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軽量折り畳み電動アシスト車椅子用減速機の作成

那波　悦次

支援総額

0円

目標金額 6,250,000円

支援者: 0人

募集終了日: 2019年12月7日

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2019年11月04日 23:50

駆動ユニットの仕様・・・その四

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雲も少しは形になって駆動ユニットが実現されるかな！

一般的な駆動ユニットと比較すると増減速機構が一段なので効率は2倍になるのか？

それを前提に駆動ユニットの比較をすると他社製品が24V/120Wに対し2倍相当の60W…

小型軽量のLi-ionバッテリーの起電圧18V程度で60Wの4/3倍なら24V/80W相当のモータ。

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小型軽量のLi-ionバッテリーで18Vの物が既に市販されていた事は嬉しい誤算でした。

これを使用すれば小型電源で制御可能な駆動装置が実現出来ますから嬉しい限り！

増減速機の効率と18V電源を使用して24V/80W程度のモータを18V駆動すれば同程度。

標準型は12V/30Wなので市販品の半分相当ですが簡易的な使用法なら問題無しです。

軽量折り畳み車椅子に使用する標準型は12V/30Wですが一般的にはこれで充分です。

これを自転車の前後輪に使用すればそれなりのアシストを期待出来る筈ですから…

市販の電動アシスト自転車に搭載されたモータは250W程度のモータを使用します。

車椅子と同様で効率を２倍と考えれば計算上では125W程度のモータで充分ですね！

これを自転車の前後輪に使用するとすれば計算上は1基当たり60W程度で足ります。

標準型による簡易的なアシストなら計算上は1基当たり60W程度で足りますからね。

標準ユニットのスペックは12V/30W/4,400rpmを1/80の増減速比で7.0km/hに設定する。

この時無負荷回転の回転数を道交法の制限の7.0km/hに設定して超過しない様に。

拡張ユニットでは24V/50W/5,240rpmや24V/70W/4,860rpmに24V/90W/6,180rpmを使用し…

無負荷回転の回転数は6,710rpmや6,110rpmに7,600rpmなので1/138程度の増減速比に。

それを12V駆動にすれば12V/25W/2,620rpmや12V/35W/2,430rpmに12V/45W/3,090rpmで？

14.4V駆動ならば14.4V/30W/3,144rpmや14.4V/42W/2,916rpmに14.4V/54W/3,708rpmになる。

18V駆動にすれば18V/37.5W/3,930rpmや18V/52.5W/3,645rpmに18V/67.5W/4,635rpmとなり？

標準ユニットで12V/30W/4,400rpmを1/80の増減速比で7.0km/hに設定しているため…

これより出力回転数が小さければ速度低下が発生し、逆は更なる減速が必要となる。

1/80は4,400rpmは無負荷回転の回転数で7.0km/hに設定しておりこの時アシスト量は０！

14.4V/30W/4,020rpmは6.4km/h、14.4V/42W/3,666rpmは5.8km/h、14.4V/54W/4,560rpmは7.25km/h！

無負荷回転の回転数であるため負荷時に14.4V/54W/4,560rpmは7.25km/hは無理だろうが…

最高速度は7.0km/h未満に制限が必要だが7.0km/hに対し6.4km/hや5.8km/hは許容範囲内？

これに対し能力強化を目指した型では出力回転数が高いため減速比の調整が必要。

これらを18V駆動した際の無負荷回転の回転数は標準ユニットより大きくなるため…

18V/37.5W/3,930(5032.5)、18V/52.5W/3,645(4582.5)、18V/67.5W/4,635(5700)に対し変更する。

この場合18V/37.5W/3,930(5032.5)の増減速比は1/92、18V/67.5W/4,635rpmでは1/104が必要。

車椅子は時速7.0km未満で自転車では時速24kmを無負荷回転の回転数でアシスト量０に！
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トルクはそれぞれで無負荷回転の回転数よりも低い回転数で最大となるが充分！

標準ユニットと拡張ユニットでは最初から筐体サイズも増減速機も異なるから…

減速比も増減速機そのものも別で良いのかも要求仕様60Wに対し67.5W相当は立派！

元々小さなモータで動作音も小さく密閉された動作音は余り気になりませんよね？

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メーカ型番出力質量効率トルク利得比出力
Maxon 200142 12V/30W/2,910(4,360) 75 g 76 % 54.9 mNm(2,910rpm) 54.9 mNm 12V/30W/2,910rpm
Maxon 251601 24V/50W/5,240(6,710) 110 g 83 % 83.4 mNm(5,240rpm) 62.55 mNm 18V/37.5W/3,930rpm
Maxon 397172 24V/70W/4,860(6,110) 140 g 85 % 128 mNm(4,860rpm) 96 mNm 18V/52.5W/3,645rpm
Nidec 35R 24V/90W/6,180(7,600) 143 g 88 % 160 mNm(6,180rpm) 120 mNm 18V/67.5W/4,635rpm
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Nidecの35Rが入手可能なら一番望ましいが、計画生産の受託らしいから数量が？