(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と共に回転するロータと、前記ロータに対して所定の間隔を隔てて対向するように配置されたステータとを含み、前記ロータおよび前記ステータが、磁気抵抗となるエアギャップ長を調整することが可能なように構成された回転電機と、
車両状態を検出するための車両状態検出部とを備え、
前記エアギャップ長は、前記車両状態検出部により検出される前記車両状態を示す信号に基づいて調整され、
前記ステータは、互いに所定の間隔を隔てて対向するように配置された第１ステータおよび第２ステータを含み、
前記第１ステータおよび前記第２ステータの対向間隔を調整することによって、前記第１ステータおよび前記第２ステータの両方を通る磁路を前記第１ステータまたは前記第２ステータのいずれか一方を通る磁路に変化させて前記エアギャップ長を調整するとともに、前記第１ステータまたは前記第２ステータのいずれか一方を通る磁路を前記第１ステータおよび前記第２ステータの両方を通る磁路に変化させて前記エアギャップ長を調整する、電動車両。
【請求項２】
前記第１ステータおよび前記第２ステータの少なくとも一方を移動させることにより、前記エアギャップ長が調整される、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記第１ステータは、互いに所定の間隔を隔てて円環状に配置された複数の第１コア部材を含み、
前記第２ステータは、互いに所定の間隔を隔てて円環状に配置された複数の第２コア部材を含み、
前記第１ステータおよび前記第２ステータの少なくとも一方を移動させることにより、前記第１コア部材と前記第２コア部材とが対向する状態と、前記第１コア部材と前記第２コア部材とが対向しない状態とに変化させることによって、前記エアギャップ長が調整される、請求項２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記第１コア部材および前記第２コア部材の一方が前記ロータに対向するように配置され、
前記ロータに対向するように配置された前記第１コア部材および前記第２コア部材の一方にコイルが装着されており、
前記第１コア部材および前記第２コア部材の一方の前記コイルが装着された部分に実質的に磁路が形成されないように、前記エアギャップ長が調整される、請求項３に記載の電動車両。
【請求項５】
前記第２ステータを前記ロータの回転方向に回動させることにより、前記エアギャップ長が調整される、請求項３に記載の電動車両。
【請求項６】
前記第２ステータを前記ロータの回転方向に回動させるための回動駆動部をさらに備える、請求項５に記載の電動車両。
【請求項７】
前記第１コア部材と前記第２コア部材とが互いに対向している場合、前記第１コア部材と前記第２コア部材との間の前記エアギャップ長は、隣接する前記第１コア部材間の距離よりも小さくなり、
前記第２ステータが前記ロータの回転方向に回動することにより、前記第２コア部材が前記第１コア部材に対向しない位置に移動した場合、隣接する前記第１コア部材間の前記エアギャップ長は、前記第１コア部材と前記第２コア部材との間の距離よりも小さくなり、
前記第１コア部材と前記第２コア部材とが互いに対向している場合の前記第１コア部材と前記第２コア部材との間の前記エアギャップ長は、前記第２コア部材が前記第１コア部材に対向しない位置に移動した場合の隣接する前記第１コア部材間の前記エアギャップ長よりも小さい、請求項５に記載の電動車両。
【請求項８】
前記第１ステータを構成する前記複数の第１コア部材は、前記ロータに対して前記回転軸の延びる方向に所定の間隔を隔てて対向するように配置されているとともに、前記第２ステータを構成する前記複数の第２コア部材は、前記第１ステータに対して前記回転軸の延びる方向に所定の間隔を隔てて対向するように配置されており、
前記第１コア部材と前記第２コア部材とが対向する状態では、前記ロータと前記第１コア部材と前記第２コア部材とにより磁路が形成され、
前記第１コア部材と前記第２コア部材とが対向しない状態では、前記ロータと前記第１コア部材とにより磁路が形成される、請求項３に記載の電動車両。
【請求項９】
前記ロータは、円筒状に構成されたロータを含み、
前記第１ステータを構成する前記複数の第１コア部材は、前記ロータに対して半径方向に所定の間隔を隔てて対向するように配置されているとともに、前記第２ステータを構成する前記複数の第２コア部材は、前記第１ステータに対して所定の間隔を隔てて前記第１ステータの内側または外側に配置されており、
前記第１コア部材と前記第２コア部材とが対向する状態では、前記ロータと前記第１コア部材と前記第２コア部材とにより磁路が形成され、
前記第１コア部材と前記第２コア部材とが対向しない状態では、前記ロータと前記第１コア部材とにより磁路が形成される、請求項３に記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両に関し、特に、ロータおよびステータを含む回転電機を備えた電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータおよびステータを含む回転電機を動力源とする電動車両が知られている。また、従来では、ロータおよびステータを含む車両用の回転電機において、ロータとステータとの間の磁束量を変化させることにより、発電特性やトルク出力特性を車両状態に適した特性に設定変更する技術が知られている。このような技術は、たとえば、特開平９−３７５９８号公報に開示されている。
【０００３】
上記特開平９−３７５９８号公報には、ステータの内側にロータが配置されるとともに、半径方向にステータとロータとが対向するように配置されたラジアルギャップ型の車両用の回転電機において、ロータを回転軸の延びる方向に移動させることにより、ロータおよびステータの互いに対向する部分の面積の大きさを調整することによって、ロータとステータとの間の磁束量を車両状態に応じて変化させる技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、半径方向にステータとロータとが配置された構造を有する特開平９−３７５９８号公報に開示された車両用の回転電機において、ロータとステータとの間の磁束量の変化量を大きくするためには、ロータの回転軸の延びる方向への移動量を大きくする必要がある。この場合、ロータが回転軸の延びる方向に移動する分のスペースを大きくとる必要があるので、車両用の回転電機の小型化を図るのが困難であるという不都合が生じる。その結果、小型化を図りながら、磁束量により変化する発電特性およびトルク出力特性を車両状態に適した特性に設定変更することが可能な回転電機を備えた車両を得るのが困難であるという問題点がある。
【発明の開示】
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、小型化を図りながら、発電特性およびトルク出力特性を車両状態に適した特性に設定変更することが可能な回転電機を備えた電動車両を提供することである。
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電動車両は、回転軸と、回転軸に取り付けられ、回転軸と共に回転するロータと、ロータに対して所定の間隔を隔てて対向するように配置されたステータとを含み、ロータおよびステータが、磁気抵抗となるエアギャップ長を調整することが可能なように構成された回転電機と、車両状態を検出するための車両状態検出部とを備えている。そして、エアギャップ長は、車両状態検出部により検出される車両状態を示す信号に基づいて調整され、ステータは、互いに所定の間隔を隔てて対向するように配置された第１ステータおよび第２ステータを含み、第１ステータおよび第２ステータの対向間隔を調整することによって、第１ステータおよび第２ステータの両方を通る磁路を第１ステータまたは第２ステータのいずれか一方を通る磁路に変化させてエアギャップ長を調整するとともに、第１ステータまたは第２ステータのいずれか一方を通る磁路を第１ステータおよび第２ステータの両方を通る磁路に変化させてエアギャップ長を調整する。
【０００７】
この一の局面による電動車両では、上記のように、ロータおよびステータを、磁気抵抗となるエアギャップ長を調整することが可能なように構成することによって、たとえば、ロータおよびステータの少なくとも一方を回転軸の延びる方向に移動させることによりエアギャップ長を調整する場合に、ロータおよびステータの少なくとも一方の移動量が小さかったとしても、ロータとステータとにより形成される磁路を流れる磁束の量の変化量を大きくすることができる。これにより、磁束量により変化する回転電機の発電特性およびトルク出力特性の設定を変更する場合に、ロータおよびステータの少なくとも一方の移動量を小さくすることができるので、回転電機を大型化する必要がない。また、磁気抵抗となるエアギャップ長を、車両状態検出部により検出される車両状態を示す信号に基づいて調整することによって、ロータとステータとにより形成される磁路を流れる磁束の量を車両状態に応じて変化させることができるので、磁束量により変化する回転電機の発電特性およびトルク出力特性を車両状態に適した特性に設定変更することができる。この結果、一の局面では、小型化を図りながら、発電特性およびトルク出力特性を車両状態に適した特性に設定変更することが可能な回転電機を備えた電動車両を得ることができる。
【０００８】
上記一の局面による電動車両において、好ましくは、第１ステータおよび第２ステータの少なくとも一方を移動させることにより、エアギャップ長が調整される。このように構成すれば、たとえば、第１ステータおよび第２ステータを移動させない初期状態において形成される磁路のエアギャップ長の大きさと、第１ステータおよび第２ステータの少なくとも一方を移動させた後の状態において形成される磁路のエアギャップ長の大きさとを異ならせることにより、容易に、磁束量を変化させることができる。
【０００９】
上記ステータが第１ステータと第２ステータとを含む構成において、好ましくは、第１ステータは、互いに所定の間隔を隔てて円環状に配置された複数の第１コア部材を含み、第２ステータは、互いに所定の間隔を隔てて円環状に配置された複数の第２コア部材を含み、第１ステータおよび第２ステータの少なくとも一方を移動させることにより、第１コア部材と第２コア部材とが対向する状態と、第１コア部材と第２コア部材とが対向しない状態とに変化させることによって、エアギャップ長が調整される。このように構成すれば、第１コア部材と第２コア部材とが対向する場合に形成される磁路のエアギャップ長と、第１コア部材と第２コア部材とが対向しない場合に形成される磁路のエアギャップ長とを異ならせることにより、より容易に、磁束量を変化させることができる。
【００１０】
上記第１ステータが複数の第１コア部材を含むとともに、第２ステータが複数の第２コア部材を含む構成において、好ましくは、第１コア部材および第２コア部材の一方がロータに対向するように配置され、ロータに対向するように配置された第１コア部材および第２コア部材の一方にコイルが装着されており、第１コア部材および第２コア部材の一方のコイルが装着された部分に実質的に磁路が形成されないように、エアギャップ長が調整される。このように構成すれば、ロータが回転する際に、磁束がコイルを横切るのを抑制することができるので、磁束がコイルを横切ることによりコイルに電流が流れることに起因して、コイルが装着された第１コア部材および第２コア部材の一方に発生する磁束の量が増加するのを抑制することができる。これにより、ロータの回転に対する負荷が増大するのを抑制することができる。また、ロータが回転する際に、第１コア部材および第２コア部材への磁束の流入が抑制されるので、これによっても、ロータの回転に対する負荷が増大するのを抑制することができる。
【００１１】
上記第１ステータが複数の第１コア部材を含むとともに、第２ステータが複数の第２コア部材を含む構成において、好ましくは、第２ステータをロータの回転方向に回動させることにより、エアギャップ長が調整される。このように構成すれば、第２ステータをロータの回転方向に回動させることにより、容易に、エアギャップ長を調整することができる。
【００１２】
上記第２ステータをロータの回転方向に回動させる構成において、好ましくは、第２ステータをロータの回転方向に回動させるための回動駆動部をさらに備える。このように構成すれば、回動駆動部により、容易に、第２ステータをロータの回転方向に回動させることができる。
【００１３】
上記第２ステータをロータの回転方向に回動させる構成において、好ましくは、第１コア部材と第２コア部材とが互いに対向している場合、第１コア部材と第２コア部材との間のエアギャップ長は、隣接する第１コア部材間の距離よりも小さくなり、第２ステータがロータの回転方向に回動することにより、第２コア部材が第１コア部材に対向しない位置に移動した場合、隣接する第１コア部材間のエアギャップ長は、第１コア部材と第２コア部材との間の距離よりも小さくなり、第１コア部材と第２コア部材とが互いに対向している場合の第１コア部材と第２コア部材との間のエアギャップ長は、第２コア部材が第１コア部材に対向しない位置に移動した場合の隣接する第１コア部材間のエアギャップ長よりも小さい。このように構成すれば、容易に、第１コア部材と第２コア部材とが互いに対向している場合の磁束量と、第２コア部材が第１コア部材に対向しない位置に移動した場合の磁束量とを異ならせることができる。
【００１４】
上記第１ステータが複数の第１コア部材を含むとともに、第２ステータが複数の第２コア部材を含む構成において、第１ステータを構成する複数の第１コア部材は、ロータに対して回転軸の延びる方向に所定の間隔を隔てて対向するように配置されているとともに、第２ステータを構成する複数の第２コア部材は、第１ステータに対して回転軸の延びる方向に所定の間隔を隔てて対向するように配置されており、第１コア部材と第２コア部材とが対向する状態では、ロータと第１コア部材と第２コア部材とにより磁路が形成され、第１コア部材と第２コア部材とが対向しない状態では、ロータと第１コア部材とにより磁路が形成されるようにしてもよい。このように構成すれば、ロータと第１ステータとが回転軸の延びる方向に所定の間隔を隔てて互いに対向するように配置され、かつ、第１ステータと第２ステータとが回転軸の延びる方向に所定の間隔を隔てて互いに対向するように配置されたアキシャルギャップ型の回転電機において、容易に、形成される磁路を変化させることにより、エアギャップ長を調整することができる。
【００１５】
上記第１ステータが複数の第１コア部材を含むとともに、第２ステータが複数の第２コア部材を含む構成において、ロータは、円筒状に構成されたロータを含み、第１ステータを構成する複数の第１コア部材は、ロータに対して半径方向に所定の間隔を隔てて対向するように配置されているとともに、第２ステータを構成する複数の第２コア部材は、第１ステータに対して所定の間隔を隔てて第１ステータの内側または外側に配置されており、第１コア部材と第２コア部材とが対向する状態では、ロータと第１コア部材と第２コア部材とにより磁路が形成され、第１コア部材と第２コア部材とが対向しない状態では、ロータと第１コア部材とにより磁路が形成されるようにしてもよい。このように構成すれば、第１ステータが円筒状のロータに対して半径方向に所定の間隔を隔てて対向するように配置され、かつ、第２ステータが第１ステータに対して所定の間隔を隔てて第１ステータの内側または外側に配置されたラジアルギャップ型の回転電機において、容易に、形成される磁路を変化させることにより、エアギャップ長を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１参考例による電動二輪車の構造を示した概略図である。
【図２】本発明の第１参考例による電動二輪車の電動モータの構造を示した断面図である。
【図３】図１に示した第１参考例による電動二輪車の制御システムの構成を示したブロック図である。
【図４】図２に示した第１参考例の電動モータのエアギャップ長調整機構部の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図２に示した第１参考例の電動モータのエアギャップ長調整機構部の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図２に示した第１参考例の電動モータのエアギャップ長の調整方法を説明するための断面図である。
【図７】磁石のＢ−Ｈ（磁束密度−磁化力）特性の線およびパーミアンス係数の線を示したグラフである。
【図８】磁石とヨークとの間の磁束量を説明するためのモデル図である。
【図９】磁石とヨークとの間の磁束量を説明するためのモデル図である。
【図１０】本発明の第２参考例による電動二輪車の制御システムの構成を示したブロック図である。
【図１１】図１０に示した第２参考例の制御システムのステッピングモータ制御指令値補正部に記憶されたモータ制御指令値補正テーブルである。
【図１２】モータ回転数とトルク出力との関係を示したグラフである。
【図１３】第２参考例の変形例による制御システムの基本ステッピングモータ定数算出部に記憶された基本モータ定数読出テーブルである。
【図１４】本発明の第１実施形態による電動二輪車の電動モータの構造を示した斜視図である。
【図１５】図１４に示した第１実施形態による電動二輪車の電動モータの分解斜視図である。
【図１６】図１４に示した第１実施形態の電動モータの第２ステータが回動する際の状態を示した斜視図である。
【図１７】図１４に示した第１実施形態の電動モータの第２ステータが回動する際の状態を示した斜視図である。
【図１８】図１４に示した第１実施形態の電動モータの第２ステータが回動する際の状態を示した斜視図である。
【図１９】図１４に示した第１実施形態の電動モータの磁束の流れを説明するための模式図である。
【図２０】図１４に示した第１実施形態の電動モータの磁束の流れを説明するための模式図である。
【図２１】本発明の第２実施形態による電動二輪車の電動モータの構造を示した正面図である。
【図２２】図２１に示した状態から第２ステータが回動した状態を示した正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
（第１参考例）
まず、図１および図２を参照して、第１参考例による電動二輪車１００について説明する。
【００１９】
第１参考例による電動二輪車１００は、図１に示すように、電動モータ１０と、バッテリ５０とを備えている。
【００２０】
ここで、第１参考例では、図２に示すように、電動モータ１０は、モータ回転軸１１と、ステータ１２と、ロータ１３と、エアギャップ長調整機構部２０とによって構成されている。また、電動モータ１０は、ステータ１２とロータ１３とがモータ回転軸１１の延びる方向に所定の間隔を隔てて互いに対向するように配置されたアキシャルギャップ型構造を有する。
【００２１】
モータ回転軸１１は、軸受１４および１５により回転可能に支持されている。また、モータ回転軸１１の所定の部分１１ａには、スプラインが形成されている。また、モータ回転軸１１は、ギア部１１ｂを有するとともに、そのギア部１１ｂには、ギア３１が噛み合わされている。そして、モータ回転軸１１の回転は、ギア３１を介して車軸３２に伝達される。
【００２２】
また、ステータ１２は、ステータヨーク１２ａと、複数のティース１２ｂと、複数のコイル１２ｃとを含んでいる。ステータヨーク１２ａは、円板形状に形成されているとともに、ケース４０に固定されている。また、ステータヨーク１２ａは、中心部に穴部１２ｄを有するとともに、その穴部１２ｄ（ステータヨーク１２ａ）の中心とモータ回転軸１１の軸心とが一致するように配置されている。複数のティース１２ｂは、ステータヨーク１２ａに、ステータヨーク１２ａのロータ１３側の表面から突出するように取り付けられている。また、複数のティース１２ｂは、円板形状のステータヨーク１２ａの円周方向に沿って互いに所定の間隔を隔てて配置されている。なお、図２には、円板形状のステータヨーク１２ａの中心点を挟んで互いに対向する２つのティース１２ｂのみを図示している。複数のコイル１２ｃは、それぞれ、複数のティース１２ｂの各々に装着されている。
【００２３】
また、ロータ１３は、ロータヨーク１３ａと、複数のマグネット１３ｂとを含んでいる。ロータヨーク１３ａは、円板形状に形成されているとともに、ロータヨーク１３ａの中心部には、ステータ１２側に突出する突出部１３ｃが形成されている。また、ロータヨーク１３ａの中心部には、穴部１３ｄが形成されている。このロータヨーク１３ａの穴部１３ｄの内周面には、スプラインが形成されている。そして、ロータヨーク１３ａの穴部１３ｄの内周面に形成されたスプラインに、モータ回転軸１１の所定の部分１１ａに形成されたスプラインが噛み合わされている。すなわち、ロータヨーク１３ａとモータ回転軸１１とがスプラインにより結合されている。複数のマグネット１３ｂは、複数のＮ極のマグネット１３ｂと複数のＳ極のマグネット１３ｂとを含んでいるとともに、ロータヨーク１３ａのステータ１２側の表面上に取り付けられている。また、複数のマグネット１３ｂは、円板形状のロータヨーク１３ａの円周方向に沿って、Ｎ極とＳ極とが所定の間隔を隔てて交互に配置されている。なお、図２には、円板形状のロータヨーク１３ａの中心点を挟んで互いに対向する２つのマグネット１３ｂのみを図示している。
【００２４】
この第１参考例の電動モータ１０では、ステータヨーク１２ａと、ティース１２ｂと、ロータヨーク１３ａとによって磁路が形成される。この場合、ティース１２ｂ（ステータ１２）とマグネット１３ｂ（ロータ１３）との間のモータ回転軸１１の延びる方向の距離が、磁気抵抗となるエアギャップ長である。すなわち、図２では、エアギャップ長は、Ｇ１である。
【００２５】
ここで、第１参考例では、エアギャップ長調整機構部２０は、ステッピングモータ２１と、スライダ２２と、スライダ支持部材２３とを含んでいる。
【００２６】
ステッピングモータ２１は、複数のコイル２１ｃを含む円筒状のステータ２１ａと、複数のマグネット（図示せず）を含む円筒状のロータ２１ｂとによって構成されている。ステータ２１ａは、ケース４０に固定されているとともに、ロータ２１ｂは、ステータ２１ａの内側に配置されている。また、ロータ２１ｂの内周面の所定の部分２１ｄには、ねじが形成されている。また、ロータ２１ｂは、一対の軸受２１ｅにより回転可能に支持されている。そして、ステッピングモータ２１は、ロータ２１ｂがモータ回転軸１１と同じ方向に回転するように、かつ、ロータ２１ｂの回転中心とモータ回転軸１１の軸心とが一致するように配置されている。
【００２７】
スライダ２２は、小径部２２ａと大径部２２ｂとを有する。スライダ２２の小径部２２ａの外周面の所定の部分２２ｃには、ねじが形成されている。そして、スライダ２２の小径部２２ａの外周面の所定の部分２２ｃに形成されたねじに、ステッピングモータ２１のロータ２１ｂの内周面の所定の部分２１ｄに形成されたねじが噛み合わされている。すなわち、スライダ２２とステッピングモータ２１（ロータ２１ｂ）とがねじにより結合されている。また、スライダ２２は、ステッピングモータ２１のロータ２１ｂと共に回転しないように、スライダ支持部材２３により支持されている。また、スライダ２２の大径部２２ｂとロータヨーク１３ａの突出部１３ｃとが、軸受２４を介して連結されている。
【００２８】
また、図１に示したバッテリ５０は、電動モータ１０の発電により充電されるとともに、電動モータ１０に駆動電流を供給することが可能なように構成されている。
【００２９】
次に、図２および図３を参照して、第１参考例の電動モータ１０の制御システムについて説明する。
【００３０】
第１参考例の電動モータ１０の制御システムは、図３に示すように、車両状態検出部６０と、車両制御装置７０と、電動モータ駆動回路部８０とを備えている。
【００３１】
車両制御装置７０は、エアギャップ長調整機構部２０（ステッピングモータ２１）に接続されている。また、車両制御装置７０は、電動モータ駆動回路部８０を介して、電動モータ１０に接続されている。なお、電動モータ１０と電動モータ駆動回路部８０とは、３つの電線により接続されている。また、バッテリ５０が、電動モータ駆動回路部８０を介して、電動モータ１０に接続されている。車両状態検出部６０は、アクセル指令検出装置６１と、通電停止スイッチ６２と、バッテリ電圧検出器６３と、バッテリ電流検出器６４と、電動モータ電流検出器６５と、エンコーダ６６とを含んでいる。
【００３２】
アクセル指令検出装置６１は、ユーザによりアクセル（図示せず）の操作が行われたときに、アクセルの開度に応じたアクセル指令値信号を生成するとともに、そのアクセル指令値信号を車両制御装置７０に出力する機能を有する。通電停止スイッチ６２は、電動モータ１０と電動モータ駆動回路部８０との間の通電を停止させる際にユーザにより操作されるスイッチである。そして、通電停止スイッチ６２の操作が行われたときには、通電停止スイッチ６２により停止信号が生成されるとともに、その停止信号が通電停止スイッチ６２から車両制御装置７０に出力される。
【００３３】
バッテリ電圧検出器６３は、バッテリ５０の電圧を検出してバッテリ電圧信号を生成するとともに、そのバッテリ電圧信号を車両制御装置７０に出力する機能を有する。バッテリ電流検出器６４は、バッテリ５０の正極側と電動モータ駆動回路部８０との間に流れる電流を検出してバッテリ電流信号を生成するとともに、そのバッテリ電流信号を車両制御装置７０に出力する機能を有する。
【００３４】
電動モータ電流検出器６５は、電動モータ１０と電動モータ駆動回路部８０とを接続する３つの電線のうち２つの電線に流れる電流を検出してモータ電流信号を生成するとともに、そのモータ電流信号を車両制御装置７０に出力する機能を有する。エンコーダ６６は、電動モータ１０（ロータ１３）（図２参照）の回転数を検出してモータ回転数信号を生成するとともに、そのモータ回転数信号を車両制御装置７０に出力する機能を有する。
【００３５】
なお、上記したアクセル指令値信号、停止信号、バッテリ電圧信号、バッテリ電流信号、モータ電流信号およびモータ回転数信号は、本発明の「車両状態を示す信号」の一例である。
【００３６】
ここで、第１参考例では、車両制御装置７０は、上記した車両状態を示す信号（アクセル指令値信号、停止信号、バッテリ電圧信号、バッテリ電流信号、モータ電流信号およびモータ回転数信号）に基づいて、車両状態が、通常走行状態であるか、または、押し歩き（電源遮断）状態であるかを判別する機能を有する。また、車両制御装置７０は、通常走行状態であるか、または、押し歩き（電源遮断）状態であるかを判別した後、車両状態に応じたエアギャップ長調整指令信号を生成するとともに、そのエアギャップ長調整指令信号をエアギャップ長調整機構部２０に出力する機能も有する。さらに、車両制御装置７０は、通常走行状態であるか、または、押し歩き（電源遮断）状態であるかを判別した後、車両状態に応じたモータ電流指令信号を生成するとともに、そのモータ電流指令信号を電動モータ駆動回路部８０に出力する機能も有する。
【００３７】
また、電動モータ駆動回路部８０は、バッテリ５０から電動モータ１０への駆動電流の供給を制御するとともに、電動モータ１０からバッテリ５０への充電電流の供給を制御する機能を有する。この電動モータ駆動回路部８０は、３つの一対の電界効果型トランジスタ８１、８２および８３によって構成されている。そして、３つの一対の電界効果型トランジスタ８１〜８３には、それぞれ、電動モータ１０に繋がる３つの電線の各々が接続されている。また、３つの一対の電界効果型トランジスタ８１〜８３には、バッテリ５０の正極および負極が接続されている。また、一対の電界効果型トランジスタ８１〜８３のゲートには、車両制御装置７０が接続されている。すなわち、一対の電界効果型トランジスタ８１〜８３は、車両制御装置７０から出力されるモータ電流指令信号に応答して、オンまたはオフするように構成されている。
【００３８】
次に、図４および図５を参照して、第１参考例のエアギャップ長調整機構部の制御方法について説明する。
【００３９】
まず、図４に示すステップＳ１において、車両制御装置７０により、車両状態が、押し歩き（電源遮断）状態であるか否かの判別が行われる。この車両制御装置７０による車両状態の判別は、車両状態を示す信号（アクセル指令値信号、停止信号、バッテリ電圧信号、バッテリ電流信号、モータ電流信号およびモータ回転数信号）に基づいて行われる。そして、車両状態が押し歩き（電源遮断）状態でないと判別された場合には、ステップＳ２に進む。
【００４０】
次に、ステップＳ２において、車両制御装置７０により、通常走行用のエアギャップ長調整指令値が演算される。この車両制御装置７０による通常走行用のエアギャップ長調整指令値の演算は、バッテリ電圧検出器６３から出力されるバッテリ電圧信号と、エンコーダ６６から出力されるモータ回転数信号とに基づいて行われる。
【００４１】
次に、ステップＳ３において、車両制御装置７０により、通常走行用のモータ電流指令値が演算される。この車両制御装置７０による通常走行用のモータ電流指令値の演算は、アクセル指令検出装置６１から出力されるアクセル指令値信号と、電動モータ電流検出器６５から出力されるモータ電流信号とに基づいて行われる。
【００４２】
次に、ステップＳ４において、車両制御装置７０から出力される通常走行用のモータ電流指令値に応じたモータ電流指令信号に基づいて、電動モータ駆動回路部８０が駆動される。これにより、通常走行用の駆動電流が、電動モータ駆動回路部８０を介してバッテリ５０から電動モータ１０に供給される。
【００４３】
次に、ステップＳ５において、車両制御装置７０から出力される通常走行用のエアギャップ長調整指令値に応じたエアギャップ長調整指令信号に基づいて、エアギャップ長調整機構部２０が駆動される。これにより、電動モータ１０のステータ１２とロータ１３とにより形成される磁路のエアギャップ長が、通常走行状態に応じた値になるように調整される。
【００４４】
また、ステップＳ１において、車両状態が押し歩き（電源遮断）状態であると判別された場合には、ステップＳ６に進む。
【００４５】
ステップＳ６において、車両制御装置７０により、押し歩き（電源遮断）用のエアギャップ長調整指令値が演算される。この車両制御装置７０による押し歩き（電源遮断）用のエアギャップ長調整指令値の演算は、バッテリ電圧検出器６３から出力されるバッテリ電圧信号と、エンコーダ６６から出力されるモータ回転数信号とに基づいて行われる。
【００４６】
次に、ステップＳ７において、車両制御装置７０により、モータ電流指令値が「０」に設定される。そして、そのモータ電流指令値（「０」）に応じたモータ電流指令信号に基づいて、電動モータ駆動回路部８０が駆動される。この場合には、バッテリ５０から電動モータ１０への駆動電流の供給が電動モータ駆動回路部８０により遮断される。
【００４７】
次に、ステップＳ５において、車両制御装置７０から出力される押し歩き（電源遮断）用のエアギャップ長調整指令値に応じたエアギャップ長調整指令信号に基づいて、エアギャップ長調整機構部２０が駆動される。これにより、電動モータ１０のステータ１２とロータ１３とにより形成される磁路のエアギャップ長が、押し歩き（電源遮断）状態に応じた値になるように調整される。
【００４８】
ここで、ステップＳ５のエアギャップ長調整機構部２０によるエアギャップ長の調整について、図５のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００４９】
まず、図５に示すステップＳ１１において、車両制御装置７０により、現在のエアギャップ長調整機構部２０のステッピングモータ２１の回転量が、エアギャップ長調整指令値よりも小さいか否かの判別が行われる。そして、現在のエアギャップ長調整機構部２０のステッピングモータ２１の回転量が、エアギャップ長調整指令値よりも小さいと判別された場合には、ステップＳ１２に進む。
【００５０】
次に、ステップＳ１２において、ステッピングモータ２１の回転量を増加させることにより、ステッピングモータ２１の回転量をエアギャップ長調整指令値に一致させる。これにより、電動モータ１０のステータ１２とロータ１３とにより形成される磁路のエアギャップ長が、ステッピングモータ２１の回転量に応じた値に調整される。すなわち、電動モータ１０のステータ１２とロータ１３とにより形成される磁路のエアギャップ長が、車両状態に応じて調整される。
【００５１】
また、ステップＳ１１において、現在のエアギャップ長調整機構部２０のステッピングモータ２１の回転量が、エアギャップ長調整指令値よりも小さくないと判別された場合には、ステップＳ１３に進む。
【００５２】
次に、ステップＳ１３において、車両制御装置７０により、現在のエアギャップ長調整機構部２０のステッピングモータ２１の回転量が、エアギャップ長調整指令値よりも大きいか否かの判別が行われる。そして、現在のエアギャップ長調整機構部２０のステッピングモータ２１の回転量が、エアギャップ長調整指令値よりも大きいと判別された場合には、ステップＳ１４に進む。
【００５３】
次に、ステップＳ１４において、ステッピングモータ２１の回転量を減少させることにより、ステッピングモータ２１の回転量をエアギャップ長調整指令値に一致させる。これにより、電動モータ１０のステータ１２とロータ１３とにより形成される磁路のエアギャップ長が、ステッピングモータ２１の回転量に応じた値に調整される。すなわち、電動モータ１０のステータ１２とロータ１３とにより形成される磁路のエアギャップ長が、車両状態に応じて調整される。
【００５４】
また、ステップＳ１３において、現在のエアギャップ長調整機構部２０のステッピングモータ２１の回転量が、エアギャップ長調整指令値よりも大きくないと判別された場合には、ステッピングモータ２１が駆動されずに、電動モータ１０のステータ１２とロータ１３とにより形成される磁路のエアギャップ長が保持される。
【００５５】
次に、図２、図３および図６を参照して、図４および図５に示した制御方法により実際にエアギャップ長が調整される際の動作について説明する。以下に、車両状態が押し歩き（電源遮断）状態であるときに、電動モータ１０のステータ１２およびロータ１３により形成される磁路のエアギャップ長を、Ｇ１（図２参照）からＧ２（図６参照）に大きくする場合について説明する。
【００５６】
まず、図６に示すように、車両制御装置７０（図３参照）から出力されるエアギャップ長調整指令信号に基づいて、ステッピングモータ２１（ロータ２１ｂ）の回転量が図２に示した状態よりも増加するように、ステッピングモータ２１（ロータ２１ｂ）が所定量回転される。この際、ステッピングモータ２１（ロータ２１ｂ）とスライダ２２とがねじにより結合されているとともに、スライダ２２がロータ２１ｂと共に回転しないようにスライダ支持部材２３により支持されているので、スライダ２２が図２に示した位置からモータ回転軸１１に沿って矢印Ａ１方向に移動する。この場合のスライダ２２の矢印Ａ１方向への移動量は、ステッピングモータ２１（ロータ２１ｂ）の回転量に応じた値となる。
【００５７】
そして、ロータヨーク１３ａとモータ回転軸１１とがスプラインにより結合されているとともに、ロータヨーク１３ａの突出部１３ｃとスライダ２２の大径部２２ｂとが軸受２４を介して連結されているので、ロータ１３がモータ回転軸１１に沿って矢印Ａ１方向に所定の距離（Ｇ２−Ｇ１）だけ移動する。これにより、ステータ１２とロータ１３との間のモータ回転軸１１の延びる方向の距離が、図２に示したステータ１２とロータ１３との間のモータ回転軸１１の延びる方向の距離よりも所定の距離（Ｇ２−Ｇ１）だけ大きくなる。したがって、ステータ１２およびロータ１３により形成される磁路のエアギャップ長が、Ｇ１（図２参照）からＧ２（図６参照）に大きくなる。
【００５８】
この場合、ステータ１２とロータ１３との間の磁路に対する磁気抵抗が、磁路のエアギャップ長がＧ２（図６参照）である場合の方が、磁路のエアギャップ長がＧ１（図２参照）である場合に比べて高くなる。このため、ステータ１２とロータ１３との間の磁束量が、磁路のエアギャップ長がＧ２（図６参照）である場合の方が、磁路のエアギャップ長がＧ１（図２参照）である場合に比べて減少する。
【００５９】
第１参考例では、上記のように、ステータ１２とロータ１３とがモータ回転軸１１の延びる方向に所定の間隔を隔てて対向するように配置されたアキシャルギャップ型構造を有する電動モータ１０において、ロータ１３をモータ回転軸１１の延びる方向（矢印Ａ１方向）に所定の距離（Ｇ２−Ｇ１）だけ移動させることによりエアギャップ長を調整することによって、ロータ１３のモータ回転軸１１の延びる方向（矢印Ａ１方向）への移動量（Ｇ２−Ｇ１）が小さかったとしても、ロータ１３とステータ１２とにより形成される磁路を流れる磁束の量の変化量を大きくすることができる。
【００６０】
ここで、図７〜図９を参照して、ロータ（磁石）とステータ（ヨーク）との間のエアギャップ長を調整することにより磁束量を変化させる場合と、ロータ（磁石）およびステータ（ヨーク）の互いに対向する部分の面積の大きさを調整することにより磁束量を変化させる場合との磁束量の変化の違いについて説明する。なお、図７中のＢｍは、磁石が発生する磁束密度であり、図７中のＨｍは、磁石が持つ磁化力である。また、図７中の直線３００ａは、磁石のＢ−Ｈ（磁束密度−磁化力）特性の線を表しており、図７中の直線３００ｂは、パーミアンス係数の線を表している。そして、直線３００ａと直線３００ｂとの交点Ｐが、磁石の磁束密度（Ｂｍ）および磁化力（Ｈｍ）となる。
【００６１】
図８に示すモデルにおいて、磁石３０１ａとヨーク３０２ａとの間のエアギャップ長（ｌｇ）が変化する場合のパーミアンス係数（Ｂｍ／Ｈｍ）は、次の式（１）により求められる。
【００６２】
Ｂｍ／Ｈｍ＝（ｌｍ／Ａｍ）・（Ａｇ／ｌｇ）・（σ／ｆ）  ・・（１）
【００６３】
なお、ｌｍ：磁石長、Ａｍ：磁石断面積、Ａｇ：エアギャップ断面積、σ：漏れ係数、ｆ：起磁力損失係数である。ここで、Ａｍ＝Ａｇ、ｌｍ＝１とするとともに、漏れ磁束の影響を無視する（σ＝ｆ＝１とする）と、パーミアンス係数（Ｂｍ／Ｈｍ）は、次の式（２）となる。
【００６４】
Ｂｍ／Ｈｍ＝１／ｌｇ  ・・（２）
【００６５】
すなわち、磁石３０１ａとヨーク３０２ａとの間のエアギャップ長（ｌｇ）が変化することにより、パーミアンス係数（Ｂｍ／Ｈｍ）が変化する。
【００６６】
また、図９に示すモデルのように、磁石３０１ｂとヨーク３０２ｂとの互いに対向する部分の面積の大きさを変化させた場合のパーミアンス係数（Ｂｍ／Ｈｍ）は、Ａｍ＝Ａｇ、ｌｍ＝１とするとともに、漏れ磁束の影響を無視する（σ＝ｆ＝１とする）と、磁石３０１ｂとヨーク３０２ｂとの間のエアギャップ長（ｌｇ）が変化しないので、上記式（２）によりパーミアンス係数（Ｂｍ／Ｈｍ）は変化しない。
【００６７】
次に、図８に示すモデルにおいて磁石３０１ａとヨーク３０２ａとの間のエアギャップ長を２倍にしたときの磁束量と、図９に示すモデルのように磁石３０１ｂとヨーク３０２ｂとの互いに対向する部分の面積の大きさを１／２倍にしたときの磁束量との違いについて説明する。
【００６８】
まず、図７中の直線３００ａおよび３００ｂは、それぞれ、次の式（３）および式（４）で表すことができる。
【００６９】
ｙ＝μ０ｘ＋Ｂｍａｘ  ・・（３）
ｙ＝−（Ｂｍ／Ｈｍ）ｘ  ・・（４）
【００７０】
なお、上記式（３）中のμ０は、真空の透磁率である。
【００７１】
そして、図８に示すモデルにおいて、磁石３０１ａとヨーク３０２ａとの間のエアギャップ長を２倍（Ａｍ＝Ａｇ＝１、ｌｇ＝２）にした場合、パーミアンス係数（Ｂｍ／Ｈｍ）は、上記式（２）により、Ｂｍ／Ｈｍ＝１／ｌｇ＝１／２となる。この場合の磁化力（Ｈｍ）は、上記式（３）および式（４）により、Ｈｍ＝−Ｂｍａｘ／（１＋μ０／２）となる。これにより、磁石３０１ａとヨーク３０２ａとの間のエアギャップの磁束量（Ｂｍ・Ａｇ）は、次の式（５）となる。
【００７２】
Ｂｍ・Ａｇ＝（Ｈｍ／２）・１＝−Ｂｍａｘ／（２＋μ０）  ・・（５）
【００７３】
また、図９に示すモデルのように、磁石３０１ｂとヨーク３０２ｂとの互いに対向する部分の面積の大きさを１／２倍（Ａｍ＝Ａｇ＝１／２、ｌｇ＝１）にした場合、パーミアンス係数（Ｂｍ／Ｈｍ）は、上記式（２）により、Ｂｍ／Ｈｍ＝１／ｌｇ＝１となる。この場合の磁化力（Ｈｍ）は、上記式（３）および式（４）により、Ｈｍ＝−Ｂｍａｘ／（１＋μ０）となる。これにより、磁石３０１ｂとヨーク３０２ｂとの間のエアギャップの磁束量（Ｂｍ・Ａｇ）は、次の式（６）となる。
【００７４】
Ｂｍ・Ａｇ＝Ｈｍ・（１／２）＝−Ｂｍａｘ／（２＋２μ０）  ・・（６）
【００７５】
ここで、真空の透磁率（μ０）は、μ０＝４π・１０−７と小さい値であるので、μ０の項を無視することができる。このため、磁石３０１ａとヨーク３０２ａとの間のエアギャップ長を２倍にした場合（式（５））と、磁石３０１ｂとヨーク３０２ｂとの互いに対向する部分の面積の大きさを１／２倍にした場合（式（６））とでは、エアギャップの磁束量は実質的に同じであると言える。
【００７６】
ただし、電動モータ（回転電機）の磁石およびヨークの位置関係において、エアギャップ長は、磁石とヨークとの互いに対向する面の辺の長さよりもはるかに小さい。このため、磁束量を所定の値に変化させる際に、磁石３０１ａとヨーク３０２ａとの間のエアギャップ長を２倍にする場合の磁石３０１ａまたはヨーク３０２ａの移動量は、磁石３０１ｂとヨーク３０２ｂとの互いに対向する部分の面積の大きさを１／２倍にする場合の磁石３０１ｂまたはヨーク３０２ｂの移動量よりも小さくすることができる。
【００７７】
したがって、エアギャップ長を調整することにより磁束量を変化させる第１参考例の電動モータ１０では、ロータ１３のモータ回転軸１１の延びる方向（矢印Ａ１方向）への移動量（Ｇ２−Ｇ１）が小さかったとしても、ロータ１３とステータ１２とにより形成される磁路を流れる磁束の量の変化量を大きくすることができると言える。これにより、磁束量により変化する電動モータ１０の発電特性およびトルク出力特性の設定を変更する場合に、ロータ１３の移動量を小さくすることができるので、電動モータ１０を大型化する必要がない。また、磁気抵抗となるエアギャップ長を、車両状態検出部６０により検出される車両状態を示す信号に基づいて調整することによって、ロータ１３とステータ１２とにより形成される磁路を流れる磁束の量を車両状態に応じて変化させることができるので、磁束量により変化する電動モータ１０の発電特性およびトルク出力特性を車両状態に適した特性に設定変更することができる。この結果、第１参考例では、小型化を図りながら、発電特性およびトルク出力特性を車両状態に適した特性に設定変更することが可能な電動モータ１０を備えた電動二輪車１００を得ることができる。
【００７８】
また、第１参考例では、ロータ１３をモータ回転軸１１の延びる方向に移動させることによりエアギャップ長を調整するためのエアギャップ長調整機構部２０を設けるとともに、そのエアギャップ長調整機構部２０（ステッピングモータ２１の回転量）を車両状態を示す信号に基づいて制御することによって、容易に、ロータ１３とステータ１２との間のエアギャップ長を車両状態に応じた値に調整することができる。この場合、ステッピングモータ２１によりスライダ２２をモータ回転軸１１の延びる方向（矢印Ａ１方向）に移動させ、かつ、そのスライダ２２によりロータ１３をモータ回転軸１１の延びる方向（矢印Ａ１方向）に移動させることによって、容易に、スライダ２２により、ロータ１３をステッピングモータ２１の回転量に応じた値だけモータ回転軸１１の延びる方向（矢印Ａ１方向）に移動させることができる。
【００７９】
また、第１参考例では、ステッピングモータ２１の回転量を車両状態を示す信号に基づいて制御するための車両制御装置７０を設けることによって、容易に、車両制御装置７０により、ステッピングモータ２１の回転量が車両状態に応じた値になるように制御することができる。
【００８０】
また、第１参考例では、車両制御装置７０を、通常走行状態であるか、または、押し歩き（電源遮断）状態であるかを判別することが可能なように構成することによって、通常走行状態のときには、車両制御装置７０によりステッピングモータ２１の回転量が通常走行に適した値になるように制御することができるとともに、押し歩き状態のときには、車両制御装置７０によりステッピングモータ２１の回転量が押し歩きに適した値になるように制御することができる。これにより、ステッピングモータ２１により調整されるエアギャップ長（磁束量）を、通常走行状態の場合および押し歩き状態の場合の各々に適した値に調整することができる。その結果、車両状態（通常走行状態の場合および押し歩き状態の場合）に応じて電動モータ１０の発電特性およびトルク出力特性の設定を容易に変更することができる。ここで、押し歩き（電源遮断）状態の場合には、磁束量が減少するようにエアギャップ長を調整することにより、電動モータ１０を構成するロータ１３の回転に対する負荷を低減することができるので、押し歩きしやすくすることができる。
【００８１】
また、第１参考例では、ステータ１２およびロータ１３を、ステータ１２とロータ１３との間のエアギャップ長を調整することが可能なように構成することによって、ステータ１２とロータ１３との間のエアギャップ長を大きくすることにより、ステータ１２とロータ１３との間の磁束量を増加させることができるので、電動モータ１０のトルク出力を高くすることができる。これにより、電動モータ１０のトルク出力を高くするために電動モータ１０に供給する駆動電流を増大させる必要がないので、電動モータ１０に供給する駆動電流が増大するのを抑制することができる。
【００８２】
（第２参考例）
図１０および図１１を参照して、この第２参考例では、上記第１参考例と異なり、ステッピングモータの回転量を制御するための制御信号を補正する場合について説明する。なお、第２参考例の電動モータ１０の制御システム以外の構成は、上記第１参考例と同様である。
【００８３】
この第２参考例の電動モータ１０の制御システムは、図１０に示すように、車両状態検出部１１０と、ステッピングモータ（エアギャップ長調整機構部）駆動制御部１２０と、電動モータ駆動制御部１３０とを備えている。
【００８４】
ステッピングモータ駆動制御部１２０は、ステッピングモータ２１（エアギャップ長調整機構部２０）に接続されている。また、電動モータ駆動制御部１３０は、電動モータ１０に接続されている。また、バッテリ５０が、電動モータ駆動制御部１３０を介して電動モータ１０に接続されている。
【００８５】
車両状態検出部１１０は、アクセル検出部１１１と、ブレーキ検出部１１２と、電動モータ電流センサ１１３と、エンコーダ１１４とを含んでいる。
【００８６】
また、ステッピングモータ駆動制御部１２０は、基本ステッピングモータ定数算出部１２１と、補正ステッピングモータ定数算出部１２２と、加算器１２３と、ステッピングモータ制御指令値生成部１２４と、ステッピングモータ制御指令値補正部１２５と、ステッピングモータ制御部１２６と、ステッピングモータアンプ１２７とを含んでいる。
【００８７】
また、電動モータ駆動制御部１３０は、電動モータ定数算出部１３１と、電動モータ電流指令値算出部１３２と、電動モータ電流制御部１３３と、電動モータアンプ１３４とを含んでいる。
【００８８】
車両状態検出部１１０において、アクセル検出部１１１は、ユーザによりアクセル（図示せず）の操作が行われたときに、アクセルの開度に応じたアクセル指令値を生成する機能を有する。また、アクセル検出部１１１は、アクセル指令値に応じた信号を、ステッピングモータ制御指令値生成部１２４と、電動モータ電流指令値算出部１３２とに出力する機能も有する。ブレーキ検出部１１２は、ユーザによりブレーキ（図示せず）の操作が行われたときに、ブレーキの状態に応じたブレーキ入力指令値を生成する機能を有する。また、ブレーキ検出部１１２は、ブレーキ入力指令値に応じた信号を、ステッピングモータ制御指令値生成部１２４と、電動モータ電流指令値算出部１３２とに出力する機能も有する。
【００８９】
電動モータ電流センサ１１３は、電動モータ１０と電動モータアンプ１３４との間を流れる電流を検出してモータ電流信号を生成するとともに、そのモータ電流信号を電動モータ電流制御部１３３に出力する機能を有する。エンコーダ１１４は、電動モータ１０の回転数を検出してモータ回転数信号を生成するとともに、そのモータ回転数信号を、基本ステッピングモータ定数算出部１２１と、電動モータ電流制御部１３３とに出力する機能を有する。
【００９０】
また、ステッピングモータ駆動制御部１２０において、基本ステッピングモータ定数算出部１２１は、エンコーダ１１４からのモータ回転数信号と、バッテリ５０の電圧を示すバッテリ電圧信号とに基づいて、ステッピングモータ２１の基本回転量を設定するための基本モータ定数を算出する機能を有する。また、基本ステッピングモータ定数算出部１２１は、基本モータ定数に応じた信号を加算器１２３に出力する機能も有する。
【００９１】
補正ステッピングモータ定数算出部１２２は、後述するＦＥＴ制御信号に基づいて、ステッピングモータ２１の回転量を補正するための補正モータ定数を算出する機能を有する。また、補正ステッピングモータ定数算出部１２２は、補正モータ定数に応じた信号を加算器１２３に出力する機能も有する。加算器１２３は、基本ステッピングモータ定数算出部１２１からの基本モータ定数と、補正ステッピングモータ定数算出部１２２からの補正モータ定数とを加算してステッピングモータ制御指令値生成部１２４に出力する機能を有する。
【００９２】
ステッピングモータ制御指令値生成部１２４は、加算器１２３からの基本モータ定数と補正モータ定数との加算値と、アクセル検出部１１１からのアクセル指令値と、ブレーキ検出部１１２からのブレーキ入力指令値とに基づいて、ステッピングモータ２１の回転量を制御するためのモータ制御指令値を生成する機能を有する。また、ステッピングモータ制御指令値生成部１２４は、モータ制御指令値に応じた信号をステッピングモータ制御指令値補正部１２５に出力する機能も有する。
【００９３】
ステッピングモータ制御指令値補正部１２５は、ステッピングモータ制御指令値生成部１２４からのモータ制御指令値を補正して補正モータ制御指令値を生成する機能を有する。また、ステッピングモータ制御指令値補正部１２５は、補正モータ制御指令値に応じた信号をステッピングモータ制御部１２６に出力する機能も有する。なお、ステッピングモータ制御指令値補正部１２５には、モータ制御指令値と補正モータ制御指令値とを対応付けたモータ制御指令値補正テーブル（図１１参照）が記憶されている。このモータ制御指令値補正テーブルには、図１１に示すように、モータ制御指令値に対する補正モータ制御指令値が、ステッピングモータ２１のヒステリシス誤差を考慮して設定されている。
【００９４】
ステッピングモータ制御部１２６は、図１０に示すように、ステッピングモータ制御指令値補正部１２５からの補正モータ制御指令値に基づいて、ステッピングモータ２１の回転量を制御するためのモータ制御信号を生成する機能を有する。また、ステッピングモータ制御部１２６は、モータ制御信号を、ステッピングモータアンプ１２７と、電動モータ定数算出部１３１とに出力する機能も有する。ステッピングモータアンプ１２７は、ステッピングモータ制御部１２６からのモータ制御信号に基づいて、ステッピングモータ２１への駆動電流の供給を制御する機能を有する。
【００９５】
また、電動モータ駆動制御部１３０において、電動モータ定数算出部１３１は、ステッピングモータ制御部１２６からのモータ制御信号に基づいて、電動モータ１０の現在の出力トルクを示す現在モータ定数を算出する機能を有する。また、電動モータ定数算出部１３１は、現在モータ定数に応じた信号を電動モータ電流指令値算出部１３２に出力する機能も有する。電動モータ電流指令値算出部１３２は、アクセル検出部１１１からのアクセル指令値と、ブレーキ検出部１１２からのブレーキ入力指令値と、電動モータ定数算出部１３１からの現在モータ定数とに基づいて、電動モータ１０の駆動電流値を設定するためのモータ電流指令値を算出する機能を有する。また、電動モータ電流指令値算出部１３２は、モータ電流指令値に応じた信号を電動モータ電流制御部１３３に出力する機能も有する。
【００９６】
電動モータ電流制御部１３３は、電動モータ電流指令値算出部１３２からのモータ電流指令値と、電動モータ電流センサ１１３からのモータ電流信号と、エンコーダ１１４からのモータ回転数信号とに基づいて、後述する電動モータアンプ１３４内の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の駆動を制御するためのＦＥＴ制御信号を生成する機能を有する。また、電動モータ電流制御部１３３は、ＦＥＴ制御信号を、補正ステッピングモータ定数算出部１２２と、電動モータアンプ１３４とに出力する機能も有する。電動モータアンプ１３４は、電動モータ１０に繋がる３つの電線の各々に接続された電界効果型トランジスタ（図示せず）を含んでいる。また、電動モータアンプ１３４は、電動モータ電流制御部１３３からのＦＥＴ制御信号に基づいて、電動モータ１０への駆動電流の供給を制御する機能を有する。
【００９７】
次に、図１０に示した第２参考例の制御システムにより実際にエアギャップ長が調整される際の動作について説明する。
【００９８】
まず、図１０に示したステッピングモータ駆動制御部１２０において、基本ステッピングモータ定数算出部１２１に、エンコーダ１１４からのモータ回転数信号と、バッテリ５０の電圧を示すバッテリ電圧信号とが入力される。これにより、基本ステッピングモータ定数算出部１２１において、基本モータ定数が算出される。なお、基本モータ定数Ｍは、次の式（１１）により算出される。
【００９９】
Ｍ＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ｎ  ・・（１１）
【０１００】
ここで、Ｖ１：バッテリ電圧、Ｖ２：電圧マージン、Ｎ：モータ回転数である。なお、バッテリ電圧Ｖ１は、基本モータ定数の算出時におけるバッテリ電圧であり、車両状態に応じて変動する値である。電圧マージンＶ２は、バッテリ電圧Ｖ１の変動量を考慮して設定される値である。モータ回転数Ｎは、電動モータ１０の回転数である。すなわち、第２参考例の基本モータ定数は、基本モータ定数の算出時におけるバッテリ電圧よりも低いバッテリ電圧に基づいて算出される。この後、基本モータ定数に応じた信号が、基本ステッピングモータ定数算出部１２１から加算器１２３に出力される。
【０１０１】
また、補正ステッピングモータ定数算出部１２２には、電動モータ電流制御部１３３からのＦＥＴ制御信号が入力される。これにより、補正ステッピングモータ定数算出部１２２において、ＦＥＴ制御信号に基づいて、補正モータ定数が算出される。この後、補正モータ定数に応じた信号が、補正ステッピングモータ定数算出部１２２から加算器１２３に出力される。
【０１０２】
次に、加算器１２３において、基本モータ定数と補正モータ定数とが加算されてステッピングモータ制御指令値生成部１２４に出力される。
【０１０３】
次に、ステッピングモータ制御指令値生成部１２４において、以下のようにモータ制御指令値が生成される。すなわち、まず、基本モータ定数と補正モータ定数との加算値と、アクセル検出部１１１からのアクセル指令値とを対応付けたマップ（図示せず）に基づいて、第１調整値が求められる。さらに、第１調整値と、ブレーキ検出部１１２からのブレーキ入力指令値とを対応付けたマップ（図示せず）に基づいて、第２調整値が求められる。そして、この第２調整値に基づいて、モータ制御指令値が生成される。この後、モータ制御指令値に応じた信号が、ステッピングモータ制御指令値生成部１２４からステッピングモータ制御指令値補正部１２５に出力される。
【０１０４】
次に、ステッピングモータ制御指令値補正部１２５において、図１１に示したモータ制御指令値補正テーブルから、ステッピングモータ制御指令値生成部１２４からのモータ制御指令値に応じた補正モータ制御指令値が読み出される。この後、補正モータ制御指令値が、ステッピングモータ制御指令値補正部１２５からステッピングモータ制御部１２６に出力される。
【０１０５】
次に、ステッピングモータ制御部１２６において、ステッピングモータ制御指令値補正部１２５からの補正モータ制御指令値に基づいて、ステッピングモータ２１の回転量を制御するためのモータ制御信号が生成される。この後、モータ制御信号が、ステッピングモータアンプ１２７と、電動モータ定数算出部１３１とに出力される。
【０１０６】
次に、第２参考例では、ステッピングモータアンプ１２７により、ステッピングモータ２１への駆動電流の供給が、ステッピングモータ制御部１２６からのモータ制御信号に基づいて制御される。すなわち、ステッピングモータ２１の回転量が、車両状態を示す信号（アクセル指令値、ブレーキ入力指令値、モータ回転数信号およびバッテリ電圧信号）に基づいて制御される。これにより、図６に示した第１参考例と同様、車両状態に応じて、電動モータ１０に形成される磁路のエアギャップ長（磁束量）が変化される。
【０１０７】
また、図１０に示した電動モータ駆動制御部１３０では、電動モータ定数算出部１３１において、ステッピングモータ制御部１２６からのモータ制御信号が入力されることによって、現在モータ定数がモータ制御信号に基づいて算出される。この後、現在モータ定数に応じた信号が、電動モータ定数算出部１３１から電動モータ電流指令値算出部１３２に出力される。
【０１０８】
次に、電動モータ電流指令値算出部１３２に、現在モータ定数に応じた信号に加えて、アクセル検出部１１１からのアクセル指令値と、ブレーキ検出部１１２からのブレーキ入力指令値とが入力される。そして、電動モータ電流指令値算出部１３２において、アクセル指令値とブレーキ入力指令値とが加算されるとともに、その加算された値と現在モータ定数とに基づいて、モータ電流指令値が算出される。この後、モータ電流指令値に応じた信号が、電動モータ電流指令値算出部１３２から電動モータ電流制御部１３３に出力される。
【０１０９】
次に、電動モータ電流制御部１３３に、モータ電流指令値に応じた信号に加えて、電動モータ電流センサ１１３からのモータ電流信号と、エンコーダ１１４からのモータ回転数信号とが入力される。そして、電動モータ電流制御部１３３において、モータ電流指令値と、モータ電流信号と、モータ回転数信号とに基づいて、ＦＥＴ制御信号が生成される。この後、ＦＥＴ制御信号が、電動モータ電流制御部１３３から電動モータアンプ１３４に出力される。
【０１１０】
次に、電動モータアンプ１３４において、ＦＥＴ制御信号に基づいて、電動モータアンプ１３４内の電界効果型トランジスタ（図示せず）が駆動される。これにより、バッテリ５０から電動モータ１０への駆動電流の供給が、車両状態を示す信号（アクセル指令値、ブレーキ入力指令値、モータ回転数信号およびモータ電流信号）と、ステッピングモータ２１の回転量を制御するためのモータ制御信号とに基づいて制御される。また、電動モータ１０からバッテリ５０への充電電流の供給も、車両状態を示す信号と、モータ制御信号とに基づいて制御される。
【０１１１】
第２参考例では、上記のように、基本ステッピングモータ定数算出部１２１において、ステッピングモータ２１の基本回転量を設定するための基本モータ定数を、基本モータ定数の算出時におけるバッテリ電圧よりも低いバッテリ電圧に基づいて算出することによって、電動モータ１０により生成される誘起電圧がバッテリ５０の電圧よりも低くなるように、エアギャップ長（磁束量）をステッピングモータ２１により調整することができる。これにより、電動モータアンプ１３４を介してバッテリ５０へ供給される充電電流が大きくなり過ぎるのを抑制することができるので、バッテリ５０の過充電に起因してバッテリ５０が消耗しやすくなるという不都合が発生するのを抑制することができる。したがって、バッテリ５０を含む電動二輪車の信頼性を向上させることができる。さらに、電動モータアンプ１３４を介してバッテリ５０へ充電電流が供給される際に、電動モータアンプ１３４内の電界効果型トランジスタに過剰な電流が流れるのを抑制することができるので、電界効果型トランジスタが破損しやすくなるのを抑制することもできる。これにより、電動モータアンプ１３４を含む制御システムにより駆動が制御される電動モータ１０の特性が低下するのを抑制することができる。
【０１１２】
また、第２参考例では、車両状態に応じて電動モータ１０のエアギャップ長（磁束量）を調整することが可能なように構成することによって、電動モータ１０のモータ回転数に対するトルク出力特性を、車両状態に応じた特性に設定変更することができる。たとえば、図１２に示すように、電動モータ１０の特性を、高トルク低速回転（特性Ａ）に対応した特性から低トルク高速回転（特性Ｂ）に対応した特性に設定変更する場合には、電動モータ１０のエアギャップ長を特性Ａの状態よりも大きくすることによって、磁束量を特性Ａの状態に比べて減少させることができる。これにより、電動モータ１０の特性を、高トルク低速回転（特性Ａ）に対応した特性から低トルク高速回転に対応した特性（特性Ｂ）に設定変更することができる。
【０１１３】
また、図１２に示した特性図において、モータ回転数がＮ１のときの要求トルクがＴ１の場合（図１２中の黒丸）には、ステッピングモータ２１の回転量を制御することにより、エアギャップ長を高トルク低速回転（特性Ａ）に応じた値に調整すればよい。なお、低トルク高速回転に対応した特性を保持した状態で、モータ回転数がＮ１のときのトルクをＴ１にする場合には、電動モータ１０に供給される駆動電流が小さくなるように制御すれば、低トルク高速回転に対応した特性を保持した状態で、モータ回転数がＮ１のときのトルクをＴ１にすることができる（特性Ｂ１参照）。
【０１１４】
また、第２参考例では、ステッピングモータ制御指令値生成部１２４により生成されたモータ制御指令値を補正するためのステッピングモータ制御指令値補正部１２５を設けることによって、ステッピングモータ制御指令値補正部１２５には、ステッピングモータ２１のヒステリシス誤差を考慮したモータ制御指令値補正テーブルが記憶されているので、ステッピングモータ制御指令値補正部１２５からヒステリシス誤差を考慮した補正モータ制御指令値を出力させることができる。これにより、ステッピングモータ２１のヒステリシス誤差が発生することに起因して、ステッピングモータ２１の回転量（ステップ数）とモータ制御指令値とが一致しなかったとしても、ステッピングモータ２１の回転量（ステップ数）の制御が繰り返し行われるのを抑制することができる。
【０１１５】
また、第２参考例では、電動モータ１０のエアギャップ長（磁束量）を調整することが可能なように構成することによって、電動二輪車において異常が発生した場合に、電動モータ１０と電動モータアンプ１３４との間を流れる電流を遮断する場合には、エアギャップ長を大きくすることにより磁束量を減少させることができるので、電動モータ１０における発電が増大するのを抑制することができる。これにより、電動モータ１０と電動モータアンプ１３４との間に電流が流れるのを容易に抑制することができる。この場合、エアギャップ長を大きくすることにより磁束量を減少させているので、電動モータ１０の回転に対する負荷を低減することができる。これにより、電動二輪車において異常が発生した場合に、押し歩きしやすくすることができる。
【０１１６】
なお、第２参考例のその他の効果は、上記第１参考例と同様である。
【０１１７】
なお、上記した第２参考例の制御システムの変形例として、基本ステッピングモータ定数算出部１２１に、図１３に示すような基本モータ定数読出テーブルを記憶させてもよい。具体的には、図１３の基本モータ定数読出テーブルには、モータ回転数およびバッテリ電圧に対する基本モータ定数が設定されている。また、図１３の基本モータ定数読出テーブルにおいて、バッテリ電圧は、バッテリ電圧が高い場合とバッテリ電圧が低い場合との２種類が設定されている。また、モータ回転数が所定の値Ｎ２の場合、バッテリ電圧が低い場合に対応する基本モータ定数（図１３中のＭＬ）が、バッテリ電圧が高い場合に対応する基本モータ定数（図１３中のＭＨ）よりも大きくなるように設定されている。これにより、バッテリ電圧が高い場合とバッテリ電圧が低い場合とで、図１３の基本モータ定数読出テーブルから読み出される基本モータ定数を容易に変更させることができる。なお、モータ回転数が０の場合（押し歩きまたは電源遮断の場合）の基本モータ定数は、図１３中のＭ２に設定されている。
【０１１８】
（第１実施形態）
図１４〜図１６および図１８〜図２０を参照して、この第１実施形態では、上記第１および第２参考例と異なり、電動モータを構成するステータを２分割する場合について説明する。
【０１１９】
この第１実施形態の電動モータ１４０は、図１４に示すように、モータ回転軸１５０と、ステータ１６０と、ロータ１７０と、回動駆動部１８０とを備えている。なお、モータ回転軸１５０は、本発明の「回転軸」の一例である。また、第１実施形態の電動モータ１４０は、ステータ１６０とロータ１７０とがモータ回転軸１５０の延びる方向に所定の間隔を隔てて互いに対向するように配置されたアキシャルギャップ型構造を有する。また、第１実施形態の電動モータ１４０は、図１に示した第１参考例の電動二輪車１００と同様の電動二輪車（図示せず）に搭載されている。
【０１２０】
ここで、第１実施形態では、図１４および図１５に示すように、ステータ１６０は、第１ステータ１６１と、第２ステータ１６２との２つに分割されている。この第１ステータ１６１と第２ステータ１６２とは、モータ回転軸１５０の延びる方向に所定の間隔を隔てて互いに対向するように配置されているとともに、第１ステータ１６１がロータ１７０に対して対向するように配置されている。また、第２ステータ１６２は、モータ回転軸１５０の軸心を回動中心としてロータ１７０の回転方向（矢印Ｂ方向）に回動可能に構成されている。
【０１２１】
ステータ１６０の具体的な構造としては、第１ステータ１６１は、複数の第１ティース１６４と、複数のコイル１６５とを含んでいる。なお、第１ティース１６４は、本発明の「第１コア部材」の一例である。複数の第１ティース１６４は、互いに所定の間隔を隔てて円環状に配置されている。また、第１ティース１６４の一方の端面１６４ａは、一方の端面１６４ａと対向する他方の端面１６４ｂ（図１５参照）よりも大きい面積を有する。このため、隣接する第１ティース１６４間の一方の端面１６４ａ側の間隔は、他方の端面１６４ｂ側の間隔よりも小さくなっている。また、第１ティース１６４の一方の端面１６４ａは、ロータ１７０と対向するように配置されている。また、第１ティース１６４の他方の端面１６４ｂ側の端部１６４ｃ（図１５参照）は、面取りされている。複数のコイル１６５は、それぞれ、複数の第１ティース１６４の各々に装着されている。なお、コイル１６５は、第１ティース１６４の一方の端面１６４ａの部分には装着されていない。
【０１２２】
また、第２ステータ１６２は、ステータヨーク１６６と、複数の第２ティース１６７とを含んでいる。なお、第２ティース１６７は、本発明の「第２コア部材」の一例である。ステータヨーク１６６は、円環形状に形成されているとともに、円環状に配列された複数の穴部１６６ａを有する。また、ステータヨーク１６６の外周面の所定領域には、ギア係合部１６６ｂが設けられている。また、複数の第２ティース１６７は、それぞれ、ステータヨーク１６６の円環状に配列された複数の穴部１６６ａの各々に、第２ティース１６７の所定の端面１６７ａが第１ステータ１６１側に突出するように装着されている。また、第２ティース１６７の突出した端面１６７ａ側の端部１６７ｂは、面取りされている。
【０１２３】
また、ロータ１７０は、ロータヨーク１７１と、複数のマグネット１７２とを含んでいる。ロータヨーク１７１は、円板形状に形成されているとともに、ロータヨーク１７１の中心部には、ステータ１６０側に突出する突出部１７１ａが形成されている。また、ロータヨーク１７１の中心部には、穴部１７１ｂが形成されている。このロータヨーク１７１の穴部１７１ｂには、ロータヨーク１７１がモータ回転軸１５０と共に回転するように、モータ回転軸１５０が嵌め込まれている。複数のマグネット１７２は、複数のＮ極のマグネット１７２と複数のＳ極のマグネット１７２とを含んでいるとともに、ロータヨーク１７１のステータ１６０側の表面上に取り付けられている。また、複数のマグネット１７２は、円板形状のロータヨーク１７１の円周方向に沿って、Ｎ極とＳ極とが所定の間隔を隔てて交互に配置されている。
【０１２４】
また、図１４に示すように、回動駆動部１８０は、ステータ１６０を構成する第２ステータ１６２を、ロータ１７０の回転方向（矢印Ｂ方向）に回動させるために設けられている。この回動駆動部１８０は、モータ１８１と、ウォームギア１８２と、ギア１８３、１８４および１８５とを含んでいる。ウォームギア１８２は、モータ１８１の回転軸１８１ａに取り付けられているとともに、ギア１８３の大径ギア部１８３ａに噛み合わされている。また、ギア１８４の大径ギア部１８４ａは、ギア１８３の小径ギア部１８３ｂに噛み合わされているとともに、ギア１８４の小径ギア部１８４ｂは、ギア１８５の大径ギア部１８５ａに噛み合わされている。また、ギア１８５の小径ギア部１８５ｂは、第２ステータ１６２のステータヨーク１６６のギア係合部１６６ｂに噛み合わされている。これにより、モータ１８１の動力が、ウォームギア１８２およびギア１８３〜１８５を介してステータヨーク１６６に伝達されるので、第２ステータ１６２がロータ１７０の回転方向（矢印Ｂ方向）に回動される。また、モータ１８１には、電源１８６からコントローラ１８７を介して駆動電流が供給される。
【０１２５】
この第１実施形態では、コントローラ１８７には、図示しない車両状態検出部から出力される車両状態を示す信号が入力される。そして、電源１８６からモータ１８１への駆動電流の供給は、車両状態を示す信号に基づいてコントローラ１８７により制御される。
【０１２６】
ここで、第１実施形態の電動モータ１４０では、図１６および図１９に示すように、第１ティース１６４と第２ティース１６７とが互いに対向している場合には、ロータ１７０と、第１ステータ１６１と、第２ステータ１６２とによって磁路（図１９中の破線）が形成される。そして、第１ティース１６４と第２ティース１６７とが互いに対向している場合には、第１ティース１６４とマグネット１７２との間の距離Ｌ１および第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の距離Ｌ２が磁路に対する磁気抵抗となるエアギャップ長である。
【０１２７】
また、図１８および図２０に示すように、第２ティース１６７が第１ティース１６４と対向しない位置に移動した場合には、ロータ１７０と、第１ステータ１６１とによって磁路（図２０中の破線）が形成される。そして、第２ティース１６７が第１ティース１６４と対向しない位置に移動した場合には、第１ティース１６４とマグネット１７２との間の距離Ｌ１および隣接する第１ティース１６４間の端面１６４ａ側の距離Ｌ３が磁路に対する磁気抵抗となるエアギャップ長である。
【０１２８】
なお、図１９および図２０では、所定のマグネット１７２を１７２ｉとし、所定のマグネット１７２ｉの矢印Ｂ方向（ロータ１７０の回転方向）に隣接するマグネット１７２を１７２ｉ＋１としているとともに、所定のマグネット１７２ｉの矢印Ｂ方向と反対方向に隣接するマグネット１７２を１７２ｉ−１としている。また、所定の第１ティース１６４を１６４ｉとし、所定の第１ティース１６４ｉの矢印Ｂ方向に隣接する第１ティース１６４を１６４ｉ＋１としているとともに、所定の第１ティース１６４ｉの矢印Ｂ方向と反対方向に隣接する第１ティース１６４を１６４ｉ−１としている。また、所定の第２ティース１６７を１６７ｉとし、所定の第２ティース１６７ｉの矢印Ｂ方向に隣接する第２ティース１６７を１６７ｉ＋１としているとともに、所定の第２ティース１６７ｉの矢印Ｂ方向と反対方向に隣接する第２ティース１６７を１６７ｉ−１としている。また、図１９および図２０では、図面の簡略化のため、コイル１６５を図示していない。
【０１２９】
次に、図１４および図１６〜図２０を参照して、第１実施形態の電動モータ１４０のエアギャップ長の調整方法について説明する。
【０１３０】
まず、電動モータ１４０を高トルク低速回転させる場合には、図１６に示すように、第２ステータ１６２を回動させずに初期状態の位置に保持する。すなわち、第２ティース１６７が第１ティース１６４に対して対向するように保持する。この場合、図１９に示すように、磁束の経路である磁路（図１９中の破線）は、ロータ１７０と、第１ステータ１６１と、第２ステータ１６２とに形成される。
【０１３１】
そして、図１９に示すように、第２ティース１６７が第１ティース１６４に対して対向する場合には、第１ティース１６４とマグネット１７２との間の距離（エアギャップ長）Ｌ１が極めて小さいので、第１ティース１６４とマグネット１７２との間の磁気抵抗は低くなる。また、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の距離（エアギャップ長）Ｌ２が極めて小さいので、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の磁気抵抗は低くなる。なお、第１ティース１６４とマグネット１７２との間の距離Ｌ１と、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の距離Ｌ２とは、実質的に同じ距離である。
【０１３２】
その一方、隣接する第１ティース１６４間の端面１６４ａ側の距離Ｌ３は、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の距離（エアギャップ長）Ｌ２よりも大きくなる。すなわち、隣接する第１ティース１６４間の端面１６４ａ側の磁気抵抗は、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の磁気抵抗よりも高くなる。なお、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の距離Ｌ２と、隣接する第１ティース１６４間の端面１６４ａ側の距離Ｌ３とは、２×Ｌ２＜Ｌ３の関係式を満たしている。
【０１３３】
これにより、マグネット１７２ｉ（たとえば、Ｎ極）とマグネット１７２ｉ−１（たとえば、Ｓ極）との間に発生する磁束は、第１ティース１６４ｉと第１ティース１６４ｉ−１との間の端面１６４ａ側のエアギャップをほとんど透過しない。したがって、マグネット１７２ｉとマグネット１７２ｉ−１との間に発生する磁束は、マグネット１７２ｉと第１ティース１６４ｉとの間のエアギャップ、第１ティース１６４ｉ、第１ティース１６４ｉと第２ティース１６７ｉとの間のエアギャップ、第２ティース１６７ｉ、ステータヨーク１６６、第２ティース１６７ｉ−１、第２ティース１６７ｉ−１と第１ティース１６４ｉ−１との間のエアギャップ、第１ティース１６４ｉ−１、第１ティース１６４ｉ−１とマグネット１７２ｉ−１との間のエアギャップおよびロータヨーク１７１をこの順番で流れる。
【０１３４】
また、マグネット１７２ｉ（たとえば、Ｎ極）とマグネット１７２ｉ＋１（たとえば、Ｓ極）との間に発生する磁束は、第１ティース１６４ｉと第１ティース１６４ｉ＋１との間の端面１６４ａ側のエアギャップをほとんど透過しない。したがって、マグネット１７２ｉとマグネット１７２ｉ＋１との間に発生する磁束は、マグネット１７２ｉと第１ティース１６４ｉとの間のエアギャップ、第１ティース１６４ｉ、第１ティース１６４ｉと第２ティース１６７ｉとの間のエアギャップ、第２ティース１６７ｉ、ステータヨーク１６６、第２ティース１６７ｉ＋１、第２ティース１６７ｉ＋１と第１ティース１６４ｉ＋１との間のエアギャップ、第１ティース１６４ｉ＋１、第１ティース１６４ｉ＋１とマグネット１７２ｉ＋１との間のエアギャップおよびロータヨーク１７１をこの順番で流れる。
【０１３５】
なお、マグネット１７２ｉがＳ極になり、マグネット１７２ｉ＋１および１７２ｉ−１がＮ極になった場合には、上記したマグネット１７２ｉがＮ極であり、マグネット１７２ｉ＋１および１７２ｉ−１がＳ極である場合と異なり、磁束が流れる向きが反対方向になる。
【０１３６】
また、図１６の状態から電動モータ１４０を低トルク高速回転させる場合には、図１７に示すように、回動駆動部１８０（図１４参照）により第２ステータ１６２をロータ１７０の回転方向（矢印Ｂ方向）に回動させる。これにより、図１８に示すように、第２ティース１６７が第１ティース１６４に対して対向しないように、隣接する第１ティース１６４間の中央に対応する領域に第２ティース１６７を移動させる。この場合、図２０に示すように、磁束の経路である磁路（図２０中の破線）は、ロータ１７０と、第１ステータ１６１とに形成される。
【０１３７】
そして、図２０に示すように、第２ティース１６７が第１ティース１６４に対して対向しない場合には、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の距離が、Ｌ２（図１９参照）からＬ４に大きくなる。このため、隣接する第１ティース１６４間の端面１６４ａ側の距離（エアギャップ長）Ｌ３は、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の距離Ｌ４よりも小さくなる。すなわち、隣接する第１ティース１６４間の端面１６４ａ側の磁気抵抗は、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の磁気抵抗よりも小さくなる。
【０１３８】
なお、第１ティース１６４とステータヨーク１６６との間の距離Ｌ５については、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の距離Ｌ４よりも大きくなる。すなわち、第１ティース１６４とステータヨーク１６６との間の磁気抵抗は、第１ティース１６４と第２ティース１６７との間の磁気抵抗よりも大きくなる。したがって、第１ティース１６４とステータヨーク１６６との間に磁路が形成されないのは明らかであるので、第１ティース１６４とステータヨーク１６６との間の磁気抵抗は無視することができる。
【０１３９】
これにより、マグネット１７２ｉ（たとえば、Ｎ極）とマグネット１７２ｉ−１（たとえば、Ｓ極）との間に発生する磁束は、マグネット１７２ｉと第１ティース１６４ｉとの間のエアギャップ、第１ティース１６４ｉの端面１６４ａ側の部分、第１ティース１６４ｉと第１ティース１６４ｉ−１との間の端面１６４ａ側のエアギャップ、第１ティース１６４ｉ−１の端面１６４ａ側の部分、第１ティース１６４ｉ−１とマグネット１７２ｉ−１との間のエアギャップおよびロータヨーク１７１をこの順番で流れる。
【０１４０】
また、マグネット１７２ｉ（たとえば、Ｎ極）とマグネット１７２ｉ＋１（たとえば、Ｓ極）との間に発生する磁束は、マグネット１７２ｉと第１ティース１６４ｉとの間のエアギャップ、第１ティース１６４ｉの端面１６４ａ側の部分、第１ティース１６４ｉと第１ティース１６４ｉ＋１との間の端面１６４ａ側のエアギャップ、第１ティース１６４ｉ＋１の端面１６４ａ側の部分、第１ティース１６４ｉ＋１とマグネット１７２ｉ＋１との間のエアギャップおよびロータヨーク１７１をこの順番で流れる。
【０１４１】
なお、マグネット１７２ｉがＳ極になり、マグネット１７２ｉ＋１および１７２ｉ−１がＮ極になった場合には、上記したマグネット１７２ｉがＮ極であり、マグネット１７２ｉ＋１および１７２ｉ−１がＳ極である場合と異なり、磁束が流れる向きが反対方向になる。
【０１４２】
すなわち、第１実施形態では、電動モータ１４０を低トルク高速回転させる場合において、第１ティース１６４のコイル１６５（図１４参照）が装着された部分には、実質的に磁束が流れない。
【０１４３】
また、図１９に示した第２ティース１６７が第１ティース１６４に対して対向する場合では、磁路に対する磁気抵抗としてのエアギャップ長は、２×Ｌ１＋２×Ｌ２である。また、図２０に示した第２ティース１６７が第１ティース１６４に対して対向しない場合では、磁路に対する磁気抵抗としてのエアギャップ長は、２×Ｌ１＋Ｌ３である。ここで、Ｌ２およびＬ３は、２×Ｌ２＜Ｌ３の関係式を満たしているので、図１９に示した第２ティース１６７が第１ティース１６４に対して対向する場合の方が、図２０に示した第２ティース１６７が第１ティース１６４に対して対向しない場合よりも、磁路に対する磁気抵抗としてのエアギャップ長が小さくなる。したがって、図１９に示した第２ティース１６７が第１ティース１６４に対して対向する場合の方が、図２０に示した第２ティース１６７が第１ティース１６４に対して対向しない場合よりも磁束量が増加する。
【０１４４】
第１実施形態では、上記のように、ステータ１６０を、第１ステータ１６１と第２ステータ１６２との２つに分割し、かつ、第２ステータ１６２を、ロータ１７０の回転方向に回動させることによりエアギャップ長を調整することによって、第２ステータ１６２を回動させない初期状態において形成される磁路のエアギャップ長（２×Ｌ１＋２×Ｌ２）の大きさと、第２ステータ１６２を回動させた後の状態において形成される磁路のエアギャップ長（２×Ｌ１＋Ｌ３）の大きさとを異ならせることにより、容易に、磁束量を変化させることができる。また、たとえば、ステータ１６０およびロータ１７０の少なくとも一方をモータ回転軸１５０の延びる方向に移動させることによりエアギャップ長を調整する場合に比べて、ステータ１６０およびロータ１７０の少なくとも一方がモータ回転軸１５０の延びる方向に移動する分のスペースを設ける必要がないので、電動モータ１４０を大型化する必要がない。さらに、第２ステータ１６２を回動させるための回動駆動部１８０（モータ１８１）の駆動を、コントローラ１８７により車両状態を示す信号に基づいて制御することが可能なように構成することによって、車両状態に応じて第１ステータ１６１（第１ティース１６４）と第２ステータ１６２（第２ティース１６７）との位置関係を変更することができるので、車両状態に応じて磁束量を変化させることができる。これらの結果、小型化を図りながら、磁束量により変化する発電特性およびトルク出力特性を車両状態に適した特性に設定変更することが可能な電動モータ１４０を備えた電動二輪車を得ることができる。
【０１４５】
また、第１実施形態では、電動モータ１４０を低トルク高速回転させる場合において、第１ティース１６４のコイル１６５が装着された部分に実質的に磁束が流れないようにエアギャップ長を調整することによって、ロータ１７０が回転する際に、磁束がコイル１６５を横切ることによりコイル１６５に電流が流れることに起因して、第１ティース１６４に発生する磁束の量が増加するのを抑制することができる。これにより、ロータ１７０の回転に対する負荷が増大するのを抑制することができる。また、ロータ１７０が回転する際に、第１ティース１６４および第２ティース１６７への磁束の流入が抑制されるので、これによっても、ロータ１７０の回転に対する負荷が大きくなるのを抑制することができる。
【０１４６】
（第２実施形態）
図２１および図２２を参照して、この第２実施形態では、上記第１〜第１実施形態と異なり、ラジアルギャップ型構造を有する電動モータに本発明を適用する例について説明する。
【０１４７】
この第２実施形態の電動モータ１９０は、図２１に示すように、モータ回転軸２００と、ステータ２１０と、ロータ２２０とを備えている。なお、モータ回転軸２００は、本発明の「回転軸」の一例である。また、第２実施形態の電動モータ１９０は、ロータ２２０が円筒状に構成されているとともに、ステータ２１０がロータ２２０に対して所定の間隔を隔ててロータ２２０の内側に配置されたラジアルギャップ型構造を有する。また、第２実施形態の電動モータ１９０は、図１に示した第１参考例の電動二輪車１００と同様の電動二輪車（図示せず）に搭載されている。
【０１４８】
ここで、第２実施形態では、ステータ２１０は、第１ステータ２１１と、第２ステータ２１２との２つに分割されている。第１ステータ２１１は、円環状に構成されているとともに、第１ステータ２１１の内側に、第２ステータ２１２が所定の間隔を隔てて配置されている。また、第２ステータ２１２は、モータ回転軸２００の軸心を回動中心としてロータ２２０の回転方向（矢印Ｃ方向）に回動可能に構成されている。
【０１４９】
ステータ２１０の具体的な構造としては、第１ステータ２１１は、複数の第１ティース２１４と、複数のコイル２１５とを含んでいる。なお、第１ティース２１４は、本発明の「第１コア部材」の一例である。複数の第１ティース２１４は、互いに所定の間隔を隔てて円環状に配置されている。また、第１ティース２１４の一方の端面２１４ａは、一方の端面２１４ａと対向する他方の端面２１４ｂよりも大きい面積を有する。このため、隣接する第１ティース２１４間の一方の端面２１４ａ側の間隔は、他方の端面２１４ｂ側の間隔よりも小さくなっている。また、第１ティース２１４の一方の端面２１４ａは、ロータ２２０と対向するように配置されている。また、第１ティース２１４の他方の端面２１４ｂ側の端部２１４ｃは、面取りされている。複数のコイル２１５は、それぞれ、複数の第１ティース２１４の各々に装着されている。なお、コイル２１５は、第１ティース２１４の一方の端面２１４ａの部分には装着されていない。
【０１５０】
また、第２ステータ２１２は、複数の第２ティース２１７を有するステータヨーク２１６と、回動軸２１８とを含んでいる。なお、第２ティース２１７は、本発明の「第２コア部材」の一例である。ステータヨーク２１６は、円板形状に形成されているとともに、その円板形状のステータヨーク２１６の円周面上に、ステータヨーク２１６の円周面から突出するように複数の第２ティース２１７が設けられている。また、複数の第２ティース２１７は、円板形状のステータヨーク２１６の円周方向に沿って互いに所定の間隔を隔てて配置されている。また、第２ティース２１７の突出した端面２１７ａ側の端部２１７ｂは、面取りされている。また、回動軸２１８は、ロータ２２０の回転方向（矢印Ｃ方向）に回動可能に構成されている。また、回動軸２１８は、ステータヨーク２１６が回動軸２１８と共に回動することが可能なように、ステータヨーク２１６の中心部に取り付けられている。
【０１５１】
また、円筒状のロータ２２０は、ロータヨーク２２１と、複数のマグネット２２２とを含んでいる。ロータヨーク２２１は、円筒形状に形成されているとともに、モータ回転軸２００と共に回転可能に構成されている。複数のマグネット２２２は、複数のＮ極のマグネット２２２と複数のＳ極のマグネット２２２とを含んでいるとともに、ロータヨーク２２１の内周面上に取り付けられている。また、複数のマグネット２２２は、円筒形状のロータヨーク２２１の円周方向に沿って、Ｎ極とＳ極とが所定の間隔を隔てて交互に配置されている。
【０１５２】
ここで、第２実施形態の電動モータ１９０では、図２１に示すように、第１ティース２１４と第２ティース２１７とが互いに対向している場合には、上記第１実施形態の場合と同様、ロータ２２０と、第１ステータ２１１と、第２ステータ２１２とによって磁路が形成される。そして、第１ティース２１４と第２ティース２１７とが互いに対向している場合には、第１ティース２１４とマグネット２２２との間の距離および第１ティース２１４と第２ティース２１７との間の距離が磁路に対する磁気抵抗となるエアギャップ長である。
【０１５３】
また、図２２に示すように、第２ティース２１７が第１ティース２１４と対向しない位置に移動した場合には、上記第１実施形態の場合と同様、ロータ２２０と、第１ステータ２１１とによって磁路が形成される。そして、第２ティース２１７が第１ティース２１４と対向しない位置に移動した場合には、第１ティース２１４とマグネット２２２との間の距離および隣接する第１ティース２１４間の端面２１４ａ側の距離が磁路に対する磁気抵抗となるエアギャップ長である。
【０１５４】
そして、第２実施形態の電動モータ１９０では、上記第１実施形態と同様、第１ティース２１４と第２ティース２１７とが対向しない場合の磁路に対するエアギャップ長は、第１ティース２１４と第２ティース２１７とが対向する場合の磁路に対するエアギャップ長よりも大きくなる。すなわち、第１ティース２１４と第２ティース２１７とが対向しない場合の磁束量は、第１ティース２１４と第２ティース２１７とが対向する場合の磁束量よりも減少する。
【０１５５】
次に、図２１および図２２を参照して、第２実施形態の電動モータ１９０のエアギャップ長の調整方法について説明する。
【０１５６】
まず、電動モータ１９０を高トルク低速回転させる場合には、図２１に示すように、第２ステータ２１２を回動させずに初期状態の位置に保持する。すなわち、第２ティース２１７が第１ティース２１４に対して対向するように保持する。また、図２１の状態から電動モータ１９０を低トルク高速回転させる場合には、図２２に示すように、第２ティース２１７と第１ティース２１４とが対向しないように、第２ステータ２１２をロータ２２０の回転方向（矢印Ｃ方向）に回動させる。この場合、第２ステータ２１２を回動させた後の状態（図２２参照）における磁束量が、第２ステータ２１２を回動させる前の初期状態（図２１参照）における磁束量よりも減少するので、ロータ２２０の回転に対する負荷が低減される。これにより、低トルク高速回転が可能となる。
【０１５７】
第２実施形態では、上記のように構成することによって、ラジアルギャップ型構造を有する電動モータ１９０において、上記第１実施形態と同様、第２ステータ２１２を回動させることにより磁路に対するエアギャップ長（磁束量）を調整することができる。これにより、上記第１実施形態と同様、小型化を図りながら、磁束量により変化する発電特性およびトルク出力特性を車両状態に適した特性に設定変更することが可能な電動モータ１９０を備えた電動二輪車を得ることができる。
【０１５８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１５９】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明を電動二輪車に適用する例を示したが、本発明はこれに限らず、電動二輪車以外の電動車両にも適用可能である。
【０１６０】
また、上記第１参考例では、車両制御装置を、通常走行状態であるか、または、押し歩き（電源遮断）状態であるかを判別することが可能なように構成したが、本発明はこれに限らず、車両制御装置を、通常走行状態および押し歩き（電源遮断）状態以外の所定の車両状態を判別することが可能なように構成してもよい。この場合には、車両制御装置により、ステッピングモータの回転量が通常走行状態および押し歩き（電源遮断）状態以外の所定の車両状態に適した値になるように制御することができる。
【０１６１】
また、上記第１参考例では、バッテリ電圧信号とモータ回転数信号とに基づいて、ステッピングモータの回転量を制御するためのエアギャップ長調整指令値を演算するようにしたが、本発明はこれに限らず、電動モータのロータの位置を検出するための位置検出センサを設けるとともに、その位置検出センサから出力されるロータの位置を示すロータ位置信号に基づいて、ステッピングモータの回転量を制御するためのエアギャップ長調整指令値を演算してもよい。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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