電動アシスト自転車
電動アシスト自転車は、人力のペダリングに比例してモーターが補助トルクを与える車両である。道路交通法上は「自転車」の一種として扱われ、原動機付自転車とは区別される。アシストはあくまで人力を補助するもので、一定速度域で段階的に低減し、所定の速度以上では作動しない設計となる。近年は通勤・通学、子ども乗せ、坂道の多い地域で普及し、都市モビリティの効率と快適性を高める実用的な移動手段として定着している。
定義と法規上の位置づけ
電動アシスト自転車は、ペダルをこいだときのみモーターが駆動する「ペダルアシスト方式」であることが求められる。わが国では低速域で人力に対するモーターの出力比（アシスト比）に上限が設けられ、中速域で連続的に低減、定められた速度以上でアシストがゼロになる制御基準が採用されている。これにより運転免許・ヘルメットの法的義務は通常の自転車と同様であり、車道通行・歩道通行の原則も自転車のルールに従う。スロットルだけで走行できる方式は「原付」扱いとなり、構造・運用が大きく異なる点に留意する。
主要構成要素
- バッテリー：主流はLi-ion。定格電圧は24–36V級、容量は200–500Wh程度が一般的である。BMS（Battery Management System）がセル電圧・温度・電流を監視し過充電・過放電を防ぐ。充電器は一般に電気用品安全法（PSE）の対象機器であり、適合品の使用が推奨される。
- モーター：ハブモーター（前後輪内蔵）とミッドドライブ（クランク一体）の二系統が主流。定格出力は用途により異なるが、日常用途で200–400W級が多い。登坂や発進時は高トルクが求められる。
- センサー：トルクセンサー（ペダル踏力）とケイデンス・速度センサーを組み合わせ、人力に比例した自然な補助を生成する。勾配推定を併用し過補助を抑える機種もある。
- コントローラ：FOC（Field-Oriented Control）などのベクトル制御でトルク指令を電流に変換し、熱保護や電流制限、滑らかなランプ制御で安全性と乗り味を両立する。
駆動方式の特徴（ハブ vs ミッド）
ハブモーターは機構が簡潔でメンテナンス性と耐候性に優れ、後付けキットも豊富である。一方、ミッドドライブは変速機構を通して駆動できるため、登坂効率と重量配分に優れる。都市内平地主体ならハブ、起伏・積載主体ならミッドを選ぶなど、路面条件と用途で最適解が分かれる。いずれもロードバイクやマウンテンバイクの車体設計に合わせ、フレーム強度・ブレーキ性能・ホイール剛性の適合確認が要る。
アシスト比と制御設計
電動アシスト自転車の制御は「人力比例」が基本である。小さな踏力でも過大な初期トルクにならないようゼロクロス近傍の感度を調整し、停止直前の「ガクつき」を抑えるために低速域の位相進みや微小ランプを設ける。速度上昇に伴ってアシストを連続的に減衰させ、所定速度で確実にゼロにすることが適法性と安全性の両面で重要となる。
回生ブレーキの可否
直結型ハブモーターでは回生ブレーキを実装可能だが、フリーホイール機構や制動安定性の観点から積極的な回生は限定的である。都市走行では停止・発進の時間比率が高く、回生回収エネルギーは理論値より小さいことが多い。優先すべきは制動距離の一貫性と制御協調（機械ブレーキとの配分）であり、雨天や高積載条件でもフェードを起こさない総合設計が望ましい。
バッテリー運用と寿命管理
寿命は充放電サイクルと温度履歴に強く依存する。推奨は浅いDOD（Depth of Discharge）での充電、極端な高温・低温での保管回避、長期保管時の中間SOC（40–60%）維持である。容量低下は徐々に進み、実用上は初期容量の70–80%が交換目安となる。充電ポートの防水、端子の腐食対策、正規充電器の使用が安全面で重要である。
安全・メンテナンス
車体は総重量が増えるため、ブレーキは制動力と放熱に優れるディスク化が望ましい。タイヤは耐パンク性とウェットグリップを両立させ、灯火類は法規に適合する光量・配光を確保する。配線は振動・屈曲部の保護と防水（IP想定）を行い、コネクタのロック機構で抜けを防ぐ。異音やアシストの不自然な遅れはセンサー・マウントの緩みやキャリブレーションずれの兆候であり、早期点検が望ましい。
用途と選定指標
- 航続距離：容量（Wh）と実効消費（Wh/km）から見積もる。坂・向かい風・積載は消費を押し上げる。
- 登坂性能：モーター定格トルク（Nm）、ギア比、総重量で評価する。ミッドは低速高トルクが得やすい。
- 乗り味：トルクセンサー主体は自然、ケイデンス主体は軽快寄り。用途に応じて選ぶ。
- 耐候・整備：防水等級、コネクタ規格、ブレーキ・駆動系のサービス体制を確認する。
- 法規適合：速度域でのアシスト低減と最高速度時のゼロ化、表示・警告の適合が肝要である。
関連する制度・基準
電動アシスト自転車の制御要件は道路交通法令・通達で枠組みが示され、業界団体の型式審査で実車適合が確認される。性能評価方法はJIS等の標準で整理が進み、登坂試験、定常走行試験、耐久・防水評価などが実務で用いられる。充電器はPSE対象であり、適合表示・保護回路の実装が必須である。
よくある誤解と注意点
スロットルのみで走る車両は原付区分であり、電動アシスト自転車とは異なる。速度リミットの解除やアシスト比の改造は違法化のリスクがあるほか、制動性能やフレーム強度の設計余裕を超える恐れがある。中古購入時はバッテリー劣化と配線劣化を必ず確認し、試乗でアシストの立ち上がり・減衰・直進安定性を点検することが望ましい。