sources : DRONE
電動化が進む中、将来、確実にモーターの一角を占めると思われる「リング モーター」を、その製造メーカー・Donut Motor の資料と DRONE のWebサイトページを使って紹介します。
As electrification progresses, we will introduce the "ring motor" that is sure to occupy a corner of the motor in the future, using materials from its manufacturer, Donut Motor, and the DRONE website page.
『 Donut Motor 』
英国の Donut Lab. が開発したモーターで、従来の回転軸を持ったモーターとは異なり、回転する軸の無い形のモーターです。主に、車輪（ホイール）にそのまま装着する事により、回転軸に頼らず、車輪を直接駆動する形式のモーターです。
It is a motor developed by Donut Lab. in the United Kingdom, and unlike conventional motors with a rotating shaft, it is a motor without a rotating shaft. It is mainly a type of motor that directly drives the wheel without relying on the rotating shaft by attaching it directly to the wheel (wheel).
『 そのメリット / Merit 』
考えられるメリットは数多くあります。
その一つは、高い駆動トルクが容易に生み出せる事でしょう。ご存知の通り、電気モーターは、駆動力の発生原理から、磁力を発生させるステーターの径の大きさで駆動トルクは大きく左右されます。その為、ホイール径に近いステーター径であれば、必要な駆動トルクを生み出すのは容易となり、より小さく、軽量になる可能性があります。
二つ目は、駆動制御の容易さでしょう。ご存知の通り、現在の車両の多くは、路面とタイヤ表面との速度差（スリップ率）を常にモニターして、ABS（ブレーキ制御）やトラクションコントロール（駆動力制御）を行なっていますが、モニタリングしている路面に最も近い場所で制御をする事になり、より緻密な制御が可能になるでしょう。現在でもミリ秒単位での制御は行なわれていますが、従来型の ステーター径の小さなモーター 1台で左右に繋がっている 二つのホイールを制御する方式いとは、明らかに制御の精度に違いが生まれます。まして、同じ制御を吸入空気と噴射燃料で行なっている ICE（内燃機）車両と較べると、ホイールまでの駆動系による遅れが無かったとしても、圧倒的な違いが生まれます。
三つ目は、構造がシンプルになる事でしょう。従来の回転軸がある事を前提にした構造と較べて、ホイールそのものはシンプルなリムだけの形状になり、大きなステーター径による「回生ブレーキ」のお蔭で、従来の摩擦型のブレーキは廃止か小さくする事も可能でしょう。皿に、回転軸が無い事は「ハブ」が無い事になり、サスペンションアームなどは ホイール側と直接と繋がる簡略化された構造が可能になります。
The possible benefits are numerous.
One of them is that high drive torque can be easily generated. As you know, the driving torque of an electric motor is greatly affected by the size of the diameter of the stator that generates the magnetic force due to the principle of generating the driving force. Therefore, if the stator diameter is close to the wheel diameter, it will be easier to generate the required drive torque, which can be smaller and lighter.
The second is the ease of drive control. As you know, most of today's vehicles constantly monitor the speed difference (slip rate) between the road surface and the tire surface to perform ABS (brake control) and traction control (driving force control), but the control will be performed closest to the road surface being monitored, and more precise control will be possible. Even today, control is performed in milliseconds, but there is a clear difference in the accuracy of control compared to the conventional method of controlling two wheels connected to the left and right by a single motor with a small stator diameter. Moreover, if you compare it to an ICE (internal combustion engine) vehicle that uses the same control with intake air and injected fuel, there is an overwhelming difference, even if there is no delay due to the drivetrain to the wheels.
Third, the structure will be simplified. Compared to the conventional structure based on the premise that there is a rotation shaft, the wheel itself has a simple rim shape, and thanks to the "regenerative braking" with a large stator diameter, it will be possible to abolish or reduce the size of the conventional friction type brake. The absence of a rotation axis in the dish means that there is no "hub", and the suspension arm can be simplified to connect directly to the wheel side.
『 オートバイでの可能性 / Possibility for Motorcycle 』
この Donut Lab. が発表している資料によれば、オートバイ用として 17インチ（どの径を指すかは不明ですが）の Donut Motor が提示されています。それによれば、発生できるトルク（最大値）は 1200 N･m となっています。これを最新型のホンダCBR1000RRと比較してみると、CBRの最大トルク値は 114 N･m （11.6 kgf･m）/ 11,000 rpm）で、これは エンジンのクランクシャフトでの値ですから、1次減速比 と 2次減速比、そして 1速での減速比をその値に掛けて、後輪（駆動輪）での 最大トルク値は 約 1197 N･m （121.8 kgf･m）となります。ただし、実際には、エンジン内部の駆動系でのロスやチェーン駆動によるロスがありますので、Donut Motor では CBR1000RR 以上の駆動トルクが可能としており、その上、CBR（ICE車）と違って、極低回転にその最大トルクを発生するモーターの特性を考えると、充分以上の駆動力（トルク）が可能になっています。更に、ICE車とは比較にならない緻密さでの駆動制御が可能となれば、オートバイの新たなな領域を拓く可能性は大きいと言えます。
According to this document published by Donut Lab., a 17-inch (although it is unclear what diameter) Donut Motor is presented for motorcycles. According to this, the maximum torque that can be generated is 1200 N·m. Comparing this with the latest Honda CBR1000RR, the maximum torque value of the CBR is 114 N′m (11.6 kgf・m) / 11,000 rpm), which is the value of the crankshaft of the engine, so the maximum torque value at the rear wheels (drive wheels) is about 1197 N⋅m (121.8 kgf・m) by multiplying the primary reduction ratio, the secondary reduction ratio, and the reduction ratio in first gear. However, in reality, there is a loss in the drive system inside the engine and a loss due to chain drive, so Donut Motor is capable of a drive torque of CBR1000RR or more, and unlike CBR (ICE vehicles), it is possible to drive more than enough considering the characteristics of the motor that generates the maximum torque at extremely low rpm. Furthermore, if it is possible to control the drive with a precision that is incomparable to that of ICE vehicles, it can be said that there is a great possibility of opening up a new field of motorcycles.
『 考察 / Consideration 』
以上の通り、以前から私が推している「インホイール ンモーター」用のモーターとして、この リング モーターは EV用としての大きな可能性を持っている事は間違いありません。今後、同種のモーターを数多くの企業で開発を進めるにつれて、モーター用の素材や構造、製造方法で更に進化が進み、EV用だけに限らず、身の回りの品、例えば扇風機や掃除機での採用も増える事でしょう。
一方、Donut Motor の詳細な構造が不明な事もありますが、オートバイに使用した場合の懸念も幾つかあります。それは、剛性面での不安や耐久性の不安です。特に、モーターとしての回転部と車体側の非回転部との接触部（ベアリング/メタル部）の 剛性と耐久性、そして整備性については注視が必要です。
As mentioned above, there is no doubt that this ring motor has great potential for EVs as a motor for "in-wheel motors" that I have been recommending for a long time. In the future, as many companies develop similar motors, the materials, structures, and manufacturing methods for motors will evolve further, and their use will increase not only for EVs but also for everyday items, such as electric fans and vacuum cleaners.
On the other hand, the detailed structure of Donut Motor is sometimes unknown, but there are some concerns when used on motorcycles. It is an anxiety about rigidity and durability. In particular, attention should be paid to the rigidity, durability, and maintainability of the parts in contact between the rotating part of the motor and the non-rotating part on the body side (bearing/metal part).
＜ 出典 / Source Website ： DRONE ＞
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