工場が海外へ移転し、モノづくりを底辺で支えていた町工場が閉鎖に追い込まれるなど、日本のモノづくりに暗い影が覆っています。そして少子高齢化の中、次代を担う若者がモノづくりから離れているという現状が、一層危機感を増幅しています。学生のうちからモノづくりの楽しさを知ってもらうことを目的に、第 1 回全日本学生フォーミュラ大会が開催されたのは 2003年 9月。そして 2004年 8月に開催された第 2 回大会へ、神戸大学が HP Workstation とノート PC を駆使して設計・製作したマシンでチャレンジしました。

学生のフォーミュラカーづくりを全面的に支援した ファカルティアドバイザーの宋明良助手		フォーミュラカーのフレーム設計を担当した 工学部機械工学科の修士1年生の野村亮介さん

技術者魂が触発され全日本学生フォーミュラ大会への参加を即断

2003年 9月、国内 9大学が参加した全日本学生フォーミュラ第 1回大会 (自動車技術会主催、コラム 1 参照) が富士スピードウェイで開催され上智大学が総合優勝を果たしました。この大会は、米国「Formula SAE®)」 (SAE International 主催、コラム 2 参照) の日本版としてスタートしたもので、学生たちの手で企画・設計・製作したフォーミュラスタイルの車を持ち寄って走らせ、モノづくりの総合力を競う大会です。

「全日本学生フォーミュラ大会の話を聞いて、飛びつきました。次回は是非とも参加したいと思い、研究室の仲間に話し、さらに学生寮などにチラシをまいてメンバーを集めました」と話すのは、「神戸大学 Formula SAE 2004 Project」でフレーム設計を担当した工学部機械工学科の修士 1 年の野村亮介さん。「次回の大会に参加したい」という学生の話を聞いて、「モノづくりの大変さを分かっているとは思えませんが、苦労することがいい経験になると思い、応援することにしました」と、フォーミュラカーづくりを全面的に支援したファカルティアドバイザーの宋明良助手は語ります。2003年 9月のことでした。そこから第 2回大会参加へ向けて「神戸大学 Formula SAE 2004 Project」のチャレンジがスタートします。

8月の 40度を超える作業場で、大会を前に追い込みに力が入る 「神戸大学 Formula SAE 2004 Project」チーム

全日本学生フォーミュラ大会が開催された背景には、少子化による学生の減少に加え、近年の若者の理科離れという、日本の製造業にとって深刻な危機感があります。現在、国際競争力の高い自動車産業にとっても、将来の競争力の低下、優秀な技術者の確保が難しくなりかねません。また、最近の工学系大学では、実習などのカリキュラムが減少しており、欧米に比べ、モノづくりを体験する機会が不足しています。

教室の中だけでは優秀なエンジニアが育たないことに気づいた米国では、既に 1981年から「ものづくりによる実践的な学生教育プログラム」として 「Formula SAE」を開催し、エンジニアの底辺拡大に注力。日本でも、モノづくり力の衰退を背景に、1988年から NHK 等の主催による「ロボコン」が始まり、今年で 14回を迎え、若者にモノづくりの楽しさの輪を広げています。そして自動車産業界でも、以上の危機感を背景に、2003年 9月、全日本学生フォーミュラ第1回大会を開催。学生たちにモノづくりの実践の場を提供することにより、将来の日本の産業界を担うエンジニアの育成と、その育成のための土壌づくりを目指したのです。

経験も予算もないというダブルゼロからのスタート

第 2回大会には、国内 31チーム、海外 3チームがエントリーし、一気にその輪が広がっています。神戸大学では宋先生の所属する富山研究室の研究生 6名に加えて、野村さんらのリクルートに応えた 7人の 13人がチームを結成。プロジェクトリーダーを勤める修士 2年の西本幸司さんのもと、第 2回大会へ向けて車づくりがスタートします。もちろん、車づくりの経験はゼロ、予算もゼロというダブルゼロからのスタートでした。

「僕は別の大学院で建築を学んでいたのですが、車づくりをしたいと思って神戸大の大学院に入りました。建築の時には大工さんの所に行って現場を体験したのですが、機械科では数学と物理などの授業だけでモノづくりの現場に行かないのです。ですから、学生フォーミュラの話を聞いて、これだと思いました。ただ、全く初めてなのでどこから手をつけていいのかわかりませんでした。本のなかで『レーシングカーの設計はフレームから』ということを読んだことを頼りに、とりあえずフレームから設計を始めたのです」 (野村さん)

「実際にモノを作るのは大変難しいとわかっていましたが、大学院で基礎は学んでいるのですから、応用はできるはずと思っていました。ただ、大学からお金は出ませんから、学生達自身でスポンサー集めをすることの方が大変だと考えていました」 (宋先生)

初めての車づくりに加えて、資金集めというハードルも加わります。勉強しながら、資金集めをしながらのフォーミュラカー開発でした。しかし若さは、この二つのハードルを難なく跳び越えます。野村さんたちは、設計と並行しながら精力的にスポンサー獲得に動き、その熱意が通じて、エンジンを川崎重工工業株式会社、タイヤを住友ゴム工業株式会社、CAD ソフトをソリッドワークス・ジャパン株式会社、コンピュータを日本 HP から提供を受けるなど、資金不足を補っています。

「最初は建築 CAD でフレームを設計していたのですが、どうも使い勝手がよくないので、学校の授業で使っていた 3次元 CAD ソフトの SolidWorks で設計を始めました。使い方を大会のスポンサーでもあるソリッドワークスさんに質問したら、販売代理店にサポートをお願いしてくれたばかりか、2004年 3月にはソフトも提供していただきました。ただ、今度はそれを動かす PC がないのです。公式サイトを見たら日本 HP さんも大会のスポンサーになっていることがわかり、思い切って広報に援助のお願いの電話を入れました。そうしたら、レースに興味のある担当者の方に話がつながり、とんとん拍子で PC の提供を受けることができたのです」 (野村さん)

広報から、全日本 GT 選手権に参戦している「無限チーム」へのスポンサー活動をしているワークステーション担当者に話が回ってきたことが、神戸大フォーミュラチームの迅速な支援につながったのです。担当者から野村さんにコンタクトを取ったところ、ダブルゼロから自力でスポンサーを探し、フォーミュラカーを設計し大会への参加を目指している熱意に打たれての PC 提供でした。この背景には、HP が標榜する日本のモノづくり支援にとって、学生を応援することは当然という考えがありました。HP はこれからも将来の日本のモノづくりを支える有望な学生たちをサポートしていきます。

車の基本性能を重視したフォーミュラカーを目指す

「車両開発のコンセプトとして、大会の評価項目の得点配分から、車両の運動性能に重点を置きました。このコンセプトに従って、走る、曲がる、止まるといった車の基本性能を十分に発揮するための重要項目である『軽量化』を軸にしたマシン設計に取り組みました。具体的には次の方針で車づくりに取り組んでいます」 (野村さん)

フレーム・寸法・重量：
コンパクトかつフレーム点数の少ない軽量な車両が目標。フレーム材料には肉厚を薄くするために高張力鋼管を使用し、さらに各部品のマウント位置を低くすることで運動性能の向上を図る。車両重量は 250 キロが目標。

高張力鋼管を使用したフレーム

「カワサキ ZX-6RR」用のエンジン

エンジン：
軽量なマシンにするためにバイク用 600cc エンジンとする。また製作車両の重量が二輪に比べて大きくなるので、出力の大きな「カワサキ ZX-6RR」用のエンジンを使用する。

サスペンション：
前後ダブルウィッシュボーン式を採用し、アーム類は自作する。アップライトについても、バイクから流用するハブ、ブレーキ、ショックアブソーバー等に合わせて設計し自作する。

ドライブトレイン：
トランスミッションは二輪用を使用するため、動力伝達についてはチェーンドライブとする。ディファレンシャルギアはカワサキ KVF400 のものを使用する。

トランスミッションは二輪用を使用するため 動力伝達はチェーンドライブ

リアブレーキにはカワサキ ZX-6RR の フロントブレーキシステムを流用

ブレーキ：
フロントブレーキおよびリアブレーキには、カワサキ ZX-6RR のフロントブレーキシステムを流用する。また、リアブレーキはリミテッドデフ一体型の設計とする。

ボディ：
FRP 製のフルカウルで空力性能の向上、および冷却性能の向上を図る。

ボディの FRP 成形を担当するメンバー

HP Workstation が到着してからは 24時間体制で設計〜制作を繰り返す

「大学の CAD 室は 8〜20 時までしか使えません。4月に到着した SolidWorks もその部屋にありましたので、そのままの状態では大会に間に合わないと心配していました。研究室専用のコンピュータもあるのですが、それは別の研究でも使うので占有するわけにはいきません。かといって、個人用の PC ではパワーが足りません。高性能なコンピュータが必要でした」 (宋先生)

車づくりの勉強を行いつつ設計を行い、それに基づいて工作し、不都合な点を設計にフィードバックするという繰り返しの中で大会開催までに完成できるのか、イエローカードが出たのです。4月の時点で、「神戸大学 Formula SAE 2004 Project」チームは、「24時間体制で作業を行わないと間に合わない」という事態に追い込まれていました。

「2004年 5月の連休明けに日本 HP さんからノート PC 1台、HP Workstation 1台が届き、本格的な 24時間設計環境が整いました。これ以降、24時間体制で設計を進めることができ、何とか大会に間に合うメドが立ちました。前の日に設計して図面を造り、9〜17時までは工作センターで造ります。昼間造って、夜に手直しを行う、工作室の助手の方にも全面的に協力をいただきました。当初は設計と製造を分けるつもりでしたが、結局は一体化した形で物作りが進んでしまいました。部品のエンジンと、ブレーキマスターシリンダ以外、ほとんど設計して造りました」 (野村さん)

24時間体制を可能にした HP Workstation で 昼夜を問わず設計を行った

前日設計した図面に基づいて工作室で部品を制作

設計データを入れたノート PC を工作室に持参することで、見たこともない部品であってもスムーズに工作できたといいます。また、昼夜を問わないチームの働きによって、8月の取材時点ではほぼ骨格が完成し、カウルの装着とテスト走行を残すまでに追い上げています。8月に入り、大会にエントリーした大学からリタイアが出る中、神戸大のフォーミュラカー製作はゴールがはっきり見えてきました。ここにくるまで試行錯誤の連続で苦労が絶えなかったはずですが、野村さん達はいたって楽天的です。

「すべてに苦労しましたが、予算集めとサスペンションとホイールを入手するのが大変でした。僕と他のメンバーの二人で 100社ほどかけあい、24社にスポンサーになっていただきました。技術面ではサスペンション、ホイールを何にするのか時間がかかりました。カウルの制作に使う FRP は、先生に紹介していただいた企業から材料とノウハウを提供していただきました。また、一番欲しい部品のサスペンションの軸受け『ピロボール』も 8月 26日に届きますので、大会参加に間に合います。いろいろ苦労しましたが、最初からいけると信じていました。まず今年は関西トップを狙います」 (野村さん)

HP Workstation とノート PC を活用してフォーミュラカーを設計・制作し、全日本学生フォーミュラ大会にチャレンジ

神戸大学 Formula SAE 2004 Project

第2回大会に参加すれど…

プロジェクトチームは、滑り込みセーフで栃木県の「ツインリンクもてぎ」で開催された第 2回大会 (8月 30日〜9月 2日) に、完成したフォーミュラカーを持ち込むことができました。ただ事前のテスト走行を行う時間がなく、ぶっつけ本番での参加となったことが一抹の不安となっていたようです。30日の車検に合格すれば、走行テストに進むことができ、審査基準(コラム 3 参照) に沿って 1000点満点での評価を受けることができます。

残念ながら「今年は関西トップを狙います」という野村さんの願いは叶いませんでした。不安が現実のものとなり、トラブル対処中にタイムアウトとなり車検を通過することができなかったからです。チーム一同は「ものづくり」の難しさを思い知らされる結果となりました。

雨の残るもてぎで最後の調整を行うメンバー

必死の調整を行い車検に臨んだが…

「学生の多くは車、バイク、ロボットが好きですが、実際のモノづくりはしないので、今回の経験はすごく生きてくると思います。設計、強度を考えて、一連のグループで作ることを通して体験して得た感激と感動は、来年に向けていいモチベーションになると思います」 (宋先生)

また、「分業の進んでいるメーカに入っても、最初から最後まで作るという体験は二度とできないでしょう。大会に参加することで、モノづくりの面白さ、頭で考えたモノが出来上がっていく嬉しさを味わうことができました」という野村さんの言葉に象徴されるように、全日本学生フォーミュラ大会の「ものづくりの本質やそのプロセスを学ぶとともにチーム活動やものづくりの厳しさ、面白さ、喜びを実感してもらう」という目的は、学生達の心に確実に届いたことは間違いありません。

そして、悔しい思いを抱いた神戸大学のフォーミュラ・プロジェクトチームは、今回の教訓を最大限生かして来年度の参加を目指して動き始めました。来年こそは、全国トップを目指せるフォーミュラカーを設計・製作し、2005年大会での奮闘が期待されます。頑張れ、神戸大学フォーミュラ・プロジェクトチーム!

神戸大学フォーミュラカー 2004年モデル 主要諸元

フォーミュラカー2004年モデル

型式	KR-010/K6
駆動方式	MR
トランスミッション	6段リターン
フレーム構造	スチールスペースフレーム
寸法・重量	全長×全高×全幅 2700×1200×1300 mm 最低地上高 70 mm ホイールベース 1700 mm トレッド (前) 1100 mm トレッド (後) 1100 mm 車両重量 (乾燥重量) 250 kg
エンジン	種類 DOHC並列水冷4気筒 (Kawasaki ZX6RR搭載エンジン) 総排気量 599 cc 最高出力 120 ps / 13200 rpm (リストリクタ無) 最大トルク 6.6kg・m / 12000 rpm (リストリクタ無) エアリストリクタ Φ20 mm 燃料タンク容量 約2.5 L
動力伝達装置	クラッチ 湿式多板クラッチ 変速機型式 常時噛合式6段リターン 変速比 1速 2.714 2速 2.055 3速 1.722 4速 1.500 5速 1.333 6速 1.227 1次減速比 2.022 2次減速比 -
サスペンション・ ブレーキ・タイヤ	タイヤサイズ 150/530-13 スリックタイヤ タイヤ径：530mm リム幅：185mm サスペンション (前) Wウィッシュボーン (プッシュロッド式) サスペンション (後) Wウィッシュボーン (プッシュロッド式) ブレーキ (前) 油圧式ディスクブレーキ ブレーキ (後) LSD 一体型油圧式ディスクブレーキ