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電動アシスト自転車の開発PJ(15)

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 「電動アシストモータユニットの最近の動向」・・・続編 第13回で海外の軽量モーターユニットの最新動向を紹介したが、最近フランスのMAVICが軽量モーターユニット「X-Tend」を開発中であるとの記事があったので、参考のため以下に主な仕様を整理した。 MAVICが開発中のモーターユニットはボトムブラケット部に取り付けるタイプでありシマノなどの標準のクランクをそのまま流用できる点をウリとしている。 モーターユニットは長さ146mm、直径87mmであり、標準のQファクター内にそのまま納まる。ブラシレスDCモーターの出力軸を同心軸に配置される「サイクロ減速機」で減速する構造である。第13回で紹介したドイツの 「TQ-HPR50」(ハーモニックドライブ減速機)に似ている。サイクロ減速機は産業用に広く使われており、実績ある機構である。MAVIC社のものはピンで偏芯リングを駆動するのは通常のサイクロ減速機と同じであるが、 外周に歯車が切ってあるのが特徴である。 サイクロイダル減速機と称してパテントを申請している。 主な仕様は下記のとおり。 定格出力:     250W 最大出力:     390W 定格トルク:    39Nm 最大トルク:    50Nm バッテリー容量:  360Wh モーターユニット重量: 1.2Kg システムトータル重量:  3.2Kg ドイツの「TQ-HPR50」はシステムトータル 重量が 3.68Kg だったのでこれを下回る重量 となる。電動アシストの世界もシビアな重量 低減競争の世界に入っているのだと実感させられる。 MAVICも含めて欧州の新興メーカは自転車込みのトータル重量で10Kg以下の電動アシストを目指しているように見える。図らずも本プロジェクトと志を同じにしており心強い。 以下に、最新の軽量電動アシストモーターユニットの仕様比較を示す。 モデル名     型式 最大トルク モーター重量 バッテリー容量 システム重量                        Swytch -      前ハブ  40Nm   1.5Kg     180Wh    2.6Kg MAHLE-X20      後ハブ    55Nm     1.399Kg   360Wh    3...

電動アシスト自転車の開発PJ(14)

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 「最近のコンバージョンキットの動向」 日本ではe-bikeのコンバージョンは殆ど違法となる為、あまり普及していないが、欧米ではベースとなる自転車に後付けで電動アシスト化する所謂「コンバージョンキット」が結構人気で多くのメーカから販売されている。ここではその中から、イギリスのメーカーである、 Swytch社 と中国の新興メーカーである 100gGeeko社 の製品を紹介したい。どちらも外観上よく出来ている。(耐久性に関しては不明) 1)Swytch社 Made in England を売りにしている。コンセプトは単純明快であり、バッテリーの容量を最小にして追加重量も2.2Kg~2.6Kgと超軽量に仕上がっている。街中のチョイノリの用途に特化している。前輪のハブモータとハンドルに取り付けるバッテリー(大型のスマホみたいな形をしている)+コントローラで構成される。モーターコントロールはクランクのケイデンス計測で行われる。  前輪ハブモーターは小型ながら 40Nm のトルクを発揮する。バッテリーの種類は Air  (98Wh)と Max (180Wh)の二種類しかないが、それぞれ15Kmと30Kmの航続距離が可能とされる。遠出をしたいときにはバッテリーの予備をリュックに入れて行けば良いことであり、本当に素晴らしい割り切りと思う。ベストコンバージョンキットかも。 追加重量2.2Kgを、8.0KgのCannonndaleに取り付ければ本プロジェクトの目標をほぼ達成してしまう。 2)100gGeeko コンバージョンキットの世界では Bafang をはじめMade in Chinaが幅を利かせているが、その中で蘇州の新興メーカ 100gGeeko は後発ながら製品コンセプトがすっきりしている。ホームページはまるで米国シリコンバレーのメーカのようにスマートである。このメーカは前輪または後輪のハブモータと水筒型のバッテリーの組み合わせで好きなコンバージョンを完成させるシステムを提供している。(水筒型のバッテリーのキャップ部分がコントローラと表示メータになっている。)各パーツごとに、色々な仕様とオプションが選択できるシステムとなっており、選択と同時にトータル価格が表示される。実によく考えられている。2016年が創業と言っており、まだ若い会社である。従って海外の専門誌...

電動アシスト自転車の開発PJ(13)

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「電動アシストモータユニットの最近の動向」  電動アシスト自転車の業界も、既存のビッグネーム(BOSH、シマノ、ヤマハ、Panasonic)の開発競争は相変わらずであり、より高トルク、軽量化を目指して、しのぎを削っている。そのような中、最近のニュースを見るとドイツを中心とした新規参入メーカがユニークな新製品を次々発表しているのが目につく。これらのメーカは高級ロードバイク市場をターゲットに軽量化・高級化で既存メーカとの差別化を図る狙いが見られる。一部メーカのモータユニットは自転車本体とのトータル重量で殆ど10Kgを切るレベルまで達しており、本プロジェクトの目標達成に先を越された感がある。ここでは2023年の最新の情報を整理してみたいと思う。 1) TQ-HPR50(ハーモニックドライブ減速機)    まず目についたのはイタリアの高級バイクメーカであるPinarelloが発表したNytroE9である。メーカの発表によるとトータル重量は 11.4Kg となっており、モータユニットとして「TQ-HPR50」を採用している。同じモータユニットはTREKのDomane SLR9 にも採用されており、こちらの重量は 11.75Kg と発表されている。 Pinarello NytroE9  重量;   11.4Kg  最大トルク;50Nm  電池容量; 360Wh  モータユニット;TQ-HPR50 TREK Domane SLR9  重量;   11.75Kg  モータユニット;TQ-HPR50   トルク、電池容量は上に同じ このTQ-HPR50モータユニットはドイツのメーカが開発したものであり、ボトムブラケットの部分にモータとハーモニックドライブ減速機を同軸上に配置し、モーターの回転を一段のギヤで大減速(30~50)するシンプルで軽量な構造が特徴である。(メーカはHarmonic Pin-Ring Technologyと呼んでいる) ハーモニックドライブ減速機は比較的最近開発されたものである。これまで主にロボットアーム駆動など大減速が必要な個所に産業用として使われてきたが、電動アシスト自転車への適用はこのメーカが最初であり、目からうろこである。簡潔な構造によりモータユニットの重量は1.85Kgと超軽量に仕上がっている。この軽量でコンパクトな構造がアピールして一流バイク...

電動アシスト自転車の開発PJ(12)

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 「ヤマハPASパワーユニットの分解調査」 前回(11回、2022年8月15日)から随分時間が空いた。その間、頭の中で試作のシュミレーションを色々行ったが、「重量10Kgを達成する電動アシスト自転車」の最適な解(モータ方式の選定)について結論は得られていない。 一方で、日常のサイクリングでは前から愛用している「アシスタ」(ヤマハのパワーユニット搭載)に少しづつ改良を加えて随分扱いやすくなってきた。変速は7段を8段に改良して、きめ細かな変速が出来るようになった。(人力とモータ負荷を細かく調節することにより電力消費を抑えることが可能である)バッテリーもオリジナルの8.7Ah(200wh相当)から15.4Ah(400Wh相当)の大容量のものに強化した。これにより一回の充電当たりの走行距離も2倍の約80Kmまで伸びた。この距離は一日のサイクリングの距離としては必要にして且つ十分である。季節が良くなったら、8.7Ahを予備バッテリーとして、東京から箱根までの100Km走行にチャレンジしてみようと考えている。アシスタ(ヤマハPAS)は日本でもっともポピュラーな(安価な) 電動アシスト自転車であるが、日常の使用上は全く問題なく、快適で不便を感じないことから、考えていた理想の軽量電動アシスト自転車の開発の意欲が少し衰えてきたと言うのが、最近の正直な心情である。(重量が22.5Kgもある事は走り出してしまえば、強力なアシストの御蔭で忘れてしまう。e-バイクは重量を気にしなくてよいと言う風説(?)は実感として説得力がある。)   この様な中、最近ヤフオクで中古のPASのパワーユニットを手に入れ、日ごろお世話になっているパワーユニットの内部がどうなっているか、分解調査を行ったので紹介する。パワーユニットの分解は基本的にはそれ程特殊な工具は必要としないが、分解方法で結構苦労した部分もあり、試行錯誤しながら完全に分解するまで約3週間を要した。(分解に懸命であったことから分解途中の写真は撮れていない。)しかし、構造が判ってしまえば実にシンプルな設計となっており、再組み立ても簡単そうである。(驚くべき合理的設計である。) 分解前の写真を撮り忘れたので、新品の外観写真を載せます。              最初に完全に分解した全部品を示す。主要な部品の数は11とシンプルである。(...