電動アシスト自転車の技術系統化調査
Technical Systematization Survey of Electric Power Assisted Bicycles

2

明田 久稔 Hisatoshi Akita■要旨
日本における電動の自転車又は二輪車の発想は、1940 年代の電動の自転車又は二輪車の特許出願から始まっていた。モータの配置と駆動力伝達方法に関しては、考えられるほとんどの形式が、1980 年代までに特許登録されている。その中で唯一商品化された世界初の電動自転車が、1980 年に発売された「Electric Cycle
DG-EC2」だった。また、1990 年代前半には、２機種の電動スクータが限定販売された。これらの電動の自転車又は二輪車は、
いずれも法律上、第一種原動機付自転車（以下、原付一種と呼ぶ）であるが、当時の原動機（エンジン）付自転車と比べた場合の電池の性能及びモータ等の特性などから、市場で広く普及するまでには至らなかった。
1970 年代前半の自転車市場は、少年用スポーツサイクル及びミニサイクルが大流行して、全盛期を迎えた。
1980 年代には、軽快車・シティ車が主流となり、中高生及び主婦層を中心に広く普及していった。一方、原付一種は、1970 年代後半にファミリーバイク、小型スクータが誕生し、それまで二輪車とは縁遠かった女性層も含めて、
販売台数が急増した。しかし、1980 年前後の熾烈なシェア争いの時代を経て、1986 年のヘルメット着用義務化の頃から、徐々に販売台数が減少していった。
電動アシスト自転車は、自転車として認可され、1993 年に世界で初めて商品化された日本発の電動の自転車であるが、その開発は最初から順調に進められていた訳ではない。1970 年代後半から 1980 年代後半にかけて、幾つかの「ペダル付きの原動機（エンジン）付自転車」の開発が行われたが、いずれも途中で中断となった。
1989 年にペダル回転に合わせたエンジン回転数制御をモータ駆動制御の自転車に変えたことを機に、やっと当初考えていたものに近い 1 台の試作車ができた。その後、自転車としての認可を目指して、ロビー活動も含
めた「ペダル踏力に比例したモータ駆動補助機能付きの自転車」の技術開発が行われた。1991 年 11 月に始まった商品開発では、電池の搭載方法、車体強度、電池のサイクル寿命などに苦戦を強いられたが、1993 年
11 月に最初の電動アシスト自転車「初代 PAS」が、神奈川、静岡、兵庫の３県で限定販売、1994 年 4 月に全国販売された。
本報告書では、1993 年から現在までの電動アシスト自転車市場の期間を、導入期 – 過渡期 – 成長期 – 成熟期（？）に分けて、その市場・製品・技術の変遷を記述していく。この中では過渡期が、色々な意味で、最も重要である。過渡期の前半は、電動アシスト自転車業界が唯一経験した「不況下における販売・生産の減少傾向の時期」であった。過渡期には、電池、モータ及びトルクセンサなど、アシスト機能に係る主要部品が大きく変わる技術的進化が起こり、その基本的構造は現在も変わっていない。この時期からアルミフレームが広く普及する
ようにもなった。海外市場を目指して、中国・欧州などに展開し始めたのもこの時期だった。
成長期以降、リチウムイオン電池・アルミフレームの軽量化及び電池の高容量化に支えられ、様々な車種が増え、従来の高齢者中心から 20 歳〜 40 歳代の女性層中心のユーザ層に変化した。また、前輪駆動モータによる回生充電機能付きの電動アシスト自転車が誕生して、ユーザの選択肢が増えた。電動アシスト自転車業界は、ア
シスト比率の道路交通法改正や幼児二人同乗自転車の条例改正の効果もあって、リーマンショックの時でも、ほぼ右肩上がりの成長を続けてきた。
一方、中国・欧州市場では、それぞれの道路事情、自転車文化及び従来技術と融合して、独自の電動自転車が誕生し、中国では 2000 年代前半、欧州では 2000 年代後半以降、急速にその数を伸ばし、日本市場を大きく上回る市場に成長している。
近年日本市場では、幼児二人同乗自転車及びシティ車の多様化並びに社会情勢の変化などによって、幼児二人同乗、通学用、シニア向けの電動アシスト自転車がその数を伸ばしつつある。一方で、数の増加と共に、製品事故発生に伴う事故分析・リコールなどに関して、国内主要企業が苦戦している現状もある。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

103

■ Abstract

The idea of electric bicycles or motorcycles in Japan began with patent applications for electricbicycles or motorcycles in the 1940s. By 1980s, most conceivable forms of motor placement and driving
force transmission methods had been patented. The only design to become a commercial product wasthe "Electric Cycle DG-EC2", launched in 1980 as the world’s first electric bicycle. In the early 1990s,
two models of electric scooters were sold for a limited utility. Both of these electric bicycles or twowheeled vehicles are legally class 1 motorized bicycles. But due to the battery performance and motor
characteristics when compared with the motorized bicycles at that time, they did not reach widespreaduse in the market.
The bicycle market in the early 1970s reached its heyday with the epidemic of boys' sports cycles
and mini-cycles. In the 1980s, light roadsters and city bicycles became the mainstream, and became
widespread mainly among middle and high school students and housewives. On the other hand, in thelate 1970s, family bikes and small scooters were born, and the number of these mopeds sold increased
sharply, including women who were far from motorcycles until then. However, after a fierce battle formarket share around 1980, the number of sales gradually decreased from the time when helmets
became mandatory in 1986.
The electric power assisted bicycle is the first electric bicycle from Japan that was approved as abicycle and commercialized in 1993 for the first time in the world, but its development has not beenproceeding smoothly from the beginning. From the late 1970s to the late 1980s, several "motorized
bicycles with pedals" were developed, but all were interrupted. In 1989, when the engine speed control
according to the pedal rotation was changed to a motor-driven bicycle, a prototype that was close
to the original concept was finally created. After that, with the aim of being approved as a bicycle,
technological development of "a bicycle with a motor drive assisting function proportional to the pedaling
force" was carried out. This included some lobbying as well. Product development began in November
1991 and was a constant hard struggle with battery mounting method, frame strength, battery cycle life,
etc., In November 1993, the first electric power assisted bicycle "first PAS" was released in limited salein 3 prefectures of Kanagawa, Shizuoka and Hyogo, and sold nationwide in April 1994.
This report discusses the trends in the electric power assisted bicycle market, products andtechnology from 1993 to the present day. The timeframe is divided into four stages: the introductory
stage, the transition stage, the growth stage and the mature stage. Of these, the transition stage is themost important in many ways. The first half of the transition stage was the only "time of declining sales
and production in the recession" that the electric power assisted bicycle industry experienced.
During the transition stage, technological evolutions have occurred in which the main parts related
to the assisting function, such as batteries, motors, and torque sensors, have changed significantly,
and their basic structure has not changed. From this stage, aluminum frames became widespread.
Expansion to overseas markets in China and Europe also began during this stage.
Since the growth stage, various types of electric power assisted bicycle have increased, supportedby the weight reduction of lithium-ion batteries and aluminum frames and the increase in battery
capacity, and the main user demographic has shifted from elderly people to women in their 20s, 30s
and 40s. In addition, the birth of electric power assisted bicycles with a regenerative charging function
using a front-wheel drive motor has increased the choices of users. The electric power assisted bicycle
industry has continued to grow almost steadily even during the 2008 financial crisis, partly due to theeffects of the revision of the Road Traffic Act for the assist ratio and the revision of the regulations forbicycles with two child seats.
On the other hand, in the Chinese and European markets, unique electric bicycles were born byfusing with their respective road conditions, bicycle culture and conventional technology, and thenumber has increased rapidly since the early 2000s in China and the latter half of the 2000s in Europe,
has grown into a market that greatly exceeds the Japanese market.
In recent years, in the Japanese market, the number of electric power assisted bicycles for two childseats, for commuting to school, and for seniors is increasing due to the diversification of bicycles withtwo child seats and city bicycles and changes in social conditions. However, as the number increases,
major domestic companies are struggling with accident analysis and recalls of their products.

104

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March■ Profile

明田 久稔

Hisatoshi Akita

国立科学博物館産業技術史資料情報センター主任調査員
1978 年
1978 年1991 年

1995 年2009 年
2016 年

 阪府立大学大学院工学研究科経営工学専攻修士課程
大終了
ヤマハ発動機株式会社 入社
モータサイクル事業本部でスクータ，業務用二輪車の車体設計業務に従事ヤマハ発動機株式会社
事業開発本部 22 プロジェクト室（現：SPV 事業部）で電動アシスト自転車の車体・艤装部品設計に従事ヤマハ発動機株式会社 PAS 事業部（現：SPV 事業部）
プロジェクトリーダー
ヤマハ発動機株式会社 PAS 事業部（現：SPV 事業部）
グループリーダー
ヤマハ発動機株式会社 研究本部システム安全研究部
退職■ Contents
1. はじめに……………………………………………… 106
2. 電動アシスト自転車の概要………………………… 107
3. 電動アシスト自転車以前の自転車、原動機付自転車…… 113
4. 電動アシスト自転車 初代 PAS の誕生… ……… 131
5. 電動アシスト自転車の普及と発展の変遷………… 143
6. 電動アシスト自転車主要技術の進化…………… 171
7. 電動アシスト自転車の海外展開…………………… 200
8. 電動アシスト自転車の法令・規格と安全性……… 206
9. おわりに……………………………………………… 217

電動アシスト自転車の技術系統化調査

105

1 はじめに

電動アシスト自転車は、普通自転車と原付一種の中市場に登場した 1990 年代前半の自転車業界は、年間間的な乗り物として、1993 年に自転車市場に登場し約 400 万台の生産を誇った軽快車・シティ車の全盛

た電動の自転車である。自転車の歴史は 19 世紀前半、期だったが、バブル崩壊を機に 1991 年から国内生産

二輪車の歴史は 19 世紀後半に始まるが、本報告書でが減少し始め、代わりに安価な輸入自転車が毎年数は、日本で誕生した最初の電動アシスト自転車に関連

十万から百万台のペースで増加し始めた時期だった。

する話題として、1970 年代の自転車、及び二輪車の「初代 PAS」は、ヤマハ発動機という二輪車業界

中の原付一種に関する市場・製品・技術から記述する。

のメーカの技術・商品開発によってもたらされた。

1970 年代前半は日本の自転車業界にとって、年間生

その後、1995 年に独自の開発を達成して製品発売し産台数のピークを記録した繁栄の時代だった。また、

た本田技研工業及び三洋電機も、当時の自転車業界

二輪車業界にとっても、1970 年代前半の第一次オイから見ると、異業種による新規参入である。電池、ルショック、後半の第二次オイルショックの影響を受センサ及びモータを使った新しい自転車という技術

けつつも、1970 年代後半にファミリーバイクや小型

革新は、異業種だからこそできたという面もあるが、スクータが誕生し、年間出荷台数が急増した上り調子

新規参入する側から見ると、異業種だからこそ難しの時期だった。また 1970 年代は、自動車の排ガス・い面が、導入期の商品開発に関しては多くあった。

騒音が、地域的な公害問題だけではなく、地球規模で従来の自転車業界の中で、駆動補助装置及び電池のの環境問題として認識され始めた時代だった。二輪車開発を自社で行い、自社ブランドの電動アシスト自にも騒音規制が厳格化され、さらに低燃費を求める声

転車を発売したのは、親会社に松下電器産業（現：が強くなり始めた時代でもあった。最初の電動アシス

パナソニック）を持つナショナル自転車工業（現：

ト自転車「初代 PAS」に繋がる開発の発想は、1970

パナソニックサイクルテック）だけだった。そのナ

年代後半のペダル回転に合わせたエンジン回転数制御

ショナル自転車工業の実力が遺憾なく発揮されたの式の原動機（エンジン）
付自転車の研究開発から始まっ

が、1990 年代後半から 2000 年代初期の過渡期におけていた。

る幾つかの電動アシスト自転車技術の進化だった。

電動アシスト自転車は、ペダル踏力に比例したモーモータ駆動の車両でありながら、新しい自転車としタ駆動補助機能付きの自転車ということができるが、て認可され、電動アシスト自転車市場が誕生したこと、

このモータ制御技術によって、自転車と同じ操作方法

並びにアシスト比率の法改正及び幼児二人同乗自転車

で、誰でも安全に運転できるものであるから、自転車の認可により、リーマンショックによる不況の波をほとして認められている。1970 年代後半に始まった研とんど受けずに、電動アシスト自転車の今日の成長と究開発では、ペダル付きの原動機（エンジン）付自転

発展があるのは、行政機関の理解と規制緩和の方向で車を前提として、原付一種だが「自転車のように気の指導によるところが大きい。そのいずれの場合も、軽に乗れる」くらいの期待に近い曖昧な発想だった。

行政機関と関係団体・業界との間で議論になり、確認

1986 年のヘルメット着用義務化の後、当時ヘルメッ

されてきたのは、電動アシスト自転車の安全性であっト規制などの無い「自転車のように」という動機がよた。信頼性を含めた製品安全性はもとより、道路交通り強くなった。1989 年春、既存のモータとトルクセ

における乗り物としての安全性の維持が、電動アシス

ンサを使って、ペダル踏力に合わせてモータを駆動さト自転車が備えるべき機能・特性・性能などの要件のせる１台の試作車ができた。その後の技術開発及びロ中で最も上位に位置する重要な要素である。本報告書

ビー活動を通して、「ペダル踏力に比例したモータ駆

では、華々しい製品及び技術の進化の歴史だけでなく、動補助機能付きの自転車」という技術構想が明確に固安全性を維持するための法令又は規格の歴史、製品安まっていった。こうして振り返ると、1970 年代後半

全及び交通安全に関する問題なども合わせて記述するの期待に近い曖昧な発想から具体的な技術構想になることにする。

まで、途中中断の期間はあるが、約 15 年かかっている。
1991 年 11 月に商品開発が始まってから限定販売が開始されるまでには、さらに２年を要した。
最初の電動アシスト自転車「初代 PAS」が自転車

106

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

2 電動アシスト自転車の概要

現在の道路交通法施行規則第一条の三は、電動アシ

2.1 電動アシスト自転車とは
2.1.1

スト自転車が新設された 1995 年の法改正を含めて、3回の改正を経たものである。表 2.1 の一のロにおける日本における電動アシスト自転車の法律上の定義「人の力に対する原動機を用いて人の力を補う力の比率」（駆動補助比率、アシスト比率）を簡単に図示し電動アシスト自転車は、道路交通法第二条の一のたものが図 2.1 である。

十一の二に自転車として定義されている。また、道路交通法施行規則第一条の三で「人の力を補うため原動機を用いる自転車の基準」が、表 2.1 のように定められている。
表 2.1 道路交通法施行規則における電動アシスト自転車の基準
第一条の三
法第二条第一項第十一号の二の内閣府令で定める基
準は、次に掲げるとおりとする。
一人の力を補うために用いる原動機が次のいずれに

図 2.1

駆動補助比率の説明図も該当するものであること。
イ

電動機であること。

ロ 二十四キロメートル毎時未満の速度で自転車を走行させることとなる場合において、人の力に対する原動機を用いて人の力を補う力の比率
が、（１）又は（２）に掲げる速度の区分に応じそれぞれ（１）又は（２）に定める数値以下
であること。
（１）十キロメートル毎時未満の速度

二（三輪の自転車であつて牽引されるための装置を有す
るリヤカーを牽引するものを走行させること

図 2.2

人力と駆動補助合力との関係となる場合にあつては、三）（２）十キロメートル毎時以上二十四キロメートル毎
時未満の速度

走行速度をキロメートル毎時

で表した数値から十を減じて得た数値を七で除したものを二から減じた数値（三輪の自転車

表 2.1 の二に関しては、警察庁規定の駆動補助機付自転車の型式認定基準で、「試験の方法」の「２ 時間応答性の基準」として、「一般の自転車と同様な運転であつて牽引されるための装置を有するリヤ操作であること」及び「一般の自転車と同様なペダリカーを牽引するものを走行させることとなる場ング感覚であること」が求められている１）。自転車の合にあつては、走行速度をキロメートル毎時でペダリング踏力は、ロードセルでの計測値を模式的に表した数値から十を減じて得た数値を三分の十四で除したものを三から減じた数値）
ハ 二十四キロメートル毎時以上の速度で自転車を走行させることとなる場合において、原動機を用いて人の力を補う力が加わらないこと。

描くと、図 2.2 の人力（灰色の部分）のような脈流波形になる。道路交通法は、駆動補助力が図 2.2 の白塗り部のようになることを求めている。
「JIS D 9111:2016 自転車 - 分類、用語及び諸元」
では、電動アシスト自転車を、『自転車に電動機を備え，

いてイからハまでのいずれかに該当しないもの

その電動機は，乗員のペダリングと独立して出力を発に改造することが容易でない構造であること。

生させることなく，人力によって発生するクランク回

二

ニ イからハまでのいずれにも該当する原動機につ原動機を用いて人の力を補う機能が円滑に働き、かつ、当該機能が働くことにより安全な運転の確保に支障が生じるおそれがないこと。

転出力が電動機の駆動出力を比例的に発生させる構造（駆動補助機能）の自転車』と定義している 2）。

電動アシスト自転車の技術系統化調査107コラム１：電動アシスト自転車に関する名称について
電動アシスト自転車は、電動機（モータ）を原動機としながら、新しい種類の自転車として日本で誕生した車両であったので、その導入初期には名称もあまり定着していなかった。1993 年ヤマハ発動機が初めて「PAS」（商品名）を発売したときは、車種名を「電動ハイブリッド自転車」と呼んでいた１）, ２）。1995
年道路交通法の改正時に自転車の一種として明文化されたときは、本文 2.1.1 のように「人の力を補うために原動機を用いる自転車」と呼ばれたが、これを受けて同年に型式認定制度を新設する警察庁通達には、
道路交通法で規定する車両名称の略称として、「駆動補助機付自転車」が使われた６）。
Table １に、電動アシスト自転車の名称について、過去に使われていた名称及び正式に定義されて現在も使われている名称などを年代順に列記する。
Table 1

各分野における電動アシスト自転車の名称の経緯

初めて
使われた年

初めて使われた名称

1993年

電動ハイブリッド自
転車

1995年

電動ペダル・アシス
トサイクル

1996年

電動アシスト自転車

ホンダ４）

1997年

電動アシスト自転車

三洋５）

業界団体名

1996年

電動アシスト自転車
安全普及協議会

電動アシスト自転車
安全普及協議会

道路交通法

1995年

人の力を補うために原動機を用いる自転車

人の力を補うために原動機を用いる自転車

型式認定基準型式認定処理規定

1995年

駆動補助機付自転車

駆動補助機付自転車

警察庁通達６）

生産動態統計1997年

電動アシスト車

電動アシスト車

コラム２参照自転車協会 安全基準７）

2001年

電動アシスト自転車

電動アシスト自転車

JIS D 9115：2009８）

2009年

電動アシスト自転車

電動アシスト自転車

分野・規定・文献等製造事業者等ニュースリリース、論文などマスコミ、メディ
ア、雑誌など

現在の名称

備考
ヤマハ１）,２）

電動アシスト自転車

ホンダ３）

Table １を見ると、法律関連の用語を除いて、巷でその導入初期に色々な言葉で呼ばれていた電動アシスト自転車は、1996 年のホンダラクーン UB02 のニュースリリース３）又は電動アシスト自転車普及協議会の設立の頃に、「電動アシスト自転車」の名称が提案され、製品の普及とともに一般にも定着していった。
これには、1997 年にトヨタ自動車から世界初の量産「ハイブリッド自動車」、プリウスが発売されたことが影響している。プリウスの発売前から、「人力及びモータの組み合わせ構造である自転車に『ハイブリッ
ド』の名称を使っていては、知名度で勝る『ハイブリッド自動車』のエンジン及びモータとの組み合わせ構造と混同されてしまうことになる」との意見があった。これには電動アシスト自転車新規参入企業の中で、自動車製造・販売を事業として行っている本田技研工業やスズキの感度が鋭かった。ちなみに、ヤマハ発動機は、業界活動で主導した安全普及協議会の設立や自転車協会安全基準の原案作成などでは、上記のハイブリッド名称議論に賛同し、「電動アシスト自転車」を使っていたが、会社としての公式文書（ニュースリリース、取扱説明書など）では「電動ハイブリッド自転車」を使い続け、2009 年の JIS 規格新設を機に、2010 年モデルから「電動アシスト自転車」に全てを変更した。

108

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March参考・引用文献1）ヤマハ発動機：「社報ヤマハ」、No.272、（1993）2）長谷川武彦、中道忍、勝岡達三、生熊克己、柴田広高、小山裕之（ヤマハ発動機）：「電動ハイブリッド
自転車の開発、機械振興 vol.27 No.12、（1994）
3）本 田技研工業： ニュースリリース「楽々と走れる電動ペダル・アシストサイクル「ホンダ ラクーン」を発売」、1994 年 12 月 20 日付け、（1994）、accessed on 2020-10-23、https://www.honda.co.jp/
news/1994/2941220.html
4）本田技研工業：ニュースリリース「楽々走れる電動アシスト自転車「ホンダラクーン」にバッテリ
残量お知らせランプを装備した３タイプを発売」、1996 年 07 月 17 日付け、（1996）、accessed on
2020-10-23、https://www.honda.co.jp/news/1996/2960717r.html  
5）田中建明、広瀬康夫、乾克己（三洋電機）：「電動アシスト自転車＜ CY-A１＞」、三洋電機技報 Vol.29 No.1、（1997）6）警察庁： 通達「原動機を用いる歩行補助車等及び駆動補助機付自転車の型式認定制度の運用等について」、警察庁丙交企発第 114 号、（1995）
7）一般社団法人 自転車協会：「電動アシスト自転車 安全基準」、（2001）8）一般財団法人 日本規格協会：「JIS D 9115: 2009 電動アシスト自転車 – 設計指針」、（2009）

2.1.2 電動アシスト自転車の用途・車体構造上の分類「JIS D 9111:2016 自転車 - 分類、用語及び諸元」
における電動アシスト自転車の車種分類を表 2.2 に示す。また、現在の電動アシスト自転車のモデルの一例
を分類ごとに図 2.3 から図 2.5 に示す。
表 2.2

図 2.4

JIS D 9111:2016 における小径車と実用車５）

電動アシスト自転車の分類２）

大分類

小分類（車種）スポーティ車

電動アシスト自転車

シティ車
小径車

図 2.5

三輪車と幼児二人同乗自転車４）, ６）

実用車
三輪自動車

三輪車（駆動補助機能付きを含む）

特殊自転車

幼児二人同乗自転車（駆動補助機能付きを含む）

図 2.3

スポーティ車とシティ車４）, ５）

近年、欧州で独自に進化したスポーツ系の e-bikeと呼ばれるマウンテンバイク風やクロスバイク風の電動アシスト自転車が、逆輸入のようなかたちで登場して、話題になっている。図 2.6 にその一例を示す。

図 2.6

e-bike（クロスバイクと マウンテンバイク）４）

電動アシスト自転車の名称に関して、現在ではコラ
ム 1 で示したように、法律関連の名称を除いて、「電

電動アシスト自転車の技術系統化調査

109

動アシスト自転車」という名称が定着している。電動・スイッチ兼表示部

アシスト自転車の用途・車体構造上の分類については、・付属部品：バッテリボックスロック、コードなど

表 2.2 の「JIS D 9111 自転車 - 分類，用語及び諸元」・充電器（バッテリチャージャ）による小分類（車種）が多く用いられている。本報告書では、原則として JIS 規格に準じた名称及び分類を用いることにするが、特定の時代の状況を記述する場

B、一般用自転車と同じもの、又は仕様諸元は一部異なるものの、主機能が同じもの

合は、その時代に用いられていた名称を使い、特定の

・車体部

：フレーム

分野の内容及びそこからのデータを用いた図表を示す

・操舵装置：ハンドル、にぎり

場合には、その分野で用いられている名称及び分類に・駆動装置：ギ ヤクランク、ペダル、チェーン、
歯付きベルト

準じることにする。
なお、本報告書の本文も原則として JIS 規格に準じ・走行装置：タイヤ、チューブ、リム、スポーク、ハブ

た書き方をしている。
「JIS Z 8301:2019 規格票の様式

・チェンジギヤ装置：ディレーラ、ハブギヤ

及び作成方法」の「附属書 H 文章の書き方並びに用・制動装置：ブレーキ

字、用語、記述符号及び数字」、「H.6 外来語の表記」は、・座席装置：サドル2019 年の改正で、『外来語の表記は，主として“外来・積載装置：フ ロントキャリア、リヤキャリヤ、
バスケット、チャイルドシート

語の表記（平成 3.6.28 内閣告示第 2 号）”による。』だ
けの但し書きのない記述に変更された 。引用元の「平・停立装置：スタンド

成 3.6.28 内閣告示第２号、外来語の表記」では、『長・警報装置：ベル、リフレックスリフレクタ、尾灯

音は , 原則として長音符号「ー」を用いて書く。
』と・照明装置：前照灯されているが、一方で『語形やその書き表し方につ・保護装置：どろよけ、フラップ、チェーンケース、

７）

ドレスガードいては , 慣用が定まっているものはそれによる。』とも記されている 。本報告書で引用する JIS 規格の用・付属部品：錠語のほとんどは、旧規格 JIS Z 8301:2011 の『ただし，・締結部品：クランクピン、ボルト、ナットなど

９）

慣用が定まっている場合には，それぞれの慣用による』に準じており、例えば長音符号の扱いについて、「シ2019 年モデルとして発売されたシティ系電動アシ

ティー車」、「モーター」ではなく、「シティ車」、「モースト自転車の構成図の一例を図 2.7 に示す。また、図タ」となっている。本報告書での外来語の表記は、引2.8 左図に同自転車のハンドルに取り付けられたス

用文献との統一上、慣用によって記述された JIS 規格

イッチ兼表示部を、図 2.8 右図にリチウムイオン電池に準じて記述する。

用の充電器を示す。

2.2 電動アシスト自転車の構造・機能
2.2.1

電動アシスト自転車の構造

一 般 的 な 電 動 アシスト自 転 車 の 構 成 を、「JIS D
9115:2018 電動アシスト自転車」及び「JIS D 9111:2016
自転車・分類、用語及び諸元」を基に、電動アシスト自転車特有のもの及びその他のものに分けて、以下に示す。
図 2.7

一般的な電動アシスト自転車の部品構成 10）

A、一般用自転車にはなく、電動アシスト自転車特有のもの（カッコ内は別称）
・駆動補助装置（ドライブユニット、パワーユニット）：
駆動部（パワーユニット、モータユニット）、
制御部（コントローラ）、踏力検出部（トルクセンサ）、速度検出部（スピードセンサ）
・組電池：電池（バッテリボックス、バッテリ）

110

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

図 2.8

ハンドル部の部品及び充電器 10）

2.2.2駆動補助装置の構成及び主要な機能

は、駆動補助システムの核となる部品をケースに内蔵

電動アシスト自転車の構成のうち、駆動補助装置は、し、重量物である駆動補助装置及びバッテリを車体重

頭脳と心臓に例えられ、最も重要な構成部品である。

心付近に集中させ、その間を最短距離で連結すること

図 2.9 にその一例を示す。電動アシスト自転車の主要が狙いのレイアウトである。さらに、図 2.11 のモータ・技術の多くが駆動補助装置に集積されている。

人力別軸チェーン合力一体式は、モータからの駆動補助力を装置横のチェーンで合力する方式であり、クランク軸合力式よりモータ駆動系の減速効率が良い方式である。現在のシティ車、幼児同乗車などの駆動補助装置はこの方式が主流である。
一方、図 2.12 のクランク軸合力一体式は、駆動補助装置を一体で内蔵し、モータ仕様によっては、チェー
ン合力式よりコンパクトにすることが可能である。初図 2.9

センターモータ駆動方式の駆動補助装置の例

代 PAS を含めて、電動アシスト自転車の導入期にはこの方式が主流だった。また、チェーンの経路及び張りの状態を一般用自転車とほぼ同じにすることがで

図 2.9 の駆動補助装置における力・電流・信号の流き、チェーン合力式より外装変速機との相性が良いのれを図 2.10 にブロック図で示す。駆動補助装置は、で、近年の e-bike にはこの方式が採用されている。

ペダル踏力によるトルク及びモータの回転速度すなわ

図 2.13 に示したハブモータ前輪駆動方式は、自転

ち駆動時の車速を検出し、必要な量の電流をモータに

車フレーム及びペダルから後輪タイヤまでの人力系駆供給し、電池からの電力を駆動補助力 ( 動力 ) に変換

動部品をほとんど変えずに電動化することができ、まし、チェーンで人力と合成する機能を担っている。

たモータ駆動系のワンウェイクラッチも省略できるので、1990 年代後期から 2000 年代初期にかけて、踏力検出部の無い中国の電動自転車で広く採用された方式だった。2003 年に三洋電機が、小容量のバッテリで一充電当たりの走行距離を維持・延長させる方法として、回生充電機能を備えた電動アシスト自転車を発売

図 2.10駆動補助装置の力・電流・信号の流れの例

して以降、回生充電が可能な駆動補助装置として現在も採用されている。
図 2.14 のハブモータ後輪駆動方式は、自転車フレー

2.2.3

駆動補助装置の構造上の分類

ムを大きく変えずに電動化する方法として、三洋電機

電動アシスト自転車の駆動補助装置は、レイアウト

が 1995 年に採用した方式だった。後に 1990 年後期の上で幾つかに分類される。本報告書で後述する駆動補台湾・中国で、踏力検出部の無い自走式の電動自転車

助装置の種類を、JIS D 9115 :2018 附属書 C の分類にが生まれ、前輪駆動方式と共に 2000 年前半に急増し倣って、特許公報図面及びブロック図で図 2.11 からた。現在、日本の電動アシスト自転車市場でこの方式

図 2.14 に示す。

を採用している大手メーカはない。

下記４例のうち、上二つのセンターモータ駆動方式

図 2.11

センターモータ駆動方式・モータ人力別軸チェーン合力一体式

電動アシスト自転車の技術系統化調査

111

図 2.12

センターモータ駆動方式・モータ人力別軸クランク軸合力一体式

図 2.13ハブモータ前輪駆動方式

図 2.14ハブモータ後輪駆動方式

参考・引用文献

05-06/ 07-25、https://www.bscycle.co.jp/

1）警 察 庁 交 通 局： 警 察 庁 丙 交 企 発 第 144 号「 駆動補助機付自転車の型式認定基準の一部改正について」、（2017）、accessed on 2020-0921、https://www.npa.go.jp/laws/notification/

規格票の様式及び作成方法」、（2019）8）一般財団法人日本規格協会：「JIS Z 8301:2011
規格票の様式及び作成方法」、（2011）9）文 化 庁：Website「 外 来 語 の 表 記 」、「内閣告koutuu.html
2）一般財団法人 日本規格協会：「JIS D 9111: 2016
自転車 – 分類、用語及び諸元」、（2016）
3）一 般財団法人日本規格協会：「JIS D 9115: 2018
電動アシスト自転車」、（2018）
4）ヤ マハ発動機：Website「電動アシスト自転車
PAS/YPJ」、（2020）、accessed on 2020-05-06/
07-25、https://www.yamaha-motor.co.jp/pas/

示・ 内 閣 訓 示（ 内 閣 告 示 第 ２ 号 平 成 2 年 6 月
28 日 ）」、（2020）, accessed on 2020-05-06/ 0727、https://www.bunka.go.jp/kokugo_nihongo/
sisaku/joho/joho/kijun/naikaku/gairai/index.
html10）ヤ マ ハ 発 動 機： PAS City SP5 取 扱 説 明 書、
（2019）

5）パナソニックサイクルテック：Website「電動ア11）日本特許、特許情報プラットフォーム（J-Plat

シスト自転車 / 自転車」、
（2020）、accessed on

Pat）、独立行政法人工業所有権情報・研修館、

2020-05-06/ 07-25、https://cycle.panasonic.com/

accessed on 2019-07-05, https://www.j-platpat.

index.html

inpit.go.jp/

6）ブリヂストンサイクル：Website「自転車 / 電動アシスト自転車」、（2020）、accessed on 2020-

1127）一般財団法人日本規格協会：「JIS Z 8301:2019

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

3 電動アシスト自転車以前の自転車、原動機付自転車
3.1
3.1.1

1970年代以降 電動アシスト自転車誕生までの自転車小史

少年用スポーツサイクル及びミニサイクルの流行レディから始まった（図 3.3 左図参照）女性用軽快車
が、1960 年代になると車体デザインやフレーム色なども増え、若い主婦層を中心に徐々に使われるようになっていった。当時の女性用軽快車は、図 3.3 右図に見られるように、フルチェーンケース、前かご・リヤ

1970 年代、小中学生の間で、少年用スポーツサイ

キャリヤ標準装備でセミアップ形ハンドルが特徴で、クルが大流行した。流行の発端は 1968 年に日米富士

ほとんどが車輪径 26 だった。1966 年にアサヒ自転車

自転車が発売した自転車と言われているが、ブリヂス

から車輪径 20 インチ、１本ループ形フレーム、ハイトン・宮田サイクル・ナショナル自転車工業なども追アップ形ハンドルの自転車が発売された（図 3.4 左図

従して、流行に拍車をかけた 。リヤキャリヤに豪華参照）。これに製造各社が次々と追従し、女性用軽快なテールライト・リヤフラッシャなどを装備したこと車から分離する形で、ミニサイクルとして急増してから、「フラッシャー自転車」とも呼ばれた。

いった（1970 年 JIS 改正で「ミニサイクル」の名称・

１）

1970 年代後半になると、少年用スポーツサイクル

２）
車種が追加になった）。1970 年前半のミニサイクルの流行は、２連のリトラクタブル（ヘッド）ライト、急増の要因は、小型な車格が当時急増した高層団地の豪華なスピードメータ、自動車のシフトレバーのよう狭い駐輪場などに最適であったことや、軽量でダウンな多段変速機用シフトレバーなどに移っていった。流チューブ 1 本のループ形フレームが、家庭の誰でも気行の変化の要因は、当時流行したスーパーカー、これ軽に乗れ、特に女性にとって乗り降りが楽であったこに影響された少年漫画や文房具などのいわゆるスーとなどが挙げられている２）。

パーカーブームとも言われている。当時の少年用ス
ポーツサイクルの例として、図 3.1 左図に 1976 年発売のブリヂストンサイクル・アストロ G（ARX-5BW）を、図 3.1 右図にジュニアウェイ（JYW-22）を示す。
また、図 3.2 左図に 1977 年発売のナショナル自転車
工業のニュー FF・ハイマディスク（B-5D2SFF）を、

図 3.3

図 3.2 右図にそのブレーキとシフトレバー部を示す。

スマートレディ (1956)とナショナル ビューティ（197３）20）, ２）

図 3.1 アストロ G（1976）とジュニアウェイ（1976）22）, 23）

図 3.4

アサヒサイクル（1966）と21, ２）
富士ベガファイン（1972）

1970 年 代 前 半、 日 本 の 自 転 車 市 場 は、 少 年 用 ス
ポーツサイクル及びミニサイクルの流行などで活況を
図 3.2

ニュー FF・ハイマディスク（1977）のディスクブレーキとシフトレバー 25）

呈し、生産が急増した。図 3.5 の上図に示すように、
1973 年の自転車生産台数は、過去最高の 940 万台を超えた。
図 3.5 の下図 は 1970 年から 1993 年までの車種別

一方、家庭の主婦又は女性向けの短距離移動用の自転車生産台数の推移である。データは一般財団法人

自転車として、1956 年発売の山口自転車のスマート

自転車産業振興協会からのものだが、さらにその元は電動アシスト自転車の技術系統化調査113

経済産業省の生産動態統計による。この統計では、自ガード形が一般的となり、その種類や生産台数を増や転車分類の JIS 改正及び市場の実態などに合わせて、していった。図 3.7 左図は、カマキリシリーズのうち、車種の分類方法が度々変更されて来た。図 3.5 下図で1985 年発売のカマキリ G である。

は、1974 年までミニサイクルは特殊車の一部としてこのころからファッション性・スポーツ性・高付加集計されているが、1971 年以降ミニサイクルの生産価値の若者向けシティサイクル、及び手頃な価格・実台数が、軽快車のそれを急激に上回り、1973 年を境

用性重視の主婦向けホームサイクルに、軽快車の二極に減少するものの、1980 年代前半まで毎年軽快車の 2化が進んでいった。その流れの中で、ミニサイクルは倍以上の台数が生産されていたことを示している。

小型でお手頃価格の商品として位置付けられるものが多かった。
図 3.6 は、1970 年代から 1993 年までのミニサイク
ル、軽快車及び輸入自転車の生産総金額を生産台数で割った平均生産単価（輸入自転車は平均 CIF 単価）を示している。1974 年以降軽快車の平均生産単価は徐々に上昇を続けていくものの、ミニサイクルの平均生産単価は、徐々に減少し、1990 年初めには軽快車の約 6 割程度にまで減少したことが分かる。

図 3.5

3.1.2

自転車の国内生産と車種別生産台数の推移３）

ミニサイクルから軽快車への移行と軽快車の進化
1973 年 10 月の第４次中東戦争をきっかけに始まっ

図 3.6

ミニサイクル、軽快車及び輸入自転車の平均生産単価の推移３）

た第一次オイルショック以降、自転車生産台数が２年間でピーク時の約６割に減少した（図 3.5 上図参照）。これに対してメーカ各社が色々な工夫を重ねた軽快車からの派生モデルとして、1987 年丸石自転

結果、ミニサイクル及び軽快車は少しずつ変化して車から、重い荷物をフロントバスケットに載せた時にいった。

もふらつきが少ないことを謳った「ふらつかーず」が２）

1970 年代後半から 1980 年代前半にかけて、より若発売された（図 3.7 右図参照）。このタイプのフレーいユーザ層に向けたファッショナブルな自転車やス

ムとハンドルの組み合わせは、後に幼児同乗専用自転

ポーツ感覚のシンプルなデザインのものが、軽快車の車に進化していくことになる。

中から出てきた。1980 年にブリヂストンサイクルから発売された「カマキリ KG-24K」はその代表的なモデルである。スタッガード形フレームとシンプルな部
品構成で、軽快なイメージの軽快車はシティサイクル
とも呼ばれ、若いユーザ層に人気を博した。10 代の学生・生徒からも支持をされ、通学用自転車もスタッ

114

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

図 3.7

カマキリ -G（1985）とふらつかーず（1987）2）

1980 年代後期のバブル景気の時期には、軽快車の地方自治体を中心とした駐輪場の設置・放置自転車の種類や台数がさらに増え、軽快車の生産台数がミニサ撤去等の対策にもかかわらず、しばらくの間、減少す

イクルを追い越した（図 3.5 下図参照）。1990 年の自ることはなかった。

転車国内生産台数は、本統計史上二番目に多い年間
800 万台を記録した（図 3.5 上図参照）。
また、図 3.5 上図で示されるように、1980 年代後半
から自転車輸入台数が少しずつ増加してきた。これはホームセンター・GMS（General Merchandise Store）などで比較的安価な軽快車を中心に販売する数が増えたことによるものである。1991 年バブル崩壊以降、自転車輸入の台数は急増し、後に日本の自転車生産事
情をひっ迫させる引き金となっていく。
3.1.3

自転車に係る社会問題

ミニサイクルの流行や軽快車の進化は、ユーザの利便性や経済的効果、自転車業界の発展に寄与したが、一方で負の部分も社会にもたらした。1970 年代から
毎年 600 万台超の自転車が市場に出荷されてきた結果として、特に都市部の駅周辺部での放置自転車が社会問題化した。図 3.8 は、当時の自転車の保有台数及び駅周辺における放置自転車等の台数の調査結果である。1970 年代後半に全国で急増した駅周辺の放置自図 3.8 自転車保有台数と駅周辺の放置自転車台数の推移４）

転車は、1981 年施行の旧自転車法（自転車の安全利用の促進及び自転車駐輪場の整備に関する法律）の下、

コラム２：自転車の種類に関する名称及び分類について
自転車の種類に関する名称及び分類は、自転車の歴史及び車種の盛衰を反映して、様々なものがあり、過去に使っていた名称が現在も使われている分野もある。本報告書では、原則として JIS 規格に準じた名
称及び分類を用いることにするが、特定の時代の状況を記述する場合は、その時代に用いられていた名称を使用する。また、特定の分野の内容及びそこからのデータを用いた図表を示す場合には、その分野で用いられている名称及び分類に準じることにする。
道路交通法における自転車の分類及び名称
道路交通法第二条の十一の「軽車両」のイに「自転車」が定義されている。軽車両には、自転車の他に、リヤカーや荷馬車などが含まれる。また、道路交通法第六十三条の三（自転車道の通行区分）に「車体の大きさ及び構造が内閣府令で定める基準に適合する二輪又は三輪の自転車で、他の車両を牽引していないもの」として「普通自転車」が規定されている。さらに、道路交通法施行規則第九条の二の二（普通自転
車の大きさ等）に、車体の長さ及び幅に関する以下のような基準が定められている。
・長さ 190cm を超えないこと
・幅 60cm を超えないこと
すなわち、上記の大きさの基準に適合しない自転車は、「普通自転車」ではなく、単なる「自転車」という分類になる。ハンドル幅 60cm 超の一部のマウンテンバイクや前後に二人乗りのタンデム自転車などはこれに該当する。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

115

JIS規格における自転車の分類
１）
JIS 規格では、「JIS D 9111 自転車 - 分類，用語及び諸元」
で、自転車の大分類及び小分類（車種）が規定されている。同規格の分類は、自転車の歴史の中で時代に合わせて、いろいろ改正されてきた。現時点における最新版 JIS D 9111：2016 の「表１ – 分類」から、本報告に関連するもののみを Table ２に記載する（大分類のうち、幼児用自転車を省略した）。また、大分類の電動アシスト自転車及びその小分類は、
本文 2.1.2 の表 2.2 に記載してあるので、省略した。
Table 2

１）
JIS D 9111: 2016における自転車の分類（本報告書に関連するもののみ）

大分類
一般用自転車

小分類（車種）スポーティ車
シティ車
小径車
実用車
子供車

スポーツ専用自転車

マウンテンバイク
レーシングバイク

三輪自転車

三輪車（駆動補助機能付きを含む）

特殊自転車

幼児二人同乗自転車（駆動補助機能付きを含む）＜以下は省略＞

また、混乱を招きやすいと思われる一般用自転車のスポーティ車、シティ車及び小径車、並びに三輪自転車及び幼児二人同乗自転車について、JIS D 9111：2016 の「３ 用語及び定義」、及び「表２ – 諸元」のうち代表的な諸元を Table 3 に抜粋する。
Table ２及び Table ３から分かる JIS 規格と道路交通法との関係を、以下に箇条書きで列挙する。
・  JIS D 9111 で規定された一般用自転車及び三輪自転車は、基本的に道路交通法施行規則に定められた「普通自転車」に相当する自転車である。
・同規格の電動アシスト自転車も同様の考え方であり、同規格に適合する電動アシスト自転車は、道路交通法上の「電動アシスト自転車」であり、かつ「普通自転車」でもある。
・２個並列の車輪間に幅広の荷台又は同乗者用の座席を付けて車体幅が 60cm を超える三輪自転車もあり得るが、その場合の三輪自転車は「特殊自転車」の「その他の特殊自転車」に分類される。道路交
通法上では、普通自転車ではない「自転車」になる。
Table 3116

JIS D 9111: 2016におけるスポーティ車、シティ車及び小径車等の定義及び代表的諸元１）

小分類

用語の定義

自転車の長さ

自転車の幅

車輪の径の呼びスポーティ車

主に一般道路における交通手段、中長距離の快適走行などを目的とし、チェンジギヤ装置を備えたものの総称。マウ
ンテンバイク及びBMX車に外観の似たマウンテンバイク類
形車（ルック車）、BMX類形車及びクロスバイクを含む。

1900mm以下

600mm以下

20以上28以下

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchシティ車

日常の交通手段又はレジャー用に用いる短中距離の低中速走行用の自転車。

1900mm以下

600mm以下

20以上28以下

小径車

室内での保管、自動車トラン
クへの収納又は公共交通機関
への持ち込みを意図し、軽量化及びコンパクト化を図った自転車。

1600mm以下

600mm以下

12.5以上20以下

三輪自転車

後車輪又は前車輪を２個並列に装備した3輪の自転車。一人乗り用の三輪自転車で、道路交通法施行規則第9条の2に定められた車体の大きさ（長さ190 cm，幅60 cm）を超えないものを三輪車（駆動補助機能付を含む）という。なお、幼児用三輪車
は、玩具の範ちゅうとし、三輪自転車に含まない。

1900mm以下

600mm以下

12.5以上20以下

幼児二人同乗自転車

幼児二人が同乗できる座席を備えた又は備えることができるよう設計された自転車。車輪の数が2輪以上4輪以下、自転車の長さが2,300 mm以下、幅が900 mm以下で、発進時及び走行時の走行性、停止時の安定性、乗降の容易さなど幼児を二人乗せて安全に走行ができるもの（駆動補助機能付を含む）。

以上は、JIS D 9111 最新版の分類であったが、以下はそれ以前の旧 JIS の分類に関する話である。
・ JIS D 9111：2016「一般用自転車」の「小径車」は、JIS D 9111：2010 までは「コンパクト車」と規定されていた。
・1995 年 JIS 改正で、従来の「軽快車」及び「ミニサイクル」を統合した名称として、「シティ車」が用いられて、現在に至っている。1995 年改正以前の「軽快車」と「ミニサイクル」の主な違いは車輪径であって、車輪径の呼び 24 以下を「ミニサイクル」、呼び 25 以上を「軽快車」と区別していた。
経済産業省 生産動態統計における自転車の分類
本報告書で用いる生産台数及び金額などのグラフは、一般財団法人 自転車産業振興協会の公表データを基にしているが、その元は経済産業省 生産動態統計である。平成 30 年度版の経済産業省 生産動態統計の調査品目一覧表２) 及び調査票によると、自転車は「軽快車」、「電動アシスト車」、「その他」の三つに分類されている。Table ４によると、「軽快車」は、JIS D 9111 の「シティ車」と同等である。
過去の生産動態統計の結果を見ると、自転車の分類はほぼその時期の JIS D 9111 の分類に準じているが、統計データの連続性を重視してか、「軽快車」は 1970 年代から現在も「軽快車」のまま集計されており、「ミ
ニサイクル」と統合された「シティ車」は用いられていない。過去の生産動態統計によると、現在の３車種の分類は、2011 年以降変更されていない。それ以前は、現在の「その他」に統合された「特殊車」、「ミニサイクル」、「マウンテンバイク」、「子供車及び幼児車」の 4 車種及び「電動アシスト車」、「軽快車」の計６車種で集計されていた。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

117

Table 4

平成 30年度版 生産動態統計の調査品目一覧表による自転車の分類 2）

調査品目名等検索用列

自転車 – 軽快車

自転車 – 電動アシスト車

自転車 – その他

簡単な定義、例示品目、関連語句等

自転車 – 軽快車

通勤・通学・買物などに使用されることを主目的として設計された車でタイヤの外径が26イン
チ以上、付属品を除いた重量が17kg未満のもの。

自転車 – 電動アシスト車

電動機を補助動力として設計された車で、二輪及び三輪で構成されるもの。

自転車 – その他、ミニサイク
ル、子供車、幼児車、実用車、スポーツ車、マウンテンバイ
ク、トラックレーサー、競技
車、重荷運搬車、折りたたみ自
転車、タンデム車など。

軽快車及び電動アシスト車以外の自転車。ミニサイクル、子供車、幼児車、実用車、スポーツ
車、マウンテンバイク、トラッ
クレーサー、競技車、重荷運搬車、折りたたみ自転車、タンデム車など。

財務省 貿易統計における自転車の分類
本報告書で用いている自転車の輸入台数及び金額などのグラフは、一般財団法人 自転車産業振興協会の公表データを基にしているが、その元は財務省 貿易統計である。2020 年 10 月 1 日版の輸入統計品目表（実３）行関税率表）
では、自転車は第 17 部・第 87 類に属しており、統計番号の 87.12 に該当する。統計番号の87.12 はさらに 8712.00100 から 8712.00299 まで分類されているが、品名には「自転車 – カンチブレーキを有するもの」、「自転車 – 車輪の径の呼びが 12 以上 16 以下のもの」などの表現で記されている。これらを自転車分類名称で翻訳した自転車産業振興協会の表４）があるので、以下に示す。
Table 5

財務省貿易統計の輸入自転車の車種区分 4）

関税番号／品名区分

車種8712.00100 マウンテンバイク

MTB（V ブレーキ・Disk ブレーキ装着車を含む）、クロスバイク

8712.00211 ミニサイクル

ミニサイクル、小径折りたたみ車、BMX

8712.00218 幼児車

幼児車（12〜16 吋）、乗用玩具（12 吋二輪車）、一輪車（12〜16 吋）

8712.00219 子供車

子供車（18〜24 吋）、Jr.MTB（18〜24 吋）、一輪車（18〜24 吋）

8712.00291 軽快車

軽快車（外装変速機付は含まない）、シングル、
内装変速機付スポーツ車

8712.00299 その他

スポーツ車、外装変速機付軽快車、Jr.MTB（26吋）「ママチャリ」という俗語について
一般の消費者には、「シティ車」や「軽快車」より「ママチャリ」という俗語の方がなじみ深いかもしれない。東京都豊島区の呼びかけにより、1989 年に再生自転車海外譲渡自治体連絡会 MCCOBA が結成されて以降、放置自転車を再生した「ママチャリ」が、アジア・アフリカの国々へ無償譲与されるようになって 5）、「Mamachari」が海外でも知られることになったという。一般財団法人 日本自転車普及協会の118

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March谷田貝一男は研究報告書 6）の中で、私的定義としながら、「ママチャリ」を『３０代以降の女性が乗っても安定走行ができ、かつ主として買い物に利用するための短距離用のダブルループ形やＬ形・Ｕ形の形式の２４〜２６インチ自転車で、幼児を１人〜２人乗せることができる自転車を含む』と定義している。彼
は「ママチャリ」の９個の特徴を、・フレームはダブルループ形やＬ形・Ｕ形
・ハンドルはアップ形
・前かごが装備されている（幼児用シートになっている場合もある）
・リヤキャリヤが装備されている・タイヤは HE（Hooked Edge）などと挙げている 6）。本文では 3.1.1 の 1970 年代から 80 年代の女性用軽快車が典型的な「ママチャリ」ということになる。このタイプの自転車は、谷田貝の挙げた特徴と一部異なるものがあるが（現在、タイヤの種類はほとんどが WO（Wired On））、現在でも広く販売されている。
参考・引用文献
1）一般財団法人 日本規格協会：「JIS D 9111：2016 自転車 – 分類、用語及び諸元」、（2016）2）経済産業省：「経済産業省生産動態統計 平成 30 年度版 調査品目の検索表の一覧表」、（2018）、accessed
on 2020-10-08、 https://www.meti.go.jp/statistics/tyo/seidou/commodities.html
3）財 務省関税局：「輸入統計品目表（実行関税表）」、（2020）、accessed on 2020-10-08、https://www.
customs.go.jp/tariff/index.htm4）一般財団法人 自転車産業振興協会：「国内四半期自転車生産・輸出入状況（2020 年 1 〜 3 月）」、
（2020）、
accessed on 2020-10-08、http://www.jbpi.or.jp/report.cgi?cid=4  
5）再生自転車海外譲与自治体連絡会：「再生自転車海外譲与自治体連絡会 -30 年のあゆみ -」、（2019）、
accessed on 2020-10-24、http://www.mccoba.jp/news/201903/index.html
6）谷田貝一男（一般財団法人 日本自転車普及協会）：「シティサイクルの誕生発展と社会文化との関
わりの歴史」, 自転車文化センター 平成 23 年 3 月発行 調査研究 ,（2012）、accessed on 2020-10-20、
http://cycle-info.bpaj.or.jp/research/

3.2 小排気量の原動機付自転車の誕生とその後し、各オートバイメーカは新機種の小売価格を 10 〜
20% 上げた設定にせざるを得なかった。
そうした中にあって、1976 年に本田技研工業が発

3.2.1

ファミリーバイクと薄利多売のシェア争い（１）ファミリーバイク市場の誕生

表・発売した「ロードパル NC50」は、当時の原付一種のイメージを一変するものだった。ミニサイクル並

1970 年代前半の第一種原動機付自転車は、1958 年

みの 2.00 - 14 インチタイヤで、車両重量（装備状態に発売された「スーパーカブ C100」の排気量を 50ccの質量）は超軽量の 44kg と、従来のレジャーバイク

にした C50（1966 年発売）に代表される汎用的又はには無い小型軽量な車格に、オイルショック前の最安

業務用途の実用的なバイク、及び「ダックスホンダ

値に近い 59,800 円の価格は衝撃的なものだった。排

ST50」（1969 年発売）
、ホンダ「シャリー」（1972 年

気量 49cc のエンジン部分、及び遠心クラッチ式自動発売）、ヤマハ「チャピィ」（1973 年発売）
、スズキ「ラ

変速の駆動系機構やリヤブレーキを内蔵したリヤアー

ンディー」（1976 年発売）といったレジャーバイクがム部分を一体化したエンジンユニットは、オイル汚れ存在したが、いずれもダウンチューブの下にキックペを感じさせずに、かつ低コストの独創的設計だった。

ダルとシフトチェンジペダル付きのエンジン・駆動系

スタータペダルとブレーキレバーを使ったエンジン始を配した設計であり、車両質量 70kg 超で、初めての動動作に由来する「ラッタッタ」をキャッチフレーズ

女性には扱いにくいものだった。さらに 1973 年の第に、女優のソフィア・ローレンを起用した TV コマー

一次オイルショックの影響で、石油製品の価格が上昇

シャルが連日放映された。ロードパルは、発売から爆電動アシスト自転車の技術系統化調査

119発的な売り上げを記録するヒット商品になり、女性に

俗に「HY 戦争」と呼ばれるようになった。両社の開も気軽に乗れる「ファミリーバイク」の新しい道を切発部門でも開発競争が熾烈を極めた。特に、本田技術り開いた。

研究所（本田技研工業の技術開発部門を担うグループ

ロードパルの対抗として、ヤマハ発動機が 1977 年

会社）の本気度はすごかった。1983 年春までに、ヤに発売したのが、「パッソル S50」である。パッソル

マハはパッソル以来 13 機種のニューモデルを発売しの最大の特徴は、レッグシールドとステップボードをたが、ホンダはヤマハの約 1.5 倍の 20 機種を発売した。

備えたスクータタイプの車体だった。
「スカートでもこの開発競争の中で、後々まで両者の小型スクー

足をそろえて乗れる」が謳い文句だった。足元の居住

タ の 看 板 モ デ ル と な る ヒ ッ ト 商 品 が 生 ま れ た。 図性及び軽量小型化のために、2.50 - 10 の小径タイヤが3.10 左図は、1980 年に発売されたホンダ初の小型ス採用された。ヤマハ発動機は TV コマーシャルに女優

クータ「タクト DX セル付 AB07」である。乾燥質量の八千草薫を採用して、女性向けの「ソフトバイク」

51kg、最高出力 3.2 馬力 /6000rpm で、ゆったりとしをアピールした。パッソルも大ヒットを記録し、小型た乗車スペースのわりに、当時としては軽快な走りで、スクータ時代の先駆けとなった。

発売と同時に好評を博した。このモデル以降、本田技研工業はリード（1982 年）、スペイシー（1982 年）と50cc スクータを立て続けに発売し、小型スクータ時
代を予感させることになった。
一方のヤマハ発動機で最も話題になったのが、
「JOG
CE50」
（1983 年発売）である。レッグシールドのフ

図 3.9

ロードパル NC50（1976）とパッソル S50（1977）７）, 26）

ロントパネルとフロントフェンダが一体化したデザインが、直近の小型スクータにはないものだった（1960
年頃の大型スクータには、シルバーピジョン ピーター
C110（新三菱重工業、1959 年）、ラビット スーパー（２）ファミリーバイク、小型スクータのシェア争い

フロー S601（富士重工業、1959 年）、SC1（ヤマハ発と開発競争

動機、1960 年）などの例があった）。それゆえ、『ハ本田技研工業は、ロードパル NC50 の後、1979 年

ンドル操作をした時、タイヤがどこを向いているか分

春までにロードパルのシリーズモデル 2 機種及び新機からない』と社内や販売店では不評だった。ところが、

種「シャレット」（1978 年）を発売した。シャレット

販売開始後暫くして、『加速がすごい』、『よく走る』と、は、フレームを樹脂カバーで覆い、ダウンチューブ下

特に若いユーザ層の間で話題となり、口コミや雑誌ののエンジンの両側にステップボードを配した車体構造

投書などで評判がさらに広がっていった。

のファミリーバイクだった。これに対してヤマハ発動

熾烈を極めた HY 戦争は、1983 年 1 月ヤマハ発動機は、パッソルの上位モデル２機種（パッソーラ（1978

機 小池社長の敗北宣言と社長辞任で一応の終結を迎年）、パッソル D（1978 年））及びシャレットに類似えた。ヤマハ発動機は、1983 年 4 月から 1984 年 3 月のファミリーバイク、キャロット（1979 年）、マリッ

決算期で -197 億円の経常利益、-350 億円の当期利益

ク（1979 年）、リリック（1979 年）を立て続けに発売の赤字決算を計上した。

した。モデル数で上回り、スクータとファミリーバイ
クの両面でユーザを囲い込めるヤマハ発動機の方が優位に見えた。1979 年上半期総出荷台数累計で、ヤマハはホンダに数 % に肉薄し、ファミリーバイク部門
ではホンダ 34%、ヤマハ 49% と圧倒した。これを好機と見たヤマハ発動機社長 小池久雄は『創立 25 周年を迎える来年（1980 年）には、ヤマハは二輪業界首位の座に就く』と社員にはっぱをかけた。
これで本田技研工業は本気で首位防衛に乗り出した。市場では両者の販売競争が激化し、２割・３割の値引きは当たり前、『3 台まとめて 10 万円』などという話もささやかれた。この薄利多売のシェア争いは、

120

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

図 3.10

タクト DX AB07
（1980）と７）, 27）JOG CE50（1983）

（３）小型スクータブームの中での新たな試み
熾烈な開発競争の中でも、物量に勝るホンダは、将来の新しい需要を見据えた独創的な開発を試みている。その中で、後の電動アシスト自転車にも繋がったと思われる 2 例を取り挙げる。
その一つが、1981 年 10 月に本田技研工業から発売された「ホンダモトコンポ AB12」である。モトコン

図 3.12

ピープル A-AB17と主要部品の配置７）ポは、四輪車に搭載して四輪＋二輪の新しい楽しみ方を提案するコンセプトのもと、前輪駆動の乗用車「ホ3.2.2

二輪車に係る社会問題及び法規制

ンダ シティ」と同時に開発・発売されたレジャーバ

1970 年代から 1980 年代は、ファミリーバイクや小イクである。ガソリン、オイル及びバッテリ液などの型スクータが華々しく登場し、市場の過当競争によっ

液漏れ機構や折り畳み式ハンドルなど随所に工夫が見て、量的には飽和状態でもあったが、技術的には大いられた。独創的なデザインや開発コンセプトが話題をに成長・伸長した時代だった。図 3.13 の下図に 1960呼んだ。本田技術研究所は、約 20 年後、電動アシス

年代後半から 1992 年までの原付一種及び全二輪車のト自転車でも同様のコンセプトでステップコンポを開

国内出荷台数の推移を示す。1960 年代後半に 50cc 超発することになる。

の自動二輪車が、５〜６割を占めていたものの、1970
年代に徐々に減り、ロードパル発売の 1976 年以降
1983 年まで、原付一種が約８割を占めたことが分かる。1983 年にホンダ・ヤマハによる過当競争が一応集結し、在庫調整などによって、出荷台数は 1984 年までにほぼ 1978 年のレベルまで減少した。
1960 年代後半から 1970 年代は、自動二輪車に関しても重要な時代だった。1969 年本田技研工業から
CB750 が国内販売されると、その走行性能の高さと安定性が話題となった。これに続き 1971 年にスズキ、
1972 年にカワサキからも 750cc の車両が発売された

図 3.11

モトコンポ AB12と四輪への積載状態７）, 28）

ころから、750cc の自動二輪車をグループで乗り回す人々を「ナナハン族」と呼ぶようになった。1972 年
富山駅前でこのようなグループと見物人の一部が暴徒

本田技術研究所は、新規需要開拓のために、自転車化した事件が発生し、同様の事件や無謀な運転行為が感覚で気軽に乗れる「ホンダ ピープル A-AB17」を全国に飛び火していった。このころから「暴走族」と開発し、本田技研工業が 1984 年に発売した。20 インいう言葉がマスコミなどで使われるようになり、「暴チタイヤの車体に、道路運送車両法で必要な灯火器類、走族」が社会問題化していった。6）

1.0 リットルの燃料タンク及び排気量 24cc の空冷２サ二輪車に係る交通事故の犠牲者は、最も多かった

イクルエンジンを積んだ原動機付自転車である。4kg

1960 年代から 1970 年代前半までは、死者数、事故の軽量エンジンと約 1kg の燃料タンクを搭載しては件数ともに減少していた。しかし、1970 年代後半は、いるが、車両質量は 26kg であり、自転車としても十上昇に転じた。特に、原付一種の増加に伴って死者数分使えるほどの軽さだった。排気量 24cc なので当然及び原付一種が第一当事者になる事故も増えていっだが、最高馬力 0.7 馬力、最高速度 18km/h は、リーた。これに対して、1978 年自動二輪車の全道路上でド（1982 年）や JOG（1983 年）の加速感、走行スピーのヘルメット着用義務化及び原付一種のヘルメット着ドの半分以下だった。小型スクータ全盛時代に新しい用の努力義務化の法改正が施行された。さらに 1986

風を吹き込んだかに見えたホンダピープルは数年で生

年には原付一種のヘルメット着用義務化の法改正が施産が打ち切られた。

行された。
原付一種の出荷台数は、図 3.13 の下図に示される
ように、1983 年のホンダ・ヤマハによるシェア争い終結により減少するが、それ以降も減少傾向が続くこ

電動アシスト自転車の技術系統化調査

121

とになる。その理由は、1982 年の高 P 連（全国高等学校 PTA 連合会）によるオートバイに関する「三ない運動」（オートバイの免許を取らせない、オートバ
イに乗せない、オートバイを買わせない、三つの指針）の決議及び原付一種も含めたヘルメット着用義務化の法改正にあると言われている。

図 3.13

自動二輪車・原付 1種の事故死者数及び第一当事者数並びに出荷台数の推移６）, ８）, ９）

コラム３：原動機付自転車等に関する名称及び定義・分類について「原動機付自転車」は、道路交通法及び道路運送車両法で定義されている用語である。道路交通法の旧称である道路交通取締法では、1953 年の改正で新設された。一説には前年発売のホンダカブＦ（排気量50cc）の大ヒットが発端といわれている。本文 3.3.1 の図 3.15 で分かるように、当時はペダルの付いた自転車に原動機（エンジン）が付いた車両だったので、「原動機付自転車」は、その外観にふさわしい名称だった。しかし、時代と共にエンジン性能が向上し、ペダルがなくなり、本文 3.2.1 の小型スクータの時代になっても、「原動機付自転車」」という法律上の定義と名称は継続して使われて、現代に至っている。JIS
D 0109:2007 二輪自動車 - 用語では、最高時速 50km/h 以下・排気量 50cm3 以下の二輪自動車を「モペット（moped）」と定義しているが、本報告書では、その車両の法律上の分類を明確にするために、以下に記述する法令上の名称である「原動機付自転車」を用いることにする。
法令上の原動機付自転車の定義及び名称
道路交通法第二条の十に「原動機付自転車」は、『内閣府令で定める大きさ以下の総排気量又は定格出力を有する原動機を用い、かつ、レール又は架線によらないで運転する車であつて、軽車両、身体障害者用の車椅子及び歩行補助車等以外のものをいう。
』と定義されている。さらに、道路交通法施行規則第一条の二に、原動機付自転車の総排気量等の大きさに関する規定があり、『総排気量については〇・〇五〇リッ

122

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchトル、定格出力については〇・六〇キロワットとし、その他のものにあつては、総排気量については〇・〇二〇リットル、定格出力については〇・二五キロワットとする。』と定義されている。
Table 6

道路交通法及び道路運送車両法における原動機付自転車等の定義及び分類

道路交通法
法律

軽車両

原動機付自転車

道路運送車両法
法律

施行規則
（基準）

＜コラム2参照＞

−

−

＜省略＞

−

−

施行規則（基準）
自転車
荷車その他

原動機付自転車

普通自動二輪車

自動車
大 型自動 二 輪車

排気量0.050ℓ
以下、定格出
力0.60kW以
排気量0.400ℓ
以下、定格出
力20.00kW以下の二輪の自動車

排気量0.4 0 0ℓ
超 、定 格 出 力
20.00kW超の二輪の自動車＜以下の自動車は省略＞

第一種原動機付自転車（原付一種）

排気量0.050ℓ
以下、定格出
力0.60kW以下の原動機付自転車

第二種原動機付自転車（原付二種）

排気量0.125ℓ
以下、定格出
力1.00kW以下の原動機付自転車

原動機付自転車

二輪の軽自動車（軽二輪車）

排気量0.125ℓ
超0.250ℓ以下の二輪の軽自動車

二輪の小型自動車（小型二輪車）

排気量0.250ℓ
超の二輪の小型自動車＜以下の普通自動車、小型自動車、軽自動車等は省略＞

一方、道路運送車両法施行規則第一条の原動機付自転車の範囲及び種別では、「原動機付自転車」は「第一種原動機付自転車」及び「第二種原動機付自転車」に分類されている。前者は「総排気量 0.050 リット
ル以下又は定格出力 0.60 キロワット以下の原動機を有する二輪自動車」、後者は「総排気量 0.125 リットル
以下又は定格出力 1.00 キロワット以下の原動機を有する二輪自動車」と定義されている。車両等を含めた道路利用者の交通方法及び運転免許制度などを規定する道路交通法、並びに自動車等の保安基準及び登録・車検制度などを規定する道路運送車両法の両方に、「原動機付自転車」という名称が使われているが、その規定範囲が異なる。Table ６に示すように、他の二輪自動車も道路交通法と道路運送車両法とでは規定
範囲及び名称が異なっている。両者で規定範囲が同じものは、道路交通法の「原動機付自転車」と道路運送車両法の「第一種原動機付自転車」のみであることが、Table ６からも分かる。
本報告書で、自転車又は電動アシスト自転車と対比する場合には、道路運送車両法の「第一種原動機付自転車」の一般的な略称「原付一種」又は「道路交通法の原動機付自転車」を用いる。
原動機付自転車の中で、構造上の分類をするために本報告書で用いる車両の名称
本報告書では、原動機（エンジン）の排気量を小さくしてペダルを付けた原動機付自転車、原動機（エンジン）の代わりに電動機（モータ）を付けた原動機付自転車、自転車と称しているが法令上は原動機付自転車などを記述している。本報告書では、「原動機付自転車」に属するこのような車両の名称を、いくつかの規定又は文献で定義されたものを参考にして、以下のような定義及び分類で用いることにする。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

123Table 7

原動機付自転車の中で、構造上の分類をするために本報告書で用いる車両の名称

名称

定義

備考
2005年3月に出された警察庁通達１）の中で定義された用語。主に中国製電動自転車の運転に注意するよう示達する通達だった。

ペダル付きの原動機付自転車

道路交通法施行規則第１条の２に規定する大きさ以下の総排気量又は定格出力を有する原動機を用い、かつ、レール又は架線によらないで運転する車（自転車、身体障害者用の車いす及び歩行補助車等を除く。）であって、当該車に備えられたペダルを用い、人の力によっても走行させることができるもの。

ペダル付きの原動機（エンジン）付自転車原動機としてエンジンを用いたペダル付きの原動機付自転車。

ペダル付きの原動機付自転車の中で区別のために本報告書で定義したもの。

ペダル付きの電動自転車

原動機として電動機（モータ）を用いたペダル付きの原動機付自転車。

ペダル付きの原動機付自転車の中で区別のために本報告書で定義したもの。

電動自転車

ペダルの有無には関わらず、電動機によって連続的に駆動される自転車。

本報告書では、主に中国の法規に準じて作られた電動機付の自転車を指す。

電動二輪車

道路交通法の自動二輪車及び原動機付自転車で、原動機として電動機を用いたもの。

JIS D 0112:2000電気自動車用語の番号1121「二輪電気自動車」と同義。

電動スクータ

電動二輪車であって、シート前部が低く広くえぐられていて、足を置く床板があり、比較的小さい車輪を持っている自動車。

JIS D 0109:2007 二輪自動車の番号1103「スクータ」を参考にした。

参考・引用文献
1）警察庁： 通達「ペダル付きの原動機付自転車の取扱いについて」、警察庁丁交企発第 94 号・警察庁
丁交指発第 56 号・警察庁丁規発第 26 号・警察庁丁運発第 45 号、（2005）2）日本規格協会：「JIS D 0112:2000 電気自動車用語」、（2000）
3）日本規格協会：「JIS D 0109:2007 二輪自動車用語」、（2007）

3.3
3.3.1

電動の自転車及び二輪車の発想並びに製品化の壁に示された Bolton の電動二輪車は、ペダルの無い自転車のような車体に、電池やインホィールモータで駆動される後輪などを付けた構造だった。

電動アシスト自転車以前の電動機を動力とする二輪車の特許出願
電動機を動力とする二輪車の発想は、内燃機関を動力とする二輪車が初めて製作された 19 世紀後半には既に存在した。ゴットリーブ・ダイムラーが初めてガ
ソリンエンジンによる補助輪付きの二輪車を製作したとされているのが 1885 年である。その 10 年後の1895 年、O. Bolton Jr. が取得した US 552271 が、最初の電動二輪車の特許として知られている 10）。図 3.14

124

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

図 3.14

1１）
Bolton Jr. による特許 US552271（1895）

日本における電動機を動力とする二輪車の発想の経転車の特許出願以前の登録特許又は公告実用新案を、緯も、特許・実用新案で見ることができる。1940 年

請求範囲に関係するコンポーネント別に、1940 年代

代から 60 年代までは個人で出願されたものが多かっから出願日順で表 3.1 に示す。また、それぞれの特許・た。1970 年代に入ると、出願数が多くなり、中でも実用新案に載せられた図面を図 3.16 から図 3.24 に示出願人が企業であるものが多かった。電動アシスト自

す。

表 3.1

年代
1940年代1950年代1960年代1990年以前に出願された電動機を動力とする二輪車の登録特許又は公告実用新案

駆動・動力伝達系

センサ

駆動制御

電池、電池回路

実公昭24-4842

1947-07-28, 木村勘一, 駆（4）特公昭26-5412

1950-12-19, 吉田藤平, 駆（4）特公昭48-20376

特公昭48-20376

1968-12-17、
三洋電機, 駆（3-2）*

三洋電機, 制（設定車速超で駆動）

実公昭51-15272

1972-05-24、
スズキ自動車工業, 駆（3-３）

実公昭52-37087

実公昭52-37087

1972-06-09、
伊藤晴康, 駆（１）実公昭50-37616

実公昭50-37616

1972-10-30、
太田栄一, 駆（4）太田栄一,セ（チェーン張力）

特公昭53-10733

実公昭50-37616

伊藤晴康, 制（低速時に駆動、高速時・制動時に充電）

太田栄一,制（チェーン張力高い時駆動）1973-09-11、
三ツ葉電機製作所駆（１）

1970年代（出願数は約70件）

実公昭53-20117

1973-09-11、
三ツ葉電機製作
所 駆（4）

実公昭54-5419

1974-03-30、
ソニー, 駆（3-１）*

特公昭54-43776

特公昭54-43776

特公昭54-43776

1976-06-21、ルーカスインダスト ルーカスインダストリー, せリー, 駆（4）*（チェーン張力）

ルーカスインダストリー, 制（チェーン張力高い時駆動）

1977-06-11、ルーカスインダスト ルーカスインダストリー, セリー, 駆（4）*（車速）

ルーカスインダストリー, 制（設定車速超で駆動）

特公昭56-15356

特公昭56-15356

実公昭60-7995

特公昭56-15356

松下電器産業, 電（電池
箱保持構造）

実公昭58-8637

実公昭58-8637

1980-03-28、松下電器産業,駆（3-１）*

松下電器産業, 駆(過充電防止、過放電防止装置付き)

特公平3-23395

1985-3-13、プロペル・パート
ナーシップ, 駆（3-３）

1980年代（出願数は約25件）

実公昭60-7995

1979-12-13、松下電器産業,駆（3-１）*

特許2614720
1987-4-20、
リケン, 駆（3-３）

特許2647112

特公平3-23395

特許2614720

リケン, セ（チェーン張力）

プロペル・パートナーシップ,
制(後輪タイヤに当接した摩擦車から回生充電)

特許2614720

リケン, 制（チェーン張力高
い時駆動）

1988-01-19、
ミツバ, 駆（3-３）

特許2655878

1988-6-14、
ジャパン・イー・エム,
駆（3-３）

特公平7-35157

1988-10-20、三ツ葉電機製作所, 駆（4）

特許2655878

ジャパン・イー・エム, 制(車速とペダルトルクで駆動輪の回転速度比、モータトル
ク比を制御)

電動アシスト自転車の技術系統化調査

125

表の注釈
駆動補助装置又は駆動装置の種類（* 印は、JIS D 9115 附属書Cに定義されていない種類）
駆( 1 )   ハブモータ後輪駆動方式
駆( 2 )   ハブモータ前輪駆動方式
駆( 3 - 1 ) センターモータ駆動方式、モータ・人力別軸チェーン合力一体式
駆( 3 - 1 ) * センターモータ駆動方式、モータ・人力別軸後輪合力式
駆( 3 - 2 ) センターモータ駆動方式、モータ・人力同軸合力一体式
駆( 3 - 2 ) * センターモータ駆動方式、モータ・人力同軸後輪合力式
駆( 3 - 3 ) センターモータ駆動方式、モータ・人力別軸クランク軸合力一体式
駆( 4 )   モータ別体後輪駆動方式
駆( 4 ) *  モータ別体チェーン駆動方式
センサ又は検出手段による検出の対象
セ(車速)  車速を検出する手段に関するもの
セ(トルク)  トルクを検出する手段に関するもの
セ(チェーン張力)  チェーン張力を検出する手段に関するもの

図 3.17
図 3.15三洋電機（1968）、鈴木自動車工業（1972）

ホンダ カブ F（1952）19）

表 3.1 及び図 3.16 から図 3.24 までの特許・実用新案に共通することは、ほとんどが「ペダル付きの電動自転車」であることである。これは、本報告で言う「ペダル付きの原動機（エンジン）付自転車」に当たる図
3.15 の 1952 年発売ホンダ カブ F などと同様の効果を

図 3.18伊藤晴康（1972）、太田栄一（1972）

電動機で狙ったか、または当時の電池やモータ制御回路の性能の低さゆえか、いずれにしても電動機を補助動力として使うことを前提としている。
表 3.1 の第 2 列に示した駆動装置の配置と駆動力伝達方法に関しては、1988 年末の時点で、考えられる
ほぼ全ての形式が登録されている。表 3.1 の下に注釈を付けたが、「JIS D 9115 電動アシスト自転車」の「附属書 C」、「図 C.1 駆動補助装置の種類」の分類では足図 3.19三ツ葉電機製作所（197３）、三ツ葉電機製作所（197３）

図 3.20ソニー（1974）、ルーカスインダストリー（1976）

りないので、* 印を付けて独自に追加した。

図 3.16126

木村勘一（1947）、吉田藤平（1950）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March検出して、ペダルと駆動輪の回転比及びペダルとモー
タのトルク比を制御することで、予め設定した走行モードに基づいてペダル負荷の軽減と自転車運転の楽しさを保つことを目的としている。これは後述する
初代 PAS 開発のプロジェクトの初期（1988 から 89年）における発想と類似であり、興味深い。ジャパン・
図 3.21 ルーカスインダストリー（1977）、松下電器産業（1979）

イー・エム（株）の特許 2655878 は、上記の技術的アイデアをブロック図で示しただけで、細部の構造図のようなものはなく、本特許に続く関連技術の出願等もなかった。
3.3.2

電動自転車及び電動スクータにおける製品化の壁
図 3.22 松下電器産業（1980）、プロペル・パートナーシップ（1985）

表 3.1 の中で、唯一商品化されたのが、ナショナル
自転車工業（現：パナソニックサイクルテック）から1980 年５月に東京・名古屋・大阪で限定発売された
Electric Cycle DG-EC2 である。DG-EC2 は、松下電器産業（株）（現：パナソニック（株））の創業者 松下幸之助が、創業 60 周年を控えた 1976 年に、「電気屋らしい無公害の自転車を作りなさい」と命じたこと

図 3.23

リケン（1987）、三ツ葉電機製作所（1988）

が、開発のきっかけとされる。20 インチのミニサイ
クルに、24V・6Ah の密閉形鉛蓄電池（12V、２直列）、
及び新開発の薄型磁石式直流モータによる駆動装置を付けた図 3.25 の外観は、さすがに電気屋と自転車メー
カで作った軽快な車両である。ハンドル周りに灯火器、バックミラー、及びリヤキャリヤ後部にナンバープレートがあるので、道交法上の原動機付自転車であることが分かる。軽快で小柄な車格に似合わず、車図 3.24

ジャパン・イー・エム（1988）、三ツ葉電機製作所（1988）

両質量は 31kg で、持つとずっしり重かった。一充電
当たりの走行距離は 18km（平坦路、変速「平」、走行速度 15km/h の時）だった。DG-EC2 が発売された

表 3.1 の中で、センサ技術及び駆動制御技術につい1980 年は先述のホンダ・ヤマハのシェア争いの真って言及した特許・実用新案では、年代的に興味深い特ただ中であった。
『3 台まとめて 10 万円』などと言わ徴がみられる。1970 年代までの特公昭 48-20376 及びれた原付一種の市場で、小売価格 78000 円・最高速度

特公昭 56-15356 では、設定された車速になるまでモー約 18km/h（ロードパル、パッソルの最高速度の半分

タ駆動力が作用せず、車速が設定値を超えたときモー程度）の価格と仕様では、広く普及させることは難し

タが駆動するシステムになっている。
これは先述の「ペかった。

ダル付きの原動機（エンジン）付自転車」と同様で、高い速度域でモータの駆動力を利用することを目的としている。
一方、1970 年代以降の実公昭 50-37616、特公昭 5443776 及び特許 2614720 では、チェーン張力が高い時、
すなわち発進時又は低速で高負荷が必要な時にモータの駆動力を補助的に用いることを目的としている。
さらに 1988 年出願のジャパン・イー・エム（株）の特許 2655878 は、ペダル回転速度及び回転トルクを

図 3.25

13）
Electric Cycle DG-EC2（1980）

電動アシスト自転車の技術系統化調査

1271960 年代に公害として問題視された自動車の排ガス・騒音が、1970 年代になると地球規模での環境問

も 1990 年代前半にその技術力の向上、製品化に挑戦したのが以下の 2 機種である。

題としても認識されるようになり、その規制や対策が

図 3.26 は、中部電力、九州電力、東京 R&D 及び議論されるようになった。その流れの発端の一つが、

ヤ マ テ 工 業 の 4 社 共 同 で 研 究 開 発 さ れ、1993 年 に1970 年に米国で成立した大気浄化法改正法（通称、ヤマテ工業によって製造・販売された電動スクータ

マスキー法と呼ばれた）である。これは、新車の自動ES600 である。12V・30Ah の密閉型鉛蓄電池を 48V

車の排気ガス中の一酸化炭素（CO）、炭化水素（HC）、で直列接続し、定格出力 0.58W のブラシレスＤＣモー

窒素酸化物（NOx）の排出量を一定量以下にする（1970

タを三相交流電流の PWM 制御で駆動した。ステッ年マスキー法では従来の 1/10 以下）ものである。こプの下に配置された 4 個の鉛蓄電池（図 3.26 参照）

れを機に、各国が同様の法改正を検討するようになり、及び充電装置などの影響で、車両質量は 117kg。先述

日本では 1975 年及び 1976 年に施行された法改正から、の Electric Cycle DG-EC2 と同様、見かけの割にずっ類似の排出量規制が自動車に対して実施された。ただし り 重 か っ た と 思 わ れ る。 一 充 電 当 た り 走 行距 離し、二輪車に対する排ガス規制は、1999 年に施行さ60km（30km/h 定地走行時）、最大充電時間 8 時間で、れるまで行われなかった。二輪車に対しては、騒音規

販売価格は 596,000 円だったとされる。シートの下に制の方が喫緊の課題と考えられたのである。二輪車には、当時原付一種のスクータでは一般的になってい関する騒音規制は、自動車で加速走行騒音が追加され、たフルフェイス型のヘルメットを収納できるボック

車種別に定常走行騒音が厳格化された 1971 年に、定スが設けられた。ES600 は、ペダル付きの Electric

常走行騒音及び排気騒音が自動二輪車で 74dB、原動

Cycle DG-EC2 を除けば、日本で初めて第一種原動機機付自転車で 70dB に規定され、加速騒音が小型自動付自転車として型式認定を受け、認可された電動二二輪の 86dB から原付一種の 80dB まで、排気量区分輪車である。中部電力・九州電力が共同開発をしたごとに決められた。その後、
排気騒音は 1989 年に 1 回、こともあって、ES600 は電力会社の外回り営業用な

加速騒音は 1987 年までに３回、厳格化の方向で改正

どに販売された。16）された。15）
もう一つの流れの発端は、1973 年に発生した第一次オイルショック、1979 年の第二次オイルショックである。これを機に、石油製品のコストが高くなり、
ガソリン価格が高くなった。二輪車にも低燃費を求める声が徐々に強くなっていった。1970 年代以降電動自転車の特許・実用新案の出願が増加したことや、
1980 年発売の Electric Cycle DG-EC2 の開発は、こうしたことを背景に、脱ガソリンエンジンの方向に向かう試みと見ることもできる。
図 3.26ES600 の電池配置に関する特許（1991）

Electric Cycle DG-EC2 の発売から約 10 年後の 1990

128

年代前半、別のアプローチで製品化を試みた原動機付

図 3.27 の 下 図 は、1994 年 3 月 に 本 田 技 研 工 業 か

自転車があった。自転車の延長線としてのペダル付き

ら 生 産・ 販 売 さ れ た 電 動 ス ク ー タ CUV ES (Cleanの電動自転車ではなく、動力として人力は一切用いな

Urban Vehicle Electric Scooter） で あ る。CUV ES

い電動スクータである。
スクータタイプの車体ならば、には 86.4V・20Ah のニッケル・カドミウム蓄電池（以シート又はステップの下に必要な電池を比較的多く積下、ニカド電地と呼ぶ）がフロアステップ下に搭載

むことができ、電気部品や電線などを樹脂カバーで覆された。駆動装置は、ガソリンエンジンのスクータ

うことができる。問題は、一充電当たりの走行距離、とほぼ同じレイアウトで、クランク軸に相当する軸

充電時間及び電池のサイクル寿命などの性能並びに価が 0.58kW のブラシレスＤＣモータのロータ軸になっ格であった。
電動車両の発想は昔から存在してきたが、ており、V ベルト及び歯車減速機構で後輪軸に動力製品化及び普及が難しいのは、この性能及び価格が、伝達をしていた。シート下にフルフェイス型ヘルメッ

ガソリンエンジンを用いる同種の既存車両と常に比較

ト収納ボックスおよび充電装置を搭載していた。バッ

され、ガソリン車に及ばなかったからである。それでテリの充電は、充電装置から 100V 電源用コードを伸

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchばして充電する仕組みである。最長充電時間は８時

参考・引用文献

間で、一充電当たり走行距離は 61km (30km/h 定地

1）Middle Edge ( ミドルエッジ）： Website「【ジュ走行テスト値）、車両質量は ES600 より重い 130kg

ニアスポーツ自転車の進化】フラッシャー自転だった。メーカ希望小売価格は 850,000 円で、官公車・多段変速自転車の歴史を調査！当時の広告庁や地方自治体などへのリース販売のみに限定されがおもしろい！」，株式会社ティー・オー・エム，ていた。

accessed on 2020-05-05，https://middle-edge.

７）

興味深いのは CUV ES のバッテリの開発過程であjp/articles/t5MZKる。図 3.27 の上図及び中図は、電動スクータ関連で

2）谷田貝一男：「シティサイクルの誕生発展と社会1989 年から 1994 年の限定販売発表までに出願され文化との関わりの歴史」，自転車文化センター

た 20 件ほどの特許のうちの 2 件である。1990 年 6 月

平成 23 年３月発行 調査研究，(2012）

出願の特開平 4-43177（上図参照）の特許図面から、この頃は鉛蓄電池を使った開発だったと思われる。
1993 年 9 月出願の特開平 6-278667（中図参照）の特許図面からは、明らかにニカド電池の配置構造に言3）一 般財団法人 自転車産業振興協会：「国内自転
車生産・輸出入の長期的推移」，(2019）4）一 般財団法人 自転車産業振興協会：
「自転車統
計要覧

第 44 版」，参考資料，（2010）  

及していることが分かる。CUV ES の技術開発では、

5）BRI-CHAN：Website「ブリヂストンサイクル

鉛蓄電池を使った初期段階から、変更の詳細理由は

名車紹介：1980 年代に街を席巻した「カマキ不明だが、開発途中の段階で、ニカド電池に変更さリ 」, accessed on 2020-05-07, https://bri-chan.

れた。

jp/2016/07/15/kamakiri/6）中 沖満：「オートバイ・グラフィティ– ジャ

パニーズ・バイク・ヒストリー –」，株式会社
CBS・ソニー出版（1984）
7）本 田 技 研 工 業：Website「News Release －Honda のニュースリリース」，accessed on 202005-12，https://www.honda.co.jp/pressroom/
motor/
8）一般社団法人 日本自動車工業会：二輪車販売台
数統計9）警察庁：交通事故統計10）E lectric Bike.com：Website“Electric Bike
History, patents from the 1800’s”, accessedon 2020-07-20, https://www.electricbike.com/
e-bike-patents-from-the-1800s/
11）US 特 許、Google Patents, accessed on 201907-05, https://patents.google.com/patent/
図 3.27

電動スクータホンダ CUV ESの特許及び外観７）

本田技研工業の電動スクータは、1994 年リース販
売の CUV ES 以降、2010 年リース販売の EV-neo まで、
世の中に出されることはなかった。しかし、後述する

US552271
12）日本特許、特許情報プラットフォーム（J-Plat
Pat）、独立行政法人工業所有権情報・研修館、
accessed on 2019-07-05, https://www.j-platpat.
inpit.go.jp/

ように、初代 PAS の発売から僅か 15 か月後の 1995

13）松下電器産業（株）自転車事業部（現：パナソニッ

年 2 月に、ニカド電池でその後の市場を牽引する電動

クサイクルテック）：新製品ニュース「電気自転アシスト自転車「ラクーン」が発売された。その意味

車 DG-EC2」、（1980）

では、CUV ES の開発がラクーンの開発に繋がり、特14）パ ナ ソ ニ ッ ク グ ル ー プ：Website「 電 動 ア シにニカド電池の開発では、電圧や容量は異なるものの、

スト自転車の国内完成車累計出荷 300 万台を

CUV ES での開発成果が十分に生かされた言える。

突破」、ニュールリリースポータル、accessed

電動アシスト自転車の技術系統化調査

129

on 2020-05-18, http://www.news2u.net/（1956）、自転車文化センター 所蔵写真

releases/165611
15）環境省中央環境審議会騒音振動部会：「資料 3-221）自転車文化センター：アサヒ自転車「アサヒサイク

今後の自動車単体騒音低減対策のあり方についル 22」（1966）、自転車文化センター 所蔵写真て」、環境省中央環境審議会第 6 回騒音振動部

22）ブリヂストンサイクル：製品カタログ「アストロ G、
5 段変速 ARX-5BW」、（1976）

会資料（2008）16）Wikipedia：Website“ヤマテ・ES600”、accessed
on 2020-05-17、https://ja.m.wikipedia.org/

23）ブリヂストンサイクル：製品カタログ「ジュニアウェ
イ、3 段変速 YYW-22」、（1976）
24）ブリヂストンサイクル：製品カタログ「カマキリ G、

wiki/ ヤマテ・ES600
17）BikeBros.：Website「 ホンダモトコンポ（1981）」

KG-26S」、（1985）

a cce s s ed on 2 0 2 0 -11-16 、 ht t p s : //w w w.

25）ナショナル自転車工業（現：パナソニックサイクル

bikebros .co.jp/vb/f i f ty/zeppa ngentsuki /テック）：製品パンフレット「ニュー FF・ハイマディ

zeppangentsuki-05/

スク、B-5D2SFF」、（1977）

18）ヤマハ発動機： PAS City SP5 取扱説明書、(2019）
19）本 田技研工業： Website「独 走で『無から有を生じる』。 カブ F 型の 販 売 店 開 拓 DM 戦 略 /1952」、「 限りない 夢、 あ ふ れ る情 熱 」、「 語り
継ぎたいことトップ」、accessed on 2020-11-16、
Honda | 語り継ぎたいこと | 独創で『無から有を生じる』。 カブ F 型の販売店開拓 DM 戦略 / 1952

13020）自転車文化センター：山口自転車「スマートレディ」

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

26）ヤマハ発動機：製品パンフレット「YAMAHA パッソル」、（1977）27）ヤ マハ 発 動 機：製 品パンフレット「YAMAHA
JOG」、（1983）
28）本田技研工業：「モトコンポ」、本田技研工業所蔵
写真

4 電動アシスト自転車 初代 PAS の誕生
一種も含めた全ての二輪車のヘルメット着用義務化のペダル付きの原動機付自転車での挑戦と挫折

女性を中心とした原付ユーザが減少することを懸念す

4.1
4.1.1

研究部門でこのシステムを研究しているころ、原付

ペダル付きの原動機付自転車での度重なる挑戦と断念

道交法改正が公布された（1986 年施行）
。この影響で1976 年頃、ヤマハ発動機では幾つかのチームに分る声が販売網から多く出された。これを受けて、小型

かれて、新しい原付一種の商品企画検討が行われていスクータを中心とした生産車の開発部門では、ヘルた。デザイン部門と研究開発部門で行われていた技術

メットを収納できるエンジン構造や車体構造の設計検研究テーマの一つに、「らくらく自転車」をコンセプ

討が進められた。

トにした、ペダル付きの原動機（エンジン）付自転車

一方、ある機会にこの研究開発の試作車を見た代表の技術開発プロジェクトがあった。同じ時期に本田技取締役の一人から、これを生産に移すようトップダウ

研工業から商品化されたホンダ ロードパル NC50 よンの指示があり、急遽生産を前提とした商品開発のプり更に自転車寄りで、25cc 小型エンジンをペダル周

ロジェクトが決定した。女性ユーザ向け、及び男性ユー

辺に取り付け、減速機構を介して、タイヤ外周に圧着ザ向けとして、タイヤサイズ、デザイン、カラーリン

したローラで後輪タイヤを駆動する構造だった。ペダグなどが異なる２種類の車両だった。今までスクータ

ル回転による低速時にはエンジンによる高トルクを、やファミリーバイクを設計開発してきた開発部門でまた高速時にはエンジンの高回転を、クラッチと電子

は、エンジン・車体構造・デザイン全て新規開発が必制御で自動的に切り替える、エンジン回転数制御式の要な上に、購買部門では新たに自転車部品を調達する原動機（エンジン）付自転車を目指していた。しかし、必要のある比較的大きなプロジェクトだった。このこ

当時の技術では人のペダル操作と小型エンジンの性能

ろにはホンダ・ピープルの売れ行きが芳しくなかったとの円滑な合体ができず、プロジェクトは中断になっこともあり、特に商品企画や営業部門では、費用対効た。図 4.1 は、1978 年に出願されたこのプロジェク

果を疑問視する声があった。図 4.2 の右図は、生産車

トに係る特許の図面である。先述のホンダ ピープルの開発部門で出願された特許である。この商品開発プ

A-AB17 が本田技研工業から発売されたのは、この約ロジェクトは、生産型等の手配をする前段階の 1987

６年後の 1984 年 3 月であった。

年秋、いくつかの理由から中止となった。社内では「このタイプのペダル付きの原動機付自転車では売れない」というジンクスだけが残ることとなった。

図 4.1 1970年代後半のペダル付きの原動機付自転車

HY 戦争の傷も多少癒えた 1980 年代半ば、ヤマハ
発動機の研究部門では様々なプロジェクトが将来の事

図 4.2

1980年代半ばのペダル付きの原動機付自転車業化を目指して進められていた。図 4.2 の左図に示したのはその中の一つで、ペダル付きの原動機付自転車の研究開発の成果として出願された特許の図面である。1984 年ホンダ・ピープルが発売開始されてから約４か月経った時のことだった。ここで研究開発され- 自転車
4.2 初の電動機付駆動補助自転車
への挑戦
4.2.1

ペダル踏力に合わせたモータ駆動という発想ていた車両は、排気量 24cc エンジンの駆動力をペダ

1988 年春、研究部事業開発室では相変わらず将来

ル軸からシャフトドライブで後輪に伝達し、ペダルにの事業化を目指す試みが続けられていた。その中の一よる人力は通常の自転車と同じようにチェーンで後輪つに、フィットネスジムで使う運動機器を作るというを駆動する構造だった。

企画があった。企画検討は約１年続けられたが、自社

電動アシスト自転車の技術系統化調査

131の強みを生かし、新しい付加価値を生み出すに足る企画を考案することはできなかった。ただ検討過程
で、企画メンバは負荷として使う発電機や補助動力としてのモータの技術を学んだ。企画メンバの一人に、菅野信之がいた。菅野は、1970 年代後半のプロジェ
クトのメンバであり、図 4.1 左図の特公昭 60-267 の発明者の一人でもある機械系技術者だった。菅野は、「エンジンの代わりにモータを使ったら、ペダルに合わせた回転数制御ができるのではないか」と考えた。

図 4.3

企画終了の報告会で、菅野は「フィットネスジムでプロト車の外観使う機器ではないが、自転車に制御性の良いモータ
補助動力を付けて移動しながら行うフィットネスという形もあるのではないか」と提案した。研究部部長である専務取締役 長谷川武彦は、過去に中断した
幾つかのペダル付きの原動機付自転車のことを知っていた。長谷川は、菅野の提案に思うところがあって、「モータを使った自転車の試作車両を作ってみなさい」と指示を出した。
当初、フィットネス機器狙いで始めたこのプロジェ

図 4.4

プロト車の駆動力伝達機構・トルクセンサ

クトは、1989 年 4 月に新たなプロジェクトとして再132

出発することになった。菅野らは、当時自動車の油圧比例してモータ駆動を行うイメージ（図 4.5 及び図 4.6式パワーステアリングに替わって実用化され始めた電参照）ができていた。ただ、考えることと現実は大動パワーステアリングに目を付けた。
「ドライバの操きく乖離し、制御ソフトは机上実験の延長線レベル。

舵トルクをトルクセンサで検出して、モータで操舵力

車両は意に反して、スイッチを入れただけで自走すをアシストする」という電動パワーステアリングシスる状態だった。

テムの謳い文句に惹かれるものがあったからである。

この種の部品設計にほとんど素人の菅野らが既存部

同じ部署内に、実家が自動車販売店をしている女子社

品の組み合わせで作成したプロト車は問題が多かっ員がいた。彼女に頼んで、軽自動車用の電動パワース

た。モータ制御ソフトの精度が上がってくると、ハーテアリング用部品を入手した。そのモータ及びトルクドの問題が頻発してきた。ペダルを強く漕ぐと、電源センサを、当時関連会社が丸石自転車に供給していた回路の FET（Field Effect Transistor）が破損して車自転車用シャフトドライブに付けられないか検討を始

両が急に停止する、音対策として試作した樹脂ギヤがめた。
バッテリには自動二輪車用の鉛蓄電池を使った。

摩滅する、さらにモータが触れないほど高温になるな

モータ駆動用の電子回路は同じ研究部門の制御技術部

ど。試作車は１台しかないので、故障のたびに実験はに頼み込んで設計・試作してもらった。当時の研究部

中断し、部品調達と修正に奔走した。バッテリは自動

門には、簡単な図面と口頭の指示で何でも作ってしま

二輪車用なので当初から多く手配できたが、電池容量う試作職人が数人いて、数週間足らずで試作自転車１が少ないので、１km 程度の試験コースも連続して走台（図 4.3 参照、以下、プロト車と呼ぶ）を作り上げれなかった。１回走っては電池交換、また走っては電た。人力とモータ駆動力の伝達機構は、図 4.4 のよう

池交換の状態が続いた。

に、ペダルからシャフトドライブ軸及び歪ゲージ式ト

数か月の悪戦苦闘を経て、当初思い描いたペダル踏ルクセンサを介して、ウォームギヤ上でモータ駆動力

力にほぼ比例してモータ駆動で走ることができるまでと合力し、さらに傘歯車で後輪軸に伝達する構造だっにモータ制御ソフトができてきたので、３名の担当者

た。1989 年６月のことだった。

と直属上司以外にも試乗してもらい、感想を聞いてソモータ駆動制御に関して、菅野らの頭の中には、フトの改良をすることを始めた。ただし、故障が心配

ROM（Read Only Memory）に記録させた複数のメなので、「立ちこぎで強く漕がない」、「急坂には行かモリマップを、フィットネスやレジャーなどの用途ない」、「漕ぎながらブレーキをかけない」など色々なに合わせて選択し、自転車のペダリング踏力にほぼ禁止事項付きの試乗であった。1989 年の暮れ、菅野

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

らは事業開発室長の藤田武男に試乗してもらうことに車としての商品化を目指すことにし、ペダル付きの電した。自身も技術屋である藤田は、ペダルをひと漕ぎ動自転車の技術的なステップアップのために、次の改するたびにスーッと後ろから押されるような不思議な

良試作の計画を始めた。

感覚に、今までにない可能性を感じた。

改良試作設計を始めるにも苦労が多かった。室長の藤田にはある懸念があった。過去何度も挑戦しては挫折したペダル付きの原動機（エンジン）付自転車
で社内に残るジンクスである。
「ペダル付き」「自転車」と聞いただけで、『そんなもの、今頃まだ、やっているのか？』と言われてしまう。この様子では、改良試作設計のために人材の協力依頼をするにも、社内技術部門では難しいと感じた。そこで、関連会社で技術者の人材派遣を事業の一つにしている YEC（株）

図 4.5

プロト車 モータ制御システム（現：ヤマハモーターエンジニアリング（株））と二輪車用電装品でモータも設計製造している森山工業（株）（現：ヤマハモーターエレクトロニクス（株））に設計協力を求めた。協力依頼の会議の後に、人目に付かない場所で先述のプロト車に試乗してもらった。評判は上々で、両社ともに「これは面白い。協力させてください。」と快諾してくれた。東京事務所の渉外担当部門にも、自転車として認めてもらうに

図 4.6

プロト車 人力とモータ駆動力との関係はどうすればよいかを相談に行った。答えは、『道交法上の自転車扱いは 99% 不可能です』との返事だっ4.2.2

ペダル踏力に比例したモータ駆動制御の技術た。1990 年夏のことだった。

開発
当時、研究部事業開発室では、室内で一定の成果と流れが変わったのは 1990 年 10 月 30 日のことだっ可能性を認められたプロジェクトは新たなプロジェク

た。地球環境保全の目的で自動車の燃費が話題にな

ト室を組織して事業化の検討を進めることになっていり、各社で環境対応車両の研究が始まっていると噂さた。藤田は、このペダル付きの電動自転車を新たなプれ始めていた。運輸省（現：国土交通省）では自動車

ロジェクト室に格上げして、自身がそのプロジェクト

各社の地球環境対応の状況をヒヤリングすることにし室室長になることを、専務の長谷川に提案した。提案て、ヤマハ発動機にも担当官数名が訪問することには認められ、1990 年 2 月に研究部 22 プロジェクト室なった。ヤマハ発動機がヒヤリングに対して説明したが結成された。平成 2 年に結成された２番目のプロ

対応技術・製品の中の一つが、ペダル付きの電動自転

ジェクトの誕生だった。とは言え、他のプロジェクト車だった。説明の後、プロト車の試乗を行ったが、こでも人が不足しているとされ、当面は研究者３名で進とのほか同プロト車の評判が良かった。取締役や渉外めざるを得なかった。従来の３名の中に車両実験の経担当部門も同席していた。藤田は、『ひょっとしたら、験者がいなかったので、実験業務も手探りだった。そこの線でやれるかもしれない』と感じた。後日、改め

こで、生産車開発の実験部門でチーフ経験のある小山て藤田は社長へのプレゼンテーションで、官庁に対す裕之がプロジェクトチーフに選ばれ、菅野と交代する

るロビー活動及び改良試作のための人材確保の提案をことになった。

行い、承認された。

エンジン付きを電動機付きに変えたものの、この車小山の下に新たに設計者３名が加わり、小山を含

両は原付一種の二輪車であることに変わりはないの

めて６名の技術者体制に加えて、YEC 及び森山工

で、自転車ユーザが自転車と同様に公道を走行するこ業の協力を得て、新たな技術開発のための試作設とはできないことは分かっていた。
「自転車として認

計 が 始 ま っ た。 新 規 加 入 の 設 計 者 の 中 に、 機 械設

められれば、運転免許もヘルメットも必要ないのに」

計担当の横山達二がいた。横山は、プロト車のシャとの根拠のない期待はあったが、藤田と小山らは私有

フトドライブ上で、人力及びモータ駆動力を合力地であるリゾートや公園などでレジャーを楽しむ自転する構造を改め、ペダルのクランク軸上で合力す

電動アシスト自転車の技術系統化調査

133

ることを検討した。また、デザイナの要望で、モーら 1km 程離れた関連会社の倉庫の一角を借りて、実タが外から見えないように、フレームパイプの中験を行っていた。夜間に実験室周りの農道などでの走に 内 蔵 さ れ た 構造を考案した。さらに、プ ロ ト 車

行実験をすることも多かった。

の歪ケージ式トルクセンサを、クランク軸周りの遊星歯車機構とポテンショメータによる機械式ト
ルクセンサに変更することを考えた。1991 年 3 月に図 4.7 のような技術開発用試作車数台の組み立てが完了した。リゾートや公園などでレジャーを楽しむ自転車のコンセプトから、当時流行していた
マウンテンバイク風のデザインだった。図 4.8 は当時スクータで使い始めていたシール形鉛蓄電池をパックにした組電池及びモータのレイアウト図である。図 4.9 は、横山が考案した機械式トルクセン
サを使った駆動補助装置と動力伝達装置の特許図
面である。
図 4.9

技術開発車の駆動補助装置・トルクセンサ

技術開発用試作車の実験評価で特に課題視されたのが、モータ駆動補助の走行性能・フィーリング及び走行騒音だった。走行性能・フィーリングに関して、実験開始当初から試験評価基準や比較車両などがあるわ
けではなく、プロジェクト目標が「リゾートや公園などでレジャーを楽しむアシスト自転車仕様」から「自図 4.7

技術開発用試作車の外観

転車扱いとして認めてもらえるアシスト自転車仕様」に変化していた。従って、制御ソフトの設計仕様及びマップ設定値も、通常の自転車のペダリング感覚と軽快なアシスト感の両立を目指して、作りこみが進められた。

図 4.8 技術開発車のバッテリ及びドライブユニット

1991 年 4 月から本格的な実験が始まった。ハード
ウェアの設計及び試作日程の短さなどから、モータ制
御ソフトの設計は車両が完成してからもしばらく続いた。モータ制御ソフトの設計者と実験の性能実験担当
者は、試作車で走っては、ソフトおよびマップ数値の書き換えの作業を繰り返した。この頃には、「ペダル付き」「自転車」の開発を社内で知られて反対されないように、またロビー活動への影響も考慮して、社内でも極秘のプロジェクトだった。実験部門は、22 プ
ロジェクト室室長や設計部門がいる技術部門の建屋か

134

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

図 4.10 駆動補助システム及び踏力・モータ合力の関係

走行騒音にはさらに課題が多かった。設計当初、デが成功裏に終了したことで、小粥はさらに自信を深め

ザイン優先でモータをフレームパイプ内に内蔵する設た。後日、何回か警察庁を訪問して、良好な雰囲気を計を取ったことが災いした。モータのある回転数にな感じ取った小粥の報告を受けて、藤田は生産を前提とるとフレームパイプと共鳴して、音が大きくなる。さした商品開発に向けた準備を開始する決意を固めた。

らに直流モータのブラシ摺動音、機械式トルクセンサやシャフトドライブなどの歯車噛み合い音など、ペダリングのたびに耳障りな音がした。一般用自転車のベアリング、チェーン、タイヤなどからの静かな音とは比べものにならなかった。
4.2.3

自転車としての製品価値と安全性 - 官庁ロ

ビー活動
社内では「道交法上の自転車扱いは 99% 不可能」
図 4.11と言われたが、一縷の望みに向けて、官庁等の試乗会

試乗会用試作車の外観

専用試作車の追加試作も行っていた。市販の軽快車と比較試乗することを想定して、マウンテンバイク風ではなく、軽快車の自転車部品を付けることにした。基本構造を大きく変更することはできないので、カラーリングなどを変更した（図 4.11 参照）。1991 年 4 月に官庁等の試乗会用試作車及び追加の実験用も含めた
20 台の組み立てが完了した。
東京事務所渉外担当の小粥雅徳は、1990 年暮れか
ら官庁等の試乗会専用試作車が完成するまで、入念な図 4.12

準備を行っていた。試作車の出来栄えにも細かく注文

警察庁・運輸省合同の試乗・説明会を付けた。1991 年 4 月に試作車ができたことを聞くと、本格的にロビー活動を開始した。社長名の要望書及びこの自転車の製品価値と安全性に関する説明書を持って、運輸省（現：国土交通省）と警察庁へ要望・説明に行った。会議室では、説明に対する質問を頂き、そ-商品開
4.3 初の電動機付駆動補助自転車発の苦労の場で答えられないものは後日また回答を持ってくる

4.3.1

工場も・市場もない、対象ユーザも分からな旨を伝えた。全体として、反応は薄かったが、少なくいところからの出発

とも門前払いではなかった。そして、「後日試乗して本格的な生産に向けた商品開発を行うのに室長の藤いただきたい」とお願いをした。公園等での試乗では、

田が行ったのは、開発人材の一本釣りだった。専務の数名単位で普通自転車との比較試乗をしてもらった。

長谷川とも相談して極秘プロジェクト扱いにしていたこうした要望・説明と試乗会を何度も繰り返し行った。

ので、普通の手段で人材要望などをできる状況ではな

この間にもらった質問・指摘と説明のたびに、社内でかった。時間はかかったが、この人ならと思える部署

小粥に質問・要望される 22 プロジェクトメンバは大の責任者に直接「この人を」とお願いすることもあっ変だったが、
小粥の説明の質と精度は向上していった。

た。1991 年秋から、こうして商品企画、設計、実験、

ある時、試乗会に立ち会った室長の藤田や実験メンバ

生産管理、事業企画などのメンバが集められた。東京

は、試乗に来てくれた役人の反応の薄さに不安を感じ

事務所の渉外担当だった小粥は自ら志願して 22 プロ

たが、渉外担当の小粥は確かな自信を感じていた。

ジェクト室に入り、各種企画・管理部門の課長に就任

それぞれに数回の試乗会を行った後、警察庁・運輸した。筆者もこの時、車体設計チーフとして開発メン

省合同での試乗・説明会を要望したところ、両省庁のバの一人に加わった。筆者が加わった時は PL（Project

承諾を得て、1991 年 6 月 28 日に合同試乗・説明会がLeader、室長配下のプロジェクト推進担当の管理職）

実現することになった（図 4.12 参照）。警察庁・運輸を含めて開発メンバは 7 名だったが、1991 年末には省の課長級の人たちも参加したこの合同試乗・説明会

10 名、1992 年 3 月には 17 名になっていった。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

135

生産車両の開発を考えた時、あまりにも何もないこ

内蔵する構造ではなく、図 4.16 のように、フレームとに筆者は唖然とした。全く世の中に前例のないカテ

ダウンチューブ下に懸架する構造にすること及びシャゴリの製品なので、市場もない、対象ユーザも分から

フトドライブ伝達からチェーン伝達構造に変更するこ

ない、いくらで買ってもらえるか分からない（開発者とを決めた。さらに、森山工業の技術者と相談の上、の漠然とした期待感はあるが）。さらに、社内で極秘

モータ直下の遊星歯車機構を遊星ローラ機構に変更す

プロジェクトにして、少人数で経験のないロビー活動ることにした。

対応なども行ってきたせいで、どこで作るかが決まっ

横山の設計したパワーユニット（図 4.14 参照）は、ていない、コスト見積りなどはしたことがない。従っその後の試作で多少の問題点はあったものの、プロて製品企画書、開発計画書などはない。これでは計画

ジェクトを揺るがすような大きな問題はなく、生産に的な商品開発などできそうにない状態だった。

移行した。このパワーユニットは、小型で耐久性に優れていたので、後にモータ制御用電子基板内蔵のドラ
イブユニットに替わるまで、多くのシティ車、実用車
及び海外展開用車両の基本形パワーユニットとして利用された。横山のパワーユニットが、生産を前提にした商品開発で大きな設計変更をしなくて済んだという意味では、技術検証のための先行開発であるプロジェ
クトがうまく機能したといえる。

図 4.13

ＱＦＤ品質展開表

そこで行ったのは、22 プロジェクト室全員参加の
QFD（Quality Function Deployment、品質機能展開）だった。想定ユーザの要求品質のリストアップ、比較
車両と比較した優先順位・セールスポイントの設定、開発要求品質項目のリストアップ、開発の優先順位・
開発目標値の設定などを、1991 年暮れから 92 年 2 月
末まで５回に分けて行った（図 4.13 参照）。各回の会
議までにそれそれの担当が調査・設計検討・実験検討
した結果を持ち寄った。比較車両はブリヂストンサイ
クルとナショナル自転車工業の軽快車だった。QFDを行ったことで、開発目標が明確になった。これで設計にスムーズに取り掛かることができると筆者は思っ

図 4.14

商品開発時のパワーユニット

図 4.15パワーユニット（カットモデル）

た。しかし、それが甘かったことを、３か月も経たな
い頃から思い知らされることになった。
4.3.2

変更続きの電池積載構造

生産を前提にした商品開発プロジェクトは、1991
年 11 月に開始された当初、1993 年 6 月に生産開始の予定だった。
機械設計担当の横山は、技術開発プロジェ
クト試作車の課題であった走行騒音の低減及びコスト低減のために、商品開発開始の頃すでにいくつかの対策案を考え、設計検討を行っていた。次の試作に向けて横山と筆者は、フレームシートチューブにモータを

136

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

先行開発がうまく機能しなかったのが、バッテリ

この頃、特許出願したときの図面が図 4.17 である。

の機能開発及びその周辺の構造設計である。先述のこの商品開発では、サイクルユース用バッテリの新QFD 途中の設計段階では、図 4.16 の左図のようにフ

規機能設計とそれを使う車両の生産設計をほぼ同時に

レームダウンチューブ上で、組電池を回転させながら、行おうとしたところに無理があった。新規バッテリの同時に電源端子が脱着される構造を本命としていた。

機能設計及び性能試験・評価などは、先行の技術開発

想定ユーザの要求品質を考慮したとき、家の外で外しで行うべき内容だった。しかし、先述のように技術たバッテリを屋内で充電することを重要な機能として開発では自転車として認められるかも、その先の開考えていたからである。しかし、これには大きな阻害発を進められるかも分からない状態だった。従って、要因があることは、技術開発の時から分かっていた、

バッテリメーカに明確な目標を提示して、機能設計

鉛蓄電池２個で６kg 弱になり、バッテリボックスに及び試験を行ってもらうことを、当該技術開発ではすると、6.5kg を超える質量になると予想されたので行っていなかった。そしてこの頃、自社でのサイクある。想定されるいくつかの重さのバッテリボックス

ルユース用バッテリの性能試験に向けて、サイクルを作って、22 プロジェクト室や周辺の部署の女性に寿命試験装置を準備しているところだった。後にこ実験をしてもらうと、「５kg でも重くて、片手で持つの遅れが、開発メンバのみならず、市場のユーザに気がしない」という人もいた。従って、重いバッテリまで影響する大きな品質問題になることを、この頃ボックスでも脱着作業性が最も容易になるようなレイは誰にも分らなかった。

アウトを考えてのことだった。しかし、図 4.16 左図のレイアウトでは、女性が片足をペダルに乗せ、もう片足で地面を蹴った反動で、バッテリ上を乗り越えて、
自転車に乗る動作（俗にいう、ケンケン乗り）を妨げる可能性も考えられた。さらに、この時点ではバッテリメーカに新作依頼をしていたバッテリの形状がまだ決まっていなかったため、バッテリが当初要求寸法よ

図 4.16

商品開発初期のバッテリボックス配置案

図 4.17

最終仕様のバッテリボックスレイアウト

り大きくなる可能性もあった。そこで、バッテリ脱着
作業性やその関連機能は多少犠牲になるが、図 4.16
右図のようにフレームシートチューブ後にバッテリをレイアウトする構造も同時に考えて、QFD 終了後に実験を行って、どちらかを選択することにした。
後日、筆者らは、確認のために、内蔵部品とそれを覆う樹脂カバーの外形形状に合わせて発泡スチロールを削り、それを骨組みだけの自転車に取り付けた車両を作った。
スカート着用で自転車ユーザという条件で、女性社員数名に集まってもらって、自転車乗り降りの実験を行った。その結果は、散々なものだった。乗り慣れた自転車の 1 本パイプのところに幅 100mm くら4.3.3

問題対策に追われる毎日

いの白い物体があるので、「乗り降りの時に足が当たっ

この商品開発での大きな課題のひとつが、年間何て、危ない」「怖くて、スカートでは乗れない」など、

台を、どこで生産するかということだった。ここにも、「これで良い」と言ってくれる人は一人もいなかった。

全く新しいカテゴリの自転車を、二輪車メーカのヤ

これでは、バッテリをシートチューブ後に搭載する構マハ発動機が作る上での課題があった。QFD や商品造にせざるを得なかった。

企画会議などで、とりあえず希望小売価格 98,000 円、

さらに、クレー造形作業が終わり、デザイン承認イ

生産台数を 1994 年３月までの９か月間で 1,000 台とベント直前の段階で、バッテリ単体の寸法が当初要求決めた。しかし、社内には「『ペダル付き』、『自転車』

寸法より、長手方向で 10 数ミリ大きくなることが分は売れない」というジンクスが根強く残っており、かった。バッテリ充電時の脱着作業性がさらに悪化す「モータ付き」と説明しても、それが自転車であるとる上に、サドル高さがこれ以上高くなることを避けるいう正式な情報も証拠もない時なので、生産のためため、止むなく充電時のバッテリ脱着構造を断念した。

に協力してくれる部署は少なかった。さらに、当時

電動アシスト自転車の技術系統化調査

137

の二輪車・自動車業界は組み立てメーカと部品メー

次のデザイン及び機能試作に向けた、より実務的な議カの系列関係が強固で、周辺に自転車部品を作って論を開始した。ブリヂストンサイクル側の自転車部品いるメーカもないので、購買部門の協力をもらうの

設計の窓口は設計２課課長の高木郁夫、フレーム設計は難しかった。

の窓口は設計３課課長の江口善勝だった。筆者と江口室長の藤田はこの課題に対して、以下のような長期らは、話し合って、1992 年 6 月中旬にヤマハ側から的視点で戦略を考えていた。

フレーム試作用図面を出図し、9 月初旬にブリヂスト

・この商品を自社ブランドで販売する場合、バッテリ

ンサイクル側でも試作フレームを使った一連の試験をや電気部品のことをある程度分かる自転車兼二輪車行うことになった。通常の自転車フレームの試験と考の販売店でないと難しい。それらの販売店では、大え方を同じにするために、駆動補助装置及び組電池と手自転車メーカの自転車も一緒に売られている。

同じ取付位置に同じ質量になるように調整した治具を・販売店とも、それら大手自転車メーカとも協調してフレームに付けて試験を行うことにした。この条件でいかないと、この商品の導入は難しい。
・自 転車業界各社にもシステム部品セットを販売して、各社のブランドで売ってもらう・それらの自転車メーカがいずれはライバルになるかもしれないが、ライバル関係で切磋琢磨してこそ、のフレーム試験は、筆者はもとより、フリヂストンサ
イクルでも初めてだった。1992 年 9 月、最初のブリヂストンサイクルでのフレーム耐久試験では、基準回数の半分も経たないうちにフレームのダウンチューブが破断してしまった。

この商品が世の中に認められ、広がって行ける。

ヤマハ側では、高木の協力を得て選定した自転車部

・自社での製造・組み立てが難しいなら、大手自転車品を、同じフレームに組み付けて試作車両を作り、実メーカに自転車部分を作ってもらう。

走行及びシャーシ上での応力を測定し、有限要素法での強度解析条件の検討を始めた。これで、フレーム耐

藤田は、専務の長谷川に相談して、二輪車のタイヤ

久試験の対策をするつもりだった。しかし、先述のデで取引のあったブリヂストン（株）経由で、自転車業

ザイン作業終盤での電池の形状変更及び質量の増加、界トップメーカのブリヂストンサイクル（株）に面会

更に二輪車と自転車の構造の違いに起因する隙間不足を申し入れた。話し合いの結果、1992 年 5 月 8 日にを高木及び江口に指摘されたことに伴う設計変更など

ブリヂストンサイクルから取締役以下数名がヤマハ発により、デザイン要素を入れた次の車両試作（一次試

動機を訪問し、その後 5 月 15 日ヤマハ発動機からブ作）のフレーム寸法、及び組電池に相当する試験治具

リヂストンサイクルへ実務部隊が訪問することになっが変わってしまった。予定より１か月遅れの 1993 年た。その頃、次の試作に向けた自転車部品仕様の選定

2 月初旬に行われた一次試作のフレーム試験では、先及び自転車部品メーカの現状視察のために、関西圏・の試験とは別の試験、別のフレーム部位で破断・折損

関東圏の自転車部品メーカへ、飛び込み訪問の旅をが生じた。

していた筆者も、5 月 15 日途中でメンバと合流して、ブリヂストンサイクル本社に向かった。

の型物試作まで続いた。原因として、筆者らのフレー

会議の席上、ブリヂストンサイクル側は慎重かつ寡ム設計及び強度解析の不慣れはあったが、バッテリ黙だった。ヤマハ側が終始一方的に計画を説明し、次の質量増加が大きかった。バッテリボックスの質量に行う試作に向けて、
ヤマハ選定の自転車部品の手配、は、型物試作直前には 6.25kg にまで増加した。型物

ヤマハ設計のフレームの試作及び試験を依頼した。試試作は、プレス型や鍛造型などの生産用型（樹脂部

作依頼に対する回答は、その場ではもらえず、「後日、品の場合は、射出成型型など）による部品を使ったブリヂストンサイクル側から返事をする」ことに決車両試作であり、技術仕様の最終確認の目的で行う

まった。帰路の途中、筆者は「あの雰囲気で、先方はものである。デザイン試作以後に、内容の異なる試試作依頼を受けてくれるだろうか」と不安にかられた。

作イベントを何回も行う習慣がなかったブリヂスト

数日後、ブリヂストンサイクルから試作及び試験を受

ンサイクルは、ロー付け作業も、次のモニタ車試作

諾するとの回答が書面で届いた。ここから、ヤマハ発に先駆けて、ほぼ生産工程で作っていた。最終確認

動機と業界トップのブリヂストンサイクルとの電動アであるはずの型物試作試験でもフレーム折損又は変シスト自転車における協力関係（後に、一部の製品で形の問題が続出した。筆者らは、大慌てで対策検討

ライバル関係になる）が長く続くことになる。

を行い、ブリヂストンサイクルの江口らとも相談の筆者は、次の週にブリヂストンサイクルを訪問して、

138

フレームの対策と試験の繰り返しは、1993 年 4 月

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

上、ガセットの形状変更、ダウンチューブの板厚変更、

シートチューブの材質変更などの仕様変更を行った。

訪問した時、今までの試作組立と同様、佐賀県北茂

プレス型の修正、ロー付け治具の修正、材料手配の

安町の佐賀工場のライン又はラインサイドを使って変更などが必要となり、生産立ち上がりがさらに 1.5

組み立てると思っていた。しかし、案内されたのはか月遅れる一因になった。

福岡県鳥栖市の配送倉庫だった。話を聞くと、組み立ては、倉庫ではなく、その横の閉鎖した小さな旧
営業所の一部屋を使って行うとのことだった。広い方のもう一部屋は組立前の部品及び出荷検査兼一時
車両置き場だった。佐賀工場から、組立に必要な工具・道具などを運んで、３台の作業台で３人のベテラン

図 4.18

フレーム単体の動荷重試験及び衝突試験

作業員が作業中だった（図 4.20 参照）。佐賀工場やヤ
マハ発動機の組立ラインとの規模の違いに驚いたが、「1994 年 3 月までに 3,000 台」なら、１日約 30 台のペースと考えると納得できた。

図 4.19

車両の台上走行耐久試験

フレーム開発以外にも問題は日々絶えなかった。試作を行い、コスト見積りを行うたびに見積もりコストが上がっていった。バッテリを除く駆動補助装置の部

図 4.20

モニタ車の組み立て

品手配・組立を森山工業（現：ヤマハモーターエレク
トロニクス）、自転車部品の手配・組立をブリヂスト

舞台裏は問題と対策の日々で、繁忙の連続であっンサイクルが行うことは、1993 年 2 月初旬の一次試

たが、表向きは徐々に進んでいた。1993 年 2 月 25 日

作から変わらないが、両社ともに初めてのことばかりに異例の技術発表が行われた。この時に技術名称とで、最初は慎重なコスト見積りの結果、コストが高かっして使われた PAS（Power Assist System）を、その後、た。次の試作に向けてコスト低減設計を織り込むも、商品名称にも使うことになり、電動ハイブリッド自問題が発生してコストアップに逆戻り。製造担当の両転車 PAS の販売準備が着々と進められた。7 月に自社はコスト見積り精度が上がった結果、コストアップ

転車として認可する旨の警察庁通達が発表されるらになる。これの繰り返しで、プロジェクト企画時の希しいとの情報を元に、7 月 27 日に東京と浜松でマス

望小売価格 98,000 円は、半年後に 127,300 円に修正、

コミ関係者を対象にした PAS の商品発表・試乗会が生産試作直前に 149,000 円に修正された。

行われた。これには先述のモニタ車試作 170 台が使二輪業界と初めて付き合うことになったブリヂス

われた。生産試作前に 170 台もの車両組立を実施す

トンサイクルは、協力的だったが、終始慎重だった。

るのは、ヤマハ発動機としても異例中の異例だった。

モータの付いた自転車の高いコストから見ても、ここの力の入れ様が功を奏したのか、商品発表・試乗の商品の将来性に懐疑的な見方をしていた。先述の会は盛況で、夕方のニュースで「時代性のある画期

フレームの対策会議中に、「生産台数は 1994 年 3 月

的な商品」と報道された。この頃になると、社内でまでに 3,000 台と決まりました。」と告げると、高木も広く知られ、「なぜヤマハ発動機社内で作らないのと江口は「3,000 台も売れますかね？」と真顔で心配か」と質問されるようになっていた。

してくれた。1993 年 6 月中旬から始まったモニタ車

その後、1993 年 10 月 1 日森山工業で駆動補助装置、試作の組立でも、ブリヂストンサイクルの慎重さが10 月 15 日にブリヂストンサイクルで PAS（PA26）

垣間見られた。6 月下旬に組立の立ち合いに筆者らが車両の生産組立が開始され、11 月 1 日に神奈川・静岡・

電動アシスト自転車の技術系統化調査

139

兵庫の３県での導入販売が開始された。販売前の予約していた。開発目標 20km を決めた時の実験コースのを含めて、当初予定の 3,000 台は数か月で売り切れて

道路状況・アシスト出力の様子と電池メーカの電池容しまった。この状況を受けて、1994 年 4 月 1 日から量を結び付け、最終的にカタログ値の測定条件としての全国販売では、年間 10,000 台の販売目標が 30,000

公表できる自動車のモード燃費のような走行パターン

台に上方修正された。

を決める必要があった。
色々な実験走行と測定電流値を材料に議論を重ねた
結果、図 4.23 のような走行パターンを一充電当たりの走行距離の台上測定パターンとして決めて、測定することにした。自動・無人の測定装置などはなかった
ので、試作車両の後輪に市販の自転車用固定式ローラ
台を取り付け、室長の藤田以下、全員交代でペダルを漕ぎ、アシスト出力が切れるまでに台上で走った距離と電池出力電流・電圧値を測定した。電池のバラツキも考慮する必要があり、数回同じ仕様の電池と車両でこれを行う必要があった。こうして得られた電池の出

図 4.21

商品発表・試乗会３）

力電流データを基に、電池メーカと電池容量、電池出力電流、放電終止電圧などの議論を重ねた。1992 年夏、
電池形状の決定が遅れ、先述のデザイン作業の段階で電池サイズが大きくなった背景には、ヤマハ発動機側のこうした事情と活動も影響していた。
メンバ全員参加のこの測定は、試作イベントでモータ制御仕様又は電池仕様が変わるごとに繰り返された。1993 年 7 月の警察庁通達発布以後は、この台上走行測定と実際の道路での使用状況との相関及び測定パターンの妥当性検証のため、いくつかの道路状
況とコースを決めて、これも全員交代で測定に当たった。この頃には、社内の他部署や営業部門の人たち

図 4.22

4.3.4

PAS（PA26）生産仕様の協力も得て行われた。

鉛蓄電池のサイクル寿命で大苦戦

この商品開発で最も問題だったのが、バッテリだった。開発メンバは商品開発当初、一充電当たりの走行
距離測定方法とその実力値ばかりに気を取られていた。当初の QFD では色々議論の末、技術開発時における走行性能実験コースでの道路状況と走行距離の実績などから、一充電当たりの走行距離の目標を 20kmと決めていた。一充電当たりの走行距離は、満充電の電池を付けた電動アシスト自転車が一定の駆動出力パターンで持続して走行できる距離をいう。電池側から見ると満充電時の電池容量及び放電開始電圧から放電

図 4.23

一充電当たり走行距離測定のヤマハパターン

終止電圧までの実際の放電電流量で決まる。電動アシ

140

スト自転車の電池出力電流は図 2.2 の合力のような脈上述の走行パターンは、ヤマハパターンと命名され、流になるが、電池メーカでは、電池容量を１C（定格

PAS の取扱説明書に平坦路走行、坂道走行などと併容量の Ah で表現された電池の時間率容量と同じ数字記されて公表された。後に新規参入したメーカも、この電流値、７Ah の場合は７A）の定電流放電で測定れを参考に一充電当たり走行距離を表示するようにな

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchり、2001 年に業界安全基準の参考表記例として採用しまう」という苦情だった。液式の鉛蓄電池の電解液された。さらに、道交法のアシスト比率が改正されたが極端に不足した時に起こるサルフェーションに似た

翌年の 2010 年には、登坂角など一部を改正して業界現象だった。サルフェーションは、放電時に電極表面安全基準で規定化された。2018 年に、同じ内容で JISに生成される PbSO4（硫酸鉛）が、負極表面に付着し、でも規定化された。

腐食層として内部抵抗の増大、充電効率の低下、放電1992 年暮れに先述のバッテリサイクル寿命試験装容量の低下を引き起こす現象である。通常は図 4.24

置が完成したので、1993 年年頭から自社でも電池ののように、充電時に負極では Pb（鉛）に、正極ではサイクル寿命試験を始めた。サイクル寿命試験では、

PbO2（二酸化鉛）にそれぞれ戻るが、放電深度の深電池の放電時間、充電時間及びそれらの間に電池温度

い状態で長期間放置されると、PbSO4（硫酸鉛）の結を規定の値にするための放置時間（冷却時間）が必要

晶化・硬質化が促進され、通常の充電電流では元に戻である。このときの鉛蓄電池と充電器では、充電に８らなくなって、急速にサイクル寿命が短くなる。PAS

時間を要したので、１サイクルに十数時間を必要としの２年目（1995 年）の春先に多く発生したこの現象は、た。サイクル寿命試験開始から数か月後、試験中の電シール形の鉛蓄電池での発生のメカニズムとして、原池のいくつかで、目標 200 サイクルの半分程度のサイ因がよく分からないというのが電池メーカの見解だっクル数で規定電圧以下に低下してしまうものがあるこた。開発メンバは、連続した充放電条件でのサイクルとが分かった。生産開始予定月の約半年前のことだっ

寿命試験は自動試験装置を使って試験をしていたが、た。
電装系担当者らは慌てて、データを持って電池メー

長期間放置した後の電池を使った寿命試験までは行っカとの協議を行った。鉛蓄電池のサイクル寿命は、電ていなかった。

池の電極及び電解液の成分・製法、放電時の環境温度・開発メンバは初期クレームが発生した直後から、電放電深度・放電最大電流値など様々な要因が絡み合っ池メーカに対策バッテリの開発依頼をした。対策バッて決まると言われ、今回の場合は電極付近の電解液濃テリは電池容量が７Ah から 7.5Ah に増加し、質量が度のバラツキの要因が大きいとされた。PAS に使わ２個で約 800g も増加したが、寿命に対する苦情は激れた鉛蓄電池はシール形（制御弁式）鉛蓄電池と言わ減した。ヤマハ発動機は、PAS を高額で購入してくれ、ゲル状の電解液をガラス繊維にローラで塗って電れたユーザのために、その後クレームがなくなるまで極の間に詰める構造になっていた。年間数千台という対策バッテリを無償で供給し続けた。さらに、1995

電池メーカにとっては試作レベルの生産量なので、作

年には鉛蓄電池を断念し、ニカド電池のモデルを市場

業はほとんどが生産に入っても手作業の予定になって投入した。

いた。PAS の商品開発の間は、さらに試作レベルの作り方なので、バラツキが大きくなるのも当然と思われた。今回の対策として、電池側で電解液及び塗布工
程の改良を行った。またモータ制御仕様も電池に有利
なように一部を見直した。その改良品の寿命確認が生産間際に合格と認められ、多少の不安感はあったが生産に入った。先の官庁への説明や商品発表会でも生産開始時期を明言して、販売前から予約が殺到している

図 4.24鉛蓄電池の放電と充電時の反応

以上、さらに延期することはできなかったのである。
心配が現実のものになったのは、販売後数か月経過してからである。
「数か月で、走れる距離が短くなった」、「カタログの 200 回も充電していないのに、以前行けたところまで行けなくなった」などの苦情が頻発

4.4 初代PASの果たした役割と残された課題するようになった。発売初期の PAS の鉛電池に関す大きな話題と電池のクレームを抱えながら販売を順る苦情は、時を経過するごとに増え続け、半年後に十調に伸ばしていった PAS は、販売開始からの約２年

数パーセントのクレーム率を記録した。

間で、機械振興協会 会長賞、新技術開発財団 市村産

さらに開発者の予想外だったのは、PAS 販売開始

業賞貢献賞、日経産業新聞 優秀製品賞など数々の賞の２年目（1995 年）の春に急増した「久しぶりに乗を受賞した。PAS の誕生及びその後の藤田・小粥らのろうと思ったら、すぐ電池切れの点滅ランプが点いて活動で、以下のような新しい流れが世の中に生まれた。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

141・自転車市場の中に、電動アシスト自転車という全く新しいカテゴリの市場が誕生した
・車道を走る電動の乗り物の本格的な実用化の先駆けとなった（歩道を走るハンドル形電動車いすは、
1974年にすでに実用化されていた）・人の力をアシストするという技術概念（特にモータ制御技術）のきっかけとなった・1995年の道路交通法改正のきっかけとなった・1995年から始まった電動アシスト自転車型式認定制
度のきっかけとなった・1996年の任意団体 電動アシスト自転車安全普及協
議会発足のきっかけとなった
PAS は、自転車として認められたが、通常の自転車と比較した場合の商品としては、まだまだ課題が多かった。それは以下のような項目が挙げられる。
・車 両が31kgと重く、一般用自転車と比べると、車両の取り回しが大変だった
・軽快車・シティ車が３〜５万円で販売されていた時代に、約15万円の価格は高かった・高い価格にも拘らず必要とした人達として、高齢者からの支持が多く集まり、ユーザも高齢者が多かったので、高齢者の乗り物とみられる傾向が強かった・サドルの下に大きなバッテリボックスがある構造のため、高齢者の乗り物してはサドル高さが高かった
・電池の脱着ができなかったので、「充電が面倒」という苦情が多かった。また、外で充電中に雨に濡れた充電器のクレームも少なからずあった
参考・引用文献
1）日 本特許、特許情報プラットフォーム（J-Plat
Pat）、独立行政法人工業所有権情報・研修館、
accessed on 2020-04-25, https://www.j-platpat.
inpit.go.jp/2）一 般財団法人 自転車産業振興協会：
「自転車実
用便覧

第 4 版」、（1982）

3）ヤマハ発動機：「社報ヤマハ142

国立科学博物館技術の系統化調査報告

No.272」、（1993）

Vol.30 2021. March

5 電動アシスト自転車の普及と発展の変遷
5.1 製品ライフサイクル視点での期間の分類

動は、電動アシスト自転車の大手製造企業が、一般用自転車と同様に、一年周期のモデル開発・販売計画をしていること、及び冬季に市場の需要が低下すること

初代 PAS の限定発売（1993 年 11 月）以後、独自と関係している。近年特に顕著な 3 月の出荷台数の伸の商品開発を果たした新規参入企業が 1995 年頃から長は、一般用自転車のシティ車が軽快車と呼ばれてい次々に現れ、徐々に電動アシスト自転車市場が形成た 1995 年以前から（コラム 2 の「JIS 規格におけるされていった。一般用自転車と比べると、高額な電自転車の分類」参照）、中学生・高校生の通学用自転動アシスト自転車は急激に増加することはなかった

車が入学式前に集中的に購入される現象（自転車業界

が、価格が下がり、機能・性能も進化していくのにでは春需と呼ばれている）と同じである。これは、後連れて、自転車又は自動車からの乗り換えなどとい述するように、電動アシスト自転車の大手企業が、近うかたちで、販売台数が徐々に増えていった。図 5.1

年特に高校生の通学用電動アシスト自転車に力を入れの上図に、電動アシスト自転車の市場規模の推移をていることからも類推できる。

表す指標として、1993 年から 2020 年までの年間生産台数を棒グラフで示す。市場規模を表す指標として
は、出荷台数又は小売業の販売台数等が適切である
が、自転車及び電動アシスト自転車に関する小売業の販売台数・金額を広範囲に、正確に、長期的に集計した統計データは存在しない。また電動アシスト
自転車では、1996 年以前の製造事業者の出荷台数・金額の正確な統計データはない。よって、本報告書
では全体を通して、自転車及び電動アシスト自転車の生産台数・金額の統計データで、市場規模の推移を議論する。
図 5.1 上図には、電動アシスト自転車の技術及び市場に大きな影響のあった出来事を△の点で、また国内経済に影響の大きかった出来事を■の点で、それぞれ示した。また、図 5.1 下図に、内閣府発表の景気動向指数のうち、コンポジット・インデックス（CI）の

図 5.1

電動アシスト自転車の年間生産台数の推移１）,２）,３）

一致指数及び遅行指数（用語についてはコラム４参照）
を併記した。電動アシスト自転車は、一般用自転車のそこで、月間生産台数を LOESS 局所回帰による時

２〜３倍の価格で売られてきたので、販売台数だけで系列分解で、傾向成分、季節変動成分及び残差（不規則）

なく生産台数も、景気の動向に左右されて変動しやす

成分に分解したグラフ（導出方法についてはコラム４

い傾向にある。

参照）を、図 5.2 の下３段に示す。この中で、上から電動アシスト自転車市場と景気の動向及び技術に関３段目の傾向成分が、電動アシスト自転車生産台数のする出来事等との関係を更に詳しく分析するために、

長期的推移の特徴をよく表している。ただし、傾向成

経済産業省生産動態統計に電動アシスト自転車の項目

分の両端（本統計データでは開始時期 1997 年及び終が追加された 1997 年 1 月から最近までの月間生産台

了時期 2020 年）周辺が変曲点である場合には、端点数及び出荷台数を図 5.2 の上から２段目に示す。月間

内側の値のみで曲線が平滑化されているので、正確な生産台数及び月間出荷台数で共に特徴的なことは、時傾向を示しているとは言えないことに注意する必要が期に大小の違いはあるものの、一年を周期とした季節ある。

変動である。また、月間生産台数と月間出荷台数の比

傾向成分の曲線は、1997 年から 2000 年にかけて下較で顕著なのは、2014 年以降の月間出荷台数が春（特降して、2000 年からは上昇に転じている。1997 年かに 3 月）に突出している点である。一年単位の周期変ら 2000 年の下降傾向の時期には、上から２段目の生電動アシスト自転車の技術系統化調査

143

産台数と出荷台数の差異も大きい。図 5.1 上図の出来までは停滞の状態が続いていた。これは、2019 年ま事でいうと、1997 年初期に 10 万円以下の電動アシス

での景気動向指数の遅行指数と類似している。注意すト自転車が登場して、生産台数が伸びたものの、1997

べきは、2020 年以降の景気、出荷台数及び生産台数

年後半からの金融不況の影響で販売及び出荷が低下の動向である。2019 年後半からの生産台数及び出荷し、翌年に生産台数を絞ったあと、出荷が生産台数よ台数は、それ以前の年と大きな違いがある。傾向成分

りは多かったことを示している。1997 年から 2001 年の末端は現状を正しく反映していない可能性に注意がまでの間では、上から２段目の生産台数及び最下段の必要だが、傾向成分は、景気動向指数のような下降傾

残差成分の変動が、その後の時期に比べて、大きい。

向を示しているようには見えないばかりか、上昇してこれは、この時期に“力の入ったモデル”が相次いだ

いるようにさえ見える。
以上のような分析を基に、本報告書では、電動アシことを示唆するものと言える。

スト自転車市場の期間を、図 5.1 及び図 5.2 の縦の点線で示したように、導入期 － 過渡期 －成長期 － 成
熟期（？）の四つの期間に分けて、それに沿って電動
アシスト自転車の市場・製品・技術の変遷を記述していくことにする。製品ライフサイクル論では、導入期– 成長期 – 成熟期 – 衰退期 の４段階での分類が一般的だが、ここでは、導入期の次に過渡期（1998 年から 2001 年まで）を入れて、ここでの商品開発についての出来事を詳しく記述する。また、2011 年 3 月の東日本大震災以降 現在までの期間を成熟期としたが、以下のような疑問がぬぐい切れないので、その前の成長期とは違うという意味で、成熟期（？）と呼ぶことにした。
・2011年3月から現在までの期間が、成熟期と言えるのか？大雑把に見れば、まだ成長期ではないか？
・2011年3月ではなく、停滞の傾向が明確に始まった
2017年中旬（図 5.2の2017年に引かれた縦の一点鎖線）で分ける方が適切ではないか？
図 5.2

月間生産台数及びその時系列分解３）, 10）・2020年の不況下における市場・生産・開発の動向によっては、言い方及び分類を変更する必要があるか2002 年から 2010 年までの傾向成分の曲線は、ほぼ一定のペースで伸長し続けている。同時期は、生産台
数と出荷台数の差異もほとんど見られず、残差成分ももしれない。
この期間の分類、各期間における主な出来事及びこの時期の技術の方向性を改めて表 5.1 に示す。

ほぼ一定の周期的変動で安定している。ただ、この期間の後半、図 5.2 最上段の景気動向指数は大きく下落

今後の電動アシスト自転車市場を占う、又は成長をしている。特に、一致指数の落ち込みは大きい。図 5.1

維持していくうえで、特に重要な時期は過渡期である。

上図の出来事で言うと。リチウムイオン電池及びいざ

表 5.1 に記述したこと以外に、過渡期に関しては、以なみ景気の波に乗って一定の上昇を続けた電動アシ

下のようなことも注目しておく必要がある。

スト自転車市場は、2008 年からのリーマンショック

・一 般用自転車の低価格帯輸入自転車で価格の低下による金融危機で不況下に突入したものの、2008 年が起こり、１万円未満の軽快車も店頭に並んだ。

に施行されたアシスト比率 2.0 の道路交通法改正及び・既 に減少傾向にあった国内の軽快車生産台数が、2009 年施行の幼児二人同乗自転車の条例改正によっこの時期を機に更に落ち込み、台数規模では輸入て、不況の影響をほとんど受けずに伸長し続けたとい自転車が軽快車国内生産台数を上回った。
・表 5.1に記述した重要な技術の進化が起こったが、うことができる。
2011 年から最近までの傾向成分の曲線は、踊り場からの上昇を二回続けた後、2017 年中旬から 2019 年

144

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

それらの技術は現在も続き、大きくは変わっていない。

表 5.1

段階

導入期

過渡期

成長期

成熟期（？）

電動アシスト自転車市場・製品技術の製品ライフサイクル視点での分類

期間

市場、周辺環境における主な出来事

代表的な技術的進化の方向性

1993秋〜1997秋

・電動アシスト自転車市場の誕生
・販売台数・生産台数の増加傾向
・システムサプライヤと自転車組
立メーカ

・駆動補助装置の軽量化・小型化
・電池の脱着充電機能
・自転車技術による弱点解消
・価格10万円以下へのコスト低減

1998〜2001

・不況下での販売・生産の減少傾
向・低価格化による販売増への誘惑
・事業撤退の続出
・市場の勢力図逆転の原因となる
開発

・より高エネルギー密度の電池
・自転車走行の軽さ、磁歪式トル
クセンサ
・モータのブラシレスDC化
・アルミフレームによる軽量化
・低価格化

2002〜2011冬

・充実の製品ラインナップ、好景
気、自転車ブームの中での市場の拡大
・安全性を見直すきっかけとなった消安法、電安法の改正
・不景気の中、追い風となった道
交法改正 （アシスト比率、幼児二人同乗自転車）・リチウムイオン電池による軽量化と高容量化・省電力と快適走行両立のモータ
制御
・改正消安法・改正電安法、アシスト新基準、幼児二人同乗基準に対応する安全性
・シティ車の中での車種増加、ス
ポーティ車への挑戦

2011春〜現在

・販売台数・生産台数の増加と一時停滞傾向
・自転車業界の中心的商材としての電動アシスト自転車
・e-bike 市場の誕生

・リチウムイオン電池の高容量化
・幼児二人同乗自転車の多様化
・高 校生通学用電動アシスト自転車・日本版e-bikeへの挑戦

・表 5.1に記述した電動アシスト自転車技術の方向性のうち、軽量化及び低価格化は、その後、高機能化・高容量化及び安全性の重視傾向並びに車種の多様化から、一部車種では維持されてきたが、技術全体の方向性ではなくなった。
電動アシスト自転車市場の歴史において、過渡期は同業界が過去に唯一経験した「不況下での販売・生産の減少傾向」の時期であった。不況下で製品が売れない時期が続くと、技術の方向性も揺らぎやすい。過渡期の時代と現在では、電動アシスト自転車及び業界の状況に異なる点が多くあり、歴史の振り返りがそのま
ま将来にも当てはまるとは限らないが、何かの参考になるかもしれない。その過渡期も含めて、本章及び次章で電動アシスト自転車の発展及びその技術の進化について記述していく。

電動アシスト自転車の技術系統化調査145コラム４：景気動向指数及びLOESS局所回帰による時系列分解について
景気動向指数の一致指数及び遅行指数について
本文図 5.1 及び図 5.2 の景気動向指数データは、内閣府のウェブサイトで公表されている「景気動向指数 長期系列」から「CI 指数（2015=100）」の「一致指数」及び「遅行指数」のデータを用いた。同ウェブ
サイトによる各用語の解説を以下に記す。
Table 8

景気動向指数に関する用語の解説１）

用語

意味

景気動向指数

生産、雇用など様々な経済活動での重要かつ景気に敏感に反応する指標の動きを統合することによって、景気の現状把握及び将来予測に資するために作成された統合的な景気指標をいい、コンポジット・インデックス（CI）とディフュージョン・インデックス（DI）がある。

CI指数（Composite Index）

採用系列の前月と比べた変化の大きさを合成して作成した指数。採用系列には、多くの経済指標の中でも景気に敏感に反応する系列が選ばれる。景気変動の大きさやテンポといった量的側面（量感）を把握できる。

一致指数

景気の動きに対し、一致して動く指標。景気の現状を把握するのに用いられる。

遅行指数

景気の動きに対し、遅行して動く指標。景気の転換点を確認するものとして利用される。

一致指数及び遅行指数の計算のもとになる統計は、時代に合わせて度々変更されてきたが、本文図 5.1
及び図 5.2 で用いたデータを引用したときの「第１２次改定（2020 年 7 月）」の主な内容は、・一致系列：生産指数（鉱工業）、耐久消費財出荷指数、営業利益（全産業）など 10 項目
・遅行系列：家計消費支出（勤労者世帯）、完全失業率、消費者物価指数（生鮮食品を除く）など９項目
LOESS局所回帰による時系列分解について一般的に、時系列データは、傾向成分（trend）、周期変動（periodic）、季節変動（seasonal）、不規則変動（random）又は残差成分（remainder）に分解できる。本文図 5.2 の生産台数データは、周期変動と季節変動が同じと見られることから、ある時期 i の時系列データ xi は、傾向成分 ti、季節変動成分 si、不規
則成分 ri とすると、以下の式で表される。

xi = ti + si + ri

本文図 5.2 における時系列データの成分分解は、LOESS による時系列の季節変動成分の分解法（STL:
Seasonal decomposition of Time series by Loess）であり、具体的には R の stats::stl 関数による計算である。これは、全データの中で共通の季節変動成分をまず分離し、次に残りから傾向成分を取り出す。傾
向成分を計算する方法には、移動平均法が古典的で有名だが、R の stl 関数は LOESS（正式には LOcally
Estimated Scatterplot Smoothing だが、“LOcal regrESSion”（局所回帰）に由来するとも言われている ）を利用している２）。LOESS は non-parametric 回帰分析の一種で、順に並んだ各データ（例えば、時系列データ xi）について、計算する周辺データの範囲（span、stl 関数の場合は t.window）を設定して、その範囲内にあるデータの多項式回帰曲線（本文図 5.2 では default の二次回帰曲線）を計算し、次々にデータを移動して（i の値を順に変えて）、回帰曲線を繋いで、全体の回帰曲線にする方法である。Span（全データ範
囲を 1.0 として、0 〜 1.0）の値が大きいほど、回帰曲線は滑らかな曲線になる３）。こうして季節変動成分
及び傾向成分を分離した残りが、不規則成分又は残差成分になる。
参考・引用文献
1）内閣府 経済社会総合研究所：website「景気動向指数」、内閣府 － 統計情報・調査結果 －景気統計、（2020）、accessed on 2020-11-07、https://www.esri.cao.go.jp/jp/stat/di/menu_di.html

146

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

2）
 The R Core Team：Reference manual "stats::stl (Seasonal Decomposition of Time Series by Loess)","R: A Language and Environment for Statistical Computing, Reference Index, Version 4.0.3 (202010-10)"、p.1690、(2020)、accessed on 2021-01-20、https://cran.ism.ac.jp/
3）The R Core Team：Reference manual "stats::loess (Local Polynomial Regression Fitting)", "R: A
Language and Environment for Statistical Computing, Reference Index, Version 4.0.3 (2020-10-10)"、
p.1478、(2020) 、accessed on 2021-01-20、https://cran.ism.ac.jp/

5.2 導入期における市場の形成と技術的進化検出手段によって、モータの駆動力が人力を超えないよう制御され、かつ高速時にはその作動を停止するよう制御されることを特徴とする電動モータ付き自転車

5.2.1

ニカド電池・脱着充電でその後の流れを作ったホンダ ラクーン

に関する発明だった。これらの特許公報に蓄電池の種類についての明確な記述はないが、フレームのメイン

1990 年初期、本田技研工業の小型電動車両開発のパイプに内蔵された大きさから、電動スクータ CUV

中心は、電動スクータ「ホンダ CUV ES」（3.3.2 参照）

ES で開発中のニカド電地を前提にしていると考えらだった。そのような状況下でも、「ピープル」（1984れる。本田技研工業は、ヤマハ発動機の初代 PAS が年発売、3.2.1 参照）以来の小型・軽量の自転車のよ限定発売される前から、今までのペダル付きの電動自

うな乗り物への情熱は消えていなかった。図 5.3 は、転車の開発の延長線上で、特許調査及び聞こえてくる

初代 PAS の限定発売（1993 年 11 月）の前に本田技情報を元に、電動アシスト自転車に繋がる開発を着々

研工業から出願されたペダル付きの電動機自転車に関と進めていたのである。

する代表的な特許である。いずれも人力によるトルクを検出し、車速とトルク値から、人力の補助としてモータ駆動力を用いるか、又はモータ駆動力に切り替える
アイデアの発明であった（後にすべて特許登録され、本田技研工業の電動アシスト自転車に関する特許権の拠り所の一部となった）。この中で 1991 年 1 月出願の特許 2814149 の発明者 神谷寛並びに 1993 年 4 月出願の特許 3274226 及び 1993 年 9 月出願の特許 2933926の発明者 黒木正宏は、電動スクータ CUV ES に関してもいくつか特許を出願している。彼らを含む数名の設計者が、電動スクータ及び後の電動アシスト自転車
ホンダ ラクーン（UB01）の両方で特許の発明者になっていることが、特許の出願履歴で分かる。
特に注目すべきは、図 5.3 下段の二つの特許である。
1993 年 4 月出願の特許 3274226 は、ヤマハ発動機の電動アシスト自転車最初の特許である特許 3086475（4.2.1 のプロト車に関する特許）が公開された 1992
年 4 月の約１年後に、当該公開特許を引用して、その一部を改良する発明として出願されている。当時は警察庁通達前なので、ペダル付きの電動自転車として公開特許公報をチェックし、それに対する回避や改良策を考えての出願である。さらに、1993 年 9 月出願の特許 2933926 は、警察庁通達及び初代 PAS の商品発表・試乗会（4.3.3 参照）の２か月後に出願された。
これは、先の出願を改良し、踏力検出手段及び速度

図 5.3

本田技研工業の 1990年初期の電動自転車特許

電動アシスト自転車の技術系統化調査

147

初代 PAS が限定発売されてから 15 か月後の 1995

初代 PAS との比較で目立つのは、車両質量 28kg（初年 3 月に、ホンダ ラクーン（UB01）が発売された。

代 PAS は 31kg）である。これには蓄電池として、ニ車格は従来の開発で検討されてきたものではなく、初カド電池を採用している点が大きく寄与している。アシ代 PAS と同様のタイヤサイズ 650 × 35A の外装カ

スト走行性能はほぼ同等であり、先述のトルクセンサ機

バー付きシティ車タイプで、パワーユニットはセン

構の簡素化と車両の軽さで、人力のみの走行では初代

ターモータ駆動方式・モータ人力別軸クランク軸合力

PAS より軽く感じられた。さらにホンダ ラクーン UB01

一体式である。図 5.4 にホンダ ラクーン UB01 の外観、には、初代 PAS で断念された脱着式バッテリボックス

並びにバッテリボックス及びパワーユニットのレイア構造が採用されていた。初代 PAS の電池改良機種でウトが分かる図を示す。希望小売価格も初代 PAS とある PAS type E の鉛蓄電池ボックスの質量 7.2kg に

ほぼ同じ 148000 円だった。

比べると、ホンダ ラクーン UB01 のニカド電池のバッ
テリボックスは 3.8kg、約 53% であり、これなら脱着式
バッテリボックス構造が採用可能な質量である。ホンダ
ラクーン UB01 のバッテリボックス取付構造は、初代
PAS の特許 2684029（図 4.16 参照）の問題点を改良するかたちで良く研究された構造だった。

図 5.4

ホンダ ラクーン 26（UB01）と主要部品の配置５）

これらの特徴から、ホンダ ラクーン UB01 以降に各社から発売された電動アシスト自転車の蓄電池には、一部を除いて、ニカド電池が採用されるようになっ

図 5.5 はホンダ ラクーン UB01 のパワーユニット

た。また、ここで採用された密閉形 D セル単電池 10の断面図である。モータ駆動系減速機構は、従来から個による組電池で、公称電圧 24V・電池容量 5.0Ah が、の開発と同じ２段の平歯車減速機構（最終的に１段目導入期から過渡期までの電動アシスト自転車蓄電池のは騒音対策で、はすば歯車を採用）から傘歯車機構を標準サイズになっていった。

介してチェーン伝達に繋がっている。トルクセンサ機
構の信頼性及び全体デザインなどを考慮して、歯車減速機構をパワーユニット底部に配置し、モータ回転軸を伸ばして、モータ本体をパワーユニットの上方に配置した構造になっている。
ホンダ ラクーン（UB01）には、トルクセンサ機構
として、トーションバー、スプリング及びポテンショ
メータを組み合わせた機械式トルクセンサが採用された。初代 PAS の遊星歯車機構、スプリング及びポテ
ンショメータの構造に比べると、構造が簡単で、人力のみの走行時に損失が少ないので、軽くペダルを漕ぐことができる。

図 5.6

図 5.7

図 5.5

UB01駆動補助装置の駆動部構造

脱着式バッテリボックスの構造

バッテリ単体及び車両搭載での充電６）

ホンダ ラクーン UB01 の蓄電池には全く課題がな
いわけではなかった。その一つが、初代 PAS と同じ
長い充電時間（最長充電時間は 10 時間）であった。

148

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

1995 年 12 月発売のホンダラクーン 24（UB02）及びコタサイクル）、及びララミー（ホダカ）としてそれ

26 シリーズで、ニカド電池の最長充電時間は、10 時

ぞれ発売された（図 5.10 参照）。三洋電機の駆動補助

間から 3.5 時間に短縮された。

装置キット CMU-1 には、C セルサイズのニカド電池

6）が使われた。
5.2.2

ハブモータ駆動方式を追求した三洋電機

三洋電機は、1980 年代から自転車用前照灯などをCMU-1 キットの発売から約１年半後の 1996 年 10供給する部品メーカとして自転車業界との関わりがあ月に三洋電機は、自社ブランドの電動アシスト自転車

り、1970 年代から断続的にペダル付きの電動自転車

エナクル CY-A1 を発売した。エナクル CY-A1 では、の検討を行ってきた歴史があった。図 5.8 は三洋電機「リヤキャリヤを持つとずっしり重い」「後輪ハブが大から 1992 年に出願されたペダル付きの電動自転車のきくて、重そう」などの従来モデルに対する不満を解特許である。上図はクランク軸下に配置したモータか消するために、直流モータのステータヨークに接着らベルト伝達機構でタイヤに圧接したローラを駆動さした磁石をフェライト系からネオジム系に変更して、せる構造である。中図は後輪軸後ろに配置したモータ

モータの小型・軽量化を目指した。その他の工夫も合からベルト伝達機構を介して、さらにチェーン駆動でわせた結果として、駆動ユニットの外径を約 10% 減

減速し、後輪軸で人力と合力する構造である。下図は、のφ 260mm に小型化、質量を約 30% 減の 5.1kg に軽ハブモータ後輪駆動方式のドライブユニットで、モー７）量化した（図 5.11 参照）。

タから２段のベルト伝達機構を介して、最後は歯車減速機構で後輪軸を駆動する構造である。いずれもトル
ク検出装置及び車速検出装置は装備しておらず、ハンドルに付けたグリップ操作で速度調節を行うアイデアであった。
三洋電機は、初代 PAS の商品発表・試乗会または限定発売以後、改めて電動アシスト自転車の駆動補助装置の開発に着手した。図 5.9 は、三洋電機から電動
アシスト自転車に関する発明として初めて、1994 年 3月に出願された特許である。ここでは、図 5.8 の２段のベルト伝達機構と歯車減速機構を用いたハブモータ
後輪駆動方式のドライブユニットを基にして、当該ドライブユニットの中にトルクセンサを追加することが検討されている。このころの三洋電機の戦略は、シス
テムサプライヤとして電動アシスト自転車駆動装置を自転車製造メーカに供給することだった。そこで、開発力の低い自転車フレーム製造メーカや組み立てメー
カにも有利だという理由から、蓄電池以外は全て後輪ハブの中に内蔵する構造が採用された。図 5.9 の特許
3048826 によると、断面図の左は歪ゲージ式トルクセ
ンサ、右は磁歪式トルクセンサと記述されているが、後に生産・販売されたものは、コイルスプリング、可図 5.8

1992年出願の電動自転車に関する特許

動片及び検出コイルを組み合わせた構造の機械式トルクセンサであった。
三洋電機は、ホンダ ラクーン UB01 の発売とほぼ同時期の 1995 年 2 月に、電動アシスト自転車用駆動
補助装置のキット CMU-1 を発表した。それから 3 〜
4 か月後の 1995 年 5 月〜 6 月に CMU-1 キットを使った電動アシスト自転車が、楽々族 S 型、L 型（出来鉄工所）、エレモス（サイモト自転車）、らくでんな（ヨ図 5.9

CMU-1のドライブユニット

電動アシスト自転車の技術系統化調査

149

5.2.3

異業種も含めた新規参入ラッシュ

ヤマハ発動機、本田技研工業及び三洋電機の電動ア
シスト自転車市場への参入の話題を受けて、1993 年
から 1997 年の導入期には、様々な企業が電動アシス
ト自転車市場への参入を目指して技術検討したことが
図 5.10

CMU-1キット搭載の電動アシスト自転車８）

特許出願履歴からうかがえる。そのうち実際に電動ア
シスト自転車製造メーカとして新規参入を果たした企
業及び最初の機種名などを表 5.2 に示す。三洋電機の駆動補助装置キットを搭載した製造メーカは 1997 年
時点で５社になった。ヤマハ発動機も藤田の目論見通り（4.3.3 参照）、車体部品の調達と車両組立を担当したパートナのブリヂストンサイクルに駆動補助装置
キットを販売し、ブリヂストンサイクルブランドのア
シスタ A63X が 1997 年３月から発売された。1997 年

図 5.11表 5.2を使ったグッドラック 20 VG238 が発売された。

導入期に新規参入した電動アシスト自転車製造・販売企業及び最初の販売機種８）

会社名

150

５月には宮田工業からもヤマハ発動機の駆動補助装置

エナクル CY-A1及び駆動ユニット

機種名

型式番号

発売年月

価格（円）

駆動装置
サプライヤ

ヤマハ発動機PAS26(PA26)

XA11

1993/11/1

149,000

自社

本田技研工業

ラクーン26

UB01

1995/2/2

148,000

自社

サイモト自転車

エレモス

1995/5/初旬

138,000

三洋電機

ヨコタサイクル

らくでんな

1995/5/初旬

138,000

三洋電機

出来鉄工所

楽々族Ｓ型

1995/6/初旬

136,000

三洋電機

スズキ

ラブ26

FZ81A

1996/4/下旬

136,000

自社

ナショナル自転車工業

陽のあたる坂道26

BE-EB63

1996/5/中旬

147,000

自社

スリーエム

楽チャリ24

TM-1

1996/10/初旬

85,000

三洋電機

三洋電機

エナクル26

CY-A1R

1996/10/初旬

111,000

自社

ブリヂストンサイクル

アシスタ

A63X

1997/3/初旬

124,000

ヤマハ発動機

丸石自転車工業

さんぽ路

SP243-M

1997/4/初旬

111,800

日立リビングサプライ

Cyecal(サイカル)

HCY-26

1997/4/初旬

115,000

三洋電機

宮田工業

グッドラック20

VG238

1997/5/初旬

119,000

ヤマハ発動機アトラックス

ロードラックスEX

R AC S2 6 MF3

1997/9/初旬

130,000

三菱重工業

ビスク Bicic

EPS24A

1997/10/初旬

97,800

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

自社従来からの自転車製造メーカの中で、駆動補助装
置を自社開発し、車両の製造・組立を開始したのはバーの蓋を開けて、バッテリボックスを上に引き抜く構造だった（図 5.15 参照）。

ナショナル自転車工業（現：パナソニックサイクル
テック）だけだった。図 5.12 は、1996 年 5 月に発売された同社の最初の電動アシスト自転車、「陽の当たる坂道（BE-EB63）」の外観写真である。図 5.13 は、
BE-EB63 のドライブユニットの側面図及び断面図である。トルクセンサは、遊星歯車機構、スプリング、
ポテンショメータを使った機械式トルクセンサである。このドライブユニットは、トルクセンサ、薄型モー
タ及びモータ系減速機構、制御基板などの主要な駆動補助装置を一体構造にした初めてのセンターモー

図 5.14

14）
PAS Type C（PN24）

タ駆動式ドライブユニットだった。

図 5.15図 5.12

バッテリ脱着及び充電の様子 14）陽の当たる坂道 BE-EB63

15）

導入期におけるヤマハ発動機の電動アシスト自転車
商品企画の背景には、初代 PAS 開発途中で断念せざ
るを得なかった当初企画実現への思いが常にあった。
ニカド電池の採用で、脱着充電は何とか実現できたが、価格・車両質量・取り回し性・一充電当たり走行距離など、課題はまだまだ多かった。さらに発売後の
図 5.13BE-EB63のドライブユニット

ユーザ調査や製品クレーム情報から分かったことが多くあった。その一つが、予想外に多い高齢ユーザの比率だった。当時の技術レベルや生産量では駆動補助装
置の性能・機能を落とさずに、価格・車両質量・取り

5.2.4

10 万円以下の本格的電動アシスト自転車の登場
ヤマハ発動機は初代 PAS 鉛蓄電池の市場クレーム

回し性などを大きく改善することが難しかった。そこで、開発メンバの取った手段が、自転車技術で対応することだった。

直後から、鉛蓄電池の改良仕様の検討を行うと同時に、

26 インチサイズの初代 PAS を 20 インチサイズの

当時研究部門で研究中だったニカド電池の本格的な開小径車にする目的で新規開発され、1996 年 1 月に発発を開始した。そしてホンダ ラクーン UB01 発売の売されたのが、図 5.16 左図の PAS コンパクト（PS20D）

1 か月後、1995 年 3 月にニカド電池搭載の PAS Type及び右図の PAS Swing（PS20）である。PAS コンパ

C（PN24）を発売した。ここで採用されたニカド電池

クト及び PAS Swing では、PAS Type C（PN24）とは、D セル 22 個の組電池による公称電圧 26.4V・電同じ 26.4V・5Ah のニカド電池の配列を変え、サドル

池容量 5.0Ah だった。基本レイアウトは初代 PAS と高さの低減とホィールベースの延長（直進安定性の向同じだった。大きく異なるのは、バッテリボックスを上）を狙った設計だった。この結果、最低サドル高さ

外す際に、回動式にしたシートポストのレバー操作でが初代 PAS の 800mm から 730mm となり、適正身長

サドルを前に回転させ、錠付きのバッテリボックスカ

142cm の人までカバーすることができた。また、車電動アシスト自転車の技術系統化調査

151

両質量は、初代 PAS の 31kg から PAS コンパクトの体が小型化されたことにより、フレームの V 字形状

28kg、PAS Swing の 26kg となった。

が U 字形状となり、乗り降り性が向上した。PAS コ
ンパクトの電源スイッチはキー式で LED ランプの電池残量表示 1 灯だったが、タンブラ構造のキー式を止め、電気的切替だけのレバー式に変え、電池残量表示は LED3 灯に増やし、電池残量が４段階で表示されるようにした。自転車部品も見直しを行い、1997 年

図 5.16

PAS コンパクト（PS20D）とPAS Swing（PS20）

14）

1 月にニュー・パス（PX26, PX24）が希望小売価格
99,800 円で販売開始された。

図 5.18
図 5.1714）
ニュー・パス（PX26）

三輪車 PASワゴン PT20D14）

さらに自転車に乗り慣れない人や二輪自転車ではふらつくという人のために、三輪自転車の電動アシスト
自転車版を作ることになった。これには、室長藤田の当初の考えに則して、ナショナル自転車工業（現：パナソニックサイクルテック）に自転車部分の製造依頼をした。そして、
ヤマハブランドの PAS ワゴン、ナショ
ナルブランドの陽の当たる坂道リラクルが 1996 年 3月からそれぞれ販売開始された。
ニカド電池の採用及び自転車技術により、充電作業
性・車両質量・取り回し性などが当時の技術レベル

図 5.19PX26のバッテリボックスの脱着として、ある程度まで達すると、残る課題は 134,000
円〜 149,000 円の希望小売価格だった。性能・機能を維持・向上させた上で、初代 PAS 開発当初の予定価
格 98,000 円を達成させるためには、特に駆動補助装
置の設計仕様及び製造工程を見直して、ムダなものを徹底して省く必要があった。バッテリボックスのレイ
アウトや脱着するための基本構造は従来と同じまま
で、バッテリボックスの内部構造を簡素化し、二重構造になっていたバッテリボックスカバーや蓋を廃止した（図 5.19 参照）。この時からニカド電池を公称電圧
24V・電池容量 5.0Ah に変更した。ドライブユニット
では、モータ制御の回路構成、モータ仕様、トルクセ
ンサ仕様、速度センシングの方法などを変更した（図5.20 参照）。バッテリボックスの小型化及びモータ制
御基板の簡素化・小型化などにより、駆動補助装置全152

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

図 5.20

PX26のドライブユニット

本 田 技 研 工 業は 1997 年 2 月に、ホンダラク ー ン
24UX-1/UX-3（UB04）及び 20RX-3（UB05）のシリーズで、デザイン一新のモデルチェンジを行い、UX-1
を 89,500 円、UX-3 及 び RX-3 を 99,500 円 で 発 売 開
始した。このシリーズでの独創的な特徴は、UX-1 が24V・3Ah、UX-3 及 び RX-3 が 24V・5Ah の ニ カ ド
電池のバッテリボックスにあった。フレーム固定のフロントバスケットの後部に配置した錠付きのバッテリ
ボックスケースの蓋を開けて、略直方体のバッテリボックスを上から挿入すると、底部にある凹形接続端
子が車体側の凸形端子に接続される構造だった。さらに充電器にも同様の凸形端子があり、バッテリボック
スを上から置くだけで充電が開始される構造を採用した（図 5.23 参照）。
さらにモータを中心にドライブユニットも新設計で、モータ回転軸、2 段の歯車減速軸及びトーション

図 5.24

UB04、UB05のドライブユニット

バーを内蔵したクランク軸が平行に配置され、簡略化・小型化が図られた（図 5.24 参照）。

5.3 過渡期における変化への挑戦と技術的進化
10 万円以下の電動アシスト自転車の登場により、
1997 年の生産台数は前年比約 2.5 倍に増加した。ま図 5.21

ラクーン 24 UX-3（UB04）と５）
ラクーン 20 RX-3（UB05）

た女優の浅田美代子を起用したヤマハ発動機の TV
コマーシャルの影響もあって、数は少ないものの、
30 歳代のユーザ層が新たに増加の傾向を示しつつあった。この勢いを受けて、幼児同乗車又は実用車などの電動化に踏む出す電動アシスト自転車メーカもあった。
しかし、この市場の好調は長く続かなかった。1997
年 7 月に起きたアジア通貨危機の影響が徐々に日本でも出始め、後に第二次平成不況又は金融危機と呼ばれる不況に陥った。この頃、自転車出荷台数の約３割にまで急成長していた大手 GMS・ホームセンター各社
は、価格戦略に乗り出した。自転車の実売価格が、徐々図 5.22

ラクーン _24 UX-3（UB04）の側面図に低下し、1999 年頃になると１万円以下の軽快車も出始めた。
販売価格低下の後に起きた不況という状況下で、電動アシスト自転車メーカ各社は事業の方向性、商品開発の方向性をそれぞれに模索せざるを得なかった。事
業撤退を決めたメーカもあった。またスズキのように自社開発・販売から OEM 製品販売に切り替えるところもあった。特に、ヤマハ発動機、本田技研工業及び図 5.23

ラクーン UB04、UB05の置くだけ
充電・バッテリボックス構造ナショナル自転車工業（現：パナソニックサイクルテック）のとった戦略・戦術は、その後の電動アシスト自転車業界の勢力図を塗り替える転機になった。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

1535.3.1

多様化への挑戦 電動アシスト自転車種類の増加

アシスト自転車の駆動補助装置が多少安くなったこの機会に、自転車部品の共用範囲を拡大しつつ、電動に10 万円以下のニュー・パスで価格戦略をリードしよる走行性能が必要と思われる子育て世代のユーザやていたヤマハ発動機は、1996 年には既に、その駆動

業務用途のユーザにも電動アシスト自転車を提案しよ

補助装置を使った機種展開も計画していた。このころうとする堅実な試みであった。

から、自転車部品調達と車両組立を担当していたブリヂストンサイクルも自社ブランドの電動アシスト自転
車を販売することになり、手始めに当時若者向け自転車のヒット商品だったシティ車「ラクッション」をイメージした電動アシスト自転車を開発することになった。そして 1997 年３月に発売されたのが、図 5.25 左
図のアシスタ A63X である。ヤマハ発動機からも、

図 5.26陽の当たる坂道マミー（BE-EBM43３）と13, 15）
アシスタスーパーキャリー（ACR26３）

ほぼ同一仕様のスタークロス（PF26）が 4 月に発売された。さらに、ブリヂストンサイクルの提案で、小径車のモデルチェンジとして開発され、ブリヂストン

5.3.2

サイクルからアシスタ 20UD（A203UD）、ヤマハ発

コンポシリーズ

動機からニュー・パス コンパクト（PX20D）として、1998 年１月に発売されたのが図 5.25 右図である。

多様化への挑戦ホンダ ラクーンシリーズ、

10 万円以下の電動アシスト自転車「ラクーン 24
UX-1/UX-3（UB04）及び 20 RX-3（UB05）」（1997 年２月発売）を機に、本田技研工業は、より積極的な開発戦略を実践していった。その一つが、1998 年 4 月に発売された「ラクーン COMPO（UB07）」であった。
ラクーン COMPO は、UX 及び RX シリーズのドライ
ブユニットをベースに、UX-1 と同じ 24V・3.0Ah の

図 5.25 アシスタ（A63X）とアシスタ 20UD（A203UD）1３）

C セルサイズニカド電池や制御用コントローラを内蔵したアルミダイキャスト製リヤフレームと、同製法のフロントフレームをレバー付きヒンジ機構で連結した

1998 年には、自転車メーカから幼児同乗電動アシ

折り畳み自転車だった。18 × 1.5 HE のタイヤを使い、スト自転車が次々に発売された。幼児同乗自転車で車両質量 19.8kg は、当時としては最軽量の電動アシは先駆者の丸石自転車から、自転車「ふらっかーず

スト自転車だった。GD 値（ペダル 1 回転当たりに自Como」をベースに、ナショナル自転車と共同開発し転車が進む距離）は 26 インチサイズのそれとほぼ同た「 ふ ら っ か ー ず Como ア シ ス ト（FRCA263）」 がじで、最軽量なので、軽快できびきびとしたアシスト

1998 年 1 月に発売された。同じ 1 月にナショナル自走行性能を誇っていた。

転車工業からもほぼ同仕様の「陽の当たる坂道マミー（BE-EBM433）」が発売された。そして、ブリヂスト
ンサイクルからも、自転車の「リトルフレンド」をベースに電動化した「アシスタ LF（ALF263）」が 1998
年 7 月に発売された。ほぼ同じ仕様で、ヤマハ発動機
からも「リトルモア（PC26）」が発売された。両社はこの１年後、幼児同乗車をベースにした実用車を開発
し、ブリヂストンサイクルから「アシスタ スーパーキャリー（ACR263）」が、ヤマハ発動機からは「PAS
ビジネス（PB24）」が発売された。

図 5.27

ラクーン COMPO（UB07）と折り畳み状態 5）

当時は、大手 GMS・ホームセンターによる輸入軽154

快車の低価格化攻勢の中で、日本の工業型自転車メー

本田技研工業は、ラクーン 24 UX-3（UB04）を 26

カは苦慮していた。自転車メーカの技術を基に進めら

インチサイズにしたラクーン 26 LX-3L（UB06）をれたこれらの商品開発は、高付加価値商品である電動1998 年 1 月に、さらにハンドルとリヤキャリヤの違

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchうラクーン 26 LX-3B（UB06）を 1998 年 3 月に、そ5.31 で示した第 1 アイドル軸にトーションバーが設置

れ ぞ れ 99,800 円 で 発 売 し た。UX-3（UB04） 及 び

されており、クランク軸からは増速された第 1 アイド

LX-3L（UB06）は、当時の価格、スリムで曲線的なル軸なので、トーションバーは従来機種より小型にす

スタイル、乗車時に目の前で見られる電池の残量表ることができる。モータ駆動系伝達経路は、モータ回示、置くだけで充電できる充電器の使いやすさなどか

転軸から第 2 軸アイドル軸で減速され、第 1 アイドル

らユーザの支持を集め、ラクーンシリーズの中では最軸で人力と合力され、さらに出力軸からスプロケットも売れた商品だった。

を介して後輪に合力が伝達される構造だった。JIS D
9115 電動アシスト自転車 附属書 C の分類には当てはまらない「センターモータ駆動方式モータ・人力別軸“別軸”合力一体式」のドライブユニットであった。

図 5.28 ラクーン 26 LX-3Lとラクーン 26 LX-3B（UB06）5）

ところが、2000 年 2 月にフルモデルチェンジされ発売されたラクーン 24 LX（UB08）及びラクーン 26
LX（UB09）シリーズでは、バッテリボックスの取付位置および構造が、シートチューブ後で、ヤマハ発動機と同じように、サドルを回転させて脱着させる方式に変更された。

図 5.295）
ラクーン 24 LX（UB08）

図 5.31

図 5.30ラクーン LXのバッテリボックス取付構造

ラクーン LXシリーズのドライブユニット

本田技研工業は、2001 年 4 月、自動車メーカならではの電動アシスト自転車を発売した。２代目ステップワ

ラクーン LX（UB08, UB09）シリーズのドライブ

ゴンのリヤ収納ボックスにコンパクトに収納し、別売り

ユニットは、1997 年発売のラクーン UX/RX シリーの充電器を付ければ、ステップワゴンに収納したまま充ズのドライブユニットをベースに、クランク軸に集中電できることを一つのセールスポイントにした電動ア

していたクランク軸、トーションバー及び合力軸の機

シスト自転車だった。この当時、自動車と電動アシスト

能をそれぞれ別の平行軸に分散した構造になった。図自転車との同時開発・同時発売の企画は世界初だった。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

155

年には全社の販売計画からも電動アシスト自転車が途絶えてしまった。特に、1997 年以降、構造の異なる
新機種が立て続けのラクーンシリーズだったが、商品そのものの技術レベルの高さ、質の高さで、市場では好評だっただけに、残念であった。
5.3.3
図 5.32

ステップコンポ（UB10）と折り畳み状態

５）

低価格化への再挑戦 ヤマハ PAS スマイル

電動アシスト自転車市場の過渡期は、駆動補助装置の電源部にニッケル水素電池が使い始められた時期でもあった。1998 年 5 月にナショナル自転車工業の「ドラクル（BE-EBD41）」、1999 年 1 月に三洋電機の「エナクルツーキング CY-SC26V」、ヤマハ発動機の「PASカスタム（PX26C）」がニッケル水素電池を採用した。
当時は、ニカド電池に比べてニッケ水素電池が割高だったので、同じサイズなら高価格の車両にしか使われなかった。
ニカド電池とニッケル水素電池の混在、メモリー効果（アルカリ二次電池において、継ぎ足し充電を繰り

図 5.33

ステップワゴンへの収納状態 1１）

返した場合に、得られる放電容量が減少する現象）による電池容量増加の期待外れ、電池容量増加に伴うリ
フレッシュ充電時間の増加など、ニッケル水素電池に

ステップコンポ（UB10）は、ラクーン LX 系のス

よる容量増加の負の側面に着目したヤマハ発動機は、タンド付き専用ドライブユニットを使い、アルミダイ

電池調達先の三洋電機と共同で、新たな電池管理シス

キャスト製リヤフレームのシートポスト後方に、蓋テ ム IFES（Intelligent & Flexible Energy System）

付のバッテリボックスケースを取り付け、その中に Cを開発した。IFES は、バッテリボックス内に BMC

セルサイズの 24V・3.6Ah ニッケル水素電池ボックス（Battery Management Controller）
回路基板を内蔵し、を収納する構造になっていた（図 5.34 参照）。ラクー

LED7 灯での電池残量、リフレッシュお知らせ、電池

ン COMPO より一回り小さい 16 × 1.75 HE のタイヤ

寿命警告などの表示に加えて、充電器及びドライブユ

を使って、車両質量は、この当時の最軽量を更新する

ニットとの通信による充放電管理及びメインスイッ

17.8kg だった。

チによる残量表示などを行っていた。 ヤマハ発動機
は、IFES、急速充電器、ブラシレスＤＣモータによるドライブユニット、ブリヂストンサイクルとの共同開発による自動変速システムなどを織り込んだ PAS
ロイヤルシリーズ（PY26, PY26C, PY26A など）を、
99,800 円から 126,000 円で、1999 年 11 月から 2000 年
1 月にかけて発売した。

図 5.34

UB10のバッテリボックス構造

ホンダ ラクーン（UB01）以来、次々と独創的で、完成度の高い電動アシスト自転車を世に出してきた
本田技研工業は、ステップコンポ（UB10）を最後に、新機種を市場に出すことはなかった。そして、2003

156

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

図 5.35PASロイヤルの電池管理システム IFES14）

ヤマハ発動機は、PAS ロイヤルシリーズを開発する一方で、OEM システム販売のためにハブモータ駆
動方式の駆動補助装置を開発していた。図 5.36 は、
ハブモータ駆動方式のパワーユニットの変遷を示している。1998 年当初は、三洋電機 CY-A1（5.2.2 参照）と同様のハブモータ後輪駆動方式を考えていた（図5.36 上図（１））
。しかし、自転車の軽快車で標準のシマノ製内装 3 段変速ハブのような変速機構を同時に織り込むことは困難と判断し、1998 年途中からハブモー
タ前輪駆動方式に変更して検討を続けた（図 5.36 中図（２））
。
ハブモータ前輪駆動方式にも課題はあった。その一つが、低路面抵抗道路上での前輪の空転現象である。
試作車の試乗中に濡れた路面上でＵターンをしようとしたときに、ペダル踏力からの指令を受けてモータが急回転をし、危うく転倒しそうになることがあった。
色々な検討の結果、駆動方式は単速のハブモータ後輪駆動方式に変更になった（図 5.36 中図（３））
。さらに開発メンバは、数か月後営業部門からの要望で、再検討を余儀なくされ、２速ならスペース的に織り込み可能なので、２速のハブモータ後輪駆動パワーユニッ
トが急遽追加になった（図 5.36 下図（４））
。
このプロジェクトは元々、OEM システム販売用の駆動補助装置開発プロジェクトだったが、不況下における増販の切り札として、いつの間にか完成車も含めた主力プロジェクトになっていった。開発メン
バは、度重なる変更と短期間のコスト低減開発に邁進することを余儀なくされた。さらに、後述のナショ
ナル自転車工業の「陽の当たる坂道スポーティ ViVi
（BE-EBWL63）」対抗として、C セルサイズニッケル
水素電池搭載のモデル２機種も追加となり、開発部
門及び製造部門は多忙を極めた。このような経過を経て、2001 年 2 月に「PAS スマイル（PJ26, PJ24）」
が 69,800 円 で 発 売 さ れ た。 続 け て、2001 年 4 月 に
２速パワーユニット搭載の「PAS スマイルデラックス（PJ26D, PJ24D）」 が 79,800 円 で、 ア ル ミ 溶 接 フ
レームの「PAS スーパーライトデラックス（PH26D,
PU26D）」が 99,800 円で発売された。

図 5.37

PASスマイル（PJ26）及び PASスーパーライト
デラックス U（PU20D）14）

図 5.36 PASスマイルのハブモータパワーユニットの開発経過

電動アシスト自転車の技術系統化調査

157

5.3.4 軽量化・自転車らしさへの挑戦 ナショナル
ViVi シリーズ
ヤマハ発動機、本田技研工業が積極策の末、自ら後退していく中、終始堅実な、結果として的確な開発を進めたのがナショナル自転車工業だった。1996
年発売の「陽の当たる坂道（BE-EB6 ３）」のドライ
ブユニットの改良を進めていく中で、開発メンバが注目したのがトルクセンサ機構だった。BE-EB63 のトルクセンサは、遊星歯車機構、バネ及びポテンショ
メータを使った機械式トルクセンサだったが、構造
図 5.38

PJシリーズの単速パワーユニット

が複雑で、コスト高。さらに人力のみの走行の時に遊星歯車機構も一緒に回転するので、損失が多く、人力走行が重くなっていた。開発メンバは、機械式

最低価格 69,800 円の PJ シリーズは、女優の後藤

トルクセンサを非接触の磁歪式トルクセンサにでき久美子を起用した TV コマーシャルの影響もあって、ないかをテーマに、松下電器産業生産技術部門と共

発売当初は前年までの不振を払拭するかのような売同で、1996 年秋から検討を始めた。そして、ねじりれ行きを示した。しかし、「７万円になれば 40 万台を受ける中空軸の表面にアモルファス合金製薄膜をの市場規模」と謳った調査会社の予想のような売り

貼って、効率よく磁気歪を起こさせ、それを検出コ

上げペースには届かないことが、しばらく経ってかイルで検出し、電圧変換するトルクセンサを、1998

ら分かってきた。自転車市場の価格攻勢で、１万円

年夏に開発した（図 5.39 参照）。

以下の軽快車も出現している中での電動アシスト自さらに人力とモータの合力点を、従来のクランク

転車 69,800 円は、新規ユーザにとって安いと感じら

軸上の歯車からチェーンに変更することを考案したれるものではなく、魅力的に見えなかったことも影（図 5.40 参照）。人力系動力伝達経路は、クランク軸響していた。

から後輪車軸までの間で約２倍に増速するのが一般

一方、2000 年までの従来モデルとは異質の構造と的なシティ系自転車の常識だった。電動アシスト自開発経過を辿った PAS スマイルシリーズのパワー

転車のモータ駆動系伝達経路では、減速のみで構成

ユニットは、発売当初から市場クレームが多発した。
さらに、ワンウェイクラッチの動力伝達能力上の不具合が発覚して、2001 年開発部門はその対策に、サービス部門は市場対応に追われた。そんな折、2002 年
3 月に突然、事業部が解散することになり、開発・品
質保証・営業の合計 13 名だけが、駆動補助装置の製造を担当していたモリック（旧：森山工業、現：ヤマハモーターエレクトロニクス）へ出向となり、その後の PAS 事業を託された。

図 5.39図 5.40158

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

1998年技術開発の磁歪式トルクセンサ

チェーン合力式のドライブユニット

されれば、モータ系の効率が良い。クランク軸上のスプロケットで合力するクランク軸合力式では、モータからクランク軸まで減速して、クランク軸のスプロケットから後輪まで増速することになる。モータ
仕様を変えない前提の場合は、モータ駆動系の減速比を大きくする必要があり、大型化・コストアップ・

図 5.41

エレガント ViVi（BE-EDWU6３）と15）
スポーティ ViVi
（BE-EBWL63）

効率低下を招く。これをチェーン合力にすれば減速だけになるので、効率が良くなる。モータ系のワン
ウェイクラッチの位置にもよるが、人力走行時の効率向上も図ることができる。
ナショナル自転車工業は、1998 年までの技術開発で、上記トルクセンサ機構及びチェーン合力式をある程度完成させていたが、さらにじっくりと機能開発及びコスト低減開発などを行って、2000 年 3 月に「陽の当たる坂道スポーティ ViVi（BE-EBWL63）」及
び「陽の当たる坂道エレガント ViVi（BE-EBWU63,
BE-EBWU43）」を 109,800 円で発売した。エレガント
ViVi 及びスポーティ ViVi の電池は、シティ系電動ア
シスト自転車としては思い切った割り切りのサブ C

図 5.42

2000年 ViViシリーズのチェーン合力

サイズ 1.5kg の 24V・2.8Ah ニッケル水素電池を搭載していた。これらの仕様設定の狙いは、車両の軽量化
及び走行性能の向上、特に人力走行時のペダルの軽さだった。当時車両質量 26kg 前後が標準だった電動ア
シスト自転車にあって、スポーティ ViVi のカタログ
重量 19.9kg（ただし、フロントバスケット及びキャリ
アはオプション設定）は、26 インチサイズで最軽量を誇った。エレガント ViVi BE-EBWU43 のカタログ
重量も 19.9kg、BE-EBWU63 は 20.2kg を謳っていた（ただし、いずれもフロントバスケットを  除く重量）。

図 5.43

2000年 ViViシリーズのドライブユニット

2000 年 ViVi シリーズで実際に採用されたチェーン
合力式は、図 5.42 のように改良された。

状・端子形状に変更した。満を持して 2002 年 3 月に2001 年 2 月ヤマハ発動機の「PAS スマイル（PJ26,

69,800 円で発売されたのが、図 5.44 に示すアルフィッ

PJ24）」が 69,800 円で発売されたのを受けて、ナショ

ト ViVi（BE-EHS63, BE-EHS43）である。アルフィッ

ナル自転車工業は価格戦略に対抗せざるを得なく

ト ViVi 24（BE-EHS43）は、アルミ溶接フレームやなった。開発メンバは、2000 年 ViVi シリーズのド

2.8Ah、1.5kg のニッケル水素電池などの効果で、車ライブユニット及び車体部品を基に、徹底的なコス

両 質 量 20.5kg（ ア ル フ ィ ッ ト ViVi 26（BE-EHS63）

ト低減開発を行った。1996 年の陽の当たる坂道 BE-

は 21.0kg）であり、シティ系電動アシスト自転車では、

EB63 以降、終始ぶれずに基礎研究と商品開発を継続

当時最安値、最軽量を誇った。

してきたナショナル自転車工業は、徹底したコスト

さらに、ナショナル自転車工業は、2002 年 ViVi シ低減開発を行いつつも、製品全体での商品性向上を

リーズの高付加価値機種「デラックス ViVi
（BE-EHD63、行う余裕があった。低価格商品のアルフィット ViVi

BE-EHD43）」及び「エクセレント ViVi（BE-EHE63、において、当時シティ系自転車のアルフィットで採

BE-EHE43）」 に、26V・3.0Ah 及 び 26V・6.0Ah の 業用していた U 形アルミ溶接フレームを、電動アシス

界初のリチウムイオン電池をそれぞれ採用した。このト自転車にも採用して、コスト低減と車体の軽量化

リチウムイオン電池は、ナショナル自転車工業の軽量の両立を目指した。さらに、2.8Ah ニッケル水素電池化戦略にうってつけの技術であり、デラックス ViVi

用の充電器を、置くだけで充電が開始される筐体形

24（BE-EHD43）」が 19.4kg、デラックス ViVi 26（BE-電動アシスト自転車の技術系統化調査

159

EHD63）」が 19.7kg と、
この機種での最軽量を更新した。
2000 年及び 2002 年の ViVi シリーズにおいて、新規ユーザに分かり易いカタログ値や特性に的を絞り、終始ぶれの無い、かつ着実な技術進化を続けたナショ
図 5.47デラックス ViVi
（BE-EHD6３）と15）
エクセレント ViVi
（BE-EHE6３）

図 5.44

アルフィット ViVi（BE-EHS63）と置くだけ充電器 15）
図 5.48

2002年 ViViのリチウムイオン電池管理システム

ナル自転車工業の ViVi シリーズは、販売店やユーザからの支持を集め、販売台数を大きく拡大した。ヤマハ発動機や本田技研工業の不振も手伝って、2002 年には業界トップの座を確実なものにした。

5.4 成長期における変化と技術的進化
図 5.45

2002年 ViViシリーズのドライブユニット

2002 年から 2011 年冬までを本報告書では成長期としている。この期間には、いざなみ景気（2002 年 2
月から 2008 年 2 月まで）、温室効果ガス削減視点からの自転車有効利用気運の広まり、及び後述する２件の道路交通法改正などの後押しもあって、電動アシスト
自転車市場は約 20 万台から約 40 万台（年間生産台数）の市場に成長した。
一方、自転車市場では、過渡期に起きた自転車の低価格化をきっかけに、大手量販店・ホームセンターなどによる輸入車増加の勢いが止まらず、成長期にはそれに押される形で、自転車の国内生産台数が減少していった。自転車と電動アシスト自転車の両方を生産・販売していたメーカは付加価値の高い高級自転車や電動アシスト自転車の生産に切り替えていき、低価格の自転車しか生産していなかったメーカの中には廃業に追い込まれるところも出てきた。
5.4.1

図 5.46160

コントロール基板の放熱板兼用のケース

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

成長期における機種の増加

過渡期の低価格化を機に、30 歳から 40 歳代の女性の電動アシスト自転車ユーザが増加し、導入期に顕著だった「電動アシスト自転車＝高齢者の自転車」のイ

シスト自転車 WILL ELECTRIC BIKE（BE-EHF07）

メージが変化していった。成長期には、シティ車の用である。3.0Ah のリチウムイオン電池、前 18 後 20 イ

途・ユーザに合わせた細分化が盛んに行われ、ユーザ

ンチのタイヤ、外装 7 段変速搭載で、電動アシスト自層が 30 歳から 40 歳代の女性だけでなく、若い男女に転車の中では最軽量の車両質量 16.9kg だった。自転も徐々に広がっていった。
その代表例の一つが、スタッ

車技術を流用した製法・仕様で、2001 年本田技研工

ガード形フレームのシティ車である。スタッガード形

業のステップコンポより軽量で、安い価格の 109,800

フレームの電動アシスト自転車は過渡期にも販売され円で販売された。

ていたが、車両の重さや電池の大きさなど、当時の自図 5.50 の 右 図 は、2008 年 6 月 に ブ リ ヂ ス ト ン サ

転車の軽快車と比べると、どこかに言い訳のあるもの

イクルから 104,800 円で発売されたマリポーサ E.A.

が多かった。成長期には、一般用自転車で最も台数のmini（MR23L8）である。4.0Ah のリチウムイオン電

多い通学用自転車で一般的な 27 インチサイズのタイ池を使って、前後とも 20 × 1 3/8 WO タイヤと剛性ヤを使った電動アシスト自転車が登場して、新規の若感のある X クロスフレームで直進安定性と操縦性のいユーザにも興味を持たれるようになった 。軽量な

バランスの取れた走りを実現していた。

アルミ溶接フレームのコスト低減、リチウムイオン電成長期前半には電動アシスト自転車の機種が増加

池による軽量化及び高容量化などにより、少し遠方にしたことで、さらにユーザ層が広がっていった。折も軽快に、気軽に行けるようになったことが大きかっからの自転車ブームの兆しを受けて、ナショナル自た。シティ系電動アシスト自転車で最初に、27 × 1 3/8
タイヤとスタッガード形アルミ溶接フレームを使って、発売されたのは、ブリヂストンサイクルの A.C.L.（アシスタ
シティリチウム、ACS7LP）及びヤマハ発動機 PAS シティ
S リチウム（PZ27C）だった。2004 年 11 月に発売された
これらのシティ車は 94,290 円で、3.7Ah のリチウムイオン電池を使っていた。

図 5.50WILL ELECTRIC BIKE
（BE-EHF07）と15, 1３）
マリポーサ E.A.mini（MR23L8）

女性向けにループ形フレームや H 形フレームでカ
ラフルな色やパーツを使ったものも販売された。図転車工業（現：パナソニックサイクルテック）は、

5.49 の右図は、2006 年 7 月にナショナル自転車工業

男性にも拡販すべく、ダイヤモンド形フレームのラ
イアバード EB（BE-EHB67）を 2005 年に 109,800 円で発売した。3.6Ah リチウムイオン電池、外装 7 段変段を搭載したライアバード EB は、アルミ溶接フレー
ムにどろよけ、リヤキャリヤ、サスペンション機能付きのシートポストなどを装備し、通勤用の電動ア
シスト自転車として販売された。

図 5.4913, 15）
A.C.L（ACS7LP）と A.girl’s（BE-ENDF63）

2006 年９月にはどろよけ、リヤキャリヤなどを装備せず、軽量 19.5kg や外観を重視したハリヤ（BE-から社名変更したパナソニックサイクルテックによっ

EPH67）が、2006 年 7 月に社名変更したパナソニックて、
2009 年 2 月に 110,000 円で発売された A.girl’（s エー

サイクルテックから 109,800 円で発売された。ハリヤガールズ BE-ENDF63）である。A.girl’s は、ファッ

（BE-EPH67）には、フロントサスペンション、外装

ション雑誌とのコラボ企画で、リチウム VIViDX（BE-

７段変速、4.0Ah リチウムイオン電池が採用された。

END63）の電池及び駆動補助装置をベースに、取り外

一方、2008 年 8 月にブリヂストンサイクルからリして持ち運べるおしゃれなバスケットインナーバッグ

アルストリーム（RS68L8）が 124,800 円で、ヤマハやカラフルな 5 色のフレームカラーなどをそろえて、発動機から PAS Brace（PV26V）が 125,800 円で発売

働く女性向けを謳った電動アシスト自転車だった。

された。両者の仕様は、細部で若干異なるものの、ア

小径車もカジュアルな街乗り用のものが発売される

ルミ溶接フレーム、フロントサスペンション、内装８ようになった。図 5.50 の左図は、2004 年にナショナ

段変速、4.0Ah リチウムイオン電池は同じだった。リル自転車工業（現：パナソニックサイクルテック）か

アルストリーム及び PAS Brace には、内装 8 段変速ら発売されたアルミ溶接フレームの折り畳み式電動アハブのためにブリヂストンサイクルが開発した回転抵

電動アシスト自転車の技術系統化調査

161

抗式のシフトポジションセンサを利用して、変速段ごとにアシスト速度域を変え、発進から巡行時まで最適な制御をするアシスト制御 S.P.E.C.8 が採用された。

図 5.51

ライアバード EB（BE-EHB67）と15）ハリヤ（BE-EPH67）

図 5.53

PAS リチウム（PZ26L）と電池・充電器 14）2009 年６月にパナソニックサイクルテックは、よりスポーツ走行を目指したジェッター（BE-ENHC78）を自動的に切り替える「オートエコモード」及びメイを 165,000 円 で 発 売 し た。 ジ ェ ッ タ ー に は、700 ×

ンスイッチ オフ後も一定時間継続して点灯するバッ

32C のタイヤ、外装８段変速、5.0Ah リチウムイオン

テリランプなど、ユーザ調査を基にしたきめ細かい機

電池が採用された。また、前年 2008 年 7 月に 45 万円

能を搭載した PAS リチウムシリーズを 2006 年 2 月で発売されたチタンライト EB で初採用された全面液に発売した。アシスト走行性能向上の技術開発は、ヤ

晶表示のマルチコントロールサイクルメータがジェッ

マハ発動機の開発スタイルとして、その後も継続さ

ターにも用いられた。液晶表示には電池残量、走行速

れ、2007 年モデルには、アシスト力の自動切り替え

度、積算区間走行距離、区間平均最高速度、瞬間電流の範囲を広げた「オートエコモードプラス」が織り込

消費量などが表示された。

まれた。アシスト比率法改正対応の 2009 年モデルでは、前輪の回転センサによる車両走行速度と後輪に繋がったモータ回転速度を比較することで、変速段数に合わせて、よりきめ細やかで快適なアシスト制御を行う「S.P.E.C.3」（ Shift Position Electric Control for 3
speed transmission）が採用された。

図 5.52

PAS Brace（PV26V）と

13, 15）
ジェッター（BE-ENHC78）

5.4.3

初の回生充電機能 三洋電機 エナクルジェネ

三洋電機は、2002 年のエナクルレジェ（CY-SH）
5.4.2

省電力と快適走行の両立を目指して ヤマハ

PAS リチウム

省電力化、コスト低減などの開発を進めてきたが、ヤマハ発動機は、2003 年 4 月に 2.8Ah ニッケル水2003 年 3 月発売のエナクルジェネ（CY-SJ）から、ハ

素電池、アルミフレーム、センターモータ駆動方式

ブモータ駆動装置を前輪駆動方式に変更した。 CY-SJ

チェーン合力一体式ドライブユニットの New PASのモータは、埋込磁石形インナーロータを使ったブラ（PZ シリーズ）を 69,800 円で発売した。2004 年 3 月

シレスＤＣモータだった。遊星歯車を使ったモータ減に は 3.7Ah 及 び 7.5Ah の リ チ ウ ム イ オ ン 電 池 を 搭速機構からワンウェイクラッチを廃止して、ロータか

載 し た PAS リ チ ウ ム（PZ-L, PZ-LL ） シ リ ー ズ をら前輪タイヤまでが常に直結で回転するようになって

89,800 円、115,290 円（消費税 5％込み）でそれぞれいた。メインスイッチを切って、押し歩き前進又は後発売した。7.5Ah リチウムイオン電池搭載の PZ-LL

進させるときにモータのコギングトルクが前輪のスには、アシスト感向上と走行距離伸長の両立を目指し

ムーズな回転を妨げないよう、ロータの磁石構造・配て、負荷速度全域でアシスト力を発揮する「パワーモー

置及びステータのティース形状などにコギングトルクド」を設定したモータ制御が採用された。これらの機低減の工夫がなされたモータだった。

種が市場の支持を得て、2004 年に事業の黒字化を達

エナクルジェネ（CY-SJ）のワンウェイクラッチ廃

成、2004 年 4 月に開発及び営業部門は、組織上、子止の最大の理由は、電池への回生充電実現のためだっ会社からヤマハ発動機本社に復帰した。

た。三相インバータ回路を用いるブラシレスＤＣモー

さらに、ペダル負荷を感知してアシスト ON/OFF

162のハブモータ駆動装置まで、後輪駆動方式で小型化、

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

タでブレーキ回生充電を行うには、乗員がブレーキン

グ操作を行ったときに、ホール IC の磁極位置信号に基づいて、インバータ回路の上側を流れる逆起電圧によるモータ電流に合わせて MOSFET を ON/OFF させると、回生電流となって、バッテリが充電される（図5.55 参照）。ただし、電池電圧が一定以上の過充電状態にならないよう制御することが重要である。CYSJ では、勾配２度の上り１km、10km/h 及び下り１km、20km/h の走行パターン（図 4.23 のヤマハパター
ンとは異なる）で、ブレーキ充電なしの場合の一充電当たり走行距離 17km（2.8Ah のニッケル水素電池使

図 5.55CY-SJ の回生充電時の回路 16）用時）に対して、ブレーキ充電ありの場合に 26km になるとした 16）。

図 5.56

エナクルジェネ
（ CY-SJ263D）とエネループバイク（ CY-SPA226）16, 32）

三洋電機のハブモータ前輪駆動方式のパワーユニッ
ト及びブレーキ 充電機構は、2008 年 12 月のパナソ
ニック株式会社による三洋電機株式会社の子会社化正式発表の後も、開発・生産が続けられたが、2010 年 4
月発売のエネループ SPL226（CY-SPL226）を最後に、
図 5.54CY-SJの前輪駆動パワーユニット

開発・生産ともに終了した。
5.4.4

道路交通法駆動補助比率の改正

エナクルジェネ（CY-SJ）は、
前輪モータ駆動ユニッ

道路交通法の電動アシスト自転車に関する法改正にト小型化のため、モータ駆動回路やトルクセンサを駆関しては、2002 年位から一般財団法人 自転車産業振動ユニットから切り離して、クランク軸付近に配置し興協会の補助事業活動として、安全性向上に関する調

た。トルク検出には、小型化・人力走行時の損失低減

査研究委員会のなかで、議論が進められていた。このなどのために、新開発の超磁歪材を使ったユニークな頃の法改正要望案には、EU Directive 規定（7.1.1 参照）

トルクセンサを採用した。

と同様のモータ定格出力の規制、アシスト比率３以下、三洋電機のハブモータ前輪駆動方式のパワーユニッ

自転車を押して歩く場合レバー等で操作するモータ駆

ト及びブレーキ充電機構は、
その後「ノッタ・ママ充電」

動の最高速度規制（案では６km/h）などが盛り込まとしても改良が重ねられ 、2008 年モデルのエナクルれていた。アシスト比率の拡大に関しては、長崎、横SPA シリーズ で は、リチウムイオン電池に対して、

浜、瀬戸内などの急坂で「電動アシスト自転車ではア

ブレーキ充電モードに加えて、ブレーキ操作に関係なシストが弱くて登れない」というユーザからの要望にく、平地・上り坂・下り坂などの走行条件に応じてア

応えるものだった。また、押し歩き時の駆動について

シスト力と走行充電を最適な状態に制御する「ノッタ・

は、配達業務などの用途を考慮してのものだった。

ママ オートモード」が追加された。

その後、警察庁や公益財団法人 日本交通管理技術協会などとの議論の結果、業界各社でアシスト比率をレバー操作などで切り替えられる試作車を作って、2005 年 12 月に日本交通管理技術協会主催で一般ユー
ザ（30 歳代女性及び中年男女）対象の実証実験が行われた。図 5.57 はその実証実験の様子である。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

163

せ専用車についても、２人同乗についてはその効果がみられなかった。このことから、現状では安全性の観点からは２人同乗を認めることは難しい』と結論付けられた 19）。
2007 年、警察庁に設けられた「自転車の安全な通行方法等に関する検討懇談会」の議論の結果として公図 5.57

アシスト比率切替式試作車による実証実験表された報告書では、交通の方法に関する教則（国家公安委員会告示）の自転車の正しい乗り方に規定された事項が色々ある中で、『幼児用座席に幼児を乗せその後、実証実験での結果、型式認定における試験

る場合は一人までであることを、教則に明示すべき』方法、特許権侵害及び製品事故などに基づく業界からと結論付けられた。これがマスコミで取り上げられ、の要望などを踏まえて、2008 年 12 月に「時速 10km/

反響を呼んだ 20）。その中に幼児二人を持つ親からの、

h 以下のアシスト比率を 2 以下、10km/h から 24km/『他の交通手段がなく、やむを得ず行っている幼稚園

h までで漸減」の道路交通法施行規則が改正された。

や保育園への送迎を禁止されたら困る。幼児二人同乗

図 5.58 は、電動アシスト自転車安全普及協議会作成を認めてほしい。
』などの意見も賛同を集めることにのアシスト比率改正を PR するパンフレットの一部でなった。2008 年に警察庁が、６歳未満の幼児を持つある。

親 3000 人を対象に行ったアンケート調査では、『幼児
二人同乗を認めるべき』の意見が３割を超える結果になった 20） 。
これを受け、警察庁は、2008 年 4 月に幼児２人同乗自転車検討委員会を立ち上げ、幼児二人同乗自転車を実現するために必要な要件をまとめることにした。
同検討委員会は、2008 年 7 月の中間報告において、幼児二人同乗自転車に求められる要件として、強度、制動性能、駐輪時の安定性、フレーム等の剛性、走行中のハンドル操作に影響する振動の防止、発進時などの操作性・安定性の六つの要件をまとめた 33）。
警察庁の検討委員会に対応するため、経済産業省及び業界は、2008 年 5 月に幼児２人同乗用自転車規格検討会を設け、幼児二人同乗用自転車の要件について

図 5.58

電安協作成のユーザ向けパンフレット 17）検討を行い、2009 年 3 月に「幼児２人同乗用自転車の規格（案）」をまとめた。同規格の作成に当たっては、警察庁の検討委員会メンバでもあり、同検討会で中心

5.4.5

164

幼児二人同乗自転車の認可となって具体的な基準をまとめた三枝繁雄（製品安全

幼児を同乗させた場合の転倒事故や交通事故に関し協会）の功績が大きかった（三枝氏は 2010 年に逝去ては、2003 年のイタルダ・インフォメーションなどでされた）。これを基に、一般財団法人 製品安全協会が18）以前から指摘されていた 。地球温暖化防止議論の高

自転車の製品安全基準（SG 基準）に幼児２人同乗用

まりとともに自転車の有効利用の推進が唱えられるよ

自転車の規定を追加し、一般社団法人 自転車協会がうになった一方で、自転車に関する事故が増加してき幼児２人同乗用自転車安全基準を策定した。

たことを受けて、2006 年に公益財団法人 日本交通管理

自転車産業振興協会では、2008 年 4 月に「安全性技術協会がまとめた「自転車に同乗する幼児の安全対策に配慮した幼児２人同乗用自転車開発委員会」を設け、及び乗車定員に関する調査研究報告書」では、『原則と要件にあう幼児二人同乗用自転車の試作車を公募する

して１名のみの同乗を認める現行制度の維持を基本とことにした。自転車産業振興協会は、応募された 12することが妥当』、また『２人同乗は１人同乗に比べ走社 14 台の試作車を用いて、2008 年 12 月に開発委員

行安定性（方位角加速度）が特に低下することや、１会メンバと警察庁の検討委員会メンバ等も参加した試

人同乗については走行安定性の向上がみられた子供乗乗会を実施した。この時のメンバからの指摘等を踏ま

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchえて応募企業は、改良を重ね、2009 年 2 月末に最終含めたメーカ希望小売価格が 12 〜 15 万円であり、高試作車を作成した。

額な自転車にもかかわらず、主に 30 歳代から 40 歳代

警察庁は幼児２人同乗自転車検討委員会のとりまとめ結果を、2009 年 4 月に発表した。そして、20092１）

年 7 月に、上記６要件の評価方法及び基準などを満たす幼児二人同乗自転車に関する都道府県公安委員会規則の改正が発布・施行された。

前半の子育て世代のユーザからの支持を受けて、電動アシスト自転車商品群のなかで重要なカテゴリになっていった。
パ ナ ソ ニ ッ ク サ イ ク ル テ ッ ク は、2011 年 5 月 に
前 22 インチ・後 26 インチタイヤの「ギュット（BE-

幼児二人同乗自転車に関する公安委員会規則の改正

ENM633）」 及 び 前 後 20 イ ン チ の「 ギ ュ ッ ト ミ ニが行われた 2009 年７月 1 日に合わせて、幼児二人同（BE-ENMM033）」の幼児二人同乗対応の電動アシス

乗自転車のアンジェリーノシリーズ及びアシスト新基

ト自転車「ギュット」シリーズを、それぞれ 132,000

準対応の幼児二人同乗電動アシスト自転車アンジェ円で発売した。ブリヂストンサイクルは、「パパもマリーノアシスタシリーズを同時に発売したのは、ブリマも乗れるハンサムバイク」、「子供乗せ卒業後は、ヂストンサイクルだった。ヤマハ発動機もブリヂスト

リアチャイルドシートを取り外し、電動アシスト自ンサイクルに合わせて、同日に新基準対応の PAS リ

転車として利用」などを謳い文句に、後子乗せの幼トルモアリチウム及び PAS ラフィーニ を発売した。

児二人同乗電動アシスト自転車「HYDEE.B（ハイディビー、HY6L61）」を 2011 年 6 月に 139,800 円で発売した。2013 年 7 月には、前後 20 インチタイヤの後子乗せ幼児二人同乗電動アシスト自転車、bikke e（ビッケ イー、BK0C13）を 142,800 円で発売した。図 5.60
及び図 5.61 は、この時期に販売されたブリヂストン

図 5.59

アンジェリーノアシスタ（A26L69）とアンジェリーノミニアシスタ（ A22L49）1３）

サイクルの幼児二人同乗対応の電動アシスト自転車である。

5.5 成熟期における変化と技術的進化
本報告書では 2011 年春から現在までを成熟期（？）としている。この期間には、東日本大震災による景気図 5.60Angelino POSH ASSISTA（AP6L41）と22）
HYDEE.B（HY6L6１）の後退、アベノミクス景気（2012 年 12 月から 2018年 10 月まで）などがあった。電動アシスト自転車市
場は 、年間生産台数約 40 万台から約 60 万台の市場に成長した。
一方、自転車市場では、自転車の国内生産台数の減
少及び付加価値の高い電動アシスト自転車生産への切り替えの流れが止まらず、ついに 2013 年に自転車軽快車の国内生産台数が電動アシスト自転車生産台数を下回ることになった。
5.5.1

成熟期（？）における製品の多様化

図 5.61

Angelino PETITE ASSISTA（AP2L82）と22）
bikke e
（BK0C1３）

成熟期になると、実用性・耐久性とデザイン性を備え2009 年 7 月幼児二人同乗自転車に関する都道府県

た通学用電動アシスト自転車が各社から販売されるよう条例改正の後、幼児同乗対応の電動アシスト自転車は、になった。メーカ各社が、女子高校生をターゲットユー

二人同乗か一人同乗かの違い、チャイルドシートが前ザにして、彼女らに好まれるデザインや色の通学用電動

か後かの違い、タイヤサイズの違いなどで様々な種類

アシスト自転車を開発するようになり、彼女らに人気のの製品が、数年の間に相次いで上市された。 幼児同モデルやタレントを起用して PR 活動を行うことが、電乗対応の電動アシスト自転車は、チャイルドシートを動アシスト自転車の分野でも一般的になってきた。過渡

電動アシスト自転車の技術系統化調査

165

期の頃までは、自転車メーカでは季節性の強い通学用
自転車の春需が終わった５月ごろから、季節性の少ない電動アシスト自転車の新商品を生産するのが一般的だったが、成熟期には、通学用自転車として電動アシス
ト自転車がユーザの選択肢の中に入るようになり、４月入学に備えて前年の秋には通学用電動アシスト自転車の新商品を発表するのが普通になってきた。
図 5.62 は、成熟期になって通学用電動アシスト自図 5.64

電動アシスト自転車の年齢別ユーザ数 25）

転車として発売されたモデルの例である。
増えていくことが予想される。
配 達 業 務用の電 動アシスト自転車（JIS D 9111 の分類では電動アシスト自転車の実用車）は過渡期の頃（1999 年頃）から上市されていた。その頃は、従来から使われていた自転車の実用車をベースに、ニカド電池
図 5.62

カラーズ・B・EB（BE-ENCB6３）と22, 14）
PAS Ami（PA26A）

又はニッケル水素電池を使った電動アシスト自転車で、主に運転免許を持たない人の新聞、郵便又は乳酸菌飲料の配達などに使われていた（図 5.65 左図参照）。
成長期の後半（2000 年代後半）、特に道路・駐車規

ブリヂストンサイクルは、通学用自転車のベスト制や渋滞の多い都市部での宅配便が増えたことから、セラー機種であるアルベルトシリーズがあるので、運転免許を持たない人でも配達業務が可能な電動ア2013 年モデルまで通学用電動アシスト自転車に積極

シスト自転車とリヤカーの組み合わせによる宅配形

的ではなかった（むしろ幼児同乗用電動アシスト自転式が増えていった。当初、宅配業者が入手しやすい

車の機種展開に積極的だった）。2014 年 2 月にヤマハ

比較的安い価格のシティ系電動アシスト自転車でリ発動機製の駆動補助システムを使って、雑誌とのコラ

ヤカーを牽引していたが（図 5.65 右図参照）、リヤカー

ボモデルとして女子中高生向けの通学用電動アシスト

を含めると最大で 150kg から 200kg 位の重量物を牽

自転車を発売したことがあったが、2015 年 1 月に自引するので、駆動部・牽引部などの変形・摩耗・劣化・社開発のハブモータ前輪駆動方式パワーユニットと後破損などが多く発生していた。そこで、耐久性と一輪の樹脂コグベルト「アルベルト」を組み合わせて、充電当たり走行距離に優れた配達業務用電動アシス

通学用電動アシスト自転車「アルベルト e 」を発表し、ト自転車が、リヤカー牽引の宅配業務にも使われる

2 月から発売を開始した（図 5.63 参照）。

ようになった。配達員の体力、道路環境及び配達物の量などにもよるが、過酷な条件で使われる宅配業
務の場合には、業務用電動アシスト自転車でも、ア
シスト走行性能・制動力・耐久性 などの点で、宅配業務を完全に満足するものではなかった。

図 5.63アルベルト -e（EAL685）とハブモータ前輪駆動ユニット 22）

図 5.64 は、2019 年 10 月に経済産業省主催の「多様なモビリティ普及推進会議」で、ヤマハ発動機の村田和弘によって報告された電動アシスト自転車の年齢別

図 5.65

アシスタ M C（MS H24３）と PAS リチウムによるリヤカーの牽引 1３）

ユーザ数のグラフである。従来からの高齢者及び 30

166

歳代 40 歳前半のユーザに加えて、高校入学の年齢に2009 年アシスト比率法改正以後、各社から発売さもう一つのピークができていることが分かる。現在はれた電動アシスト自転車の実用車は駆動力の点では従まだ数の上では少ないが、今後徐々に高校生の需要が来のものより有利になった（図 5.66 参照）。また、リ

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchヤカーの牽引も考慮した頑丈な設計になってはいた

電動アシスト自転車に限り、アシスト比率を３とすが、汎用的な配達業務を前提とした部品仕様だったの

る道路交通法上の特例」を申請し、企業実証特例制

で、部品の摩耗・変形・故障などは発生していた。

度による実証事業が、2014 年 10 月から開始された（図5.68 参照）。実証事業は 2017 年 9 月に終了し、2017
年 10 月末に道路交通法施行規則一部改正の公布・施行が決定した。
5.5.2

速度検出の多様化によるアシスト走行機能の進化
図 5.66

PAS GEAR-U（PM26BU）とビジネス ViVi BE-ENG632）

14, 15）ヤマハ発動機は、2009 年モデルから後輪ハブの変速比 に合わせた 最適の駆動制御「S.P.E.C 3」のために前輪に速度センサを追加したが、2013 年には全モ

ヤマハ発動機は、ヤマト運輸からいくつかの要望

デルのクランク軸部にホール IC 式回転センサを追加を受け、2008 年頃から業務用電動アシスト自転車

して、トリプルセンサ方式とした。今まで、後輪に繋PAS GEAR をベースにしたリヤカー牽引用電動アシ

がったモータ回転軸でモータ駆動時の車速、前輪の速スト自転車及びリヤカーの企画提案をしていた。実度センサで下り坂などの惰性走行時も含めた全ての状

際の開発・製造・販売になると、製造・ロジスティック・態での車速を検出することができた。さらに、クラン

価格などで課題が多く、実現が難しかった。それでも、ク軸の回転センサとトルクセンサで、乗員のペダリン

関連会社のヤマハモーターエンジニアリングや自転

グの有無・踏力の強さに加えて 、自転車と乗員の動車部品製造のブリヂストンサイクルの協力を得て、きと状態を瞬時に知ることができるようになった。こ2013 年に電動アシスト三輪車と脱着式三輪リヤカー

れにより、平坦路などでの低踏力のときの短い惰性走の組み合わせ車両 PAS GEAR CARGO を 2013 年 11行の状態を駆動状態と滑らかに繋ぐことで、より滑ら月に販売した（図 5.67 参照）。

かで快適なアシスト駆動制御を実現した。
こ れ に 対 し て、 パ ナ ソ ニ ッ ク サ イ ク ル テ ッ ク も2015 年モデルから、車速センサとクランク軸回転セ
ンサ を追加して、「マルチセンサモータ」と「タフパワーアシスト制御」で走行制御の改良を行った。
このようなトルク検出や回転数・速度検出の多重化
は、より快適なアシスト走行性能や制御に貢献しているが、後述するより高度な駆動制御及びディジタル表

図 5.67PAS GEAR CARGOと脱着式リヤカー 14）示と合わせた的確な故障診断などにも貢献できるはずである。

図 5.69図 5.68

実証事業中の PAS GEAR CARGOと専用リヤカー25）

2013年 PASのトリプルセンサ 24）

ヤマハ発動機の 2016 年 PAS シリーズでは、前輪の速度センサの信頼性向上と小型化も実施され、現在に至っている。

さらに、経済産業省の産業競争力強化法に基づいて、ヤマト運輸とヤマハ発動機は、「リヤカー牽引の電動アシスト自転車の技術系統化調査

167

及び YPJ-C の駆動補助システムは欧州仕様を国内の道交法等の規格に合うよう変更されたものであり、電池の定格電圧は 国内シティ車などと同じ 25.2Vだった。
これに対して、パナソニックサイクルテックも、欧州仕様の駆動補助システムを国内仕様に一部変更して、本格的なマウンテンバイク XM1（BE-EXM40）
を 330,000 円で 2017 年 9 月に国内販売を開始した（図5.73 右図参照）。XM1 の電池定格電圧は欧州仕様と同
じ 36V だった。

図 5.705.5.3

2016年 PASのトリプルセンサ 24）

e-bike の登場

ヤマハ発動機は、2012 年頃から本格的に欧州市場

図 5.7314, 23）
YPJ-C（PW70CM）と XM1（BE-EXM40）にドライブユニットの供給を再開していたが、OEM先の要望を入れて、小型化したセンターモータ駆動

2017 年は、欧州で生まれた e-bike が日本の電動ア方式クランク軸合力の PW 系ドライブユニットを開シスト自転車市場に本格的に上陸し始めた年と言っ

発し、2014 年から OEM 供給を開始した。その後、ても過言ではない。近年の欧州 e-bike 市場を牽引す

PW ドライブユニットシステムの販路拡大と国内でる Bosch 及 び 欧 州 の e-bike 市 場 で 存 在 感 を 示 し ての本格的なスポーツ系電動アシスト自転車の普及をいたシマノが、2017 年に相次いで「日本の法規制に目指して、ドロップハンドル仕様のロードバイク

適合する e-bike のシステム部品を販売する」と発表

YPJ-R（PW70RM 及び PW70RXS）を開発し、2015した。これを受けて、欧州などで両社のシステムを

年 12 月から 248,400 円で国内発売を開始した（図 5.71

搭載して e-bike を販売していた海外メーカ及び今ま参照）。また、2016 年 10 月にバーハンドルタイプのでスポーツ系自転車を得意としていた日本の自転車

ク ロ ス バ イ ク YPJ-C（PW70CM 及 び PW70CXS）

メーカなどが次々に新規参入を表明することになっを 199,800 円で発売した（図 5.73 左図参照）。YPJ-Rた。図 5.74 左図は、2017 年に日本向けとして発表され た Bosch eBike Systems、Active Line Plus で ある。図 5.74 右図は Bosch eBike Systems を搭載した
TREK の日本向けクロスバイクタイプの e-bike の一つである。

図 5.7114）
YPJ-R（PW70RM）

図 5.74

Bosch Active Line Plusと TREK Verve+32）

ヤマハ発動機は、2018 年モデルとしてマウンテン
バイクタイプの YPJ-XC、ロードバイクタイプの YPJER、クロスバイクタイプの YPJ-EC、及びリヤキャリ
ヤやバッテリランプなどを付けたクロスバイクタイプ
図 5.72YPJ-Rのドライブユニットと電池による携帯電話などへの充電 31）168

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchの YPJ-TC を販売した（図 5.75 参照）。これらの機種は、欧州仕様と同じ 36V・13.3Ah の電池に対応したシステムで、新設計の液晶ディスプレイ及び操作スイッチ

自転車は、全長 1900cm 以下、全幅 60cm 以下）としでは USB コネクタに加えて、Bluetooth 通信もできて作られており、中には駆動用バッテリ式前照灯と尾るようになっている。また、パナソニックサイクル

灯が標準装備で付いたものもある。しかし、海外メー

テックも、2018 年 7 月にマウンテンバイクタイプのカの製品やマウンテンバイクタイプの e-bike には前

XM1（BE-EXM240）、XM2（BE-EWM40）及びクロ

照灯はおろか、普通自転車の寸法範囲を超えた車両もスバイクタイプの XU1（BE-EXU44）を 380,000 円かある。実際に日本の道路を走行するときは、ユーザのら 225,000 円の価格で発売した。

法知識と法順守精神にゆだねられるのが現状である。
数が少ないうちは問題になりにくいが、数が多くなって法順守精神に乏しいユーザが増加する、又は事故が起きるようになると、トラブルや社会的問題になることが懸念される。
参考・引用文献

図 5.75YPJ-XC（PB65XCL）と YPJ-TC（PW70TCL）

14）1）一般財団法人 自転車産業振興協会：「国内自転車生産・輸出入の長期的推移」、（2019）

2019 年 6 月 に Bosch は、 欧 州 の e-MTB 市 場 を 牽2）一般財団法人 自転車産業振興協会：「国内四半期

引する Performance Line CX のシステムを日本向け自転車生産・輸出入状況（2019 年 10 〜 12 月）」、に発売することを発表した。さらに、従来の Active（2020）

Line Plus に も 対 応 す る 36V・11.1Ah 及 び 36V・

3）内 閣 府 景 気 動向 指 数 研 究会：website「 景 気 動

13.4Ah の２種類のフレーム内収納式バッテリも発表

向 指 数 」、 内 閣 府、accessed on 2020-06-10、した。図 5.76 はそのシステムユニット及びフレーム

https://www.esri.cao.go.jp/jp/stat/di/menu_

装着状態のバッテリである。

di.html4）日 本 特 許、 特 許 情 報 プラットフォーム（J-Plat
Pat）、独立行政法人 工業所有権情報・研修 館、
accessed on 2020-06-19, https://www.j-platpat.
inpit.go.jp/
5）本田技研工業：Website“News Release – Hondaのニュースリリース”、accessed on 2020-06-10、

図 5.76

Performance Line CXとフレーム内収納式のバッテリ 32, 36）

https://www.honda.co.jp/pressroom/motor/6）本 田 技 研 工 業：Website“ ホ ン ダ ラ ク ー ン
RACOON”、 プレスインフォメーション（FACT

上述のように、日本の e-bike 市場は、元々欧州でBOOK）RACOON 1994.12、accessed on 2020-

独自に発展して大きな市場になっていた欧州 e-bike

06-10、https://www.honda.co.jp/factbook/motor/の一部分を、日本の法規制に合わせて変更した製品

RACOON/19940200/

として日本販売されてきた。現時点では、話題先行の

7）田中建明、広瀬康夫、乾克己：「電動アシスト自転感があり、最低価格の商品でも 20 万円以上する高額

車 <CY-A1> 」、三洋電機技報 Vol.29 No.1 p.76-

な自転車であるので、コロナ不況下の日本市場で数が82、（1997）

増えていくのは厳しいと思われる。しかし、各メーカ

8）サイクルプレスジャパン：「電動アシスト自転車の歴

ともフラッグシップモデルとして、先進的技術を競っ

史」、サイクルプレスジャパン 2005 年 8 月臨時増ている分野でもあるので、この分野で培った技術をシ

刊号、p56-65

ティ車などに降ろして定着させていければ、全体がさらに進化する可能性もある。
製品としての e-bike は、欧州の e-bike がベースになっている。日本メーカが製造したクロスバイクタイ

9）パナソニックグループ：ニュースリリース「電動アシスト自転車の国内完成車累計出荷 300 万台を突 破 」、accessed on 2020-06-10、http://www.
news2u.net/releases/165611

プの e-bike は、
日本の道路を走行することを考慮して、

10）経済産業省：「統計表一覧（経済産業省生産動態

普通自転車（道交法施行規則第 9 条の 2 で定める普通統計）」、accessed on 2020-12-10、統計表一覧（経電動アシスト自転車の技術系統化調査

169

済産業省生産動態統計）｜経済産業省生産動態

accessed on 2020-01-06/ 07-24、https://cycle.

統計｜経済産業省（meti.go.jp）

panasonic.com/release/11）本 田技研工業：Website“STEP COMPO”、プ24）ヤ マハ発動機： Website「ニュース一覧」、1997

レスインフォメーション（FACT BOOK）Honda

年 度 –2020 年 度、（2020）、accessed on 2020-

StepCompo FACT BOOK 、accessed on 2020-

01-06/ 07-25、https://global.yamaha-motor.

06 -22、https://www.honda.co.jp/factbook/com/jp/news/

motor/stepcompo/200104/?from=newslink_

リティ普及推進会議開催資料の資料５」、ヤマハ

products
12）大井耕三、山口晶男、平尾敬二、大見和弘、酒発動機（株）ソリューション事業本部 SPV 事業部

井敦：「パワーアシスト自転車用 BMC（Battery

長村田和弘、（2019）、accessed on 2020-07-19、Management Controller）」、三洋電機 技報https://www.meti.go.jp/shingikai/mono_info_

Vol.36 No.1 p.118-122、（2002）

service/mobility/003.html

13）ブリヂストンサイクル：自転車 製品カタログ26）経 済 産 業 省：ニ ュースリリース 2017 年 度 一14）ヤマハ発動機：電動アシスト自転車 製品カタログ

覧「 リヤカー 付三 輪 電 動アシスト自転 車のア

15）ナショナル自転車工業（現：パナソニックサイク

シスト力 が 引き上 がりま す〜 企 業 実 証 特 例ルテック）：電動アシスト自転車製品カタログ

制 度 に お ける 実 証 結 果 を 踏まえ、 規 制 が 緩16）横 谷 和 展、 富 樫 仁 夫、 数 原 寿 宏：
「 電 動ア

和されます〜」、 関 連 資 料【 別 紙 】 実 証 事 業

シ ス ト 自 転 車 <CY-SJ> 」、三洋電機技報に か か る 参 考 資 料、
（2017）、accessed on

Vol.35No.1p.106-114、（2003）

2 0 2 0 - 0 7-16 、https : //w w w. met i .go .jp/pre17）電 動アシスト自転車安全普及協議会：ユーザー向
けパンフレット「電動アシスト自転車さらに安全に、

ss/2017/10/20171019003/20171019003.html
27）パナソニックサイクルテック：取扱説明書「電動アシスト自転車 JETTERBE-ENHC782」、（2010）

便利に」、（2009）
18）公益財団法人 交通事故総合分析センター：「自28）Bosch-ebike：Website「News」、
2017 年 –2020 年、転車事故」、イタルダインフォメーション No.46、（2020）、accessed on 2020-07-01、http://www.

（2003）

bosch-ebike.jp/jp/news.html#c6051

19）公益財団法人 日本交通管理技術協会：「自転車29）TREK：Website「電動アシストバイク」、（2020）、に同乗する幼児の安全対策及び乗車定員に関す

acce s s ed on 2 0 2 0 - 0 7- 2 3 、 ht t ps : //w w w.

る調査研究報告書」、（2006）

trekbikes.com/jp/ja_JP バイク/e-bike 電動アシ20）自転車社会学会：「幼児２人同乗用自転車」検討委

スト /c/B507/

員会経過報告書」、（2009）、accessed on 2020-07-30）パナソニック：Website「eneloop bike 生産終了

15、http://www.kadooka.miyaginocyclingclub.

商品一覧」、「電動ハイブリッド自転車（三洋）（生

org/bikesocio/bikesafeprogram/

産終了商品）」

kyosoku/2childrenreport.html

31）ヤマハ発動機（株）SPV 事業部 所蔵

21）警察庁交通企画課：「幼児２人同乗用自転車」検32）ボッシュ（株）電動自転車システム事業部 所蔵

討委員会の取りまとめ結果について」、（2009）

33）三枝繁雄（一般財団法人 製品安全協会）：「自転22）ブリヂストンサイクル：Website「ニュースリリース」、

車の製品安全確保に向けて」、特集 乗物の事故

2010 年 度 –2020 年 度、（2020）、accessed onと安全、生活安全ジャーナル第 7 号、独立行政2020-04-20/ 07-24、https://www.bscycle.co.jp/

法人 製品評価技術基盤機構、(2009)、accessed

news/2020

on 2021-02-26、https://www.nite.go.jp/jiko/23）パ ナソニックサイクルテック：Website「 ニュースリリ ース」、2009 年 度 –2020 年、（2020）、

17025）経済産業省：審議会・研究会「第 3 回多様なモビ

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchchuikanki/journal/old_index.html

6 電動アシスト自転車主要技術の進化
6.1.2

センターモータ駆動方式の課題と進化

駆動補助装置及び組電池の設計要件とモータ駆動方式の進化（１）重心回りに重量物集中のセンターモータ駆動方式

6.1.1 駆動補助装置及び組電池に求められる機能要件

1995 年発売のホンダラクーン（UB01）など、導入期

6.1

1993 年に発売された初代 PAS（PA26）に始まり、

電動アシスト自転車の駆動補助装置は、従来の自転の電動アシスト自転車の多くは、センターモータ駆動

車に画期的な発進性能、発進安定性、登坂性能、駆動走方式でクランク軸合力一体式の駆動補助装置を採用し行時の快適性などをもたらした。一方で、軽量で安価ていた。図 6.1 に初代 PAS のパワーユニットを、図 6.2

な自転車に、ある質量と大きさを持った駆動補助装置にホンダラクーンのパワーユニットを中心とした駆動や組電池などが付加されたことで、重く扱いにくくなり、

補助システムの概略図を示す。これらの駆動補助装置

自転車を２・３台買える価格になり、さらに電気・電子

では、縦長のラジアルギャップ・インナーロータ形直部品及び電池に特有の扱いにくさと品質リスクを内在

流モータを使い、モータ回転軸とクランク軸が直角にする製品となったのが電動アシスト自転車である。

交差する構造になっていた。よって、モータ減速機構

電動アシスト自転車の駆動補助装置及び組電池にには、傘歯車が用いられていた。

は、安全性及び価格に見合った高い信頼性・耐久性に加えて、以下のような機能要件が必要である。これらの要件そのものは、初代 PAS の頃も、現在も大きく変わってはいない。ただ、電動アシスト自転車の歴史のなかで、関連部品の技術水準・価格、社会・市場・顧客の要求などの変化によって、電動アシスト自転車に求められる機能要件の優先順位が変化し、その結果としての技術進化の方向性も変化してきた。
・法規制の速度及びアシスト比率の範囲内で、アシス
ト駆動走行は安全で快適に（アシスト走行性能）
・法規制の速度及びアシスト比率の範囲内で、急な坂を楽に登ることができる（登坂性能）
・可動部分の異音・騒音は自転車並みに小さく（静粛性）
・モータ駆動系非作動時のペダル踏力は自転車並みに軽く（自転車走行時の動力伝達効率）

図 6.1・駆動補助装置の質量はできる限り軽く（車両質量）

PASのクランク軸合力式駆動補助装置（PA26、1993）

・駆動補助装置及び組電池の全体形状は小さく、目立
ちにくく（車両デザイン）
・一充電当たりの走行距離はできる限り長く（電池容量、省電力性）・充電は分かり易く、手軽に（メモリー効果の有無、残量表示の見易さ・正確さなど）
・充電は簡単に・早く（充電操作性、充電時間、電池
質量など）
・電池寿命はできるだけ長く（サイクル寿命）
・メンテナス費用はゼロ又は安く（充電コスト、スペア組電池の価格） など

図 6.2

ラクーンのクランク軸合力式駆動補助装置（UB01、1995）
電動アシスト自転車の技術系統化調査

171

導入期及び過渡期までの駆動補助装置の多くがセン

この特徴は、近年流行の e-bike に生かされ、日本版

ターモータ駆動方式だった理由は、質量の大きい駆

e-bike の駆動補助装置は全てセンターモータ駆動方式

動補助装置及び組電池を車体重心の近くに集中させクランク軸合力一体式が採用されている。

て、少しでも取り回し性を良くしようとしたからである。図 6.3 に、センターモータ駆動方式のニュー・パ
ス PX26 の駆動補助装置を、仮にハブモータ後輪駆動にした場合、及びハブモータ前輪駆動にした場合の主要構成部品の重心位置と質量分布の違いを示す。参考に同時代の小径車 PX20 の質量分布も示す。図 6.4 に、取り回し時（車両全体の持ち上げ、ハンドルグリップ
を持って前輪の持ち上げ、サドル後端又はリヤキャリ
ヤ後端を持って後輪の持ち上げ）に手にかかる回転モーメント又は力の大きさが、図 6.3 の各車両の質量分布の違いによってどの程度変わるかの計算結果を示す。自転車のどの部分をつかんで持ち上げるかによって力の大きさは異なるが、センターモータ駆動方式が極端に重く感じる場合がなく、有利なことが分かる。
これに電池の位置が車体中心から離れた位置にあると、上記の差がさらに大きくなることもある。

図 6.4駆動方式による持ち上げ時の回転モーメントと負荷の違い（２）モータ系伝達効率と自転車走行の軽さ狙いのチェーン合力一体式
過渡期になると、センターモータ駆動方式でクラン
ク軸合力一体式の駆動補助装置を生産していた各メー
カは、駆動補助装置の小型化、コスト低減などの理由から、交差軸歯車機構から平行軸歯車機構に移行していった。一般用自転車とほぼ同じチェーンライン寸法（幅方向のチェーンの軌道）とほぼ同じクランク軸
幅の中にモータ及び平行軸歯車減速機構を納めて、駆動補助装置の小型化を図るために、各メーカは夫々に工夫を凝らした。図 6.5 の陽の当たる坂道は、アキ
図 6.3駆動方式による質量分布の違い

シャルギャップ形固定ヨーク式の薄型直流モータを使って、２段のアイドル軸で減速して、クランク軸の172

センターモータ駆動方式のクランク軸合力一体式

チェーンスプロケット（ギヤ板）にモータ駆動力を伝（図 2.12 参照）の駆動補助装置の利点は、駆動補助機える構造であった。図 6.6 のホンダラクーン 24 UX-3

能を装置単体で実現し、場合によっては装置を小型には、ラジアルギャップ・インナーロータ形直流モータ

することができること、及びチェーンのレイアウトををドライブユニットケースに外付けして、２段のアイ

自転車と同じ条件にすることができることが挙げらドル軸で減速し、クランク軸のチェーンスプロケット

れる。特に外装変速のチェーン機構との相性が良い。

（ギヤ板）にモータ駆動力を伝える構造にした。図 6.7

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

の PAS ロイヤルは、表面磁石・インナーロータ形のに、クランク軸から後輪までの間で増速することにな

低回転型のブラシレスＤＣモータを使い、1 段の減速る。その結果、モータから後輪まで減速だけの場合にでクランク軸に伝達する構造にしていた。PAS ロイ

比べて、クランク軸までの間に多くの減速比が必要にヤルの人力系スプロケットの変速比は、他とは違い、なり、ドライブユニットケースの大型化につながる、

16/ 21（0.76）の減速機構だった。

又はより低速回転型のモータが必要になり、効率が悪い。そこで登場したのが、人力系駆動力とモータ系駆
動力をチェーンで合力するまで分離することができる
チェーン合力式（図 2.11 参照）である。チェーン合
力式は、クランク軸から後輪まで、自転車の軽快車と同様の増速機構で人力の伝達を行い、モータ回転軸から後輪までのモータ駆動系は減速機構で伝達するので、最小歯数の歯車やスプロケットを使って、最小形状の伝達機構で設計することができる。
図 6.8 及び図 6.9 に、過渡期から成長期初めに発売された代表的な電動アシスト自転車のチェーン合力式

図 6.5

陽の当たる坂道のクランク軸合力式駆動補助装置（BE-EB63、1996）

駆動補装置を示す。この時期には、ネオジム磁石をロータの磁石に使ったブラシレスＤＣモータが使われるよ
うになり、モータの薄型化も容易になった。モータ回
転軸から樹脂製ハス歯歯車で 1 段減速し、モータ駆動
用スプロケットと後輪スプロケットで２段目の減速をしている。この構造の駆動補助装置は、それぞれ改良を重ねられ、現在のシティ系電動アシスト自転車でも多く採用されている。

図 6.6 ラクーン 24 UX-3のクランク軸合力式駆動補助装置（UB04、1997）

図 6.8

図 6.7

ViViシリーズのチェーン合力式駆動補助装置（BE-EBW、2000）

PASロイヤルのクランク軸合力式駆動補助装置（PY26、2000）

電動アシスト自転車のスプロケット変速比は、一般
的に 1.5 から 2.5 の増速になっている。これは、自転車の軽快車の変速比 2.0 から 2.3 に合わせたからである。この前提の場合、クランク軸合力式のモータ駆動

図 6.9

New PASのチェーン合力式駆動補助装置（PZ26、2003）

系から見ると、モータからクランク軸まで減速した後電動アシスト自転車の技術系統化調査

173

6.1.3ハブモータ駆動方式の課題と進化

抗が釣り合わない場合（濡れた路面上、砂利道などのハブモータ駆動方式の駆動補助装置は、センター

不安定な路面上など）、前輪のスリップが生じ易い。

モータ駆動方式に比べて、取り回し性で不利な点があ・電 池又はトルクセンサ付近に設置した制御回路かるのに、駆動補助装置キット CMU-1（1995）、エナク

ら前輪モータまでの電力線・信号線が太くなり、ル（CY-A1、1996）、エナクルジェネ（CY-SJ、2003）、

明確なストッパのない自転車のステアリング部やリチウム ViVi・RX-10S（BE-EPLR73、2008）、アルベ

前輪付近で断線などの故障が起こり易い。

ルト -e（EAL785、2015）などに根強く採用されてきた。
それは、自転車としての取り回し性より、自転車フレー

逆に、後輪駆動方式から前輪駆動方式に変更する

ム製造技術や設備の流用性、若しくは人力系駆動装置

ことで得られる下記のようなメリットがある。

の流用性、又はハブモータ前輪駆動方式駆動補助装置

・一般用自転車の軽快車で一般的な後輪変速ハブ、ベの回生充電機能を優先したからに他ならない。

ルト駆動機構などがそのまま使える。

導入期及び過渡期のハブモータ駆動方式は後輪駆動

・センターモータ駆動方式では実現が難しい、回生充電だった（図 2.14 参照）。図 6.10 に、エナクル（CY-A1、機能を持たせることで、容量の少ない組電池でも、一

1996）のハブモータ後輪駆動方式駆動補助装置を示す。

充電当たりの走行距離をより多くすることができる。

この駆動補助装置には、ネオジム磁石で小型化したラジアルギャップ・インナーロータ形直流モータから 2

先述のセンターモータ駆動方式では、回生充電の実段のプーリ・ベルト機構で後輪軸と同軸のハブにモー現が難しい理由を少し詳しく解説する。センターモー

タ駆動が伝わり、ハブで人力と動力する構造だった。

タ駆動方式駆動補助装置の電動アシスト自転車には、自転車の軽快車では一般的な後輪３段変速機構が使え

三つのワンウェイクラッチが必要である。そのワンない単速の後輪ハブだったが、スプリング、カム、アウェイクラッチの一般的な取付位置と機能について、

ルミニウム製リング及び検出コイルを使ったトルクセ

表 6.1 に示す。

ンサ機構を後輪ハブ内に持ち、後輪ハブだけで駆動補助機能のほとんどを実現させることを目指した駆動補助装置だった。

図 6.10

表 6.1

センターモータ駆動方式駆動補助装置のワンウェ
イクラッチの取付位置及びその目的

動力伝達
経路

エナクルの後輪駆動方式駆動補助装置（CY-A1、1996）

ネ CY-SJ シリーズとして発売した。ハブモータ前輪駆動方式の課題は、
下記のようにいくつか考えられる。
・前輪が重くなることにより、取り回し性が悪化する、
段差乗り越し時などに前輪を持ち上げにくくなる。
・クランク軸から後輪接地面の間の負荷トルク検出値を基にした前輪のモータ駆動力と前輪接地面の路面抵

174

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

ワンウェイクラッチ取り付けの目的

人力系のクラッチ

クランク軸とトルクセンサ
機構の間・乗 員 が ペ ダ ル を 逆転させた場合、ペダル回転の抵抗にならないようにするため・モ ー タ 駆 動 が 停 止する瞬間に、モータの惰性回転でペダルが正転しない
ようにするため

モータ駆
動系のク
ラッチ

モータ駆動
力合力点の
直前の回転
軸内

・人 力 走 行 を す る 場
合、モータ駆動系
が一緒に回されて抵抗にならないよ
うにするため

後輪回系の
クラッチ

後輪ハブの
内部

・下 り 坂 、 平 坦 路 で車両が惰性走行をしている場合、後輪回転によってペダルが正転させられないようにする
ため

三洋電機は 2003 年、ハブモータ前輪駆動方式の駆動補助装置（図 2.13 参照）を開発し、エナクルジェ

取付位置

表 6.1 に示すように、センターモータ駆動方式の駆軽量化、モータのスリップ回転抑制制御、及びブラシ

動用モータは後輪から二重のワンウェイクラッチで切

レス DC モータの電力線・信号線保護のためのクラン

り離されているので、惰性走行しているときに駆動用

プや保護カバーなどの対策が織り込まれた 28）。

のモータを発電機として使うためには、非常に複雑なシステムが必要になる。ところが、ハブモータ前輪駆
動方式では、クランク軸や後輪のワンウェイクラッチとは独立した状態なので、前輪駆動系のワンウェイク
ラッチを廃止するだけで、惰性走行しているときに駆

6.2 駆動部，制御部及び検出部の進化
6.2.1

モータ及びモータ制御の進化

動用のモータを発電機として使うことが可能である。

導入期におけるほとんどの電動アシスト自転車の電ハブモータ前輪駆動方式の特徴を活かす最善の方法が動機は、永久磁石ブラシ付き直流モータであった。電回生充電機能なのである。

池を電気エネルギー源にする車両の駆動用モータとし

エナクルジェネ CY-SJ の駆動補助装置では、下りて、当時最も一般的で、扱いやすく、システムとして坂でブレーキレバーを操作したときに、2.8Ah のニッ

安価だったからである。車両駆動用のモータとして直ケル水素電池に対して最適な回生充電が実行されるシ流モータが適していたのは、発進・登坂・定常走行時ステムが織り込まれた。同時に、車輪とモータが常にの駆動力（駆動トルク）制御に、直流モータのトルク・直結で回ることで、極低速で車両を前進・後進させる

回転数特性が向いていたからである。

ときに感じるモータのコギングトルクを最小化するた

ここで、導入期のある電動アシスト自転車の開発時

めの対策、並びに前輪ハブ重量軽減のためのモータのの走行性能目標値を図 6.13 に、それを基にしたモータ設計性能の一例を図 6.14 に示す。電動アシスト自転車駆動系の性能設計は、発進・最大登坂・通常の登坂・連続走行耐久など、いくつかの場合における車両としての走行性能目標値の設定から始まる。例えば、「平
たん路での発進から 1 秒後の車速９km/h」を開発車
両の発進目標性能とした場合、タイヤ諸元・モータ駆動系の減速比・伝達効率などから、モータの「発進時動作点」として必要なトルクと回転数を得る。ただし、電池の出力電圧は、満充電時からアシスト停止に至るまでに徐々に低下するので、そのままではモータ出力
トルクは、電圧値に合わせて徐々に減少する。図 6.13の車両走行性能及び図 6.14 のモータ性能の動作点は、

図 6.11

エナクルジェネの前輪駆動方式駆動補助装置（CY-SJ、2003）

アシスト停止電圧直前の電池電圧（例えば 19V）での出力目標値である。その他、急坂登坂（例えば勾配９度の坂）・通常の坂道登坂（例えば勾配 5 度の坂）・連
続走行耐久（例えば勾配３度の坂、10km/h、500 時間）などでも同様である。これらの動作点における必要ト
ルク、回転数及び前提となる電池電圧、所要時間などの条件から、直流モータの仕様設計及び評価試験が行われる。直流モータの回転数とトルクには、入力電圧値が変わっても（１）式の関係があり、定常状態では
図 6.14 に示すように直線的な関係になるので、車両の発進性能、登坂性能などとの相性が良いのが特徴である。

図 6.12CY-SJハブモータのコードカバーdωτm －τL ＝ J－
＋ D・ω （１）dt
（２）τm ＝ KT・ι

電動アシスト自転車の技術系統化調査

175ここで、τm：モータの発生トルク [N・m]、τL：負転車のモータ制御仕様に関しては、様々な方法があり、荷トルク [N・m]、J：ロータの慣性モーメント [kg・各メーカの機密事項になっているので、詳しくは分かm ]、ω：回転角速度 [rad/s]、D：粘性制動係数 [N・らない部分が多い。図 6.15 に、三洋電機 角谷和重とm/（rad/s）]、KT： ト ル ク 定 数 [N・m/A]、i： 電 機

横谷和展による直流モータを使った電動アシスト自転

子電流 [A] である。

車の制御系及びモータ駆動系の制御ブロック図の一例

2

なお、図 6.13 の車両走行性能ライン及び最大電流を示す。ここで、τｈは人間の踏力トルク、τm はモー

カットラインは、モータ駆動系の入出力に関するだけ

タトルク、τl は負荷トルク、K i はトルク定数、i a はのものであり、人力駆動系も含めた車速とアシスト比

電機子電流である。モータ制御方法の詳細は、各メー率の制限に関するものではない。

カによって違いがあるが、共通しているのは、以下のモータ制御の観点からは、入力電流とモータ発生ト点である。

ルクとの関係が、（２）式に示すように、トルク定数
KT を係数にして線形なので、例えば入力電流を制御することで、モータのトルク即ち車両の駆動力が制御できることになる。実際に市販された電動アシスト自図 6.13176

要求走行性能と駆動系動作点の例

図 6.14

モータ設計性能と設定動作点の例

図 6.15モータ系制御ブロック図の例 19）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

図 6.16直流モータ（UB01、1995）

図 6.17直流モータ（UB04、1997）

・人力の踏力トルクをトルクセンサで検出し、電圧値

ンサ冷却用に用いられていたものと同様のモータ構又は電流値としてモータ制御用コントローラに伝達

造で、電機子巻線及び整流子を軟磁性粉末配合の樹する。

脂で一体的に成形した無鉄心電機子を、ネオジム磁・モータ駆動系のどこかで、その回転速度を検出し、制御用コントローラにフィードバックする
・電池の出力電流値を検出し、制御用コントローラで必要な制御をする。

石で軸方向両側から挟む構造のコアレス薄型モータだった。
過渡期の 1998 年〜 2001 年頃になると、電動アシス
ト自転車程度の生産数量でも、ネオジム磁石のコスト・制御用コントローラは、電池の出力電流、駆動系の低減が見込めるようになり、更にインバータ回路用の回転速度、車速に応じたアシスト比率の制限などを

MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect

条件として、モータ入力電流又は電圧を制御し、制Transistor）や制御用 IC などが一般的になったこと御された駆動トルクを出力する。
導入期に利用された直流モータの中で最も多かったのが、図 6.16 及び図 6.17 に示すような、固定子にフェライト磁石を使ったラジアルギャップ型の直流モータだった。フェライト磁石は、最大エネルギー
積 BHmax がアルニコ磁石の 1/2 〜 1/3、ネオジム磁石の 1/8 〜 1/10 だが、当時工業化されていた磁石の中では、最も流通量が多く、安価な磁石だった。
モータは電動車両としては最重要な構成部品の一つであるが、銅と鉄の塊であり、特に導入期の自転
車ユーザにとっては、小型化・軽量化されるべき代
表的な部品の一つであった。図 6.16 に示したモータ
は、ラクーン UB01 の駆動補助装置に用いられた直流モータである。駆動補助装置全体としての小型化・

図 6.18 磁石変更によるモータ小型化の一例（1995年 CMU-1と 1996年 CY-A１）

軽量化・コスト低減の要件に合わせて、2 年後に発売されたラクーン UX-1（UB04）の駆動補助装置及びそのモータが図 6.17 である。磁石種類やモータのタイプに変更は見られないが、モータが小型化され、駆動補助装置幅方向の制限内に収めるための取り付けの工夫がなされている。
磁石材質をフェライト磁石からネオジム磁石への切り替えによって、モータの小型化を実現したメーカもあった。三洋電機は、家電業種でネオジム磁石を大量に購入していたことから、コストを抑えてネ
オジム磁石に切り替えることが容易だったと思われる。フェライト磁石からネオジム磁石に切り替えによって、モータ及び後輪駆動補助装置の小型軽量化をした一例を、図 6.18 に示す。図 6.19 はフェライト
磁石モータとネオジム磁石モータの仕様の違い及び性能の違いを比較したものである。
磁石の種類だけでなく、モータの種類も先進的な方法で小型軽量化を目指したのが、図 6.20 及び図6.21 に示すナショナル自転車工業の陽のあたる坂道
BE-EB63 だった。陽のあたる坂道 BE-EB63 には、ネオジム磁石アキシャルギャップ型直流モータが採用された。このモータは、当時カーエアコンのコンデ

図 6.19磁石変更によるモータ諸元・特性の向上 20）

電動アシスト自転車の技術系統化調査

177

・磁 極位置検出に必須のホールICからの信号をモータ駆動系の回転速度センサ（駆動時の車速センサ）として利用することができる。
従来、直流モータを使っていて、最も早くブラシレ
ス DC モータへの切り替えを実現したのはナショナル
自転車工業だった。図 6.22 に、2000 年に発売された
エレガント ViVi（BE-EBWU63）の駆動補助装置並びにモータ固定子及び回転子を示す。

図 6.20ネオジム磁石使用のアキシャルギャップ型コア
レス直流モータ

図 6.21

コアレス薄型モータ使用の駆動補助装置（BE-EB63、1996）
図 6.22もあり、各メーカは、ネオジム磁石を使ったブラシレ

ブラシレス DCモータ使用の駆動補助装置及び固定子と回転子（BE-EBWU、2000）

ス DC モータ（DC ブラシレスモータ、
ブラシレスモータ、永久磁石同期電動機）への切り替えを検討するよ

6.2.2

うになった。電動アシスト自転車に用いられるブラシ（１）機械式トルクセンサ

レス DC モータは、従来使われていた直流モータに比べると以下のような短所と長所があった。

トルクセンサ機構の進化

人の踏力の大きさを検出するトルクセンサは、電動アシスト自転車の駆動補助装置として、必須のセンサである。最初の電動アシスト自転車である初代 PAS

短所のトルク検出機構が、遊星歯車機構とばねとポテン

・最大30A以上の電流が流れるMOSFETや電解コンデ

ショメータによる機械式トルクセンサだったことかンサを含む3相交流インバータ回路などを配置したコ

ら、電動アシスト自転車導入期では、ほとんどの電動

ントロール基板をドライブユニット内に冷却を考慮

アシスト自転車が何らかの機械式トルクセンサを採用してレイアウトする必要がある。

していた（一部には、歪ケージ式を採用していたもの

・３相交流回路分のMOSFET、制御用IC及びそれらを制御するCPUなどに追加分のコストがかかる。

図 6.23 に、初代 PAS（PA26）のトルクセンサ機構

長所を示す。人力によるクランク軸の回転は、ワンウェイ

・直流モータで必須の整流子及びブラシからの騒音、（一方向）クラッチを介して、ソーラ形遊星歯車増速

ノイズ並びに摩耗粉などによるトラブルから解消さ機構のキャリヤ（遊星枠）からリングギヤ（内歯車）れる。

へと伝わり、リングギヤと一体になった傘歯車でモー・整流子及びブラシを削除した分の幅方向の薄型化が

国立科学博物館技術の系統化調査報告

タ駆動力と合力される。一方、遊星歯車から太陽歯車に伝わった反力は、太陽軸に連結したトルク応動レ期待できる。

178もあった）。

Vol.30 2021. March常に押されていて、トーションバーの捩れ分だけ、無負荷位置から回転するようになっている。これらの構造と状態を説明したのが図 6.25 である。
電動アシスト自転車の導入期のほとんどの機種が採用していた機械式トルクセンサは、構造が分かりやすく、調整も簡単な面もあったが、以下のような欠点もあった。
・構造が複雑なものが多く、価格低減が求められたと
図 6.23遊星歯車式トルクセンサ（PA26、1993）

き、コスト低減に限界があった。
・ペ ダルを正転させているときは、トルクセンサ機
構のうち、機械系部品は常に回転・摺動している

バーからレバーに伝わり、復帰ばねと釣り合う。この必要があり、アシスト走行をしない人力走行の時

時、ペダル踏力に比例して、トルク応動レバー及びレの回転抵抗となり、ペダルが重く感じる。

バーが回動し、その回転量をポテンショメータが電圧に変換する仕組みである。
1995 年に発売されたホンダ・ラクーン（UB01）のトーションバーを用いた機械式トルクセンサ機構を図・ユーザ層が広がり、踏力の強い若者・体重の重い人などのペダル踏力を常に受ける機械式トルクセンサ
機構部は、相応の強度・耐久性が必要となり、駆動補助装置全体の小型軽量化に限界があった。

6.24 及び図 6.25 に示す。この構造は、左右のクラン
ク軸がトーションバーで連結されており、トーション

以上のことから、クランク軸回転とは常に繋がってバーの捩れは、駆動部材（ラチェットボス）に設けらはいるが、機械的には分離している非接触型のトルクれたカム面、及びスライダを介してセンサアーム（セセンサが求められるようになった。歪ゲージ式トルクンサレバー）の回転変位に変換され、センサアーム（セセンサは、機械的に回転する部分が少ないものの、ス

ンサレバー）の一端がポテンショメータに変位を伝え

リップリングが必須であることと、モータの近くでトる仕組みになっている。センサアーム（センサレバー）

ルク検出する場合は温度補正する必要もあり、機械式

は、スライダを介してクランク軸方向のスプリングにの代替案とまでは言えなかった。
（２）磁歪式トルクセンサ
軸回転トルクを非接触で検出する手段として、1990
年代導入期には、磁歪式トルクセンサが機械設備、ねじ締め装置などの分野で利用されていた。また、自動車
エンジンの軸トルク検出、ハンドルのパワーステアリ
ンク用として検討されていた。
磁歪式トルクセンサとは、一般的に強磁性体に歪が生じると磁気特性が変化する
逆磁歪効果（ヴィラリ効果、Villari effect）を利用したトルクセンサのことであり、磁性体の材料及び磁気特性の変化のさせ方によって、いくつかの種類に分けられる。

図 6.24

トーションバー式トルクセンサ（UB01、1995）

最も初期（1960 年代）に検討されたものは Dahle の磁歪式トルクセンサであり、焼き入れ鋼などの軸表面に、軸方向に対して± 45 度の方向に交流磁界を励磁し、軸表面の交流磁束密度の変化を検出コイルによってイン
ピーダンスの変化として検出し、電圧に変換するものだった 22）。このタイプの進化版が、図 6.26 及び図 6.27に示すクボタ製のトルクセンサであった。クボタ製のトルクセンサは、軸表面の磁束密度の変化を有効に検出するために、軸方向に対して± 45 度の溝を成形加工した

図 6.25

トーションバー式機構の動作説明 27）ことが特徴だった。このタイプのトルクセンサは軸材料又は同等の熱処理された高強度の材料をそのまま使え

電動アシスト自転車の技術系統化調査

179

るので、強度的・コスト的には有利だが、材料の持つ透磁率が低く、センサ出力電圧の SN 比が低いのが欠点であった。クボタ製トルクセンサには、SN 比の低さを補
うための色々な工夫が見られる。図 6.27 に示されたシー
ルドヨークの構造や形状も、磁束の漏れや外乱の影響を防ぐための工夫である。

図 6.26らせん状の圧縮加工硬化層付きトルクセンサ（久保田鉄工、1987）

図 6.27励磁コイルと検出コイルをシールドヨークで覆う構造（クボタ、2001）

図 6.28アモルファス合金膜接着のトルクセンサ（松下電
器産業、1991）

図 6.29トルクセンサ付きねじ締め装置（松下電器産業、1991）

さらに、磁歪式トルクセンサ全般的に言える欠点が、
トルクセロ点の温度変動、温度変化に伴うヒステリシスの変化など、センサ出力の温度依存性である。1980 年代後半から 1990 年台後半にかけて、クボタから様々な温度補正の方法が特許出願されていることからも、熱源近くでのトルク検出には注意を要することが垣間見られる。
1990 年代初期に、透磁率の高いアモルファス合金

180

膜を軸表面に接着させて磁歪式トルクセンサの SN 比特許 3415325（ブリヂストンサイクル、1995/4/27 出向上を目指したのが松下電器産業だった。図 6.28 が願）、特開平 9-95289（本田技研、1995/9/29 出願）な

アモルファス合金膜を軸表面に螺旋形状に固着したトどである。しかし、実際に採用には至っていない。

ルクセンサであり、その後の同社製トルクセンサの原

その頃の各社の開発優先度では下位にあったか、又型ともいえる構造である。図 6.29 はそのトルクセン

は磁歪式トルクセンサ開発の難しさがあったものとサを使ったねじ締め装置の図である。

想像される。

磁歪式トルクセンサを電動アシスト自転車に搭載

過渡期になって、磁歪式トルクセンサが最初に電することを言及した特許出願は、電動アシスト自転

動アシスト自転車に採用されたのは、2000 年にナショ

車の導入期から過渡期にかけて、いくつか存在した。

ナル自転車工業から発売されたスポーティ ViVi（BE-例えば、特許 3048826（三洋電機、1994/3/29 出願）、

EBWL63）及びエレガント ViVi（BE-EBWU63 及び国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March430）である（図 5.41 参照）。特に、少電池容量 2.8Ah

2003 年エナクルジェネ CY-SJ シリーズで、三洋電で、車両質量 20kg 以下を謳ったスポーティ ViVi に、機の駆動補助装置がハブモータ後輪方式から前輪駆

人力走行でも軽い磁歪式トルクセンサはピッタリの動方式に変更された。そのとき、トルクセンサ機構も、手段だった。実は、当該機種が発売された 2000 年３

後輪ハブ内のスプリング、カム、アルミニウム製リ

月初旬から遡ること１年半前の 1998 年 8 月初めに、ング及び検出コイルを使ったトルクセンサ機構から、

図 6.30 とほぼ同じ構造の磁歪式トルクセンサ、チェー

クランク軸スプロケット（チェーンホィール）内でン合力の研究段階の成果と思われる特許 3499138 が超磁歪材を用いた磁歪式トルクセンサに変更された。

出願されている（図 5.39 参照）。更に、発売の約 10

このトルクセンサの構成は、クランクに固定されたか月前の 1999 年 5 月下旬に出願された特許 3428497

内ホィール及びチェーンに人力を伝える外ホィール（図 6.30）及び特開 2000-335476 には、磁歪式トルクの間に、超磁歪材を使った力センサが、クランク軸センサの欠点である温度特性や検出精度をさらに向から半径方向に一定の位置で、圧縮荷重を受けるよ上させるための工夫をしたことがうかがわれる記述

うに取り付けられている。力センサの励磁コイルにが多く残っている。5.3.4 で記述した過渡期におけるはスリップリングを介して車体側の制御用コント

ナショナル自転車工業 ViVi シリーズの成功を象徴す

ローラから励磁電流が供給され、力センサがペダルる技術開発の一つが、この磁歪式トルクセンサの開踏力による圧縮荷重を受けたとき、逆磁歪効果によっ発だったのである。

て検出コイルにインダクタンスの変化として検出され、最終的にクランク踏力に比例した電圧値が、ス
リップリングを介して、制御用コントローラに伝達される（図 6.32、図 6.33 参照）。

図 6.30磁歪式トルクセンサ（BE-EBWL63、2000）

ナ シ ョ ナ ル 自 転車工業から遅れること３年 後 の2003 年 4 月 に、 ヤ マ ハ 発 動 機 New PAS（PZ26S、
PZ24S）及びブリヂストンサイクルから発売されたア

図 6.32CY-SJのトルクセンサの構造（CY-SJ、2003）28）

シスタライト（A63NP、A43NP）に採用されたクボ
タ製の磁歪式トルクセンサが図 6.31 である。

図 6.31

磁歪式トルクセンサ（PZ26S 、2003）

図 6.33

超磁歪力センサ利用のトルクセンサ 28）

電動アシスト自転車の技術系統化調査

181

上述のように、2000 年にナショナル自転車工業が、別されるが、二次電池全体の使用量の中で、携帯電2003 年にヤマハ発動機及びブリヂストンサイクル、話や自動車などと比べると、電動アシスト自転車で更に三洋電機が磁歪式トルクセンサに切り替わったのの使用量はさほど多くはない。しかし、電動アシス

で、成長期以降、ほとんどの電動アシスト自転車が磁ト自転車の組電池は、電動アシスト自転車の電源部

歪式トルクセンサを使い、現在に至っている。

として必須の部品であり、導入期から現在に至るまな お 近 年、 磁 歪 式 ト ル ク セ ン サ の 一 種 と し て、で、電池の持つ仕様や特性が、電動アシスト自転車

逆 ヴ ィ ッ デ マ ン 効 果（ 又 は 逆 ヴ ィ ー デ マ ン 効 果、の商品性を決定づける重要な要素でもあった。電池

Inverse Wiedemann effect）による磁歪式トルクセの進化に合わせてそれぞれに選択された結果として、ンサが一部に利用されているという情報がある。逆シール形鉛蓄電池（小型制御弁式鉛蓄電池）、ニカド

ヴィッデマン効果とは、円周方向に隣接して複数本磁

電池、ニッケル水素電池、そしてリチウムイオン電化させた軸を捩ったときに、軸方向に磁化が生じる現池へと変わってきた。電動アシスト自転車の歴史は、象であり、逆磁歪効果（Villari effect）に比べると励二次電池の種類が大きく変化してきた歴史と重なっ

磁コイルが必要ないので、小型化・簡素化ができるとている。

いうメリットがある。電動アシスト自転車のトルクセ

図 6.35 に、二次電池の種類別の出荷金額（電池製

ンサとして利用されたものではないが、逆ヴィッデマ

造事業所の販売金額）及び 24V 相当の組電池にした

ン効果を利用したトルクセンサの出願特許の一例を図場合の平均単価の推移を示す。データの出典は、一6.34 に示す。

図 6.35
図 6.34

逆ヴィッデマン効果のトルクセンサ（光洋電子、2000）

二次電池種類別の出荷金額と 24V組電池相当の
平均出荷単価の推移 29）

般社団法人 電池工業会のウェブサイトだが、その元

6.3 電源部・充電部の進化

は経済産業省 生産動態統計である。平均単価は電池
種類別の出荷金額を出荷台数で単純に割った数値に、24V 相当の電圧にするための個数を掛けたものであ

6.3.1

182

電池の変遷と電池性能の進化る。図 6.35 には、各種類の電池が電動アシスト自転

携帯電話などで使われる二次電池（蓄電池）を小車に初めて採用された年を縦の点線及び点の記号（■、

型、電気自動車などを大型とした場合、電動アシス△、●、□）で示した。データには小型の二次電池か

ト自転車に使われる電池は小型から中型の電池に大ら据え置き型の大型の二次電池まで含まれるので、こ

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

の平均単価は電動アシスト自転車製造企業が購入した電池価格とは異なる。しかし、シール形鉛蓄電池が初めて採用された時の平均単価の約 1,900 円を除くと、その後の三つの電池の同単価が、ほぼ同じ金額の 3,000
円〜 3,100 円であることは非常に興味深い。また、ニッ
ケル水素蓄電池及びリチウムイオン電池は、ほぼ同
じ 1990 年代前半に市場に登場し、2000 年頃まで両者競うように出荷台数が増え、逆に平均単価が低下していったが、その後リチウムイオン電池は更に価格低下が続いたのに対して、ニッケル水素蓄電池は上昇に転

図 6.36シール形鉛蓄電池

じたことも、電池価格の量産効果や用途の変化などを示唆していて興味深い。
本節では、電動アシスト自転車で使われてきた電池
及び組電池の構成・仕組み・特徴などを順に述べ、電動アシスト自転車にどのような影響を及ぼしてきたかを記述する。
（１）シール形鉛蓄電池（制御弁式鉛蓄電池）
初代 PAS ではシール形鉛蓄電池が定格電圧 24V で使われた。シール形鉛蓄電池は、自動車のエンジン始動などで用いられるベント形（開放形）鉛蓄電池
を基に、車体が横転しても電解液（希硫酸）が漏れないように、また電解液のメンテナンスをしなくてもいいように、電解液を微細ガラス繊維（セパレー

図 6.37

PA26のバッテリボックス（1993）15）

タ）にしみ込ませ、電極間に挿入した鉛蓄電池である。
一般的なベント形（開放形）鉛蓄電池と同じように、て、負極表面に硫酸鉛（PbSO2）が生成される。正極

定格電圧２V の単セルを 6 個直列接続した定格電圧

では電子（e+）を受け取り、二酸化鉛（PbO2）中の12V の角型電池として、電池メーカから出荷されて鉛イオン（Pb2+）が電解液中に溶け出し、電解液中のいた。電動アシスト自転車としては、12V の角型電硫酸イオンと反応して、正極表面にも硫酸鉛（PbSO2）

池を 2 個直列接続して、さらに放電端子付きコード、が生成される。同時に電解液中の水素イオン（H+）

充電端子付きコードなどを付けて、バッテリボックと二酸化鉛（PbO2）中の酸素イオン（O2-）が反応しスとしていた。図 6.37 に、初代 PAS（PA26）のバッて水（H2O）を作る。

テリボックス構成を示す。初代 PAS のバッテリボッ

シール形鉛蓄電池では充電末期の水素や酸素の発生

クスは、定格電圧 24V、定格容量 7.0Ah で、質量はを抑える電極成分によってメンテナンスフリー特性を

約 6.3kg だった。

高めているが、充電器の故障などで過充電が極端に深図 6.38 及び図 6.39 は、シール形鉛蓄電池の充放電の仕組みを模式的に示した図である。基本的にはベン

くなると、下記の反応式に示すように、正極で酸素、
負極で水素の発生が起きる。

ト形鉛蓄電池と同じであるが、初代 PAS で使われた

正極：

H2O

初期のシール形鉛蓄電池では、負極に鉛（Pb）化合物、

負極：

2H+ + 2e-→

1/2 O2 + 2H+ +2e→H2

正極に鉛（PB）- カルシウム（Ca）の酸化化合物が使

電動アシスト自転車使用におけるシール形鉛蓄電池

われていた。鉛 - カルシウム系合金は、自己放電や電の長所・短所を以下に列記する。初代 PAS の開発時、解液の減少を抑えてメンテナンスフリー特性を高める

ニカド電池とシール形鉛蓄電池の二択の中で、当時の目的で用いられていた。

設計者は、下記の長所に加えて、シール形鉛蓄電池が鉛蓄電池では、放電時に負極電極で電子（e ）を放

当時のオートバイやスクータで使われていた安心感も出するとともに、鉛（Pb）が鉛イオン（Pb ）として手伝って、シール形鉛蓄電池を選択した。しかし、電電解液中に溶け出し、電解液中の硫酸イオンと反応し動アシスト自転車に使われる電池としての下記の短所+

2+

電動アシスト自転車の技術系統化調査

183

（２）ニカド電池（密閉型ニッケル・カドミウム蓄電池）
1995 年 2 月に発売されたホンダラクーン（UB01）にニカド電池が初めて使われ、同年 3 月発売のヤマハ
発動機 PAS Type C（PN24）にもニカド電池が使われたことから、電動アシスト自転車の組電池は一挙にニカド電池の時代になった。図 6.40 に、ホンダラクー
ンに使用されたものと同種の三洋電機製ニカド電池（Cadnica）の内部構造を示す。ニカド電池は、正極

図 6.38 鉛蓄電池の充電時における化学反応と電気的現象

図 6.40ニカド電池の構造４）

図 6.39 鉛蓄電池の放電時における化学反応と電気的現象にオキシ水酸化ニッケル（NiOOH）化合物、負極には非常に重要で、結果として初代 PAS は大きな市場

カドミウム（Cd）化合物、電解液に水酸化カリウム

クレームを抱えることになった（4.3.4 参照）。

（KOH）水溶液を使っている。アルカリ系電解液であることからアルカリ系二次電池の一つとして分類され長所る。単セルの定格電圧が 1.2V であり、マンガン乾電

・組電池としての価格が安い（当時は安かった）池（定格電圧 1.5V）や水銀電池（定格電圧 1.3V）に・継ぎ足し充電を気にせず行える。

近いことから、それらの代替二次電池として、同じサ

短所

イズの円筒形や角形の単セル単位で出荷されてきた。

・質量が大きい。重い。エネルギー密度が小さい。

電動アシスト自転車に使われたニカド電池は、20・サイクル寿命が短い。

個の単セル電池をスポット溶接で直列接続した後、・使用後長期間放置すると、サルフェーションが起き

PTC（Positive Temperature Coefficient） 素 子、 充て、通常の充電方法では復帰しないことがある。

放電端子付きコードなどをはんだ付けした後、塩化ビニールの熱収縮性樹脂で固定して、定格電圧 24V の電動アシスト自転車の電池がニカド電池に代わっ組電池として、バッテリボックスに納められていた。

て以降、シール形鉛蓄電池（制御弁式鉛蓄電池）は、

ホンダラクーン（UB01）のバッテリボックス構造を

電動アシスト自転車では使われなくなったが、1990

図 6.41 に示す。シール形鉛蓄電池の 2/3 程度の質量

年代後半から 2000 年代初期にサイクル寿命に関するになったことで、この図にも見られるように、バッテ改良が電池各社で盛んに行われて、ハンドル形電動

リボックスを車体から外して、室内などで充電する脱車いすやバックアップ用電源用途では現在でも使わ着充電が当たり前になった。
図 6.42 及 び 図 6.43 に、 ニ カ ド 電 池 の 充 放 電 のれている。

仕 組 み を 模 式 的 に 示 す。 ニ カ ド 電 池 は、 鉛 蓄 電 池と 同 じ よ う に、 放 電 時、 電 子 の 放 出・ 受 け 取 り に184

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March伴 っ て、 両 電 極 の 金 属 イ オ ン（ 正 極 で は Ni2+、 負極では Ni（OH）（OH）
2、負極では Cd2）を生成する。

極 で は Cd ） が 電 解 液 中 に 溶 出 し、 電 解 液 中 の 水

初代 PAS のシール形鉛蓄電池で市場クレーム対応

酸 化 イ オ ン（OH ） と そ れ ぞ れ 水 酸 化 化 合 物（ 正を引きずりながら、ヤマハ発動機の開発者は、PAS

2+-Type C（PN24）のニカド電池開発に際して、ニカド
電池の長所を実感していた。鉛蓄電池と比較したときの質量の少なさだけでなく、放電時の電圧の安定性（図6.44 参照）、サイクル寿命の長さ、放置劣化の少なさなど、当時の電動アシスト自転車の電池としては商品性を十分満足するものだった。短所として考えられる
組電池中のセル数の多さによる内部抵抗のばらつきに関しては、単セルの検査工程の中で、内部抵抗のある範囲内のものを選別して組電池にする工程を入れて対応していた。
メモリー効果の懸念は、試験結果から「多くはない」と判断して、生産・販売に至った。ところが、販売後半年もたたないうちに、「長く走れなくなった」のクレームが頻発するようになった。クレーム品を調査すると、メモリー効果による電池容量の一時的減少（のように判断された結果）だった。ユーザへの聞き取り調査を行うと、当時の電動アシスト自転車及び電動アシスト
図 6.41

UB01のバッテリボックス構造（1995）

自転車ユーザ特有の使い方があることが分かった。すなわち、当時の PAS Type C（PN24）の車両質量は29kg、カタログ上の一充電当たりの走行距離は最短で20km だった。ユーザは高齢者が多かったが、電池が切れて重い自転車走行をするのが嫌で、数 km 走るたびに充電を繰り返していた。開発中のメモリー効果試験
条件よりはるかに多い頻度で、かつ浅い放電状態からの充電だった。開発者は直ぐに、リフレッシュ充電機
能付き充電器の開発に着手し、1996 年モデルから全機
種にリフレッシュ充電機能付き充電器が採用された。
長所・内部インピーダンスが少ないので、大電流放電が可

図 6.42 ニカド電池の充電時における化学反応と電気的現象

能。放電時の電圧変動が少ない。
・鉛蓄電池に比べて、過放電に強い。
・鉛蓄電池に比べて、サイクル寿命特性に優れている。
・鉛 蓄電池に比べて、長期間放置しても性能劣化が少ない。
短所
・継ぎ足し充電を繰り返していると、メモリー効果で一時的に電池容量が減少したように判定されてしまう。
・単セルの定格電圧が1.2Vなので、例えば24V（鉛蓄電池の12直列）で使う組電池の場合、20個の直列接続が必要。容量・内部抵抗などにばらつきが多いと、組電池の図 6.43 ニカド電池の放電時における化学反応と電気的現象

中でセル単位の過放電又は過充電の機会が増える。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

185

図 6.44

ニカド電池（三洋電機 Cadnica）の放電特性３）
図 6.46ニッケル水素電池の内部構造５）池の採用目的は、低価格で小型軽量化になり、大容量化はリチウムイオン電池という時期がしばらく続くことになった。低価格で小型軽量化の先駆けは、ナショナル自転車工業のアルフィット ViVi のニッケ
ル水素電池だが、構造的には図 6.47 の 2000 年発売のエレガント ViVi（BE-EDWU）が、その基になった。

図 6.45

ニカド電池（三洋電機、Cadnica）のサイクル寿命特性３）（３）ニッケル水素電池（密閉型ニッケル水素蓄電池）
ニッケル水素電池は、1990 年代前半にニカド電池の電池容量向上、脱カドミウムの手段として、盛んに実用化・改良されてきた。図 6.46 に、ニッケル水
素電池の一例として、三洋電機 Twicell の内部構造を示す。
電動アシスト自転車に初めてニッケル水素電池が使われたのは、1998 年 5 月に発売されたナショナル
自転車工業の小径・電動伸縮自転車「ドラクル」（価格 178,000 円、自転車新製品コンペティション大賞受賞）だった。ドラクルへの採用は車体の小型軽量化

図 6.47BE-EDWUのバッテリボックスが主な目的だった。次に 1999 年 1 月に発売されたヤ186

マハ発動機 PAS PX26 カスタム（PX26C）では、ニ

図 6.48 及び図 6.49 に、ニッケル水素電池の充放カド電池モデル ニュー・パス（PX26）と比べた大容電の仕組みを模式的に示す。ニッケル水素電池の正量化（長い一充電当たり走行距離）を主な目的として、極における化学反応は、ニカド電池の正極のそれとニッケル水素電池が採用された。

全く同じである。違いは負極に水素吸蔵合金を使っ

その後、ニカド電池がニッケル水素電池に置き換た点にあり、充電時に負極の水素吸蔵合金表面に生わり、単セル価格も安くなった 2002 年に電動アシス

成した原子状水素が合金内部へ拡散し吸蔵されるト自転車でリチウムイオン電池が初めて使われると、（MH）。放電時に吸蔵されていた水素が脱離し水素吸

電動アシスト自転車の電池におけるニッケル水素電

蔵合金表面で水酸イオン（OH-）と反応して水（H2O）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March図 6.48

ニッケル水素電池の充電時における化学反応と電気的現象

図 6.50 ニカド電池とニッケル水素電池の放電特性の比較５）

どにばらつきが多いと、組電池の中でセル単位の過
放電又は過充電の機会が増える。
（４）リチウムイオン電池
リチウムイオン電池は、1991 年ソニー・エナジー・テックによって初めで商品化され、1994 年に三洋電機から負極に黒鉛炭素質、正極にコバルト酸リチウムを使ったリチウムイオン電池が商品化された。それ以来、1990 年代後半に、エネルギー密度の高さと定格電圧の高さ（平均の定格電圧 3.7V、後に安全性の観図 6.49ニッケル水素電池の放電時における化学反応と電気的現象

点から 3.6V に変更）などから、携帯電話やパソコンなどのモバイル電子機器を中心に、リチウムイオン電池が急減に需要を伸ばしてきた（図 6.35 参照）。
電動アシスト自転車にリチウムイオン電池が初めに戻る。このときに電子（e-）が放出される。

て 使 わ れ た の は、2002 年 5 月 に 発 売 さ れ た ナ シ ョ

電動アシスト自転車使用におけるニッケル水素電池

ナ ル 自 転 車 工 業 の デ ラ ッ ク ス VIVi（BE-EHD63/の長所は、その開発目的通り、ニカド電池との互換性

EHD43）、 及 び 6 月 発 売 の エ ク セ レ ン ト ViVi（BE-を保ったままでの電池容量の増大である。図 6.50 にEHE63/ EHE43）であった。デラックス ViVi で採用示すように、三洋電機製のニカド電池（Cadnica）とされたリチウムイオン電池は、マンガン酸リチウム

ほぼ同じ放電特性を示しながら、
ニッケル水素電池（三を正極材料に、黒鉛を負極にしたラミネート外装の単洋電機 Twicell）はほぼ２倍の電池容量を示している。

セルを７個直列にした組電池だった。この組電池は、
定格容量 3.0Ah、定格電圧 26V で、ラミネート外装

長所ということもあり、バッテリボックス質量は 1.0kg の・ニ カ ド 電 池 に 比べて、電池容量が大きい（ 約 ２軽さだった。エクセレント ViVi の電池は、７個直列倍の電池容量）・単セルの定格電圧が1.2Vであり、ニカド電池との互換性が高い。
・ニ カド電池と同様に、サイクル寿命特性に優れている。

２並列で、定格容量 6.0Ah、バッテリボックス質量は1.6kg という圧倒的軽さだった。この組電池のものではないが、同じ NEC トーキン製のラミネート型リチ
ウムイオン電池の内部構造の一例を図 6.51 に示す。
2003 年 に ヤ マ ハ 発 動 機 の New PAS

リチウム

短所

（PZ26L/ PZ24L）及びブリヂストンサイクルのアシ・ニカド電池に比べて、程度は少ないが、メモリー効

スタ リチウム（A63LP/ A43LP）に採用されたのは果はある。
・単セルの定格電圧が1.2Vなので、容量・内部抵抗な

三洋電機の円筒形コバルト系リチウムイオン電池だった。この電池の内部構造を図 6.52 に示す。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

187

リチウムイオン電池の充放電の仕組みを図 6.53 及び
図 6.54 に示す。リチウムイオン電池の特徴の一つは、リチウムイオン（Li+）を安定的に電極間で移動させるために、
プロピレンカーボネート（PC）やエチレンカーボネート（EC）などの有機溶媒に溶質としてリチウム塩を混ぜた電解液を使用していることである。特徴の二つ目は、負極に黒鉛やハードカーボンなどの炭素系材料を使用し、充電時にリチウムイオン（Li+）を吸蔵、放電時に脱離させる。
さらに正極にもリチウムイオン（Li+）を吸蔵・脱離させ得る結晶構造を持つ金属酸化物を使用することで、電極の酸化還元反応ではなく、リチウムイオン（Li+）の吸蔵・脱離で電子（e+）の放出・受け取りを行う点である。正極材料の違いによって、様々な種類のリチウムイオン電池があり、それぞれの長所を伸ばし、短所を補うべく、電解液やセパレータも含めた開発が進められてきた。

図 6.51

図 6.53

リチウムイオン電池の充電時における化学反応と電気的現象図 6.54

リチウムイオン電池の放電時における化学反応と電気的現象ラミネート型リチウムイオン電池の内部構造 18）

・ニカド電池のようなメモリー効果がない。継ぎ足し充電ができる。
短所・過充電が深くなると、熱暴走の懸念がある。電解液に有機溶媒を使用しているので、可燃性が高い。
図 6.52円筒形リチウムイオン電池の内部構造７）・特に、組電池で定格電圧が高い場合、単セルの過充電や熱暴走の可能性も高くなる。

電動アシスト自転車使用におけるリチウムイオン電池の一般的な長所・短所を以下に示す。

・安全確保のため、単セルとして、温度に関する保護
素子・安全弁等が必要。組電池として、電圧・電流・温度等を監視するBMS（Battery Management
System）が必須であり、組電池として高コスト。

長所
・エネルギー密度が高い。特に、質量エネルギー密度

リチウムイオン電池は、最悪の場合熱暴走があり、はニカド電池の２〜３倍。
・サイクル寿命特性に優れている。

燃焼の勢いが他の電池に比べると大きいなどの短所が・平均の定格電圧が3.6Vと高く、組電池にしたとき直あるにもかかわらず、現在も広く使われている理由
は、小型二次電池の中での圧倒的なエネルギー密度の列電池数を少なくできる。

188

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March高さにある。リチウムイオン電池が急増した 1990 年
代後半には、質量エネルギー密度がニカド電池の２倍超だったが、2000 年代前半には、質量エネルギー密度、体積エネルギー密度ともに３倍超に進化してきた（図 6.55、
図 6.56 参照）。また、
図 6.35 で示したように、
1990 年代後半から 2000 年代前半には平均単価が 1/3
から 1/4 にまで低下して、ユーザ側から見ると非常に使い易くなったことも、リチウムイオン電池が定着した理由に挙げられる。

図 6.57

バッテリボックス質量の変遷

図 6.55 小型二次電池のエネルギー密度の比較（1998年）16）

図 6.58

電池容量の変遷

納まっていることが分かる。近年のリチウムイオン
電池の容量の急激な上昇は、単セルの容量増加もあるが、小型電池の性能向上と複数個の並列化による
図 6.56 小型二次電池のエネルギー密度の比較（2006年）17）ことも大きい。図 6.58 の電池容量の推移では、2000
年代後半以降、電池容量の幅が大きく増え、単セル
単位の容量増大や複数並列化の組電池など、様々な図 6.57 に電動アシスト自転車の発売開始月と電池

組電池によって電池容量の幅が広がっていることが種類別のバッテリボックス質量の散布図を、図 6.58

分 か る。 ま た、2015 年 以 降、10 個 直 列 接 続 に し たに発売開始月と電池容量の散布図を示す。この中で36V 系の組電池も徐々に増えている。

ニッケル水素電池及びリチウムイオン電池では、組電池を複数個並列接続して電池容量を倍増したモデ

6.3.2

充電器の進化ルのシリーズが、同じ発売開始月の上下に並んでい電動アシスト自転車の電源システムの中で、充電器ることが分かる。ニッケル水素電池のバッテリボッ

は必須部品の一つである。初代 PAS の時代から、電クスの場合は、２並列化によって約２倍の質量になっ動アシスト自転車の充電器は、屋内で充電をすることているが、リチウムイオン電池の２並列化ではニカを前提に、車体又はバッテリボックスとは別部品としド電池より圧倒的に軽く、１並列電池の２倍以下にて（車載ではなく）セット販売されてきた。図 6.59

電動アシスト自転車の技術系統化調査

189

に、
電動アシスト自転車の電源システムの一例を示す。

する方法である。単純だが、充電に６〜 12 時間を要

このタイプの充電器は、電源回路に 100V 交流電流をするのが一般的である。

入力し、電池やコントローラ用の直流電流を出力する
直流電源装置として、電気用品安全法の規制対象になっている。電池の充電には、後述のように電池の種類や仕様により、充電方法や充電停止条件が異なるので、電池によって専用の充電器が必要である。電動ア
シスト自転車導入期初期の電池には、BMC（Battery
Management Controller）回路がなく、接続端子形状
で電池の区別をするものもあったが、過渡期に入り、

図 6.60鉛蓄電池の定電流 - 定電圧充電 2）

電池容量違いで商品ラインナップ化されるようになると、バッテリボックス内に BMC 回路基板が設けられ、（２）ニカド電池の充電方法

接続端子を介して、電池の ID や種々のデータを信号

ニカド電池には、充電末期に電池が発熱し、電池温としてやり取りするようになった。図 6.59 は、その度が上昇すると、電池電圧が若干低下するという特性

頃以後の電源システムの構成図である。

がある。仮に定電圧充電をした場合、電池温度が上昇
して電池電圧が低下すると、充電電流が増加し、電池温度が上昇するという動作を繰り返す恐れがあるために、ニカド電池に定電圧充電は不適当とされている。
そこで、ニカド電池の充電には定電流充電が使われる
が、単純な定電流充電では、規定充電電流が 0.1It [A]（1 It [A] = 電池容量 [Ah] / 1 [h]、例えば 5 [Ah] のニカド電池の充電電流 0.1It = 0.5 [A] ）であり、充電に
10 時間以上かかってしまう。
そこで考え出されたのが、電池電圧、電池温度などを監視しながら、ニカド電池の充電特性を生かした充電停止方法で大電流充電（例えば、1 It [A]）を停止させる急速充電方法である。 代表的な充電停止方法には、図 6.61 から図 6.63 に示した方法がある。図 6.61の方法は、充電末期の電池電圧の極大値を検出して、定電流充電を停止する方法である。ただし、電池電圧
は、充電電流の大きさ（充電電流が大きいほど電池電圧は高くなる）や周辺温度（周辺温度が高いほど電池
電圧は低くなる）によって異なるので、それらを補償する回路やプログラムが必要になるので、BMS や充電器は複雑になる。図 6.62 は、充電末期の電池電圧

図 6.59電源システム構成の例の絶対値ではなく、ピーク値と、その後に低下した電圧値との差を検出して、定電流充電を停止する方法である。直列個数の多い組電池の場合、この方法は、電（１）制御弁式（シール形）鉛蓄電池の充電方法

190

池温度計測の煩わしさがないので、電動アシスト自転

サイクルユースの制御弁式（シール形）鉛蓄電池の車の組電池では多く使われた方法である。図 6.63 の場合、最も推奨されている充電方法は、定電流 - 定電

方法は、電池の側面にサーミスタなどの感温素子を設

圧充電である。これは、電池電圧を規定最大電圧以下

置して、電池温度を検出し、充電末期に一定温度までに抑えながら、十分な容量を充電するための方法であ上昇したときに定電流充電を停止する方法である。こり、最初に最大充電電流以下の一定電流で充電を開始

れらの他にも、dT/dt 制御（電池温度の時間上昇率）、

し、電池電圧が最大充電電圧に達したら、電流を抑え

Δ T 制御（電池温度の周辺温度との差）など、様々て、一定電圧の充電を一定時間継続して、充電を停止な方法が提案されてきた。

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March図 6.61

ニカド電池の定電流充電・電池電圧検出方式３）

図 6.64ニッケル水素電池の急速充電の例５）た初期の電動アシスト自転車はメモリー効果でクレー
ムになることが多かったので、その後すべてのアルカ
リ系二次電池の充電器にはリフレッシュ充電機能付き
図 6.62

ニカド電池の定電流充電・ ―Δ V検出制御方式３）の充電器が採用された。リフレッシュ充電機能とは、充電器内のリフレッシュ充電用抵抗回路に、低い値の放電電流を流し（例えば、5Ah のニカド電池の場合、0.1
It {A} = 0.5 [A] での放電）、完全放電を行った後、完
全放電の状態から完全充電の状態まで通常の充電を行う方法である。導入期のニカド電池用リフレッシュ充電機能付き充電器は、リフレッシュ充電をユーザの判断で開始するためのリフレッシュボタンが付けられていた。しかし、その使い方を正しく理解できず、相変
わらず継ぎ足し充電を繰り返すユーザもいた。ユーザ

図 6.63

ニカド電池の定電流充電・電池温度検出方式３）がリフレッシュ充電を理解していても、取扱説明書に「最大 10 数時間」と記載してあるので、リフレッシュ
充電を行わないという人もいた。結果として、メモリー（３）ニッケル水素電池の一般的な充電方法

効果でのクレームが無くならないことが課題だった。

ニッケル水素電池の充電特性は、ニカド電池のそれ

そこで、ヤマハ発動では PY シリーズの BMC を中と似ているので、定電流充電が基本である。ニッケル心としたバッテリシステムを三洋電機に開発依頼する

水素電池は、充電末期の電圧変化や温度変化がニカに当たって、充電器に自動リフレッシュ機能を付加す

ド電池に比べて緩やかであるとされ、ニカド電池に比ることにした。BMC に充電回数や充電時の電池容量

べてより高精度の電圧・温度の監視が必要とされる。

を記録させ、充電回数がある閾値を超えた状態で、放ニッケル水素電池に適切な充電停止条件は、ピーク電

電後にユーザが充電器にバッテリボックスを接続した圧制御（電池電圧の極大値を検出）、dT/dt 制御（電ときに、BMC が充電器にリフレッシュ充電開始信号

池温度の時間上昇率を検出）、Δ T 制御（電池温度のを送り、充電器側は自動的にリフレッシュ充電を開始

周辺温度との差を検出）のいずれかであるとされていする機能である。ユーザがリフレッシュ充電の経過時る。図 6.64 に、ニッケル水素電池の急速充電のフロー

間まで待てないときには、リフレッシュ解除ボタン

チャートの一例を示す。

で自動リフレッシュを中断することができるように（４）アルカリ電池のメモリー効果とリフレッシュ充電した。図 6.66 は三洋電機開発のバッテリマネジメン

6.3.1 の（２）で述べたように、ニカド電池を使っトシステムの概略である。これ以降、アルカリ系二次

電動アシスト自転車の技術系統化調査

191

電池用充電器は、自動リフレッシュ機能付きが主流に解で、寿命劣化の危険性が増えるので、充電前に周辺なっていった。

温度のチェックが必要とされている。また、深放電状態のリチウムイオン電池は転極の可能性もあり、それを充電すると極端に寿命を縮める可能性があるので、OCV（Open Circuit Voltage、開路電圧（通電していないときの電池電圧））のチェックも必要である。
この例では定電流充電の電流値は 0.5 ～ 1.0 It {A} とし、定電圧充電の電池電圧を 4.2 [V]/ cell としている。
満充電判定は、充電電流が規定値（例えば、0.02C ～0.05C）以下になった時に停止させる方法と、OCV が規定値（例えば、4.15 [V]/ cell）以上になった時に停図 6.65自動リフレッシュ機能付き充電器（2000）

止させる方法がある。

図 6.68 リチウムイオン電池の充電フローチャートの例７）
図 6.66

PYのバッテリ管理システム

6）（５）リチウムイオン電池の一般的な充電方法
リチウムイオン電池の充電は、定電流・定電圧充電が基本である。特に、後半の定電圧充電の充電電圧は、
満充電容量や過充電に影響があるので、前節で述べたw

6.4 電池に関連した駆動補助装置の制御と表示部の進化

6.4.1

残量表示と電源スイッチ等

BMC と充電器の連携による高精度な充電管理が必要

ユーザが電動アシスト自転車に乗っていて、誰でもである。図 6.67 にリチウムイオン電池の定電流・定最初に経験する心配事が、「電池容量がどれだけ残っ

電圧充電の一例を示す。

ているか」、「どの時点で充電すればよいか」という、電池容量又は電池残量のことである。また電池は、程度の差があるものの、使っていても使わなくても、満充電にできる容量（FCC（Full Charge Capacity））が低下する。図 6.69 に、電池の設計容量（初期の定格容量）、満充電容量、充電率（使用時の残量表示値）、
放電深度などの用語と概念を説明する。電源システムの一部としての車体側（駆動補助装置及び表示部）の役割の一つが、電池残量を表示することであるが、こ図 6.67

リチウムイオン電池の定電流・定電圧充電７）の残量表示値は充電率（SOC（State Of Capacity））のことであり、単位は % である。
電動アシスト自転車の導入初期、車体側の残量表

192

実際のリチウムイオン電池の充電フローチャートの示と電源スイッチは、別の部品で構成されたものが多一例を図 6.68 に示す。リチウムイオン電池は、周辺かった。初代 PAS の残量表示ランプ（図 6.70 左図）

温度 40℃以上の環境下で充電を行うと、電解液の分はその代表例である。残量表示は LED １灯だけで、

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

電動アシスト自転車の過渡期から成長期にかけて、スイッチ ON の走行状態に、エコモードが加わり、強モード、エコモードなどが加わった。また、駆動用蓄電池を電源にしたキセノン球、後に白色 LED のバッ
テリランプが多くの車両に付けられるようになった。
メインスイッチは、ハンドルのグリップ横で、これらの機能の操作ボタン（又は操作レバー）と残量表示も含めた状態表示機能を持つようになった。
図 6.71 及び図 6.72 に、1999 年から 2011 年までの間に、ヤマハ発動機 PAS シリーズ及びナショナル自転車
工業 ViVi シリーズで使われた代表的なメインスイッチを示す。ヤマハ発動機は、2011 年の PAS シリーズ全機種のメインスイッチに、図 6.72 の右図に示す７セグ
メント LED ２灯のディジタル残量表示を採用した。

図 6.71

ハンドル上のメインスイッチ（1999）とタクト
11, 12）スイッチ式メインスイッチ（2003）

図 6.69電池の容量、残量、残量表示値など

SOC10% 以下になると LED 点滅表示に変わる設定だった。なお、1995 年に発売されたホンダラクーン（UB01）
は、バッテリボックスに LED5 灯で、押しボタンを押したときだけ LED が点灯する仕組みだった。その後、

図 6.72

走行モード選択式のメインスイッチ（2008）と12, 24）
ディジタル残量表示（201１）

1997 年発売のラクーン 24 UX-1（UB04）、1998 年発売のラクーンコンポ（UB07）などもバッテリボックスのみでの LED 表示だったので、ここでは割愛する。

ディジタル表示になったことで、今まで LED 個数プ

PAS シリーズでキー式メインスイッチを止めて、

ラス１くらいの残量表示段数が、格段に増加し、ディロータリーレバー式スイッチと LED ３灯表示になっジタルで表示できる他の情報も増えた。残りアシスト

たのは、1997 年発売のニュー・パス（PX26/24）か走行可能距離（2013 年、ヤマハ発動機）、残りアシストらである（図 6.70 右図参照）。

走行可能時間（2014 年、パナソニックサイクルテック）などである。図 6.73 に、ヤマハ発動機 PAS シリーズ及びパナソニックサイクルテック ViVi シリーズで近年使用されているディジタル表示式メインスイッチを示す。

図 6.70

初代 PASの残量表示ランプ（1993）と残量表示付きメインスイッチ（1997）10, 1１）
図 6.73

時刻表示（2017）や残り走行時間表示付きの
24, 1３）液晶式メータ（2017）

電動アシスト自転車の技術系統化調査

193

ディジタル表示のメータや液晶サイクルメータなど

らにアシスト比率を従来の半分ほどにして、駆動力

は、以前から自転車用として販売されていた。電動ア

は弱いが一充電当たり走行距離は長くすることがでシスト自転車のバッテリボックス内の BMC 及び駆動

きる走行モード＝エコノミーモードを追加した CY-

補助装置内のモータ制御コントローラと情報のやり取

SA26LMH を 1998 年に発売した。図 6.75 左図は、パりをし、他のセンサや電気部品と接続され、それらのワーモードとエコモードを切り替えるアルゴリズム

情報をメータで表示する機能を持った電動アシスト自を説明する特許図の一部である。強いアシスト力が転車専用の液晶表示メータが搭載されたのは、2008

必要でないときには、アシスト力を弱くしたエコモー

年にパナソニックサイクルテックから発売されたチドを選択できる設定ということだが、カタログ上は

タンライト EB（BE-EPDL63）が最初である（図 6.74

電池性能が向上したようにも見える。過渡期後半に

左図参照）。チタンライト EB のマルチコントロール

は、電動アシスト自転車の価格が低下したこともあ

サイクルメータでは、従来からの走行距離、走行速度

り、ユーザ層も少しずつ若い世代も増えていたので、など、アシストモード、電池残量の他にモータ電流

カタログ数値の重要性が見直されていた。翌年以降、又は電池電流を基にしたパワーインジケータがリア

従来の走行モードにエコモードが追加されたアシス

ルタイムで表示された。2011 年に発売されたヤマハ

ト走行性能仕様やメインスイッチが普通になって発 動 機 PAS Brace L（PM26B） 及 び PAS VIENTA

いった。

（PM26V）に採用された液晶ファンクションメータでは、LED バッテリランプの ON/OFF ボタンや残りア
シスト走行可能距離表示などが加わった（図 6.74 右
図参照）。

図 6.74BE-EPDL63（2008）と PM26B（201１）の液晶式メータ 26, 24）

6.4.2 省電力から始まったアシスト走行モードの進化
電池の残量を有効に使うことは、電源システムに関係した駆動補助システム及び車体側部品の重要な課

図 6.75エコモードの切替機能（1998）とラインナップ
1１）化手段としての走行モード（2004）

題である。初代 PAS では、原付バイクで使われるよ194

うなキー式メインスイッチを使い、電源 ON にする

成長期に入り、リチウムイオン電池が一般的になとその接点には数アンペアの電流が流れていた。従っると、ニッケル水素電池は低価格車向け、リチウムて、電源 ON でも走行していない状態では数秒後にイオン電池は高価格車向けというすみ分けが普通に自動的に電流を切る機能が省エネの一つとして採用なり、さらにリチウムイオン電池も７直列１並列とされていた。一方、導入期の車両は、質量が大きく、

７直列２並列の容量違いでラインナップ化されるよ

重かったので、アシスト走行機能としては、法規制うになった。これらの容量違いの電池で、同じ C レー

及び安全な走行の範囲内で、いかに発進駆動力や登ト（定格容量の Ah で表示された電池の時間率容量と坂力を上げて、軽快なアシスト性能を維持するかが同じ数値の電流値、例えば 5[Ah] 電池の１C 電流値は開発課題だった。軽快なアシスト性能を維持するた

5[A]、1It[A] と同じ）の放電電流で駆動したとすると、

めに、電池容量は大きくする必要があり、電池はニ

電池容量が高いものほど高い電流値、すなわち大き

カド電池からニッケル水素電池へと移行していった。

なモータトルクで駆動したことになる。この特性を一方で、より小さいサイズのニッケル水素電池を利用して、電池容量の大きいリチウムイオン電池モ

使って、より軽い車両を目指したメーカが、ナショ

デルには強モードと標準モード、電池容量の少ない

ナル自転車工業と三洋電機だった。三洋電機は、さニッケル水素電池モデルには標準モードとエコモー

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

ドという走行駆動力に差をつけたラインナップをしたのが、図 6.75 右図の 2004 年 PAS シリーズであった。
ヤマハ発動機は、ペダル負荷を感知してアシスト
ON/OFF を自動的に切り替える「オートエコモード」を搭載した PAS リチウムシリーズを 2006 年２月に発売した（図 6.76 参照）。アシスト比率法改正
対応の 2009 年モデルでは、ドーナツ状に着磁したボンド磁石のプレート及び磁気形近接スイッチを前輪

図 6.78

トリプルセンサシステムによる滑らかな24）
アシスト（2013）に取り付け、前輪での車両走行速度と後輪に繋がったモータ回転速度を比較することで、変速段数に合
わ せ て、 よ り き め細やかで快適なアシスト制 御 を行 う「S.P.E.C.3」（Shift Position Electric Controller
3-speed transmission）を全機種に搭載した（図 6.77
参照）。

図 6.79ブレーキ充電とアシストモード自動切換え機能
3１）（CY-SJ、2003）

図 6.76

ペダル踏力連動のオートエコモード（2006）24）

ん路向けの省エネモードのアシスト力設定を、トル
クセンサの値を基に、自動的に切り替える機能だった。三洋電機は、2003 年の回生充電機能以降、ニッ
ケル水素電池への回生充電システムにこだわり続けてきたが、2008 年にいろいろな過充電回避策を講じて、リチウムイオン電池への回生充電システムを完
図 6.77

24）
S.P.E.C.3と前輪の速度センサ（2009）

成し、SPA シリーズとして発売した。これには、従来までのブレーキをかけたときに回生充電が始まる「ブレーキ充電」に加えて、図 6.80 に示すような、下2013 年には全モデルでクランク軸部にホール IC 式
回転センサを追加して、トリプルセンサシステムとした。これにより、平坦路などでの低踏力のときの短い惰性走行の状態と駆動状態とを滑らかに繋ぐことで、より滑らかで快適なアシスト駆動制御を目指した。
三洋電機は、小型・軽量の電池性能を有効に生かす技術開発に熱心に取り組んだ。2003 年に前輪駆動
方式の駆動補助装置でブレーキ回生充電システムを開発し、CY-SJ シリーズを発売したが、そのメインスイッチには省エネ / オート / 標準の三つのモードが選択できるようになっていた（図 6.79 参照）。この中でオートモードは、登坂向けの標準モードと平た

図 6.80

乗ったまま充電追加の回生充電システム（SPA、2008）3１）
電動アシスト自転車の技術系統化調査

195

り坂や惰性走行時の状態を車速やトルクセンサ値な発売されたほとんどの機種が表示されているが、過渡どから検知して、自動的に回生充電を ON/ OFF す期以降は、大手メーカの新発売（マイナーチェンジをる「ノッタ・ママオートモード」が搭載された。

除く）の機種のうち、大きいサイズ（例えば 26 型・24 型同時発売の場合は 26 型）を載せている。複数の機種が同時発売された場合は、代表機種又は過去に載6.5 車体部の進化
6.5.1

せた機種から大きく変更になった機種を中心に選んでいる。機種の選び方及びその数によって、傾向は異な

電動アシスト自転車の質量の変遷ると思われるが、どの車種に関しても、車両質量は電動アシスト自転車は、導入期の頃、高齢者が主な

2003 年くらいまで軽量化の傾向が見られるが、それユーザだったこともあり、車両質量が大きく、重いこ以降同じ傾向が 2005 年くらいまで続き、2006 年くらとが大きな課題だった。過渡期から成長期初期にかけ

いから緩やかに上昇傾向が続いている。

て、軽量化技術が進み、シティ車で 20㎏前半にまで軽くなった。中には 20kg 未満を謳った電動アシスト

6.5.2

フレームの軽量化と車種増加への対応

自転車も現れた。成長期以降、電動アシスト自転車の電動アシスト自転車と一般用自転車のフレームの構販売台数も増え、30 歳から 40 歳代前半の女性が主な造上の違いは、駆動補助装置の固定、バッテリボック

ユーザ層の時代になると、車両の軽さより色々な機能

スの錠前による係止、及び電線の係止などである。セが付いて手ごろな価格のほうが重視される傾向が強く

ンターモータ駆動方式の駆動補助装置の場合は、フなっていった。また、
スポーティ車、高齢者向けシティ

レーム設計及びフレーム体製造の基準となるボトムブ

車、通勤・通学用シティ車、幼児二人同乗車など車種

ラケットシェル（クランク軸が固定されるフレーム体が豊富になり、それぞれに求められる機能・特性が分のパイプ）がフレーム側にないのが大きな特徴であ化していったことも、車両質量が一様に指摘されるこる。メインパイプとチェーンステーを結合するパイプとが少なくなった理由の一つと考えられる。

をボトムブラケットシェルの代用にした初代 PAS の図 6.81 に、それぞれの時代に発売された電動アシフレームを図 6.82 に示す。センターモータ駆動方式

スト自転車の発売開始月と質量の散布図を車種別に分類して示す。また、モデル数の多い３車種については

図 6.82

初代 PASのフレーム（1993）のドライブユニット懸架ブラケットを中心にパイプ類を組み立てる構造のフレーム体の例を図 6.83 及び図6.84 に示す。また、バッテリボックス取り付け構造の一例を図 6.85 に示す。電動アシスト自転車の導入期
後半から過渡期前半に始まったこの構造が、後にセンターモータ駆動方式のフレーム体の主流となり、現在もあまり大きく変わってはいない。余談になるが、導図 6.81

車種ごとの電動アシスト自転車の質量の 変遷

入期には、ボトムブラケットシェルを基準とした従来方法でのフレームの利用を目指して、ハブモータ駆動
方式の駆動補助装置が誕生した。

196

LOESS 局所回帰曲線を入れてある。図 6.81 に表示さ構造上の違いが少なくても、電動アシスト自転車のれている機種のうち、導入期に関しては新規参入や新フレームにはそれなりの質量のある構造物が固定さ

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. MarchSTKM14A（ハイテン鋼管）、又は機械構造用合金鋼
鋼管 SCM430TK（クロモリ鋼管）などを使っていたので、シティ系電動アシスト自転車のフレーム体の質
量は３kg 超になっていた。
1990 年代前半に、一般用自転車のフレーム体の軽量化手段として、アルミフレームは一般的ではあったが、当時はまだコストが高かった。電動アシスト自転車に最初にアルミフレームが採用されたのは、宮田工業から 1997 年 5 月に 119,000 円で発売されたグッドラック 20（VG238）だった。宮田工業が得意とするアルミ接着工法のフレーム体だった。2001 年にヤ
図 6.83シティ系 U形フレームの例

マハ発動機とブリヂストンサイクルが、89,800 円のアルミ溶接フレームの電動アシスト自転車 PAS スー
パーライト PH26/ PU26、アシスタスーパーライト
AST60/AST60S を 発 売 し た。 さ ら に、2002 年 3 月に発売されたナショナル自転車工業 アルフィット
ViVi（BE-EHS63/43）は、アルミ溶接フレームながら 69,800 円の価格だった。車体の軽さ、走りの軽さ、商品性の高さと価格の安さからアルフィット ViVi はヒット商品となった。これ以降、他社も徐々に追従したことから、成長期ではアルミ溶接フレーム体が標準的仕様になった。

図 6.84

ドライブユニット懸架構造の例

当時のアルミ溶接フレーム体には、A5052（Al-Mg 系合金）、A6061（Al-Mg-Si 系合金）、A7005（Al-Zn-Mg系合金）などが使われていた。軽量化設計の目的では、鋼材の比重 7.8 に対してアルミ合金パイプの 2.7 〜 2.8は魅力的だが、溶接ビード周辺の疲労強度が鋼管の半分程度になることは、フレーム設計及びフレーム体製造
上、十分な注意が必要だった。図 6.86 に一般財団法人
自転車産業振興協会技術研究所による疲労試験データ

図 6.85

バッテリボックス取り付け構造の例

れ、特にセンターモータ駆動方式の場合、チェーンにかかるモータ駆動合力及びペダル踏力が駆動装置を介してフレームにかかるので、強度上の注意が必要である。さらに、大きな駆動力を期待して、より重荷重、より高負荷での使用環境で使われるので、それを考慮した強度・耐久性が必要となる。
導入期のバッテリボッ
クスは、ニカド電池でも、ドライブユニットと合わせて 10kg 程度の質量があった。フレーム体の材料として、機械構造用炭素鋼鋼管 STKM11A（普通鋼管）、

図 6.86

STKM14Aと A6061の疲労強度 2３）

電動アシスト自転車の技術系統化調査

197シートから、ハイテン鋼管 STKM14A 及びアルミ合金パためにバッテリランプの点灯・消灯を制御する「ほっとライプ A6061 の片持式水平曲げ疲労試験のデータを示す。

イトシステム」が搭載された。これは、メインスイッチを
OFF にした後、ライトスイッチを OFF にしない限り、56.5.3

電源システムを利用したバッテリランプ

分間は押し歩き・駐輪のためにバッテリランプが点灯す電池を使った一般用自転車の装置には、乾電池式のる、また、
メインスイッチが OFF 状態（アシストOFF 状態）

前照灯、電動変速システム、及び太陽電池と蓄電池式でもペダルをこいでいれば、安全のためにバッテリランプの点滅式テールライトなどがあったが、電動アシストが点灯するというものだった。

自転車の場合には、一充電当たりの走行距離の長さと電池の小型・軽量化という相反する要求があり、車体側の装置にモータ駆動用電源システムを利用することは、あまり考慮されてこなかった。しかし、交通安全の視点で指摘・要望の多いヘッドライト（前照灯）だ
けは、早い時期からモータ駆動用電池を使ったものが実用化され、システムとして進化してきた。
図 6.87 は 1998 年に登場した 10W ハロゲン球を使ったバッテリランプである。ブリヂストンサイクル開図 6.89

バッテリランプの「ほっとライトシステム」
24）（2007）

参考・引用文献
1）GSYUASA：「小型制御弁式鉛蓄電池 総合カタロ
グ NP シリーズ、NPH シリーズ、RE シリーズ」（、2007）
2）Panasonic Corporation：「 制 御 弁 式 鉛 蓄 電 池の
概要 _ 充電について」、制御弁式鉛蓄電池 LC図 6.87 駆動用電池を電源としたバッテリランプ（1998）11）

XC1228AJ（サイクルユーズ）商品仕様、（2018）、
accessed on 2020-08-26、https://industrial.
panasonic.com/jp/products/batteries/

発・製造のハブダイナモ式全自動前照灯「点灯虫」を、

secondary-batteries/vrla/models/LC-XC1228AJ

24V 仕様に変更したもので、振動センサと光センサを

3）三洋電機モバイルエナジーカンパニー：「Cadnica

利用して、点灯・消灯が自動で行われていた。ダイナ

技術資料」、（2001）

モ式とは違って、スイッチが入れば、停止中でも押4）三洋電機モバイルエナジーカンパニー：「Cadnica サ

し歩き中でも、明るく光ることが市場で評価された。

ンヨーカドニカ電池 製品カタログ」、（2004-10）

2004 年には、手元のメインスイッチでバッテリランプ

5）三洋電機モバイルエナジーカンパニー：「Twicellの ON/ OFF 切替をするようになったのを機に、白色LED を使ったバッテリランプが採用された（図 6.88
参照）。

技術資料」、（2001）
6）大 井 耕 三、 山 口 昌 男、 平 尾 敬 二、 人 見 和 弘、
酒井敦（三洋電機）：「パワーアシスト自転車
用 BMC（Battery Management Controller）」、
三洋電機技報 Vol.34 No.1 p.118-123、（2002）7）三 洋 電 機 モ バ イ ル エ ナ ジ ー カ ン パ ニ ー：「Lithium ion 技術資料」、（2002）8）独立行政法人工業所有権情報・研修館：website「特許情報プラットフォーム J-PlatPat」、accessed

図 6.88白色 LED式バッテリランプとメインスイッチ（2004）1１）

on 2020-04-10、https://www.j-platpat.inpit.
go.jp/9）ヤマハ発動機：「ニュースリリース」、 accessed2007 年には、スイッチだけでなく、電池電圧及びトル
クセンサ信号などを利用して、利便性や安全性の向上の198

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchon 2019-09-01/ 2020-08-24、https://global.
yamaha-motor.com/jp/news/10）ヤマハ発動機：製品カタログ「世界初・パワー
アシストサイクル PAS」、
（1993）
11）ヤ マハ発動機：電動アシスト自転車 製品カタ22）毛利住年雄：「磁気センサ理工学」、コロナ社、（1998）
23）一般財団法人 自転車産業振興協会技術研究所：
自振協技術研究所研究報告「片持式水平曲げ疲

ログ12）ナショナル自転車工業（現：パナソニックサイ

れ試験機によるパイプ疲れ試験データシート」、

クルテック）：電動アシスト自転車製品カタロ

自転車技術情報 No39、（1988）、技術資料情報

グ

デ ー タ ベ ー ス、 入 力 番 号 _C00205、accessed13）パナソニックサイクルテック：電動アシスト自転車 / 自転車

ニュースリリース、accessedon 2019-09-01/ 2020-08-24、https://cycle.

on 2020-08-26、http://www.jbpi.or.jp/giken/
list.cgi?mb=nm24）ヤ マ ハ 発 動 機：Website「 ニ ュ ー ス 一 覧 」、
1997 年 度 –2020 年 度、（2020）、accessed on

panasonic.com/release/14）田 村 英 雄（ 監 修 ）、 森 田 昌 行、 池 田 宏 之 助、
岩倉千秋、松田好晴：「次世代型リチウムイオ

2020-01-06/ 07-25、https://global.yamahamotor.com/jp/news/

ン二次電池」、電子とイオンの機能化学シリー

25）ヤ マハ発動機：製品カタログ「’98 New PAS

ズ Vol.3、（株）エヌ・ティー・エス、（2003）

コンパクト DX、New PAS コンパクト」、（1998）

15）ヤ マハ発動機：「ヤマハ PAS（PA26）パーツ

26）パ ナ ソ ニ ッ ク サ イ ク ル テ ッ ク： 取 扱 説 明 書「Titanium  Light EB, BE-ENDL63」、（2010）

リスト 」、（1993）
16）境 哲夫：「高性能ニッケル・水素電池の開発状

27）本 田 技 研 工 業：Website“ ホ ン ダ ラ ク ー ン

況」、精密工学会誌 Vol.64、No.1、（1998）RACOON”、 プ レ ス イ ン フ ォ メ ー シ ョ ン17）米 津 育 郎、 藤 谷 伸、 吉 村 精 司：
「携帯電

（FACT BOOK）RACOON 1994.12、accessed

話 用 リ チ ウ ム イ オ ン 電 池 の 開 発 動 向 」、

on 2020-06-10、https://www.honda.co.jp/

Electrochemistry Vol.74 No.3、（2006）

factbook/motor/RACOON/19940200/

18）座 間浩一、粂内友一、榎本真介、大道寺孝夫

28）横 谷 和 展、 富 樫 仁 夫、 数 原 寿 宏：「 電 動 ア（NEC トーキン）：「大容量ラミネートリチウム

シ ス ト 自 転 車 <CY-SJ> 」、 三 洋 電 機 技 報

イオン二次電池の開発（高出力型）」、NEC 技Vol.35No.1p.106-114、（2003）

報 Vol.59

No.5、（2006）

29）一般社団法人 電池工業会：Website「二次電池19）角谷和重、横谷和展（三洋電機）：「電動アシス

販売数量長期推移」及び「二次電池販売金額

ト自転車用超磁歪トルクセンサの開発」
、電気

長期推移」
、機械統計、統計データ、（2020）、学会論文誌 E

accessed on 2020-11-05、統計データ：二次電

121 巻

11 号、
（2001）

20）田 中建明、広瀬康夫、乾克己：「電動アシスト
自転車 <CY-A1> 」、三洋電機技報 Vol.29 No.1
p.76-82、（1997）
21）本田技研工業：Website“STEP COMPO”、プ
レスインフォメーション（FACT BOOK）
Honda
StepCompo FACT BOOK 、accessed on 2020-

池販売数量長期推移｜一般社団法人

電池工業会（baj.or.jp）30）出口欣高、小笠原悟司：「電気自動車の制御シ
ステム

電池・モータ・エコ技術」、東京電機

大学出版局、（2009）31）三洋電機：電動アシスト自転車 製品カタログ

06-22、https://www.honda.co.jp/factbook/motor/stepcompo/200104/?from=newslink_products

電動アシスト自転車の技術系統化調査

199

7 電動アシスト自転車の海外展開
7.1
7.1.1

欧州における電動アシスト自転車の展開と進化

ハ発動機のシステムを使用したオランダ Sparta 社のForenzo である。図 7.2 右図はナショナル自転車工業のシステムを使用した Giant 社の pedelec である。

欧州の電動自転車及び電動アシスト自転車の導入期並びに法規の成立
欧州における電動自転車は、1980 年代後半から検討されていたが、1990 年代前半にスイス、ドイツなどでいくつかの電動自転車が販売されていたことが知られている。ドイツ Diamant の City-Blitz（1992）、
スイス BKTech AG の Flyer（1995）などである。図

図 7.2

Sparta社の Forenzo（2000）と Giant社のpedelec（2001）

7.1 は、Diamant の City-Blitz である。ニカド電池 24個を組電池にした 28.8V のバッテリボックスをスタッ2000 年頃の欧州自転車メーカは、自社でドライブ

ガードタイプのパイプの間に装着し、横に取り出し、ユニットを作る技術力を持ち、かつ広い販売網を持っ専用充電器を使って屋内で充電するようになっていたところは稀で、中国メーカから下地塗装をしたフた。
駆動装置はヘッドパイプ前方で、前輪タイヤにロー

レーム他の自転車部品を輸入して、フレーム塗装し、ラを押し付けて、タイヤを回転させていた。モータ回自転車として組み立てる組立製造・販売業者が多かっ

転は、ハンドルに付けたスロットルレバーを操作してた。電動アシスト自転車のシステムセットの納入業者

コントロールするものだった 。筆者らは、初代 PAS

は、Yamaha、Panasonic、SRAM、BKTech、その他の開発中、欧州販売会社を介して購入・輸入し、バッ

中国メーカなどがあった。

１）

テリボックス取付構造や走行性能などの研究用サンプ
ルとしていた。

図 7.3

Biria社の郵便配達車 と EPPLE社のpedelec（2001）

このころ欧州の電動自転車（Electric bicycle）市場には二つの言葉があり、ペダル動作に関係なく、主に電動モータで走るものは E-bike と呼ばれ、モータ
図 7.1

Diamant社の City Blitz（1992）

駆動力がペダリング駆動の補助的役割をするものはpedelec（pedal electric cycle の意味）と呼ばれていた。

1997 年９月ヤマハ発動機は、ドイツ、オランダ、

ドイツ、オランダ、スイスなどを中心に電動自転車がイタリアの自転車メーカ及び同社の小型二輪車製造拠販売されるようになり、各国で独自に「自転車扱い」

点である MBK インダストリー（フランス）に、1997

又は「モペッド扱い」などと決めていた電動自転車

年発売の PX 系組電池及び駆動補助装置などを欧州の法規を、EU として統一する必要が生じてきた。そ向けに改良したシステムセットを OEM 供給するこ

こで、2002 年欧州議会で採決されたのが、Directiveとを発表した 。そして、1998 年からシステムセット

2002/24/EC（EU 指令 2002/24/EC 自動二輪車・三の OEM 販売と欧州における電動アシスト自転車のロ

輪車の型式認証制度に関する規制）で、以下の条件

ビー活動を開始した。2000 年にはナショナル自転車に当てはまる補助電動機（auxiliary electric motor）

工業（現：パナソニックサイクルテック）
が ViVi シリー

を 備 え た ペ ダ ル ア シ ス ト 自 転 車（cycle with pedal

ズを改良したシステムセットの OEM 供給を、欧州のassistance）は型式認証制度の適用から除外すると規自転車メーカに向けて開始した。図 7.2 左図は、ヤマ

定された４）。

２）200

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

・最大連続定格出力が0.25kW
・その出力が、徐々に減少し、車速が25km/hに達したとき、又は乗員がペダリングを止めたときにすぐに、停止する。
これは、上記のようなペダルアシスト自転車を、自転車として扱うことを意味している。モータ制御技術に関しては、このペダルアシスト自転車には、車速の

図 7.5

ハブモータ前輪駆動方式のトレッキング系と後輪駆動方式の pedelec（2008）６）

検出及びペダルをこいでいることの検出が必要である
規格は、Directive 2002/24/EC で規定された pedelec

ことが分かる。

の定義に、より明確で実証可能な技術的根拠を付加
7.1.2

電動アシスト自転車及び電動自転車の成長期

並びに法規の整備

して、製造メーカの自己認証試験を可能にすることや、当時増加して問題になっていた粗悪な電動自転

2000 年代後半になると、以下のような理由から電車（中国製が多かった）を排除することを目的に作動自転車市場が活気を帯び、販売台数が急増するよう成されたものだった。EN 15194:2009 では、2002/24/になった。

EC 規定のモータ出力制限値、最高速度及びペダリン・リ チウムイオン電池の採用により、電池が軽量小

グ停止時のモータ駆動停止などの具体的な試験方法

型化され、デザイン性に富んだシティ系・トレッが規定されたほか、荷物積載専用車などの用途に有キング系の電動アシスト自転車が発売されるよう効と思われる 6km/h までの自走を可能とする規定、になった。

EMC（Electro Magnetic Compatibility） の 詳 細 な・地球温暖化対策、健康志向の一環としての自転車がブームになった。

試験方法などが盛り込まれた。EN15194 では、従来から習慣的に呼ばれてきた pedelec の言葉を使わず、・欧州の電動自転車市場の活況と中国都市部での事故

EPAC（Electrically power assisted cycle）の言葉を増加による規制などから、欧州へ輸出される中国産

使い、EPAC = bicycle であることを明確にする意図

電動自転車が増えた。

もあったと思われる。これはペダリングの有無にか

図 7.4 は、EUROBIKE 2006 で出展されたフレー

かわらずモータが駆動をする E-bike との境界を明確

ム内蔵式バッテリを搭載したハブモータ前輪駆動方にすることにもなった。

式（左図）及びハブモータ後輪駆動方式（右図）の2010 年に欧州電動自転車のその後の流れを変え

pedelec である。

る 出 来 事 が あ っ た。EUROBIKE2010 で Bosch とShimano が pedelec（EPAC）用のシステムセットを展示して、近々自転車メーカ向けに販売を行うことを発表した。Bosch は、翌 2011 年にセンターモータ
駆動方式ドライブユニット、36V・288Wh のバッテ
リボックス、液晶メータ及び充電器のシステムセット
図 7.4

ハブモータ前輪駆動方式と後輪駆動方式のpedelec（2006）５）

Classic MY2011 を販売した（図 7.6 参照）。更に 2012
年には、当時スイスやドイツで流行の兆しを見せて
いた e-bike 用に最大駆動速度 45km/h のドライブユ

2010 年近くになると、今まで高齢者が多かったオ

ニットを発売した９）。Bosch はその後も毎年、pedelec

ランダより、ドイツが電動自転車市場の中心的存在に（EPAC）用又は e-bike 用と、幅広く、小型で良くデなり、若いユーザも増えていった。これと前後するよ

ザインされたシステムセットを開発・発売し続けた。

うに、スポーツ性をより強調したトレッキング系のあっという間に、Bosch の小型にデザインされたセン

pedelec やデザイン性に富んだフレーム内蔵バッテリ

ターモータ駆動方式クランク軸合力一体式ドライブユ

式の pedelec に人気が集まるようになってきた。

ニット及びフレーム下パイプに係止する 36V リチウ

2009 年に CEN（European Committee for Standardization）から EN 15194 Cycles – Electrically power

ムイオン電池パックが、pedelec（EPAC）の高級車
及び e-bike の主流のスタイルになった。

assisted cycles – EPAC bicycle が発行された。この電動アシスト自転車の技術系統化調査

201

停止し、最大連続定格出力が1000W以下の二輪、三輪又は四輪の自転車。
・L 1e-B（two-wheel moped）は、L1e-Aの条件に当てはまらない、内燃機関の場合は排気量50cc以下で、最大設計車速45km/h以下で、最大連続定
図 7.6

Boschの Classic MY2011と Performance Line
MY201410）格出力が4000W以下の動力付き二輪車。
この規定の意味は、最高速度 25km/h 以下、最大定格出力 250W 以下の pedelec（EPAC）を除く全て

一 方、Shimano も 2010 年 代 前 半 に 最 初 の シ スの電動自転車は L1e-A（powered cycle）又は L1e-B

テムセットを発売して以来、次々にシリーズ化し、（two-wheel moped）に該当するということであり、Shimano の従来からの強みである他の自転車コンポー

最高時速 45km/h の speed-pedelec は L1e-B（two-wheel

ネントとの組み合わせでのセット販売や部品単位の情

moped）であることを意味する。L1e-B（two-wheel

報提供を行い、急速に顧客とエンドユーザを拡大して

moped）では、型式認証が必要であり、moped 並み

いった。Shimano は pedelec（EPAC）に多かったシティの灯火器等が必要になる。ユーザに対する規制は、免系だけでなく、e-bike のスポーツ系、MTB 系などに許証携帯、ヘルメット着用、自転車専用道路での走向けたシステムセットを積極的に開発した。Bosch と行禁止などの規制がある（ただし、仕様などの詳細

Shimano のスポーツ系システムセットと躍進によっは EU 加盟国で決めることができるので、例えばヘルて、e-MTB、e-RoadBike などの分野が、近年活況を

メットの仕様などは各国で異なるようである）。この呈するようになった。

regulation は、2016 年まで暫定期間があったが、2017
年 1 月からの新規製造車両はこの regulation に従った製造が必要となった。
一方、Directive 2002/24/EC 及び Regulation
No.168/2013 では、型式認証制度から除外するものとして、以下の車両が規定されている。７）

図 7.7

1３）
e-MTBと e-RoadBikeの例（2018）

・競技用での使用を目的とした車両。
・主にオフロード用途のために未舗装路を走行するた2010 年前後、スイスやドイツ南部を中心に pedelec

めに設計された車両。

（EPAC）の最高速度規定より明らかに速い速度まで モ ー タ 駆 動 を す る e-bike が 販 売 さ れ、s-pedelec

更 に Regulation No.168/2013 に は、「 こ の 規 制 は（speed-pedelec）と呼ばれ、流行していった。これenduro motorcycles（L3e-AxE（x = 1, 2 or ３））、を問題視した反対派の「s-pedelec には、two-wheel

trial motorcycles（L3e-AxT（x = 1, 2 or ３））及びmoped（category: L1e）と同様の規制をかけるべき」

heavy all terrain quads（L7e-B）にも適用する」といという意見と、肯定派の「これも pedelec（EPAC）

う記載があるが、電動自転車の e-MTB などの記載はとして認めるべき」という意見とで、最終的に ECない。2013 年以後、e-bike の新しいジャンルとして（European Commission）を巻き込んだ議論になった。

e-MTB が注目され流行したのは、ここにも原因の一

色々なロビー活動と議論の末、2013 年に Regulation

端があると思われる。

No.168/2013 が採択され、この議論に終止符が打たれた。s-pedelec に 関 し て、Regulation No.168/2013 でオランダ、イタリア、フランス）の電動自転車販売

・C ategory L1eの車両（light two-wheel powered

台数の推移と、2008 年から 2016 年までの欧州全体のvehicle）にL1e-Aの車両（powered cycle）と中で、主要４か国の販売台数の比率を示す。2019 年

L1e-Bの車両（two-wheel moped）のsubcategoryの電動自転車販売台数は４か国で約 240 万台であり、を設ける。

欧州全体の約 60% であるとすると、欧州全体では約・L1e-A（powered cycle）は、ペダリングを補助することが主たる目的で設けられた駆動補助装置でペダリングをする車両で、車速25km/hで補助動力が

202

図 7.8 に、上述の約 15 年間の主要４か国（ドイツ、は以下のような内容が規定された。

7）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

400 万台にまで成長したことになる。

バープレートの発行及び通行を禁止する「ナンバープ
レート規制」が行われた（北京市では 1993 年に都市部での通行禁止、ナンバープレート交付を２万枚以下にする規制が行われていた）。これは、増えすぎた自動車、オートバイ及び助力車による排ガス問題、交通事故並びに慢性的な交通渋滞などを解消するためとされたが、この都市単位の行政法は、他の地方都市にも次々に波及していった。このエンジン付き二輪車のナンバープレート規制が電動自転車の増加の一因と言える。ヤマハ発動機は、中国工場のオートバイ生産の減産を受けて、2000 年に上海事務所を中心に電動自転車の中国生産の検討を開始した。

図 7.8

電動自転車主要４か国の販売台数の推移 12）
図 7.9

7.2 中国における電動自転車の展開と進化
中国で電動自転車の生産が始まったのは、日本にお1990年代末期の中国の電動自転車

電動自転車の増加に対して、電動自転車製造に関する国家標準「GB（Guojia Biaozhun、国家標準）規格」
が 1999 年に国家標準化管理委員会によって承認された。

ける電動アシスト自転車の人気に刺激され、台湾又はこの規格の代表的な項目は以下のとおりである 14）。

中国本土の企業が、上海周辺の自転車工場で 1997 年

・最高速は、20km/hまでに制限すること。

くらいに作り始めたのが始まりとされる。その頃の中・制動時の制動距離は4m以下であること。

国自転車業界は、1995 年の約 4500 万台をピークにし・モータの定格出力は240W以下であること。

て、生産台数が急減していた。そこで、ある者は輸出

・車両重量は40kg以下であること。

に活路を見出し、ある者は（ほんの一部だが）電動自・バッテリ定格電圧は48V以下であること。

転車の製造に挑戦するという状況だった。日本の大手・ペ ダルを有し、自転車として漕ぐ機能を有するこ

量販店やホームセンター向けに中国からの輸入自転車と（30分間に７km以上の走行が可能であること）

が急増し始めたのは 1998 年からである。
1990 年代後半の中国における電動自転車は、鉛蓄

・アクセルを有し、漕がずとも自走する機能を有すること（補助モータがペダリングを補助する「アシス電池を使い、図 7.9 のようなハブモータ後輪駆動方式

ト機能」は有っても無くても良い）やハブモータ前輪駆動方式が主流で、一部にはセン

上記項目の最初の２つは否定項目（違反は許されな

ターモータ駆動方式もあった。モータ制御方式は、アい項目）であり、後の５つは重要項目（３項目までのクセルを開けるだけで自走するタイプ（ペダルは急違反しか許されない項目）である 14）。特徴的なことは、

坂・積載時の補助の役割）、及びペダリングで始動し全 18 項目ある重要項目のうち、３項目は守る必要が一定以上の速度になると自走するタイプが多く、日本あるが、それ以外は自由とも取れる表現の標準になっのようにペダリングに合わせてモータ駆動するタイプ

たことである（国家標準作成担当の政府部門としてはも極まれにあった。販売価格は、2,500 人民元から 3,500

全項目を順守することを奨励している）。これは既に人民元程度だった。

様々な種類の電動自転車が市場に存在したことをある

電動自転車が市場に出始めてしばらくして、1997
年浙江省杭州市を皮切りに、1998 年上海市、1999 年程度容認し、電動車両に関する産業振興の意味もあったと想像される。

江蘇省蘇州市など、沿岸部の大都市で、オートバイ及び助力車（排気量 50cm3 未満のオートバイ）のナン

2000 年前半になると、エンジン付き二輪車のナン

電動アシスト自転車の技術系統化調査

203バープレート規制、電動自転車国家標準の緩やかな規制、行政府主導の道路整備による自転車専用道路の充実に加えてニッケル水素電池の普及などが要因とな
り、電動自転車が急激に増加していった。この頃、高価格帯の電動自転車で話題になったのが、図 7.10 のような、スクータにペダルがついたようなスタイルの
電動自転車である。人気の商品デザインには、１年も経たないうちにコピー商品が現れ、中にはオリジナ
ルより安い値段で売られるのが中国市場である。このスタイルの電動自転車が中価格帯以上の主流になって

図 7.12中国電動自転車の生産台数の推移 15）, 16）, 17）, 18）

いった。
参考・引用文献
1）Tozy Linder：website「Diamant  ‘CityBlitz’（1992）」、Flicker、 accessed on 2020-09-10、https://www.flickr.com/photos/46002115@
N05/albums/72157703392892414
図 7.1014）, 15）
電動自転車（2000年代前半）

2）ヤマハ発動機：「ニュースリリース」、 accessedon 2019-09-01/ 2020-08-24、https://global.
yamaha-motor.com/jp/news/

2000 年代後半になると、高価格帯の車両にはリチ

3）E uropean Commission：website“Directives

ウムイオン電池が使われるようになり、車両質量が軽and regulations -twoo- and three- wheel

く、一見すると助力車（車両重量 40kg 超、最大速度

vehicles and quadricycles”、accessed on 2020-

50km/h 以下）の電動スクータと見分けがつかないよ

09-10、https://ec.europa.eu/growth/sectors/

うなデザインの電動自転車が多くなってきた。

automotive/legislation/motorbikes-trikesquads_en4）E UR-Lex：“Directive 2002/24/EC of theEuropean Parliament and of the Council of 18
March 2002 relating to the type-approval of twoor three-wheel motor vehicles and repealing

図 7.1114）, 15）
電動自転車（2000年代前半）

Council Directive 92/61/EEC”、accessed on
2020-09-10、https://eur-lex.europa.eu/legalcontent/EN/TXT/?uri=CELEX:32002L0024

図 7.12 に、中国電動自転車の生産台数の推移を示

5）一 般財団法人 自転車産業振興協会：「欧州電動

す。2000 年代前半に急増していた生産台数が、2000

自転車市場、平成 18 年 10 月 12 日」、欧州レポー

年代後半にその伸びが鈍化しているのは、急増した速ト、accessed on 2020-09-08、http://www.jbpi.

度超過・重量超過の電動自転車、交通ルールを守らなor.jp/report.cgi?cid=1&y=&page=6

いユーザなどの影響で、交通事故が増加し、一部の都

6）一般財団法人 自転車産業振興協会：「EUROBIKE

市で登録を制限したことが一因ともいわれていた。そ2008、 平 成 20 年 10 月 9 日 」、 欧 州 レ ポ ー ト、の後 2013 年には 2800 万台超にまで増加した後、2017

accessed on 2020-09-08、http://www.jbpi.or.jp/

年以降現在まで増加の傾向を示している。また、2014

report.cgi?cid=1&y=&page=6

年及び 2015 年に生産台数が減少しているのは、Ofo7）EUR-Lex：“Regulation（EU）No 168/2013 of

及び Mobike など新興のシェア自転車が大流行したこ

the European Parliament and of the Council ofとにより、中国自行車協会加盟の製造業者の生産台数

15 January 2013 on the approval and marketが減少したことによるといわれている。

surveillance of two- or three-wheel vehicles
and quadricycles”、accessed on 2020-09-11、https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/

204

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. MarchTXT/?uri=CELEX:32013R0168

13）一般財団法人 自転車産業振興協会：「2018 年ユー

8）B ikeEurope：“All you need to know on

ロ バ イ ク 展 報 告、 平 成 30 年 8 月 31 日 」、欧EU regulations for e-bike, pedelecs, speed-

州 レ ポ ー ト、accessed on 2020-09-08、http://pedelecs"、（2015）”、 accessed on 2020-09-

www.jbpi.or.jp/report.cgi?cid=1&y=&page=6

11、https://d1wa5qhtul915h.cloudfront.net/

14）高橋大輔：「中国の電動自転車の紹介」、ヤマハ

app/uploads/2015/09/bike-europe-e-bike-

発動機技報 2006-3 No.41 アジア特集（2006）、、

regulations-version-aug-2016.pdf

accessed on 2020-07-20、https://global.

9）B osch：website“A SUCCESS STORY”、
accessed on 2020-09-11、https://www.boschebike.com/en/service/product-history/

yamaha-motor.com/jp/profile/technical/
feature/15）斎藤俊一（本田技術研究所二輪 R&D Center）:

10）ボッシュ（株）電動自転車システム事業部 所蔵「中国電動自転車市場の実態」、国際交通学会誌

11）B i k e E u r o p e ： " R u l e s & R e g u l a t i o n O n

Vol41 No2、（2016）

Electric Cycles In European Union"、（2017）、

16）一般財団法人 自転車産業振興協会：アジアレポー

accessed on 2020-09-11、http://bike-eu.

ト、2009 年、2018 年、2019 年の中国自転車生産

com.s3-eu-central-1.amazonaws.com/app/

状況レポート、accessed on 2020-09-08、http://

uploads/2015/09/rules-regulation-on-electric-

www.jbpi.or.jp/report.cgi?cid=1&y=&page=6

cycles-in-the-european-union-may-2017.pdf
12）一般財団法人 自転車産業振興協会：欧州レポー
ト、2005 年から 2019 年までのオランダ・ドイ
ツ・イタリア・フランスの各自転車市況レポー

17）サイクルジャパン：CyclePress 2007 Apr No799、（2007）
18）サイクルジャパン：CyclePress 2007 Dec No808、（2007）

ト、accessed on 2020-09-08、http://www.jbpi.
or.jp/report.cgi?cid=1&y=&page=6

電動アシスト自転車の技術系統化調査

205

8 電動アシスト自転車の法令・規格と安全性
電動アシスト自転車が道路交通法の法令で定義さト自転車の製造号機番号票と兼ねた型式認定番号票のれ、規定されていることは、第２章で紹介した。本章例である。国家公安委員会認定による型式認定済みのでは道路交通法に係る認定基準及び安全性に係る規格

認定番号票には、図 8.1 左図のように緑色 TS マーク

について記述する。また、道路交通法以外の安全性に（保険の付かない型式認定済み TS マーク）が付与さ関する法令・規則についても紹介する。

れている。

8.1 道路交通法に係る認定基準及び乗り物としての安全性に関連する規格
8.1.1

電動アシスト自転車の型式認定制度及び型式認定基準
1995 年、駆動補助機付自転車（電動アシスト自転
車の道路交通法上の略称）を新たに追加する道路交通法の改正（表 2.1 参照）に伴い、道路交通法施行規則
第 39 条の３「人の力を補うため原動機を用いる自転

図 8.1

TSマーク付き型式認定番号票と傷害・賠償責任保
険付き赤色 TSマークラベル

車の型式認定」が新設された。型式認定は、道路交通法の基準に適合することを明らかにすることによっ

ちなみに、図 8.1 右図は日本交通管理技術協会にて、利用者の便宜を図るとともに、対象品の安全対策

よって行われている TS マーク制度に基づく赤色 TS

を推進する目的で、国家公安委員会によってその認定マークである。TS（Traffic Safety）マークとは、自が行われている制度である。同制度の対象機器には、

転車安全整備制度に基づく自転車販売店等の自転車安駆動補助機付自転車の他に、電動機を用いる身体障害

全整備士による整備点検（有償）が行われた自転車に者用の車椅子（ハンドル形電動車いす等）、停止表示

貼付される傷害・賠償責任保険付きの整備点検済み票

器材、運転シミュレータなどがある 。

のことであり、青色 TS マーク及び赤色ＴＳマークが５）

型式認定基準は、
道路交通法施行規則第１条の 3「人ある。青色 TS マークと赤色ＴＳマークとの違いは、の力を補うため原動機を用いる自転車の基準」に基づ

補償内容の違いであり、例えば賠償責任補償の場合、

いて、警察庁通達による型式認定制度の運用規程に、

青色ＴＳマークでは最大 1,000 万円、赤色 TS マーク

原動機に関する基準及び時間応答性の基準として、さ５）では最大１億円などとなっている（2020 年 9 月現在）。

らに細かく規定されている１）, ３）。型式認定基準は、道

電動アシスト自転車安全普及協議会は、警察庁との路交通法施行規則の改正に伴って、2008 年及び 2017

話し合いにより、電動アシスト自転車型式認定に関連

年にそれぞれ一部改正されてきたが、後述の JISした業界団体として、1996 年に設立された任意団体

D 9115 電動アシスト自転車の附属書 B の「原動機のである。型式認定制度及びＴＳマーク貼付の協力と広基準の細目及び時間応答性の基準」にも、一部の用語

報、型式認定検査基準策定の協力、電動アシスト自転

を JIS 規定の用語に変えて、記載されている

車安全運転の啓発などを目的としている。導入期には

２）, ３）。

12）, ４）

型式認定試験審査の実務は。国家公安委員会から指定を受けた公益財団法人 日本交通管理技術協会が行最大二十数社が加盟していたが、現在は７社が登録されている。

い、実際の試験は、補助比率測定試験装置（シャーシ
ダイナモメータ）などを所有している一般財団法人
日本車両検査協会 東京検査所で行われる。

206

2000 年代前半から、灯火器等を装備していない中
国製電動自転車（道路交通法上は、「ペダル付きの原

国家公安委員会によって型式認定基準に適合するこ

動機付自転車」として、原付一種の扱いだが、道路とが認定された電動アシスト自転車には型式認定番号

運送車両法の保安基準に適合しない場合は、原付一が指定され、道路交通法施行規則第 39 の２第６項に種としても違法となる）が輸入され、日本の道路上基づいて、製造業者が工場出荷時に型式認定番号を表を走行していることが問題視されていた。近年は日示することになっている。図 8.1 左図は、電動アシス

本向け電動アシスト自転車として開発され、輸入業

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

者・輸入代理店を通して型式認定を取得するものも

界自主基準を 2001 年に作成し、会員企業にこの自転ある。そうした電動アシスト自転車のなかで、2016

車安全基準を順守することを求めた。この頃会員企業

年 10 月日本交通管理技術協会の購入品試験の結果、の間では、消費生活用品製品安全法の PSC マーク制

アシスト比率の基準を超えるものが確認され、警察

度の特定製品への指定を受けて、PSC マークを取得

庁から７社７銘柄の電動自転車が公表された 。このしていない製品に対する回収命令措置を希望する意見

うち、２社は型式認定を受審していなかった。さらにが多かったが、最終的に PSC マーク制度による自転2017 年 6 月国民生活センターも、このうちの３社を含車の指定は実現しなかった。

７）

む９社の電動アシスト自転車を商品テストした結果を自 転 車 協 会 は、 自 転 車 安 全 基 準 を 基 に し た 業 界

公表した８）。警察庁から型式認定未受審と指摘された

独 自 の 認 証 制 度 で あ る BAA（Bicycle Association

1 銘柄は、国民生活センターの報告書でも「ＴＳマーApproved）マーク制度を 2004 年 9 月から開始した。

クの貼付なし」と指摘されたが、アシスト比率も基準

BAA マーク制度では、自転車安全基準に規定されたを大幅に超えたものだった。これを受けて、消費者庁

項目に関して、自転車協会が定めた適合認定機関又はも道交法の基準に適合しない電動アシスト自転車につJIS マーク表示認定工場で試験をした結果を、申請事

いての注意喚起をウェブサイトで公開した。警察

業者が、適合認定型式検査成績書に記入し（後に、自庁からの指摘を受けた 7 社のうち 4 社は、2016 年秋

社検査結果による成績書も許容された）、登録申請書にそれぞれ対象機種のリコールを発表した。ちなどとともに自転車協会に送る。自転車協会は、一連

なみに、このリコール実施の４社のうち２社（国民生の書類を審査し、内容が妥当と判断した場合に認定を活センター商品テスト実施の３社のうち１社を含む）、行い、後日 BAA マーク交付申請書に基づいて所要枚

及び国民生活センターの商品テストで『基準を大幅に数の BAA マークを申請事業者に交付する。自転車協

超えている』とされた１社の電動アシスト自転車は、

会は、認定済み自転車に関して、適合機関による管理

後述の nite の製品事故情報でも、2013 年から 2019

認定検査を適宜行い、不適合の場合は是正を求めるこ年に発生したリチウムイオン電池による火災事故でとができることも規定されている 1１）。

25）2３）, 24）

情報登録されている。

図 8.2

国民生活センターの商品テストとペダル回転に関

図 8.3

BAAマークラベル

係なく後輪が回転する電動自転車８）

電動アシスト自転車安全基準は、自転車安全基準
8.1.2

電動アシスト自転車の自転車協会安全基準とBAA マーク制度が新設された 2001 年に同時に作成された。2001 年
新設の電動アシスト自転車安全基準では、走行性能、一般社団法人 自転車協会は、自転車（電動アシス

耐水性、耐振性の基準が試験方法とともに規定されト自転車を含む）の普及、自転車及び自転車部品の生たほか、フレームを除く普通自転車の部品の基準と産・供給・販売の推進、業界安全基準の作成・標準化、して自転車安全基準が引用されている。フレームの安全な自転車利用のための整備点検・交通規則の順守

強度試験では、耐振性及び耐前倒し衝撃性が規定さなどの啓発及び広報などを目的に、自転車部品及び自れたが、そのいずれでも組電池及び駆動補助装置の転車の製造業者・販売業者などで作る業界団体である。

質量と同じおもりを付けて試験を行うことが明記さ2000 年前後、中国産の安価な輸入自転車が急増し、れた９）。2004 年には電動アシスト自転車安全基準を基価格重視で購入された自転車の品質低下と製品事故のに、自転車と同じ BAA マーク制度が開始された。図増加が問題視された。このまま放置すれば、業界全

8.3 は、電動アシスト自転車に貼られた BAA マーク

体の信頼が損なわれることを危惧した自転車協会は、ラベルの例である。

DIN 規格を参考として、従来の JIS 規格より厳しい業

第５章及び第６章で記述したように、電動アシスト

電動アシスト自転車の技術系統化調査207自転車の成長期には、回生充電機能を有した駆動補助と予想されたことも影響している。JIS D 9115: 2009

装置や様々なエコモードの技術競争が活発になっての規格の中心である「５製品の設計における要求事項」

いった。その結果、各社の一充電当たり走行距離の測では、使用部品の定量的な要求事項に関して、引用規定方法や表現がそれぞれに異なり、市場に混乱をきた

格での規定が多く、電動アシスト自転車独自部品の定していた。また、ユーザからは「カタログ記載の距離

量的な基準にまで至ってはいないが、幅広く設計指針

まで走らない」というクレームが、特に冬場に多く寄を網羅したものであった。また、附属書 A で 2008 年

せられるものもあった。そこで、駆動補助比率に関す

改正後の道路交通法施行規則の基準が、附属書 B でる道路交通法施行規則が 2008 年に改正されことを機は型式認定基準の原動機の基準及び時間応答性の基準に、電動アシスト自転車安全基準の大幅見直しが行わが、一部 JIS の用語・様式に変えて、規定として記述れた。2010 年に改正された電動アシスト自転車安全

された 12）。

基準には、道路交通法の新基準に対応した標準走行パ2010 年代後半になって、多様な機構・機能を持つ

ターンを含めた一充電当たり走行距離の表示方法及び

電動アシスト自転車のアシスト比率を適正に測定評試験方法だけでなく、センターモータ駆動方式駆動補価するために 2017 年秋に型式認定基準が改正された

助装置の強度試験方法及び基準、組電池に関する規定、ことを受け、同基準を引用している附属書 B の改正

環境負荷物質に関する規定（引用）などが新たに織りが必要になり、2018 年、JIS D 9115 電動アシスト自込まれた

転車の改正が行われた。JIS D 9115: 2018 では、引用。

10）

その後、電動アシスト自転車安全基準は、技術の進規格も含めた定量的な要求事項、及び特性値を測定化及び引用規格の改正などに合わせて、3 回の改正をするため又は検証するための試験方法を規格本体に経て、2020 年末現在、2019-04-01 改正版が最新の規格

残し、現時点で定量的基準に至っていない項目につになっている。

いては、「附属書 C（規定）製品の設計における要求事項」に移して、「製品規格」としての構成に変更さ

8.1.3 電動アシスト自転車の JIS 規格れた。また、「JIS D 9207 電動アシスト自転車 - 一充

2000 年代半ば以降、電動アシスト自転車市場は車電当たりの走行距離方法」を廃止し、電動アシスト

種の数が増え、ユーザも着実に増えていったが、一方

自転車安全基準（2010）をベースにした「附属書 D（規で製品事故やリコールの数が増え、より一層の製品

定）一充電当たりの走行距離の測定・表現方法」が安全への取り組みが求められるようになった。道路交

追加された４）。

通法の基準とはかけ離れた中国製電動自転車が街中で走行して問題になったこともあった。また、2009 年 1
月には欧州で、日本の基準とは異なる電動アシスト自転車の製品規格として、EN15194 Electrically Power

208

8.2 道路交通法以外の安全性に関連する法
令・規則

Assisted Cycles – EPAC Bicycles が制定された。こ8.2.1

充電器及びリチウムイオン電池に関する電気れらの動向を受け、自転車 JIS 原案作成団体である一用品安全法

般財団法人 自転車産業振興協会技術研究所が事務局

電動アシスト自転車の部品に関する法令で、最も古となって、JIS 原案作成分科会が組織され、初めてのくからあるのが、充電器に関する電気用品安全法であ電動アシスト自転車 JIS 原案が検討された。素案作成る。電動アシスト自転車の一般的な充電器は、電源回

は、主に電動アシスト自転車安全普及協議会が担当し路に 100V 交流電流を入力し、電池やコントローラ用た。その後、JIS 原案作成委員会で議論・修正され、の直流電流を出力する直流電源装置として、電気用品

2009 年秋、最初の「JIS D 9115 電動アシスト自転車

安全法施行規則の特定電気用品（ひし形 PSE マーク）– 設計指針」が公示された。当該 JIS 規格が「製品規に指定されている。

格」ではなく「設計指針」となった理由は、対象とな

さらに、2005 年から 2006 年にかけて、度重なる携る駆動補助システムが多様に存在し、今後の技術進化

帯電子機器の発煙・発火事件を受けて、2008 年、リチの余地も多いことから、現時点での性能基準や試験方

ウムイオン電池が、電気用品安全法の規制対象（特定電法の規格作成には膨大な作業負荷を要すると考えられ気用品以外の電気用品、
丸形 PSE マーク）に指定された。

たからであった。原案作成段階では、ほぼ同時に進行

電気用品の技術上の基準を定める省令
（略称、
技術基準）

していた道路交通法改正に伴う型式認定基準の改正ともリチウムイオン電池に関して、「別表第九リチウムイオンの整合性も、製品規格となると、より一層困難になる蓄電池」として新設され、「JIS C 8712：2006 密閉型小国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

型二次電池の安全性 」を厳格化して 2007 年に新設されら出荷状態とリチウムイオン電池又は組電池の容量れた「JIS C 8714：2007 携帯電子機器用リチウムイオン

によって、危険物分類、１梱包当たりの個数制限、梱

蓄電池の単電池及び組電池の安全性試験」を引用した

包容器、表示ラベル、書類要件などに差がある。電池「強制的な内部短絡時の安全」、「過充電の保護機能」、

容量の区分では、電動アシスト自転車のリチウムイオ「機器落下時の組電池の安全」なども規定に織り込まれン組電池は、特別なものを除いて、100Wh 超なので、たセクション分類は Section １A に分類され、梱包容器。同技術基準の別表第九リチウムイオン蓄電池は、

1３）2013 年に一部改正され現在に至っている。

に図 8.5 左図のような Class 9 hazard label（リチウ
ム電池危険性ラベル）を貼付する必要がある。さらに組電池のみの輸送 UN3480、PI965 の場合には、図 8.5
右図のような Cargo Aircraft Only label（貨物機専用15）, 16）ラベル）も貼付することになっている。

図 8.4

8.2.2

ひし形 PSEマークと丸形 PSEマーク 14）

リチウムイオン電池の輸送に関する規則

リチウムイオン電池の輸送に関する規則は、2001年に発行された国連による「危険物輸送に関する勧告」（Recommendations on the Transport of Dangerous

図 8.5 Class 9 hazard labelと Cargo Aircraft Only label16）

Goods、通称「オレンジブック」）から始まっている。
同勧告で、リチウムイオン電池は総等価リチウム含有

リチウムイオン電池などの危険物を海上運送する量で分類されており、2003 年 1 月発効当時の電動ア

場 合、1974 年 の「 海 上 に お け る 人 命 の 安 全 の た め

シスト自転車のリチウムイオン電池は Class ９（そのの 国 際 条 約（SOLAS 条 約 ）」 附 属 書 第 7 章「 危 険他の危険物、Miscellaneous dangerous goods）に当た物の運送」が基本ルールになっており、SOLAS 条

る大型のものと通常輸送が可能なものとがあった。国約に基づいて、国際海事機関（IMO： International

連の勧告は法的拘束力を持たないとされるが、これMaritime Organization）が定めた国際海上危険物規を基にした国際民間航空機関（ICAO：International

程（IMDG Code）等の国際的な安全基準がある。日Civil Aviation Organization）が定める国際民間航空

本の国内法では、船舶安全法の危険物船舶運送及び条約 第 18 附属書は条約締約国に対して法的拘束力を貯蔵規則に基づく「船舶による危険物の運送基準等持つ。日本の航空法及び関連の法令は ICAO の国際を定める告示（危告示）」に、国際海上危険物規程

基準に準じてきた。これらの規則、法令は、リチウム（IMDG Code）を取り入れた詳細な規定が決められてイオン電池の航空輸送に関して強化する方向で度々改いる。危告示によれば、電動アシスト自転車を海上正されてきたが、2016 年 4 月以降 ICAO の基準によ輸送する場合、リチウムイオン組電池を対象にした

ると、160Wh を超えるリチウムイオン電池及び搭載

UN3480 又は電気自動車などを対象にした UN3171 がされた機器の旅客機への持ち込み、預け入れ共に禁止

関係すると思われるが、UN3171 にすると自動車と同となった。

じ積荷条件・制約条件を適用しなければならず、面リチウムイオン電池を航空貨物輸送する場合は、倒なことが多い。そこで、電池を除いた自転車の扱

ICAO の指針に従って民間航空業界団体 国際航空運い（自転車は危険物には該当しない）で梱包・輸送送協会（IATA）が発行する「IATA 危険物規則書」

するのが現実的である。リチウムイオン組電池を収（DGR：Dangerous Goods Regulations） が 適 用 さ れ納する容器には、航空輸送の図 8.5 左図ラベルと同様る。IATA-DGR によれば、出荷状態によって国連番の第１号様式 等級９を示す標札を梱包箱に貼付する号（UN number）と梱包基準（Packing Instruction、

ことが危告示に規定されている 17）。

PI）番号に違いがあり、電池のみを輸送する場合はUN3480、PI965、電池使用の機器と同梱する場合は

8.2.3

使用済み電池のリサイクル

UN3481、PI966、電池使用の機器に装着して輸送す2001 年 4 月に施行された「資源の有効な利用の促る場合は UN3481、PI967 を明示する必要がある。そ進に関する法律」（以下、「資源有効利用促進法」と電動アシスト自転車の技術系統化調査

209呼ぶ）に基づき、小型充電式電池メーカや同電池の使用機器メーカ、それらの輸入事業者等などに、小型
充電式電池の回収・再資源化が義務づけられた。これを機に、社団法人 電池工業会に「小形二次電池再資源化推進センター」が発足し、これまでニカド電池に関して一部ルートで行われていた電池回収を（自動車用鉛蓄電池に関してはリサイクルシステムが既に確立し、約 95% の回収率と言われていた）、より範囲を拡大して一元化することが検討された。その後2004 年に、鉛蓄電時リサイクル事業を行う有限責任中間法人 鉛蓄電池再資源化協会（SBRA： Lead Acid
Storage Battery Recycle Association）及び小型充電式電池のリサイクル事業を行う有限責任中間法人 JBRC

図 8.7

JBRCによる電池の回収・リサイクル 19）（Japan Portable Rechargeable Battery Recycling
Center）が設立された（2009 年に、両者とも有限責任中間法人から一般社団法人に名称変更された） 。
18）

8.2.4

消費生活用製品安全法

ガス瞬間湯沸器及び石油温風機による一酸化炭素
中毒死亡事故、シュレッダによる幼児の指の切断事
故等における企業及び行政による消費者への警告・
情報提供の遅れに伴う同種の事故の再発を重く見た
経済産業省は、消費生活用製品安全法（以下、消安法と呼ぶ）の改正案を作成し、改正消安法は 2006 年
12 月に交付され、2007 年 5 月 14 日から施行された。
このときの消安法改正の主なポイントは、以下のような事業者の事故報告の義務化、経済産業省による公表制度及びそれに伴う事故の再発防止対策を明記したことだった。また、報告を怠った又は虚偽報告の場合は体制整備命令を発動すること、及び体制整
備命令に違反した者には懲役刑又は罰金刑を処すこ

図 8.6

バッテリボックスのリサイクルマーク 20）とが追加された。
・（事業者の事故報告義務）消費生活用品の製造事業
者・輸入事業者は、重大製品事故の発生を知った日

電動アシスト自転車の使用済み電池の回収・リサ

から10日以内に、製品の名称及び事故内容等を主務

イクルが始まった当時の使用済み電池はアルカリ系

大臣（経済産業省）に報告しなければならない。

二次電池が主流だった。メーカ各社は、JBRC 会員と・（経済産業省による公表）主務大臣（経済産業省）

して、小型充電式電池のリサイクル活動を開始した。

は、重大な危害の発生及び拡大を防止する必要があ

それぞれの市場販路で自転車販売店・事業所などにると認められるとき、製品の名称・型式及び事故の

JBRC 協力店・協力事業者として登録してもらうこと

内容等を公表する。

を呼び掛けた。一方で 2001 年の資源有効利用促進法

・（事故の再発防止対策）消費生活用製品の製造事業の施行に合わせて、電池工業会提唱の図 8.6 のような者又は輸入事業者は、事故原因を調査し、必要があ

リサイクルマークをバッテリボックスに貼付し始めると認めるときは、当該消費生活用製品の回収等のた。JBRC 協力店・協力事業所では、使用済み電池を措置をとるよう努めなければならない。

リサイクルボックス、リサイクル缶に一時的に回収210して、一定量が溜まったところで、JBRC に回収依頼

改正消安法の第 52 条に基づく申し出制度では、非をして、運送業者が無償回収を行い、最終的にリサ重大製品事故に関する消費者などからの案件についてイクラーに送られ、分解・分別工程を経て、再生金属・も、独立行政法人 製品評価技術基盤機構（nite）で調原料に再生される（図 8.7 参照）。

査の上、公表することになった 21）。

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

2009 年 9 月の消費者庁設立に伴い、重大事故の報

自転車」で検索したもので、凡例に示すリコール対告及び公表等について、経済産業省から消費者庁へ移象部品別に分類して、告知日順に点で示した。リ

管された。このとき消安法条文は、「主務大臣」
から「内コール告示日を示す点の縦方向の位置は、縦軸の事

閣総理大臣」又は「内閣総理大臣及び主務大臣」に改故件数とは関係がない。なお、原因部品の製造事業められた。その後、消安法に基づく重大事故の報告・者とOEM先事業者が同一案件を別々に報告・告知

公表制度及び非重大事故報告・公表制度は、通達レベしたもの、及び回収率の関係等で同一案件を再告ルも含めて、数回改正され、現在に至っている。

知したものは、一般財団法人 自転車産業振興協会
技術研究所の社告・リコール情報サイトを参考にし8.3 製品安全と交通安全
8.3.1

電動アシスト自転車に関する製品事故及び製品リコールて、それぞれ１件として処理した。
・図 8.9の下図の電動アシスト自転車に関するリコール告示日を示したもののうち、リコールに関係する対象機種の台数が５万台を超えるものについて、黒点（■、●、▲）で示した。リコール告知内容からは対象台数が不

消費生活用品の製品事故は、消費者庁の事故情報

明のものが、白点（□、〇、△）の中には含まれる。特データバンクシステム及び独立行政法人 製品評価技に、消安法改正前のものには、対象台数が５万台を超術基盤機構（nite：National Institute of Technology

えるものがあるかもしれない。

and Evaluation）の事故情報データベースなどで検索することができるが、ここでは nite の事故情報デー

nite 事故情報データベース（2020/9/14 現在）におタベースを使って電動アシスト自転車の事故を分析しける電動アシスト自転車の全事故情報の原因区分別事た結果を述べる。図 8.8 から図 8.10 は nite 事故情報

故件数の内訳を図 8.8 に示す。全事故情報の原因区分データベースに登録されている電動アシスト自転車及別及び対象部品別事故件数の事故発生年ごとの推移をび電動自転車に関する全ての事故情報の分析結果であ図 8.9 に示す。表 8.1 は、図 8.9 の下図に示されたリコー

る。nite 事故情報データベースの検索及び分析は、以ル告示日の点のうち、対象台数が５万台を超えるもの

下のような方法で実施した。

（黒点■、●、▲）をまとめた表である。

・nite事故情報データベース（2020/9/14現在）において、「項目指定なしで“電動アシスト自転車”を含む」、「項目指定なしで“電動アシスト車”を含む and “電動アシスト車いす”を含まない」、「項目指定なしで“電動自転車”を含む」をキーワードにして検索したものを合成し、その中から項目「年度番号」及び項目「事故発生日」で重複する
もの及び事故発生年の不明なものを除いた。絞り込
んだ結果のデータ数は377件であった。
・上記377件のデータを、項目「事故原因区分」及び「事故発生年」で分類して、それぞれの事故件数を求めた。
・nite事故情報データベースには「対象部品」という分類項目は設けられていないが、上記377件のデー
タの項目「品名」、「型式機種」、「事故通知内
容」及び「事故原因」の記述内容から、故障又は事故原因の主たる対象部品を、“不明”も含めた９つの「対象部品区分」に分類し（図 8.9下図の左側の凡例）、「対象部品区分」及び「事故発生年」ごとの事故件数を集計した。
・図 8.9下図の電動アシスト自転車に関するリコール
告示日を示した点は、消費者庁のリコール情報サイトにおいて、「車両・乗り物」及び「電動アシスト

図 8.8

nite事故情報の原因区分別件数の内訳

電動アシスト自転車の技術系統化調査

211

図 8.8 の事故情報データには、
199 件（約 53%）の「－：調査中、未判定」及び「G：原因不明、
調査不能」のデータが含まれる。そこでこの 199 件のデータのうち、項目「事故通知内容」及び「事故原因」の記述内容を読み、“他の推定済み案件と類似”又は”製品起因が疑わしい”と考えられる案件 162 件を選出した。その選出基準は、
項目「事故通知内容」及び「事故原因」の記述内容が、・他の原因推定済みの類似案件の内容と同じ又は類似していること。
・対象の項目「品名」、「型式機種」が、後にリコー
ル発表された現象と同じであること。
・設 計的に予見可能な誤使用であったと判断されること。
とした。専門家の現地調査による推定と比べると、かなり乱暴な推定ではあるが、特に近年の案件に多い「調査中」や「原因不明」が少なくなることで、昨年までの約 20 年間の製品事故の推移と傾向が見えてくる。事故原因区分で、「Ａ：設計・製造・表示上の問題」及び「Ｂ：製品自体の問題＋使い方にも問題あり」と判断された、いわゆる製品起因の案件 100 件に上記
162 件を加えた合計 262 件の製品起因と考えられる製品事故案件を分析して、
図 8.10 を作成した。図 8.10 は、
上記 262 件の原因区分別、対象部品区分別、及び被害区分別の事故件数の推移である。
図 8.9、図 8.10 及び表 8.1、並びにそれらを導出す
るまでの分析から、以下のようなことが分かる。
・2007年の消安法改正による重大事故報告制度及びそれに付随する非重大事故のniteへの報告制度の強化によって、2007年及びその数年前の事故案件は確実に増加し、その後も大きな変化はない。
・消 安法改正前後はドライブユニットに関係する製品事故案件が多く、2012年以降はリチウムイオン

図 8.9

全事故情報の原因区分別件数、部品群別件数及びリコールの推移

表 8.1

対象台数５万台超の回収・リコール案件 11）

告知年
（初回）

対象部品

2001年

バッテリボックスの残量表示用基板

123,740

2007年

モータ制御用コント
ローラ

221,358

2008年

ドライブユニット内のクランク軸160,5422015年

バッテリ（リチウムイオン電池）

60,0682019年

ハンドルロック

3,431,188（２社分、自転
車も含む）

2020年

バッテリ（リチウムイオン電池）

346,291

電池による発煙・発火が多くなっている。それに伴うリコール告知の件数も多くなっている。
・前述の警察庁及び国民生活センター、消費者庁によるアシスト比率超過の指摘に関連したリコール告知
が、2016年に集中して多かった。
・製品事故が年々多くなっていたものの、リコール告知の翌年以降、徐々に減少した案件が多く、リコー
ル告知で一定の効果はあったと思われる。
・電 動 ア シ ス ト自転車の成長期以降、生産 台 数 が年々増加していることから、初回の製品事故からリコール告知までに時間を要した案件ほど、対象台数が多く、膨大な手間とコストがかかるものが増えている。

212

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

対象台数
【台】

図 8.11
図 8.10

製品起因と考えられる事故情報の原因区分別、部品群別、被害区分別件数の推移

状態別交通事故死者数と負傷者数の推移及び年
齢層別自転車事故死者数 28, 30）

関する調査研究が進められていた。2010 年及び 2012
年の同センター主催の交通事故・調査分析研究発表会

8.3.2

電動アシスト自転車に関する交通事故及び交通安全の活動で、電動アシスト自転車の交通事故に関する研究発表が行われた。図 8.12 及び図 8.13 は、2012 年の第 15 回

1990 年代には 4000 人を超えていた自動車乗車中の交通事故・調査分析研究発表会で主任研究員 堤陽次

事故死者数は、近年 1000 人に迫るところまで減少し郎 34）によって分析されたデータ 26）の中から、特徴的た。一方、自動車ほどの減少率ではない歩行中及び自な部分を取り出して、作図したものである。図 8.12 上

転車乗用中の事故死者数、中でも高齢者の死者数が、

図は、2001 年から 2011 年までの自転車及び電動アシ

近年の交通事故対策の重点課題の一つになっている。

スト自転車の乗用中の事故死者数の推移である。この

図 8.11 の上図は、公益財団法人 交通事故総合分析セ

時期は、軽快車の国内生産台数が急激に減少した時期

ンター発行の交通事故統計年報及び警察庁 Web サイ

であり、期間の後半には、輸入台数と合わせた台数でト交通事故統計表からのデータによる自動車乗車中、も減少傾向であった。一方、電動アシスト自転車は成自転車乗用中及び歩行中の事故死者数並びに負傷者数

長期で、2001 年から 2011 年にかけて、生産台数が約の推移である。図 8.11 の下図は、2009 年から 2019 年

2 倍になった時期であった。図 8.12 上図は、市場におまでの自転車乗用中の年齢別累計死者数である。図かける両者の台数の違いなどが影響していると思われる

ら分かるように、50 歳から 70 歳代まで年齢と共に死が、自転車乗用中の事故死者数は減少し、電動アシス

者数が多くなり、65 歳以上の高齢者の死者数が全体

ト自転車の死者数は徐々に増加している。

の約７割を占めている。

図 8.12 の下図は、同期間の自転車及び電動アシス

警察庁から公表される交通事故統計では、電動アシ

ト自転車乗用中の年齢層別累計死者数である。この図

スト自転車の交通事故は、自転車のそれに含まれておで自転車の年齢層別累計死者数（対数軸であることにり、電動アシスト自転車を自転車から区別した事故統

要注意）は、図 8.11 下図の年齢層別死者数とほぼ同計データは一般には存在しない。しかし、電動アシス

じ傾向を示している。一方、電動アシスト自転車の累ト自転車市場の成長期に、出荷台数の増加に伴って、計死者数は、この時期には 10 歳代にはほとんど普及

電動アシスト自転車に係る交通事故死者数は徐々に増していないことと、及び中年から高齢者層に電動アシ加していた。この増加傾向及び 2009 年の道路交通法

スト自転車ユーザが多いことを考慮すると、高齢者の改正などを受けて、交通事故総合分析センターでは、事故死者数の割合に関して、電動アシスト自転車の方

自転車事故と共に、電動アシスト自転車の交通事故にがより顕著に表れることを示している。

電動アシスト自転車の技術系統化調査

213

図 8.12 電動アシスト自転車と自転車の事故の死者数比較 26）

図 8.13 は、自転車及び電動アシスト自転車の事故
類型別死傷者数の構成率（上図）及び法令違反別死傷者数の構成率（下図）である。二つの図は、これらの図 8.14

自転車死傷事故の相手別累計事故件数、相手別事故件数、相手別死亡事故件数の推移 27）

事故要因に関しては、自転車及び電動アシスト自転車
・過去20年間の自転車乗用中の死傷事故の相手で、圧で差がないことを示している。

倒的に多いのは自動車であるが、自動車との衝突で自転車運転者が被害者となる事故は、年と共に減少傾向である。
・自転車乗用中の死亡事故の相手で、自動車の次に多いのは、自転車単独による事故である。自転車単独の転倒・衝突事故による死亡事故件数は、近年徐々に増加している。
・死 亡事故の割合は低いのに、重傷事故及び軽傷事故の割合が比較的高く、自転車運転者が加害者になるとして問題視されている事故形態が、歩行者との衝突事故及び自転車相互の衝突事故である。
近年、これらの事故の減少が見られない。
自転車運転者が加害者になる交通事故は、交通事
故総合分析センター（ITARDA: Institute for Traffic
Accident Research and Data Analysis）のイタルダ・
図 8.13

電動アシスト自転車と自転車の事故の比較

26）

インフォメーション No.112 31）でも取り上げられている。同冊子は、『対歩行者事故・自転車相互事故を起214

自転車の事故相手について調べると、自転車事故のこしやすい年齢は、13 歳から 18 歳の自転車利用者』、

課題が見えてくる。図 8.14 は、上から、2002-2011 年『対歩行者事故の約 4 割が歩道で起きており、「歩道はの自転車死傷事故の相手別死傷程度別累計事故件数

歩行者優先の大原則」が守られていない』、『自転車運（上図）、2009-2019 年の自転車事故の相手別事故件数

転者は前方不注意、安全不確認の割合が多い』などとの推移（中図）、及びその中から死亡事故の相手別事指摘している。

故件数の推移（下図）である。全て縦軸は、対数軸で

図 8.15 は、2012 年の第 15 回交通事故・調査分析

あることに注意が必要である。図 8.14 から以下のこ研究発表会で主任研究員 國行浩史 35）によって分析さとが分かる。

れた自転車対歩行者の死傷事故の年齢層別事故件数の国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marchり、会員企業及び販売店を通して、図 8.16 右図のような使用上の注意及び交通ルールの順守を呼びかける
パンフレットを、ユーザに配布している。
参考・引用文献
1）警 察庁交通局：警察庁丙交企発第 114 号「原動機を用いる歩行補助車及び駆動補助機付自転車の型式認定制度の運用等について」、（1995）2）警察庁交通局：警察庁丙交企発第 134 号「駆動補助機付自転車の型式認定基準の一部改正について」、（2008）
3）警察庁交通局：警察庁丙交企発第 144 号「駆動補助機付自転車の型式認定基準の一部改正について 」、（2017）、accessed on 2020-09-21、https://
図 8.15 自転車対歩行者死傷事故の年齢別累計事故件数 27）

www.npa.go.jp/laws/notification/koutuu.html
4）日本規格協会：JIS D 9115: 2018 、（2018）5）公 益財産法人 日本交通管理技術協会：website「 型 式 認 定 の 概 要 」、accessed on 2020-09-21、https://www.tmt.or.jp/examination/index.html
6）公 益財産法人 日本交通管理技術協会：website「TS マークの概要（赤色 TS マーク）」、accessedon 2020-09-21、https://tsmark.jp/tsmark/7）警 察庁交通局交通企画課：広報資料「道路交通法の基準に適合しない「電動アシスト自転車」と称する製品について」、(2016)、accessed on 202009-21、https://www.npa.go.jp/koutsuu/kikaku/

図 8.16

取扱説明書の交通ルールに関する説明例と業界団体のパンフレット 32, 3３）

bicycle/pdf/281027motor_assisted_bicycle.pdf
8）独 立 行 政 法 人 国 民 生 活 センター：報 告 書「 アシスト比率道交法超 過の電 動アシスト自転車にのうち、「第１当事者が自転車・第２当事者

注 意－公 道を走 行 すると法 令 違 反となるおそが歩行者」の事故件数を、男女の区別なく、双方のれ も － 」、（2017）、website accessed on 2020-

年齢層毎に示したものである。この年齢層別事故件数

09-21、http://www.kokusen.go.jp/news/data/

は、2002 年から 2011 年の自転車対歩行者の死傷事故

n-20170629_2.html

データ

27）

22,444 件のうち約 95% を占める「第１当事者が自転車・

9）一 般社団法人 自転車協会：「電動アシスト自転

第２当事者が歩行者」の事故件数である。図 8.15 から、

車 安全基準」、2003-03-19 改正版、（2003）

13 歳から 24 歳までの自転車運転者が、55 歳以上の歩10）一般社団法人 自転車協会：「電動アシスト自転

行者を死傷させた事故が特に多いことが分かる。

車 安全基準」、2010-03-31 改正版、（2010）

電動アシスト自転車の製造・販売を導入期の頃から

11）一 般社団法人 自転車協会：「BAA（自転車協行ってきた主要企業は、電動アシスト自転車に不慣れ

会認証）マーク制度における実施要領」、（2004）

な新規ユーザのヒヤリハット事例や交通ルール不順守12）日本規格協会：JIS D 9115: 2009 、（2009）

による事故事例などから、新規ユーザに対する使用方

13）経済産業省製品安全課：「電気用品安全法施行

法や交通ルール順守についての取扱説明書での説明に規則及び電気用品の技術上の基準を定める省令

は特に力を入れている。図 8.16 左図は、取扱説明書の改正について」、（2008）

での交通ルールの説明図の一例である。電動アシス14）経 済 産 業 省：website「 電 気 用 品 安 全 法 の 概

ト自転車安全普及協議会でも、電動アシスト自転車の要 」、accessed on 2020-09-23、https://www.

使用上の注意喚起や交通ルールの順守に力を入れておmeti.go.jp/policy/consumer/seian/denan/act_

電動アシスト自転車の技術系統化調査

215

others/freeoutline.html
15）電池工業会：「リチウム金属電池およびリチウムイ

27）公益財団法人 交通事故総合分析センター：「自転

オン電池の輸送に関する手引書（第４版）」（2009）、

車事故データ（15 回発表会関係）自転車と歩行

16）I A T A （ I n t e r n a t i o n a l A i r T r a n s p o r t

者」、各種統計データ等、accessed on 2020-11-20、Association）：2017 Lithium Battery Guidance

28）公益財団法人 交通事故総合分析センター：「交Document、（2016）
17）国土交通省海事局：「船舶による危険物の運送基準等を定める公示」、（2019）
18）一般社団法人 JBRC：website「JBRC のご案内、
概要」、accessed on 2020-09-25、https://www.
jbrc.com/whats_jbrc/outline/

通事故統計年報」平成 30 年版、平成 25 年版、平成 20 年版、平成 16 年版、accessed on 202011-18、https://www.itarda.or.jp/materials/
traffic_accident/free29）警察庁：Website「交通死亡事故の発生状況及

19）一 般 社団法人 JBRC：website「JBRC の Home

び道路交通法違反取締り状況等について」、令page」、accessed on 2020-09-25、https://www.

和元年（2019 年）道路の交通に関する統計、

jbrc.com/

accessed on 2020-11-18、https://www.e-stat.

20）一般社団法人 電池工業会：「小形二次電池のリ

go.jp/stat-search/files?page=1&layout=datalis

サイクルについて」、経産省産業構造審議会環t&toukei=00130002&tstat=000001027458&cycl

境部会 廃棄物・リサイクル小委員会 第 17 回

e=7&year=20190&month=0&tclass1val=0

中央環境審議会廃棄物・リサイクル部会 小型30）警察庁：Website「交通死亡事故の発生状況」、

電気電子機器リサイクル制度及び使用済製品中令和元年（2019 年）道路の交通に関する統計、の有用金属の再生利用に関する小委員会 使用

accessed on 2020-11-18、https://www.e-stat.

済製品中の有用金属の再生利用に関するワーキ

go.jp/stat-search/files?page=1&layout=datalis

ンググループ 資料、（2011）

t&toukei=00130002&tstat=000001027457&cycl

21）経済産業省製品安全課：「新しい消費生活用製品安全法について、製品事故情報の報告・公表
制度が始まります」、（2006）

e=7&year=20190&month=0&tclass1val=031）公益財団法人 交通事故総合分析センター：「特集 自転車が加害者となる事故」、イタルダ・イン

22）独 立行政法人 製品評価技術基盤機構（nite）：

フォメーション ITARDA INFORMATION 交

website「事故情報の検索」、accessed on 2020-

通事故分析レポート No.112、（2015）、accessed

09-14、https://www.nite.go.jp/jiko/jiko-db/

on 2 02 0 -11-18、https: //www.itarda .or.jp/

accident/search/?m=jiko&a=page_index

itardainfomation23）消 費 者 庁：website「 リ コ ー ル 情 報 サ イ ト 」、
accessed on 2020-09-26、https://www.recall.

32）ヤ マハ発動機：「PAS 電動アシスト自転車 取
扱説明書

PAS CITY-SP5」、（2020）

33）電動アシスト自転車安全普及協議会：パンフレッ

caa.go.jp/index.php24）一 般財団法人 自転車産業振興協会技術研究所：website「製品関連情報、社告・リコール
情報」、accessed on 2020-09-26、http://www.
jbtc.or.jp/pro_syakoku.cgi25）消 費者庁：website「道交法の基準に適合しな

ト「電動アシスト自転車 安全で快適なアシス
トライフを」、（2020）34）堤陽次郎：「電動アシスト自転車の事故分析」、平
成 24 年 ITARDA 第 15 回交通事故・調査分析
研究発表会、交通事故総合分析センター、(2013)、

い電動アシスト自転車に乗るのはやめましょ

accessed on 2020-11-20、平成 24 年う！ まずは、お持ちの自転車の型式につい交通事故・調査分析研究発表会 - 交通事故総合て 確 認 を し ま し ょ う！」、accessed on 2020-

分析センター（itarda.or.jp）

09-21、https://www.caa.go.jp/policies/policy/216

URL は 26）
と同じ

第１５回

35）國行浩史：「自転車と歩行者の交通事故の実態」、

consumer_safety/caution/caution_006/

平 成 24 年 ITARDA 第 15 回 交 通 事 故・調 査

26）公益財団法人 交通事故総合分析センター：「自転分析研究発表会、交通事故総合分析センター、

車事故データ（15 回発表会関係）電動アシスト自(2012)、accessed on 2020-11-20、 平 成 24 年

転車」
、各種統計データ等、accessed on 2020-

第１５回 交通事故・調査分析研究発表会 - 交通

11-20、https://www.itarda.or.jp/materials/

事故総合分析センター（itarda.or.jp）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March9 おわりに
9.1 現状の電動アシスト自転車の課題
ここで日本市場における原付一種及び自転車の現状
並びに電動アシスト自転車との関係を数値で確認しておく。図 9.1 の上図は、一般社団法人 日本自動車工業会及び一般財団法人 自転車産業振興協会のデータなどを基に作成した原付一種、二輪車全体の国内出荷台数及び電動アシスト自転車の生産台数の推移である。二輪車製造業では、1980 年代から海外生産・海外市場（台湾、東南アジアなど）向け二輪車の開発及び海外工場での製造・販売が盛んになり、その後、海外拠点での二輪車開発・製造・販売に移行していった。
それに伴い、日本国内向け原付一種の出荷台数が減少
し、一時的に流行した高級バイクの出荷台数も徐々に減少していった。電動アシスト自転車生産台数との比
較では、原付一種の出荷台数が 2009 年に、二輪車全体の出荷台数が 2013 年に、それぞれ電動アシスト自転車生産台数を下回り、その後も減少を続けている。
図 9.1 の下図は、自転車産業振興協会のデータを基にした車種別の自転車生産台数の推移である。電動ア

図 9.1

二輪車出荷台数、車種別自転車生産台数の推移１）,２）,３）

シスト自転車との比較において重要なのは軽快車である。電動アシスト自転車の導入期に、多くの電動アシスト自転車の用途・スタイルは、当時年間約 400 万台規模で生産されていた軽快車に似せて作られた。軽快車の国内生産は、アジア通貨危機（1997 年）を引き金とした金融不況の時期に、急激にその数が減少し始めた。
1990 年代後半から 2000 年代前半の軽快車国内生産の急減は、1998 年頃から海外輸出に転じた中国製自転車が低価格で大量に日本に輸入され、ホームセン
ターや大手 GMS（General Merchandise Store）などで販売されたことが大きな理由と言われている。第５章で述べた電動アシスト自転車の過渡期の時期とも重なる。しかし、それは結果であって、兆候はその 10 年前から始まっていた。図 9.2 には、自転車の国内総生産台数に加えて、輸入自転車台数が示されており、それは 1980 年代後半、すなわち軽快車が急成長し始めた時期から、より低価格の軽快車を提供すべく流通系販路でその台数を増やしていったこと

図 9.2

自転車生産、輸入、電動モータサイクル輸入、

電動アシスト車生産の台数及び金額の推移２）, ３）, ４）が分かる。1990 年代の半ばには、国内製造企業も自社の中国工場から又は提携先の中国メーカから車両

内生産台数の差から読み取れる。そして、たまたま輸入を始めたことも、図 9.2 の自転車の出荷台数と国発生した 1990 年代後半の不況の中で、より低価格の電動アシスト自転車の技術系統化調査

217

輸入軽快車が支持をされ、さらに数を増やし、2000

ることができる。電動アシスト自転車及び関係する

年に輸入自転車総台数が国内生産総台数を上回った。

車種の同様の平均単価を図 9.4 に示した。図 9.4 の中価格力・商品力・技術力・その他総合力で対抗できの電動アシスト自転車の平均生産単価は、2004 年まない国内部品メーカや完成車メーカは減産を余儀なで下降をしていたが、2005 年以降上昇を続け、現在

くされ、中には廃業に追い込まれるメーカも現れた。

に至っている。自転車産業振興協会の生産・出荷にそれから数年経った 2000 年代前半から中盤にかけ関するデータは、経済産業省の生産動態統計を基には、低価格化が一段落し、商品力も充実した電動アしている。電動アシスト自転車の生産金額に関する

シスト自転車に国内生産の軸足を移す自転車メーカ

生産動態統計は 1997 年からしかないので、1996 年以が目立ち始め、国内の自転車生産台数はますます減

前の平均生産単価は不明だが、図 9.5 の電動アシスト

少をしていった。結局、図 9.1 の下図で分かるように、

自転車の標準小売価格から類推すると、導入期の平2013 年に軽快車の国内生産台数は電動アシスト自転

均生産単価は７〜８万円くらいだと思われる。近年

車の国内生産台数を下回る結果になって、現在に至っの平均生産単価は、導入期のそれらと同じか、又はている。

超えるところまで上昇している。図 9.4 の平均生産単価と図 9.5 の標準小売価格を比べると、電動アシス

一般財団法人 自転車産業振興協会のデータを基にト自転車の平均生産単価上昇の理由の一端が分かる。

した図 9.2 には、国内生産自転車と輸入自転車の関係

それは、成長期以降、車種の数が増え、特に幼児同の他にも電動アシスト自転車製造業界にとって重要

乗自転車やスポーティ車、e-bike など高額な車種がな事柄が含まれている。その一つは、近年自転車国増えていることが、理由の一つと考えられる。また、

内生産金額のほとんどが電動アシスト自転車の生産

第 5 章で記述したように、コスト優先で言い訳のあ金額になってしまったことである。図 9.3 は、機種

る電動アシスト自転車より、どうせ買うなら機能が別自転車の国内生産金額比率を 1999 年から５年ごと

豊富な少し高い電動アシスト自転車、より高容量のに 2019 年まで示したグラフである。1999 年に全体の電池の付いた電動アシスト自転車が選ばれてきたこ

60% 超だった軽快車の国内生産総金額が 2019 年に約とも理由の一つとして考えられる。しかしそれは、10% に減少してしまった。逆に 1999 年に約 10% だっ

好景気の時期に、自転車の価格と機能に比べた対象

た電動アシスト自転車が 2019 年に約 85% を占めるま電動アシスト自転車の価格と機能の関係ゆえの消費でになった。

者心理とも考えられ、同じ状況が今後も続くかどうかは分からない。なお、図 9.4 の軽快車及び輸入自転
車の平均生産単価（輸入自転車は平均 CIF 単価だが）が、2006 年又は 2007 年から、それぞれ程度が異なる
ものの、近年まで上昇を続けているのは、軽快車生
産台数の減少の程度が緩やかになったこと（図 9.1 の下図参照）、及び輸入自転車の台数が減少に転じたこと（図 9.2 の上図参照）による。その理由は、国内生産の軽快車が高価格車だけに絞られたことによるのか、国内生産軽快車も輸入車も全体が高価格化していることによるのか、など考えられるが、詳細はさらに調査する必要がある。
電動アシスト自転車の価格とも関係のあることで、
図 9.2 及び図 9.4 から分かる三つ目の重要なことが、近年の「輸入の電動モータサイクルその他」の存在

図 9.3

自転車の車種別国内生産金額比率の推移２）, ３）である。自転車産業振興協会の輸入に関するデータ
は財務省貿易統計から抜粋されているが、輸入価格
は CIF（Cost, Insurance and Freight）価格である。

218

図 9.2 における重要な事柄の二番目が、近年の電動

また、「輸入の電動モータサイクルその他」とは、貿

アシスト自転車の生産単価の上昇である。総生産金

易統計の中の「関税番号：8711.60000 駆動原動機と額を総生産台数で割った数値は、平均生産単価と見して電動機を有するモータサイクル」のことである。

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. Marche-bike、10 万円台前半のシティ系電動アシスト自転車、
2 万円から 5 万円台の電動キックスケータ（電動キックボード）など、様々な可能性が考えられる。図 9.4の平均生産単価では、3 万円から 4 万円の数値が大
きくは変わらず、電動アシスト自転車の平均生産単価の約半分というところは、電動アシスト自転車より高額の電動車ではなく、シティ系電動アシスト自転車の可能性をうかがわせる。自転車産業振興協会
発行の各年 1 ～ 12 月の「国内自転車生産・輸出入状
況」レポートによると、輸入台数が、2016 年 98,476
台から、2017 年以降急増しており、2017 年 196,414
台、2018 年 321,556 台、2019 年 383,595 台となっている。近年の数の多さから、大手電動アシスト自転車
製造企業が中国生産に切り替えた電動アシスト自転車が多く含まれている可能性が高い。これは、従来
国内生産比率が高かった電動アシスト自転車も、中国依存度が一歩進んだことを意味している。近年の
図 9.4

軽快車、電動アシスト自転車の平均生産単価と電動モータサイクル輸入平均 CIF単価の推移２）, ３）, ４）

電動アシスト自転車市場での高価格化傾向、電動ア
シスト自転車の技術開発力の必要性、売れ筋商品の多様性、及び低価格商品としての一般用自転車の存在などから、直ぐに 1990 年代後半の自転車市場の低価格化及びその後の国内生産の衰退と同様のことが、
電動アシスト自転車で起きる可能性は極めて低い。
しかし、1990 年代前半の自転車産業に近い中国依存度の高まりに関しては、今後注視していく必要がある。いずれにしても、貿易統計の中で、電動アシス
ト自転車が電動二輪車・電動スクータと同類に分類され、明確に区別されていないのは問題である。本
件に関しては、財務省貿易統計における「関税番号：
8711.60000 駆動原動機として電動機を有するモータサイクル」の細分化又は電動アシスト自転車の自転車としての分離への要望、及びより多角的方面からの調査が必要である。
国内生産による電動アシスト自転車の日本市場における競争力という視点で考えたとき、将来に懸念があ

図 9.5

車種別の電動アシスト自転車の標準小売価格の推移

６）, ７）, ８）, ９）

るのは、e-bike 分野の技術力・商品企画力、及び低価格帯のシティ系電動アシスト自転車であろう。e-bike
分野での競争相手は、Bosch などの欧州・US・台湾メー

３か月ごとに発表される自転車産業振興協会のレカであり、シマノ以外の日本メーカはスポーツ系欧州

ポートでは、『電動オートバイ、電動アシスト自転車

e-bike 市場では後発である。しかし、やり方によってがこの区分の中に含まれる』と記されている。「駆動は、日本版 e-bike として独自の技術力・商品力を見原動機として電動機を有するモータサイクル」の輸出すことができるかもしれない。

入品としては、小売価格にして、軽自動車並みの本低価格帯のシティ系電動アシスト自転車の分野に関格的電動モータサイクルから、10 万円台後半の原付

しては、将来の中国電動自転車市場で何らかの強力な一種の電動スクータ、20 万円から 40 万円程度の輸入規制があるか、又は中国メーカが本気で日本向け電動電動アシスト自転車の技術系統化調査

219

アシスト自転車の開発を行うかなどにかかっている。
日本の製造企業による中国工場での日本向け自転車の開発・製造・輸入などをきっかけに、その後流通系販路での大量輸入・集客力を生かした販売戦略に加えて、長引く不況と日本製品の商品力不足などの条件がそろえば、自転車業界で 1990 年代後半に起こった価格の低下、低価格電動アシスト自転車の急成長というシナ
リオが、将来現実のものになるかも知れない。
電動アシスト自転車の売り上げ又は市場の知的財
産権による保護という過去の手法は、現在はほとん
ど効力を発揮しない。図 9.6 は、電動アシスト自転車に関するシステムサプライヤ及び製造企業６社の出願年ごとの登録済み特許件数を示したものである。
方法は、独立行政法人 工業所有権情報・研修館のJ-PlatPat システムで、1990 年 1 月 1 日から 2020 年 3
月 31 日までの出願特許について、以下の検索式で検索した図中６社の特許 1042 件のうち、特許登録された特許 519 件について、企業及び特許出願年ごとに件数を計算した。
検索式：[B62M23/02(@H+@J+@K+@L+@N+@P)/

図 9.6

電動アシスト自転車に関連する登録済特許の企業
別出願件数の推移５）FI]*[' 企 業 名 '/AP]+[(B60L+B60R+G01L+H02J+H01M+E05B) /FI]*[' 自転車 '/CL]*[' 企業名 '/AP]である。電動アシスト自転車の生産台数が増えた成長
期半ば以降、重大事故の分析及びリコール措置に莫大

図 9.6 を見ると、1993 年以降 2001 年までの間に、な手間とコストがかかる傾向が増大している。第 8 章

ヤマハ・ホンダ・三洋・パナソニックの 4 社から盛んの表 8.1 に示したような案件は、製品発売開始から重に特許出願されたことが分かる。現在では、これらの大事故発生が遅れれば遅れるほど（例えば、劣化・摩特許は全て権利期限切れになっている。2003 年以降

耗型の故障モードによる製品事故の場合）、また重大出願・登録された特許件数は各社とも少なく、特許網事故の認知から事故分析及びリコール実施判断が遅れによる権利保護には程遠い。
新規参入企業で特許調査・るほど対象台数は多くなる可能性がある。また、リコー分析を行う技術者にとっては良い公知例の山になってル告知から回収率が上がらなければ、リコール告知後いる。

も重大事故が発生し、更なる告知や回収の徹底を長く

海外からの電動アシスト自転車市場への新規参入企求められることになる。事故分析が完了し、対象台数

業にとって唯一の障壁になっているのは、道路交通法

が想像以上に多くなった場合、経営者・管理者の脳裏による基準及び製品安全対策に係るリコール制度であには、リコール実施前の販売計画・利益計画と共に、ろう。その具体例が、第 8 章で述べた警察庁・国民生

リコールを実施した場合の販売台数の激減・市場での活センターによる商品テストを経て、道交法基準違反

信頼失墜・経営損失などが去来する。そして、リコーを指摘され、一部の輸入業者がリコール告知を実施しル措置を延期又は取り止めにしたとすると、数か月後・た事例であった。しかし、この場合の商品テストやリ数年後に同じことが更に規模を増して降りかかること

コールは、義務化・制度化されたものではない。製品にもなりかねない。これは企業としてのリスク管理の安全対策の消費生活用製品安全法では事故報告制度及領域である。また、重大事故が多発しているにもかかび体制整備命令が制度化されているが、重大事故を数わらず、回収等の措置が長引くと、企業としての社会件認知した時点で輸入代理店が倒産した（倒産させた）的責任を追及される可能性もある。

場合の措置はどうなるのだろうか。

220

事故分析を技術的視点で見ると、表 8.1 の中では、製品事故発生に伴う事故分析・リコールなどに関し

リチウムイオン電池の発煙・発火の案件が最も難しいては、国内主要企業の方が悪戦苦闘しているのが現状と想像される。それは、事故現場・事故物件の観察、国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March分析などで、ある程度原因の推定ができたとしても、が次に考慮すべき点は、使用者の誤使用や不注意によ原因メカニズム周辺の知識と試験経験がないところかる事故であろう。2000 年代後半の製品事故の多発及ら、確認試験を始めたとすると、原因の特定及び対策

び製品事故防止の徹底以降、常識となった設計思想で品の効果や副作用などを検証するのに、多くの試験がは、「予見可能な誤使用」については「製品側で安全必要である。さらに、現在のように高容量（例えば、を確保する」、「非常識な誤使用」に対しては「誤使用

７直列で約 15Ah、10 直列で約 13Ah）
・高サイクル寿による危険性を消費者に知らせる」「消費者教育を徹命（例えば、800 サイクル）の組電池が原因の対象で底する」とされている。さらに、「非常識な誤使用」

ある場合、寿命劣化後の事故仕様品及び対策仕様品でと「予見可能な誤使用」との境界は、「消費者の属性、の特定・検証に半年・１年などの長期間を要すること

環境、使用状況などにより変動する」とされているかもある。内容によっては、単品又は単セルでの試験若らである。先の 31 件の中には、高齢者や幼稚園児としくは組電池試験の途中段階で、ある程度の判断は可思われるユーザも多い。時代が変われば、製品の安全能かもしれないが、それは事前に十分な知識とデータ性に対する社会の考え方も変わる。予見可能な誤使用があっての話であろう。ここで原因分析又は新たな要の範囲は狭まることはなく、むしろ時代と共に広くな因発見の判断を誤れば、リコール・回収作業が二度手ると考えるべきである。

間になるリスクもある。
駆動補助装置やその周辺の電子部品等に関しては、電池のように長期間の試験が必要になることは少ないが、また部品全体が焼損してしまうことがなければ、

9.2 電動アシスト自転車の今後に向けて故障品からの原因特定は比較的容易なことが多いが、電動アシスト自転車業界は、1993 年以降、過渡期

原因分析と対策品の検証作業には多くの手間を要すを除いて、ほぼ右肩上がりの成長と発展を続けてきた。

る。駆動補助装置に関しては、要所要所のセンシング

近年は、通学用・通勤用電動アシスト自転車の増加、及び問題発生時のロギングデータ保存機能があれば、日本版 e-bike による技術的進化とスポーツ系用途へ想定されるユーザの誤使用も含めた事故原因の特定もの広がりなど、新しい話題もある。ただし、これらの容易な場合が多い。また、自己診断機能の種類と数がテーマは、社会におけるユーザのニーズに合致した商多く、質が良ければ、想定される事故の発生を未然に品として企画・開発・生産・販売がうまく噛み合った防ぐことも可能であろう。

ときに市場の拡大に繋がるのであって、他を真似て、ここで述べた事故分析に関する事柄は、重大事故発

ただ作れば売れるという時代ではない。一方で、数は生時だけの特別なことではなく、電池及び駆動補助装

多くない又は表面化していないものの、今後の成長と置の通常の開発品質・開発力に関することである。先発展に関して、下記のような懸念がないわけではないに述べたリコール実施判断や回収作業の迅速化も特別・道路交通法の基準を満たさない輸入電動自転車及びなことではなく、リコール実施という非常事態への備

輸入e-bikeの路上走行。

えは、日常の当たり前のリスク管理、販路・顧客管理、

・欧州で問題視され始めたe-bikeの部品交換、通信分

サービス業務体制に組み込まれたものであるべきであ析ツールを使ったモータ制御数値の不正改造。

る。そうでなければ、非常時における判断の誤り・ユー

・保有台数の増加と共に多くなる傾向の交通ルールを

ザへの情報提供不足・回収作業の遅れ・多大なリコー

守れないユーザ及び交通事故の増加。

ル費用の出費などに繋がりかねない。
電動アシスト自転車は、初代 PAS のときから常に、第８章で記述した独立行政法人 製品評価技術基盤

新しい技術の導入が製品の課題を解決し、新たな付加機構（nite）の事故情報データベース 12） による事故価値を生み出してきた商品だった。高品質・低コスト

分析の全事故件数 377 件のうち、調査員により製品起のための製造技術及び販売拡大のためのマーケティン

因でないと推定されたものは 78 件（20.6%）あった。

グ・販売戦略なども重要な要素であるが、今後も市場

また、使用者の誤使用や不注意に関するものが 31 件のニーズに合致した製品技術の進化が最もカギを握る（8.3%）であった（図 8.8 参照）。このことは、電動ア商品である。一般用自転車とは異なり、電池を持ち、シスト自転車製造企業が完璧な製造品質・事故対応を

ヒューマン・マシン・インターフェイスとしてのスイッ実現できたとしても、製品事故は無くならないことをチ・液晶メータ、及び充電器を持つ電動アシスト自転示している。上記事故原因の中で、製造企業の設計者車である。スマートフォンと繋がる液晶メータ、家庭電動アシスト自転車の技術系統化調査

221

用 LAN やレンタサイクルなどのシステムと繋がる充電器、乗員の運転状態を検出する各種センサ、そして走行中に全てを管理・制御するドライブユニット内コントローラ、可燃性の低い安全な電池など、将来の開発テーマは多い。システムが他の端末又はネットワー
クと繋がるようになると、不正改造やセキュリティのリスクも新たに発生する。今日のような不況下においても、将来に備えた技術開発は着実に継続して、商品化に繋げていく努力が必要である。しかし、市場の状
況やユーザニーズを見誤り、又は製品安全が十分に及

谷田貝一男 氏
パナソニックサイクルテック株式会社
福岡裕二 氏ブリヂストンサイクル株式会社
佐谷剛 氏
ボッシュ株式会社
高橋大輔 氏、豊田佑一 氏
ヤマハ発動機株式会社
村田和弘 氏
個人

ばず、商品開発や販売だけが先行した過去の失敗を忘菅野信之 氏（ヤマハ発動機 OB）、轟寛 氏（ブリれてはならない。将来の備えのためには、しっかりとヂストンサイクル OB）

足元の開発・製造技術を固めたうえで、売れて儲かる
参考・引用文献必要がある。
乗り物としての安全性に関して、道路交通法基準を

1）一 般社団法人 日本自動車工業会：website「自満たさない電動自転車は論外として、不正改造の可能

動車工業会データファイル データベース、出荷

性は製品を作る側の技術でしっかりと予防策を講じな

統計」、（2020）、accessed in 2020-05-15、http://ければならない。乗り物としての安全性に関して最後

jamaserv.jama.or.jp/newdb/index.html （ た だに残るテーマが、交通違反の予防と交通事故を防ぐた

し現在 download できるのは 1993 年以降のデーめの技術であろう。現在、無灯火予防のための自動点

タに限られる）

灯・バッテリ式前照灯、頭部受傷軽減のための自転車

2）一 般財団法人自転車産業振興協会：報告書「国用ヘルメットなどは実用化されているが、相手のある

内自転車生産・輸出入の長期的推移」、デジタル

交通環境下で、事故原因のほとんどがヒューマンエ

アーカイブ その他報告書、（2019）、accessed in

ラーであり、被害者が電動アシスト自転車の乗員又は2020-05-21、http://www.jbpi.or.jp/archive_list.

歩行者であること（8.3.2 項 参照）を考慮すると、現

cgi?cid=07

時点では自転車側での完全な被害軽減も事故予防も難3）一般財団法人 自転車産業振興協会技術研究所：

しい。当面は、自動車側の運転支援技術、自動運転技

レポート「国内四半期自転車生産・輸出入状術及び自転車専用道路などの整備並びに自転車ユーザ

況（2020 年 1 〜 3 月 ）」、（2020））、accessed in

への交通規則順守の啓発活動などに期待するしかない

2020-09-30、http://www.jbpi.or.jp/report.cgi

かも知れない。しかし、電動アシスト自転車の保有台

4）一般財団法人 自転車産業振興協会技術研究所：

数が多くなり、利用者の交通事故が多くなれば、一般

レポート「国内四半期自転車生産・輸出入状況」

用自転車以上に電動アシスト自転車の交通事故は問題（平成 25 年 1 〜 12 月）から（平成 30 年 1 〜 12視される傾向にある。電動アシスト自転車の開発技術

月 ） ま で の レ ポ ー ト、accessed in 2020-09-30、者は、将来の技術課題として、「自転車側で何ができ

http://www.jbpi.or.jp/report.cgi

るか」を考え、常に情報収集と技術的検討を続ける必

5）独立行政法人工業所有権情報・研修館：website「 特 許 情 報 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム J-PlatPat」、

要があると考える。

accessed on 2020-04-10、https://www.j-platpat.
謝辞

inpit.go.jp/

本報告書を作成するに当たり、色々な方に貴重なお6）ヤマハ発動機：「ニュースリリース」、 accessed

話をお伺いすることができました。特に以下の団体、on 2019-09-01/ 2020-08-24、https://global.

企業、個人の方々に資料や写真などの提供を頂きましyamaha-motor.com/jp/news/

た。この場を借りて厚くお礼を申し上げます。

7）ヤマハ発動機：製品カタログ「世界初・パワー
アシストサイクル PAS」、（1993）

一般財団法人 自転車産業振興協会

ハ PAS 新タイプ登場」、（1995）

山田玄一 氏
一般財団法人 日本自転車普及協会

222

国立科学博物館技術の系統化調査報告8）ヤマハ発動機：製品カタログ「世界新商品 ヤマ

Vol.30 2021. March

9）ヤ マ ハ 発 動 機： 製 品 カ タ ロ グ「 電 動 ハ イ ブ

リッド自転車 ニュー・パス YAMAHA NEW

website「事故情報の検索」、accessed on 2020-

PAS」、（1997）
10）パナソニックサイクルテック：電動アシスト自転車 / 自転車12）独 立行政法人 製品評価技術基盤機構（nite）：

ニュースリリース、accessedon 2019-09-01/ 2020-08-24、https://cycle.
panasonic.com/release/11）消 費 者 庁：website「 リ コ ー ル 情 報 サ イ ト 」、

09-14、https://www.nite.go.jp/jiko/jiko-db/
accident/search/?m=jiko&a=page_index13）消 費者庁：website「事故情報データバンクシス
テ ム 」、accessed on 2020-10-04、http://www.
jikojoho.go.jp/ai_national/

accessed on 2020-09-26、https://www.recall.
caa.go.jp/index.php

電動アシスト自転車の技術系統化調査

223

電動アシスト自転車の技術系統図

224

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.30 2021. March

電動アシスト自転車の技術系統化調査

225

PAS （PA26）

2

ニュー・パス   （PX24）

Electric Cycle（DG-EC2）

1

3

名称・型式

No

電動アシスト自転車技術

1997

1993

1980

製作年

所在確認

ヤマハ発動機（株）

ヤマハ発動機（株）

パナソニックサイク
ルテック（株）製造社

産業技術史資料

ヤマハ発動機、コミュニケーションプラザ
住所：静岡県磐田市新貝2500
状態：保存中ニュー・パス（PX26）は、それまで13万円後半～15万円弱だった電動ア
シスト自転車を10万円未満にするために開発・生産され、1997年1月から販売された。電動アシスト自転車導入期に最も売れた車両である。

初代PAS（PA26）は、自転車として認可され、世界で初めて商品化された日本発の電動の自転車である。1993年11月に神奈川、静岡、兵庫の３県で限定販売、1994年4月に全国販売が開始された。
PAS（PA26）発売から数年後、次々と新規参入企業が現れ、自転車市場の中に、電動アシスト自転車という全く新しいカテゴリの市場が誕生した。また、電池、センサ、モータなどを使って人の力をアシストするという技術概念（特に、モータ制御技術の分野）のきっかけともなった。
ヤマハ発動機コミュニケーションプラザには、1993年10月に生産された生産初号機及び1994年に生産されたPAS type Eが展示されている （2021-02-01現在）。
また、1994年にヤマハ発動機から一般財団法人 日本自転車普及協会・自転車文化センターに寄贈された1993年生産初期の車両が、現在は科学技術館に展示されている。

ヤマハ発動機、コミュニケーションプラザ
住所：静岡県磐田市新貝2500
展示状態：展示中（2021-02-01現在）

科学技術館、２F 自転車広場、
住所：東京都千代田区北の丸公園2番1号
展示状態：展示中（2020-10-30現在）

電動自転車Electric Cycle DG-EC2は、松下電器産業の創立60周年を記念して、創業者 松下幸之助の命をきっかけに作られた世界初の電動自転車である。1980年5月から東京、名古屋。大阪で限定発売された。道交法上は自転車ではなく、原付１種であるが、1990
年代後半から中国で増え始めた電動自転車と類似の機能を有しており、製品化された電動自転車の原型ともいうべき車両である。

選定理由

パナソニックサイクルテック本社、
住所：大阪府柏原市片山町13-13
展示状態：展示中（2020-11-26現在）

所在地

「電動アシスト自転車の技術系統化調査」
報告書冊子との相違点（正誤表）
ページ

段落

第30集
冊子版
2021年3月

行

全文PDF版
2021年8月（正）104

Abstract 下から23transition periodtransition stage

104

Abstract 下から22transition periodtransition stage

104

Abstract 下から20transition periodtransition stage

104

Abstract 下から18

this period

this stage

104

Abstract 下から16

growth period

growth stage

104

Abstract 下から14older people

elderly people

105

左

下から8

(現：SPV事業部で(現：SPV事業部）で111

左2.2.3タイトル

2.2.3 駆動補助装置の構成及び主要な機能

2.2.3 駆動補助装置の構造上の分類

132

左

20

4月にプロジェクト

4月に新たなプロジェクト

144

右

下から19

図5.1

図5.2

157

左

17

駆動方式はハブモータ後輪駆動方式

駆動方式は単速のハブモータ後輪駆動方式

161

右

4

16;9kg16.9kg164

左4

2009年12月

2008年12月

186

右

3～6

先駆けが、図 6.47 に示す2002 年3 月に発売されたナショナル自転車工業のアルフィット
ViVi（BE-EHS63）のニッケル水素電池バッテ
リボックスである。

先駆けは、ナショナル自転車工業のアルフィットViViのニッケル水素電池だが、構造的には図 6.47 の2000 年発売のエレガントViVi（BE-EDWU）が、その基になった。

186

右

図6.47タイトル

図6.47 BE-EHSのバッテリボックス

図6.47 BE-EDWUのバッテリボックス

203

左

下から16

輸入が急増

輸入自転車が急増

203

右

下から19

250W以下240W以下1/1