2006-09-16

Da Ikiの基本コンセプト

DA-IKI.gifアウトリガーカヌーの楽しさ、海の楽しさをもっと多くの人に味わってもらいたい。Da Ikiはそんな願いを実現するために企画されました。そこで、3つのコンセプトを掲げて開発を進めることとなりました。
  1. 誰にでも使える性能
  2. 頑丈でメンテナンスフリー
  3. 気軽に購入できる価格
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2006-09-17

船体デザインの課題

「誰にでも使える性能」と口で言うのは簡単ですが、難しい課題です。色々と検討した結果、Da Ikiの最初のモデルとして、まずは一人乗りのV1をデザインすることとなりました。
 
V1は海外でも多くのメーカから製品が出されており、研究し尽くされているはずの分野です。しかし、Da Iki開発チームでは問題点を見つけ出しました。それは、Da Ikiの3つの基本コンセプトにどれも当てはまらないということです。
 
CAD.JPG多くのV1はスピードを重視するため6m〜7mと長く、細く作られていますが、この大きさでは子どもや初心者がコントロールするのは難しいでしょうし、持ち運びや保管も大変。「誰にでも使える」カヌーであるためには、もっと手軽な大きさとしなくてはなりません。

 

ところが、長さを縮めると、浮力を確保するために横幅を広げる必要がありますし、V1本来の特徴であるスピードが犠牲になることも心配。また、見た目のシャープな格好良さも損なわれると懸念されました。

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2006-09-18

CAD、CFD

最も理想的なV1のサイズを見つけるため、Da Iki開発チームの試行錯誤が始まりました。普通は実際に何種類ものカヌーを造って海の上でテストするのですが、これでは開発コストが上がってしまい、「気軽に購入できる価格」が不可能になる。Da Iki開発チームが採用したのはCADやCFDといったコンピュータ上の設計、シミュレーション用ツールで何パターンものカヌー形状や性能をテストするという手法です。

CFD.JPGDa Iki開発チームは世界中の研究者の協力の下、最新鋭のソフトウェアを駆使して短期間に様々な長さ、幅、深さを持つ船型を設計し、その性能をシミュレーションしました。また、世界最高峰の技術が結集するヨットレース「America's Cup」に出場する各チームの最新艇を研究し、海の様々なコンディションに対応できる理想的な形状を模索したのです。

数十に上る船型をテストした結果、ついにDa Iki開発チームは追い求めてきたものを見つけ出しました。それが420cm x 44cm x 10cmという寸法です。他メーカのV1よりはるかに短く、小さい船体ですが、特殊なボトム形状と組み合わせることで、特に低〜中速度での抵抗値が他のいかなるデザインよりも小さくなるのです。

simulation.JPG低〜中速度での抵抗値が少ないと言うことは、軽い力でも動きやすいということ。パドリングに慣れていない子どもや初心者でも、簡単に遊ぶことが可能となりました。一方で、スピードも犠牲にはなっていません。レース用V1には敵いませんが、長さに対する横幅は一般的なカヌーやカヤックよりも断然細く、水面を切り裂くように走ることが出来ます。
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2006-09-19

ボトム設計

ボトム形状がカヌーの性能を決定するため、Da Iki開発チームは最新の流体力学理論をデザインに活用しました。
 
Linesplan.gifカヌーの浮力を決定するのは排水量と呼ばれる、水中にあるカヌーの体積です。人の体重とカヌーの重さを合わせた浮力が無ければ、カヌーは浮かびませんので、最低でも100kg程度の排水量=浮力が必要です。
 
一方、カヌーを漕いだ時の動きやすさは水中の表面積によって決まります。表面積が多ければ、水の摩擦抵抗が増えて重くなるので、十分な排水量を確保しながら、表面積を最小に抑えるというのがデザインの腕の見せ所。同じ体積で、表面積が最も小さいのは球体であるのは皆さんもご存知でしょう。つまり、ボトム形状が球に近ければ近いほど、摩擦抵抗は減るのです。
 
Bodyplan.jpgところが、あまり寸胴では見た目が悪い上に、進むときの抵抗(造波抵抗)が増えます。さらには真直ぐ進むのも難しくなってしまう。そして、水中を進むカヌーの周りには様々な水の流れや渦が発生し、前後のバランスも変わっていくので、進んでいる状態での抵抗を最小限に抑えるデザインを工夫しました。
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2006-09-20

デッキのデザイン

海で乗るV1にとって、デッキ形状はボトム形状と同じくらい重要です。快適にパドリングでき、しっかりコントロールできるカヌーに仕上げるため、Da Iki開発チームではメンバの経験を元に様々なコンディションを想定したデッキの役割を検討しました。
 
ここで求めたのは次の3つ。
  1. 楽な姿勢でのパドリングを可能とすること
  2. 乗り降りが楽で、常にドライであること 
  3. 波の中でのコントロールを重視すること
deck.jpgこれをシンプルに実現するため、伝統的なVa'aとは若干異なる、シット・オン・トップのデザインを採用しました。これは、カヌーを完全に密閉した状態とし、その上にパドラーが座る形状とすることで、浸水したり沈んだりする心配が無くなるのです。
 
さらに、前後のデッキ形状にも工夫を凝らしました。前はボリュームを大きくしてあり、波の中でも水中に先端が沈まないので、水をかぶったりコントロールを失うことがありません。これに対応して後ろ側はデッキ上に大きな凹をつくりボリュームを抑えてあるので、例えば波に乗った時でもテールを押さえてコントロールが出来るのです。
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2006-09-21

ラインの美しさ

strength.jpgカヌーのような立体形状のデザインは、ラインを無駄なく美しく創り上げることで、同時に性能や強度をも高めることが出来ます。そこで、基準となるラインが出来るだけスムーズな弧を描くよう、三次元方程式を用いてラインを数値化していく作業が必要。
 
基準ラインが美しければ、ラインを結ぶ面も美しい形となっていきます。無駄のないスムーズな面はスムーズな水流を創り出し、カヌーは滑るように水面を走っていくのです。そして、スムーズな面はプラスティック成型するときにも樹脂が上手く型にのるので、強固に連結した頑丈な分子構造となります。そうすると、最小限の厚さで最大の強度を確保できるのです。
strength2.jpg 
大海原へ乗り出すカヌーにとって総合的な性能と船体の強度は、安全性を左右する重要な要素。Da Iki開発チームはコンピュータ上での設計データに、現代の成型職人のノウハウを組み合わせ、最高品質のラインの美しさを実現しました。
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2006-09-22

素材の選定

polycompound.jpg「ポリエチレン(Polyethylene)」とは、原油を蒸留して得られる「ナフサ(Naphtha)」を熱分解することで取り出される「エチレン(Ethylene)」のポリマー、つまり分子をさらに多数結合させたもの。ポリバケツやスーパーの買い物袋など、日本ではプラスティック製品の20%以上がこのポリエチレンによって占められています。
 
polyinmold.jpgポリエチレンには熱可塑性という特徴があります。これは加熱することによって融けるという性質で、熱を加えて液状化したポリエチレンを金型へ流し込んで成型することで、様々な形の製品を作ることが出来るのです。FRPのカヌーとの大きな違いは、殆ど自動的に一体成型を行うため、金型の他にも加熱・冷却などを行う巨大な設備が必要ですが、大量生産する場合は製品単価が大幅に削減可能となります。
 
また、同じポリエチレンでも分子構造によって特性が変化します。カヌーにはリニア・ポリエチレン(直鎖状)やクロスリンク・ポリエチレン(架橋状))と呼ばれる強度に優れた素材が用いられるのです。これらのポリエチレンに、野外や海上での使用に耐えられるよう、紫外線吸収剤や耐候剤といった添加物を混合して用いることで、他の素材とは比較にならない強度、耐久性をもつカヌーが出来上がります。

 
Da Iki開発チームでは、様々な使用条件や製品コンセプトを元に検討を重ねた結果、強度が高く原料の調達コストが安いリニア・ハイデンシティ・ポリエチレン(LHDPE、直鎖状高密度ポリエチレン)に、オーダーメイドの耐候処方を施した素材の採用を決定しました。
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2006-09-23

快適性を高めるシートデザイン

seat2.jpg多くのカヌーやカヤックは安定性を高めるためにシート位置が低く作られています。シート位置が低いと、乗り手は脚をまっすぐ前へ投げ出す格好となり、腰や腹部に負担がかかって楽に乗ることが出来ません。体力のない子どもや初心者、高齢者には辛い姿勢といえるでしょう。
 
Da Iki Va'aはアウトリガーによって横方向の安定性が確保されているため、シート位置は喫水線より20cm程度の高さとなっています。一方、フットウェルが設けられているため、足の位置はシートよりも20cm下。つまり、低めの座椅子に座っているような楽な姿勢をとることが可能です。
 
seat.jpg従来のカヌーやカヤックでは実現できなかった高さのシート位置のおかげで視界も一段と良くなり、ほとんど濡れることなくパドリングを楽しめるのです。このシートデザインによって、これまでにない快適な乗り心地を幅広い層に提供できることとなりました。
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2006-09-24

回転成型の採用

プラスティック製品を作るには様々な成型方法があります。ただし、「気軽に購入できる金額」を実現するためには、出来るだけ安価に成型しなければなりません。
 
通常のカヌー製品は強化プラスティック(FRP)で作られています。この方法は、ハンドレイアップやバキュームバギングといった手作業で作られるため、工数が多くなってしまい国産の場合はなかなかコストを抑えることができません。さらに、今回は価格と強度のバランスをとる目的でポリエチレン樹脂を素材として採用することもあり、FRPとは全く異なった成型方法を選ぶ必要がありました。

回転成型の流れ国内では余り普及していませんが、海外では大型の中空樹脂製品を作るのに最もよく用いられる成型方法があります。これが回転成型(Rotational Molding)。樹脂粉末を投入した金型を360度回転させながら加熱することで、中空の樹脂製品を一体成型することが可能な方法で、実際に海外の多くのカヌー、カヤックがこの成型方法を用いて作られています。
 
このほかにもポリエチレン樹脂に適した成型方法として、インジェクション(射出)成型やブロー成型というものが存在しますが、いずれも頑丈な金型が必要なため、初期投資も莫大なものとなってしまいます。これに対し、回転成型では金型への圧力がほとんど掛からないため、板金加工による安価な金型で成型でき、固定費が非常に安い。即ち、損益分岐点が低いので、カヌーのような大量生産が想定しにくい製品でも対応可能となるのです。

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2006-09-25

アウトリガーのデザイン

Va'aの象徴でもあるAMA(=アウトリガー)。性能を左右するとても重要な部品です。
 
ama.jpg単純に考えると抵抗となりそうですが、ポリネシアの祖先たちは様々な経験と工夫を織り込むことで、カヌーの性能を大幅にUPさせることに成功してきました。Da Iki開発チームは、抵抗を最小限に抑え、安定性を高めつつ、操作性も確保するという3つの相反する要素をバランスよく向上させるために、先人達の培った知恵を最大限に活用したデザインを創り上げたのです。
 
Da Iki Va'aのAMAはカヌー本体と同じくCFDのシミュレーションを繰り返すことで造波抵抗と表面摩擦抵抗を極小化する形状となっています。また、ボトムラインの絶妙な曲線が水の表面張力を上手く使い簡単に跳ね上げられないようになっている他、バランスを重視した体積(浮力)設定が波の中での自在なコントロールを可能としています。
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2006-09-28

ラピッド・プロトタイピング

こんな複雑な形状も出来てしまう!最新の流体力学理論、ポリネシアの伝統、そしてコンピュータを駆使したシミュレーションを組み合わせて設計されたDa Iki Va'aですが、机上の空論だけでは本物を創りあげることは出来ません。紙とコンピュータの画面上で創り上げられたデザインが、立体となった時にどのような形状となるか、また問題点が存在しないかを厳密に確認する必要があるのです。
 
Da Iki開発チームが立体形状の確認に利用したのが、ラピッド・プロトタイピングの技術。これはレーザー光線によって固まる性質の樹脂を用い、CADデータをまるで印刷するかのようにレーザー光線で超精密に成型していくもので、光造形とも呼ばれます。
 
これが光造形装置!Da Iki開発チームでは、最初のアイデア段階以降、全ての作業にCADを活用しデータ化しています。従って、2日ほどで立体モデルを成型し、このプロトタイプを利用して強度や金型製作の際の問題点を洗い出し、更なるデザイン修正を加えていく作業を大幅に効率化、短期化することが可能となりました。
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2006-10-04

プロトタイプの製作

plug1.jpgここまでは理論とコンピュータ上のシミュレーションで開発が進められてきましたが、本当の性能を確かめるには実物大のモデルを作り、実際に水の上でテストする必要があります。そこで、CADデータから忠実にフォームを実物大に削り出したプロトタイプ艇を製作しました。
 
ラピッド・プロトタイピングで製作した1/20スケールモデルとは迫力が違います。実物大とすることで、線の方向性や特徴もハッキリ見えてきますし、デッキ上の細かい造作や使い勝手も分かり易くなります。420cmと一般的なシーカヤックなどより短いボディでも、シャープなラインが際立つスピード感あふれるデザインであることが良く分かります。
plug2.jpg
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2006-10-09

水上テスト

CADデータを元にフォーム材を削り出して製作した実寸大のプロトタイプに防水加工と補強を施して、水上テスト用のプロトタイプを製作しました。まずは水上へ浮かべて、前後のバランスや浮力分布の確認を行います。
20060828110804.jpg20060828114834.jpg
次に、実際に人が乗ってみて、バランスや排水量が想定通りになっているかをチェック。シートやフットウェルの寸法、形状も人間工学的な計算に基づいて設計してはいるものの、本当に快適にパドリングできるかは乗ってみないと分かりません。
20060828113316.jpg20060828105026.jpg
まず、基本性能は最初の構想と設計の通りに出来上がっていることが確認できました。
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2006-10-15

セーリング仕様の検討

sail_07.jpgDa Ikiはパドリング、カヌーサーフィンと色々なコンディションで活用できます。Da Iki開発チームではさらに貪欲に可能性を追求し、セーリング仕様もオプションとして組み込むことを検討しました。
 
安定性はアウトリガーによって確保されているため、セールを取り付けることは特に問題ありません。しかし、ヨットのようなセールシステムを取り付けるとなると、船体の強度も求められますし、重量も増えて性能に悪影響を及ぼしてしまう。


sail_08.jpgそこで、着脱が簡単で軽量、操作もシンプルなセールシステムを研究。アドベンチャーレースの強豪チームが採用しているセールシステムにたどり着きました。このセールシステムは左右同じ長さのブーム兼マストを持つスプリット形状で、マストステップもフレキシブルジョイントとなっています。これをカヌーのノーズから張ったショックコードでテンションを掛け、コックピット側で左右のシートを操ることで、自由にセール形状を変えることが出来る優れもの。シンプルな構造ながらも、ランニング〜クローズホールドまで、本格的なセーリングを楽しむことが出来るのです。
pa05.jpg

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2006-11-04

カイトカヌー

18世紀頃から、カイト(凧)を動力として船を走らせる研究がなされてきました。特にこの数年でカイトボーディングは世界的に流行し、素晴らしいカイトが商品として世界中のメーカーから提供されています。しかし、ボートやカヌーについては、今日に至るまで実用的、または現実的な道具が完成されていません。
 
カイトボーディングではサーフボードやウェークボードを使って水面を滑走しますが、体力やスキルを要求されます。もし、カヌーに座ってカイトで走ることができたら、とても楽だし、遊びの幅も広がりますね。
 
Da Iki開発チームは、当初からカイトカヌーとしての用途を念頭に置いています。安定性は申し分ない上に、細長い船体は水面をグリップし、カイトに引っ張られながらもアップウィンドが可能。カイトはデパワーラインをカヌーシート部に取り付けたシャックルと固定することで、余計な力を使わずにコントロールできます。
 
カイトカヌーはカイトボーディングよりもアンダーパワーに強く、小さいカイト、微風でもプレーニングを楽しむことが出来るのです。
kitecat2.jpg kitecat.jpg
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2006-11-12

ユニバーサルデザイン

Copyright(c) 日本チェアスキー協会スポーツが肉体と精神を健全に保つために役立つのは良く知られていることです。病気や事故などによって身体の一部に不自由がある人達にこそ、スポーツを楽しんで頂きたいものです。
 
昨今、ユニバーサルデザインという考え方が普及し、障害を持つ方でも様々なスポーツへの挑戦が可能となっています。その中で、Da Iki開発チームが特に注目したのがパラリンピックなどでも良く知られるチェアスキー。トップクラスのアスリート達がメダルを目指して努力する姿は、障害者に連想しがちな暗いイメージを微塵も感じさせない、すがすがしいものですね。

本来、カヌーパドリングは動作が比較的シンプルで身体への負荷も小さいのですが、安全確保や運営方法などの問題が多く、なかなか普及が進みません。常に転覆の可能性がある一般的なカヌーでは、落水後の対応如何では危険な状況が想定されます。また、乗りこなすためのテクニックが必要であったり、安全性を前提とした形状を追求すると性能低下が避けられず、競技性も薄れてしまうのです。

Adaptive Paddling Race

 
 
 

一方、アウトリガーカヌーはもともと荒れ狂う海の中での性能を追い求めた結果、創り上げられた舟です。安全性も航行性能も抜群ですから、ユニバーサルデザインそのものと言えるのではないでしょうか。下肢障害や視覚障害の方でも、多少の工夫でパドリングを楽しむことが可能ですし、国際的にもAdaptive Paddlingという競技種目として国際オリンピック連盟が正式種目としての採用を検討し始めているのです。
universal01.jpg universal02.jpg 
Da Iki Va'aは、安定性を更に向上させるため、両サイドにアウトリガーを取り付けるダブルアマ仕様もオプションとして用意しています。また、ラダーが無くても直進性や操作性が確保できる設計のため、完全な下肢障害者でもコントロールの心配は無用です。しかも、他の障害者スポーツと異なり、ほとんど標準仕様のままでカヌーを利用可能なので、手軽に用具を確保できるのも特徴。まさにユニバーサルデザインを体現する製品と自負しています。

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2006-11-14

V2開発プロジェクト始動

一人乗りのV1だけでは、遊びの範囲を十分にカバーできないと考え、Da Iki開発チームでは二人乗りタイプのV2のデザインに着手しました。

DUO01.jpg DUO02.jpg

こちらも、Da Ikiの基本コンセプトを踏襲し、デザイン上の工夫を色々と織り込みながら開発を進めています。まずはV1の製品化を先行しますが、07年度中のV2登場にもご期待下さい。
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2006-12-26

モールド制作

strongback.jpg成形に用いる金型を作るため、まずは3次元CADデータからNCレーザカッターを使い断面形状の型枠を制作。この枠をベースとして金型の制作に入ります。完成目途は2月上旬予定。

今回の製品化に際しては、鋳造で制作する一般的な金型ではなく、軽量かつ熱効率が良く、製作コストも抑えられるというメリットを勘案し、板金金型を採用しています。このような金型は日本の高い板金加工技術があって初めて実現できるものです。

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2007-01-17

ラダーデザイン

IVF.jpgアウトリガーカヌーの国際連盟「International Va'a Federation」の競技ルールでは、伝統を重んじるためVa'aすなわちカヌーにはラダーをつけないこととなっています。ラダーがなくてもスキルや経験があればカヌーを自在にコントロール可能でしょうし、そのためにトレーニングするのも競技の観点では当然と言えます。したがってDa Ikiも高い保針性を持たせたデザインとなっています。

とは言え、アウトリガーカヌーのエッセンスを楽しみたい、気軽に海で遊びたいというニーズに立ち戻ると、どうしても「操作の簡単さ」が求められます。そこで、Da Iki開発チームではオプションでフットペダル式のラダーを取り付けられるように設計しました。
 rudder-01.GIF rudder-02.GIF
このラダーは頑丈なアルミまたはステンレス製で、構造はいたってシンプル。どんなに激しく遊んでも決して壊れないことを前提に設計してあります。特にラダー本体はキックアップ式となっていて、ビーチや浅瀬に乗り上げても自動的に跳ね上がり衝撃をかわしてくれます。

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2007-02-27

シートメタル・モールド

20070227103922.jpg日本の金属加工の粋を結集して作られた、世界に類を見ないシートメタル・モールドがいよいよ完成!
 
従来の加熱成形用金型は一般的な鋳造で作られます。しかし、今回のプロジェクトでDa Iki開発チームが採用したのは、日本の自動車工業などを支えてきた高い板金加工技術をベースとしたもの。
 
まもなく成形品の水上テストも始まります。乞うご期待。
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