東海大学チャレンジセンター Tokai Formula Club 2012年度参戦プロジェクト
目次 1. Formula SAE 2. 大会概要 3. Tokai Formula Club 4. 歴代車両 5. 活動目的 目標 6. コンセプト 7. 車両概要 8. 活動経過 予定 9. メンバー紹介 10. スポンサー様一覧 11. 活動場所 2
1.Formula SAE Formula SAEはアメリカ自動車技術(Society of Automotive Engineers)が1981年より開催している自動車 競技の大会です この大会は モノづくりによる実践的 な学生教育プログラム として 将来自動車業界で活躍 するエンジニアを養成するという目的で始まり 日本で は2003年から開催しました この大会は学生自身が主体となりチームのマネジメン トをします 一から車両の企画 設計 製作を経験する ことで机上の理論だけでは得ることのできない実践力を 身に付けることを目的としています 車両の主な特徴として フォーミュラスタイルであること タイヤがカウルで覆われていない 610cc以下の4サイクルエンジンであること ドライバーが学生であること 2011年度プロジェクト全日本学生フォーミュラ大会参戦マシン 3
2.1大会概要 Formula SAEの大会競技として大きく分けて静的競技 動的 競技の２つが存在します 静的競技では合計325点満点 動的競技では合計675点満点 それぞれ2つの競技の合計1000点満点で競い合います 各種目 の得点配分 詳細は以下のグラフ 表の通りです コスト 10 燃費 10 プレゼンテーション 7.5 設計 15 エンデュランス 30 オートクロス 15 アクセラレーション 7.5 スキットパット 5 得点配分 4
2.2大会概要 車検 競技概要 レギュレーションとの適 合を検査します ドライバー脱出試験 ブレーキ試 験 騒音試験 チルトテーブル(傾 斜),試験などを検査します 静的競技 競技概要 (点数) コスト 車両製作に掛かったコス トを審査します コストを考慮した設計 製作 それを 説明するプレゼン能力が問われます (100点) プレゼンテーション プレゼンテーション能力 を審査します 製作した車両の特徴を審査員に説明 します プレゼンテーションの内容や 構成 話し方等が審査対象になります (75点) 設計上優れている点を審 査し評価します 設計 設計 製作時の工夫や採用した技術の 説明を行い それが市場のニーズに適当 であるかを審査します (150点) 5
2.3大会概要 動的競技 競技概要 (点数) アクセラレーション 0 75ｍの加速のタイムを 競います (75点) 8の字のコースを走行しタ イムを競います スキットパッド (50点) 直線 コーナー スラロー ム シケイン等で構成され た約900ｍのコースのタイ ムを競います オートクロス (150点 直線 コーナー スラロー ム シケイン等で構成され た約１ｋｍの周回路のタイ ムを競います エンデュランス (300点) エンデュランス時の燃料消 費量を競います 燃費 (100点) 6
3.Tokai Formula Club 私たちTokai Formula Clubは 2002年の設立 当時から他大学のフォーミュラ活動には見られな い 各学年にプロジェクト結成 する形をとって 参りました これにより 0からのものづくり を学ぶことができ チーム運営や管理 設計や製 作 そして走行といった全ての過程を経験し 座 学では学ぶことのできない実践力を身に着けるこ とで学生の能力を育んできました Tokai Formula Club設立10周年という節目に 私たち2012年度参戦プロジェクトは立ち上がりま した 私たちは 歴代の先輩方の多くの実績か ら 技術 知識 経験の伝承 をより一層強め て進化させていきます そして スケジュール管 理を徹底し 早期の車両完成を実現させ日本大会 総合優勝を目指します 2011年度参戦プロジェクト 7 2012年度参戦プロジェクト
4.1歴代車両 2004年度 参戦 プロジェクト 日本大会 27位 2005年度 参戦 プロジェクト 日本大会 7位 ｵｰﾄｸﾛｽ1位 アメリカ大会 91位 2006年度 参戦 プロジェクト 日本大会 40位 CAE特別賞 2006年度 院生 プロジェクト イギリス大会出場 2007年度 参戦 プロジェクト 日本大会 11位 省エネ賞3位 オーストラリア 大会 17位 8
4.2歴代車両 2008年度 参戦 プロジェクト 日本大会 26位 2009年度 参戦 プロジェクト 日本大会 7位 CAE特別賞2位 省エネ賞3位 2010年度 参戦 プロジェクト 日本大会 5位 総合優秀賞 2011年度 参戦 プロジェクト 日本大会 11位 省エネ賞2位 9
5.活動目的 目標 活動目的 私たちは イメージを形にすること を目的にしまし た 車両の開発において ものづくり マネジメント ス ポンサー活動など多くの実践経験を学ぶことで イメージ を車両という形にできる さらにイメージを形にして伝え ることのできる能力を身につけることを目指します 活動目標 日本大会総合優勝 私たちは活動目的を達成するために 日本大会総合優勝 を目標にしました 私たちはシェイクダウンを歴代最速で 行います これにより車両の成熟期間を確保するととも に 静的競技へは担当人数の比率を高くすることにより両 競技の高得点を目指します 第9回 全日本 学生フォーミュラ 2011年 9月5日 9日 エコパ [小笠山総合運動公園] 10
6.車両コンセプト 立ち上がり最速 ~Innovative Acceleration~ 私たちは日本大会総合優勝に向け取り組むため 総合得点の7割を占める動的競技に力を入れることに より 総合得点の向上につながると考えました そ こで 過去数年の大会コースレイアウトの特徴を分 析した結果 コーナーの立ち上がりが重要なことに 注目しました このことから 私たちは車両コンセ プト 立ち上がり最速 に定めることにより コー ナーからの立ち上がりにおいて 力強い瞬発力のあ るマシンの完成を目指します 11
7.1車両概要 車両諸元表 搭載エンジン SUZUKIグラディウス 650ボアダウン/NA仕様 エンジン形式 V型２気筒 排気量 605.9cc 目標出力 56.7kw(78.3ps)/9500rpm 目標トルク 66.8Nm(6.82kgf m)/7500rpm 目標重量 210kg 駆動方式 チェーンドライブ ホイールベース 1700mm トレッド F/R 1300mm/1300mm サスペンション形式 前後ダブルウィッシュボーン ブレーキ F/R) インホイール２枚/ デフケース１枚 ステアリング方式 ラック&ピニオン タイヤサイズ 13inch ホイール マグネシウム鍛造ホイール 12
7.2エンジン班 中速域ピークトルク SUZUKI グラディウス650 ボアダウン仕様エンジン 後方吸気の採用とスロットルの新設計 ツインエキゾーストの採用 燃料噴射量の最適化 立ち上がり最速 を達成するため 低回転域から中回 転域までの十分なトルクを生み出し 中速でピークトルク を迎えることが必要と考えました そのため 私たちはV 型2気筒エンジンを使用し目標のトルク曲線を実現します 具体的には 吸排気の慣性効果を最大限に活用します 加えて 吸気は吸入空気をスムーズにシリンダに送り込む ことができる後方吸気を採用します さらに 排気はシリ ンダごとの最適な管長をとるためにツインエキゾーストを 採用し 吸排気の最適化を目指します また マシン完成 までの時間短縮をするため オーバーホールやエンジン内 部の変更を行わず 吸排気系の熟成と 燃料噴射量や点火 タイミングなどのエンジン制御を優先的に行います 活動内容 SUZUKI グラディウス650ボアダウン 吸気パーツの設計 製作 排気パーツの設計 製作 冷却パーツの設計 製作 ラジエーターの選定 エンジン制御の最適化 13
7.3ボディ班 軽量化 パイプ本数減少 カウルにCFRPの使用 立ち上がり最速 を達成するため 車両重量の約20 を 占めているフレーム部分の軽量化が重要だと考えました 軽量化によって加速性能が向上し 立ち上がり最速を実現 できると考えました そのためには サイドウォール ア ンダーパネルを強力接着剤で接合し アンダーパネルの素 材はカーボンを採用します また シート ファイヤー ウォールを剛性の向上に貢献できるように設計 製作を行 います これらによって剛性を確保した分 パイプ本数を 削減し ボディ重量の大部分を占めるフレームの軽量化が 可能と考えました 軽量化のため カウルの部材としては軽量であるCFRPを 使用しさらに積層数の軽減をします そのことによる剛性 の低下をカウルの端部にR形状 フランジなど折り目をつ けることにより最小限に抑えます またCFDを用いて空気 抵抗の少ないカウル形状を目指します 活動内容 フレームの設計 解析 製作 カウルの設計 解析 製作 燃料タンクの設計 製作 インパクトアッテネータの設計 製作 シート設計 製作 14
7.4足回り班 安定性と軽量化の両立 軽量化 最適なジオメトリ設定 ホイールベースとトレッド幅のワイド化 立ち上がり最速 を達成するために 車両の安定性と軽 量化の両立 が重要だと考えました 加速時の安定性を向 上させることによってコーナーの立ち上がりで早くアクセ ルを踏むことができ 軽量化によってアクセル操作と同時 に素早く加速することが出来る車両を目指します 具体的には コーナー立ち上がりの際タイヤ接地面積変 化を少なくするジオメトリを設定することによって車両の 安定性を高めます そのためコーナリング時の対地キャン バー角変化を極力小さくすることを目標としました これ を達成するために トレッド幅を広げアーム長を延長する ことによってジオメトリ全体の最適化を図ります また アップライトの小型化とリアにインボードブレー キを採用することによる軽量化を目指します 活動内容 デフマウントの設計 製作 ドライブシャフトの設計 アップライト ハブの設計 製作 ジオメトリの設計 サスペンションアームの設計 製作 ダンパーの選定 ステアリング機構の設計 ブレーキの制動力計算と選定 ペダルの設計 タイヤの選定 15
8.1活動経過 予定 経過 2010年 5月 プロジェクト発足 9月 10年度日本大会視察 10月 班 担当決定 11月 コンセプト決定 建学祭車両展示 2011年 2011年5月科学チャレンジフェア参加 5月 レイアウト決定 科学チャレンジフェアにて展示 6月 設計開始 SHCCミーティングにて展示 9月 11年度日本大会視察 予定 11月 設計終了 製作開始 建学祭車両展示 SHCCミーティング参加 2012年 3月 車両アッセンブリ 4月 シェイクダウン 4月21日 静的レポート製作開始 6月 SHCCミーティング参加 7月 エコパ走行会参加 2011年11月東海大学建学祭参加 16 8月 富士 もてぎ走行会参加 9月 12年度日本大会参戦
8.2活動経過 予定 11月 12月 1月 2月 3月 4月 吸排気系 吸気 吸気パーツ納期 エ ン ジ ン 班 燃料 冷却 排気 電装パーツ シフト ブロバイ 配線 各パーツ調整 燃料調整 ピストン シリンダ加工依頼 ピストンシリンダ納期 エンジン組み付け フレーム フロント メイン フープ フレーム ボ デ ィ 班 アンダーパネル シート インパクト ファイヤーウォール シート調整 アップライト ハブ ステアリング ジオメトリ 足 回 り 班 アーム デフマウント ハブ スプロケット シ ェ イ ク ダ ウ ン 4 月 21 日 ステアリング アーム アップライト ハブ ドライブシャフト ブレーキディスク ペダル デフマウント ブレーキ 設計 製作 調整 新エンジン 部品納期 17 アライメント調整
8.3活動経過 予定 4月 21日 ~ 5月 6月 7月 8月 大井松田カートランド 学内 エンジン掛け 車 両 走 行 SHCC エコパ クイック羽生 富士スピードウェイ ツインリンクもてぎ 日 本 大 会 9 月 ガレージ茶畑 予備パーツ製作 プログラム 構造フォーム 静 的 部 門 インパクト試験 デザインレポート コストレポート 各種提出物作成 パネル プレゼン 走行練習 静的競技対策 18
9.1メンバー紹介 プロジェクトリーダー 岡田力哉 エンジン班 排気 冷却担当 ボディー班 大谷地 昂 リーダー フレーム ジオメトリ アーム サスペンション 担当 為家 慧 フレーム 担当 田中玲於奈 フレーム 担当 小谷野 翔大 マネジメント カウル 担当 溝田 真吾 カウル 担当 古内 龍之介 広報 マネジメント カウル 担当 19
9.2メンバー紹介 エンジン班 小川 祐貴 リーダー 吸気 燃料 担当 森本 啓太 電装 担当 足回り班 下田 祐太 リーダー ブレーキ ペダル ステアリング 担当 渡辺 圭介 会計 マネジメント ドライブトレイン 担当 20
10.スポンサー様一覧 (順不同) 2011年度 21
11.活動場所 活動場所 東海大学 湘南キャンパ スものつくり館 交通 小田急線(新宿より急行 約70分,小田原より約25 分)東海大学前駅下車徒 歩約25分 JR東海道線平塚駅下車東 海大学行または秦野駅 行バス(約30分)東海大 学正門前下車徒歩約5分 ものつくり館 連絡先 Tokai Formula Club プロジェクトリーダー 岡田 力哉 0bed3223@mail.tokai-u.jp Webサイト http://formula.shn.u-tokai.ac.jp/ 22