Dcara大学生カーライフマガジン

【チーム紹介】

私たちは大会が終わってから次の大会までの一年間を、設計期、製作期、そして試験走行期といった大きな流れで活動しています。そこで、私たちの活動をご紹介したいと思います。

＜車両設計＞

私達は先輩方のこれまで培ってこられた技術や経験を基に車両の設計を自ら行っております。設計において、前年度の車両のデータを用いて、より良い車両にするべく、コンセプトや具体的なタイム目標を決定し、設計に落とし込むことが重要になります。また、コンセプトを実現するためには、パワートレインやシャシーにおける目標を決定し、パーツの担当者、一人一人に共有し、設計を行う必要があります。CADによって3Dモデルを作成することが、設計であると思われがちですが、実際は、どんな車両を作りたいかを考え、その車両を実現するためには、どのような「形」にし、どのような「材料」を用いるかを考えることが設計の根幹となります。

＜パワトレ＞

エンジン、吸気パーツ、排気パーツ、駆動系パーツ、電装パーツによって構成されております。パワートレインの主な目標な出力の向上と軽量化になります。車両のコンセプト、目標タイムを基に、目標となる性能を定め、スポンサー様から供給いただいたエンジンを中心に、パーツの設計を行っております。パワートレインの設計では、パワートレイン構成するパーツとエンジンは密接な関係があるため、エンジンについての知識が不可欠になります。従って、エンジンや担当パーツの勉強に励みつつ、設計に励んでおります。吸気パーツや排気パーツであれば、吸気管、排気管の長さ、太さによって、エンジンの性能を大きく左右します。従って、パーツ担当者同士のコミュニケーションも設計する上で、欠かすことはできません。

＜シャシー＞

主にフレーム、サスペンション、ブレーキ関係、ホイールのパーツによって構成されております。シャシーの設計における大きな目標は、軽量化と高剛性であり、トレードオフの関係性を持つ、この二つの要素を両立させるべく、設計を行っております。シャシーに含まれるパーツでは、応力や変位を解析するなど、様々な解析ツールを用いて、3Dモデルを作成しております。また、パワートレインと同様に、シャシーでは、力学の知識を含めた多くの知識を必要とします。そのため、上回生やOBの方々から支援やアドバイスをいだだき、設計に励んでおります。

＜エアロ＞

フロントウィングやリアウィングなど空力パーツの設計を行っております。
エアロ主にCFDと呼ばれる流体解析ツールを使用することで、設計を行っており、車両を接地させる力であるダウンフォースを獲得し、タイヤのグリップ力を引き出すことが、大きな目的となります。ダウンフォースは抵抗でもあるため、抵抗が大きくなりすぎないようにすることや、バランス良く車両全体にダウンフォースを発生させることが需要となります。他パーツに比べ、設計の自由度が大きいことが特徴で、他パーツとの干渉の確認も必要不可欠です。何かしらの目的をもって3Dモデルを作り、その効果を検証するために解析ツールを用いることが、主な設計の流れとなります。

Grandelfinoでは，2月の秋学期終了から始まる期間を製作期と位置づけ，それまで設計を行ってきた当年度車両の製作を行っています。製作には溶接、切削、積層などの様々な加工を用い、一回生を中心にメンバーはそれぞれがいずれかの加工を担当し，設計者から加工の依頼を受ける形で責任をもって作業を進めます。
製作では溶接，旋盤，フライス盤などの設備・工作機械を学内の工場（ものづくり教育研究支援センター）にお借りしています．一年生は製作期が始まるまでに自分が担当する加工について勉強・製作練習を行って、安全に十分気を付けて車両の完成を目指します。

＜溶接＞

電気によって金属同士を溶かし接着する加工です。チームではMAG溶接・TIG溶接といわれる二種類のガス溶接を扱います．
　MAG溶接は主に車両の骨格となるフレームを製作するのに用います。溶接によってフレームが歪まないよう、製作時にはフレームに用いる一つ一つのパイプを治具によってしっかりと固定し精度に細心の注意を払いながら製作を行っています。
　TIG溶接は鉄鋼材料のほかにアルミニウムやステンレスといった材料を溶接することができ、燃料タンクやオイルタンク、排気系パーツといった様々な金属パーツをTIG溶接によって製作しています。
　
溶接は高電流・高温・強い光といった危険を伴う作業であり、担当するメンバーは設備の使い方を上回生から教わり必要な装備を身に着け、安全に注意を払いながら作業を行っていいます。

Grandelfinoでは材料を旋盤やフライス盤などの工作機械を用いて様々な部品を切削加工によって自作しています。
　旋盤は材料を高速で回転させドリルや刃を押し当てて形を削りだす機械で、フライス盤は固定した材料にドリルやミルなどの回転する工具を動かして形を削りだす機械です。
　切削はとても正確な加工が求められ、加工の際は部品の寸法図面と工作物の仕上がりを確認しながら丁寧な加工をおこなっています。高速で回転するものを扱うのでこの作業も様々な危険が伴います。それぞれの機械を正しく扱い、ときには上回生や工場職員の方々に相談をしながら、安全で正確な加工を目指して製作を行っています。
　また、旋盤・フライス盤以外にもチームではボール盤やハンドグラインダー、シャーリングマシンなどで金属材料を切断したり、削り取ったり、研磨したりしています。これらは担当によらず多くのメンバーが扱う加工・機械ですが、やはり危険を伴うので常に細心の注意を払いながら作業を行っています。

エアロとよばれる空力を生み出す車両の外装パーツには，CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)という軽量であり力にも強い複合材料を用いて製作しています。CFRPは炭素繊維によって強化された樹脂材料で、それを別途製作した型にあわせて積層し温度や圧力によって硬化させることで、空力を生み出す曲線の形状を成型することができます。溶接や切削といった金属材料の加工とは全く異なる特徴的な作業であり、複合材料への深い理解もひつようになります。

ほかにも学生の技術では製作するのが難しいようなパーツについてはスポンサー企業様に製作をしていただくこともあります。

＜走行会＞

最後に走行会について紹介します。
走行会はマシンを設計・製作し終えた4月から大会までの9月に、主に行います。
マシンを実際に走らせ、大会に向けての様々なテストや、ドライバーの練習を目的として行います。総走行距離はそのチームの強さといえるほど、実走行の数は動的審査の結果につながります。そのため、走行会は非常に重要なイベントであり、走行の準備や場所の確保、スケジュール管理なども慎重に行います。

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