学生の広場

2022 Ene-1 GP 参加報告

小 熊龍
Ryu OGUMA

村 井 隼 人Hayato MURAI

先端理工学部機械工学・ロボティクス課程 3 年
3rd-year student, Mechanical Engineering and Robotics Course

力源とする自作電気自動車のレース大会で，2011

1．はじめに年に鈴鹿サーキットで初開催され，翌年以後モビリ

本記事は 2022 年 7 月に開催された電気自動車の大会「2022 Ene-1 SUZUKA Challenge」（以下鈴鹿大ティリゾートもてぎ（旧ツインリンクもてぎ）でも行われ，年 2 回開催されている．

会）と，10 月 に 開 催 さ れ た「2022 Ene-1 MOTEGI

中でも，今回参戦した「KV-40 Div-NEXT」カテ

GP」（以 下 も て ぎ 大 会）の「KV-40 Div-NEXT」カ

ゴリはマシン重量 35 kg 以上という制限があるた

テゴリに参加した結果と，もてぎ大会参戦マシン製

め，マシン重量によるアドバンテージのないカテゴ作過程について報告するものである．

リとなっている．

これまで龍谷大学は 4 年生の卒業研究か，サークル活動として Ene-1 GP に参加してきた．一方，今3．鈴鹿大会までの活動

回は有志の 3 年生でチームを作り，2022 年度から2022 年 2 月 に 小 熊 が「Ryukoku Racing」を 立 ち

先端理工学部 3 年 2 Q〜夏季休暇（6 月中旬〜9 月

上げ，鈴鹿大会に向けて活動を開始した．2 か月ほ上旬）に 設 定 さ れ た「R-Gap」期 間 に 活 動 を 行 っどメンバー集めに苦しんだが，春になると機械工た．なお，有志の 3 年生チームが Ene-1 GP に参戦

学・ロボティクス課程以外の課程に属する学生や 2するのは龍谷大学で初めてである．

年生が続々と活動に参加し，最終的にチームメンバーは 27 人となった．

2．Ene-1 GP について

鈴鹿大会は昨年度龍谷大学が参戦したマシンで参Ene-1 GP とは充電式単 3 電池 eneloop 40 本 を 動加し，その経験を新マシンに反映させてもてぎ大会― １７ ―

に臨むことにし，活動を進めた．鈴鹿大会に向けて神谷悠の 6 人となった．の活動は，昨年度参戦マシンの構造理解や劣化した

鈴鹿大会後，もてぎ大会に向けて活動を始めよう

部品，電装部品の新規作成・交換，カウルの再製作とした矢先に小熊が病に倒れたことから，もてぎ大が主となった．

会用マシンの設計は村井が担当した．

そして 7 月 31 日に開催された鈴鹿大会は，昨年大会で破損し性能が落ちたモータの修理を依頼し，納期の都合で一部部品を株式会社ミツバに貸与して4．もてぎ大会参戦マシン製作過程
4.1

マシン設計

鈴鹿参戦マシンは，元々ソーラーカーのフレーム頂くことで参戦できた．
結果は 1 周 目 36’42.993, 2 周 目 1000 m 進 ん だ 上から過剰な補強部材を切除したものであり，長年のり坂で停止，3 周目 19’13.317 の記録を残し，総合使用に伴い歪みが生じていた．さらに，リアタイヤ72 位／96 台（クラス内 6 位／6 台）と い う 結 果 とを取り付けるスペースが狭く，ダイレクトドライブなった．鈴鹿大会後の様子を図 3-1 に示す．のモータを搭載すると，タイヤがマシンの中心からオフセットという問題を抱えていた．これらの問題を解消すべく，Ene-1 GP 用の新規マシンが必要であった．
マシンフレームの材質は，剛性面から鈴鹿参戦マシンと同じアルミ溶接のフレームを想定していたが，加工の難しさから断念し，他チームで採用されているベニヤ合板であれば，容易に加工でき，安価に済むことからこれを採用した．
設計に先立ち，インターネットで他チームの木製のマシンを検索したり，Ene-1 GP 上位チーム「404

図 3-1 鈴鹿大会後の様子ecorun」のフレーム構造を参考にしたりした．その

図 3-1 には鈴鹿大会参戦マシンと，当日サーキッ後，新マシン後部のラフスケッチを行い，大まかな構造を決定した．そののちドライバーの体の大きさ

トに来ることができたメンバーが写っている．
さて，鈴鹿大会 2 周目で停止した原因は，出走前から各部寸法を決定，CAD で形状を確認のうえ，にタイヤ交換をした際，ブレーキシューにタイヤが各部部品の図面を製作する流れで作業を進めた．ベ

接触し，シュー取り付けボルトが緩み，走行中の振ニヤ合板等の主な製作材料は新マシンの構想と並行動でシューがタイヤに接触し続けたことである．こして 7 月中に発注し，鈴鹿大会直後から製作に取りれにより走行抵抗が大きくなって電池を消耗し，ト掛かれるように準備した．
さて，マシンの設計は 3D CAD で行った．もてルク不足の結果停止した．
この経験から，もてぎ大会に臨む新マシンでは，ブレーキ装置の改良を設計上の重要項目とした．

ぎ大会に向けたマシン設計で力を入れた点は，鈴ブ
レーキ装置（ブレーキの取り付け位置）だけでな

そ し て も て ぎ 大 会 開 催 日（10 月 8 日）前 に R-

く，コーナーリング中の横方向の力に耐える足回

Gap 期間が終了し，メンバーが就職活動等を始めるり，走行抵抗の原因となるねじれに対して強い構造ことから，もてぎ大会まで活動を継続するメンバーになるようにしたことである．設計段階での完成予はいずれも機械工学・ロボティクス課程 3 年の小熊想図を図 4-1-1 に示す．

龍・村井隼人・長谷川航大・小川路正・鈴木翔太・― １８ ―

な取り付け位置を模索した．使用するモータがダイレクトドライブであるため，ブレーキを取り付ける位置に制限がある．あまり上過ぎるとシューがタイヤに接触し，反対に下過ぎるとブレーキワイヤーがタイヤに接触してしまい，モータとブレーキ取り付けボルトの頭が接触する．さらに，車軸からの距離が近すぎるとブレーキワイヤーがタイヤに接触し，

図 4-1-1 マシンイメージ図

離れすぎるとブレーキシューの端が取り付けボルト

図 4-1-1 に示したマシンの主な材料は，軽量で反を超え，ブレーキを解除してもリムにシューが接触りにくい 12 mm 厚のラワンランバーコアである．

する．このため，段ボールで試作品を製作して形状強度が必要な足回りとの接合点は雌ねじが切ってあを確認したり，モータとのクリアランスを確保するる金属製のフランジ付きの金具をエポキシ接着剤でために薄頭ボルトを使用したりするなどの工夫を凝マシンに接着し，金具を介して荷重がフレームに働らした．
そして，鈴鹿大会後に設計したアルミ合金製のブくようにした．
このマシンにおいてフレームがねじれると側面板レーキステーとナックルアーム，モータ一体型リアが前後に動く運動となり，走行抵抗になり得るた

タイヤの軸を取り付ける部品を製作するため，本大め，板が直角に接続する部分においては三角形の板学の工作室に加工を依頼した．その際の図面の一部を接着し，前後の運動の方向と木目方向を合わせ，を図 4-1-3 に示す．

変形を抑えるように配慮した．
さて，鈴鹿大会から重要課題としたブレーキ装置
であるが，鈴鹿参戦マシンには，強くブレーキをかけると，シューがリムに噛んで戻らなくなる現象
や，ブレーキステーをマシン側に取り付ける穴とボルトの間に隙間があり，ブレーキの位置がずれるといった構造的欠陥があった．鈴鹿参戦マシンのブレーキを図 4-1-2 に示す．

図 4-1-3

アルミ製部品の図面

図 4-1-3 はアルミで製作を依頼したブレーキステーの図面である．

図 4-1-2 鈴鹿参戦マシンのブレーキ
新マシンではブレーキ本体を可能な限りリムに近4.2

づけるために，ブレーキを取り付けるステーの最適― １９ ―マシンフレーム製作

マシンの製作作業は村井と長谷川が行った．まず，素材のベニヤ合板 2 枚に新マシンのケガキを行った．三角定規や長いアルミ板を物差しとして用い，板の端が板同士の接合部分になるように配置した．この時，木目方向も考慮した．ケガキ後，学生が自由に活動できるスペースである「STEAM コモンズ」にて部品の切り出しを行った．その様子を図4-2-1 に示す．

図 4-2-2

組み立ての様子

図 4-2-1 部品を切り出している様子
図 4-2-3

図 4-2-2 のように，作業テーブルにクランプで合3D プリンター製穴あけ用治具

図 4-2-3 の治具は，一部の部品に金属製の金具を板とガイド用のアルミ板を固定し，ガイドに沿って取り付けるための穴を開ける必要があったため，板ジグソーで切断した．
切 り 出 し た 部 材 を テ ー プ で 止 め て 仮 組 し，に対して垂直に穴を開けるために使用した．
9 月初めに木製フレームが完成した．完成したフSTEAM コモンズで保管した．仮組後，マシンの基盤となる背あての部分から組み立てを開始した．そレームを図 4-2-4 に示す．の様子を図 4-2-2 に示す．
組み立ては電動ドリルで 2 ミリの下穴をあけ，接着面に 2 液性のエポキシ接着剤を塗布し，接着後にねじ長さのフレキ付きコーススレッドで部品同士を締め付けて固定した．ねじ頭が板に埋まる際，板の表面が割れずに埋まることを期待しフレキ付きを選択した．
マシンの組み立てに際して，3D プリンターを用いて穴あけ用治具を製作した．製作した治具を図 4-2-3 に示す．

図 4-2-4

マシンフレーム

接着剤が硬化後，接着不良や反りを確認し，ステ― ２０ ―

アリングを仮で設置し，乗車姿勢を確認した．その次に，ブレーキステーに関しても断面を L 字型

後フレームを工作室に移動させ，ニスを塗る下準備にすることで取り付け位置がずれないようにした．

としてやすり掛けをして，保護のためにニスを塗っもてぎ参戦マシンのブレーキステーを図 4-3-3 に示た．

す．

新マシンの乗車姿勢イメージを図 4-2-5 に示す．

図 4-2-5 横から見た乗車姿勢
図 4-2-5 のように，ドライバーはマシンに寝そべるように乗車し，首だけ上げて運転する姿勢になる．
4.3

図 4-3-3

もてぎ参戦マシンのブレーキステー

新マシン後部は，リアタイヤがマシンの中央に配ブレーキとカウルの装着検討を重ねたもてぎ大会参戦マシンのブレーキを置でき，車軸の固定用ナットのかかり代が確保でき

図 4-3-1 に，に使用した薄頭ボルトを図 4-3-2 に示る幅を決定した．そして，脱着が容易にできるようす．

後部は完全に開放し，車軸を後ろから差し込む形状とした．この形状は 2 つのマシンでほぼ同じである．鈴鹿参戦マシンともてぎ参戦マシンの後輪取り付け部を図 4-3-4，図 4-3-5 に示す．

図 4-3-1 もてぎ参戦マシンのブレーキ

図 4-3-4

図 4-3-2 薄頭ボルト（矢印部）― ２１ ―

鈴鹿参戦マシンの後輪取り付け部

補強の幅とハンドル高さ，背あて高さ，マシンのフレームの横幅の決定に必要な，ドライバーのヘルメット装着時の運転姿勢における，後頭部から肩までの距離，後頭部から重心までの距離，後頭部から足先までの距離，腰の幅，地面から太もも上端までの距離，地面から頭頂部までの距離，肩幅を計測した．前輪間の補強を図 4-3-7 に示す．

図 4-3-5 もてぎ参戦マシンの後輪取り付け部
補強の同形状の三角板を 4 か所に配置したが，ブレーキが付く部分にはブレーキをかけた際に大きな力がかかる為，角となる部分でこの力を受けたいと考え，上部の三角板をブレーキステーの位置まで背あてから伸ばした．図 4-3-6 に補 強 の 三 角 板 を 示

図 4-3-7

前輪間の補強（矢印部）

す．
図 4-3-7 における前輪間の補強はコーナーリング
時にフロントタイヤから横方向の荷重を受ける為特に破損しやすい部分であり，補強が必須であった．
そして，マシンに実際に乗り込んだ際の視界を図 4-3-8 に示す．

図 4-3-6

上から見た三角板

図 4-3-6 において，ブレーキステーをフレームの角に取り付けることで，ブレーキをかけた際のフレームの変形を抑える狙いがある．下部の三角板に

図 4-3-8

ハンドルの高さと前方視界ついては，後輪の車軸を中心として上下対象となる
図 4-3-8 において前輪間の補強直下に太ももが位位置に設置した．
次に計測によるバッテリー搭載スペース，ホイー置するが，それぞれが干渉しないスペースを確保しルベース，底面の部品の長さ，トレッド，前輪間のつつ，ハンドルの取り付け位置を低くして前方視界― ２２ ―

後輪と直結したモータ（ダイレクトドライブ）を取を増やすよう考慮した．
マシンのホイールアライメントについては，トーり付けるために使用した．

角，キャンバー角は 0°とし，キャスター角は高速ブレーキを取り付け，効きを確認するために試乗域での直進安定性向上を狙い，もてぎ参戦マシンはし，リムとシューのあたり面を調節した．ここで2°に設定した．

モータ軸が昨年のレースでの接触により曲がっていステアリングには，コーナーリングの抵抗を最小限に抑えることができるアッカーマン・ジャント方るのを発見し，販売元の株式会社ミツバに修理を依頼した．
ブレーキを借取り付けした際にガタがあったの式を採用し，ナックルアームを再設計した．
そして車輪とモータを取り付けた様子を図 4-3-9

で，3D プリントした雌ねじ付きスペーサを取り付けた．本来ブレーキは M 8 のボルト，ナットで固に示す．

定されていたが，モータとのクリアランスを確保するために使用した薄頭ボルトが，外径が M 8 となるキャップ形状の特殊ナットと組み合わせるためにM 6 であったためである．製作したスペーサを図 43-11 に示す．

図 4-3-9 車輪とモータを取り付けた様子
図 4-3-9 で確認できる前輪アップライト，ハンドルは鈴鹿参戦マシンから流用したものである．

図 4-3-11 雌ねじ付きスペーサ
修理が完了したモータのコネクタが丸端子となっていたため，モータ，モータドライバ間の三端子雄コネクタを購入し，既存の雌コネクタと接続できるか確認を行った．
9 月 25 日からマシンカウルの製作を始めた．十分な製作時間が確保できなかったため，ドライバーが乗り降りの際の開閉構造を製作する必要が無く，視界の確保が確実であるとしてドライバーが乗り込

図 4-3-10 ブレーキステーを装着した様子

む部分以外をカウルで覆う形状とした．
図 4-3-10 で確認できるブレーキステーは，図 4-1-3 に示した図面を基に作られたものである．他に製作したアルミ製部品は，ブレーキの取り付けと，まず，カウルの部品をプラスチック段ボールから切り出し，マシンに仮止めし形状を確認した．
その後，アンダーカウルは損傷した際に交換でき― ２３ ―

るよう両面テープで取り付けた．この際，作業の妨げにならないようフロントとリアのカウルはマシンに固定しなかった．大会パンフレット用写真撮影のためにタイヤカバーを含めたすべてのカウルを取り付け，完成イメージとした．マシンの完成イメージを図 4-3-12 に示す．

図 4-3-13 アンダーガードを取り付けた様子
図 4-3-13 において，アンダーガードを取り付ける位置は，3 つの車輪に均等に荷重がかかるよう，ホイールベースの前方から 1/3 の位置と鉄板の重心が一致する場所とした．
そして，大会での走行データを記録するロガーに

図 4-3-12 完成イメージ接続する配線の製作を行い，マシンにステッカーを
図 4-3-13 のように，マシンにはドライバーを覆貼って完成させた．完成したのは大会 2 日前であうカウルはないため，緊急時の脱出が迅速にできり，土日を含めたここ 2 週間程は村井が一人残り深る．また，マシンのデザインはホンダ RA 272 をイ夜まで作業した．完成したマシンを図 4-3-14 に示メージして日の丸を描くこととした．

す．

9 月末，大会事務局に提出する写真撮影のために用意したリアカウルとタイヤカバーを改めて作り直し，配線を仮で取り付け，運転の感覚を確かめるた
めに試走した．アクセル用のスライドボリュームやワットメーターの取り付けは 3D プリンターで製造したステーを用いた．

図 4-3-14 ステッカーが貼り終わったマシン

10 月に入り，フロント，リアカウル，タイヤカ
バ ー は 3D プ リ ン ト し た L 字 ス テ ー に マ ジ ッ ク

図 4-3-14 のように，マシンには RA 272 をイメー

テープを貼り付け，着脱できるようにしてマシンにジしてフロントカウル部に日の丸と青字でドライ取り付けた．これをもってカウル製作の作業の大部バーの名前を入れた．また，側面には協力・応援い分が完了した．

ただいた企業や団体のロゴを入れ，多くの人の協力続いて，木製のフレームが地面と接触して傷がつのおかげでマシンができていることを表現した．そかないよう，アンダーガードとして下部に鉄板をエしてマシン下部には龍谷大学イメージカラーの龍谷

ポキシ接着剤で取り付けた．アンダーガードを取りレッドと，モータ修理で協力いただいた株式会社ミ付けた様子を図 4-3-13 に示す．

ツバのロゴをイメージした青のラインを入れ，マシンの印象を引き締めつつ，決勝をドライブする小熊のヘルメットのトリコロールカラーと対応させ，統一感のあるデザインとした．

― ２４ ―

5．もてぎ大会
5.1

大会の様子

もてぎ大会の様子を図 5-1-1 から図 5-1-4 に示す．
図 5-1-1 は予選，図 5-1-2 は決勝レース，図 5-1-3 は大会後の様子である．なお，KV-40 Div-NEXT カテ
ゴリには 20 台が参加し，19 台が出走した．

図 5-1-3

もてぎ大会後の様子

図 5-1-3 は決勝レース後に撮影したものである．
5.2

もてぎ大会結果

予選は 5’24.796 で 19 位とな り 2 ポイント獲得，決勝レースは 16 周を 48’32.710 で走り切 り，ベ ス
トラップは 11 周目の 2’38.913，決勝 6 位となり 15
図 5-1-1

ポイント獲得，合計 17 ポイントで Div-NEXT 総合

予選走行時の様子

13 位となった．なお，大学生クラス（Div-NEXT b
予選は電池を温存して走行したため，19 位となクラス）においては 4 位であった．

った．こ の た め，決 勝 は 19 番 グ リ ッ ド か ら の ス
5.3

タートとなった．

もてぎ大会で得られたデータマシンに搭載した計器によれば，もてぎ大会決勝レースでの積算電流値は 1.639 Ah であった．
もてぎ大会決勝レースで得られたデータを図 5-31 から図 5-3-5 に示す．なお，各図における時間は，レース前にマシンの電源を入れてからの経過時間になっており，レース開始は電源を入れてから約 3 分（およそ 200 秒）後である．
まず，マシンに搭載した GPS で記録された位置データを図示した走行の軌跡を図 5-3-1 に示す．
図 5-1-2 もてぎ決勝レースの様子
決勝レースは 19 番グリッドから 13 台抜いて 6 位でゴールした．

― ２５ ―

図 5-3-3 はマシンの速度を表している．最高速はマシンの電源を入れてから約 32 分後に記録した41.472 km/h で，レースを通しての平均速度は 28.2km/h であった．また，グラフは同じ形が繰り返されていることから，コース各コーナーでの速度が各周回時にほぼ同じであったことがわかる．

図 5-3-1

GPS で計測したマシンの走行軌跡

図 5-3-1 のマシン走行軌跡は，モビリティリゾートもてぎの西コースになっている．
次に，マシンの GPS データから縦軸に東経，横軸に時間を取った図を図 5-3-2 に示す．
図 5-3-4電圧［V］の推移

図 5-3-4 は電圧の推移である．レース前に 54.2 Vあった電圧が，波打ちながらも走行を通しておおよそ一定の割合で電圧が降下し，レース後には 47 V程度に減少した．
グラフ上，2800 秒を超えたあたりでそれまで 43
図 5-3-2

GPS で計測したマシンの位置［deg］

V 程度だった電圧が 48 V まで上昇した．これはレースの規定時間が終わり，ピットに帰るまでアク

図 5-3-2 において，波線で表されたグラフがマシセルを弱めた時間と一致するので，電気の使用を控ンの位置を表す．ここで，グラフの 1 周期分がマシえると電圧が数ボルト程度復活する可能性を示唆しンのコース 1 周と対応する．グラフの波の間隔がおている．

およそ一定であるので，走行ペースもおおよそ一定であったことがわかる．

図 5-3-5
図 5-3-3 マシンの速度［km/h］

電流［A］の推移

図 5-3-5 はレース中の電流の推移である．電流の― ２６ ―

値は最大 8.29 A までの範囲で推移している．電流

価頂き，REC センター長賞（REC：龍谷エクステ

はドライバーが操作するアクセル（可変抵抗）によンションセンター）を受賞した．って制御できるので，図 5-3-5 はアクセル開度と換言できる．

7．次回大会に向けて電流は図 5-3-4 で見られた傾向と同じく，2800 秒

もてぎ大会において，大学生クラス 3 位で表彰台を超えてからグラフの推移が変化している．アクセに立つためにはあと 6 ポイント必要であった．

ルを弱めたことで一時的に電流の値が小さくなって仮に予選であと 6 ポイント多く獲得しようとするいく傾向が見られるが，3000 秒を超えたあたりでと，予選を 3 分 40 秒台で走る必要がある．これは突然 8.29 A の電流が流れている．これは最終コー決勝レースでのペースである．

ナーの上りでマシンが失速し，アクセルを大きく操作したためである．

このため，次回大会で表彰台に立つためには，今大会での決勝レースでのペースで予選を走ることがこれはレースの規定時間到達後，アクセルを弱め有効な手段と言える．これを実現するには，大会全たことで下り坂で速度が伸びず，16.5 km/h（図 5-3-セッションを完走できるだけの電気を蓄え，レース3）で最終コーナー立ち上がりを迎えることになり，中に使える電気がどれだけ電池に残っているかを正登坂に慣性を利用できなかったため，大きくアクセ確に把握できる必要がある．

ルを操作する必要があったからである．

次にマシン製作での課題だが，フレームの部品製作時に部品の精度に限界があり，これがマシンのそ6．もてぎ大会後りの原因となった．組み立て時には，直角クランプ

もてぎ大会後，本活動の成果を本校文化祭「龍谷などを用いて各部品同士の位置決めができるよう，祭」にてポスター発表した．当日は多くの方に興味治具の必要性を強く感じた．このため次年度は組みを持っていただき，マシンの設計で留意した点や，立て治具の製作が必要である．

活動で苦労したことなどの質問を頂いた．

また，プラスチック段ボール製のカウルは接着剤

そして，12 月 21 日にはプロジェクトリサーチポとの相性が悪く，大きな力がかかると徐々に破損しスターセッション評価報告・表彰式が行われた．表ていったため，耐久性のあるカウルが必要とされ彰式の様子を図 6-1 に示す．

る．また，カウルの形状もより空気抵抗が少ない形状を探る必要があると感じている．
以上の内容と大会での経験を踏まえ，次回大会に向けて以下 7 つの課題を設定した．
1．組立治具の製作とフレーム部品の精度向上
2．より耐久性があり，空気抵抗の少ないカウルの製作
3．ラップタイムをドライバーが確認できるようなタイマーの設置

図 6-1

4．記録用オンボードカメラの設置

表彰式の様子5．レースでのペース配分の再考
6．マシンの壊れやすい箇所の特定表彰式は滋賀県の企業が多数臨席する中で執り行7．電池を劣化させにくい充電方法の研究

われ，私達は滋賀県中小企業団体中央会から高く評― ２７ ―

これらの課題に対して最適解を見つけられるよう努力し，次回もてぎ大会では表彰台に立つことが目

9．おわりに
本活動は 2021 年の暮れにスタートしたのだが，標である．

中々メンバーが集まらず，一時は大会出場すら危ぶ

8．応援いただいた皆様

まれた．しかし気が付けば 27 人の大所帯となり，Ryukoku Racing は以下の方々に応援いただきま

鈴鹿大会出場が叶った．もてぎ大会ではメンバーのした．提供いただいたロゴと所在地を紹介します．

大きな支えにより，新マシンで参加できた．そして，長期間に亘る活動であったが，機械工学・ロボティクス課程

野口佳樹先生は親身に相談に乗って頂いた．
本活動は多くの方々の協力によって完遂でき，賞まで頂くことができた．協力頂いた全ての方々に感謝申し上げます．

― ２８ ―