東海チャレンジャー
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東海チャレンジャー (Tokai Challenger) は、日本の東海大学チャレンジセンター・ライトパワープロジェクト・ソーラーカーチーム（略称：東海大学ソーラーカーチーム）が設計・製作したソーラーカーシリーズの車名である。東海大学工学部機械システム工学科の木村英樹教授が総監督を務め、Zero to Darwin Projectのチーフエンジニアである池上敦哉（ヤマハ発動機勤務）がテクニカルディレクターを担当した。現在は、工学部機械システム工学科の佐川耕平准教授が総監督を継ぎ、空力設計に工学部航空宇宙学科航空宇宙学専攻の福田紘大准教授が監督に加わり、東レ、ブリヂストン、ミツバ、ジェイテクトなどの企業とともに産学連携で開発・製作が行われる体制にあり、2009年から2023年の間に7台が開発された。2009年と2011年に3輪の1号車と2号車、2013年と2015年に双胴型ボディを採用した4輪の3号車と4号車がデビューした。2017年と2019年に砲弾型、あるいは単胴型と呼ばれるボディ形状に変更された4輪の5号車と6号車を世に繰り出した。2023年にはレギュレーション変更に対応させた3輪の砲弾型ソーラーカーが製作された。
2009年と2011年には、オーストラリア大陸 3,000 km縦断ソーラーカーレースであるワールド・ソーラー・チャレンジに出場し、それぞれで優勝して2連覇を達成した[1]。また、2010年と2012年には、南アフリカ共和国で開催されたFIA公認のソーラーチャレンジ大会でも2連覇を成し遂げた。2013年にはワールド・ソーラー・チャレンジのレギュレーション変更に合わせた4輪ソーラーカーが開発され、同大会で2位となった。2015年のワールド・ソーラー・チャレンジでは、日本勢としては最高の3位に入賞した[2]。30周年記念大会となった2017年は太陽電池面積が4 m2に削減される中で、モノハル型のモデルを開発し総合4位になり、2019年には142 kgにまで軽量化された改良型総合2位につけるなどで、世界のソーラーカーレースで常に上位に入賞している[3]。2023年と2025年は、いずれも5位となった。
概要
09 Tokai Challenger
2009年式Tokai Challengerは、オーストラリア大陸のダーウィンからアデレードまでを縦断するワールド・ソーラー・チャレンジに出場した。このソーラーカーはシャープがメインスポンサーとなり、東海大学、ミツバ、パナソニックなど多数の企業が協力して設計・製作された。太陽電池モジュールには高性能な宇宙用に開発された変換効率30%の三接合化合物太陽電池が採用された[4]。バッテリーにはパナソニックの高容量リチウムイオン電池が採用された[5]。制作費用は1台あたり約1億円。アドバイザー/ドライバーとして世界ラリー選手権（WRC）やダカール・ラリーで優勝経験があるラリードライバーの篠塚建次郎（東海大学OB）を迎えた[4]。[6]
09 Tokai Challengerは、2009年ワールド・ソーラー・チャレンジにおいて2,998 kmを4日間・合計29時間49分[注釈 1]で走りきり、100.54 km/hの平均速度を記録して優勝した。この模様は、2010年1月23日放送のNHK総合 ワンダー×ワンダー、2月28日放送のNHK BShi ハイビジョンスペシャルなどで取り上げられた。その後、エコプロダクツ2009やラスベガスで開催されたコンシューマー・エレクトロニクス・ショー(CES)、アブダビで開催されたWorld Future Enegy Summit 2012など、多くの展示会で出展された。
2010年には、南アフリカ共和国を一周する国際ソーラーカー連盟(ISF)と国際自動車連盟 (FIA) 公認のサウス・アフリカン・ソーラー・チャレンジにおいても優勝した。総走行距離4061.8 kmを総走行時間45時間05分で走破し、90.1 km/hの平均速度を記録した。同年10月には、集英社が発行するコミック誌『ジャンプスクエア』で、太田垣康男 (原作)、村田雄介 (漫画) による『 曇天・プリズム・ソーラーカー 』の連載がはじまり、本車両などがモデルとして表紙などに用いられた。
11 Tokai Challenger
2011年、ワールド・ソーラー・チャレンジのレギュレーションが変更された。前回大会では上位チームが高効率な化合物太陽電池を採用した結果、南オーストラリア州の制限速度110 km/hで巡航する事態となったことから、化合物太陽電池の搭載面積が6 m2から3 m2に削減された[7]。シリコン太陽電池は6 m2に据え置かれたため、2011年式Tokai Challengerは発電量で有利になるパナソニック製HIT太陽電池を採用した[8]。HIT太陽電池モジュールは22%の変換効率を達成し、定格出力1.32 kWを得た[9]。また、ボディ材料である炭素繊維は東レから提供を受け、童夢カーボンマジックで成型された[10][11]。その結果、バッテリーを含む車体重量は140 kgと軽量に仕上げられた[10]。2011年3月11日の東日本大震災の影響を受けるなどで、ソーラーカーの設計・製作が大幅に遅れたものの空輸などの手段によって大会に間に合わせた。11 Tokai Challengerは、2011年ヴェオリア・ワールド・ソーラー・チャレンジにおいて2,998 kmを5日間・合計32時間45分で走りきり、91.54 km/hの平均速度を記録して優勝し、オーストラリア大会2連覇を達成した。
2012年4月8日には、NEXCO中日本（中日本高速道路）の協力を得て、開通前の新東名高速道路において、最大100 km/hの走行テストを行った[12][13]。同年9月7日に公開された、映画「踊る大捜査線 THE FINAL 新たなる希望」では、日本科学未来館に設定された国際環境エネルギーサミットの会場内にエキストラとして出演した。9月18日から開催されたFIAの代替エネルギーカップに位置づけられたサソール・ソーラー・チャレンジ・サウス・アフリカに出場し、9月28日にソーラーカーレースとして世界最長となる4,632 kmのコースを完走するとともに、71時間13分の記録を樹立して優勝した。その結果、Tokai Challengerシリーズとして南アフリカ大会2連覇（東海大学ソーラーカーチームとしては3連覇）を達成した[14]。2013年4月14日、駐日アメリカ合衆国大使館からの招待を受けジョン・ケリー国務長官とチームの学生メンバーがTokai Challengerの前で対談した[15]。2014年1月20日には、国際石油開発帝石グループの要請を受け、アブダビで開催された「World Future Energy Summit 2014」に11 Tokai Challengerが出展され、茂木敏充経済産業大臣らの訪問を受けた。アブダビ石油大学がはじめて製作したソーラーカー「Yas 1」は、11 Tokai Challengerを基に東海大学とともに開発がなされた。
13 Tokai Challenger
13 Tokai Challengerは、2013年10月に開催されたブリヂストン・ワールド・ソーラー・チャレンジに対応するために開発された4輪ソーラーカーである。新レギュレーションに適合させるために全長は約50 cm短くなり、コックピットは左側に寄せたカタマランタイプとなった。パナソニックは2011年のHIT太陽電池モジュールを改良し、22.5%の変換効率を達成したものを提供した。東レはF1カーでも当時採用されていない炭素繊維材料を提供し、東レ・カーボンマジックでCFRPボディ成型が行われた[16]。2013年10月に開催された同大会では、2位となった[17]。予選でスピンにより順位を落としたこと、前回よりも巡航速度が下がると想定してモーターの設定をしていたこと、優勝した Nuon Solar Team は規則の隙を突いた集光器[注釈 2]の採用にとどまらずより開発に力を入れていたことが影響した[18]。2,998 kmの計測区間を走行した記録は36時間22分、平均速度は82.43 km/hであった[18]。この模様は、テレビ朝日により「挑戦! オーストラリア縦断3000キロ 世界最高峰ソーラーカーレース 密着ドキュメント」という85分間の特別番組に編集され、2014年1月19日に放送された[19]。
2014年2月25日、ムハンマド・ビン・ザーイド・アール・ナヒヤーン皇太子の訪問を受けた。11月13日から17日にかけて、チリ共和国北部のアタカマ砂漠で開催されたカレラ・ソーラー・アタカマでは、4輪のソーラーカーを対象としたエボリューションクラスにエントリーし総合優勝した[20]。
15 Tokai Challenger
15 Tokai Challengerは、2015年10月に開催されるブリヂストン・ワールド・ソーラー・チャレンジに参戦するために開発された4輪ソーラーカーである。新レギュレーションに適合させるためにコックピットが後退し、双胴型のカタマランタイプとなった[21]。また、空気抵抗を低減させるためにボディを薄くした。パナソニックはHIT太陽電池モジュールを改良し、23.2%の変換効率を達成した[21][22]。東レは炭素繊維Torayca M60を提供し、東レ・カーボンマジックでCFRPボディ成型が行われた。長年にわたりミシュラン製ラジアルタイヤを使用してきたが、この車両からブリヂストン製ソーラーカー用ラジアルタイヤであるECOPIA with ologic 95/80R16を採用した[23]。2015年大会は日本勢で最高の3位に入賞した[24]。
2016年3月27日には、神奈川県、箱根町、東海大学、芦ノ湖スカイラインが主催した「ソーラーカー芦ノ湖スカイライン走行プロジェクト」で、一般公道をソーラーカーが走行するイベントでデモ走行を行った。同年10月、南アフリカ共和国で開催された2016 Sasol Solar Challengeでは総合2位となった[25]。
17 Tokai Challenger
17 Tokai Challengerは、30周年大会となるブリヂストン・ワールド・ソーラー・チャレンジに向けて開発された。太陽電池面積の上限がそれまでの6 m2から4 m2に削減されたのに対し、全長×全幅の制限が5 m×2.2 mに緩和されたことから、空力性能を追求して15年の双胴（カタマラン）型から単胴（モノハル）型に変更し、全長を拡大する一方で全幅を縮小した[26]。太陽電池はパナソニックが開発中のバックコンタクト型のHIT太陽電池を搭載し、変換効率は24.1%を達成した[27]。ボディは東レの高強度炭素繊維Torayca T800が多用された[27]。多接合化合物太陽電池の面積制限が緩和されたこともあり、2017年大会はシリコン太陽電池搭載チームならびに日本勢でトップとなる4位となった。大会の模様は、2017年11月26日放送のBSジャパン特別番組「オーストラリア3000キロ 過酷!ソーラーカーレース」[28]、2017年12月25日放送のNHK総合 超絶 凄ワザ!などで取り上げられた。
2018年9月30日、南アフリカ共和国で開催された2018 Sasol Solar Challengeでは、2016年大会に続いて総合2位となり、特別賞として環境賞を受賞した[29]。
19 Tokai Challenger
19 Tokai Challengerは、17 Tokai Challengerの進化版として2019年ブリヂストン・ワールド・ソーラー・チャレンジのために開発されたモデルである。パナソニックがメインスポンサーから外れたことなどから、SunPower社製の裏面電極型シリコン太陽電池を、Gochermann Solar Technology社がモジューリングした太陽電池モジュールを採用。4 m2に変更削減された。ホイールレイアウトやサスペンションは17年型を概ね流用しており、ホイールベースやトレッドは同一である。全幅も変更がないが、全長についてはノーズの高さを若干下げたことから10 mm短くなった。コックピットを220 mm前方にずらしたことで、重心位置をボディセンターに近づけ、若干ではあるが発電量を増加させた。ボディの一部には東レが開発した高強度・高弾性を両立させた炭素繊維Torayca M40Xが使用され、各部の見直しによって10%以上軽量化された[30]。2019年大会は86.1 km/hの平均速度を記録し、優勝したベルギーのAgoria Solar Teamに11分18秒差まで詰め寄ったが総合2位となった[31]。大会の模様は、2019年12月29日放送のBSテレビ東京特別番組 地平線の彼方へ！激走3000キロ 2019ブリヂストン・ワールドソーラーチャレンジで取り上げられた[32]。
23 Tokai Challenger
23 Tokai Challengerは、19 Tokai Challengerを基に2023年BWSCのために開発された砲弾型3輪モデルである。安全性に優れたリン酸鉄リチウムイオン電池を搭載。高強度炭素繊維にコア材として六角形のスリット加工を施したポリメタクリルイミド発泡材（商品名：ロハセル）を組み合わせることなどで、軽量化が追求された。大会の後半にリアサスペンション周辺で損傷が発生し、修復に時間を要したことなどから5位という結果となった[33]。参戦の模様はNHK BSの特別番組「激走!ソーラーカー オーストラリア縦断3000km」で取り上げられた[34]。
25 Tokai Challenger
2025年のBWSCの開催時期が例年の10月から8月に変更されたことから、日射強度が弱くなり、日照時間も短くなることから、車体サイズの規制が拡大され、太陽電池面積は4 m2から6 m2に拡大された[35][36]。25 Tokai Challengerは、太陽電池面積を6 m2に拡大し、ボディ全長を5,780 mmに延長したモノハル型として開発が行われた[36]。バッテリーについては重量ではなく容量による規制に変わり、約半減となる3 kWhとなった[36]。BWSC大会の結果は5位であり、アジアパシフィック勢としてはトップとなった[37]。
諸元
| 09 Tokai Challenger[4][38] | 11 Tokai Challenger[10][39] | 13 Tokai Challenger[40][41][39] | 15 Tokai Challenger[42] | 17 Tokai Challenger[43][44] | 19 Tokai Challenger[45] | 23 Tokai Challenger[46] | 25 Tokai Challenger[47] | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 乗車定員 | 1名 | ||||||||
| ボディ | 炭素繊維強化プラスチック (CFRP) GHクラフト[5][8] |
炭素繊維強化プラスチック (CFRP) 東レ, 童夢カーボンマジック |
炭素繊維強化プラスチック (CFRP) 東レ, 東レ・カーボンマジック |
炭素繊維強化プラスチック (CFRP) 東レ, 東レ・カーボンマジック |
炭素繊維強化プラスチック (CFRP) 東レ, 東レ・カーボンマジック |
炭素繊維強化プラスチック (CFRP) 東レ, 東レ・カーボンマジック |
炭素繊維強化プラスチック (CFRP) 東レ, 東レ・カーボンマジック |
炭素繊維強化プラスチック (CFRP) 東レ, 東レ・カーボンマジック |
|
| 全長 (mm) | 4980 | 4980 | 4495 | 4495 | 4980 | 4970 | 4998 | 5780 | |
| 全幅 (mm) | 1640 | 1590 | 1795 | 1795 | 1200 | 1200 | 1200 | 1540 | |
| 全高 (mm) | 930 | 880 | 1008 | 1008 | 1008 | 1000 | 1000 | 1010 | |
| 重量 (kg) |
160 | 140 | 149 | 160 | 170 | 142 | 140 | 138 | |
| トレッド (mm) | 1300 | 1250 | 1166 | 1200 | 610 | 610 | 750 | 850 | |
| ホイールベース (mm) | 2100 | 2050 | 2039 | 1900 | 1700 | 1700 | 2000 | 2900 | |
| 巡航速度 (km/h、太陽光のみ) |
85 | 90 | 90 | 85 | 90 | 90 | |||
| 最高速度 (km/h) |
|
160 (理論) | 150 (理論) | 150 (理論) | 150 (理論) | 150 (理論) | 150 (理論) | 150 (理論) | |
| 太陽電池 | 種別 | 三接合化合物 | シリコンHIT | シリコンHIT | シリコンHIT | バックコンタクト型シリコンHIT | バックコンタクト型シリコン | バックコンタクト型シリコン | バックコンタクト型シリコン |
| 面積 (m2) | 6 (2174枚) | 6 | 6 | 6 | 3.996 | 3.996 | 3.999 | 5.996 | |
| 出力 (kW) | 1.8 | 1.32 | 1.35 | 1.39 | 0.962 | 0.948 | 0.976 | 1.523 | |
| 変換効率 (%) | 30 | 22 | 22.5 | 23.2 | 24.1 | 23.7 | 24.4 | 25.4 | |
| サプライヤ | シャープ | パナソニック | パナソニック | パナソニック | パナソニック | Gochermann Solar Technology | Gochermann Solar Technology | SunPower | |
| MPPT | 昇圧型24系統 変換効率 98% (三島木電子) |
昇圧型17系統 変換効率 98% (三島木電子) |
昇圧型18系統 変換効率 98.5% (三島木電子) |
昇降圧型16系統 変換効率 未計測 (柏会) |
昇降圧型12系統 変換効率 98.5% |
昇降圧型12系統 変換効率 98.5% |
昇降圧型14系統 変換効率 98.5% |
昇降圧型20系統 変換効率 98.5% |
|
| モーター | 種別 | ブラシレスDCダイレクトドライブモーター | |||||||
| 定格出力 (kW) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| 最大出力 (kW) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| 変換効率 (%) | 97 | 97 | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 | |
| サプライヤ | ミツバ | ||||||||
| 電磁石コア | 鉄系アモルファス箔積層コア (日本ケミコン)[9] | 鉄系アモルファス箔積層コア (日本ケミコン)[9] | |||||||
| バッテリー | 種別 | リチウムイオン電池 | リチウムイオン電池 | リチウムイオン電池 | リチウムイオン電池 | リチウムイオン電池 | リチウムイオンポリマー電池 | リン酸鉄リチウムイオン電池 | リチウムイオン電池 |
| セル | 18650型[48][9][23][43] | ラミネート | 33140型[49] | ラミネート | |||||
| 重量 (kg) | 25 | 21 | 21 | 20 | 20 | 20 | 35 | 15 (BOX込) | |
| 容量 (kWh) | 5.6 | 5.0 | 5.2 | 5.0 | 5.1 | 5.0 | 6.1 | 3.0 | |
| サプライヤ | パナソニック | パナソニック | パナソニック | パナソニック | パナソニック | 野村商会 | EVE Energy[49] | Amprius Technologies | |
| タイヤ | ミシュラン Radial 95/80R16 3本 | ミシュラン Radial 95/80R16 3本 | ミシュラン Radial X 95/80R16 4本 | ブリヂストン ECOPIA with ologic 95/80R16 4本 | ブリヂストン ECOPIA with ologic 95/80R16 4本 | ブリヂストン ECOPIA with ologic 95/80R16 4本 | ブリヂストン ENLITEN 95/80R16 3本 | ブリヂストン ENLITEN 95/80R16 3本 | |
| ブレーキ | 油圧ディスク、回生ブレーキ | ||||||||
注釈
- ↑ ワールド・ソーラー・チャレンジでは1日の走行時間が最大9時間に制限されている。
- ↑ WSCにおけるレギュレーションの進化 (pp.82-83)
脚注
- ↑ 東海大学、世界最大級のソーラーカーレースで優勝 大会2連覇達成
- ↑ “Official Times, 2015 Bridgestone World Solar Challenge”. 2019年5月4日閲覧。
- ↑ “World Solar Challenge 2019”. 2020年2月29日閲覧。
- 1 2 3 “Global Green Challenge グリーバル・グリーン・チャレンジ ソーラーカーレース”. 東海大学. 2015年1月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2026年2月22日閲覧。
- 1 2 川端由美 2010, p. 33.
- ↑ シャープ製 太陽電池を搭載した東海大学チームのソーラーカーが「グローバル・グリーン・チャレンジ」に参戦
- ↑ 鈴木慎一 2011, pp. 87, 89.
- 1 2 鈴木慎一 2011, p. 87.
- 1 2 3 4 鈴木慎一 2011, p. 88.
- 1 2 3 “2011 World Solar Challenge”. 東海大学. 2012年3月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2026年2月22日閲覧。
- ↑ 鈴木慎一 2011, p. 90.
- ↑ “新東名高速を「世界一のソーラーカー」が駆けた”. 2012年12月30日閲覧。
- ↑ 鈴木慎一 2012.
- ↑ “Panasonic-Sponsored Tokai University Team Wins Sasol Solar Challenge South Africa 2012”. 2012年12月2日閲覧。[リンク切れ]
- ↑ “ライトパワープロジェクト～アメリカ大使公邸でケリー国務長官と対話”. 東海大学新聞. 2017年5月14日閲覧。
- ↑ “東海大学、「ワールド・ソーラー・チャレンジ 2013」参戦体制発表会”. Impress Corporation. 2020年2月29日閲覧。
- ↑ 『パナソニックが協賛する東海大学ソーラーカーチームが、「ワールド・ソーラー・チャレンジ 2013」で準優勝！』（プレスリリース）Panasonic。2020年2月29日閲覧。
- 1 2 “Zero to Darwin Project - 2013WSC”. 2026年2月24日閲覧。
- ↑ “テレビ朝日開局55周年記念 パナソニックスペシャル 挑戦!オーストラリア縦断3000キロ 世界最高峰ソーラーカーレース 完全密着ドキュメント”. 2026年2月24日閲覧。
- ↑ 『パナソニックが支援する東海大学のソーラーカーチームが優勝!「Carrera Solar Atacama 2014」（チリ共和国）』（プレスリリース）。2026年2月24日閲覧。
- 1 2 牧野茂雄 2014.
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- 1 2 “東海大学、「ブリヂストン・ワールド・ソーラー・チャレンジ 2015」でトロフィー奪還を目指す”. 2015年9月13日閲覧。
- ↑ “豪縦断ソーラーカーレース 東海大は3位”. 2015年10月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年10月22日閲覧。
- ↑ “パナソニックが支援する東海大学ソーラーカーチームが準優勝～南アフリカ共和国「サソール・ソーラー・チャレンジ2016」”. Panasonic. 2017年5月14日閲覧。
- ↑ 遠藤正賢 2017, p. 92.
- 1 2 遠藤正賢 2017, p. 93.
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- 1 2 木村英樹, 佐川耕平 & 福田紘大 2024, p. 51.
参考文献
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- 牧野茂雄「4輪化が義務づけられたSolar Racer」『Motor Fan illustrated』第84巻、三栄書房、2013年、14-15頁、 ISBN 9784779619199。
- 小泉建治「王座奪還を目指す東海大のTokai Challenger 2015」『Motor Fan illustrated』第108巻、三栄書房、2015年、12-13頁、 ISBN 9784779626326。
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 |
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- MOTORエレクトロニクス Vol. 1 トランジスタ技術増刊, CQ出版, ISSN 0040-9413
- 世界最速のソーラーカー -オーストラリア大陸縦断3000kmの挑戦-, 東海大学チャレンジセンター編, 東海教育研究所, ISBN 978-4-486-03715-6
- 読む知る話す ほんとうにあったお話 5年生, 笠原良郎, 浅川陽子監修, 講談社, ISBN 978-4-06-218225-6
- 史上最強カラー図解 プロが教える自動車のメカニズム, 古川修, ナツメ社, ISBN 978-4816349942
- 太陽エネルギーがわかる本, 一般社団法人日本太陽エネルギー学会編, オーム社, ISBN 978-4-274-21236-9
- 曇天・プリズム・ソーラーカー第1巻, 太田垣康男(原作), 村田雄介（漫画）, 集英社, ジャンプ・コミックス, ISBN 978-408870249-0
- 曇天・プリズム・ソーラーカー第2巻, 太田垣康男(原作), 村田雄介（漫画）, 集英社, ジャンプ・コミックス, ISBN 978-408870250-6
- エコ電気自動車のしくみと製作, 日本太陽エネルギー学会編, オーム社, ISBN 4-274-20291-7
- レッドシャイン, 濱野京子, 講談社, ISBN 978-406215383-6
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