2026/03/20 更新

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キヨタ キョウヘイ
清田 恭平
KIYOTA KYOHEI
所属
工学院 准教授
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 博士(工学) ( 東京工業大学 )

研究キーワード

  • 電気機器

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電力工学

経歴

  • 東京科学大学   工学院   准教授

    2024年10月 - 現在

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  • 東京工業大学   工学院   准教授

    2020年4月 - 2024年9月

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    国名:日本国

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  • 富山大学   工学部 工学科   助教

    2018年4月 - 2020年3月

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  • 富山大学   大学院理工学研究部 環境・エネルギー学域 エネルギー学系   助教

    2017年4月 - 2020年3月

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  • 富山大学   工学部 電気電子システム工学科   助教

    2017年4月 - 2018年3月

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  • 富山大学   大学院理工学研究部 環境・エネルギー学域 エネルギー学系   特命助教

    2016年11月 - 2017年3月

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  • 富山大学   工学部 電気電子システム工学科   特命助教

    2016年11月 - 2017年3月

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所属学協会

委員歴

  • 電気学会   論文委員会(D3グループ) 幹事  

    2025年4月 - 現在   

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  • 電気学会   IPEC2026論文委員会 委員  

    2024年11月 - 2027年3月   

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  • IEEE   Tokyo/Japan Joint Sections Industry Applications Society Chapter Secretary & Treasurer  

    2024年1月 - 2025年12月   

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  • 電気学会   ICEMS2024実行委員会 委員  

    2023年11月 - 2025年3月   

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  • 電気学会   回転機技術委員会 幹事  

    2023年4月 - 現在   

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  • 電気学会   2023年電気学会産業応用部門大会論文委員会 委員  

    2023年4月 - 2023年12月   

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  • 電気学会   持続可能な社会に向けた用途指向形次世代モータの技術動向調査専門委員会 委員長  

    2022年12月 - 2024年10月   

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  • 電気学会   回転機技術委員会 2号委員  

    2022年12月 - 2024年10月   

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  • 電気学会   2022年電気学会産業応用部門大会論文委員会 委員  

    2022年4月 - 2022年12月   

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  • 電気学会   IPEC2022論文委員会 委員  

    2020年12月 - 2023年3月   

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  • 電気学会   論文委員会(D3グループ) 委員  

    2020年4月 - 2025年3月   

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  • 電気学会   回転機技術委員会 幹事補佐  

    2020年4月 - 2023年3月   

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  • 電気学会   用途指向形次世代モータの高性能化技術動向調査専門委員会 委員  

    2019年10月 - 2021年9月   

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  • 電気学会   用途指向形次世代モータの技術動向調査専門委員会 委員  

    2017年4月 - 2019年3月   

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  • 自動車技術会   モータ技術部門委員会委員  

    2016年11月 - 現在   

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  • 自動車技術会   モータ技術部門委員会オブザーバー  

    2016年4月 - 2016年11月   

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論文

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書籍等出版物

  • 電気学会技術報告第1564号 用途指向形次世代モータの高性能化技術動向

    清田恭平, 他( 担当: 共著 範囲: 第2章 高速化による小型・軽量・高効率化に関する最新技術動向)

    一般社団法人電気学会  2023年12月 

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  • EV用モータの資源対策

    清田恭平( 担当: 共著 範囲: 第3節 リラクタンスモータ(SynRM,SRM))

    S&T出版(株)  2023年11月  ( ISBN:9784911146019

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    記述言語:日本語  

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  • Compendium on electromagnetic analysis : from electrostatics to photonics : fundamentals and applications for physicists and engineers

    Akira Chiba, Kyohei Kiyota( 担当: 共著 範囲: Switched Reluctance Machines for Automotive Application)

    World Scientific  2020年8月 

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MISC

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講演・口頭発表等

  • 用途指向形モータの高効率化・省資源化を支える要素技術 招待

    清田恭平

    電気学会 マグネティックス研究会  2024年12月 

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    開催年月日: 2024年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 永久磁石フリーなリラクタンスモータをより高効率にする技術

    清田恭平

    科学技術振興機構 新技術説明会  2019年10月 

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    開催年月日: 2019年10月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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産業財産権

  • 磁気軸受システム、圧縮機、及び冷凍装置

    桜木 拓也, 入野 裕介, 戸成 辰也, 田上 剣汰, 付 裕, 千葉 明, 藤井 勇介, 清田 恭平, 野口 孝浩

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    出願人:ダイキン工業株式会社, 国立大学法人東京科学大学

    出願番号:特願2023-183995  出願日:2023年10月

    公開番号:特開2024-122848  公開日:2024年9月

    特許番号/登録番号:特許第7599663号  登録日:2024年12月 

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  • 磁気軸受システム、圧縮機、及び冷凍装置

    桜木 拓也, 入野 裕介, 戸成 辰也, 田上 剣汰, 付 裕, 千葉 明, 藤井 勇介, 清田 恭平, 野口 孝浩

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    出願人:ダイキン工業株式会社, 国立大学法人東京工業大学

    出願番号:特願2023-183995  出願日:2023年10月

    公開番号:特開2024-122848  公開日:2024年9月

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  • 三相リラクタンスモータの制御方法及び三相リラクタンスモータ制御装置

    清田 恭平

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    出願人:国立大学法人富山大学

    出願番号:特願2019-130193  出願日:2019年7月

    公開番号:特開2021-016262  公開日:2021年2月

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  • スイッチトリラクタンスモータの制御方法及びスイッチトリラクタンスモータ制御装置

    清田 恭平, 地崎 潤

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    出願人:国立大学法人富山大学, 株式会社不二越

    出願番号:特願2019-009353  出願日:2019年1月

    公開番号:特開2020-120485  公開日:2020年8月

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  • リラクタンスモータのロータ構造

    上村 雅英, 荒川 一哉, 吉末 監介, 千葉 明, 清田 恭平

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    出願人:トヨタ自動車株式会社, 国立大学法人東京工業大学

    出願番号:特願2015-201553  出願日:2015年10月

    公開番号:特開2017-073953  公開日:2017年4月

    特許番号/登録番号:特許第6631875号  登録日:2019年12月 

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  • リラクタンスモータのロータ構造

    上村 雅英, 荒川 一哉, 吉末 監介, 千葉 明, 清田 恭平

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    出願人:トヨタ自動車株式会社, 国立大学法人東京工業大学

    出願番号:特願2015-201553  出願日:2015年10月

    公開番号:特開2017-073953  公開日:2017年4月

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  • リラクタンスモータ

    千葉明, 清田恭平, 柿島岳夫, 吉末 監介, 荒川 一哉, 出口 順一

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    出願人:トヨタ自動車株式会社, 国立大学法人東京工業大学

    出願番号:特願2014-204145  出願日:2014年10月

    公開番号:特開2016-077029  公開日:2016年5月

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受賞

  • 2024 First Paper Prize of IEEE Open Journal of Industry Applications

    2024年10月   IEEE   Vibration and Acoustic Noise Reduction in Switched Reluctance Motor by Selective Radial Force Harmonics Reduction

    Candra Adi Wiguna, Yifei Cai, LIM Li Sing Sarah Lilian, Jihad Furqani, Yusuke Fujii, Kyohei Kiyota, Akira Chiba

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  • 平成28年電気学会 産業応用部門 優秀論文発表賞 部門優秀論文発表賞

    2017年8月   電気学会   磁化特性を使用したSRMの外径・軸長比の簡易検討法

    清田恭平

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

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  • IEEE Power and Energy Society, Electric Machinery Committee (EMC) Best Paper Award (third place)

    2016年7月   IEEE  

    A. Chiba, K. Kiyota, N. Hoshi, M. Takemoto, S. Ogasawara

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    受賞区分:学会誌・学術雑誌による顕彰  受賞国:アメリカ合衆国

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  • IEEE ECCE2014 Student Oral Presentation Award

    2014年9月   IEEE  

    Kyohei Kiyota

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:アメリカ合衆国

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  • 電気学会 平成25年電気学会研究会部門優秀論文発表賞

    2014年3月   電気学会  

    清田恭平

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

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  • 電気学会産業応用部門大会 ヤングエンジニアポスターコンペティション(YPC)優秀発表賞

    2013年8月   電気学会  

    清田恭平

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 非接触磁気支持ベアリングレスモータへの受動支持適用の拡大に関する研究

    研究課題/領域番号:25K01212  2025年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    千葉 明, 清田 恭平, 藤井 勇介

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    配分額:18590000円 ( 直接経費:14300000円 、 間接経費:4290000円 )

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  • 1軸制御型アキシャルギャップリラクタンスベアリングレスモータの高出力化

    2022年10月 - 2025年9月

    公益財団法人永守財団  研究助成 

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  • モータ種別を自在に切り替えらえるリラクタンス応用モータの開拓

    研究課題/領域番号:20H02128  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    清田 恭平

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    配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )

    本研究では,リラクタンス応用モータにおいて,モータの機械的構造を変えることなく,様々なモータ特性を変幻自在に実現できるモータ種別切り替えモータを提案とその基礎技術を確立する。本研究では主要な課題が3点ある。すなわち,(a)モータ種別変更時にどこまでモータ特性が変化するのか,(b)モータ種別を変更する回路の簡易化,(c)モータ種別を切り替える前提での最適な鉄心形状の探索,である。本年度は,(b)と(c)について研究を進めた。
    (b)について,モータ巻線をスター結線に変更することにより,巻線一相あたりのスイッチング素子数を2個に半減させつつ,スイッチトリラクタンスモータとシンクロナスリラクタンスモータの両方の動作モードを実現可能な回路の検討を行った。すなわち,巻線の片側の端子をすべての相で共通とし,巻線の巻線数を従来の半分とすることにより,従来と同様の性能を実現可能であることを明らかにした。
    (c)について,昨年度検討を行っていた,シンクロナスリラクタンスモータモードにおける鉄損を低減可能な回転子形状について,スイッチトリラクタンスモータモードにおける鉄損の低減効果について確認した。その結果,同形状はスイッチトリラクタンスモータモードにおいても鉄損低減効果があることを明らかにした。
    また,(a)についても検討を行った。具体的には,スイッチトリラクタンスモータモードにおけるベクトル制御方法についての検討を行った。本モードおけるベクトル制御では座標変換を行うが,その結果他のモータに存在しない回転子角度に依存する干渉項が存在し,定常時の電流制御に課題があった。そこで制御時に内部モデル原理を利用することにより干渉項の影響を低減可能とし安定した電流制御が可能であることを明らかにした。
    なお,今後実機試験の実施をより円滑に行うために,富山大学に設置されていた実験装置一式を本学に移設した。

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  • ベアリングレスモータにおけるアーンショウの定理の限界の探索

    研究課題/領域番号:19H00759  2019年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    千葉 明, 鈴木 晴彦, 朝間 淳一, 土方 規実雄, 杉元 紘也, 大路 貴久, 清田 恭平

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    配分額:45630000円 ( 直接経費:35100000円 、 間接経費:10530000円 )

    1990年代初頭に、申請者は磁気浮上するモータベアリングレスモータの統一理論を世界に先駆けて発表した。さらに、一軸だけを能動的に制御する新しいベアリングレスモータの基本的な学術概念シングルドライブベアリングレスモータを提案したが、トルクの向上、回転速度の向上などの問題があった。また、アーンショウの定理によると少なくとも1軸は能動制御しなければならない。1軸能動制御の問題を解決し、さらに、その先にある1軸未満の磁気浮上の方式を明らかにした。

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  • 同一のモータで種別の切替えが可能な自動車駆動用高効率リラクタンスモータの開発

    研究課題/領域番号:18K13742  2018年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    清田 恭平

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    本研究では、巻線を切り替えることで、極数ではなくモータの種類そのものを変更することにより、より高出力かつ高効率な自動車駆動用リラクタンスモータの実現を目指す。
    本年度は、既存の実機モデルを利用した、解析による原理検証を実施した。これまでの研究において使用してきた、既に永久磁石モータと同等またはそれ以上のトルク密度・出力密度・効率を有するスイッチトリラクタンスモータのモデルを使用して、モータ種別を変更することによる効率向上幅の検討を、有限要素法解析により実施した。これにより、損失のうち鉄損の割合が大きい、高速かつ低出力の領域において最大15%の損失を低減可能であることを明らかにした。また、
    同時に、モータ種別の切り替えを電気的に実施可能な回路構成について検討を行った。各相の巻き線を半分に分け、それぞれにフルブリッジインバータを接続した構成とすることにより、電気的な巻線切り替えが可能であることを明らかにした。この回路構成を用いて、巻き線切り替え時の過渡応答について解析を行った。解析により、スイッチトリラクタンスモータモードからシンクロナスリラクタンスモータモード、およびシンクロナスリラクタンスモータモードからスイッチトリラクタンスモータモードへの切り替えは、それぞれ電流一周期前後で切り替え可能であることが明らかになった。
    また、巻線が集中巻であるため、スロット高調波による鉄損が発生すると見込まれていた。このため、シンクロナスリラクタンスモータモードにおいて、高調波による鉄損を抑制可能な回転子形状の検討を行い、鉄損を50%以上低減可能であることを明らかにした。

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  • 一軸制御ベアリングレスモータの高度化に関する研究

    研究課題/領域番号:16H02324  2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    千葉 明, 清田 恭平, 朝間 淳一, 土方 規実雄, 竹本 真紹, 杉元 紘也

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    配分額:44330000円 ( 直接経費:34100000円 、 間接経費:10230000円 )

    平成元年に研究代表者が提案したベアリングレスモータの基本概念は、二十数年を経て、世界各国に浸透し、MIT, ETHなどの工学系トップ大学を含めて世界各地の大学、研究機関で研究が行われている状況にある。研究代表者は、諸外国の研究機関に先駆けた研究を行ってきたが、特に、欧州では多額の研究費を得て研究を行っており、我が国の優位性を確保するのは容易でない状況にあった。
    <BR>
    このような状況下で、今後1軸だけを能動的に制御するベアリングレスモータの高剛性化、高出力化、共振回避などが重要テーマと位置づけ研究を行った。研究協力者、共同研究者と有機的に連携し、先駆的な研究を行うことができた。

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  • ハイブリッド自動車用スイッチドリラクタンス機の振動騒音の低減

    研究課題/領域番号:15K13920  2015年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    千葉 明, 清田 恭平, 杉元 紘也

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    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

    スイッチドリラクタンスモータの騒音の低減は数十年来研究されているが、効果が限定的な手法ばかりである。このような状況下で、3年前、我々は世界に先駆けてスイッチドリラクタンスモータの騒音低減方法を発見した。その方法は隣り合う3相の固定子歯にかかる力の和をフラットにする方法である。発想は単純であり、歯の根元が強固であれば振動騒音は低下する。
    従来の方法を適用するとともに、従来、0から3次までで電流指令値を生成していたが、4次とその位相を取り入れることにより、騒音の低減とともに、電流実効値を低減し、効率を向上する方法を明らかにした。新しい電流波形を提案した。

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  • 脱レアアースモータに関する研究

    研究課題/領域番号:13J07314  2013年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    清田 恭平

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    配分額:3300000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:300000円 )

    本年度は,昨年度検討を行った、風損および風切り音防止を目標とした円筒型回転子の、効率及び機械強度の改良について検討を行った。
    はじめに,低速領域における円筒型回転子のトルク向上を目指して、オフセット幅の検討を行った。当初リブ部へのオフセットの導入はリブ部変位の抑制のために実施していたが、同時に非対向位置のインダクタンスを減少させ、トルクへの影響を抑える効果も考えられる。解析の結果、オフセット幅を大きくしても最大トルクがあまり向上しないことを明らかにした。一方、オフセット幅を広げることによりリブ部の半径が小さくなり、副次的にリブ部への応力低減が可能であることが明らかになった。ただし、オフセットにより回転子表面が円筒型ではなくなるため、オフセット部による風損が増加することも明らかになった。この増加幅は特に高速領域で大きくなる。
    次に、回転子にリブを有する円筒型SRMの強度向上の検討を行った。
    従来形状では降伏点が高い電磁鋼板を使用することを前提として設計を行っていた。しかし、一般的な電磁鋼板は降伏点が低いため、最大トルクを減少させることなく遠心力による最大応力を下げる必要がある。そこで、リブ中央部からリブ付け根にかけてテーパを設けることにより最大応力が25%低減した。また、リブ付け根部にフラックスギャップを設けることによる最大トルクを若干向上可能であることが明らかになった。
    一方で,本年度が最終年度のため,これまでの研究成果の発表を各種学会で行った。

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担当経験のある科目(授業)

  • エネルギーデバイス論第一

    2025年4月 - 現在 機関名:東京科学大学

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  • 制御工学

    2023年12月 - 現在 機関名:東京科学大学

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  • 磁気浮上と磁気支持工学

    2023年10月 - 現在 機関名:東京科学大学

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  • エネルギー学理実践研究B

    2022年10月 - 2023年2月 機関名:東京科学大学

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  • エネルギー学理実践研究A

    2022年10月 - 2023年2月 機関名:東京科学大学

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  • エネルギーイノベーション協創プロジェクト

    2022年10月 - 2023年2月 機関名:東京科学大学

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  • 電気機器工学

    2020年12月 - 現在 機関名:東京科学大学

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  • 電気法規および施設管理

    2020年12月 - 2023年2月 機関名:東京科学大学

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  • 電力工学実験B

    2020年6月 - 現在 機関名:東京科学大学

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  • 電力工学実験A

    2020年4月 - 現在 機関名:東京科学大学

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  • 次世代スーパーエンジニア養成コース「電機システム工学特論」

    2019年6月 - 現在 機関名:富山大学

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  • 電気回路演習1

    2017年4月 - 2019年8月 機関名:富山大学

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社会貢献活動

  • 高速化による小型・軽量・高効率化に関する最新技術動向

    役割:講師

    電気学会  産業応用フォーラム 「用途指向形次世代モータの高性能化技術動向」  2024年3月

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    種別:セミナー・ワークショップ

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