好奇心つまみ食い（知の散歩道）

 「36Ｖバッテリーの自作」 前回、中国製のハブモータ （ＡＫＭ75ＳＸ） を使ったコンバージョンを紹介したが、今回36Ｖのバッテリーシステムを自作したので紹介する。この2～3年、リチウムイオン電池の単体セルが一般に流通するようになり、ネットで手軽に1865、2170のセルが購入できるようになった。性能は様々で、1865サイズで言えば、2200ｍAhから3500ｍAh容量まで日本製、韓国製、中国製選り取り見取りである。 今回使用したリチウムイオン電池のセルは 自称 Panasonic製の NCR18650B であり、中国のショップ経由入手した。このセルを 10Ｓ2Ｐ の配列でバッテリーパックに組み上げ、サドル下にぶら下げる形でCannondaleに装着した。 バッテリーパックの重量は収納バック込みで 1479ｇ であり、自転車全体重量も 12.1Kg とこれまでの25Vバッテリーより 0.4Kg軽量化 出来た。バッテリーパックの実用容量は 36V／4.5Ah（162Wh) であり、ワンチャージで 約40Km の走行が可能である。外観上も格段にスマートになった。（電動アシスト自転車には見えない） 今回、Aliexpress経由とAmazon経由で NCR18650B のセルをそれぞれ10本づつ購入した。（平均価格は送料込みで300円/本～500円/本であった）10S2Pの配列でバッテリーパックを作るつもりである。 どちらのルートのものも外観上は純正のPanasonicNCR18650Bに見える。早速、電池の容量計測器を購入して、サンプル的に電池容量を計測してみた。 その結果を下の図に示すが、本物のNCR18650Bの特性カーブに対して全く及ばない。 本来は2.5Vで最大3400ｍAhの容量を示すはずであるが、せいぜい2500ｍAh程度までしか伸びない。二つの調達ルート間で差はなく、販売ショップは違っても供給元は同じであると推定される。 性能未達の要因としては次の2ケースが推定される。 ①全くのまがい品であり、2500ｍ　Ah程度の中国製電池にラベルを張り替えた。 ②本物のPanasonic製であるが、長期保管劣化等で本来のEVに使えなくなった規格外れの電池が中国市場に出回っている。（1年以上の長期保管で20％程度の劣化はよくある事象ではある） 折角、純正Pan...

 「中国製ハブモータの組み込みテスト」 最近Aliexpressのサイトを覗いていたら、中国のAIKEMA社の重量 1.431Kg の前輪ハブモータ（ AKM75SX )の広告が目に入った。トルクは30Nmと控え目であるが、何よりハブモータとしては最軽量である点が気に入り、どの程度の性能であるか試す目的で購入した。早速手持ちのCannondaleに組み込んで走行テストしたので報告する。 下図は、コンバージョンを完成した状態の写真である。もともと本プロジェクトで改造のベース車となっていたCannondaleにAKM75SXのハブモータを組み込み、バッテリーは手持ちのアシスタ用の25V/8.7Ah（200Wh相当）を流用した。完成重量は 12.5Kg となった。残念ながらバッテリーが1.868Kgと重く11Kg台には届かなかったが、世界でも最軽量e-bikeの領域に入る。ハブモータは型番の数値が示すとおり、モータ外径が75ｍｍと小さく、ハブのスポーク穴径も81／99ｍｍ（左右非対称）と小ぶりである。外観上はハブダイナモを少し大きくした程度で目立たない。（バッテリーだけが不格好で目立つ！） １）組み立て工作作業（コンバージョン）の経緯 中国のショップに注文すると、2週間ほどで パッケージが届いた。今回注文したキットは ハブモータ単体とコントロール装置／ハーネ ス類がセットになっており、送料・税金込み で35,000円ほどであった。ケーブル、ハーネスはすべてワンタッチの防水仕様のコネクターで接続できるようになっており、説明書は何もついていなかったが、予備知識なしでも間違いようがないシステムとなっている。ハブモータのナットとワッシャが入っていなかったのでクレームすると、すぐに追加で送ってくれた。スマートなケーブルシステム、クレーム処理の迅速さは中国メーカとは思えないぐらい洗練されていると感じた。 モータの仕様は36V／250Ｗで定格回転数は201rpm（大口径リム対応）と328rpm（小口径リム対応）の２種類がある。（減速比が14.2と20.1の２種類となっている）今回は迷わず高速型の328rpmを選んだ。（高速までのアシストを狙ったため） またモータの設計電圧は36Vであるが、もちろん25Vでも使用可能であり、その場合、定格回転数は電圧比で低下し、約230rpm（=...

 「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...

 「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...