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学生フォーミュラ2019メカニクス


今年も学生達の手による様々な技術、嗜好を凝らしたマシンが集結した 学生フォーミュラ日本大会2019-ものづくり・デザインコンペティション-
前回記事ではイベントレポートをお届けしたが、今回はいくつかマシンをピックアップし、その細部や興味深いポイントなどを見ていきたいと思う。

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愛知工業大学
エンジンは単気筒を採用。

主なポイントとして、タイヤの銘柄変更とエンジンマネジメントへのフルコン導入があげられる。
タイヤは昨年まではFIA-F4カテゴリ専用をそのまま使っていたが、学生フォーミュラ専用タイヤを開発、販売しており採用率No.1のHoosierへ変更してみるとグリップが高く好印象を持ったため採用に踏み切ったという。
もちろんタイヤを変更した事で足回りなど大幅に見直されている。

フルコンはより細やかな燃焼コントロールセッティングを行うために導入したが、こちらはイタリアGET社の製品を選択。
その日本総代理店であるアズテックのサポートを受けながら、連日連夜セッティング調整に明け暮れた。

初めて尽くしな要素が多くベースセッティングを出すのに苦戦を強いられたが、なんとか形になり本線へ。
見事大会完走と去年順位を上回る結果を残した。
そして貴重なデータがたくさん取れたようで、しっかり分析して来年に生かしていきたいと力強く語ってくれた。

余談だが、今回お話を伺ったのはチーム公式SNSも担当されてる方だったが、SNSのツイートを見ても、多くの大学やサポート企業との繋がり、感謝をとても大切にされている印象を持った。
どの取材、情報配信でもサポート企業の話を必ず述べており、大会の合間には他の大学と談笑したり撮影会へ誘うといったコミュニケーションにも積極的で、傍から見てて笑顔で楽しそうに走りまわっていた。
企業広報としても逸材なんじゃないかと思ったのだが、いかがだろうか?

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工学院大学
エンジンは4気筒を採用。

主なポイントは、タイヤを昨年までの13インチから10インチへサイズダウンした点。
それに合わせて、ブレーキローターやキャリパーも小型化されている。
これらは軽量化、特にバネ下重量の軽減に寄与してくる。
バネ下重量の軽減は加速、燃費、乗り心地、路面追従性などの向上に効果があるため、他校でも積極的に取り組んでいる課題でもある。

その他、車両重量全体が、4気筒勢では220kgと軽量に仕上げている点も特筆すべきポイント。
さらに10インチタイヤ化に合わせ、走行セッションではほぼ3速でゴールできるようギア比を設定。
エンジンもトルクに厚みを持たせ、ドライバーが運転しやすいマシンとなるようセッティングされている。

一見、タイヤとブレーキの小径化によるグリップとブレーキパフォーマンスの低下が気になったが、グリップは空力で発生させるダウンフォースで十分確保されており、ブレーキは不安要素はあったものの、走行セッション中に何回かクーリングラップを設けることで、安定した効きを持続させるようにしたという。
ブレーキペダルの剛性感が足りないなど課題も出たようだが、奮闘のかいあり、今年は無事完走で全セッションを終える事ができた。

完走で得られた貴重なデータを元に、来年どのように進化させてくるかが非常に楽しみだ。

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久留米工業大学
エンジンは単気筒を採用。

単気筒エンジンの軽さを生かすべく、車両もさらなる軽量化や低重心化を推し進めたという本マシン。
興味深かったのが、前後のウイングとそれらに装着されてる複雑なパーツ類。
なんと可変ウイングで、走行中にウイング角度を調整できるようになっている。
その制御にはサーボモーター(ウイング付近にある黒いパーツ)が使われており、その気になれば無段階での角度調整も可能という。
さらに左右同時だけでなく、片方だけを上げてコーナリング中のダウンフォースバランスを最適化したり、左右を垂直に近い状態にしてエアブレーキとして使うことも出来るそうだ。

まるで古参のF1オタクが驚喜しそうなメカニズム。
開発も難航したかと思ったが、意外にも比較的順調に進んだという。
ただ、レギュレーションでウイングを立てる作動が出来なかったこと、サーボモーターの異常過熱で動きが鈍かったりといったトラブルが重なり、本番では満足いく使い方が出来なかった。
効果があるのは確認できていただけに、開発担当者も悔しそうに話してくれた。

一見、このような複雑なデバイスはセッティングを複雑にし、重量過多、トラブルを多発させる要因にもなりえる。
でもここは学生フォーミュラ
学生達の自由な発想、意見を形にして披露する場でもある。
こうした難しいチャレンジとそこから得た経験は、今までにない広い視野や物の考え方、技術を得る事に繋がっていくはず。

せっかくの可変ウイング。
ぜひ熟成してほしいところだ。

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岐阜大学
エンジンは4気筒を採用。

昨年からの正常進化を目指して開発が進められたが、そこに新たなチャレンジとして電動パドルシフトを導入してきた。
全て学生達が一から設計、開発してきたもので、ステアリング裏に備わっている板上のスイッチを押してシフトチェンジさせる。

写真の赤丸部分がチェンジスイッチとなっており、そのアクションから得られた信号でシフトフォークに繋がるサーボモーターを動かす仕組み。
使うギアに合わせてエンジン回転との適切な同期が必要となってくるが、これはエンジンの点火カットで回転数をコントロールする。
これにより、シフトチェンジに要する時間は、従来のマニュアル仕様より約0.5秒短縮。
ステアリングにはシフトインジケーターも追加し、大きく視線移動しなくてもどのギアかわかるよう工夫されている。
ドライバーからもステアリング操作に集中できると好評価だったという。

汚い作りで。。。と、お話を聞いた開発担当者は謙虚にされていたが、パドルシフトといった複雑で難しい技術を学生達で作りあげた事は賞賛に値する。
シフトチェンジのタイミング、エンジン回転との同期は各機構、各パートがどうあるべきかを頭に叩き込んでおく必要があるし、へたするとエンジンやミッションを壊しかねない(それより先にクラッチが逝くだろうが)。

来年以降、ぜひ磨きをかけてもらいたいところだ。

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崇城大学
エンジンは4気筒を採用。

こちらは燃料タンクの最適化、吸気損失の低減とアクセル応答性の向上、ハブの剛性向上といった感じで、昨年までの問題点、課題を一つずつ潰していきながら、ステップバイステップで進化させていこうという狙いが見てとれる。

学生フォーミュラ最終日に行われるエンデュランスをターゲットとしたのか、アクセルとブレーキのペダル類に前後調整機能を備えてきた。
それだけでなく、ペダルのリターンスプリングにレート調整機能まで備えており、ドライバーの好みに合わせた踏力に調整できるようになっている。
エンデュランスでは二人のドライバーが交代で乗り込んで競うわけだが、どれだけ性能が良くともドライバーが運転しにくければ安定したラップを刻むのは難しい。
それはペダルタッチ一つ取ってもそうで、ちょっとでも違和感があると、気になって集中できないドライバーもいるほど。
そういった心理面も見越してきたのだろう。
ドライバーからも好評のようで、取り付けミスやガタつきなども認められなかったという。

残念ながら、そのエンデュランスではメカニカルトラブルで10周リタイア。
ぶっつけ本番となったコース攻略も苦戦を強いられたようだが、今度は雪辱を果たすべく、早くも来年に向けて始動しているようだ。

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昨年総合優勝を飾った大阪大学
エンジンは4気筒を採用。

連覇のかかった本大会だからと気負わず、今年もチャレンジャーとして攻めたマシン作りをしてきた。
企業サポートや近年流行のクラウドファウンディングで支援者を募りながら積極的に開発を推し進めており、昨年から導入したエアシフター(主にドラッグレースで使われるシフトチェンジ機構で、アクセル全開でクラッチを切ることなく、ボタン一つでシフトチェンジが可能)の熟成と、今回からCFRP製のサスペンションアーム、マグネシウムホイール、電子制御スロットルまで導入してきている。
全ては軽量化と4気筒エンジンのパワーを無駄なく使えるよう考えぬかれたもので、エンデュランス中盤まで快調に走行を重ねていたが、走行中、想定外の衝撃が加わったようでサスペンションアームが破損。
リタイヤとなってしまった。

残念な結果でメンバーも意気消沈していたが、守りに入らずさらに上を目指した姿勢は誇るべき。
こうした経験こそ今後の強い糧となってくる。
今回のトラブル、課題を全てクリア出来たときこそ、今まで以上に強い大阪大学が帰ってくるはず。
来年も要警戒すべきだろう。


以上、個別取材をした学校で気になったポイントをまとめてみた。
尚、EVは編者の理解が浅いのと、タイミング悪く取材できなかった学校については、今回はあえて外させてもらった。
ただ、前回記事にも書いたがEVの進化は驚くべき速さで進んでおり、ガソリンエンジン車に肉薄するまでになっている。
来年以降の学生フォーミュラでは、その傾向がさらに強くなってくるかもしれない。

【取材 –文 – 写真】
編者(REVOLT-IS

【取材協力 – 問い合わせ先】
学生フォーミュラ事務局

編者

REVOLT-IS立ち上げの発起人。サーキット走行会や草レースなど経験が豊富で、スポーツ系チューニングやセッティングに強い関心がある。 サーキットやストリート、ドリフトなどの走りのイベントへ積極的に顔を出しながら、カメラを構えつつ様々な考察をする毎日。