﾌﾟ静粛化技術③
気泡含有時の騒音制御

飛沫（油滴・ミスト）を伴う攪拌流れの研究

ｷﾞﾔ潤滑

油圧
モデル

‘30

冷却ｼｽﾃﾑ最適化②
冷却ｼｽﾃﾑ最適化③
気泡溶解/析出技術 気泡油⇒ポンプ圧による冷却ｼｽﾃﾑ最適化② 溶解⇒潤滑時の析出ﾓﾃﾞﾙ
気泡溶解油管路影響 (ﾏｲｸﾛﾊﾞﾌﾞﾙのﾓﾃﾞﾙ化）
冷却ｼｽﾃﾑ最適化②
発生気泡の維持技術

ポンプ音
ﾎﾟﾝﾌﾟ静粛化技術①ﾎﾟﾝﾌﾟ静粛化技術②低減(背反)ﾎﾟﾝﾌﾟ音の気泡混入影響解明 ﾓﾃﾞﾙ化と実機との同定

ｵｲﾙﾐｽﾄ
信頼性向上‘25

電磁弁における
動的挙動の研究30

ミスト生成技術の研究

ｵｲﾙｼﾞｪｯﾄの研究
冷却ｵｲﾙ油温低減

実用的CFD
技術の構築

効率/
冷却
効率
向上

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 流体摩擦・熱研究委員会【テーマ名】

高速回転環境での潤滑油流れの解明【研究目的】

遠心力と攪拌によって狙いどおりの潤滑配送が困難になる。潤滑経路中の回転要素での気液二相流の挙動を解明することで、当問題の解決技術を手にいれるとともに、CFD実用性向上研究につなげる。

【研究委託先】

千葉工業大学【研究内容】

高速回転する回転部材内のオイル流れを可視化して、気液混相状態とオイル流れを計測する。油路・排油穴の形状、回転数、動粘度、ぬれ性などの因子との関係を明確にする。
液相

気相
テストピース

供給【研究成果】【応用領域】

2021年度

2022年度

2023年度・回転部材内のオイル流れの基
礎データの取得（Max4000rpm）
・更なる高回転領域研究のための課題の抽出（試験方法、高速度カメラによる撮影）

・主要パラメータの物理量、油路・排油穴の形状が潤滑油流れへ与える影響の解明→流量計測､画像解析､CFDの関係の明確化・高速回転環境での潤滑油流れの理論構築
→物理量と排出流量の因果関係を説明できるメカニズムの立案【研究予定期間】

高速回転シャフトから複数の供給先に無駄なく安定して潤滑配分する技術

2021年度～2023年度

TRAMI 2022年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】
流体摩擦・熱研究委員会【テーマ名】【研究委託先】

飛沫を伴う攪拌流れのニ相流研究【研究目的】

大阪大学

飛沫を伴う気液二相流CFDのモデル化につながる基礎的なメカニズムを解明し、気液二相流CFD解析の精度・効率を向上させる理論を構築する【研究内容】
高回転体における、飛沫を伴う気液二相流の動的な挙動メカニズムを解明する。
粘度が低いほど飛沫の挙動を解析することが難しく、高回転環境ではより正確に計算するには分解能だけでは限界がある。そこで、更に課題解決となるメカニズムを探り出して CFD精度アップにつなげる理論を構築する。

【研究成果】

実験検証

理論

計算

【応用領域】

飛沫を伴う流れを解明するメカニズム解明と飛沫を伴う気液二相流のCFD精度アップ
FY22
回転体での現象実験と計算にて課題と方向性策定【研究予定期間】

FY23
精度アップにつながる現象解明（理論式の構築）

高回転部品における
飛沫状態下での潤滑設計→ 高効率化
FY24
高回転での流体流れ
検証（高回転域での検証）

2022年度～2024年度
31

冷却や潤滑のための飛沫流体の最適化→ 性能向上TRAMI 2022年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】【テーマ名】

流体摩擦・熱 研究委員会【研究委託先】

高回転環境で適用可能な気液ニ相流モデル化手法の研究

数値流体力学コンサルティング【研究目的】
高回転環境でのCFD技術の現状の課題をふまえ、駆動系における気液二相流解析の実用性を高める手法を構築する。
【研究内容】

飛沫や液滴を含む気液二相流の攪拌について、モデリング方法を研究する。

•••

現象解明（大阪大学研究、千葉工大研究）に対して 既存のCFD解析手法/ソフトの課題を抽出する。
飛沫や液滴を含む気泡入り気液二相流について、2大学研究成果（新たな知見や理論）を考慮し理論に基づいたものであると同時にCFDを利用するユーザーにとって負荷が少なく精度の高い（開発現場における気液二相流解析）実用モデルを作る。
気体に混ざった液体飛沫を計算パラメータを従来とは異なる使い方等でモデル化する。

【研究成果】• 飛沫や液滴を含む気泡入り気液二相流に対して既存のCFD解析手法/ソフトでも計算できる手法構築•

より高回転での小さく速いミスト飛沫の現象等の計算モデル化の方向性FY22

既存のCFD解析手法
回転体の噴流から飛沫液滴状態のCFD課
題と方向性明示【研究予定期間】【テーマ名】【研究目的】【応用領域】
従来出来なかったミスト環境を計算できることにより、高回転環境でのオイル潤滑や攪拌など電動駆動ユニット
内部で起こっている飛沫状態の気液混相現象のシミュ
レーションが可能になる。

FY23

噴流から飛沫への挙動について解法パラメータを工夫した計算ガイド

他分野での飛沫ミストがいる混相流シミュレーション計
算 → 精度アップ計算時間短縮

FY24
高回転での噴流飛沫
の挙動（CFD解法ガ
イド/流体モデル）

CFDユーザーにとってリソース(負荷)の少ない新規の解析手法は世界中で応用可能

2022年度～2024年度

TRAMI 2022年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】
流体摩擦・熱研究委員会【研究委託先】

潤滑油飛沫の研究

京都工芸繊維大学

飛沫(液滴～ミスト) 研究動向の調査と 飛沫現象実験(トライアル)で課題を抽出する【研究内容】
高回転化で粘度が低い液体の飛沫を潤滑で上手に活用するため
高回転体における、飛沫(液滴～ミスト)に関する研究について①探索を行う。
➁飛沫現象の測定をし課題を抽出する。

技術研究MAP

世界中の研究動向を知り、現象の測定をトライアルで取り組み課題を探り出して 今後の方向性を定める材料とする。

【研究成果】【応用領域】

世界中の飛沫研究の現状MAP

高回転部品における
飛沫(液滴～ミスト)を制御して潤滑→ 軽量化

飛沫の現状課題の抽出（検証法検討）
FY22

FY23

FY24

精度アップにつながる現象解明（理論式の構築）【研究予定期間】

2023年度32飛沫TRAMI 2023年度研究企画書(1)【テーマ名】【研究目的】【研究委員会/分科会】 流体摩擦・熱研究委員会【研究委託先】

超高回転領域までの流体挙動の研究

未定

超高回転領域（5万rpm超）まで流体挙動の相似性を検証し、非相似性があればそのからくりを解明する。

【研究内容】
・厳密な可視化が困難な超高回転領域において、流量、圧力、トルク、粘度、温度などのマクロな実験データとをもとに、流体挙動を解明する。
・CFDを補助的に用い、相似則が通用しない現象のメカニズムを解明する
研究対象
A：回転体による攪拌（トルク、流れ、
気液率・粒度）

流体挙動

既存テーマの研究領域

非相似からくり解明相似例）流量

本テーマの研究領域

B: 回転部材内の潤滑油流れ
（流量）

0

10000
例）回転速度(rpm)【研究成果】

50000【応用領域】

2023年度・実験構想
・実験設備/治具製作
・試験運転【研究予定期間】

2024年度

2025年度・実験データ（流量、圧力、トル
ク、温度など）・マクロな画像・非相似現象の特定・非相似現象のメカニズム解明
・超高回転対応時の課題と対応の提言

2023年度～2025年度

33

・相似性を担保するための部品/オイルの開発・非相似性を前提とした部品/システムの開発

34

研究Gr._D
流体制御 研究委員会

嶋本 雅夫

研究委員会リーダー（ダイハツ工業株式会社）

流体系 Ｃ・Ｄ_Gr 研究シナリオ_1/2
TRAMI
音振動
３重点方針

(1)高効率・小型化

Gr 研究シナリオ_1/2
モーター技術(2)高回転化対応
ドライブトレイン技術(3)静粛化対応
音振動低減技術 超高回転ユニットの高効率化と信頼性向上を目的に新たな潤滑システムを構築する
 駆動ユニット内部の潤滑状態と流体損失を予測可能な実用的CFD技術を構築する
超高回転化にむけた重要課題

目指す技術の姿

潤滑効率向上高回転化対応ドライブトレイン技術

気泡を利用した
原理の研究

現実的な計算リソースで実用に足る精度を目指す

伝達効率①高回転化に伴うせん断抵抗増加②高回転化にともなう必要部位への潤滑不足③従来の経験／技術では解決できない事象への対応

CFD技術

潤滑機能

35

予測対象
潤滑状態
気液分布/粒径,流速
流体損失
トルク、せん断、圧力流体系 Ｃ・Ｄ_Gr

研究シナリオ_2/2

 超高回転モータを用いた電動ユニットの最適潤滑システムについて研究する
 新潤滑方式の基礎研究とCFD技術による撹拌損失予測技術を確立し潤滑ｼｽﾃﾑを支援
CFD予測精度向上

超高回転ユニット潤滑システムの研究
圧力源(ﾊﾞﾌﾞﾙ生成)
ﾎﾟﾝﾌﾟ音低減(背反技術)

E-ﾎﾟﾝﾌﾟ管路内での溶解
分布安定化技術

潤滑対象

ﾍﾞｱﾘﾝｸﾞﾏｲｸﾛﾊﾞﾌﾞﾙの研究
気泡溶解分布の研究

冷却ｵｲﾙ温度
低減技術

オイルパン

CFDによる
サポート

ｷﾞﾔ

の
安定した
潤滑システム構築

気泡含有率/気泡径
安定化技術

せん断に
よる撹拌

ﾐｽﾄ・ﾏｲｸﾛﾊﾞﾌﾞﾙの潤滑研究

回転部材内流れ

ｵｲﾙｼﾞｪｯﾄトの研究
気泡溶解⇒析出技術(気泡径制御技術)

液滴挙動

気泡延命技術(気泡合体防止)ﾓｰﾀ

マイクロバブルによる気液混相
技術の獲得

撹拌損失

せん断/撹拌損失
予測技術の獲得

新潤滑技術の獲得

流体系 Ｃ・Ｄ_Gr 研究ロードマップ

 各重要課題に対して目指す技術の獲得に向けて下記の研究を計画～FY22終了 FY23取組テーマ

次ステップ取組 目指す姿(技術）

研究テーマ
重点
方針

主要
性能

重要
課題

アプ
ローチ

‘22

‘23

‘24

気泡生成

高回転化
対応ドライ
ブトレイン
技術

高効率

冷却ｼｽﾃﾑ
最適化(冷
却性能とせ
ん断抵抗
両立)

撹拌抵抗
低減

気液混合 技術の研究
潤滑
冷却ｼｽﾃﾑ最適化①(ﾏｲｸﾛﾊﾞﾏｲｸﾛﾊﾞﾌﾞﾙ混入によるの冷却性能とﾌﾞﾙ潤滑)
せん断抵抗の最適化の研究

CFD予測
技術向上

従来
基盤

高精度高
効率

高回転環境での気液ニ相流モデル化
ミスト潤滑手法研究
潤滑油飛沫
の研究

ｵｲﾙｼﾞｪｯﾄ

潤滑配送
精度向上

CFD予測
高速回転環境での技術向上 潤滑油流れの解明

現象解明

不透明領
域ﾓﾃﾞﾙ化ﾎﾟﾝﾌﾟ静粛化技術③
気泡含有時の騒音制御

飛沫（油滴・ミスト）を伴う攪拌流れの研究

ｷﾞﾔ潤滑

油圧
モデル

‘30

冷却ｼｽﾃﾑ最適化②
冷却ｼｽﾃﾑ最適化③
気泡溶解/析出技術 気泡油⇒ポンプ圧による冷却ｼｽﾃﾑ最適化② 溶解⇒潤滑時の析出ﾓﾃﾞﾙ
気泡溶解油管路影響 (ﾏｲｸﾛﾊﾞﾌﾞﾙのﾓﾃﾞﾙ化）
冷却ｼｽﾃﾑ最適化②
発生気泡の維持技術

ポンプ音
ﾎﾟﾝﾌﾟ静粛化技術①ﾎﾟﾝﾌﾟ静粛化技術②低減(背反)ﾎﾟﾝﾌﾟ音の気泡混入影響解明 ﾓﾃﾞﾙ化と実機との同定

ｵｲﾙﾐｽﾄ
信頼性向上‘25

電磁弁における
動的挙動の研究36

ミスト生成技術の研究

ｵｲﾙｼﾞｪｯﾄの研究
冷却ｵｲﾙ油温低減

実用的CFD
技術の構築

効率/
冷却
効率
向上

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 流体制御研究委員会【テーマ名】【研究目的】

マイクロバブル混入による冷却性能とせん断抵抗の最適化の研究【研究委託先】

神戸大学

マイクロバブル混入オイルのせん断流下での冷却性能・剪断抵抗の定量化と最適化の指針を探る※せん断流:速度勾配によるせん断力が作用する流れ．モーター内隙間流れでは片側壁面が一定速で移動するので速度勾配が一定のクウェット流となる．

【研究内容】
パワトレ部品内では、攪拌、空気の巻き込み、キャビテーション等により油中に気泡が含まれる。気泡混入によってせん断抵抗の低減が期待できる一方，冷却性能の低下も想定される。気泡径、気泡混入率がモータ内部のロータ・ステータ間の流れとせん断抵抗による発熱、および冷却性能に及ぼす影響は不明確である。
当研究では、直径数十µm の気泡を混入させ，微小隙間のせん断流のせん断抵
抗と熱伝達率の計測結果から気泡混入率の影響を定量評価する．さらに、モーターを模擬した回転体回転数が気泡を含む気液界面構造に及ぼす影響を明確にし、冷却システムとしての最適化手法を構築する．
【研究成果】【応用領域】

2022年度

2023年度

2024年度①管内強制流動場での冷却性能とせん断抵抗を計測し，気泡混入割合の影響を定量評価する．
②モータを模擬した円筒内回転体上の微小隙間せん断流の冷却性能，せん断抵抗評価装置を設計する．

①微小隙間せん断流での実験を行い，気泡クラスター形成など気液界面構造を評価し，せん断抵抗と冷却性能の変化を明らかにする.
条件例： 22年度結果より最適化する
油温・・・室温~80℃
気泡混入率・・・0~10%
隙間の大きさ，回転数①装置改修し，高速回転に対応させる(目標2万rpm超)②①までの成果を元に定式化し最適化設計の指針を立案する。
想定パラメータ
気泡量・気泡粒径分布・隙間
目的パラメータ
熱伝達係数・せん断抵抗【研究予定期間】

・冷却性能設計
・せん断流のモデル化

2022年度～2024年度

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 流体制御研究委員会【テーマ名】

ｵｲﾙﾎﾟﾝﾌﾟの騒音に及ぼす気泡混入影響の解明【研究委託先】

横浜国立大学【研究目的】
電動ﾊﾟﾜｰﾄﾚｰﾝにおいて、ﾓｰﾀｰ冷却の効率を向上するために積極的に気泡含有ｵｲﾙを活用する技術が検討されている。
気泡の混入はﾎﾟﾝﾌﾟにおいて振動や騒音の発生原因となる為、騒音抑制と気泡制御を両立させるべく、ﾎﾟﾝﾌﾟ騒音への影響を把握する。
【研究内容】
21～22年度はｵｲﾙに含有している気泡の、気泡含有率及び気泡径とﾎﾟﾝﾌﾟ特性（ﾎﾟﾝ�ﾛｰﾀ/ｷﾞﾔ挙動・駆動ﾄﾙｸ・圧力脈動・騒音）との関係について研究した。
特に駆動ﾄﾙｸと圧力脈動・騒音に関しては、相関関係を式に表し提案した。
23年度は、気泡含有ｵｲﾙの気泡性状がﾎﾟﾝﾌﾟ騒音に及ぼす影響に関して、より深く調査。
 気泡の性状（気泡含有率・気泡径）と圧力脈動・騒音との相関式の精度向上
 取得データに基づく実験式と、物理モデルとを補間するパラメータ選定法の構築
 気泡含有ｵｲﾙ循環時における、振動・騒音低下条件（運転状態）の観測と考察【研究成果】【応用領域】

2021年度・気泡混入の影響．
・気泡の影響を加味した駆動トルクモデル確立．
・気泡混入とポンプ騒音の関係観測．
（ｷﾞﾔﾎﾟﾝﾌﾟ/ﾍﾞｰﾝﾎﾟﾝﾌﾟ）【研究予定期間】

2022年度

2023年度・駆動ﾄﾙｸ（あるいは摩擦ト ・圧力脈動・騒音と気泡含ルク）と気泡含有率・気泡 有率・気泡径の関係式の径の相関明確化
精度向上（実験値との同・圧力脈動・騒音と気泡含 定）
有率・気泡径の相関を求め、 ・気泡混入時の振動・騒音
それらの関係を式に表す
低下条件（運転状態）の観測と考察

21年度～23年度

24年度よりステップアップ

37

・変速用高油圧ﾎﾟﾝﾌﾟ
・潤滑/冷却用
低油圧ﾎﾟﾝﾌﾟ

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 流体制御研究委員会【テーマ名】【研究目的】【研究委託先】

電磁弁における動的挙動の研究

横浜国立大学

電磁弁の動的挙動を決定する因子に対し挙動モデルを獲得する。

【研究内容】

直動リニアソレノイド減圧弁

トランスミッション作動中の油圧制御弁において，電磁弁における流体力，弁体周りの圧力分布，油中空気混入，ばね-マス-ダンパ系
構造，リニアソレノイドの制御などのバルブ動的挙動を決定する要因を明らかにし，電磁弁及び制御圧応答のモデルを構築する．
FY23では気泡含有を考慮したモデルの獲得に取り組む。

負荷が変動する
クラッチパック
気泡混入油

気泡混入油

【研究成果】【応用領域】

2021年度

2022年度

2023年度理想油(気泡含有させていない) 1.負荷変動等のノイズを加えた 気泡サイズ等の物理式の記述での動的な制御圧の予測モデル 条件下での予測モデルの獲得が困難なノイズ下での挙動モデの獲得
2.油圧系全体のモデル化を他研 ルの同定の完了
究室から提供されるモジュールを組み込むことで実施【研究予定期間】

2021年度～2023年度

38

要素を置き換えること
であらゆるタイプのバルブに応用出来る。
例)
電磁部をパイロット圧に置き換え、直動減圧弁の予測モデルを作成する。

研究Gr._Ｅ
電動化 研究委員会
平井 明

研究会委員会リーダー（ダイハツ工業株式会社）

電動化 E_Gr. 研究シナリオ_1/2
TRAMI
３重点方針

(1)高効率・小型化
モーター技術(2)高回転化対応
ドライブトレイン技術(3)静粛化対応
音振動低減技術 超高回転モータ特有の課題を、基本原理から解明

熱をうまく逃がすことによる小型化（高密度化）に向けた研究とステータ振動測定研究を実施中
超高回転モータの研究は、課題の明確化を実施し研究テーマを選出する方向で計画中

超高回転モーター

電磁場

鉄損低減

トルク定数向上
誘起電圧低減絶縁性能向上機械応力場

ローターコア強度
風損低減
高速軸受

熱・流体場

冷却性能向上振動

高周波振動低減ステータ振動低減

パワエレ

制御の高度化
センサの高速化
素子の高電圧化
高減速機構

緑：TRAMIとして取り組むべき
黄：電動化としてテーマアップ
青：他研究会で検討中
白：テーマアップ可能か検討

ギヤ/ラトルノイズ

モータ損失による発熱量の予測
予測や実測の難しい鉄損特性の研究
電磁鋼板の特性解析 研究終了

モータ内部温度の予測
複雑なモータ内部のオイルの流れ場・熱場の研究
モータ内部のオイル可視化と予測 実施中 見直し
計画中モータ内部のオイルへの伝熱 実施中
モータ内部温度の測定 計測研究会にて実施計画中

磁気特性

超高回転モータの基盤技術確立
超高回転モータによる省資源高効率化の研究
超高回転時のモータ課題の明確化と研究テーマの選出
研究対象と目標値の明確化 実施計画中
モータステータ部の振動の予測
実測の難しいモータティース部の振動の研究
モータティース部の磁束密度測定 実施中モータ損失や内部温度、振動等を予測し、超高回転化することで小型、省資源、高効率、静粛なモータ設計技術を確立
39

電動化 E_Gr. 研究シナリオ_2/2

 駆動モータ特有の課題を、基本原理から解明に必要な技術の開発

高効率化に対して、寄与が大きく難易度の高い鉄損予測に取組んできました
小型化に向けた冷却性向上の基盤技術となるモータ内部温度解析手法構築に取組み中
モータの起振源であるステータティース振動の測定手法を確立し予測精度向上に取組み中
超高回転モータ基盤技術を研究し将来に向けた省資源化（小型化、材料置換）を進める

損失
低減

冷却
向上

オイルの可視化技術

500rpm
気液２相

中性子線でのコイル内部のオイルの可視化

1000rpm
気液２相

オイルの流れ解析手法

格子法（格子ボルツマン法）

高効率
小型化

流れ場から熱場へ

起振低減

300rpm気液２相レーザーとハイスピードカメラで可視化

ステータティース部を模擬したGAP部の流体流れ場計測まで実施

熱場の解析手法

格子法（格子ボルツマン法）

温度測定技術超高回転での流れ場解析まで研究を拡大し課題を明確化

起振力の解析手法

各社磁場解析ソフトで起振力を推定

起振力の測定技術
磁束密度計測精度向上(センサ開発)
磁束密度計測音振動低減
モータステータ部の振動の予測

超
高回転
小型省
資源化

モータ内部温度の予測

予測技術と実測技術
を両輪で進める

モータ損失や内部温度、振動等を予測し、超高回転化することで小型、省資源、高効率、静粛なモータ設計技術を確立

超高回転時に指数関数的に影響を受ける因子や、現状知見の延長で解明できていない現象のメカニズム解析を進める事で基盤技術を確立する。
高速回転するﾛｰﾀにより風損/鉄損/冷却用ｵｲﾙ損失や効果の見極めが必要。

高速回転
時制御で
効率と音
振動の両
立が必要。

超高回転モータの基盤技術を確立

電動化 E_Gr. 研究ロードマップ

 各重要課題に対して目指す技術の獲得に向けて下記の研究を計画～FY22終了 FY23取組テーマ

次ステップ取組 目指す姿(技術）

研究テーマ

重点
方針

主要
性能

重要
課題

高ﾄﾙｸ化

高電流 モータ周辺部 ロータ周辺/コイル部流れの可視化と挙動解析技術確立
密度化 のオイル挙動
コイル内部の可視 超高回転GAP
解析
化と挙動解析技術、 部挙動解析

アプローチ

冷却性能 伝熱解析
向上
手法の確立

高効率・ 超高 鉄損増加
小型化 回転化
モータ
誘起電圧
技術
増加
冷却時機
械損増加

磁気変調
リラクタンス
モータ

‘22

‘23

伝熱手法の確立

‘24

‘25

‘30

オイル冷却の設計技術の確立

技術の確立（G)温度測定技術の確立（計測技術研究会にて実施）
高出力密度コアレスモータの在り方
アルミ・銅を含むコア有モータの巻線構造の在り方
コア材の高B高周波鉄損特性のデータ計測に基づく鉄損解析
可変磁力モータのロータ機械損（ベアリング損＆風損）と機械強度両立設計

冷媒冷却

超高回転モータ
基盤技術の確立

ロータ冷却解析モデリング

超高回転モータ
設計技術の確立制御による共振電磁力の抑制とDVAによる構造での共振抑制
低インダクタンス用電力変換回路とセンシング＆制御
高電圧化対応ベアリング電蝕抑制回路

静粛化
技術

静粛化

ステータ ティース部の振動低減 振動測定
技術

ティース部の振動測定技術の確立
モータ加振と伝搬の設計技術の確立

40

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 電動化 研究委員会【研究委託先】【テーマ名】 油冷モータ駆動時における気液二相流体の流れ場の研究：流れ場現象解明（COIL END空間部）【研究目的】 設計段階におけるモータ各部の温度予測精度向上技術を目標とし、

筑波大学

ロータ回転によるコイルエンド空間における気液二相流体(オイル,空気)の流れを精度よく計測する技術を構築する。

【研究内容】

コイルエンド空間のオイルの流れの可視化実験/解析(滴下、巻上げオイルの影響)’20年：・コイルエンド空間の流れ場の計測/PIV解析手法検討’21年：・コイルエンド空間の気液二相流可視化手法検討
・コイルエンド部実験装置の改良と増設,巻上げオイルの流動現象把握’22年：・巻上げオイルの流れ場への影響の把握/計測/解析
・オイルかけ流し装置の設計・導入と流量制御手法の確立
・液滴、液膜挙動、厚みの測定装置設計・導入と測定TRY‘23年：’22で確立したかけ流し、液膜測定手法をベースとして・上部からの滴下オイルの流れ場への影響の把握/計測/解析
・コイルエンド空間の流動構造詳細把握/計測/解析

滴下
オイル

コイル

磁石

滴下
オイル

熱

ロータ

ケース

ステータ

ケース
ロータ

コイル

熱

二重円筒実験装置

ステータ

コイルエンド部実験装置

磁石

熱
巻上げ
オイル

【研究成果】

巻上げ
オイル【応用領域】
モータ

2020年度成果＜滴下オイル＞＜巻上げオイル＞

熱

飛沫

ミスト

飛沫

ミスト

2021年度・コイルエンド空間の流れ場の流動現象把握・可視化のKnow-How構築
・コイルエンド部実験装置製作【研究予定期間】

・コイルエンド空間の気液二相流
可視化/解析手法の検討
・コイルエンド部実験装置の改良と周辺機器の増設
・コイルエンド部空間の流れ場の流動現象把握－巻上げられたオイルの状況

2022年度(コイル、ステータ、etc.)

2023年度・コイルエンド部空間の流れ場の流 ・コイルエンド部空間の流れ場の動構造把握に向け
流動構造把握〇冷媒かけ流し装置導入と調整－巻上げられたオイルの挙動
及び動作検証＆測定TRY－上部滴下オイルの挙動
上記を踏まえ－巻上げ、滴下混在オイル挙動－巻上げ/滴下されたオイルの各・コイルエンド空間の流れの計測手
挙動の把握
法 のまとめ（・5万rpm相当 単相測定）

 温度予測精度向上

冷却SYS(冷却ﾊﾟｲﾌﾟ,ﾎﾟﾝﾌﾟ,etc.)
 仕様最適化:小型化、軽量化

2020年度～2023年度

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 電動化 研究委員会【テーマ名】 モータ起振力同定、及び計測精度向上の研究【研究目的】【研究委託先】

横浜国立大学

モータ内の磁束密度を精密に測定することで起振源である電磁加振力の同定を行う。
測定値とシミュレーション値を突き合わせ磁束密度計測精度を検証する。

【研究内容】

磁束計測設備及びモータ

ステータ内径センサ及び磁束計測値一例

モータ起振力同定/磁束密度計測精度向上
・径方向、周方向磁束密度測定用のセンサ仕様検討
・テストピースによるセンサ計測精度検証
・磁束密度計測に適したモータの設計、試作・実機⇔シミュレーション乖離要因の考察と対策立案

センサ‘21年：測定モータ試作、センサ試作‘22年：磁束密度計測、シミュレーション実施‘23年：変位、歪計測、シミュレーション値検証【研究成果】【応用領域】

2021年度・測定用センサー設計、試作・測定用モータの設計、試作（集中巻、10kW程度）
・センサー計測精度検証
・電磁界シミュレーション実施【研究予定期間】

2022年度

2023年度・測定用センサー設計、試作
・磁束密度径方向成分計測
・磁束密度周方向成分計測
・シミュレーション値検証

・変位、歪の計測
・シミュレーション値検証
・電磁加振力推定誤差5％を実現できる磁束計測方法

2021年度～2023年度

41

モータ⇒ノイズ発生の対策⇒解析技術向上
ケース、システム⇒共振、伝搬対策

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 電動化 研究委員会【テーマ名】 超高回転モータGAP部のロータ風損および放熱メカニズムの解明【研究委託先】

大阪公立大学【研究目的】 超高回転モータのGAP部におけるロータ風損およびロータ放熱量の予測精度向上

ステータのスロット溝、ロータの溝、およびコイルエンド形状が、ロータ/ステータGAP部の流れ場・熱場に与える影響を把握する
Re数(形状、回転数、流体物性)に対するGAP部の流れ場・熱場を予測し、ロータ/ステータ間の空気摩擦損失および放熱のメカニズムを解明する【研究内容】

コイル

GAP
ロータ

磁石
ロータ

GAP

シャフト

研究対象

モータ断面

2024年度yH・モータ軸方向端部形状(コイルエンド、ロータシャフ
ト端部etc.)による流れ
・ステータのスロット溝、ロー 場・熱場への影響
タ溝の影響
・ロータ径、軸長による流れ場・熱場の影響

ロータ、ステータ設計（ステータ、ロータ形状）

u

ロータ U

 風損失、温度予測精度向上

12重円筒の非定常流体の計算手法の構築y/H
0

計算イメージ【応用領域】

ステータ

・5万回転モータのGAP部
2重円筒モデル計算【研究予定期間】

ステータ

ロータ

【研究成果】
2023年度ステータ

ステータ

5万回転想定したロータ/ステータGAP部の流れ場・熱場の研究を実施
計算対象：プリウス駆動用モータGAP部の2重円筒モデル
コイルエンド含む流れ場モデル(GAP部流れ場への影響検証)
作動流体：空気
計算手法：格子法（格子ボルツマン法）
計算：東工大 TSUBAME（スパコン）を利用し大規模計算
研究方針：’21,’22年度の委託研究成果を活用し、研究対象を拡大
5万回転想定の高Re数GAP部2重円筒を計算→軸方向端部・径・軸長など形状因子の流れ場影響を検証

 他分野への貢献

0

u/U

1

2023年度～2024年度

2. 研究方針：超高回転化(5万rpm超)深化の想い 超高回転化は技術的難易度が極めて高く、広範囲で革新的な研究が必要★個社単位では困難な茨道に、産々学々連携で挑戦★挑戦的な取り組みを通じて、高度な基盤技術力を獲得!!
カーボンニュートラル山脈

環境車(xEV)の普及
走行CO2削減
製造CO2削減(高効率電動システム)(小型/省資源化)

未知
熱・冷却

音振動

資源リスク限界

回転フリクション
個社単位で可能な登山道

モータ構造/制御
減速/変速機構

既存技術の延長上の登山道

超高回転化の登山道
電動駆動技術を扱うTRAMIの強みを活かしたアプローチ42

モータの超高回転化における課題と対策案の研究
研究委託先
候補

研究成果

超高回転時のコアレス化による鉄損低減と極数及び磁石配置の関係性解明

名古屋工業大学

・10kW/kgの実現性と課題の明確化

アルミ/銅を含むコア有モータの巻線構造の在り方

超高回転における銅損と導体材質／巻線構造の関係解明

東京電機大学・超高回転領域に適した低損失巻線
構造

コア材の高磁束密度高周波
鉄損特性のデータ計測に基づく鉄損解析

超高回転時の磁気特性/鉄損を計測してデータベースを作成。超高回転時の鉄損のメカニズムを解明

千葉大学

・超高回転領域の鉄損のデータベー
ス化
・高速回転時の効率解析モデル／解析手法構築

可変磁力モータのロータ機
械損（ベアリング損＆風損）と機械強度両立設計

超高回転におけるベアリング損／風損と鉄損／弱め界磁銅損の関係性を可変
磁力モータで解明

岡山大学（遠心力・摩擦）・超高回転可変磁力モータ成立可否
明確化
・超高回転可能なIPMロータ構造の方向性提案

C.熱・流体場

ロータ冷却解析モデリング

超高回転での鉄損計測結果から発熱量を把握し、オイルでの伝熱と機械損のメカニズム解明

横浜国立大学・超高回転ロータにおける熱流体のモデル化
・超高回転ロータ冷却解決策の提案制御による共振電磁力の抑制とDVAによる構造による共振抑制

超高回転において、共振点との共振を回避する方策として、動吸振器(DVA)
による可変スティフネス構造や制御による起振力抑制との関係性解明

横浜国立大学・超高回転領域での共振点回避方策の提案

低インダクタンス用電力変換回路とセンシング＆制御

超高回転化による低インダクタンスコ
イルへの駆動回路と駆動周波数における損失との関係性解明

高電圧化対応ベアリング電蝕抑制

超高回転化における駆動周波数増加における電圧変動速度増加と軸誘起電後との関係性解明大分類
A.電磁場（磁性材料・
磁気回路・絶縁）

B.機械応力場

研究テーマ名

研究目的

高出力密度コアレスモータの在り方（損失・冷却）D.振動（電磁力と関係）

E.パワエレ（電力変換）

43

名古屋工業大学
東京電機大学
東京理科大学
北海道大学

・超高回転を電気的に制御する方策の提案
・超高回転時の軸誘起電圧抑制方策
の提案

44

研究Gr.＿F
音振動 研究委員会
金子 弘隆

研究委員会リーダー（日産自動車株式会社）

音振動研究シナリオ_1/2

TRAMI
音振動
３重点方針

(1)高効率・小型化

Gr 研究シナリオ_1/2
モーター技術(2)高回転化対応
ドライブトレイン技術(3)静粛化対応
音振動低減技術 モータとドライブトレインの加振力,振動伝達の予測技術及び快音化の指針を構築する
 上記に対し、今後想定される超高回転化も考慮して検討範囲を拡大する
目指す技術の姿

超高回転化にむけた重要課題【主要性能】【進化の方向】【制御したい因子】

静粛性

加振力低減

電磁加振力

加振力,振動伝達の予測技術の確立• 加振力予測

ギヤ噛み合い加振力

ギヤ

ギヤ衝突加振力アンバランス加振力• 振動伝達予測

新規

インバータスイッチング
振動伝達低減モーター

モーター伝達

快音化指針
緑：TRAMIとして取り組むべき
黄：音振動としてテーマアップ
青：他研究会でテーマアップ
白：テーマアップ可能か検討• 高周波ノイズの評価指針• 価値ある空間を与えるサウンド

新規

高周波ノイズの音量 拡大• 高周波計測技術価値を与える音、音質
高周波の計測法

シャフト＆軸受け

電動車 快音化指針の構築

シャフト、軸受け伝達 新規
ケース伝達アンバランス

新規

45

ケース

音振動

研究シナリオ_２/2

 加振力,振動伝達の未解明領域の予測技術確立と快音化評価指針の研究を行う
 超高回転に伴う、モータ,ギヤノイズ高周波化とアンバランス増大に対する課題を追加する
電動車 快音化指針の構築

加振力,振動伝達の予測技術の確立
加振力
非線形 接触• ギヤ、スプライン衝突加振力予測

モータ,ギヤノイズ高周波化

衝突• 高周波音(ﾓｰﾀﾉｲｽﾞ ｷﾞﾔﾉｲｽﾞ)の音量の評価指針- 新指針 新評価軸の設定(8kHz以上の高周波域へ拡大)- 歯減衰、歯剛性、オイル減衰特性の定義• 回転アンバランス加振力予測 非線形 接触 アンバランス増大- モータアンバランス、軸受けガタ
スプライン、電磁力の影響度解明• 電動車としての快音化指針- 生体情報に基づく定量化- 聴覚と他感覚、
高周波音と他周波現象の影響把握- 価値を生み出す音、音質の定義

振動伝達• モータの振動伝達予測 非線形 接触 異方性- 積層鋼板：カシメ、溶接、接着- コイル挿入：コイル、ワニス- ステータ固定：ボルト締結、焼嵌め の影響度解明• 高周波領域の計測技術の確立 モータ,ギヤノイズ高周波化- ドライブトレイン振動モードの把握

非線形• ドライブトレイン振動伝達予測 モータ,ギヤノイズ高周波化- 軸受け：高周波動ばね剛性
減衰特性の定義- ケース：高周波局所的な振動モード予測- 防音、制振材の最適配置手法の確立

挙動把握/予測技術の超高回転域への拡張
超高回転運転/高周波数計測を実現する設備の検討と導入(産)音振動 研究ロードマップ

 各重要課題に対して目指す技術の獲得に向けて下記の研究を計画～FY22終了 FY23取組テーマ

次ステップ取組 目指す姿(技術）

研究テーマ
重点
方針

主要
性能

重要
課題

‘22

アプローチ
ギヤ、スプライン
衝突加振力予測

加振力
予測技術
の確立
回転アンバランス
加振力予測

‘23

‘24

‘25

‘30

愛知工業大,東京工業大,島根大

ギヤ・スプライン
衝突加振力予測

超高回転
高周波
加振力
に対応した
予測へ拡張
伝達系
加振力,
予測技術
振動伝達
高周波
高周波予測の為
ドライブトレイン
の確立
予測技術
予測へ拡張
の基礎技術
伝達系
振動伝達予測静粛化の確立
予測技術
岐阜大,豊橋技術科学大,明治大
電磁加振力を加えたの確立
モータのステータ振動
ロータ振動
モータノイズ全般の振動伝達予測
伝達予測
伝達予測
予測技術確立
電動車
快音化
指針の
構築

高周波領域の計測技術の確立
電動車
快音化指針の構築

近畿大

高周波予測の為の基礎技術

必要設備と計測機 ドライブトレイン
振動モードの把握の検討
中央大 ・電動車快音化指針

・高周波音の評価指針
の構築
46

新たな
環境下での
快音化定義

電動車へ価値あるサウンドの提供

TRAMI 2023年度研究企画書(1)
音振動研究員会【研究委員会/分科会】【テーマ名】【研究委託先】
岐阜大学・豊橋技術科学大学・明治大学

電動モータ振動伝達特性予測：ステータ【研究目的】

電動化で課題となる主要NV事象であるモータノイズに寄与が大きいモータステータの振動伝達特性の因子を明確にし、予測技術を確立することで、試作レスでのモータ設計検討を可能とする。

【研究内容】

FY21ターゲット

・FY21 薄板積層構造のステータ振動伝達因子解析
積層電磁鋼板-電動モータステータの一般的な構造である薄板電磁鋼板の積層構造とその一般的な製造工程に着目し、モータノイズに影響の大きいステータ振動モード(円環，面内ねじり)に対する影響因子を明確にしCAEのモデル化を行う。
・FY22 ステータへのコイル挿入影響を考慮したCAE予測技術構築-電動モータのステータを構成する電磁鋼板以外の要素として、現在一般的なSC巻き線に着目し、上記
FY22ターゲット
ステータモデルにSC巻き線をワニスで固定したステータAssembly Free – Free境界条件で巻き線の接着範囲，接触がステータ振動モードへ与える影響を明確にし，CAEのモデル化を行う。
積層電磁鋼板・FY23 ステータ固定影響を考慮したCAE予測技術構築+
コイル-ステータが固定された状態を考慮した振動伝達影響を明確にし、ドライブユニット適用時の電動モータステータの振動挙動を考慮したCAEモデル化と予測技術の構築を行う。

【研究成果】
2021年度

振動伝達因子の明確化とそれを考慮した
CAE予測技術構築【応用領域】
2022年度

2023年度

2024年度～電磁鋼板の積層材からなる ワニスによるコイルの固定
一般的なケースへのステータ
ステータとそこに付与されるカ 範囲やコイルとステータの接 固定方法であるボルト締結
シメ，溶接，接着，ボルト 触によるモード特性への寄及び焼き嵌めによる振動
締め付け軸力がモード特性 与を実験的に明らかにする． モードへの影響解析を行い、へ与える影響を実験で明ら モード特性への寄与解析を そのドライブユニット適用時のかにする．またカシメ，溶接，行うことで振動伝達影響を 振動伝達影響を考慮した接着，鋼板間接触，ボル 明確にし、Free-Freeでの CAE予測技術を構築する。
ト締め付けのモデル化を行い，モータステータ周波数応答の予測精度と課題を明らかに モデル精度を向上させる。
する．

【研究予定期間】

FY23最終アウトプット

モータステータのCAE予測技術構築で得た知見で、類似した構造であるモータロータのモデル化を行うことで振動伝達影響をモータ
ステータ/ロータの両方で明確にし、電動モータ振動伝達予測技
術をモータ一台分で確立する。

電動委員会で推進中の磁気加振力同定と組み合わせることで、本テーマのモータハード要
因とモータノイズ起振力がセットになったNV予測技術の構築が可能となる。
起振力
トルクリプルラジアル力
同定

2021年度～2023年度 （2024年度以降、ロータ及び電磁加振力を含めた発展研究予定）

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 音振動研究委員会【テーマ名】【研究委託先】

電動車 快音化指針の構築【研究目的】

中央大学

電動化により暗騒音が低下していく中で、モータノイズ ギヤノイズの音量の評価指針を定義する
電動車としての車室内に価値を与えるための音、音質を研究する【研究内容】
・FY21 高周波音の音量の評価指針の研究(定常～8kHz)-電動化で暗騒音が大幅に低下する中、高周波音に対しての暗騒音影響 両耳効果についての研究を行う。

・FY22 高周波音の音量の評価指針(過渡～8kHz)､音と物理指標の研究-FY21実施内容に対し過渡のシーンの追加、音に対しての人間の物理指標を明確にする。

・FY23 高周波音の音量の評価指針(定常 過渡 8～20kHz)､音と人間特性の研究-超高回転化に伴う評価指針の高周波領域の追加、音と人間特性との関連性を明確にする。

・FY24 価値を生み出す音、音質の定義-覚醒コントロール、リラックス､感覚形成(加速感)、運転支援など空間価値を創生する音 音質について研究する。

【研究成果】【応用領域】

2021年度

2022年度

2023年度

2024年度

2025年度～①高周波音の音量の評価指針の定義(定常)-暗騒音、両耳効果の影響把握-新指針、新評価
軸の設定②快音化の詳細
ロードマップ構築①高周波音の音量の評価指針の定義(過渡)②「心地良い音」と官能で感じることを、具体的な人
間の物理指標で定義①高周波音の音量の評価指針の定義(高周波)②聴覚と他感覚及びマスキングや要求意志との関連性を把握

空間価値を創生
する音、音質の指針を構築する。
-覚醒コントロール、
リラックス-感覚形成(加速感、高級感)-運転支援①自動運転によって与えられる
新たな環境下(会議 睡眠etc)での快音を定義する。
②快音の物理指標と相関が取れる車載でモニター可能な人
間特性を定義することで、快音を搭乗者にリアルタイムで供給する。

・ターゲットユーザーに応じた
電動車の快音化指標
・新たな環境下でのサウンド
デザイン
・自動車以外の工業製品にも特定指針は応用可【研究予定期間】 2021年度～2024年度 （2025年度以降、新たな環境下での快音化研究に発展予定）

47

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【テーマ名】【研究目的】【研究委員会/分科会】 音振動研究委員会【研究委託先】

ラトルノイズ : ギヤ・スプライン衝突加振力予測

愛知工業大学 島根大学 東京工業大学

ラトルノイズの加振力となる、ギヤ・スプラインの衝突の物理特性（歯減衰、歯剛性、オイル減衰特性）を定義する【研究内容】
・FY22 衝突モデルの研究 -テストピースでの物体間の衝突力の計測技術の確立と剛性，

Step1 衝突力モデルの構築

減衰特性を解明するとともに詳細な衝突原理モデル(3D)を構築する．この技術を基に特性を簡易化したバネマスモデルを構築する．また次年度に向けてギヤ衝突力推定方法をモデルと実験を活用し検討する．
・FY23 ギヤへの適用 - FY22の衝突に関する技術を基に，一対ギヤのギヤボッックスもし
くはギヤ歯面を模擬したテストピースで衝突力を計測することで，剛性，減衰特性を解明しギ
ヤ衝突モデルを構築する．
・FY24 スプラインへの適用 - FY23のギヤに続き、スプラインの衝突による衝突力を計測するとともに剛性，減衰特性を解明しモデルを構築する．

22年度

計測方法の確立
パラメータの一般化
ギヤ・スプライン要素へ適用
実験検証
パラメータ同定

Step2
23，24年度

25年度～
ドライブトレイン振動伝達予測【研究成果】【応用領域】

2022年度

2023年度

2024年度

2025年度~

簡素な物体間の衝突
による物理特性（歯減衰、歯剛性、オイル
減衰特性）を定義する。

ギヤの衝突による物理特性（歯減衰、歯剛性、オイル減衰特性）を定義する。

スプラインの衝突による物理特性（歯減衰、
歯剛性、オイル減衰特性）を定義する。

超高回転化テーマのドライブトレイン振動伝達特性と融合し、予測技術を完了【研究予定期間】

接触部特性の利用により以下現象の予測モデ
ル精度向上
1.振動伝達モデル
2.回転挙動モデル
3.ショックトルクモデル

22年度～24年度

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【テーマ名】【研究目的】【研究委員会/分科会】 音振動研究委員会【研究委託先】

回転アンバランス加振力予測

近畿大学

回転体の挙動に対して寸法精度や外力の影響を明確にし、回転体が動的に偏芯することで生じるアンバランス起因の強制力予測技術を確立する【研究内容】
モータの高回転化に伴い、回転体のアンバランス起因の振動現象が顕在化することが懸念される。
電動車のトランスアクスル内部のギヤトレーン挙動は、回転体自体の質量アンバランスだけでなく、支持系の寸法精度や結合要素の精度、さらにモータ電磁気力やギヤのかみあい反力等の外力の影響も受ける
複雑な挙動である。
よって、各影響因子と回転体の挙動の関係を把握してモデル化し、強制力予測技術を確立する。

学と研究内容調整中【研究成果】
2023年度

2024年度

モータ部の実機検証
・Brg支持剛性・Brgガタ・芯ずれ・アンバランスによる遠心力
・MG電磁力の影響の明確化【研究予定期間】

STEP1

モータ部の
実機検証

STEP2
2024年度トランスアクスル
Assyでの実機検証

STEP3モデル化、予測技術の確立

2023年度

2025年度【応用領域】

2025年度トランスアクスル
Assyでの実機検証

モデル化、予測技術の確立・スプライン部の精度、剛性
・ギヤ部分とロータ部分の軸芯ずれ
・ギヤのかみあい反力の影響の明確化・メカニズム解明
・BRGのモデル化手法
・スプライン拘束状態のモデル化手法※FY22,23の結果を踏まえ取り組み内容、体制を精査する

23年度～25年度

48

2026年度～

超高回転下での挙動把握とモデル化

超高回転運転に対応するギヤトレーンの設計技術

研究Gr._G
計測技術 研究委員会

西 啓伸

研究委員会リーダー（マツダ株式会社）

計測技術
TRAMI
音振動
３重点方針

研究シナリオ_1/2(1)高効率・小型化(2)高回転化対応
ドライブトレイン技術

Gr 研究シナリオ_1/2
モーター技術(3)静粛化対応
音振動低減技術

 計測出来ないことを計測出来るようにする。(計測原理の研究)
 TARMI研究会の計測ニーズと、計測原理の一致点を見つけ研究に貢献する。
超高回転化にむけた重要課題(計測手段が無く技術開発困難な状態)
重点方針

目指す技術の姿(重点研究課題を技術開発できる状態)

重要課題
超高回転環境下におけるギ
ヤ油膜ロバスト性確保と抵抗低減

ローター小径化に伴う出力密度増加による、温度限界使
超高回転モータ技術 い切りと放熱性向上(5万rpm超）超高回転環境下における攪
拌抵抗低減
超高回転環境の信頼性予
測精度向上【高回転ギヤ油膜予測技術】
5万rpm超でギヤ油膜状態を高い精度で観測し損失低減する技術開発できること。
【モータコア内部温度予測技術】
ロータやステータ内部温度について高い精度で観測し、放熱コントロールする技術開発できること。
【超高回転環境下攪拌抵抗予測技術】
5万rpm超のギヤ、ロータ等について、流体挙動を高い精度で観測し、損失低減の技術開発できること。
【超高回転環境下信頼性予測技術】
ギヤの信頼性を含む、他の機能についても、超高回転環境で信頼性予測できること。
49

計測技術

研究シナリオ_2/2

 超高回転化実現に、必須の技術開発を検証する計測手段を獲得する• 超高回転ギヤ油膜計測技術• 攪拌流体挙動計測技術

計測原理候補決定

電気インピーダンス法による潤滑計測原理を適用
・R＝金属接触(真実接触)
・C1=EHL理論の油膜要素
・C2＝その他キャパシタ因子(非駆動歯面等)

攪拌状態の流体を観測できる計測技術を獲得する。内部の液面状態を
2D/3Dで計測出来る。
【なりたい姿への課題】
step1)計測原理の探索
step2)適用できるかの検証【なりたい姿への課題】
step1)ギヤ非連続接触面への適用(変換モデル)
step2)高回転(高サンプリング)対応
step3)他の油膜影響(温度、油量)物理量の計測• モータコア内部温度分布計測

計測原理未決定• 超高回転環境下寿命予測技術

計測原理候補決定

計測原理未決定

超音波の伝搬速度の温度依存性を原理とする温度計測原理を適用する

超高回転環境下で寿命がネックとなる要素技術について、寿命予知できる。

【なりたい姿への課題】
step1)マグネット(焼結材)の減衰への適用性検証
step2)薄板積層体による乱反射影響検証
step3)回転体への計測原理組み込み性検証【なりたい姿への課題】
step1)寿命でネックの技術要素抽出
step2)寿命予測に繋がる物理量の抽出
step3)物理量観測する計測原理探索
・・・

超高回転化による技術課題について、物理量観測の困難が解消し、技術開発が加速される。

計測技術 研究ロードマップ
測れないものを測れるようにする （計測技術研究会）

 各重要課題に対して目指す技術の獲得に向けて下記の研究を計画～FY22終了

次ステップ取組

FY23取組テーマ

目指す姿(技術）研究テーマ
重点方 重要課題
針
ギヤ油膜ロ
バスト性
ローター径
縮小に伴う
超高回 温度限界
転モータ 使い切り技術

アプローチ ‘22
高回転時のギヤ噛合い部油膜厚さ計測手法‘23‘24

・電気ロス，発電/充電効率，ＮＶ→→→・ﾌｨｰﾙﾄﾞﾃｽﾄ（使われ方）

モータ内部熱流 ニーズの
技術レベル
れ計測

モータ部品の非破壊内部
温度分布計測手法の研究

攪拌抵抗
低減

潤滑状態の見える化

具体的なニーズや必要性の調査

超高回転
環境信頼
性向上

高サイクル化にともなう寿命予測

一致点探索

耐久性→→→
寿命予測→→→

高回転域トライボ
コントロール理論構築

モータ冷却
性能評価

高回転時のギヤの潤滑状態可視化候補 ◆ATF劣化度（基油の粘度・添加剤量・酸化量など）◆コンタミ量観測◆ギヤ疲労度観測（表面粗さ、振動、残留応力、etc）◆画像解析による油流れ観測

50

’26～
EV車量産本格化→→→

高回転化対応
油膜状態把握の周辺物理量計測

高回転時ギヤ油膜状態計測手法の研究

計測原理と

‘25

超高回転環境下でユニット寿命予測に必要な計測技術‘30◆ﾓｰﾀ高回転化◆自動運転/ｶｰｼｪｱﾘﾝｸﾞ

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 計測技術研究委員会【テーマ名】【研究目的】【研究委託先】

ギヤ噛合部の油膜形成と破断を評価する計測手法の開発

横浜国立大学

ギヤ噛合部の潤滑状態を把握するために、油膜の膜厚と破断率を同時に定量化可能な計測手法を開発する。転がり軸受で実績のある電気インピーダンス法をギヤ噛合部に適用し、その有効性を検証する。

【研究内容】

ギヤ噛合部をモデル化した小型卓上試験機（評価試験機）を試作する。
評価試験機に電気インピーダンス法の電気計測系を実装する評価試験機
にて、ギヤ噛合部の交流応答を測定し、二種類の信号（振幅と位相）を得る。得られた二種類の信号から、ギヤ噛合部の油膜に関する二種類の情報（膜厚と破断率）を同時に定量化可能な計測原理を構築する。
2023年度は高回転化に向けた高サンプリングでの計測方法検討，及び他
研究テーマと油膜厚さ・破断率の関係を明確にする取り組みを共同で行う。
【研究成果】【応用領域】

2022年度

2023年度

2024年度・電気インピーダンス法による <計測技術の発展>
・高回転条件での検証
計測原理の構築（低回転条 高回転化対応に向けた高サンプリ 50000rpm超での油膜厚さ，ングでの計測手法構築
破断率の実測，精度検証
件）<計測技術の応用>
油膜形成状態と他分野（音・振動,歯面のテクスチャ,歯面温度等）の関係把握【研究予定期間】

・高回転ギヤ歯面の潤滑評価の実現
・高回転ギヤの効率改善、信頼性向上

22年度～24年度

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【研究委員会/分科会】 計測技術研究委員会【テーマ名】【研究目的】

モータ部品内部の温度分布を非接触で計測できる技術の研究【研究委託先】

未定

・モータに使用される磁石の内部温度計測、界面が存在する連なる磁石温度を計測できる技術を開発する。
・積層鋼板に接触している磁石の温度計測を可能とする。

【研究内容】

超音波の伝播速度を計測し、相関関係のある温度変化をとらえる原理からモータ内部温度を推定する。モータ性能に影響する動作中の磁石温度分布を計測できる技術を開発する。超音波の計測原理は、温度分布を見ようとする場合、材料と構造による熱伝達モデルとセットで温度分布計測が可能となる。さらに、温度分布を補完するため、追加の温度計測も検討し、モータ構造で横展開可能な手法を開発する。

①
磁石単体の表面、透過波
計測

②
界面がある
連続磁石の
透過波計測

【研究成果】【応用領域】

2023年度

2024年度

2025年度・テストピースで界面や焼結、 ・部品の組込み状態での計 ・実機モータへ組込み温度
強磁界による超音波への影 測手法を構築し計測可能
分布計測出来ることを検証
響を検証する
性を検証するする・典型的なロータ構造に超・熱伝達モデルと組み合わせ
音波の計測機材が適用でき て温度分布計測の検証するるか研究する【研究予定期間】

③
積層鋼板に
接触する
磁石の
透過波計測

23年度～25年度

51

・モータの熱設計、冷却性能評価・各種製品や設備等
で時間分解能の高い
温度計測

52

研究Gr._H
合同調査 研究委員会

下河 洋平

研究委員会リーダー（ジヤトコ株式会社）

合同調査
TRAMI
音振動
３重点方針

研究シナリオ_1/2(1)高効率・小型化

Gr 研究シナリオ_1/2
モーター技術(2)高回転化対応
ドライブトレイン技術(3)静粛化対応
音振動低減技術 トップランナーを調査して、それを支える技術解明と蓄積を行う。〔自動車業界＆他業界〕
 解明した技術をTRAMI＆各社で活用し技術力向上と新たな研究テーマ発掘に貢献する。
調査候補策定超高回転化にむけた重要課題(効率・信頼性・静粛性・制御システム etc)
各研究Grと連携し課題抽出→調査対象設定

目指す技術の姿

合同調査研究会

技術の蓄積と活用

データ計測

Data Base

性能分析
技術解明

電動車
高回転化

他業界も視野に入れた調査を実施

技術・データ
蓄積・提供

new
研究テーマ
53

合同調査

研究シナリオ_2/2

 モビリティ～システム調査を行い結果系ではなく要因系の計測/調査を実施【Phase1】
 更に要素技術の深堀り調査/分析を行い基盤技術のストックと課題抽出を実施。【Phase2】
モビリティ

システム

✔ 電費性能✔ 熱性能✔ 静粛性

エネルギーフロー

例：調査フロー〔電動車両〕

動力伝達システム

車両電費調査熱マネージメント

冷却システム
冷媒システム電気システム熱マネジメント調査【Phase1】

音・振動伝達・抑制 システム

【Phase2】

基盤技術
深堀り
分析/調査

取得したデータの分析、考察

ユニット調査車両調査データ

要素調査

システム調査データ

1Dモデル・データ

要素調査

合同調査 研究ロードマップ

 各重要課題に対して目指す技術の獲得に向けて下記の研究を計画～FY22終了 FY23取組テーマ

次ステップ取組 目指す姿(技術）

研究テーマ
重点
方針

主要
性能

重要
課題

アプロー
チ

電費性能

良電費車両 車両情報
技術の調査 調査
車両
調査

高効率
・小型化
モーター技術

‘22

‘23

‘24

‘25

‘30

VW ID3【事前検討】
調査対象検討

静的調査
車両計装〔計測項目〕

システム
調査

車両
性能評価
特性評価
〔効率/熱マネ〕

モデル化

要素
調査

要素
調査

モデル化

超高回転対 全モビリティ
応
高回転化対 熱性能
応
信頼性
ドライブトレイ
ン技術

冷却性能

システム

耐久性

システム

静粛化対応 音振性能
音振動低減
技術

振動伝達

システム

【事前検討】
超回転MOT
課題抽出★各研究会と実施

54

超高回転
技術課題調査〔車両〕

超高回転
技術課題調査〔車両・他業界〕

TRAMI 2023年度研究企画書(1)【テーマ名】【研究目的】【研究委員会/分科会】 合同調査研究委員会【研究委託先】

電費向上技術の調査〔VW ID3〕

未定

電費を良くするためには熱マネジメントが重要である。ID3はCO2冷媒を用いたヒートポンプを採用しており
熱マネシステムに特徴があるため電費性能と熱マネの特性を計測/分析し良電費技術を調査する。

【研究内容】

熱マネジメントに着目し、車両走行時の冷媒-冷却-電気特性を取得し、エネルギ損失調査/分析を行う。
FY22 前半 ：文献調査、車両調査で測定項目の検討
後半 ：機材手配、車両計装、トライアル走行＆データ計測

FY23 ：車両計測を実施
モデル化も実施し電費の良い理由明確化【研究成果】【応用領域】

2023年度

2022年度
1. 車両情報の収集
2. 車両情報の分析
3. 車両調査項目の計測準備（計装仕様書）4. トライアル走行データ
5. 評価モードの検討結果【研究予定期間】

1.各走行状態の計測および解析
2.モデル化➡電費が良い理由を明確化

2022～2023年度 ※深堀り分析によりFY24も継続の可能性有り

55

・熱マネ計測技術※冷媒システム・BEVエネルギ解析
モデル構築
・熱マネ分析手法の構築
・冷却システム技術蓄積※超高回転化に向けて

56

参加制度説明＆研究ニーズ募集ご案内
池田 正

運営委員
（いすゞ自動車株式会社）

自動車用動力伝達技術研究組合

参加制度のご紹介

57

制度のご紹介■TRAMI活動に参加いただける制度について

賛助会員制度★TRAMIの活動にご賛同いただけましたら...

共同研究企業制度★TRAMIのメンバーと共に研究活動を行うことに興味がある～2023/3

共同調査制度★TRAMIと共に駆動系の調査を行うことに興味がある
2023年度から → 共同研究企業制度研究グループH(合同調査)としてスタートします

賛助会員・共同研究企業制度について
賛助会員/共同研究企業ができること
共同研究企業ができること

国内研究機関・大学ができること

国内研究機関
大学

TRAMI組合員
共同研究活動研究シーズを提案

研究受託機関
大学研究室

★賛助会員

共同研究テーマの設定

研究委託を受け研究を実行

受託研究のグループの活動を通じて提供・共有

報告会へ参加・受託研究の報告
受託研究の報告書を作成・
参加研究グループのみで共有

共同研究活動共同研究成果
成果報告会
成果報告書

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研究ニーズの閲覧＆提案★共同研究企業

参加研究グループの研究活動に参加

参加研究の活動を通じて得られる成果の入手
報告会へ参加
報告会資料の入手

参加研究グループの正式な成果報告書の入手

賛助会員制度賛助会員に入会いただけますと以下のことができます
詳細はこちらへ_https://trami.or.jp/supporting_member/■研究ニーズ：提案、集約結果入手

研究領域(分類)

ニーズ名/研究タイトル

具体的な困りごと，または，背景明らかにしたいこと，または研究目的

高回転対応歯型設計技術の探索

電動駆動化で、駆動系の使われ方に変化がある(具体的には高回転、高減速比化)
が、従来の技術で将来的にも問題ないのか、不明。

従来の内燃機関の使用範囲を超えた高回転域(Ex.30000rpm)に対応した高減速比減速機を設計するにあたって、従来の歯型設計とは異なる歯型設計技術を探索する。

技術的な関心事や優先度
ニーズリストが把握出来る
電動化対応

・TRAMIにて行う研究活動について、研究ニーズの提案
・TRAMI組合員および賛助会員の研究ニーズ集約結果の入手■研究成果報告会：参加、事前配布資料入手

電動化対応

超低ノイズ歯型の研究

電動駆動化により暗騒音が小さくなることから、駆動系のNV低減要求は一層厳しく、ギ
歯精度によるギヤノイズ低減の限界の明確化と更なる低減手法の研究
ヤノイズのレベルも更に下げる必要がある。

電動化対応

バックラッシュの低減

電動モータは正負トルクを高応答で切換えることができるが、伝達系のバックラッシュの影
高トルク応答の駆動機に対応した伝達系のバックラッシュの寄与度解析と低減手法
響がダイレクトに生じ、音振性能の成立が厳しい。

電動化対応

新工法歯車の歯型設計技術の探 ギヤ（特に直交ギヤ）は加工や鍛造の製造要件による制約が大きく、諸元設計・歯索面形状設計の自由度が低い。

電動化対応

電動駆動化で、駆動系の音・振動への要求値は、従来のレベルから格段に厳しくなって 減衰項を持つ動力伝達機構の探索(通常のダンパー、ペンデュラム等は古い？不十減衰項を持つ動力伝達機構の探くる。
分？重い？)
索

3Dプリンタ製造法を前提に3次元的な歯型成形が自由に出来ることになった際の理想的な歯型の研究。

報告会等を通じて駆動業界の最新技術を知ることが出来る

・年度末に開催される「研究成果報告会」に参加
・成果報告概要（成果報告会での事前配布資料等）の入手

イベントを通して駆動業界および産学ネットワークが広がる■TRAMIが主催するイベントへの参加

・ユニット分解展示会
・産学連携講座(注.公開イベントになります) 等への参加

ドライブユニット分解展示会(2022/8)

第1回産学連携講座 @同志社大(2022/6)

共同研究企業制度共同研究企業に入会いただけますと、賛助会員のできることに加え、研究活動に参加できます
詳細はこちらへ https://trami.or.jp/joint_research_partner/■共同研究企業制度概要

産学の業界代表者との参画単位 ：設定する研究グループごとの参画
技術ネットワークが広がる
研究の主体：大学(大学に研究委託をして実施する)
権利と役割：参加研究に関しては規約・規程に基づいて基本的に組合員同等の権利と役割を有する(研究会の運営に関する議論は組合員のみ参加としています)■実際の研究活動に参画

年度に複数回実施される研究会等に参加し、研究の進捗・課題・方針等について議論する
研究テーマの議論に加えて話題提供等による情報共有を実施
自社開発における
リーダー人財の育成ができる■参加研究グループの成果の入手

具体的な研究成果を自社の開発に直接役立てられる研究に実際に参画することでのみ得られる詳細な情報
4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

研究進捗報告会

1月

2月

3月
研究進捗報告会

研究会
注).実施回数・時期・場所は研究グループごとに異なります59

2023年度 研究グループ★2023年度から、2グループ加わり、7グループ体制にてスタートします
研究会

2022年度 研究テーマ

委託先予定（FY23新規）高速歯車におけるトライボフィルム及び表面テクスチャの摩擦特性解析
超高回転化における摺動部発熱および潤滑油量に着目したトライボ基礎研究（FY23新規）高回転環境における有効な潤滑供給に関する研究
高速回転･高PVギヤのかみ合い摩擦・スカッフィング摩耗に関する研究
機械伝達分科会
超高回転ギヤにおける既存設計技術の適用可否検証および課題検討（FY23新規）トラクション伝達による高減速比機構に関する研究
摩擦伝達分科会
電動化に適した動力伝達機構の検討
高速回転環境での潤滑油流れの解明
飛沫を伴う攪拌流れのニ相流研究
流体摩擦・熱研究委員会 高回転環境で適用可能な気液ニ相流モデル化手法の研究（FY23新規）潤滑油飛沫の研究（FY23新規）超高回転領域までの流体挙動の研究
電磁弁における動的挙動の研究
流体制御研究委員会
オイルポンプの騒音に及ぼす気泡混入影響の解明
マイクロバブル混入による冷却性能とせん断抵抗の最適化の研究
油冷モータ駆動時における気液二相流体の流れ場の研究
超高回転モータGAP部のロータ風損および放熱メカニズムの解明
電動化研究委員会
モータ起振力同定、及び計測精度向上の研究（FY23新規）モータの超高回転化における課題と対策案の研究 8件企画中
電動モータ振動伝達特性予測：ステータ
電動車 快音化指針の構築
音振動研究委員会
ラトルノイズ：ギヤ・スプラインん衝突加振力予測（FY23新規）回転アンバランス加振力予測（FY23新規）ギヤ噛合部の油膜形成と破断を評価する計測手法の開発
計測技術研究委員会 New（FY23新規）モータ部品内部の温度分布を非接触で計測できる技術の研究

東京理科大
九州工業大
東海大
鳥取大
未定
東海大

合同調査

（TRAMI実施）

機械摩擦・熱研究委員会

New （FY23新規）電費向上技術の調査

研究
Gr

A

千葉工大
大阪大
数値流体力学コンサルティング
京都工芸繊維大学
未定
横浜国立大
横浜国立大
神戸大
筑波大
大阪公大
横浜国立大
東京理科大/名工大/横国大他
岐阜大/豊橋技科大/明治大
中央大
愛知工大/島根大/東工大
未定
横浜国立大
未定

Ｃ
Ｄ
Ｅ
F
G
H

賛助会員/共同研究企業へのお申込みについて<賛助会員制度>※

入会資格 ：日本国内に製造又は研究開発拠点を有し、自動車又は自動車に関連する部品、材料、サービスなどの提供を行う法人
年会費：中小企業(資本金3億円未満) 50万円 (不課税)
大企業(資本金3億円以上) 150万円 (不課税)申込方法：TRAMI HPよりお申込み下さい ⇨ https://trami.or.jp/supporting_member/<共同研究企業制度>
入会資格 ：日本国内に製造又は研究開発拠点を有し、自動車又は自動車に関連する部品、材料、サービスなどの提供を行う法人
年会費 ：中小企業(資本金3億円未満) 1研究グループ目 70万円
大企業(資本金3億円以上) 1研究グループ目 200万円

２研究グループ目以降 30万円/件 (税抜き)
２研究グループ目以降 100万円/件 (税抜き)

申込方法：TRAMI HPよりお申込み下さい ⇨ https://trami.or.jp/joint_research_partner/(大企業のケース)賛助会員（共同研究参画なし）

共同研究参画時実質追加負担

共同研究企業（1グループ参画）
共同研究企業（2グループ参画）
会費（万円）

0

50

100

60

150

200

250

300

350

自動車用動力伝達技術研究組合

研究ニーズ募集のご案内

研究ニーズ募集のご案内
今後のTRAMI研究テーマ企画に反映すべく、賛助会員様から研究ニー
企業の研究ニーズについてズを募集いたします（研究ニーズの提案と全体閲覧は会員権利）
研究ニーズ募集シート
関連項目
電
動

(例)

(例)

高
回
転

✔

音
振
動

✔

✔

そ
の
他

研究ニーズ名（調査ニーズ含む）

明らかにしたいこと、期待するアウトプット（補足）具体的な困りごと、提案の背景

モータを含めたパワエレシステムは、今後、更なるモータ・インバータシステムにおける電 電磁ノイズを開発初期段階で高精度に感 小型化・高周波化・高密度化（パッケージ）が磁ノイズ予測手法の研究
度予測することができるモデルが欲しい
進む．これに伴い、漏洩磁界・電界による電子機器の誤作動・故障のリスクが高まる
超高回転化では潤滑環境が変化すると思われ超高回転化によるギヤ歯面強度影 超高回転化に伴い、ギヤの設計時に考慮るが、従来のギヤ設計手法に対して、どのようか
響の研究すべきパラメータや感度を知りたい
考慮が必要かが分かっていない

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研究ニーズ募集のご案内
募集要領 企業の研究ニーズについて
 会員代表者様に募集シートを電子メール配信させていただきます 記載いただき、TRAMI事務局までメール返信ください
募集期間：1/16～2/27（予定） 提案数に制限はありません．
👉👉👉👉TRAMIへの研究提案が可能
👉👉👉👉 TRAMI組合員11社のニーズを含めて全体整理したうえで、会員様に共有いたします（提案会社名は共有しません）
👉👉👉👉業界のニーズトレンドの把握が可能
👉👉👉👉

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TRAMIから、イベント開催のお知らせ「第2回 産×学連携講座」のご案内
ー産と学の双方向から、技術研究の未来を考えるー【日時】 2022年12月16日（金）12:45～17:00 [会場]、12:45～15:00 [オンライン]【場所】 東京理科大学 葛飾キャンパス 図書館 大ホール

オンライン：Zoom Webinar による会場からのライブ配信【費用】 無料（事前登録制）【内容】

第１部 13:00～15:00 リアル＋オンライン開催■産から学へ・ CAE業務における「基礎学問を学び続ける事」の重要性～エンジニア人生を充実させるためのアドバイス～ ・・・マツダ（株）・ CTスキャンを活用した駆動ユニット内部オイル流れの可視化と粒子法への反映・・・トヨタ自動車（株）■学からみなさんへ
・ 新型コロナウィルス感染拡大シミュレーション ～AIの新分野への導入を成功させるには～ ・・・名古屋工業大学 平田晃正 教授
第２部 15:00～17:00 リアル開催
駆動系技術展示、カットモデルを囲んでの技術交流会を計画しております

詳しくは ➡ https://trami.or.jp/event_info/1047/

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自動車用動力伝達技術研究組合
Transmission Research Association for Mobility Innovation
TRAMI（トラミ）〒105-0022
東京都港区海岸 1 丁目 9-11 マリンクスタワー8F℡03-5843-8639