未来の駆動：インホイールモーター

未来の駆動：インホイールモーター

車輪に秘められた力

車輪の中に駆動の力を秘めた技術、それが輪内駆動装置です。読んで字のごとく、車輪の内部に駆動装置を組み込むという、画期的な仕組みです。実は、この技術は全く新しいものではありません。油圧の力を用いた輪内駆動装置は、建設機械などで既に活躍していました。ショベルカーなどの重機が、力強く土砂を掘削したり、機体を自在に動かしたりできるのは、この技術のおかげです。

電気で動く車においては、輪内駆動装置の中心は電動式になっています。この電動式の輪内駆動装置は、遠い昔、今から３０年以上も前に、未来の車を実現する技術として大きな注目を集めました。１９８０年代末から１９９０年代終盤にかけて、多くの試作車に搭載され、夢の技術として期待されました。しかし、当時の技術では乗り越えられない壁がありました。車輪の回転を速めたり遅くしたりする制御機構が複雑で、実用化するには難しかったのです。また、安全のために欠かせない、車輪を止めるための機械式の装置との組み合わせも難しく、広く世の中に広まることはありませんでした。

ところが近年、技術の進歩によって状況は大きく変わりました。電子制御技術が飛躍的に向上し、左右の車輪の回転を非常に細かく制御できるようになったのです。さらに、装置の小型化も進み、機械式の停止装置とも問題なく組み合わせられるようになりました。これらの進歩により、輪内駆動装置は再び脚光を浴び、未来の車を実現する鍵として期待されています。より自由自在な動きの制御や、車内の空間の有効活用など、多くの可能性を秘めた技術として、今後の発展に大きな注目が集まっています。

小型車への搭載と課題克服

近年、自動車の部品の小型化が進んでいます。特に、モーターを車輪の中に組み込むインホイールモーターは小型化が進み、限られたスペースしかない小型車にも搭載できるようになりました。小型車の多くはエンジンを車体の前方に置き、前輪を駆動する方式（前輪駆動、ＦＦ）を採用しています。インホイールモーターを搭載するには、駆動部分に加えて、ブレーキの仕組みを収めるスペースも必要です。従来の油圧を使ったブレーキの仕組みは、比較的大きなスペースが必要でした。しかし、電子制御のブレーキなどの技術革新により部品が小型化され、インホイールモーターとブレーキを車輪の中に同時に組み込むことが可能になったのです。

インホイールモーターを搭載するにあたっては、乗り越えるべき課題もありました。左右の車輪にそれぞれモーターを取り付けた場合、左右の車輪の回転速度を別々に、かつ正確に制御することが難しかったのです。例えば、車をカーブで曲がるときには、外側の車輪は内側の車輪よりも速く回転する必要があります。もし、左右の車輪が同じ速度で回転してしまうと、タイヤが路面を滑ったり、車がスムーズに曲がれなかったりするなどの不具合が起こってしまいます。この問題は、「擬似差動装置」と呼ばれる電子制御技術によって解決されました。この技術は、左右それぞれのモーターへの電力供給を細かく調整することで、左右の車輪の回転速度のわずかな違いも作り出せるようにしたものです。これにより、カーブを曲がる時だけでなく、段差を乗り越える時など、様々な状況で左右の車輪を滑らかに回転させることができるようになり、安定した走行が可能になりました。このように、小型化と電子制御技術の進歩によって、インホイールモーターは小型車にも搭載可能となり、快適な運転を実現する上で重要な役割を果たしています。

車づくりの常識を変える

車作りの常識を覆す技術として、車輪の中にモーターを組み込む「インホイールモーター」が注目を集めています。これまでの車は、動力を生み出す装置である原動機を車体に積み、そこから動力を車輪に伝えていました。原動機は、ガソリンで動くものや電気で動くものなど様々な種類がありますが、いずれも車体の中に配置する必要があり、その大きさや配置場所が車全体の設計に大きな影響を与えていました。つまり、原動機の搭載スペースを確保するために、車内の広さやデザインが制限されていたのです。

しかし、インホイールモーターを採用することで、この問題は解決します。各車輪にモーターが直接組み込まれているため、車体の中心に原動機を搭載する必要がなくなり、その分の空間を他の用途に活用できるようになります。これまで原動機が占めていた空間を、乗客のためのスペースにしたり、荷物を積むスペースにしたりすることが可能になるのです。これにより、同じ大きさの車でも、より広々とした室内空間を実現できるようになります。また、車体のデザインについても、原動機の配置に縛られることなく、より自由で斬新なデザインを追求できるようになります。これまで実現が難しかった、独創的で未来的な車体形状も、インホイールモーターによって実現可能になるでしょう。

さらに、インホイールモーターは車の機能性向上にも貢献します。四つの車輪それぞれに独立したモーターが搭載されているため、きめ細かな制御が可能になります。例えば、左右の車輪の回転速度を個別に調整することで、曲がる動作をよりスムーズに行うことができます。また、急ブレーキが必要な場面では、四つの車輪すべてに制動力を効果的に分配することで、より安全な停止を実現できます。このように、インホイールモーターは車の安全性と運転性能を向上させる可能性も秘めています。これらの要素を総合的に考えると、インホイールモーターは、今後の車作りに革新をもたらす技術と言えるでしょう。より快適で、より安全で、より自由な車社会の実現に向けて、インホイールモーターは大きな役割を担うことが期待されています。

競技車両での活躍

競技車両の世界では、少しでも速く、少しでも効率的に走るための技術開発が日々行われています。その中で、車輪の中にモーターを組み込む「インホイールモーター」は、すでに競技車両で活躍し、その高い性能を実証しています。特に、太陽光を動力源とするソーラーカーレースにおいては、インホイールモーターの採用が目立ちます。

ソーラーカーレースは、太陽光という限られたエネルギーを効率的に使って長距離を走破する過酷なレースです。少しでも軽く、少しでもエネルギーの損失を減らすことが勝利への鍵となります。インホイールモーターは、従来のエンジンやモーターと異なり、駆動力を伝えるためのシャフトやギアなどの部品が不要になります。そのため、車両全体の軽量化に大きく貢献します。また、駆動系の部品が減ることで、エネルギーの損失も抑えられ、限られた太陽光エネルギーを無駄なく推進力に変換することができます。

さらに、インホイールモーターは、各車輪を独立して制御できるという利点も持っています。これにより、左右の車輪の回転速度を個別に調整することで、カーブをよりスムーズに曲がることが可能になります。また、急な天候の変化や路面状況の悪化にも柔軟に対応できます。砂漠や山岳地帯など、様々な環境を走るソーラーカーレースでは、このような対応力は大きな武器となります。

過酷なレース環境で鍛えられたインホイールモーター技術は、市販車開発にも活かされています。競技車両で得られた貴重なデータやノウハウは、より高性能で環境に優しい市販車の開発へと繋がっています。ソーラーカーレースという極限の舞台での経験は、未来の車社会を支える技術の進化を加速させていると言えるでしょう。

未来への展望

車輪の中に組み込まれた動力源であるインホイールモーターは、これからの移動手段のあり方を大きく変える力を持っています。単なる動力の進化に留まらず、未来の社会を大きく変える可能性を秘めているのです。

自動運転技術と組み合わせることで、これまで以上に精密な制御と安全性の向上が期待されます。それぞれの車輪の動力を個別に調整することで、従来の車では考えられなかったような動きが可能になります。例えば、まるでコマのようにその場で回転したり、カニのように斜めに移動したりといった、まるで夢物語のような動きが実現するかもしれません。まるで近未来を描いた物語に登場する乗り物のような、わくわくする未来が想像できます。

また、環境問題への関心が高まっている現代において、電気で動く車はますます普及していくと考えられます。インホイールモーターは、電気自動車の進化をさらに加速させ、地球に優しい社会の実現に大きく貢献する重要な技術となるでしょう。

車体の設計の自由度も向上します。エンジンや動力伝達装置のためのスペースが不要になるため、車内の空間を広げたり、斬新なデザインを実現したりすることが可能になります。また、床を低く設計できるため、高齢者や体の不自由な方にとって乗り降りがより楽になるという利点もあります。

インホイールモーターは、未来の移動手段をより快適で安全なものへと変え、環境にも優しい持続可能な社会の実現に貢献する、革新的な技術と言えるでしょう。