平成 27 年度 埼玉工業大学 がんばる！学生プロジェクト 活動報告書
SAIKO
学生フォーミュラプロジェクト
著者 学籍番号 1501076 氏名 藤浪 和映 メンバー 1501076 藤浪 和映 1301053 千把 朋也 1301013 今井 和希 1401014 大山 夏樹 1501068 中山 裕紀 1501022 金澤 拓哉目次
1. プロジェクトの目的 1
2. プロジェクトの概要 2
3. 月別活動内容報告 3
4. 活動報告および結果 4
4-1. 車両完成までの流れ 4
4-1-1. 車両設計 4
4-1-2. 車両製作 5
4-1-2-1. 車両構成部品の製作 5
4-1-2-2. 車両の組み立て 6
4-1-2-3. パワートレイン系組み立て 7
4-1-2-4. シャシー系組み立て 8
4-1-2-5. 電装部品の組み立て 9
4-1-2-6. 保安部品の組み立て 10
4-1-2-7. 外装部品の製作および組み付け 12
4-1-2-8. 車両完成 13
4-2. 車両評価 14
4-2-1. 概要 14
4-2-2. 結果 14
4-3.
車両展示
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4-3-1. 活動内容 15
4-3-2. 結果 15
4-4. 渉外活動 16
5. 活動成果
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6. 収支報告
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6-1. 予算使用予定案 18
6-2. 月別予算使用明細 19
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1. プロジェクトの目的
資源に乏しい日本では、エネルギーや工業原料などの資源を海外から輸入し、それを もとに品質の良い工業製品を開発・生産し海外に輸出することで、多くの収益を上げ、 経済成長を遂げてきた。その経済成長を支えたものの一つが日本の技術力であることは 間違いない。また、今後の日本を支えていくのも技術力に他ならない。したがって日本 にとって技術力というものは国の存続に必要なものである。大学生は多くのことを経験 し吸収することができる時期である。我々が企画するプロジェクトである“SAIKO 学 生フォーミュラプロジェクト”は学生自らが授業で学んだ機械工学の理論や法則を活か し、実際の車両製作を通して実践的なものづくりを学び、次世代の産業界を支える技術 者を育成することを目的として 2007 年に設立された。このプロジェクトに参加した卒 業生が、これらの経験を活用し日本の技術力の発展に貢献できれば幸甚である。2
2. プロジェクトの概要
SAIKO 学生フォーミュラプロジェクトでは 1 年間の活動の中で、小型のフォーミュ ラカーの設計・製作を行う。この活動を通して日々機械設計・加工の技術を磨く。また、 製作した車両の評価の場として毎年 9 月に開催されている全日本学生フォーミュラ大 会に参戦する（以下「大会」という）。大会で結果を残すためには単に技術を磨くだけ でなく作業のスケジュール管理や他大学との情報交換などの渉外活動も重要であり、こ れらの活動を通して目標・目的の明確化、人員配置、作業割り当て等のチームの意思統 一を図るために必要なマネージメントについても学ぶ。 本プロジェクトの大まかな流れを図 1 に示す。本プロジェクトは大会を終えた 10 月 から開始し、12 月まで車両の設計を行う。翌年 1 月より車両製作を開始し、5 月上旬の 完成を目指す。そして、車両完成から大会までの間に車両の調整を行う。例年、自動車 技術会・関東学生フォーミュラ連盟主催の合同試走会が大会までに数回行われている。 5 月上旬に行われる合同試走会では大会で完走に支障をきたすような問題点を抽出し、 解決する。そして 7 月・8 月に行われる合同試走会ではより上位を目指すために細かな 調整を行い、9 月に開催される大会に臨む。今年度の活動目標は車両評価の場である大 会での動的審査項目“エンデュランス”の完走である。図 1. 年間スケジュール（暫定）
10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 車両設計 車両製作 9月初 旬 大会 合同試走会 合同試走会 車両調整3
3. 月別活動内容報告
表 1 に月別活動内容報告を示す。期間については平成 27 年度活動開始月より 27 年 10 月までとする。表 1. 月別活動内容報告
月 日 活動内容 活動場所 10 車両設計 634 教室 11 12 1 車両製作 12 号館 2 3 4 5 16 F-SAE チャレンジ講座 慶応大学 矢上キャンパス 17 6 車両製作 12 号館 13 サス/アライメント講座 ツインリンクもてぎ 14 7 車両製作 12 号館 8 3 三支部合同試走会 小笠山運動公園 4 20 合同試走会 ツインリンクもてぎ 21 29 試走 学内駐車場 9 1 大会 小笠山運動公園 2 3 4 5 新チーム体制への移行 634 教室 10 10 学園祭 26 号館前 11 車両製作 12 号館4
4. 活動報告および結果
4-1. 車両完成までの流れ
4-1-1. 車両設計
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4-1-2. 車両製作
4-1-2-1. 車両構成部品の製作
本プロジェクトの車両は表 2 に示すように全部品 173 個で構成されている、その うち 91 個を自作する。表 2. 車両構成部品
これらの部品を旋盤およびフライス盤等を用いて加工する。部品の加工や溶接をす る際には 3D-CAD、2D-CAD で製図した図面をもとに行った。 No 系統 パーツ名 個数 No 系統 パーツ名 個数 1 タイヤ 4 30 燃料ホース 3 2 ホイール 4 31 燃料ポンプ 1 3 ハブ 4 32 燃料タンク 1 4 アップライト 4 33 エンジン 1 5 ブレーキキャリパー 4 34 エキゾーストパイプ 3 6 ブレーキデスク 4 35 サイレンサー 1 7 アーム 8 36 リストリクター 1 8 プッシュロッド 4 37 デリバリーレール 1 9 サイドロッド 2 38 スロットルチャンバー 1 10 ダンパー 4 39 サージタンク 1 11 ベルクランク 4 40 デフ 1 12 フレームパイプ 61 41 スプロケット 1 13 ブレーキペダル 1 42 チェーン 1 14 ブレーホース 1 43 デフマウント 2 15 マスターシリンダー 2 44 ドライブシャフト 2 16 アクセルペダル 1 45 ラジエータ 1 17 アクセルワイヤー 1 46 ラジエーターファン 1 18 クラッチペダル 1 47 ラジエーターホース 1 19 クラッチワイヤー 1 48 シート 1 20 シフトレバー 1 49 シートベルト 1 21 シフトワイヤー 2 50 ヘッドレスト 1 22 ステアリング 1 51 インパクトアッテネーター 1 23 ステアリングジョイント 1 52 ファイヤーウォール 3 24 ステアリングコラム 1 53 メーター 1 25 ステアリングコラムマウント 1 54 バッテリー 2 26 タイロッド 2 55 ブレーキランプ 1 27 サイドパネル 2 56 ECU 1 28 カウル 3 57 ハーネス 1 29 アンダーパネル 3 58 イグニッションコイル 4 パ ワー ト レ イ ン 系 外 装 部 品 保 安 部 品 電 装 部 品 シャ シー 系6
4-1-2-2. 車両の組み立て
4-1-2-1 節で述べたパーツを使用し次の手順で組立を行った。 1 パワートレイン系の組み立て （4-1-2-3 節参照） 2 シャシー系の組み立て （4-1-2-4 節参照） 3 電装部品 （4-1-2-5 節参照） 4 保安部品 （4-1-2-6 節参照） 5 外装部品 （4-1-2-7 節参照） 6 車両の完成 （4-1-2-8 節参照） 図 2 に車両の完成後の完成予想図（フレームのみ）を示す。この図は AUTOCAD を使用し各設計図面を基に 3D で作成した。図 2. 車両完成予想図（フレームのみ）
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4-1-2-3. パワートレイン系組み立て
4-1-2-1 節の表 2 のパワートレインで示したパーツを使用しパワートレイン系の 組み付けを行った。 デファレンシャルなどのパワートレイン系の部品の位置決めは重要であり、その 基準をエンジンマウントの位置から設定するため、エンジンを初めに取り付ける。 その後エンジンマウント位置を基準に図 3 に示すようにデファレンシャルギアお よびその周辺のパーツを取り付け、その後、排気系のパーツ、冷却系のパーツ、吸 気系のパーツを実際に微調整しながら組み付けた。（図 2. b) 参照） a) デファレンシャルギアの取り付け b) エンジンの組み付け図 3. パワートレイン系組み立て風景
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4-1-2-4. シャシー系組み立て
4-1-2-1 節の表 2 のシャシーで示したパーツを使用しシャシー系のパーツの組み 付けを行った。 フロント側は初めのステアリングの角度が中心に来るようにステアリングコラ ムを組み付け、リア側は 4-1-2-3 で組み付けたドライブシャフトを組み付けてから アーム、ダンパー、アップライト、タイヤの順番で組みつけていく。 a)シャシー系組み立て風景図 4. シャシー組み立て風景
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4-1-2-5. 電装部品の組み立て
エンジンコントロールユニット （ECU）として MoTeC M4 を用いた。 断線、接続部の脱落等の問題が発生しないように、細心の注意を払いはんだ付け・ 圧着端子の取り付けも行った。図 5. 電装部品組み立て風景
図 6. ECU
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4-1-2-6. 保安部品の組み立て
車両走行時にドライバーの安全を確保することは走ることよりも重要である。そ の安全を確保する為に、車両には 5 個の保安部品の取り付けが義務付けられている。 そのうちの一つが図 7 のインパクトアッテネーターである。表 3 にスペックを示す。 学生フォーミュラでは衝撃軽減設置が義務付けられていて、総重量 300kg の車 両が速度 7.0m/s 正面衝突したときを想定しエネルギーを吸収し安全を確保できる ようになっている。 図 8 に使用したシートベルトの写真、表 4 にそのスペックを示す。 シートベルトはドライバーの身体を座席に拘束することで、座席の外へ投げ出さ れ負傷することを防ぐためのベルト状の安全装置であり、乗用車には設置が義務図 けられており この車両にも設置が義務図けられている。特にレーシングカーにお いては車両の姿勢が激しく変わるのでより強固な固定が必要である。 図 9 にシートの写真、表 5 にそのスペックを示す。 シートはドライバーが座る大切な部品でありきちんと姿勢が保て、なおかつスト レスがかからず運転に集中できるように作成した。 図 10 にヘッドレストの写真、表 6 にそのスペックを示す。 ヘッドレストとはシートに座ったドライバーが頭を支える部分であり頭から受 ける荷重にしっかりと耐えられるような設計にしなければならない。またドライバ ーは人によって頭の位置も変わる為、各ドライバーに合わせて作成した。 表 3. インパクトアッテネーター スペック図 7. インパクトアッテネーター
材料 アルミ二ウム エネルギー吸収量 7525 〔J〕 前後長さ 200 〔mm〕 幅 200 〔mm〕 高さ 100 〔mm〕11
表 4. シートベルト スペック
メーカー タカタ 形式 6 点式 ベルト幅 74〔mm〕図 8. シートベルト
表 5. シート スペック
図 9. シート
表 6. ヘッドレスト スペック
図 10. ヘッドレスト
材料 アルミ二ウム ウレタン 耐荷重 890 〔N〕 厚さ 38〔mm〕 面積 152.4〔mm〕×152.4〔mm〕 移動距離 177.8 〔mm〕12
4-1-2-7. 外装部品の製作および組み付け
カウルは今まで板形状のウレタンを重ねてから削って形を作ってきたが 今年度は 初めに木板で上から見た物と横から見た物を製作しその周りにウレタンを詰めていき マスターを製作した。 a) 前方から b) 後方から図 11. カウルマスター
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4-1-2-8. 車両完成
4-1-2-3 から 4-1-2-7 節に述べた作業をすべて終え車両を完成させた。
図 12. 車両完成後の写真
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4-2. 車両評価
全日本学生フォーミュラ大会に参加することで車両の評価をする。4-2-1. 概要
全日本学生フォーミュラ大会とは学生にものづくりの機会を与えるという目的で 米国のフォーミュラ SAE 大会に倣い 2003 年に発足された競技大会である。2015 年大 会では国内外合わせて 80 以上のチームがエントリーしており、世界中の大学や自動 車大学校の学生チームが自作の車両で様々な競技で順位を競う。大会での競技・審査 は、大きく分けて静的審査と動的審査の 2 つに分けられており静的審査では車検、コ スト審査、プレゼンテーション審査、デザイン審査が行われ、動的審査では実際に車 両を走らせ、アクセラレーション、スキットパッド、オートクロス、エンデュランス という 4 つの競技が行われる。4-2-2. 結果
エンデュランスでは競技中にエンジンが停止し、再始動できなかったためリタイア となった。 以下に総合順位、総合得点、表 7 に得点内訳を示す。 総合順位 74 位/86 チーム 総合得点 22.79表 7. 得点内訳
競技 点数 静的審査 車検 通過 コスト審査 -100 プレゼンテーション審査 6.84 デザイン審査 21.0 動的審査 アクセラレーション 0.0 スキッドパッド 0.0 オートクロス 90.95 エンデュランス 4.015
4-3. 車両展示
4-3-1. 活動内容
秋桜祭での車両の展示、見に来てくださった方へ活動の紹介・車両の解説。4-3-2. 結果
子供から大人まで学園祭に来場された多くの方に足を運んでいただくことができ た。図 13 では試乗体験を行っている図 13. 車両展示の様子
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4-4. 渉外活動
今年度は上記活動以外に情報収集・車両調整のため以下の活動に参加した。 ・FSAE チャレンジ講座 ・サス/アライメント講座 ・三支部合同試走会（小笠山総合運動公園） ・合同試走会（ツインリンクもてぎ）17
5. 活動成果
今年度は車両を完成できないまま大会に臨んだ結果、今年度の活動目標である“大会 でのエンデュランス完走”という目標を達成することができなかった。このことから来 年度以降、プロジェクトの目標を達成するために組織体制を見なおし、具体的な活動計 画・作業計画の構築を行う必要があるとの知見を得た。18
6. 収支報告
平成 27 年度の予算使用の内訳予定、月別使用明細を示す6-1. 予算使用予定案
表 8 に今年度の予算使用の内訳予定を示す。 平成 27 年度予算額 ￥2,500,000表 8. 平成 27 年度予算使用内訳予定
翌年度繰り越し予定額 ￥0 内訳 支出額 部品・材料代 1,222,400 旅費 850,000 登録・参加費 125,600 保険料 201,96019
6-2. 月別予算使用明細
表 9 に平成 27 年度月別予算使用明細を示す。平成 27 年度の予算支給開始月から平 成 28 年 2 月 15 日までの収支報告となる。内訳詳細については別紙に記載する。 平成 27 年度予算額 ￥2,500,000表 10. 平成 27 年度月別予算使用明細
支出額合計 ￥2,393,863 合計残高 ￥106,137 月 支出額 残高 4 64,261 2,435,739 5 153,452 2,282,287 6 6,804 2,275,483 7 129,517 2,145,966 8 382,233 1,763,733 9 276,018 1,487,715 10 275,073 1,212,642 11 503,532 709,110 12 69,409 639,701 1 201,713 437,988 2 331,851 106,13720
