(57)【要約】【課題】  駆動に必要なトルクを得ながら、機械損失とエネルギー損失の両方を低減して、バッテリによる走行距離を長くできる鞍乗型電動車両に好適な駆動機構を提供すること。【解決手段】  駆動機構は車輪と制御装置とを備え、車輪は、リム部と、ハブ部と、スポーク部と、前記ハブ部のスポーク接続部より内側で前記車輪の回転軸線の周囲に設けられた固定子コア及びコイルと、前記固定子コアよりも外側において、且つ前記車輪の周方向に沿って間隔を空けて設けられた複数のフェライト磁石と、前記車輪の周方向に隣り合う前記フェライト磁石の前記間隔に位置し、複数のフェライト磁石とともに回転する複数の補助ヨーク部と、補助ヨーク部よりも外側に設けられたバックヨーク部とを備え、前記制御装置は、前記コイルに供給される電流の位相が、前記フェライト磁石により前記コイルに生じる誘起電圧の位相に対して進角するように、前記コイルに対して電流を供給する。【選択図】図６
2014240267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記駆動機構は、車輪と、前記車輪を駆動するための制御装置とを備え、
前記車輪は、
タイヤを支持するリム部と、
前記車輪の径方向における前記リム部よりも内側に設けられ、前記車輪の回転軸線を中心として回転するハブ部と、
前記リム部を前記ハブ部に接続するスポーク部と、
前記スポーク部が接続される前記ハブ部のスポーク接続部より前記車輪の径方向における内側で、前記車輪の回転軸線の周囲に設けられた固定子コア及びコイルと、
前記車輪の径方向における前記ハブ部のスポーク接続部よりも内側且つ前記固定子コアよりも外側において、前記固定子コアと対向し、且つ前記車輪の周方向に沿って間隔を空けて設けられ、前記車輪の回転軸線を中心として、前記ハブ部、前記スポーク部及び前記リム部とともに回転する複数のフェライト磁石と、
前記車輪の径方向における前記フェライト磁石の外周面よりも内側且つ前記固定子コアよりも外側において、前記車輪の周方向に隣り合う前記フェライト磁石の前記間隔に位置し、前記固定子コアと対向し、前記車輪の回転軸線を中心として、前記ハブ部、前記スポーク部、前記リム部及び前記複数のフェライト磁石とともに回転する複数の補助ヨーク部と、
前記車輪の径方向における前記ハブ部のスポーク接続部よりも内側且つ前記複数のフェライト磁石及び前記複数の補助ヨーク部よりも外側に設けられ、前記複数のフェライト磁石及び前記複数の補助ヨーク部を支持するバックヨーク部と、
を備え、
前記制御装置は、前記車輪の径方向において前記フェライト磁石よりも内側に位置する前記コイルに供給される電流の位相が、前記コイルよりも外側において前記バックヨーク部及び前記補助ヨーク部とともに回転する前記フェライト磁石により前記コイルに生じる誘起電圧の位相に対して進角するように、前記コイルに対して電流を供給する。
【請求項２】
請求項１に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記車輪は、前記車輪の径方向における前記コイルよりも外側において前記バックヨーク部及び前記補助ヨーク部とともに回転する前記フェライト磁石の位相を検出するためのセンサを備え、
前記センサは、前記センサにより検出される前記フェライト磁石の位相が、前記フェライト磁石により前記コイルに生じる誘起電圧の位相に対して進角する位置に、設けられている。
【請求項３】
請求項１に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記車輪は、前記車輪の径方向における前記コイルよりも外側において前記バックヨーク部及び前記補助ヨーク部とともに回転する前記フェライト磁石の位相を検出するためのセンサを備え、
前記制御装置は、前記車輪の径方向において前記フェライト磁石よりも内側に位置する前記コイルに供給される電流の位相が、前記センサにより検出される前記フェライト磁石の位相に対して進角するように、前記コイルに対して電流を供給する。
【請求項４】
請求項３に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記制御装置は、前記車輪の径方向において前記フェライト磁石よりも内側に位置する前記コイルに供給される電流の位相が前記センサにより検出される前記フェライト磁石の位相に対して進角する量が変化するように、前記コイルに対して電流を供給する。
【請求項５】
請求項４に記載の鞍乗型電動車両の駆動機構であって、
前記制御装置は、前記車輪の径方向において前記フェライト磁石よりも内側に位置する前記コイルに供給される電流の位相が前記センサにより検出される前記フェライト磁石の位相に対して進角する量が、前記車輪の回転数又は前記鞍乗型電動車両の速度に応じて変化するように、前記コイルに対して電流を供給する。
【請求項６】
請求項３に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記制御装置は、前記車輪の径方向において前記フェライト磁石よりも内側に位置する前記コイルに供給される電流の位相が前記センサにより検出される前記フェライト磁石の位相に対して進角する量を変化させずに、前記コイルに対して電流を供給する。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記車輪の回転方向における前記間隔の前半分に位置する前記補助ヨーク部の体積は、前記間隔の後半分に位置する前記補助ヨーク部の体積よりも大きい。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記回転軸線を中心として回転する前記複数のフェライト磁石、前記複数の補助ヨーク部及び前記バックヨーク部の突極比が２以上である。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記フェライト磁石は、Ｓ極及びＮ極が前記車輪の径方向に並ぶように配置されており、
前記車輪の径方向において、前記補助ヨーク部の最内端は、前記フェライト磁石の外周側の磁極面よりも内側に位置している。
【請求項１０】
請求項９に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記補助ヨーク部の最内端の少なくとも一部は、前記車輪の径方向において、前記フェライト磁石の外周側の磁極面と内周側の磁極面との間の中心位置よりも内側に位置している。
【請求項１１】
請求項１０に記載の鞍乗型電動車両の駆動機構であって、
前記車輪の径方向において、前記補助ヨーク部の最内端の面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分は、前記フェライト磁石の外周側の磁極面と内周側の磁極面との間の中心位置と、前記フェライト磁石の内周側の磁極面との間に位置している。
【請求項１２】
請求項１０に記載の鞍乗型電動車両の駆動機構であって、
前記車輪の径方向において、前記補助ヨーク部の最内端の面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分は、前記フェライト磁石の内周側の磁極面と同じ位置又は実質的に同じ位置に位置している。
【請求項１３】
請求項１０に記載の鞍乗型電動車両の駆動機構であって、
前記車両の径方向において、前記補助ヨーク部の最内端の面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分は、前記フェライト磁石の内周側の磁極面よりも内側に位置している。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構を構成する車輪。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構を構成する電動機であって、
前記電動機は、
前記車輪のスポーク部が接続される前記車輪のハブ部のスポーク接続部より前記車輪の径方向における内側で、前記車輪の回転軸線の周囲に設けられた固定子コア及びコイルと、
前記車輪の径方向における前記ハブ部のスポーク接続部よりも内側且つ前記固定子コアよりも外側において、前記固定子コアと対向し、且つ前記車輪の周方向に沿って間隔を空けて設けられ、前記車輪の回転軸線を中心として、前記ハブ部、前記スポーク部及び前記車輪のリム部とともに回転する複数のフェライト磁石と、
前記車輪の径方向における前記フェライト磁石の外周面よりも内側且つ前記固定子コアよりも外側において、前記車輪の周方向に隣り合う前記フェライト磁石の前記間隔に位置し、前記固定子コアと対向し、前記車輪の回転軸線を中心として、前記ハブ部、前記スポーク部、前記リム部及び前記複数のフェライト磁石とともに回転する複数の補助ヨーク部と、
前記車輪の径方向における前記ハブ部のスポーク接続部よりも内側且つ前記複数のフェライト磁石及び前記複数の補助ヨーク部よりも外側に設けられ、前記複数のフェライト磁石及び前記複数の補助ヨーク部を支持するバックヨーク部と、
を備える。
【請求項１６】
鞍乗型電動車両であって、
前記鞍乗型電動車両は、請求項１〜１３のいずれか１に記載の鞍乗型電動車両用の駆動機構を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鞍乗型電動車両用の駆動機構、車輪及び電動機、並びに鞍乗型電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鞍乗型電動車両は、電動機により走行する車両である。鞍乗型電動車両は、動力源としてバッテリを備えており、１回の充電による走行可能距離は、バッテリの容量によって制限される。そのため、鞍乗型電動車両は、遠距離の移動よりも近距離の移動に適しており、自転車と同様に、日常生活に密着した用途（例えば、通勤及び買い物等）で使用される傾向にある。従って、一般的に、鞍乗型電動車両では、日常生活での使い易さに対する要求が比較的高い。
【０００３】
特許文献１は、従来の鞍乗型電動車両の一つを開示している。特許文献１の鞍乗型電動車両は、ダイレクトドライブ方式でアウターロータ型のインホイールモータを備えており、回転子は、希土類磁石を備えている。インホイールモータの採用により、電動機を設置するためのブラケット又はケース等を別途設ける必要がなく、部品点数を少なくできる。ダイレクトドライブ方式の採用により、ギアによる機械損失が低減できる。また、特許文献１では、最大エネルギー積の大きな希土類磁石の使用により、モータの小型化が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３１９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンを備えた鞍乗型車両であれば、ガソリンの補給には長時間を必要としないが、鞍乗型電動車両では、バッテリの充電に比較的長時間を要する。そのため、鞍乗型電動車両では、バッテリの残量が少ないときに使用を控えなければならない事態が生じる。これは、日常生活での使い易さの点からみて好ましくない。常にバッテリの残量に余裕があるように充電を行うことで、この問題は解消されるが、充電回数が増えるので、日常生活での使い易さの点からみて好ましくない。
【０００６】
これらの問題は、１回の充電による走行可能距離を長くすることによって緩和することができる。即ち、１回の充電による走行可能距離が長ければ、バッテリの残量が少なくなり難いので、鞍乗型電動車両の走行を止めたり使用を控えたりしなければならない場合は生じ難い。また、１回の充電による走行可能距離が長ければ、バッテリの残量に余裕がある状態が長く続くので、充電回数を少なくすることができる。更に、充電回数を少なくすることができれば、バッテリの寿命を延ばすことができる。これは、日常生活での使い易さの点からみて好ましい。
【０００７】
そこで、１回の充電による走行可能距離を如何に延ばすかが問題となる。バッテリの体積を増やすことにより、バッテリ容量を大きくすることができるが、鞍乗型電動車両では、大きなバッテリを搭載するためのスペースを確保することが容易ではない。また、バッテリの体積を過度に増加させると、走行性能に影響が生じるおそれがある。日常生活において使い易い鞍乗型電動車両を実現するためには、駆動に必要なトルクを得ながら、バッテリによる走行距離を長くすることが求められる。
【０００８】
即ち、本発明の課題は、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータを用いて、日常生活において使い易い鞍乗型電動車両用の駆動機構、車輪及び電動機、並びに鞍乗型電動車両を提供することである。より具体的に、本発明の課題は、駆動に必要なトルクを得ながら、機械損失とエネルギー損失の両方を低減して、バッテリによる走行距離を長くできる鞍乗型電動車両用の駆動機構、車輪及び電動機、並びに鞍乗型電動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされた発明であり、以下の構成を採用する。
（１）  鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記駆動機構は、車輪と、前記車輪を駆動するための制御装置とを備え、
前記車輪は、
タイヤを支持するリム部と、
前記車輪の径方向における前記リム部よりも内側に設けられ、前記車輪の回転軸線を中心として回転するハブ部と、
前記リム部を前記ハブ部に接続するスポーク部と、
前記スポーク部が接続される前記ハブ部のスポーク接続部より前記車輪の径方向における内側で、前記車輪の回転軸線の周囲に設けられた固定子コア及びコイルと、
前記車輪の径方向における前記ハブ部のスポーク接続部よりも内側且つ前記固定子コアよりも外側において、前記固定子コアと対向し、且つ前記車輪の周方向に沿って間隔を空けて設けられ、前記車輪の回転軸線を中心として、前記ハブ部、前記スポーク部及び前記リム部とともに回転する複数のフェライト磁石と、
前記車輪の径方向における前記フェライト磁石の外周面よりも内側且つ前記固定子コアよりも外側において、前記車輪の周方向に隣り合う前記フェライト磁石の前記間隔に位置し、前記固定子コアと対向し、前記車輪の回転軸線を中心として、前記ハブ部、前記スポーク部、前記リム部及び前記複数のフェライト磁石とともに回転する複数の補助ヨーク部と、
前記車輪の径方向における前記ハブ部のスポーク接続部よりも内側且つ前記複数のフェライト磁石及び前記複数の補助ヨーク部よりも外側に設けられ、前記複数のフェライト磁石及び前記複数の補助ヨーク部を支持するバックヨーク部と、
を備え、
前記制御装置は、前記車輪の径方向において前記フェライト磁石よりも内側に位置する前記コイルに供給される電流の位相が、前記コイルよりも外側において前記バックヨーク部及び前記補助ヨーク部とともに回転する前記フェライト磁石により前記コイルに生じる誘起電圧の位相に対して進角するように、前記コイルに対して電流を供給する。
【００１０】
駆動機構に備えられた車輪は、ハブ部と、リム部と、スポーク部とを備えている。リム部はタイヤを支持する。例えば、リム部は、リム部を径方向に貫通する貫通孔を備えている。タイヤのバルブは、貫通孔を介してリム部の外周側から内周側に突出する。従って、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータを搭載する鞍乗型電動車両では、タイヤのバルブがリム部の内周側に突出する空間を確保できる範囲内でハブ部の径を広げることができる。
【００１１】
ここで、ダイレクトドライブ方式とは、回転子（磁石及びバックヨーク部）とともにハブ部（車輪）が回転する方式をいう。回転子とハブ部（車輪）との間に減速機（又は増速機）は介在しない。また、アウターロータ型の電動機とは、車輪の径方向において固定子（固定子コア及びコイル）の外側に回転子が配置されている電動機をいう。また、インホイールモータとは、ハブ部の内側に設置されるモータをいう。インホイールモータでは、固定子及び回転子が、車輪の径方向におけるハブ部の内側に設置される。また、インホイールモータでは、例えば、車輪の平面視において、固定子及び回転子の各々の少なくとも一部が、ハブ部と重なり合う。
【００１２】
ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータでは、車輪の径方向における車輪のハブ部よりも内側の空間を広く確保することができる。（１）の駆動機構の車輪では、前記空間内において、固定子コア及びコイルが設けられるとともに、固定子コアの外側にフェライト磁石が設けられるので、フェライト磁石と車輪の回転軸線との距離を比較的広く確保することができる。これにより、フェライト磁石の厚さを大きくすることができるので、磁石量を確保できる。また、フェライト磁石の厚さすなわち、フェライト磁石の車輪の径方向における寸法を大きくすることにより、フェライト磁石から車輪の径方向内側に向かって流れる磁束の指向性が向上するので、コイルを通過する鎖交磁束を増加させることができる。
【００１３】
また、車輪の周方向に隣り合うフェライト磁石の間隔に補助ヨーク部が設けられ、且つコイルに供給される電流の位相が、補助ヨーク部とともに回転するフェライト磁石によりコイルに生じる誘起電圧の位相に対して進角する。これにより、コイルと、コイルよりも径方向外側に位置する補助ヨーク部との吸引力（リラクタンストルク）を利用できる。特に、（１）の構成では、フェライト磁石の厚さを確保できるので、車輪の径方向において、アウターヨーク部の内周面（フェライト磁石の外周面）と、補助ヨーク部の最内端と間の距離を長くできる。また、フェライト磁石から車輪の径方向内側に向かう磁束の指向性が高いので、フェライト磁石からの磁束の、補助ヨーク部を経由した漏れが低減される。従って、フェライト磁石を採用しつつ、フェライト磁石間に補助ヨーク部を設けることにより、リラクタンストルクを効率よく活用できる。従って、トルクを確保できる。
【００１４】
ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータにおいては、回転子の径を大きくすると、回転子が備える磁石（極数）が多くなり、電動機の極（磁石のＮＳ極）切替の周波数が大きくなる。固定子コアには、磁力が変化する毎に、その変化を打ち消すような電流が生じてエネルギー損失の原因となる。ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータでは、エネルギー損失が大きくなりやすい。これに対し、（１）の鞍乗型電動車両の車輪では、フェライト磁石が固定子コアと対向する。フェライト磁石の磁気特性は、ネオジム磁石等の希土類磁石より低く、フェライト磁石の最大エネルギー積は、希土類磁石の約１／１０〜約１／５であるため、磁界の変化に起因して固定子に流れる電流を低減することができる。また、フェライト磁石は、耐蝕性に優れているので表面にメッキ層を備えておらず、またフェライト磁石自体の比抵抗が高いので、磁界の変化によってフェライト磁石自体に流れる電流を低減することができる。
【００１５】
従って、（１）の鞍乗型電動車両の駆動機構では、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータを用いて、所望のトルクを確保しつつ、エネルギー損失を小さく抑えることができる。従って、駆動に必要なトルクを得ながら、機械損失とエネルギー損失の両方を低減して、バッテリによる走行距離を長くでき、生産性を損なうことなく、他の部品との物理的な干渉が生じず、車両の大型化等を避けることができる。これにより、日常生活において使い易い鞍乗型電動車両を提供することができる。
【００１６】
なお、フェライト磁石には、ストロンチウムフェライト磁石と、バリウムフェライト磁石とが含まれる。また、フェライト磁石には、フェライトボンド磁石及びフェライトプラスチック磁石が含まれる。
【００１７】
（２）  （１）の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記車輪は、前記車輪の径方向における前記コイルよりも外側において前記バックヨーク部及び前記補助ヨーク部とともに回転する前記フェライト磁石の位相を検出するためのセンサを備え、
前記センサは、前記センサにより検出される前記フェライト磁石の位相が、前記フェライト磁石により前記コイルに生じる誘起電圧の位相に対して進角する位置に、設けられている。
【００１８】
（２）の鞍乗型電動車両用の駆動機構によれば、例えば車輪に備えられた数個のセンサを、進角する位置に配置することで、電流の位相を進角させることができる。従って、数個のセンサの位置設定によって、リラクタンストルクを効率よく活用し、トルクを確保することができる。
【００１９】
（３）  （１）の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記車輪は、前記車輪の径方向における前記コイルよりも外側において前記バックヨーク部及び前記補助ヨーク部とともに回転する前記フェライト磁石の位相を検出するためのセンサを備え、
前記制御装置は、前記車輪の径方向において前記フェライト磁石よりも内側に位置する前記コイルに供給される電流の位相が、前記センサにより検出される前記フェライト磁石の位相に対して進角するように、前記コイルに対して電流を供給する。
【００２０】
（３）の鞍乗型電動車両用の駆動機構によれば、制御装置の動作によって進角の程度を設定することができるため、進角する量の設定又は調整が容易である。
【００２１】
（４）  （３）の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記制御装置は、前記車輪の径方向において前記フェライト磁石よりも内側に位置する前記コイルに供給される電流の位相が前記センサにより検出される前記フェライト磁石の位相に対して進角する量が変化するように、前記コイルに対して電流を供給する。
【００２２】
（４）の鞍乗型電動車両用の駆動機構によれば、例えば車輪の動作状況に応じてトルクを制御することができる。
【００２３】
（５）  （４）の鞍乗型電動車両の駆動機構であって、
前記制御装置は、前記車輪の径方向において前記フェライト磁石よりも内側に位置する前記コイルに供給される電流の位相が前記センサにより検出される前記フェライト磁石の位相に対して進角する量が、前記車輪の回転数又は前記鞍乗型電動車両の速度に応じて変化するように、前記コイルに対して電流を供給する。
【００２４】
（５）の鞍乗型電動車両用の駆動機構によれば、速度に応じた適切なトルクを出力することができる。
【００２５】
（６）  （３）の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記制御装置は、前記車輪の径方向において前記フェライト磁石よりも内側に位置する前記コイルに供給される電流の位相が前記センサにより検出される前記フェライト磁石の位相に対して進角する量を変化させずに、前記コイルに対して電流を供給する。
【００２６】
（６）の鞍乗型電動車両用の駆動機構によれば、制御装置の機構を簡潔化しつつトルクを出力することができる。
【００２７】
（７）  （１）〜（６）のいずれか１の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記車輪の回転方向における前記間隔の前半分に位置する前記補助ヨーク部の体積は、前記間隔の後半分に位置する前記補助ヨーク部の体積よりも大きい。
【００２８】
（７）の鞍乗型電動車両用の駆動機構によれば、車輪のハブ部とともに回転するフェライト磁石が固定子から離れる状況での吸引力を低下させることができる。従って、回転のトルクをさらに増大させることができる。
【００２９】
（８）  （１）〜（７）のいずれか１の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記回転軸線を中心として回転する前記複数のフェライト磁石、前記複数の補助ヨーク部及び前記バックヨーク部の突極比が２以上である。
【００３０】
（８）の鞍乗型電動車両用の駆動機構によれば、より大きなリラクタンストルクを得ることができる。従って、より十分なトルクを確保できる。
【００３１】
（９）  （１）〜（８）のいずれか１の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記フェライト磁石は、Ｓ極及びＮ極が前記車輪の径方向に並ぶように配置されており、
前記車輪の径方向において、前記補助ヨーク部の最内端は、前記フェライト磁石の外周側の磁極面よりも内側に位置している。
【００３２】
（９）の鞍乗型電動車両用の駆動機構によれば、補助ヨーク部の最内端がフェライト磁石の外周側の磁極面よりも内側に位置することにより、大きな突極比を得ることができる。従って、より大きなリラクタンストルクを得ることができるので、より十分なトルクを確保できる。
【００３３】
（１０）  （９）の鞍乗型電動車両用の駆動機構であって、
前記補助ヨーク部の最内端の少なくとも一部は、前記車輪の径方向において、前記フェライト磁石の外周側の磁極面と内周側の磁極面との間の中心位置よりも内側に位置している。
【００３４】
上述したように、フェライト磁石が、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータに設けられるので、フェライト磁石の径方向厚さが大きく確保される。（１０）の鞍乗型電動車両用の駆動機構によれば、補助ヨーク部の最内端の少なくとも一部が、このように径方向厚さが大きなフェライト磁石の中心位置よりも内側に突出するので、大きな突極比が確保される。その結果、より大きなリラクタンストルクが得られるので、より十分なトルクを確保できる。
【００３５】
（１１）  （１０）の鞍乗型電動車両の駆動機構であって、
前記車輪の径方向において、前記補助ヨーク部の最内端の面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分は、前記フェライト磁石の外周側の磁極面と内周側の磁極面との間の中心位置と、前記フェライト磁石の内周側の磁極面との間に位置している。
【００３６】
（１１）の鞍乗型電動車両の駆動機構によれば、補助ヨーク部の最内端の面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分が、径方向厚さが大きなフェライト磁石の中心位置よりも内側に突出するので、大きな突極比が確保される。その結果、より大きなリラクタンストルクが得られるので、より十分なトルクを確保できる。
【００３７】
（１２）  （１０）の鞍乗型電動車両の駆動機構であって、
前記車輪の径方向において、前記補助ヨーク部の最内端の面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分は、前記フェライト磁石の内周側の磁極面と同じ位置又は実質的に同じ位置に位置している。
【００３８】
（１２）の鞍乗型電動車両の駆動機構によれば、補助ヨーク部の最内端の面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分が、径方向厚さが大きなフェライト磁石の内周側の磁極面と同じ位置又は実質的に同じ位置に位置するので、大きな突極比が確保される。その結果、より大きなリラクタンストルクが得られるので、より十分なトルクを確保できる。
【００３９】
（１３）  （１０）の鞍乗型電動車両の駆動機構であって、
前記車輪の径方向において、前記補助ヨーク部の最内端の面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分は、前記フェライト磁石の内周側の磁極面よりも内側に位置している。
【００４０】
（１３）の鞍乗型電動車両の駆動機構によれば、補助ヨーク部の最内端の面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分が、径方向厚さが大きなフェライト磁石の内周側の磁極面よりも内側に位置するので、より大きなリラクタンストルクが確保される。また、バックヨーク部及び補助ヨーク部が、磁性体製の部材（例えば鉄製部材）に加工（例えばプレス加工）を行うことにより形成される場合、焼結磁石であるフェライト磁石よりも、高い寸法精度を得ることができる。そのため、補助ヨーク部と固定子コアとの接触を防止しつつ、補助ヨーク部の径方向内側への突出量を大きく確保できる。その結果、より大きなリラクタンストルクが得られるので、より十分なトルクを確保できる。
【００４１】
（１４）  （１）〜（１３）のいずれか１の鞍乗型電動車両用の駆動機構を構成する車輪。
【００４２】
（１４）の車輪によれば、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータを用いて、所望のトルクを確保しつつ、エネルギー損失を小さく抑えることができる。従って、駆動に必要なトルクを得ながら、機械損失とエネルギー損失の両方を低減できる。
【００４３】
（１５）  （１）〜（１３）のいずれか１の鞍乗型電動車両用の駆動機構を構成する電動機であって、
前記電動機は、
前記車輪のスポーク部が接続される前記車輪のハブ部のスポーク接続部より前記車輪の径方向における内側で、前記車輪の回転軸線の周囲に設けられた固定子コア及びコイルと、
前記車輪の径方向における前記ハブ部のスポーク接続部よりも内側且つ前記固定子コアよりも外側において、前記固定子コアと対向し、且つ前記車輪の周方向に沿って間隔を空けて設けられ、前記車輪の回転軸線を中心として、前記ハブ部、前記スポーク部及び前記車輪のリム部とともに回転する複数のフェライト磁石と、
前記車輪の径方向における前記フェライト磁石の外周面よりも内側且つ前記固定子コアよりも外側において、前記車輪の周方向に隣り合う前記フェライト磁石の前記間隔に位置し、前記固定子コアと対向し、前記車輪の回転軸線を中心として、前記ハブ部、前記スポーク部、前記リム部及び前記複数のフェライト磁石とともに回転する複数の補助ヨーク部と、
前記車輪の径方向における前記ハブ部のスポーク接続部よりも内側且つ前記複数のフェライト磁石及び前記複数の補助ヨーク部よりも外側に設けられ、前記複数のフェライト磁石及び前記複数の補助ヨーク部を支持するバックヨーク部と、
を備える。
【００４４】
（１５）の電動機によれば、所望のトルクを確保しつつ、エネルギー損失を小さく抑えることができる。従って、駆動に必要なトルクを得ながら、機械損失とエネルギー損失の両方を低減して、バッテリによる走行距離を長くできる。
【００４５】
（１６）  鞍乗型電動車両であって、
前記鞍乗型電動車両は、（１）〜（１３）のいずれか１の鞍乗型電動車両用の駆動機構を備えている。
【００４６】
（１６）の鞍乗型電動車両用によれば、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータを用いて、所望のトルクを確保しつつ、エネルギー損失を小さく抑えることができる。従って、駆動に必要なトルクを得ながら、機械損失とエネルギー損失の両方を低減して、バッテリによる走行距離を長くできる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、駆動に必要なトルクを得ながら、機械損失とエネルギー損失の両方を低減して、バッテリによる走行距離を長くすることができる。これにより、日常生活において使い易い鞍乗型電動車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電動二輪車を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示す電動二輪車の車輪を模式的に示す左側面図である。
【図３】図２に示す車輪を模式的に示す断面図である。
【図４】図２に示す車輪の右側面図である。
【図５】（ａ）は、図２に示す車輪駆動用電動機を模式的に示す左側面図であり、（ｂ）は、比較例の車輪駆動用電動機を模式的に示す左側面図である。
【図６】（ａ）は、図５（ａ）の部分拡大図であり、（ｂ）は、図５（ｂ）の部分拡大図である。
【図７】（ａ）は、図５（ａ）に示す固定子のうち、センサが配置された部分を示した部分拡大図であり、（ｂ）は、図７（ａ）の固定子を回転子の側から見た平面図である。
【図８】図１に示す電動二輪車の駆動機構における電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図９】図６（ａ）に示す複数のティースの一つと、この一つのティースに対向するフェライト磁石と、補助ヨーク部とを示す拡大図である。
【図１０】（ａ）は、図５（ａ）に示す電動機のフェライト磁石による磁束を説明する図であり、（ｂ）は、図５（ｂ）に示す比較例の電動機の希土類磁石による磁束を説明する図である。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る車輪駆動用電動機を模式的に示す側面図である。
【図１２】図１１の部分拡大図である。
【図１３】本発明の第三実施形態に係る電動二輪車の固定子のうち、センサが配置された部分を示した部分拡大図である。
【図１４】本発明の第四実施形態に係る電動二輪車のコントローラにおける、車輪の回転数と進角量の関係を表すグラフである。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る補助ヨーク部の実施形態を示す部分拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
ここで、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータについて、本発明者が行った検討について説明する。
【００５０】
当業者の常識として、鞍乗型電動車両の駆動機構における電動機は、車両搭載性及び走行性能の観点から見て、小さいことが好ましい。そのため、従来から、当業者は、電動機を設計する際、なるべく小型化することを当然の前提としてきた。特許文献１においても、希土類磁石の使用により、駆動トルクの確保とともに、モータの小型化が図られている。
【００５１】
しかし、本発明者は、このような当業者の常識から発想を転換し、以下の特徴点を見出した。即ち、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータでは、タイヤの内側で車軸と同軸にモータが設置されるので、車両への搭載が可能な範囲内で、磁石の径方向の厚さを大きくできる。日常生活において使い易い鞍乗型電動車両を実現する観点から見ると、磁石の径方向の厚さを大きくしても、必要な走行性能を得ることができる。
【００５２】
このように、本発明者は、日常生活において使い易い鞍乗型電動車両においては、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータの利点を活かしながら、磁石の厚さを大きくでき、磁石を増量できる、という特徴点を見出した。
【００５３】
これにより、最大エネルギー積が希土類磁石よりも小さいフェライト磁石を利用できることに想到した。フェライト磁石の採用により、後述するように、所望のトルクを確保しつつ、エネルギー損失を小さく抑えることができる。
【００５４】
また、フェライト磁石は、一般的に、割れ又は欠けが生じ易いが、極数が多くなるダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータにおいては、固定子コアに対向する磁石の面積に対する磁石の厚さを大きく確保できるので、フェライト磁石の耐久性を向上させることができる。これにより、組立時の磁石の取り扱いが容易になり、割れや欠けが生じ難いので、生産性が損なわれない。
【００５５】
このように、本発明者は、「車輪駆動用電動機は小さい方がよい」という当業者の常識から発想を転換し、「車輪駆動用電動機を大型化する」という新たな発想の下で、フェライト磁石を採用することにより、駆動に必要なトルクを得ながら、機械損失とエネルギー損失との両方を低減でき、バッテリによる走行距離を長くでき、生産性を損なうことなく、他の部品との物理的な干渉が生じず、車両の大型化等のデメリットの無い車輪駆動用電動機を提供できることを見出した。
【００５６】
またさらに、本発明者は、補助ヨーク部を配置することにより得られるトルクは、フェライト磁石を用いることで効率よく得られることを見出した。
【００５７】
磁石を単体で見た場合、磁石の磁束を表す磁力線は、一方の磁極から磁石の外部に出て、磁石の外部を経て他方の磁極に戻る弧に沿って延びている。他方の磁極に戻った磁力線は、この他方の磁極から、磁石内を、上記の一方の磁極まで延びている。磁石の外部の磁束は、磁石内部の磁性体によって生じているため、磁石外部の磁束を表す磁力線は、磁石の形状の影響を受ける。
【００５８】
先に説明したように、希土類磁石は電動機を小型化することを前提として用いられているので、車輪の径方向における厚さが小さい。厚さが小さい希土類磁石から外部に出た磁力線は、磁石の厚さが小さいため、相対的に径の小さな弧を描くように延びる。このため、複数の希土類磁石の間の間隔に補助ヨーク部が配置された場合、希土類磁石の一方の磁極から出た磁束のうち、隣に配置された補助ヨーク部を経由して他方の磁極に戻る磁束の量が比較的大きい。補助ヨーク部を経由する磁束は、希土類磁石にとって、固定子コアへの作用に寄与しない漏れ磁束である。従って、補助ヨーク部を配置すると、固定子コアに作用する磁束の減少量が大きいため、トルクは却って低下してしまうおそれがある。従って、補助ヨーク部によって電動車両用の電動機のトルクを増大することは困難と思われていた。
【００５９】
しかし、本発明者は、最大エネルギー積が希土類磁石よりも小さく厚さが大きいフェライト磁石では、フェライト磁石外部の磁力線が比較的大きな径の弧に沿って延びることから、車輪の周方向でフェライト磁石の隣に補助ヨーク部を配置した場合に、補助ヨーク部を経由する磁束、すなわち漏れ磁束の量が抑えられることを見出した。従って、厚さが大きいフェライト磁石の隣に補助ヨーク部を配置することにより、漏れ磁束の量を抑えつつ、コイルと補助ヨーク部との吸引力（リラクタンストルク）を利用して、電動機のトルクの増大を図ることができる。つまり、最大エネルギー積が希土類磁石よりも小さいフェライト磁石を利用するにも拘わらず、本来フェライト磁石の配置も可能な空間に敢えてフェライト磁石ではなく補助ヨーク部を配置することによって、より大きなトルクを確保することができる。
【００６０】
以下、本発明の第一実施形態に係る電動二輪車１０について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る電動二輪車１０を模式的に示す側面図である。なお、電動二輪車１０は、鞍乗型電動車両の一例である。鞍乗型電動車両は、電動の鞍乗型車両であり、鞍乗型車両としては、例えば、二輪車、三輪車、不整地走行用車両（ＡＬＬ−ＴＥＲＲＡＩＮ  ＶＥＨＩＣＬＥ）等が挙げられる。また、二輪車としては例えば、自転車、スクータ、モペット、スポーツ型の二輪車が挙げられる。
【００６１】
電動二輪車１０は、前輪１１と後輪１２とからなる一対の車輪と、一対の車輪が取り付けられた車体１０ａとを備えている。後輪１２は、本発明にいう車輪の一例である。電動二輪車１０は、比較的低速（例えば、２０Ｋｍ／時以下）で走行するように構成されている。車体１０ａの前部側部分を構成する前部カバー体１３の上方にハンドル１４が取り付けられている。前部カバー体１３の前面における中央にライト１４ａが設けられている。車体１０ａの後部側部分を構成する後部カバー体１５の上面にシート１６が形成されている。車体１０ａにおける後部カバー体１５の前部側下部に、運転者が駆動力を入力するためのペダル部１７が設けられている。なお、車輪径は、特に限定されないが、例えば、１０〜１６インチである。
【００６２】
前輪１１は、下方が二股に分岐したフロントフォーク１８の下端部に回転可能に支持されている。すなわち、フロントフォーク１８の両下端部は前輪１１の中心軸１１ａの両側部分を回転可能に支持しており、これによって、前輪１１は、中心軸１１ａを中心として回転可能になっている。また、フロントフォーク１８の上端部には、ヘッドパイプ（図示せず）が設けられている。このヘッドパイプは、車体１０ａの本体部分を構成するダウンチューブ（図示せず）の前端部に連結されている。
【００６３】
そして、ヘッドパイプ内に、ステアリング軸（図示せず）が軸回り方向に回転可能な状態で取り付けられ、ステアリング軸の下端部はフロントフォーク１８の上端中央部に連結されている。また、ステアリング軸の上部は、ヘッドパイプの上端部から上方に向かって突出しており、その上端部にハンドル１４が連結されている。また、ハンドル１４の端には、グリップ２３ａが設けられている。グリップ２３ａの近傍には、前輪１１又は後輪１２の回転を抑制するブレーキレバー２４ａが設置されている。
【００６４】
前部カバー体１３は、後面を構成する後面カバー部１３ａと前面を構成する前面カバー部１３ｂとを含む。前部カバー体１３内に、コントローラ３１が配置されている。コントローラ３１は、電動二輪車１０が備える駆動機構３０を電気的に制御する装置である。コントローラ３１及び後輪１２は、電動二輪車１０用の駆動機構３０を構成している。コントローラ３１は、本発明における制御装置の一例である。図中、符号３４ｃは、コントローラ３１とバッテリ３３とを接続するリード線を示し、符号３４ｄは、コントローラ３１と電動機３５とを接続するリード線を示す。また、後面カバー部１３ａの凹部２８ａ内には、表示部（図示せず）が設けられている。表示部は、バッテリ３３の充電状態等を表示する。
【００６５】
また、前端部がヘッドパイプに連結されたダウンチューブの後部側部分は、ヘッドパイプとの連結部から後方に向かって斜め下方に延びたのちに湾曲して水平方向に延びている。そして、ダウンチューブの後端部には、後部カバー体１５内を後方に向かって斜め上方に延びる一対の後部フレーム（図示せず）が連結されている。この一対の後部フレームは所定間隔を保って配置されており、後端部は互に連結されている。そして、両後部フレームの間にバッテリ３３が設置されている。
【００６６】
また、ダウンチューブの後端部には、連結部材（図示せず）を介してリヤアーム３９が連結されている。このリヤアーム３９は、平行に配置された一対のアーム部材の前端部を連結して構成されており、後方に向かって延びている。そして、リヤアーム３９の両アーム部材の後端部に、後輪１２の中心軸１２ａの両側部分が支持されており、後輪１２は、中心軸１２ａを中心として回転可能である。また、リヤアーム３９の後端上部側部分と、後部フレームの略中央側部分との間には、リヤクッション３９ａが掛け渡されている。このリヤクッション３９ａの伸縮によって、リヤアーム３９の後端側が揺動自在に構成されている。
【００６７】
また、後輪１２の中央部には、カバー１２ｂが設けられており、このカバー１２ｂ内に、電動機３５及びドラムブレーキ（図示せず）が収納されている。この電動機３５は、コントローラ３１の制御によって作動し、後輪１２に駆動力を発生させる。そして、この電動機３５は、ブレーキレバー２４ａが操作されたときにコントローラ３１の制御によって作動を停止する。
【００６８】
また、ペダル部１７が備えるギア部（図示せず）と後輪１２が備えるギア部との間にはチェーン１７ｂが掛け渡されており、運転者が足でペダル１７ａを回転させることにより、チェーン１７ｂを介してペダル部１７から後輪１２に人力による駆動力が伝達される。更に、前輪１１にもブレーキ（図示せず）が設けられており、このブレーキ及び後輪１２のドラムブレーキは、ブレーキレバー２４ａの操作量に応じて、それぞれ作動して対応する前輪１１又は後輪１２を制動する。
【００６９】
また、後部カバー体１５の上面に設けられたシート１６の前端下部は、ヒンジ連結部１６ａによって回転可能になっており、後部カバー体１５の内部には、バッテリ３３を収容するための収容部と、ヘルメット等を収容するための収容部とが形成されている。このため、ヒンジ連結部１６ａを中心としてシート１６を回転させることにより、後部カバー体１５の上面を開口させることができ、この開口からバッテリ３３やヘルメット等の出し入れをしたり、バッテリ３３を充電したりすることができる。
【００７０】
水平な道や下り傾斜の道等で、電動二輪車１０を自転車として走行させる場合には、両足でペダル１７ａを回転させ、後輪１２に駆動力を発生させる。また、電動二輪車１０の走行速度を落とす場合には、必要に応じてブレーキレバー２４ａを操作する。これによって、電動二輪車１０は、ブレーキレバー２４ａの操作量に応じて減速する。
【００７１】
また、上り傾斜の道等で、電動二輪車１０を電動機３５による駆動力を発生させながら走行させる場合には、加速させる速度に応じてグリップ２３ａを操作する。この場合、ペダル１７ａに両足を載せたまま回転操作をしないときには、後輪１２側に設けた一方向クラッチ１２ｊ（図４参照）の作動により電動機３５の回転がチェーン１７ｂを介してペダル１７ａに伝達されないようになっている。一方、両足でペダル１７ａの回転操作を続行することもでき、これによると、運転者の小さな力で電動二輪車１０を高速走行させることができる。
【００７２】
そして、電動二輪車１０の走行速度を落とす場合には、ブレーキレバー２４ａを操作してコントローラ３１の制御によって電動機３５の作動を停止させたのちに、更にブレーキレバー２４ａの操作を続けて、ブレーキレバー２４ａの操作量に応じて電動二輪車１０を減速させる。
【００７３】
また、表示部に表示されたバッテリ３３の充電量が減少していれば、バッテリ３３に充電用のコード（図示せず）を接続して、バッテリ３３を充電する。この充電は、シート１６を回転して、後部カバー体１５の上面を開口し、充電用のコードを用いて、バッテリ３３を電源に接続することによって行い、充電中は、シート１６を下げて後部カバー体１５の上面を閉じておく。この場合、充電用のコードは、後部カバー体１５とシート１６との隙間から外部に延びる。
【００７４】
図２は、図１に示す電動二輪車１０の後輪１２を模式的に示す左側面図である。また、図３は、図２に示す後輪１２を模式的に示す断面図である。
【００７５】
後輪１２は、中心軸１２ａを備える。中心軸１２ａの中心が、後輪１２の回転軸線Ｃである。中心軸１２ａは、リヤアーム３９（図１参照）に支持されている。中心軸１２ａには、カバー１２ｂが、ベアリング１２ｐを介して回転可能に支持されている。カバー１２ｂは、後輪１２の軸線方向に見て円形状を有する。カバー１２ｂの外周部の内側には、ハブ部１２ｈが取り付けられている。ハブ部１２ｈは、円筒形状を有しており、後輪１２の軸線方向に貫通した開口を有している。言い換えると、カバー１２ｂは、円筒形状のハブ部１２ｈの開口を覆っている。後輪１２の径方向においてハブ部１２ｈよりも内側には、電動機３５が取り付けられている。言い換えると、ハブ部１２ｈ内に電動機３５が設けられている。電動機３５については後に詳述する。なお、本実施形態では、中心軸１２ａは回転しないが、カバー１２ｂ及びハブ部１２ｈは共に回転する。
【００７６】
後輪１２の径方向においてハブ部１２ｈの外周側には、リム部１２ｄが位置している。リム部１２ｄは、後輪１２の軸線方向に見て円環形状を有する。リム部１２ｄの直径は、ハブ部１２ｈの直径よりも大きい。ハブ部１２ｈとリム部１２ｄとは、スポーク部１２ｇで接続されている。スポーク部１２ｇは、ハブ部１２ｈのスポーク接続部１２ｒに接続されている。スポーク接続部１２ｒは、後輪１２の径方向におけるハブ部１２ｈの外側表面に位置している。スポーク接続部１２ｒは、ハブ部１２ｈの左右両側面又は一方の側面に位置していてもよい。ハブ部１２ｈ、リム部１２ｄ及びスポーク部１２ｇは、一体として成形された非磁性体であり、本実施形態では、アルミニウム製部材である。なお、ハブ部１２ｈ、リム部１２ｄ及びスポーク部１２ｇは、非磁性体であればよく、アルミニウム製部材に限定されず、例えば、マグネシウム製部材であってもよく、強化樹脂製部材であってもよい。ハブ部１２ｈ、リム部１２ｄ及びスポーク部１２ｇの成形方法は、特に限定されず、例えば、低圧鋳造等の鋳造又は鍛造等によりハブ部１２ｈ、リム部１２ｄ及びスポーク部１２ｇを一体として成形することができる。なお、ハブ部１２ｈ、リム部１２ｄ及びスポーク部１２ｇが互いに別体であり、ハブ部１２ｈ、リム部１２ｄ及びスポーク部１２ｇを組み立てることとしてもよい。後輪１２の径方向においてリム部１２ｄの外周側には、タイヤ１２ｃが取り付けられている。リム部１２ｄは、タイヤ１２ｃを支持する。リム部１２ｄは、後輪１２の径方向にリム部１２ｄを貫通する貫通孔１２ｅが形成されている。タイヤ１２ｃのバルブ１２ｆは、貫通孔１２ｅを介してリム部１２ｄの外周側から内周側に突出している。後輪１２の径方向における電動機３５の半径Ｍと、リム部１２ｄの半径Ｒとは、例えば、下記（Ｉ）式を満たす。本実施形態の電動二輪車１０では、径の大きなアウターロータ型の電動機３５が設置されており、後輪１２の径方向内側に存在するデッドスペースが活用されているため、電動機３５の半径Ｍが比較的大きい。なお、電動機３５の半径Ｍとリム部１２ｄの半径Ｒとの関係は、下記（Ｉ）の式に示す関係に限定されない。例えば、リム部１２ｄの半径Ｒが比較的大きい場合には、下記（Ｉ）式を満たさない場合もある。
Ｍ＞（Ｒ−Ｍ）…（Ｉ）
【００７７】
なお、本実施形態では、ハブ部１２ｈとリム部１２ｄとの間に、回転軸線Ｃ側から径方向外側に延びる複数のスポーク部１２ｇが設置されているが、複数のスポーク部１２ｇに代えて、円板状のスポーク部（所謂ディスクスポーク部）が設けられていてもよい。
【００７８】
図４は、図２に示す後輪１２の右側面図である。
後輪１２の中心軸１２ａには、一方向クラッチ１２ｊが、ベアリング（図示せず）を介して支持されている。後輪１２の径方向において一方向クラッチ１２ｊの外側には、カバー１２ｂとスプロケット１２ｉとが設けられている。カバー１２ｂは、ハブ部１２ｈの開口を覆っている。後輪１２の径方向においてハブ部１２ｈよりも内側には、電動機３５が取り付けられている。スプロケット１２ｉは、後輪１２の軸線方向においてカバー１２ｂの外側に位置している。カバー１２ｂ、ハブ部１２ｈ及びスプロケット１２ｉは共に回転する。スプロケット１２ｉには、チェーン１７ｂが巻かれている。なお、先に参照した図３では、構造の見易さのため、一方向クラッチ１２ｊ、スプロケット１２ｉ及びチェーン１７ｂ（図４参照）の図示を省略している。
【００７９】
次に、図５〜図６を用いて、車輪駆動用電動機３５について詳述する。
【００８０】
図５（ａ）は、図２に示す車輪駆動用電動機３５を模式的に示す側面図であり、図５（ｂ）は、比較例の車輪駆動用電動機９３５を模式的に示す側面図である。図５は、カバー１２ｂ（図２参照）が取り外された状態を示している。
【００８１】
図６（ａ）は、図５（ａ）の部分拡大図であり、図６（ｂ）は、図５（ｂ）の部分拡大図である。図５及び図６では、図面手前側と奥側とを結ぶ直線と平行な方向が、後輪１２の軸線方向に相当し、ハブ部１２ｈが呈する円弧が延びる方向が、後輪１２の周方向に相当し、軸線方向及び周方向と垂直な方向が後輪１２の径方向に相当する。
【００８２】
なお、図５及び図６では、相違点を明確にするために、本実施形態の電動機と比較例の電動機の一例とを並べて示している。図５（ａ）及び図６（ａ）は、本実施形態の電動機を示し、図５（ｂ）及び図６（ｂ）は、比較例の電動機の一例を示している。この比較例は、フェライト磁石を使用した実施例と磁石及び電動機の大きさを比較するための比較例であり、実施例と同じ固定子を使用し、磁石を希土類磁石としている。
【００８３】
先ず、本実施形態の電動機３５について、図５（ａ）及び図６（ａ）を用いて説明する。
【００８４】
本実施形態の電動機３５は、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータである。図５に示すように、電動機３５は、回転子４０と、固定子５０とを備える。回転子４０は、フェライト磁石４１、バックヨーク部４２、及び補助ヨーク部４３を備える。
【００８５】
電動機３５は、インホイールモータであり、後輪１２の径方向においてハブ部１２ｈの内側に設けられている。言い換えると、回転子４０（フェライト磁石４１及びバックヨーク部４２）と固定子５０（固定子コア５２及びコイル５１）とが、後輪１２の径方向においてハブ部１２ｈの内側に設けられている。電動機３５は、アウターロータ型の電動機であり、後輪１２の径方向において固定子５０（固定子コア５２及びコイル５１）の外側に回転子４０（フェライト磁石４１、バックヨーク部４２、及び補助ヨーク部４３）が位置する。また、電動機３５は、支持部材６０を備える。支持部材６０は、中心軸１２ａに固定され、固定子コア５２を支持する。固定子コア５２は、支持部材６０に固定されている。固定子コア５２は、支持部材６０及び中心軸１２ａに対して回転しない。なお、本実施形態では、電動機３５が支持部材６０を備える場合について説明するが、本発明は、この例に限定されず、電動機３５が支持部材６０を備えていなくてもよい。この場合、電動二輪車１０の製造時に、電動機３５と支持部材６０とが電動二輪車１０に組み込まれる。
【００８６】
支持部材６０は、一体成形された鉄製の部材であり、外側円筒部６１と、連結部６２と、内側円筒部６３とを有する。外側円筒部６１は、円筒形状を有し、後輪１２の軸線方向に貫通した開口を有している。後輪１２の径方向において、外側円筒部６１の外周には、固定子コア５２が設けられている。
【００８７】
内側円筒部６３は、円筒形状を有し、後輪１２の軸線方向に貫通した開口を有している。内側円筒部６３の開口に中心軸１２ａが挿入され、内側円筒部６３が中心軸１２ａに固定される。これにより、支持部材６０が、中心軸１２ａに固定される。
【００８８】
外側円筒部６１と内側円筒部６３との間には、連結部６２が設けられている。連結部６２は、側面視円環形状を有している。本実施形態において、支持部材６０は、円板形状を有しているが、後輪１２の軸線方向に支持部材を貫通する貫通孔を有していてもよく、後輪１２の径方向に延びるリブが設けられていてもよい。また、連結部６２は、外側円筒部６１と内側円筒部６３とを連結する複数のスポーク部（ソリッドスポーク）であってもよい。
【００８９】
固定子５０は、円環形状の固定子コア５２と、コイル５１（図６（ａ）参照）とを備えている。固定子コア５２は、後輪１２の径方向における支持部材６０の外側に設けられており、支持部材６０に固定されている。固定子コア５２は、後輪１２の径方向内側に位置する円環形状の基部５４と、基部５４から後輪１２の径方向外側に向けて突出する複数のティース５３とを備えている。基部５４は、磁力の漏れを防ぐためのヨークとして機能する。
【００９０】
固定子コア５２は、以下のように形成される。先ず、鉄板を打ち抜いて、帯状体を形成する。帯状体の長手方向における一方の側辺には、複数の突部が間隔を空けて配置されている一方、他方の側辺には、突部は形成されていない。次に、前記帯状体が円環形状になるように前記帯状体を巻きながら前記帯状体を積み重ねる。このとき、具体的には、前記帯状体の前記一方の側辺が前記円環形状の径方向外側に位置するとともに前記他方の側辺が径方向内側に位置するように前記帯状体を巻きながら、前記帯状体を前記円環形状の軸線方向に積み重ねる。これにより、円環形状の固定子コア５２が形成される。なお、固定子コア５２の形成方法は、特に限定されず、例えば、固定子コア５２は、外径側に突部を有する円環形状の鉄板を重ね合わせることにより形成されてもよい。また、固定子コア５２の材料は、固定子コアとしての機能を発現し得るもの（即ち磁性体）であれば、特に限定されず、例えば、磁性鋼板を用いてもよい。
【００９１】
固定子コア５２において、複数の突部は、円環形状の軸線方向に重なり合っており、互いに重なり合った突部が、ティース５３を構成している。このように、固定子コア５２は、複数のティース５３を備えている。本実施形態では、ティース５３は、５１個である。ただし、ティース５３の数は５１以外であってもよい。複数のティース５３は、後輪１２の径方向における固定子コア５２の外側に位置している。複数のティース５３は、後輪１２の円周方向に沿って互いに間隔を空けて配置されている。各ティース５３は、後輪１２の径方向に沿って突出している。各ティース５３は、フェライト磁石４１と対向している。各ティース５３とフェライト磁石４１との間には間隔Ｇが空けられている。各ティース５３は、後輪１２の径方向内側に位置する内側部５３ａと、後輪１２の径方向外側に位置する外側部５３ｂとからなる。
【００９２】
各ティース５３には、コイル５１（図５において図示せず）が巻かれている。コイル５１には、例えば、銅線等が用いられる。コイル５１は、各ティース５３の内側部５３ａの周囲に巻かれている。コイル５１は、複数本（例えば、６〜８本）の銅線を束ねて複数回（例えば、６〜１１回）内側部５３ａに巻き付けることにより構成されている。本実施形態では、ティース５３の個数は、３の倍数であり、ティース５３がＵ相、Ｖ相、Ｗ相のような順に並ぶように、各ティース５３にコイル５１が巻かれている。各ティース５３に対するコイル５１の巻き方は、この例に限定されず、例えば、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの正負を含めて組になるように、各ティース５３にコイル５１が巻かれていてもよい。
【００９３】
回転子４０は、フェライト磁石４１と、バックヨーク部４２と、補助ヨーク部４３とを備えている。
【００９４】
フェライト磁石４１は、後輪１２の径方向におけるハブ部１２ｈのスポーク接続部１２ｒよりも内側、且つ固定子コア５２よりも外側に設けられている。フェライト磁石４１は、固定子コア５２と対向し、且つ後輪１２の周方向に沿って間隔を空けて設けられている。これらの間隔には、補助ヨーク部４３が配置されている。本実施形態では、フェライト磁石４１は、４６個であり、ティース５３の個数よりも少ない。即ち、フェライト磁石４１の磁極の数は４６である。言い換えると、電動機３５の極数は、４６である。なお、本発明におけるフェライト磁石４１の磁極の数（電動機の極数）は、特に限定されないが、３０以上５４以下であることが好ましい。なお、極数と磁石片の数とは必ずしも一致していなくてもよい。フェライト磁石４１のそれぞれは、Ｎ極及びＳ極の極対（４１ｉ，４１ｏ）を有する。フェライト磁石４１のそれぞれは、Ｓ極及びＮ極が後輪１２の径方向に並ぶように、すなわち、Ｓ極及びＮ極が径方向で互いに反対を向く向きに配置されている。フェライト磁石４１は、後輪１２の周方向に沿って間隔を空けて、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように、配置されている。
【００９５】
補助ヨーク部４３は、後輪１２の径方向におけるフェライト磁石４１の外周面４１ａよりも内側、且つ固定子コア５２よりも外側に設けられている。補助ヨーク部４３は、後輪１２の周方向に隣り合うフェライト磁石４１の間隔に位置し、固定子コア５２と対向している。補助ヨーク部４３は、固定子コア５２との間に吸引力を生じさせることによって、リラクタンストルクを生じさせる。補助ヨーク部４３の周方向の幅は、特に限定されない。補助ヨーク部４３の周方向の幅は、例えば、フェライト磁石４１の周方向の幅よりも小さい。
【００９６】
バックヨーク部４２は、後輪１２の径方向における、ハブ部１２ｈのスポーク接続部１２ｒよりも内側、且つフェライト磁石４１及び補助ヨーク部４３よりも外側に設けられている。バックヨーク部４２は、フェライト磁石４１及び複数の補助ヨーク部４３を支持している。バックヨーク部４２は、後輪１２の軸線方向に貫通した開口を有する円筒形状の部分であり、補助ヨーク部４３は、バックヨーク部４２の内周面から、後輪１２の回転軸線Ｃに向かって突出した部分である。本実施形態では、バックヨーク部４２が補助ヨーク部４３と一体に形成されている。回転子４０がハブ部１２ｈとともに回転方向Ｔに回転することで、電動二輪車１０（図１参照）が前進する。電動二輪車１０の前進に対応する回転方向Ｔを正転方向Ｔと称する。バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３は、磁性体からなる部材であり、例えば鉄製の部材である。バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３は、例えば、鉄を含む鉄系材料を用いた焼結により、ハブ部１２ｈと一体として形成される。なお、バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３は、磁性体であればよく、例えば、鉄系の圧粉材料で形成されてもよい。また、バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３は、固定子コア５２と同様に、磁性鋼製の帯状態を巻くことで形成したものであってもよい。
【００９７】
補助ヨーク部４３の最内端４３ｂ、すなわち、回転軸線Ｃに向かって突出した先端は、フェライト磁石４１の外側の極４１ｏよりも内側に位置している。本実施形態において、最内端４３ｂは、補助ヨーク部４３の径方向内側に位置する面である。本実施形態では、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂは、フェライト磁石４１の内周面４１ｂよりも後輪１２の径方向内側に突出しておらず、径方向においてフェライト磁石４１の内周面４１ｂと実質的に同じ位置に位置する。従って、補助ヨーク部４３とティース５３の間には、フェライト磁石４１とティース５３の間と同様に、間隔Ｇが空いている。補助ヨーク部４３は、回転子４０の回転時に、固定子コア５２のティース５３との接触が生じないようフェライト磁石４１と同様の間隔Ｇを確保しつつ、ティース５３に対してできる限り近い位置に配置されている。従って、補助ヨーク部４３と固定子コア５２（ティース５３）との間で大きな吸引力が確保される。
【００９８】
本実施形態では、フェライト磁石４１が、バックヨーク部４２に支持されている。フェライト磁石４１は、後輪１２の径方向においてバックヨーク部４２の内側に支持されている。フェライト磁石４１は、接着剤（図示せず）を介して、バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３に固定されている。なお、フェライト磁石４１は、必ずしも補助ヨーク部４３に支持されなくともよい。ただし、周方向に隣り合うフェライト磁石４１の側面のうち、正転方向Ｔ側のフェライト磁石４１の側面の少なくとも一部は、補助ヨーク部４３と接触していることが好ましい。正転方向Ｔ側のフェライト磁石４１の側面のうち、外側の極４１ｏの側面の全面が、補助ヨーク部４３と接触していることがより好ましい。正転方向Ｔ側のフェライト磁石４１の側面の略全面が、補助ヨーク部４３と接触していることが更に好ましい。言い換えると、フェライト磁石４１の側面と補助ヨーク部４３との間にギャップが設けられていないことが好ましい。本実施形態では、周方向に隣り合うフェライト磁石４１の双方の側面の略全面が補助ヨーク部４３と接触している。
【００９９】
フェライト磁石４１の磁極面である内周面４１ｂが、補助ヨーク部４３で覆われていない。つまり、フェライト磁石４１の内周面４１ｂが、回転子４０から露出していて、固定子５０と対向している。このことによって、フェライト磁石４１からの磁束が、回転子４０に効率よく作用する。
【０１００】
フェライト磁石４１は、平板形状ではなく、後輪１２の周方向に沿って湾曲した板形状を有している。従って、フェライト磁石４１の外周面４１ａ及び内周面４１ｂは、後輪１２の周方向に沿って湾曲している。即ち、フェライト磁石４１の外周面４１ａは、バックヨーク部４２の内周面４２ａに沿った形状を有している。言い換えると、バックヨーク部４２の内周面４２ａは、後輪１２の径方向外方に凹む凹状を成しており、フェライト磁石４１の外周面４１ａは、後輪１２の径方向外側に膨らむ凸状を成している。フェライト磁石４１の外周面４１ａがバックヨーク部４２の内周面４２ａに沿った形状を有しているので、フェライト磁石４１とバックヨーク部４２との間に空隙が生じていない。従って、バックヨーク部４２がヨークとしての機能を充分に発揮することができ、フェライト磁石４１からの磁束を効率良く固定子コア５２に通すことができる。なお、フェライト磁石４１及びバックヨーク部４２の形状は湾曲しているものに限られない。例えば、フェライト磁石４１が平板状であり、バックヨーク部４２の内周面４２ａも平板状であってもよい。
【０１０１】
バックヨーク部４２は、後輪１２の径方向においてハブ部１２ｈの内側に設けられている。バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３は、ハブ部１２ｈと一体として形成される。即ち、ハブ部１２ｈ、リム部１２ｄ及びスポーク部１２ｇと、バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３とは一体として形成されている。フェライト磁石４１は、バックヨーク部４２を介して、ハブ部１２ｈに固定されている。即ち、フェライト磁石４１は、間接的な動力伝達機構（例えば、ベルト、チェーン、ギア、減速機等）を介さずに、ハブ部１２ｈに固定されている。より詳細には、フェライト磁石４１の外周面４１ａが、バックヨーク部４２を介して、ハブ部１２ｈの内周面１２ｍに固定されている。電動機３５は、ダイレクトドライブ方式の電動機であり、回転子４０を構成するフェライト磁石４１、バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３は、後輪１２の回転軸線Ｃを中心としてハブ部１２ｈとともに回転する。即ち、電動機３５の作動時において、フェライト磁石４１の回転数は、ハブ部１２ｈ、スポーク部１２ｇ及びリム部１２ｄの回転数と同じである。間接的な動力伝達機構を介さないので、ハブ部１２ｈへのエネルギー伝達効率は高い。
【０１０２】
電動機３５には、回転するフェライト磁石４１の位相を検出するためのセンサも設けられている。
【０１０３】
図７（ａ）は、図５（ａ）に示す固定子５０のうち、センサが配置された部分を示した部分拡大図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の固定子５０を回転子４０の側から見た平面図である。
【０１０４】
本実施形態では、電動機３５に、３つのセンサ３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが設けられている。センサ３６Ａ〜３６Ｃは磁気センサであり、ホール素子で構成されている。センサ３６Ａ〜３６Ｃは、後輪１２の径方向におけるコイル５１よりも外側において回転するフェライト磁石４１の位相を検出する。センサ３６Ａ〜３６Ｃは、固定子５０の３ヶ所に配置されている。より詳細には、センサ３６Ａ〜３６Ｃは、図５（ａ）に示す５１個のティース５３のうち、図７（ａ）に示す３つのティース５３にそれぞれ配置されている。本実施形態では、センサ３６Ａ〜３６Ｃは、図７（ａ）に示すティース５３の対向面５３ｃに設けられている。センサ３６Ａ〜３６Ｃは、対向面５３ｃの縁部分に埋め込まれている。なお、センサ３６Ａ〜３６Ｃは、回転子４０と接触しないのであれば、ティース５３に埋め込まれず、ティース５３の対向面５３ｃの上に配置されてもよい。
【０１０５】
本実施形態におけるセンサ３６Ａ〜３６Ｃのそれぞれは、回転子４０が回転した状態でこれらのセンサ３６Ａ〜３６Ｃにより検出されるフェライト磁石４１の位相が、フェライト磁石４１によりコイル５１に生じる誘起電圧の位相に対して進角する位置に設けられている。本実施形態では、センサ３６Ａ〜３６Ｃのそれぞれが、周方向におけるティース５３のそれぞれの中央面５３ｍよりも、回転子４０の正転方向Ｔの上流側に配置されている。すなわち、センサ３６Ａ〜３６Ｃのそれぞれの位置は、後輪１２の周方向における、ティース５３のそれぞれの中央を通る中央面５３ｍに対し、正転方向Ｔとは逆向きに０度よりも大きい角度を成す位置に配置されている。なお、ティース５３のそれぞれの中央面５３ｍは、ティース５３のそれぞれの磁気的な中央線であり、本実施形態では機械的な中央線と共通である。この結果、センサ３６Ａ〜３６Ｃにより検出されるフェライト磁石４１の位相は、フェライト磁石４１によりコイル５１に生じる誘起電圧の位相に対して進角する。センサ３６Ａ〜３６Ｃは、検出結果を表す信号を、コントローラ３１に出力する。
【０１０６】
図８は、図１に示す電動二輪車１０の駆動機構３０における電気的な概略構成を示すブロック図である。
コントローラ３１には、センサ３６Ａ〜３６Ｃ、コイル５１及びアクセルポジションセンサ２５が電気的に接続されている。図８には、コイル５１が、互いに異なる３つの位相の電流が供給される種類別に示されている。コントローラ３１は、センサ３６Ａ〜３６Ｃからの信号に基づいて、フェライト磁石４１の位置情報、つまり、回転子４０の位置情報を得る。なお、コントローラ３１は、センサ３６Ａ〜３６Ｃからの信号に基づいて後輪１２の回転数を得ることも可能である。コントローラ３１は、センサ３６Ａ〜３６Ｃからの信号に基づいて、コイル５１に電流を供給する。アクセルポジションセンサ２５は、運転者の手によるグリップ２３ａの操作量を検出し、コントローラ３１に、操作量に応じた信号を送信する。コントローラ３１は、グリップ２３ａの操作量に応じて、電流の量を制御し、ブレーキレバー２４ａの操作に応じて電流の供給を停止する。
【０１０７】
本実施形態では、コントローラ３１は、各コイル５１に対し限られた期間ずつ電流を供給する、いわゆる１２０度通電を行っている。コントローラ３１は、上述したＵ，Ｖ，Ｗの各相に割り当てられた複数のコイル５１のうち電流を供給する対象となるコイル５１を順次切り替える。コントローラ３１は、センサ３６Ａ〜３６Ｃからの信号のタイミングに応じて、コイル５１への電流供給及び供給停止を行う。コントローラ３１は、後輪１２の径方向においてフェライト磁石４１よりも内側に位置するコイル５１に供給される電流の位相が、コイル５１よりも外側においてバックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３とともに回転するフェライト磁石４１によりコイル５１に生じる誘起電圧の位相に対して進角するように、コイル５１に対して電流を供給する。
【０１０８】
図７に示したように、センサ３６Ａ〜３６Ｃのそれぞれは、回転子４０が回転した状態でこれらのセンサ３６Ａ〜３６Ｃにより検出されるフェライト磁石４１の位相が、フェライト磁石４１によりコイル５１に生じる誘起電圧の位相に対して進角する位置に、設けられている。従って、コントローラ３１がセンサ３６Ａ〜３６Ｃの信号のタイミングに基づいてコイル５１に供給する電流は、回転するフェライト磁石４１によりコイル５１に生じる誘起電圧の位相に対して進角する。複数のフェライト磁石４１と複数のティース５３（コイル５１）のうちある１組に注目したとき、進角によって、注目したフェライト磁石４１とティース５３が後輪１２の周方向で最も重なる前にこのティース５３に対応するコイル５１への電流が切り替えられる。この進角によって、補助ヨーク部４３の作用であるリラクタンストルクが有効利用される。本実施形態では、コントローラ３１は、コイル５１に供給される電流の位相がセンサ３６Ａ〜３６Ｃにより検出されるフェライト磁石４１の位相に対して進角する量を変化させずに、コイル５１に対して電流を供給する。従って、コントローラ３１の機構を簡潔化しつつ、リラクタンストルクを効率よく活用しトルクを出力することができる。また、進角は、図７に示したように、センサ３６Ａ〜３６Ｃのそれぞれの位置が、これらのセンサ３６Ａ〜３６Ｃにより検出されるフェライト磁石４１の位相が進角する位置に、設けられることによって実施される。したがって、本実施形態では、３つのセンサ３６Ａ〜３６Ｃの位置設定によって、リラクタンストルクを効率よく活用することができる。リラクタンストルクの詳細については後述する。なお、いわゆる１２０度通電において、進角した位相の電流を供給するための回路構成は公知であるので説明を省略する。
【０１０９】
なお、フェライト磁石４１によりコイル５１に生じる誘起電圧の位相は、コイル５１に対し通電を行っていない期間における電圧を測定することで得ることができる。あるいは、フェライト磁石４１によりコイル５１に生じる誘起電圧の位相は、電気的な駆動を行わない状態、すなわちコイル５１に対するコントローラ３１からの電流供給を行わない状態で、後輪１２を外部からの力で回転させながら電圧を測定することでも得ることができる。
【０１１０】
ここで、再び図６（ａ）を参照して、固定子５０と回転子４０との関係について説明する。
【０１１１】
図６（ａ）に示すように、ハブ部１２ｈと、支持部材６０を構成する外側円筒部６１との間に、後輪１２の径方向内側から順に、固定子コア５２、フェライト磁石４１（又は補助ヨーク部４３）、及びバックヨーク部４２が設けられている。
【０１１２】
図６（ａ）に示すように、固定子コア５２のティース５３の外側部５３ｂの幅は、内側部５３ａから回転子４０（フェライト磁石４１）に近づくにつれて広くなっている。外側部５３ｂは、フェライト磁石４１の内周面４１ｂ及び補助ヨーク部４３の最内端４３ｂと対向する対向面５３ｃを有している。フェライト磁石４１の内周面４１ｂと、外側部５３ｂの対向面５３ｃとの間には、ギャップＧが設けられている。フェライト磁石４１の周方向の幅は、特に限定されない。フェライト磁石４１の周方向の幅は、例えば、ティースの端部にある対向面５３ｃの周方向の幅以上である。
【０１１３】
ここで、比較例の電動二輪車の車輪駆動用電動機９３５について、図５（ｂ）及び図６（ｂ）を用いて説明する。図５（ｂ）に示すように、比較例の電動二輪車の車輪駆動用電動機９３５は、ハブ部９１２ｈの内側に設けられている。電動機９３５は、中心軸９１２ａに固定された支持部材９６０と、支持部材９６０の外側に固定された固定子９５０と、ハブ部９１２ｈの内側に固定された回転子９４０とを備え、回転子９４０は、バックヨーク部９４２と、バックヨーク部９４２の内側に支持された希土類磁石９４１とを備えている。希土類磁石９４１は、固定子９５０と間隔を空けて対向している。希土類磁石９４１は、図５（ａ）に示すフェライト磁石４１よりも薄い。電動機９３５の直径は、図５（ａ）に示す電動機３５よりも小さい。
【０１１４】
本実施形態では、回転子４０に備えられたフェライト磁石４１のパーミアンス係数Ｐｃは、１０以上である。ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータでは、後輪１２の内側のスペースに余裕があるので、フェライト磁石４１は比較的厚い。フェライト磁石４１が厚いと、フェライト磁石４１から、ギャップＧを介して、ティース５３の対向面５３ｃに到達する磁束の量が多いので、効率良く磁束を固定子コア５２に通すことができる。また、本実施形態では、後輪１２の径方向において、フェライト磁石４１の厚さＨは、バックヨーク部４２の厚さよりも大きい。また、後輪１２の径方向において、バックヨーク部４２の厚さは、ハブ部１２ｈの厚さよりも大きい。フェライト磁石４１の径方向の厚さＨは、特に限定されない。フェライト磁石４１の厚さＨは、具体的には、例えば、４ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることがより好ましく、６ｍｍ以上であることが更に好ましく、７ｍｍ以上であることが特に好ましい。また、フェライト磁石の厚さＨは、１５ｍｍ以下であることが好ましく、１２ｍｍ以下であることがより好ましく、１０ｍｍ以下であることが更に好ましく、９ｍｍ以下であることが特に好ましい。ここで、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂは、後輪１２の径方向においてフェライト磁石４１の内周面４１ｂと実質的に同じ位置に位置している。従って、補助ヨーク部４３の、径方向の寸法も、例えば、４ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることがより好ましく、６ｍｍ以上であることが更に好ましく、７ｍｍ以上であることが特に好ましい。また、補助ヨーク部４３の径方向の寸法は、１５ｍｍ以下であることが好ましく、１２ｍｍ以下であることがより好ましく、１０ｍｍ以下であることが更に好ましく、９ｍｍ以下であることが特に好ましい。
【０１１５】
図９は、図６（ａ）に示す複数のティース５３の一つと、この一つのティース５３Ａに対向するフェライト磁石４１と、補助ヨーク部４３とを示す拡大図である。ここでは、一つのティース５３Ａに着目する。コイル５１に電流が流れると、ティース５３Ａと補助ヨーク部４３の間には、磁力（吸引力）Ｆが生じる。ティース５３Ａに巻かれたコイル５１に供給される電流の位相が、先に説明したように、回転するフェライト磁石４１によりコイル５１に生じる誘起電圧の位相に対して進角する。これにより、回転子４０の補助ヨーク部４３と固定子５０のティース５３Ａとの間に生じる吸引力Ｆは、リラクタンストルクとして利用することができる。リラクタンストルクが生じることによって、電動機３５では、フェライト磁石４１とティース５３との間に生じるマグネットトルクのみの場合よりも大きいトルクを確保することができる。本実施形態では、フェライト磁石４１、補助ヨーク部４３及びバックヨーク部４２の突極比Ｌｑ／Ｌｄは、２以上である。ここで、突極比Ｌｑ／Ｌｄは、一つのティース５３Ａに着目した場合、このティース５３Ａが補助ヨーク部４３に正対した場合のインダクタンスＬｑと、ティース５３がフェライト磁石４１に正対した場合のインダクタンスＬｄとの比である。ティース５３がフェライト磁石４１に正対した状態（図９に示す状態）では、コイル５１の電流によって生じた磁束が、透磁率の低いフェライト磁石４１によって妨げられやすい。本実施形態では、ダイレクトドライブ方式のインホイールモータに設けられたフェライト磁石４１の後輪１２の径方向の厚さが大きい、すなわち、ティース５３Ａから見てバックヨーク部４２までの距離が大きいので、コイル５１の電流による磁束の作用が妨げられやすい。換言すれば、ティース５３Ａがフェライト磁石４１に正対した場合（図９に示す状態）、バックヨーク部４２までの距離が長く、そのバックヨーク部４２まではフェライト磁石４１が配置されているので、磁気抵抗が高い。従って、インダクタンスＬｄが低い。これに対し、ティース５３Ａが補助ヨーク部４３に正対した場合には、磁気抵抗が低い。従って、インダクタンスＬｑが高い。２以上の大きな突極比によって、より大きなリラクタンストルクが確保される。
【０１１６】
また、固定子５０のティース５３とフェライト磁石４１との間にはマグネットトルクが生じる。マグネットトルクとリラクタンストルクとは電動機３５のトルクを構成している。ここで、マグネットトルクは、フェライト磁石４１からの磁束によって生じる。
【０１１７】
図１０（ａ）は、図５（ａ）に示す本実施形態の電動機３５のフェライト磁石４１による磁束を説明する図であり、図１０（ｂ）は、図５（ｂ）に示す比較例の電動機の希土類磁石による磁束を説明する図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）には、磁石を取り出した状態における磁石磁束を表す磁力線が模式的に示されている。ただし、電動機においては磁石に隣接することとなる補助ヨークの位置も破線で示されている。
【０１１８】
磁石の周囲に透磁率の高い補助ヨーク及びティースが配置される場合、磁石の磁束は、透磁率の高い部分を通る傾向が強まるが、磁束は、磁石自体に固有の磁束分布の影響も当然に受ける。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、磁石自体に固有の磁束分布を見やすくするため、電動機から磁石を取り出した状態における磁石の磁束が示されている。
【０１１９】
図１０（ｂ）に示す希土類磁石９４１は、電動機を小型化するため、最大エネルギー積が大きい。従って、電動機に用いられる希土類磁石９４１の車輪の径方向における厚さは、図１０（ａ）に示すフェライト磁石４１の厚さと比べて小さい。
【０１２０】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、磁石４１，９４１を単体で見た場合、磁石４１，９４１の磁束を表す磁力線は、一方の磁極から磁石の外部に出て、磁石の外部を経て他方の磁極に戻る弧に沿って延びている。他方の磁極に戻った磁力線は、この他方の磁極から、磁石内を、上記の一方の磁極まで延びている。磁石４１，９４１の外部の磁束は、磁石内部の磁性体によって生じているため、磁石４１，９４１外部の磁束を表す磁力線は、磁石の形状の影響を受ける。
【０１２１】
図１０（ｂ）に示す希土類磁石９４１から外部に出た磁力線は、磁石９４１の厚さが小さいため、相対的に径の小さな弧（曲率の大きな弧）を描くように延びる。この結果、図５（ｂ）に示すように、複数の希土類磁石９４１の間の間隔に補助ヨーク部９４３が配置された場合、希土類磁石９４１の一方の磁極から出た磁束のうち、隣に配置された補助ヨーク部９４３を経由して他方の磁極に戻る磁束の量が大きい。補助ヨーク部を経由する磁束は、希土類磁石９４１にとって、固定子コア９５２への作用に寄与しない漏れ磁束である。つまり、補助ヨーク部９４３を配置すると、固定子コアに作用する磁束の減少量が大きいため、電動機のトルク（ここでは、マグネットトルク）は却って低下してしまう可能性がある。
【０１２２】
これに対し、図１０（ａ）のフェライト磁石４１の最大エネルギー積は、希土類磁石よりも小さいが、フェライト磁石４１は希土類磁石９４１よりも大きな厚さを有する。このことによって、図１０（ａ）のフェライト磁石４１では上述した大きなパーミアンス係数が得られると同時に、フェライト磁石４１内部の磁力線が、希土類磁石９４１内部の磁力線と比べて、より直線状に延びている。このため、フェライト磁石４１の外部で、後輪１２（図２参照）の径方向内側に向かう磁束の指向性が高い。つまり、フェライト磁石４１外部の磁力線は、希土類磁石９４１よりも大きな径の弧、すなわちフェライト磁石４１から離れた弧に沿って延びる。この結果、図５（ａ）に示すように後輪１２の周方向でフェライト磁石４１の隣に補助ヨーク部４３が配置された場合に、補助ヨーク部４３を経由する磁束、すなわち漏れ磁束の量が抑えられる。
【０１２３】
本実施形態では、フェライト磁石４１の側面と補助ヨーク部４３との間に、ギャップは設けられていない。また、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂは、径方向においてフェライト磁石４１の内周面４１ｂと実質的に同じ位置に位置する。フェライト磁石４１から固定子コア４２に向かう磁束の指向性が上述したように高いので、フェライト磁石４１の側面と補助ヨーク部４３との間にギャップが設けられていなくても、フェライト磁石４１から補助ヨーク部４３への漏れ磁束の発生を抑制できる。正転方向Ｔ側のフェライト磁石４１に補助ヨーク部４３が接触するように補助ヨーク部４３をフェライト磁石４１に近づけることにより、正転時にリラクタンストルクをより効率よく利用できる。また、フェライト磁石４１から固定子コア４２に向かう磁束の指向性が上述したように高いので、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂが径方向においてフェライト磁石４１の内周面４１ｂと実質的に同じ位置に位置していても、フェライト磁石４１から補助ヨーク部４３への漏れ磁束の発生を抑制できる。
【０１２４】
このように、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータにおいて、厚さＨが大きいフェライト磁石４１を採用し、フェライト磁石４１の隣に補助ヨーク部４３を配置することにより、漏れ磁束の量を抑えつつ、コイル５１と補助ヨーク部４３との吸引力（リラクタンストルク）を利用して、より大きなトルクを確保することができる。言い換えれば、本実施形態では、最大エネルギー積が希土類磁石よりも小さいフェライト磁石４１を利用するのにも拘わらず、補助ヨーク部４３を設けた分、フェライト磁石４１がティース５３と対向する面積は縮小されているといえる。しかし、本実施形態によれば、たとえフェライト磁石４１がティース５３と対向する面積を縮小しても、厚さＨが大きいフェライト磁石４１に補助ヨーク部４３を組み合わせることによって、マグネットトルクの減少を抑えつつリラクタンストルクを生じさせて十分なトルクを確保することができる。
【０１２５】
また、本実施形態の電動二輪車１０の車輪駆動用電動機３５によれば、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータにおいて、フェライト磁石４１を採用したことにより、エネルギー損失を低減することができる。即ち、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータでは、トルクを向上させることができるが、トルクを向上させると電動機の極切替の周波数が大きくなり、それに伴って、エネルギー損失が大きくなるという課題があった。また、補助ヨーク部９４３を配置した場合、マグネットトルクの減少によって総合的なトルクが却って低下するおそれがある。
【０１２６】
これに対して、電動二輪車１０の車輪駆動用電動機３５によれば、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータにおいて、フェライト磁石４１を備え、このフェライト磁石４１が、固定子コア５２と対向し、後輪１２の回転軸線を中心としてハブ部１２ｈ、スポーク部１２ｇ及びバックヨーク部４２とともに回転する。このため、フェライト磁石の隣に補助ヨーク部４３を配置することに起因する漏れ磁束の量を抑えつつ、補助ヨーク部４３によるリラクタンストルクを有効利用することで、所望のトルクを確保しつつ、エネルギー損失を小さく抑えることができ、これにより、安価で且つ日常生活において使い易い電動二輪車１０を提供することができる。
【０１２７】
＜第二実施形態＞
続いて、本発明の第二実施形態について説明する。
以下の第二実施形態の説明にあたっては、上述した第一実施形態における各要素と同一の要素には同一の符号を付すか又は符号を省略し、前述の実施形態との相違点について説明する。
【０１２８】
図１１は、本発明の第二実施形態に係る車輪駆動用電動機２３５を模式的に示す側面図である。また、図１２は、図１１の部分拡大図である。
【０１２９】
図１１及び図１２に示す電動機２３５は、車輪（後輪）２１２を一方向にのみ駆動する電動機である。具体的には、電動機２３５は、後輪２１２を、電動二輪車１０の前進に対応した正転方向Ｔのみに駆動する。電動機２３５の回転子２４０に備えられる補助ヨーク部２４３の形状は、第一実施形態の場合とは異なる。後輪２１２の正転方向Ｔにおける、フェライト磁石４１の間隔の前半分に位置する補助ヨーク部２４３ａの体積は、後半分に位置する補助ヨーク部２４３ｂの体積よりも大きい。正転方向Ｔは、電動二輪車１０を前進させるために、補助ヨーク部２４３を含む回転子４０が、電動機２３５の固定子５０に対して回転する方向である。補助ヨーク部２４３における前半分は、正転方向Ｔにおける下流側の部分であり、前半分は、正転方向Ｔにおける上流側の部分である。具体的には、補助ヨーク部２４３における前半分は、後輪２１２の周方向において、隣り合う２つのフェライト磁石４１の間隔の中央を通る中央面２４３ｍよりも、正転方向Ｔにおける下流側の部分であり、補助ヨーク部２４３における後半分は、中央面２４３ｍよりも、正転方向Ｔにおける上流側の部分である。
【０１３０】
本実施形態では、周方向に隣り合うフェライト磁石４１の側面のうち、正転方向Ｔ側のフェライト磁石４１の側面の略全面が、補助ヨーク部２４３と接触している。補助ヨーク部２４３は、中央面２４３ｍよりも下流側で固定子コア５２と対向する部分が、斜めに切り取られたような形状となっている。すなわち、後輪（車輪）２１２の径方向において、補助ヨーク部２４３の最内端は、正転方向Ｔにおける中央面２４３ｍよりも下流側に、後輪２１２の径方向外側に傾斜した面を有している。なお、補助ヨーク部２４３の形状は、これに限られるものではなく、例えば、前半分に位置する補助ヨーク部２４３ａと後半分に位置する補助ヨーク部２４３ｂとの間に、段差が設けられていてもよい。また、補助ヨーク部２４３の最内端は曲面で構成されていてもよい。ただし、周方向に隣り合うフェライト磁石４１の側面のうち、正転方向Ｔ側のフェライト磁石４１の側面の少なくとも一部は、補助ヨーク部２４３と接触していることが好ましい。正転方向Ｔ側のフェライト磁石４１の側面の略全面が、補助ヨーク部４３と接触していることがより好ましい。言い換えると、フェライト磁石４１の側面と補助ヨーク部４３との間にギャップが設けられていないことが好ましい。本実施形態では、周方向に隣り合うフェライト磁石４１のうち、正転方向Ｔ側のフェライト磁石４１の側面の略全面が、補助ヨーク部４３と接触している。
【０１３１】
ここで、回転子２４０に設けられた複数のティース５３のうち一つのティース５３Ａに注目する。このティース５３Ａにコイル５１による磁束が生じているとき、複数ある補助ヨーク部２４３のうち、ティース５３Ａよりも正転方向Ｔにおける下流側Ｄにある補助ヨーク部２４３と上流側Ｕにある補助ヨーク部２４３とを比較すると、下流側Ｄの補助ヨーク部２４３が有する体積の大きい補助ヨーク部２４３ａが、上流側Ｕの補助ヨーク部２４３の補助ヨーク部２４３ａよりもティース５３の近くに存在する。このため、上流側Ｕの補助ヨーク部２４３がティース５３に吸引される吸引力Ｆａは、下流側Ｄの補助ヨーク部２４３がティース５３に吸引される吸引力Ｆｂよりも大きい。ここで、下流側Ｄの補助ヨーク部２４３の吸引力Ｆｂは、回転子２４０の正転方向Ｔへの回転の妨げとなる力である。従って、本実施形態では、回転子２４０の正転方向Ｔへの回転の妨げとなる力が低減され、正転方向Ｔについてのリラクタンストルクが増大する。従って、より十分なトルクを確保することができる。
【０１３２】
＜第三実施形態＞
続いて、本発明の第三実施形態について説明する。
【０１３３】
図１３は、本発明の第三実施形態に係る電動二輪車の固定子５０のうち、センサが配置された部分を示した部分拡大図である。
本実施形態では、センサ３３６Ａ〜３３６Ｃのそれぞれが、ティース５３のそれぞれの、周方向における中央面５３ｍの位置に配置されている。本実施形態では、上述した第一実施形態に対し、センサ３３６Ａ〜３３６Ｃの位置が異なり、また、コントローラ３１の動作が異なる。ただし、本実施形態における基本的な構成は第一実施形態の説明で参照した図１〜図６、図８及び図１０に示す構成と変わらないので、本実施形態の説明では第一実施形態で参照した図をそのまま流用し、また、コントローラ３１には図８に示す第一実施形態のコントローラ３１と同じ符号（３１）を付して、説明する。
【０１３４】
本実施形態では、コントローラ３１は、車輪（後輪）の径方向においてフェライト磁石４１よりも内側に位置するコイル５１に供給される電流の位相が、センサ３３６Ａ〜３３６Ｃにより検出されるフェライト磁石４１の位相に対して進角するように、コイル５１に対して電流を供給する。具体的には、コントローラ３１は、コイル５１に供給される電流の位相がセンサ３６Ａ〜３６Ｃにより検出されるフェライト磁石４１の位相に対して進角する量を変化させずに、コイル５１に対して電流を供給する。本実施形態では、コントローラ３１が、コイル５１を正弦波で駆動する。コイル５１には、その配置位置に対応したＵ相、Ｖ層及びＷ層の種類に応じて、互いに位相の異なる正弦波の電流が供給される。コントローラ３１は、コイル５１に供給する各相について、回転子４０のフェライト磁石４１の位置に応じた位相の電流波形をコイル５１に供給する。ここで、コントローラ３１は、フェライト磁石４１の位相に対して、コイル５１に供給される電流の正弦波の位相を進角するように電流を供給する。なお、正弦波による駆動は、アナログ波形による正弦波によるものに限られず、例えば、擬似的な正弦波やＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によるデューディの制御であってもよい。このような正弦波による駆動において、進角した位相の電流を供給するための回路構成は公知であるので説明を省略する。
【０１３５】
本実施形態によれば、コントローラ３１の動作によって、コイル５１に供給される電流の位相の進角の量を設定することができるため、例えば制御する電動機の仕様変更に対応した、進角する量の設定又は調整が容易である。
【０１３６】
＜第四実施形態＞
続いて、本発明の第四実施形態について説明する。本実施形態では、上述した第三実施形態に対し、コントローラ３１の動作が異なる。ただし、本実施形態における基本的な構成は第三実施形態の説明で参照した図の構成と変わらないので、コントローラ３１には図８に示す第三実施形態（第一実施形態）のコントローラ３１と同じ符号（３１）を付して、説明を続ける。
【０１３７】
本実施形態におけるコントローラ３１は、コイル５１に供給される電流の位相がセンサ３３６Ａ〜３３６Ｃにより検出されるフェライト磁石４１（図６（ａ）参照）の位相に対して進角する量が変化するように、コイル５１に対して電流を供給する。具体的には、コントローラ３１は、位相のずれの量を、後輪１２（図２参照）の回転数に応じて変化させることによって、後輪の径方向においてフェライト磁石４１よりも内側に位置するコイルに供給される電流の位相がセンサ３３６Ａ〜３３６Ｃにより検出されるフェライト磁石４１の位相に対して進角する量が、後輪１２の回転数に応じて変化するように、コイル５１に対して電流を供給する。コントローラ３１は、センサ３３６Ａ〜３３６Ｃの検出結果に基づいて後輪の回転数を得る。なお、後輪１２の回転数は、電動二輪車１０（図１参照）の速度に比例するので、後輪１２の回転数の代わりに、電動二輪車１０の速度を用いることも可能である。この場合、コントローラ３１は、センサ３３６Ａ〜３３６Ｃ以外のセンサ、例えば、車体１０ａ（図１参照）に加速度センサを設け、この加速度センサから速度の情報を得てもよい。
【０１３８】
図１４は、本発明の第四実施形態に係る電動二輪車のコントローラにおける、車輪の回転数と進角の関係を表すグラフである。図１４のグラフに示すように、コントローラ３１は、車輪（後輪）の回転数（電動二輪車の速度）が増大するに従って、コイル５１に供給される電流の位相が、センサ３３６Ａ〜３３６Ｃにより検出されるフェライト磁石４１の位相に対して進角する量を増大させる。
【０１３９】
本実施形態によれば、電動二輪車１０（図１参照）の動作状況に応じて進角量を制御し、適切なトルクを得ることができる。図１４のグラフに示すように、後輪１２の回転数（電動二輪車の速度）に応じて進角量が増大すると、後輪１２の回転数が高い領域でのトルクの減少が抑えられる。従って、回転子とハブ部１２ｈ（図６（ａ）参照）との間に減速機（又は増速機）を介在させないダイレクトドライブ方式の電動二輪車１０において、後輪１２の回転数が高い領域でも十分なトルクが確保できる。
【０１４０】
以上、本実施形態について説明したが、本実施形態は、本発明の好適な一つの実施形態に過ぎない。当業者が、本実施形態に対して各種の改良又は変更を容易に行い得ることは明らかである。即ち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて定められるものであり、本発明は、本実施形態に限定されず、例えば、以下のような変更を行うことができる。
【０１４１】
上述した第四実施形態では、後輪（車輪）１２の回転数の増加に応じて進角量を増加させているが、本発明は、この例に限定されない。本発明の制御装置は、進角量を、例えば、グリップの操作又は走行負荷に応じて変化させるものであってもよい。
【０１４２】
上述した第三実施形態では、センサ３３６Ａ〜３３６Ｃのそれぞれが、ティース５３のそれぞれの、周方向における中央面５３ｍの位置に配置されている例を示したが、本発明はこの例に限定されない。センサの位置は、制御装置によるコイルへの電流の位相の調整が可能な位置であれば、中央面５３ｍの位置からずれた位置に配置されてもよい。また、センサは、例えば、固定子コアから離れた位置に配置されていてもよく、例えば、隣り合った２つのティースの間隔に配置されてもよい。
【０１４３】
上述した第一実施形態及び第三実施形態では、フェライト磁石の位相を検出するためのセンサとして磁気センサを配置した例を示したが、本発明はこの例に限定されない。フェライト磁石の位相を検出するセンサは、例えば、回転子の状態を検出することによってフェライト磁石の位相を間接的に検出するロータリーエンコーダであってもよい。
【０１４４】
上述した第一実施形態では、センサ３６Ａ〜３６Ｃの位置が中央面５３ｍからずれた位置に配置されることによって、コイル５１に供給される電流の位相が進角する例を示したが、本発明はこの例に限定されない。進角の方法としては、例えば、ティースに対しコイルを偏心した状態で巻きつけることによって、ティースのそれぞれの磁気的な中央線を機械的な中央線からずらしてもよい。
【０１４５】
また、コントローラ３１（制御装置）は、コイル５１に供給される電流の位相が、コイル５１に生じる誘起電圧の位相に対して進角するように、コイル５１に対して電流を供給する進角制御を行う。進角制御としては、例えば、コントローラ３１は、コイル５１への供給電流にｄ軸電流を付加する。即ち、コントローラ３１は、ｄ軸電流成分を含んだ電流をコイル５１に供給する。後輪１２は、フェライト磁石４１によるマグネットトルクと、補助ヨーク４３によるリラクタンストルクとにより回転する。なお、進角制御においてコントローラ３１からコイル５１に供給される電流は、特に限定されず、正弦波であってもよく、矩形波であってもよい。
【０１４６】
上述した第一実施形態では、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂは、フェライト磁石４１の外側の極４１ｏよりも内側に位置しており、後輪１２の径方向において、フェライト磁石４１の内周面４１ｂと実質的に同じ位置に設けられている例を示したが、本発明はこの例に限定されない。本発明に係る補助ヨーク部としては、例えば、図１５（ａ）〜（ｄ）に係る例が挙げられる。
【０１４７】
図１５（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る補助ヨーク部の実施形態を示す部分拡大側面図である。なお、図１５（ａ）〜（ｄ）では、第一実施形態に係る図面に示す構成と同様の構成に、第一実施形態に係る図面に示す符号と同じ符号を付している。
【０１４８】
図１５（ａ）〜（ｄ）に係る例では、後輪１２の径方向において、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂが、フェライト磁石４１の外周側の磁極面４１ａ（即ち外側の極４１ｏの磁極面４１ａ）よりも内側に位置している。図１５（ａ）〜（ｄ）に係る例では、補助ヨーク部４３の径方向内側への突出量が異なっている。具体的には、以下の通りである。
【０１４９】
図１５（ａ）に係る例では、後輪１２の径方向において、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂが、フェライト磁石４１の内周側の磁極面４１ｂ（即ち内側の極４１ｉの磁極面４１ｂ）と実質的に同じ位置に設けられている。
【０１５０】
図１５（ｂ）に係る例では、後輪１２の径方向において、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂが、磁極面４１ｂと磁極面４１ａとの間の中心位置４１ｃと、磁極面４１ｂとの間に位置している。このとき、後輪１２の径方向において、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの全部が、磁極面４１ｂよりも外側に位置している。図１５（ｂ）に係る例は、ＳＰＭ型回転子の一例である。フェライト磁石４１の磁極面４１ｂは、径方向内側に露出しており、ティース５３と対向している。フェライト磁石４１の磁極面４１ｂとティース５３との間には磁性体が設けられていない。
【０１５１】
図１５（ｃ）に係る例では、後輪１２の径方向において、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの全部が、中心位置４１ｃよりも外側に位置している。
【０１５２】
図１５（ｄ）に係る例では、後輪１２の径方向において、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの少なくとも一部（図中では全部）が、磁極面４１ｂよりも内側に位置している。但し、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂは、後輪１２の回転時にティース５３と接触せず、後輪１２の回転の妨げとならない。
【０１５３】
本発明では、図１５（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）に示すように、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分が、後輪１２の径方向において、磁極面４１ｂと磁極面４１ａとの間の中心位置４１ｃよりも内側に位置することが望ましい。
本発明では、フェライト磁石４１が、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータに設けられるので、フェライト磁石４１の径方向厚さが大きく確保される。補助ヨーク部４３が、このように径方向厚さが大きなフェライト磁石４１の中心位置４１ｃよりも内側に突出するので、大きな突極比が確保される。その結果、より大きなリラクタンストルクが得られるので、より十分なトルクが確保される。なお、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの全部が、中心位置４１ｃよりも内側に位置していてもよく、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの一部（即ち、最も径方向内側に位置する部分）のみが、中心位置４１ｃよりも内側に位置していてもよい。
【０１５４】
さらに、本発明では、図１５（ｂ）に示すように、後輪１２の径方向において、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分は、磁極面４１ａと磁極面４１ｂとの間の中心位置４１ｃと、磁極面４１ｂとの間に位置していることが望ましい。
これにより、より大きなリラクタンストルクが確保される。
さらに、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの全部が、磁極面４１ｂよりも外側に位置する。従って、フェライト磁石４１の磁極面４１ｂと補助ヨーク部４３の最内端４３ｂとの間隔（磁気抵抗）が確保されるので、磁極面４１ｂからティース５３へ向かう磁束が補助ヨーク部４３へ漏れてしまうことが抑制される。また、ティース５３と補助ヨーク部４３の最内端４３ｂとの間隔（磁気抵抗）が確保されるので、ティース５３からフェライト磁石４１の磁極面４１ｂに漏れてしまうことが抑制される。そのため、充分なマグネットトルクが確保される。その結果、より十分なトルクが確保される。
なお、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの全部が、中心位置４１ｃと磁極面４１ｂとの間に位置していてもよく、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの一部（即ち、最も径方向内側に位置する部分）のみが、中心位置４１ｃと磁極面４１ｂとの間に位置していてもよい。
【０１５５】
また、本発明では、図１５（ａ）に示すように、後輪１２の径方向において、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分は、磁極面４１ｂと同じ位置、又は実質的に同じ位置に位置していることが望ましい。
これにより、より大きなリラクタンストルクが確保される。
この場合、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの全部が、磁極面４１ｂと同じ位置又は実質的に同じ位置に位置していてもよく、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの一部（即ち、最も径方向内側に位置する部分）のみが、磁極面４１ｂと同じ位置又は実質的に同じ位置に位置していてもよい。なお、ここでいう実質的に同じ位置とは、本分野において通常設定され得る公差、及び通常生じる可能性のある誤差（例えば、補助ヨーク部４３の加工精度及びフェライト磁石４１の成形精度等による誤差）を許容可能であることを意味する。
【０１５６】
また、本発明では、図１５（ｄ）に示すように、後輪１２の径方向において、補助ヨーク部４３の最内端４３ｂの面のうち、少なくとも最も径方向内側に位置する部分は、磁極面４１ｂよりも内側に位置していることが望ましい。
これにより、より大きなリラクタンストルクが確保される。
さらに、バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３が、磁性体製の部材（例えば、鉄製部材）に加工（例えば、プレス加工）を行うことにより形成される場合、焼結磁石であるフェライト磁石４１よりも、高い寸法精度を得ることができる。図１５（ｄ）に示す例では、高い寸法精度を有する補助ヨーク部４３が、フェライト磁石４１よりも、後輪１２の径方向内側に位置する。そのため、補助ヨーク部４３とティース５３（固定子コア５２）との接触を防止しつつ、補助ヨーク部４３とティース５３との間の間隔を小さくできる。言い換えれば、補助ヨーク部４３とティース４２との接触を防止しつつ、補助ヨーク部４３の径方向内側への突出量を大きく確保できる。その結果、より大きなリラクタンストルクが得られる。
【０１５７】
上述した実施形態では、電動機の突極比Ｌｑ／Ｌｄが、２以上である例を示したが、本発明はこの例に限定されない。電動機の突極比は、１を超える値であればよい。
【０１５８】
上述した実施形態では、フェライト磁石４１が、接着剤を介して、バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３に固定されている例を示したが、本発明はこの例に限定されない。例えばフェライト磁石と補助ヨーク部とは、一体に成形されたものであってもよい。このような構造は、例えば、フェライト磁石になる部分と補助ヨーク部になる部分とが一体化したフェライト製の円環部材に対して、フェライト磁石になる部分のみを着磁することで形成してもよい。
【０１５９】
上述した本実施形態では、回転子４０のフェライト磁石４１が、回転子４０の径方向内側に露出した構造（ＳＰＭ型回転子）の例（例えば図１５（ａ）〜（ｄ））を示したが、本発明はこの例に限定されない。本発明では、フェライト磁石がヨークの中に埋め込まれた埋込磁石型回転子（ＩＰＭ型回転子）を備えてもよい。ただし、フェライト磁石の内周面が、補助ヨーク部で覆われていないことによって、フェライト磁石からの磁束が、回転子に効率よく作用する。なお、図１５（ｄ）に示す例では、後輪１２の径方向において、補助ヨーク部４３が磁極面４１ｂよりも内側に突出している。補助ヨーク部４３の磁極面４１ｂよりも内側に突出した部分は、フェライト磁石４１の磁極面４１ｂを覆っていない。しかし、本発明においては、補助ヨーク部４３の磁極面４１ｂよりも内側に突出した部分が、周方向に延びるように形成され、フェライト磁石４１の磁極面４１ｂの一部又は全部を覆っていてもよい。
【０１６０】
上述した実施形態では、バックヨーク部４２がカバー１２ｂと固定されているが、ハブ部１２ｈがカバー１２ｂと固定されてもよく、バックヨーク部４２及びハブ部１２ｈがカバー１２ｂと固定されてもよい。
【０１６１】
上述した本実施形態では、ハブ部１２ｈが、非磁性体からなり、バックヨーク部４２が、磁性体からなる場合について説明したが、本発明は、この例に限定されず、ハブ部１２ｈ及びバックヨーク部４２の両方が磁性体からなっていてもよい。この場合、ハブ部１２ｈ及びバックヨーク部４２の材質は同じであってもよく、異なっていてもよい。即ち、バックヨーク部４２、ハブ部１２ｈ、スポーク部１２ｇ及びリム部１２ｄの材質については、少なくともバックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３が磁性体であればよく、ハブ部１２ｈ、スポーク部１２ｇ及びリム部１２ｄは、磁性体であってもよく、非磁性体であってもよい。
【０１６２】
上述した実施形態では、バックヨーク部４２及び補助ヨーク部４３が、焼結によりハブ部１２ｈと一体として形成されている場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、バックヨーク部は、ハブ部に接着されることによりハブ部と一体として形成されていてもよい。
【０１６３】
上述した実施形態では、電動機３５が後輪１２に設けられる場合について説明したが、本発明は、この例に限定されず、電動機３５は、前輪１１に設けられてもよい。また、本実施形態では、後輪１２に、電動機３５が設置され、電動機３５にスプロケット１２ｉが取り付けられている場合について説明したが、本発明では、電動機を前輪に設け、スプロケットを後輪に設けてもよい。
【０１６４】
上述した実施形態では、後輪１２の径方向、軸線方向及び円周方向を基準として説明を行ったが、電動機３５の径方向、軸線方向及び円周方向が後輪１２の径方向、軸線方向及び円周方向と同様に用いられてもよい。電動機３５が後輪１２に取り付けられているとき、後輪１２の径方向は電動機３５の径方向と合致し、後輪１２の軸線方向は電動機３５の軸線方向と合致し、後輪１２の軸線方向は電動機３５の円周方向と合致する。
【０１６５】
第一実施形態から第四実施形態まで、複数の実施形態を示したが、これらの各実施形態における要素は互いに組み合わせられてもよい。例えば、第一実施形態の構成において、コントローラがコイルに対し正弦波駆動を行ってもよく、この逆に第三実施形態の構成、及び第四実施形態の構成において、コントローラがいわゆる１２０度通電を行ってもよい。また、例えば、第一実施形態及び第三実施形態の双方の構成において、第二実施形態で説明したように、後輪の回転方向における前半分に位置する補助ヨーク部の体積が、後半分に位置する補助ヨーク部の体積よりも大きい構成を採用してもよい。
【０１６６】
次に、本分野における本発明の意義について説明する。
電気自動車及び電動二輪車等の分野において、駆動用の電動機には、内燃機関（エンジン）と遜色無い走行性能（高速走行性能及び加速性能等）の実現を優先して技術開発が行われてきた経緯がある。そのため、車輪駆動用電動機の技術開発では、従来から、走行性能の向上を優先的に考慮しなければならないという先入観（技術的偏見）がある。また、車両へ搭載するために、できるだけ電動機を小さくしなければならないという先入観（技術的偏見）もある。そのため、電気自動車や電動二輪車等が備える車輪駆動用電動機の回転子には、磁力の強い希土類磁石が採用されてきた。特に、希土類磁石のなかでも、ネオジム磁石は、非常に強い磁力を有しており、電気自動車及び電動二輪車において広く採用されてきた。この場合、リラクタンストルクを得る目的で回転の周方向において複数のネオジム磁石の間隔に補助ヨークを配置すると、小型化（薄型化）した希土類磁石から出た磁束のうち、補助ヨークを経由する漏れ磁束が増大してしまう。このため、希土類磁石を採用している車輪駆動用電動機の分野では、磁石を位置決めするための小さな凹凸を設けることはあっても、リラクタンストルクを得るための補助ヨークを配置することはなかった。
【０１６７】
一方、フェライト磁石は、従来から、自動車の電装品及び家電機器等に幅広く用いられている。フェライト磁石は、ネオジム磁石等の希土類磁石よりも磁力が弱いため、仮に電動二輪車の車輪駆動用電動機への適用を考えると、比較的多量の磁石が必要となり、車輪駆動用電動機が大型化してしまう。そのため、従来から、車輪駆動用電動機には、フェライト磁石ではなく、希土類磁石、特にネオジム磁石が採用されてきた。即ち、車輪駆動用電動機では、上述した２つの先入観が存在していたため、車輪駆動用電動機にフェライト磁石が用いられることはなかった。
【０１６８】
このような状況下において、本発明者らは、従来の先入観から発想を転換し、ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータに、敢えて、磁力の弱いフェライト磁石を採用した。さらに、周方向に複数のフェライト磁石を敷き詰めるのではなく、複数のフェライト磁石の間隔を空け、この間隔に補助ヨークを設けた。ダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータに適用することで径方向の厚みを大きくすることが可能なフェライト磁石の間隔に補助ヨークが設けられたので、補助ヨークを経由する漏れ磁束が抑えられる。これにより、十分なトルクを確保しつつ、エネルギー損失が低く、安価で且つ日常生活において使い易い電動二輪車を実現した。
このように、本発明は、本分野に従来から存在していた技術的偏見（車輪駆動用電動機にフェライト磁石及び補助ヨークは適さない）を克服し、需要者の要求を満足する電動二輪車を完成させた。本発明の意義は極めて大きい。
【０１６９】
なお、フェライト磁石を電動二輪車の車輪駆動用電動機に採用する方法として、本発明以外に、回転子と車輪との間に減速機を介在させる方法が考えられる。回転子の回転を減速機により減速して車輪に伝達することにより、電動機を主として高回転数状態で使用し、これにより、必要なトルクを得ることができると考えられる。しかし、減速機を追加すると、構造が複雑になり、高コスト化を招来する。また、減速機の追加によって、減速機に不具合が発生する可能性が新たに生じ、それに伴いメンテナンスの頻度が増えるおそれがある。従って、安価で且つ日常生活で使い易い電動二輪車が望まれている状況下において、減速機の使用を前提としたフェライト磁石の採用は、本末転倒であり、フェライト磁石を使用する意義が没却されると考えられる。
【０１７０】
また、本発明と、減速機を使用する技術とでは、技術の前提が全く異なっており、本発明は、電動二輪車の車輪駆動用電動機としてダイレクトドライブ方式のアウターロータ型のインホイールモータを用いる場合における課題（モータの周波数増に伴うエネルギー損失の増加）を解決するものである。
【０１７１】
選択された実施形態のみにより本発明についての説明を行ったが、当業者が、この開示から、請求の範囲により規定される発明の範囲から逸脱しない範囲で、各種の変更及び修正を行うことができることは明らかである。更に、上述した本発明の実施形態は説明のためのものであって、請求の範囲及びその均等物により規定される発明を限定するためのものではない。
【符号の説明】
【０１７２】
１０    電動二輪車
１１    前輪
１２，２１２    後輪
１２ａ    中心軸
１２ｃ    タイヤ
１２ｄ    リム部
１２ｅ    貫通孔
１２ｇ    スポーク部
１２ｈ    ハブ部
１２ｍ    内周面
１２ｒ    スポーク接続部
３０    駆動機構
３１    コントローラ
３５，２３５    車輪駆動用電動機
３６Ａ〜３６Ｃ，３３６Ａ〜３３６Ｃ    センサ
４０，２４０    回転子
４１    フェライト磁石
４２    バックヨーク部
４３，２４３    補助ヨーク部
４３ｂ    最内端
５０    固定子
５１    コイル
５２    固定子コア
５３    ティース
５４    基部
２４３ａ    （前半分に位置する）補助ヨーク部
２４３ｂ    （後半分に位置する）補助ヨーク部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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