電動バイクで使われるモーターってどんなモーター?

モーターにはさまざまな種類があります。扇風機で「DCモーター」という言葉が注目されましたが、電動バイクや電気自動車に搭載されるモーターはどのような種類で、どのような仕組みのモーターなのでしょうか。

電動車のモーターはどんなモーター?

 モーター(電動機)といってもさまざまです。身近なものではミニ四駆に搭載される小さなモーターや、機器内蔵の冷却ファン、扇風機、大きなものではハイブリッドカーの電動部分、鉄道の電車など、小さいものから大きいものまでさまざまな目的で利用されています。

カワサキがEICMAで突如発表した電動バイク。モーターのスペックは明かされていませんがサーキットを軽快に走行する動画が公開されています

 これだけ幅広く利用目的があれば、モーターへ求められる性能や形式はさまざまです。そのなかのひとつである「交流同期電動機」はハイブリッドカーをはじめ電気自動車、電動バイクのスペック表で見ることができます。燃費(電費)に敏感な乗り物に搭載されるため、省電力性に優れたモーターと想像できますが、どんなモーターなのでしょうか。

ブラシを排除したモーター

 モーターは、一般的に回転しない部品(ステータ)と回転する部品(ロータ)と呼ばれる2つの部品から構成されます。

ミニ四駆に使用されている直流(DC)モーター

 ミニ四駆をはじめ、一般的な直流(DC)モーターではステータに永久磁石が固定されており、ロータに電磁石となるコイルがあります。そこで、ロータに電気を供給し、回転運動に必要な、回転に応じて磁力の向きを連続的に変えるための仕組みが必要です。その役目が整流子で、金属製のブラシが整流子と接触しながら回転します。

 内燃機を搭載したクルマやバイクの構成部品で言えば、セルモーターがまさに直流モーターで、エンジン始動の一瞬しか回さないのにも関わらず、長く乗っているとブラシの交換といったメンテナンスが必要になることは良く知られています。

 反対に交流を電源とすれば、回転するロータを永久磁石、ステータをコイルとすることができ、消耗品のブラシを使わずに回転運動を作り出すことが可能になります。しかし、回転数が交流の周波数に依存し、回転方向も含めた制御が難しくなります。

 そこで、電子回路で必要な回転に応じた交流を作り出して交流モーターを回転させれば、ブラシがなく、停止から高速回転まで幅広く回転数も変化させられるモーターを作ることができます。

 それが、電動バイクや電気自動車に採用されている「交流同期電動機」です。

さらに効率を追求した電動バイク向きモーター

 交流モーターにも種類がありますが、電動バイクや電気自動車に搭載される同期モーターとは、センサーなどで回転状態を把握し、回転に同期して電流を緻密に変化させた交流を作り出すことで、無駄なく回す仕組みを持っています。

電動バイクに使用されている交流モーター(写真はホンダ「PCX ELECTRIC」)

 無駄なく回せば発熱と消費電力を抑えられるほか、発熱が少ないので密閉構造とすれば雨天の走行にも強くなり、メンテナンスの手間も少なくなります。まさに、電動のクルマやバイクに適したモーターになっているのです。

 また、4輪車より車体の小さい2輪車ではスペースに制限が多く、小型で高出力な点や、幅広い速度域に対応できる点、長い寿命など、同期モーターは現在のモーターの中では電動バイク向きの構造といえるのではないでしょうか。

【了】

【画像】様々な電動バイクのモーターを画像で見る(10枚)

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