防衛省は、力仕事の負担を軽減する「パワードスーツ」や遠隔操作式の小型偵察機といったロボット技術の研究開発を進める。作戦の一部を人からロボットに置き換える「省人化」の一環。急速な少子高齢化や人口減少に伴う自衛隊員の不足に対応するのが狙いで、沖縄県・尖閣諸島などの島しょ防衛や大規模災害時の活用を見込む。

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https://nordot-res.cloudinary.com/t_size_l/ch/images/451290932908672097/origin_1.jpg

https://this.kiji.is/451286527073993825

ガソリンエンジンやディーゼルエンジンにまず間違いなく装備されている吸排気バルブを電気モーターの力だけで動かす「インテリジェント・バルブ・アクチュエーション(Intelligent Valve Actuation：IVA)」システムが、イギリスのエンジニアリング企業「Camcon Automotive」によって開発されました。従来のエンジンではクランクシャフトの回転を取り出してバルブを駆動していましたが、IVAでは金属バネすら用いずに電気モーターの回転を制御することで自由に操れるようになっています。

World's first fully digital valves open up engine possibilities
https://newatlas.com/camcon-digital-iva-valve-system/55827/

IVAは、Camcon Automotiveが「既存のエンジンと完全に互換性がある装置」を念頭に開発を進めてきたもの。以下の写真はエンジン全体ではなく、カム機構がまとめられた「シリンダーヘッド」にあたる部分のものです。

吸気側のバルブだけをコントロールするための装置で、通常のシリンダーヘッドであれば長手方向に1本または2本の「カムシャフト」が貫通してバルブを駆動するようになっていますが、このIVAのシリンダーヘッドにはそのような機構はなく、かわりに8つの回転部が内蔵されています。


横から見ると、向かって右側に電気モーターが取り付けられていることがわかります。電気モーターには制御用の電気ケーブルが取り付けられ、電装系を収めたシリンダーヘッド上部のケースに接続されています。


以下のムービーでは、IVAがどのような仕組みで動くのかを少しだけ垣間見ることが可能です。

Intelligent Valve Actuation - Petrol engine, diesel efficiency - YouTube


Camcon Automotiveのコマーシャル･ディレクターを務めるマーク･ゴスティック氏。「IVAは、従来のカムシャフトを取り去ってデジタル制御による自由度の高いバルブコントロールを可能にするものです。内燃機関に残されているアナログな仕組み『吸気』をデジタル化します」と述べています。


https://i.gzn.jp/img/2018/08/13/intelligent-valve-actuation/00_m.jpg

■動画
Intelligent Valve Actuation - Petrol engine, diesel efficiency https://youtu.be/XdEhg9JDuEw



https://gigazine.net/news/20180813-intelligent-valve-actuation/

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4代目プリウスで使われるモーター
　トヨタ自動車は2月20日、電動車に使われる高出力モーターなど、さまざまなモーターに使用されるネオジム磁石において、レアアース（希土類元素）であるネオジムの使用量を削減したうえで高温環境でも使用可能な性能を確保したという、世界初の新型磁石「省ネオジム耐熱磁石」を開発したと発表した。
この新型磁石を用いた電動パワーステアリングなどのモーターでは2020年代前半での実用化を、さらに電動車の駆動用モーターでは今後10年内での実用化を目指して開発に取り組んでいくという。


「省ネオジム耐熱磁石」について
　自動車用モーターなどに採用される磁石は、高温でも磁力を高く保つことが重要になる。
そのため磁石で使用する元素のうち、レアアースが約30％用いられているという。
強力なネオジム磁石を自動車用途など高温で使用するには、テルビウム（Tb）やディスプロシウム（Dy）を添加することにより、高温でも保磁力（磁力を保つ力）が高くなるようにしている。

　しかし、テルビウムやディスプロシウムは希少かつ高価であり、地政学的なリスクの高い金属であるため、これらを使わない磁石の開発が多く取り組まれている。
一方、レアアースの中で比較的産出量が多いとされるネオジムは、今後のHV（ハイブリッド車）、EV（電気自動車）などの電動車の普及を想定すると不足することが懸念されているにもかかわらず、その取り組みが少ないのが現状という。

　そこで同社では、この課題を克服するためにテルビウムやディスプロシウムを使わないだけでなく、ネオジムの代わりに豊富で安価なレアアースであるランタン（La）とセリウム（Ce）を使うことでネオジムの使用量を削減しながら高い耐熱性を維持し、磁力の低下を最小限にできる技術の開発に取り組んできたという。

　今回発表された新開発の磁石は、高耐熱ネオジム磁石に必要なレアアースの中でも希少なレアメタル（希少金属）に分類されるテルビウムやディスプロシウムを使わないだけでなく、ネオジムの一部をレアアースの中でも安価で豊富なランタンとセリウムに置き換えることでネオジム使用量を削減したもの。

　しかし、ネオジムは強力な磁力と耐熱性を保持する上で大きな役割を占めており、単にネオジム使用量を削減してランタンとセリウムに置き換えただけでは、モーターの性能低下につながってしまうという。そこでランタンとセリウムに置き換えても、磁力・耐熱性の悪化を抑制できる「磁石を構成する粒の微細化」「粒の表面を高特性にした二層構造化」
「ランタンとセリウムの特定の配合比」という3つの新技術の採用により、ネオジムを最大50％削減しても従来のネオジム磁石と同等レベルの耐熱性能を持つ磁石を開発。


「磁石を構成する粒の微細化」について。磁石を構成する粒を、従来のネオジム磁石の10分の1以下にまで微細し、粒と粒の間の仕切りの面積を大きくすることで保磁力を高温でも高く保つことができるようになった

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画像：4代目プリウスで使われるモーター
https://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/1107/414/007_l.jpg

図：「省ネオジム耐熱磁石」について
https://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/1107/414/006_s.jpg

図：ネオジム磁石におけるレアアース使用状況
https://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/1107/414/001_l.jpg
https://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/1107/414/003_s.jpg

Car Watch
https://car.watch.impress.co.jp/docs/news/1107414.html

パナソニックはロボットのサーボモーターに非接触で電力や制御信号を送れるユニットを開発した。
関節部のケーブルが不要になる。ケーブルのねじれによる断線リスクや可動域の制約がなくなり、無限回転も可能になる。
２０１９年にも産業用ロボットメーカーなどにサンプル出荷を始める。

構成は送電ユニットと受電ユニットのセット。磁界結合方式を採用した。
一つのユニットの大きさは直径１１０ミリメートル、厚さが２３ミリメートル。重さは両ユニット合わせて約８００グラム。

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日刊工業新聞 電子版
https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00451946