現在作成しようと考えているものだけでも命名(仮名)してみようかな
図の右側にある空白に入るのがブンブンブンで添付した図
現時点でこの構造に想定しているのは自転車のボトムブラケットシェルに格納する奴。 BBシェルドライブ又はBBドライブと仮称しておきますその方が呼びやすいでしょう(笑) さてここで本題です、このBBドライブ(仮称)が何をするための機構かと云う事ですが。 ざっくりと電動アシスト付き自転車の駆動部です…それがクランクペダルを駆動する。 基本的にBBシェルはクランクペダルを支持する機構で両端にベアリングを有する機構! それだけの機能を提供するだけの機構だから直径40mm程度で幅68mmとなってるんですが? 他の機能を詰め込むにはスペースが小さ過ぎるから時にモータを内蔵する程度だったが… これ迄の例では出来るだけ大きく能力の大きなモータを内蔵する方向で考えてたらしい。 まぁ原動機を大きくするのはセオリーですし大きな力は得られますから妥当な案かもね? 私は逆に使用する方を考えてケイデンス(クランクの回転数)に注目する事にしました。 要は最終的な出力回転数としてどの程度が必要でその時点で必要な力はどの程度なのか? 出した答えは最大60回転で人力で加えられる最大値が300W程度だと云う事で後は計算値。 当然ですが減速機が必要で最大変換効率(50%)を得るには一段で行う必要がある訳です。 先ずは法的に時速10km未満に限り踏力の2倍迄アシストする事が可能で速度に応じて減少。 ならば最大値は最大踏力の2倍で人力を300W程度と仮定すると600W程度迄アシストが可能。 これに減速機一段の最大変換効率(50%)を加味すれば最大でも1,200W相当で充分となる。 この時のケイデンスを60回転とすれば60×1200=72000となりモータ回転数が3,000なら… 72000÷3000=24となり必要なモータ出力は24WとなるのでブラシレスDCモータで24Wなら。 必要なモータ出力は判ったので減速機に移りたいが出来ればモータの電源は12Vが理想的。 12Vなら単2電池10本(約600g)で3000mAhを得られますが24Vだと20本(約1,200g)が必要。 次は本題の減速機で問題は減速比、モータ回転数÷出力回転数=減速比となりますから… 3000÷60=50となり1/50の減速比を一段で得られれば良い事になりますから簡単ですが? 市販の減速機で遊星歯車は薄くて軽いが一段では精々1/5~1/6の減速比を得るのが限界! ならばと二段にした処で1/25~1/36で効率は一気に25%未満に下がりモータの能力が不足。 一段で1/50が可能な波動歯車装置で直径40mm(最小70mm)は無いし有っても非常に高価。 つまり一段で1/50が可能で直径40mmの安価な減速機が必要になると云う事なんですよね! 市販の遊星歯車減速機二段1/36にケイデンスを60回転とした場合60×1200=72000だけど… この1200は効率50%を前提にしているため300×2÷0.5では無くて300×2÷0.25=2400だね。 だからこの場合60×2400=144000で144000÷3000=48となり一見それで足りそうなんだが? 3000÷60=50となり1/50の減速比を一段で…と減速比50が前提のモータ回転数3,000だった。 なので3000÷36=83.3だがケイデンスを60にしたいから3000÷60ならやっぱり50が必要で。 36÷50=0.72で72%しか得られないため66.7Wが必要となりモータ出力がそれ以上ならOK!