電気自転車の製作とその性能評価

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電気自転車の製作とその性龍評錨教科・教科領域専攻生活・健康系コース(技術) 松井琢磨 1はじめに平成14年度描託子の学習指導要領こおいて、技術輝の f技術とものづくりJでは製偽忌の設計・製作、エネルギ一変換制閣などの実騨句・体蜘な学習活動を通して、も砂づくりやエネルギー病問の基礎色紙織と技術を身

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こつけさせることをねらいとして掲げている。これを受けて本研究室では

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年前から技街科の教材としての利聞を目的とした電気自転車の製作を行ってきた。そこで本海続では引き続き、教材としての導入のしそ寸さ、樹首全能の向上を目指して、動力伝達方式モー夕、バッテリ、ベース車両の検討を行い、その後、製作と儲巨評価を行い、教材としての利用方法を検討したo

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電集自転車の舗部品の諒討ゐ法材椀では、競十・劉乍・訴験述託子を技術科の授業の中で扱うことができるよう次の呂標を設定して電気自転車を製作した。 -中学生の技術レベノレでも力区が可能なこと・平地での最高速度が2Okm/h程度であること・車体重量が40均以下であること・モータ麗識とペダル嶺識が兼用できること動力伝達方潟ま、自転車を訊昂モータで駆動するためじ必要f減お産比 10を実現するためにチェーン懐動方式直接駆動方式歯車事動方式の3方式を擬すしたモ}タは、市販されている訊昂モータを使うことを前提として種類、電玉、重量、巨厳敬、出力の5項目を検討した。指導教官宮下晃一ノミッテリは、種類、電圧、定格容量の3項目を検討した。ベース車両は、電気自転車に適しているであろうと思われる、ンティサイクル、マウンチンバイク、ロードレーサーの3種類において構造、重量、値絡の3項目を検討した。

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誤作

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号車について試作1号車では動力伝達方式に歯車事動方式を採用した。その構造を図1に示す。この方式の長所は第一に単純な構造で減産比 10を実現できることである。第二に動力伝達部の重量を軽くすることができることである。第三にモータ駆動とベダ〉レ駆動の兼用ができることである。試作1号車の諸元は次のようになる。 -駆動方法モータと足踏みの兼用・動力伝達方式歯車駆動方式 -車体総重量

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-平地での最高速度 19.1km/h ・平地における1充電あたりの走行葺灘約

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本 *15km/h定速新

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時試験稲子は、平地においてバッテリ満充電の状態で停止状態から発進し 15同

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まて効腿、その後15km/hでおま走行により 3働組点まで走行した。この間ペダルによる足踏みは使用していない。定速走行持の平均消費電力は

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国であった。試作1号車では走行性能についてはほぼ目標を達設することができたが、ラックをリムに接

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鋭3りに本研究において鮒宇した電気自転車の鰍宇をぜ術教育の f技術とものづくりjの内容の教材として導入するために次に示すような方法を提案する。電気自転車の製作には、設計、製作、完成・試乗の3つの工程がある。設計の段階で考えられる学習内容i玄、製協の設計、製図の描き方、電気自絡の設計が挙げられる。製作の樹渚て濡られる学習内容は、様々な本枠}の加工法、道具の使用対去、動力伝達の倣跡、製{儲嚇立立て・調整や電知ヨ路￠厳線・点検が挙げられる。完成・試乗の段階で、はエネルギー教育のための鵜オとしての活用が考えられる。今後は f技術とも砂づくりjの内容の教材として導入する方法の詳細な検討が望まれる。着した部分の耐水性と車体重量の面で課題訪減った。

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号車について試作2号車で、同動力伝達方式にチェーン錦織方式を採用したこの構造を図

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こ示す。この方式の長所i丈第ーに汎用性があり入手が容易で安価なスプロケットカ報開できることである。第二に自転車初字の構造を利用できることである。ここで市販のカセットスプロケットでβ理想の減速比 10治宝得られないので、特殊な組み合わせのカセットスプロケットを製作した。その構造を図3に示す。試作2号車の諸元を次に示す0 .駆動方法・動力伝達方式 .車体総重量・平地での最高速度 -平地における1充電あたりの走行叢灘 *15凶Ihおま桜子時試験走行を試作1号車と伊憾の方法切れ¥ 定速走行時の平均消費電力は 110.6聞であった試作 2号車では自標の走矧鵠ちを実現することができた。製作上の目標もほぼ達段ヂることができた。また1号車に比べて2号車では約 38対自費電力を抑えることができた。モータ駆動チェーン欝湧坊式チェーン窺瀕方式図2 32.9kg

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回Ih 約60ば合 @mw@@ ② ① カセットスプロケット図3 4 E A F h u A 性歯車駆動方式図1