#12 製作期

今日は「製作期」について。その名の通り、車両を製作する時期のことです。設計が終わり次第製作期に入るわけなのですが、チームによって製作内容は異なります。もちろん設計が異なるのもそうですが、製作方法も異なり、自分たちで加工できるもの、スポンサー様に加工のご支援をいただかないといけないもの、などまあ様々です。が、どのチームもまずはフレームの製作から取り掛かります。最も基礎となる部分が無ければエンジンも乗らなければタイヤも付きませんから。

製作にはいくつかの作業があります。フレームだけではなく他のパーツでも同じことですが、「治具」というものが非常に重要になってきます。この「治具」は、車両を組み立てていく際にパイプをどこにどの角度で設置するのかを示すガイドの役割を果たします。治具もチームによって姿は様々でアルミフレームを用いるチームもありますが、CUFPでは鋼板を切って穴をあけて複雑に組み合わせながら設置していきます。

治具を立てる作業と同時に、実際に使用するパイプの準備も行います。まずは調達から。スポンサー様にご提供いただいたり、自分たちで必要分を購入したり。手に入れたパイプを、設計図通りに組み立てていくのですが、場所によってはパイプを滑らかに曲げたり、斜めに接合させたりする必要があります。パイプ同士は後々溶接して接合していくのですが、溶接する際にはパイプ間の隙間をできる限り小さくしておくことが重要です。パイプ同士がぴったりくっつくように合わせる作業を「すり合わせ」などと呼びますが、この際には卓上グラインダーというパイプを削る機械を用います。すり合わせは非常に地道で時間のかかる辛い作業ですが、ぴったり合うとめちゃくちゃ気持ちの良い作業でもあります。パイプのすり合わせが終わったら溶接です。簡単に言えばパイプを高温にして溶かして冷やしてくっつける、みたいな感じです。火花を飛ばしながらバチバチやる作業なのですが、このときに発生する光は直視しないようにしましょう。失明の恐れがあります。溶接用の眼鏡をするか、光を見ないように気を付けるかしてください。

CUFPでは大学が春休みに入る2月、3月の期間を使って製作を爆速で進めます。製作期にする作業はパイプの溶接だけではありません。エンジンを載せるための台座や、ドライバー用の座席、エアロパーツなどもこの時期に作業を行います。このあとの「調整期」に入ってから製作しても間に合うパーツはこの限りではありませんが、春休みほど時間を確保できる機会は大会までもうないので、できるだけこの期間に製作してしまいたいですね。

#11 設計期

今日から3日間は年間スケジュールについて説明していきます。大きく分けると3つに分けられると思います。「設計期」「製作期」「調整期」の3つです。今日はこのうち「設計期」について説明していきます。

大会は例年9月頃行われます。大会後も他チームとの交流があるなどすぐに新年度のプロジェクトがスタートすることはないでしょう。チームによっては大会前から次年度のプロジェクトがスタートしているところもあるようですが…少なくともCUFPではそういったことはありません。

大会が終わって一段落すると、新体制でのプロジェクトが始動します。前年度の反省を踏まえて、最初に行うのは新年度のプロジェクトの活動方針を決めること。これを決めないと次の大会で何を目指すのか、そこに向けて何をするのか、チームがバラバラになってしまいます。

チームの活動方針や大会目標などが決まったら、いよいよ設計に移ります。大会目標を達成するためにはどのような車両を作らなければならないのか、その車両を実際に製作するにはどのような設計にする必要があるのか、ゴールから逆算して考えます。設計する際にはスポンサー様からご支援いただいている専用のソフトウェアを使います。はじめは使い方に慣れませんが、使っていけば自然と使いこなせるようになるそうです。自分にはまだもう少し時間が必要です…

設計する際に気を付けなければならないのは、レギュレーションに適合しているか、という点です。レギュレーションとは、学生フォーミュラ日本大会で定められた統一ルールのことで、車両の安全性の確保のためなどに設けられており、このレギュレーションを満たしていないとSESで不合格になったり、当日の車検を通過することができなかったりして、動的審査を受けることができなくなってしまいます。(詳しくは3/11回)

このレギュレーションを満たしていることが絶対条件のもと、各チームはそれぞれの目標達成のために「個性」を車両に詰めていくことになります。この「個性」は加速性能に優れた車両なのか、それとも旋回性能に優れた車両なのか、といった車両の特徴のことですね。

この設計は遅くとも大会の半年前頃にはある程度完了している必要があります。SESを提出する必要があるからです。実際には、設計が完了して製作に取り掛かっても、製作過程で設計のミスが判明して修正を加えていくこともあります。もちろんレギュレーションは満たした状態で、SESと変わらないようにしながらですが。

#10 プレゼンテーション審査

今日は静的審査の残り1つ、「プレゼンテーション審査」です。これは何か、そうです、プレゼンテーション能力を評価する審査です。『審査のコンセプトに沿い、製作会社の役員に設計上の優れていることを確信させる』という状況を仮定してプレゼンが行われます。各チームがスタートアップ企業になりきり、自社で開発した学生フォーミュラ車両を相手企業に製造委託する、という設定です。

こちらも大会およそ3か月前にBusiness Plan Proposal(BPP)という事前資料を提出する必要があります。大会会場で行われる審査では、このBPPに書かれた事業概要をもとに、10分間のプレゼンテーションと、10分間の質疑応答が行われます。審査員はBPPに目を通した状態でプレゼン発表を見るので、BPPと大きく異なる内容を発表してしまうと減点となってしまいます。また、前回大会におけるプレゼン発表の事業概要をベースとして、それを改善した事業を提案するか、もしくは継続できない理由を明確にしたうえで新たな事業を提案することになります。

#9 デザイン審査

今日は静的審査のうち「デザイン審査」について説明します。事前に設計資料を提出して、大会会場で行われる審査では実車と見比べながら設計や製作の適切さを審査します。設計資料では、過去車両からの変更点について、それぞれどのような背景に基づき変更されたのか、すべてにおいて根拠となるデータを明らかにする必要があります。このほか革新性や加工性、補修性や組立性などについても、審査時に口頭で試問されます。

静的審査の中では100点満点のコスト審査、75点満点のプレゼンテーション審査を上回る150点満点の配点であるデザイン審査は、自チームの車両の特徴をアピールしながら点を伸ばすことのできる、これまた落とすことのできない審査です。もちろん、他のチームと比べてこう違うんです、と猛烈な印象を与えることができてもきちんと速い車両でなければ総合成績を伸ばすことはできませんが、設計するときにはロマンを詰め込みたくなるものですよね…

こちらも大会のおよそ3か月前には事前資料を提出する必要があります。製作期にはいかに設計通りに車両製作を行えるかもカギとなります。

#8 コスト審査

昨日までは動的審査の内容を一つずつ説明していきました。大会日程的には順番が逆になってしまうのですが、今日からは静的審査の内容について説明していきます。個人的には静的審査の内容が一番わかりにくくて、今でも完全には理解できていません。静的審査についてすべてを完璧にわかりやすくは伝えられないのですができる限りのことはします…

今日は「コスト審査」についてお話します。コスト審査はその名の通り「コスト」に関する審査です。何に対する「コスト」かというと車両製作にかかるコストのことです。速くて強い、かつ安全性の高い車両を製作するにあたって、部品の耐久性や精度を含めた信頼性を重視することは非常に重要です。しかし、信頼性だけを追い求めてしまうと、莫大な費用が掛かってきてしまいます。

学生フォーミュラでは、低コストで信頼性の高い部品を使い車両を製作することが求められており、これは広く一般において企業に対しても言えることです。部品を購入するコスト、部品を加工するコスト、また一から生産するコスト、さらに生産する際に小数生産か、大量生産か、など、考慮すべき点はたくさんあります。大会のおよそ3か月前までに必要な資料をすべてそろえて提出します。

また、実際の車両製作にかかった費用の計上だけでなく、示された部品について、コスト上の課題を見つけ、その課題を解決するための設計変更案を提出するなど、課題提案と課題解決のプロセスと対策案の的確さを審査します。

部品点数も多く、車両製作に用いられる部品すべての設計図やデータを資料としてまとめる作業が気が遠くなるほど大変らしく、実際の車両製作とコスト資料作成のバランスをいかにとるかも一つのポイントになってきます。

#7 エンデュランス・効率

投稿7日目の今日は、「エンデュランス」について説明します。エンデュランスは、オートクロスと同じコースを2人のドライバーで合計20周走行し、そのタイムを競います。1周約1kmなので、合計で約20km継続して走行することになります。これにより、車両の安定性や耐久性などの総合的な性能を評価します。配点は審査の中で最も高い275点満点です。

1週間かけて行われる大会の最後に行われる競技で、特に大会最終日に走行する「ファイナル6」と呼ばれる組は、全体で上位6チームが走行を許される、多くのチームが目指している走行枠です。昨日もお話したように、エンデュランスの走行順はオートクロスのタイムによって決まりますが、ファイナル6に入ったからとはいえエンデュランスでも上位に残れるとは限りません。約20kmの走行は夏の暑い環境ではマシンにも強い負荷がかかり、完走することすら難しいのです。車両が蓄えてしまう熱を下げるシステムが正常に作動するか、走り続けてもフレームなどが折れることなく耐えられるか。完走するためには乗り越えなければならない壁がいくつもあります。

これらの壁を乗り越えるために、各チームは大会数か月前から「試走会」に参加します。主に授業のない週末に、各地の学生フォーミュラ連盟や支援してくださる企業様主催で行われます。GW頃から本格的に試走会が始まり、回によってアクセラやスキパを集中的に走行するときや周回走行を行うときなど様々で、各チームそれぞれの試走会で課題を見つけては拠点に返り改善を行う、といった作業を繰り返して大会に向けて調整を行います。特に大会直前期には周回走行を行う試走会が多く、大会当日と同様の暑いコンディションの中で車両の冷却性能などを検証することは非常に重要です。

ちなみにエンデュランス中に天候が悪化してしまうこともあります。2025年大会がまさにそうで、今大会ではエンデュランス中に2度もゲリラ豪雨に見舞われました。CUFPもその被害を受けたチームの一つです。エンデュランスでは2人のドライバーがそれぞれ10周ずつ走行します。前半ドライバーが走行を終え、後半ドライバーが走行を始めたところで雨が降り始め、次第に強くなっていきました。そのときタイヤは、乾いた路面に最適なスリックタイヤを装着していました。タイヤに溝がなく雨に濡れた路面の走破性は最悪なので、途中で溝のあるレインタイヤに交換する作業に追われました。無事完走することはできましたが、豪雨のため視界も悪く、レインタイヤを履いていても路面は滑りやすくスピードを出せないためタイムを縮めることはできませんでした。雨だからと言ってタイムに関して救済措置があるわけではないので、これはもう完全に運次第ですね。

エンデュランス後には「効率」という本当に最後の審査があります。これはエンデュランス走行を終えたマシンの、ICVなら燃料消費量、EVなら電力消費量を評価するものです。この審査を終えて大会での動的審査はすべてが終了となります。

#6 オートクロス

今日は「オートクロス」について説明します。オートクロスは直線・ターン・スラローム・シケインなどの約800mの複合コースを1周走行し、そのタイムを競います。スラロームとは、9m間隔に置かれたコーンの間を、右左右左と縫うように進むコースのことです。また、シケインとは、長い直線の後に設けられる車両を減速させるための鋭角コーナーのことです。125点満点の競技です。

こちらも幅5mのコースで、両側にはコーンが設置されています。コーンを倒すとペナルティーが課せられるほか、コースアウトしてしまった場合も、コースアウトした地点より手前からコースに復帰しないとさらに大きなペナルティーを受けることになってしまいます。ドライバーはとくにルールをよく理解しておかないと全体成績を下げてしまう恐れもあるので要注意ですね。

このオートクロスのタイムで、翌日以降に行われるエンデュランスの走行順が決まるため、各チーム絶対に落とすことのできない種目の一つでもあります。エンデュランスは2日かけて行われるのですが、2日目に「ファイナル6」と呼ばれるオートクロスのタイム上位6チームが走行する組が存在します。このファイナル6の走行が動的審査最終走行となり、一番の盛り上がりをみせるため、各チーム「ファイナル6」を目指してオートクロスでの好成績を狙っています。CUFPはICV、EV合わせて総合7位でしたが、上位の走行チームの組み合わせの結果ファイナル6での走行を果たすことができました。

CUFPはICVクラスのオートクロスで4位だったのですが、0.225秒差でファイナル6に入れなかった5位チームが迫ってきており、コンマ何秒の差でファイナル6が決まる、これもまた厳しい戦いが繰り広げられます。多くのチームがこのファイナル6を目指してオートクロスを走行するのでどのチームがファイナル6入りを果たすのか注目です!

#5 スキッドパッド

さて、今日は「スキッドパッド(以下:スキパ)」について説明します。スキパは8の字状のコースをぐるぐる回ってその速さを競う競技です。アクセラでは車両の加速性能を審査していたのに対し、スキパでは車両の旋回性能を審査します。直径15.25mの円を右2周、左2周走行し、左右それぞれ速いほうのタイムの平均がその走行の記録となり、順位が争われます。コースは幅5mで、両側には等間隔でコーンが置いてあります。このコーンを倒してしまうとペナルティーとしてタイムが加算されてしまいます。たしか1コーンにつき+0.125秒だったような…うろ覚えです。この種目は75点満点です。

こちらはおおむね「5秒の壁」が存在します。円を1周するのにかかる時間が5秒を越えられればほぼ確実にこの種目表彰台です。ただしこれは2025年大会の結果を踏まえた分析ですので、今後4秒台の記録が当たり前になってしまえば意味のないことです。2025年大会で、ICVクラスでは海外大学チームが2チームと同志社大学、岐阜大学が、EVクラスでは唯一海外大学チームが4秒台を記録しました。海外大学強いんです。いや、スキパに限った話ではないですけど。

CUFPには「スキパ職人」と呼ばれた伝説のドライバーがいたんですけど、2025年大会で引退してしまったので後継ドライバーを募集してます…!!

#4 アクセラレーション

今日は「アクセラレーション(以下:アクセラ)」という競技について説明していきます。アクセラは、車両が静止した状態から加速して75m先のゴールまでを何秒で走れるか、車両の加速性能を競う競技です。この種目の満点は100点です。前から話しているように、CUFPは現在ICVクラスの日本記録を持っています。何度も「ICVクラスの」と言っているのには訳があり、2025年大会からはICVクラスとEVクラスに分かれたのですが、加速性能においてはICVよりもEVの方が優れており、EVクラスの車両はCUFPよりもはるかに速く加速していきます。

これまでICVの車両にとって、このアクセラの一つの壁として「4秒」というものがありました。いくつものチームが4秒台前半、または4.0xxという非常に4秒に近いタイムを叩き出してきましたが、それでもなかなか4秒の壁を超えるチームは現れなかったのです。

ところが、ときは2019年大会。伝説が生まれます。この大会でCUFPはICV車両として初めて4秒切りを達成し、3.995秒という日本新記録を樹立しました。たった0.005秒ですが、ガクエフの歴史においては大きな0.005秒でした。2020年大会は新型コロナウイルスの感染拡大で現地での開催は見送られ、その後の車両製作においても十分な人員と時間を確保することが難しい時間が続きました。その後再開された現地での開催でも、CUFPのほかに4秒の壁を超えられたたチームはありませんでした。

そして昨年の2025年大会。「直線番長」と呼ばれるCUFPが新たに歴史に名を刻みます。自身が2019年に樹立したアクセラ3.995秒の日本記録を塗り替えたのです。記録は3.967秒。0.028秒の更新でした。ほかに4秒切りを達成したチームはなく、CUFPはアクセラで堂々の1位を獲得しました。

ちなみにEVはICVよりもずっと速い、と話しましたが、どれくらい速いのかというと、2025年大会EVクラスのアクセラで1位を獲った名古屋大学は3.706秒を記録しています。CUFPよりもさらに0.261秒も速い…

間近でアクセラを観戦すると、駆動音の高まりを感じながらその速さを体感することができます。また、各チーム車両に搭載しているエンジンやモーターが異なるため、加速時の音の違いにも注目です!

ちなみにどこをどのように調整すると速くなるのか、私にはよくわからないので、興味のある方はチームの詳しい先輩から話を聞いてみてください(;一_一)

競技のことよりチームの話をしすぎました…

#3 車検

今日からは大会会場で行われる各審査について詳しく説明していきます。

大会会場では動的審査、静的審査の両方が行われますが、このうち動的審査で車両を走行させるためには大会の最初に行われる「車検」に合格しないといけません。皆さんが普段乗っている自動車にも車検ありますよね?車検に合格できないと道路を走ることができないように、学生フォーミュラでも車検に合格しないと動的審査のスタートラインに立つことができません。

学生フォーミュラでは、車両の製作において厳しくルールが定められています。これは安全性を確保するためのもので、万一車両が壁に衝突したり、横転したりした時にドライバーを守ることができるよう安全面に関しては厳格に定められています。車検ではこの走行における安全性をチェックしています。

車検を受けるにあたっては、前もって「SES」を提出しておかなければなりません。「SES」とは「Structural Equivalency Spreadsheet」の略で、ルールに定められている基準構造と同じかそれ以上の強さや安全性を、車両が兼ね備えているかを証明するための資料です。大会の半年前に提出する必要があるため、それまでには車両の設計を終わらせておかなければなりませんね。車両の設計については3/19に詳しく説明します。この他、EVチームは「ESF」と呼ばれる資料を提出することが求められます。CUFPはICVなので、ESFが何なのか、正直私にはわかりません。これから勉強します…

それでは、車検ではどんな検査をするのか、軽く説明します。

まずは「機械車検」。ルールに定められた車両の設計要件や安全性に問題が無いかを一通りチェックします。もし問題が生じても、調整を行い再度車検を受けることができます。

次に「脱出」。万一事故が発生したときにドライバーが車両から素早く脱出できるかをチェックします。これは5秒以内に、シートベルトを装着した状態から地面に両足を着けるまでを行う必要があります。

次に「フラッグ」。動的審査時には緑や赤、青などのフラッグが振られることがあり、ドライバーはこのフラッグを瞬時に理解し適切な行動をとらなければなりません。これも安全のために必要な項目で、フラッグを見逃すとペナルティーが課せられます。

次は「チルト試験」。燃料が漏れてしまうと火災につながるため、車両を横に45度傾け、液体の漏れがないかを確認します。また、さらに60度まで傾け、ドライバーが乗車している状態で横転しないかもチェックします。

次は「騒音試験」。指定されたエンジン回転数や位置において、排気音が110dB以下であることを確認します。100dBが「電車通過するときのガード下」の音とされ、声を張らないと会話ができないうるささです。

次はEVクラスに参戦する車両のみが受ける項目、「電気車検」。車両を動かすために高電圧を扱うため、電気的に安全であるかをチェックします。この項目に合格しないと「機械車検」に進むことができません。

次もEV車両のみが受ける項目、「レインテスト」。動的審査の途中に雨が降ることもしばしば。車両に2分間水をかけ続け、さらに2分間車両を置いておき、漏電が起きていないかを確認します。

最後に「ブレーキ試験」。勢いのついた走行状態でブレーキを踏み込み、4輪すべてがロックするかを確認します。最近の自動車には「ABS」と呼ばれる安全装置が搭載されており、急ブレーキをかけてもタイヤはロックせず、スリップしないようになっていますが、ガクエフ車両は完全にタイヤがロックする必要があります。

さて、これらの試験をすべてクリアして、ようやく動的審査に出場できるようになります。道のりは長いです…いかにこれらの試験をスムーズにクリアできるかが、その後の大会スケジュールに大きく影響してきます。車検の通過状況も公式サイトで随時公開されますのでこちらもご覧ください。