BAYU開発記録

開発のきっかけ

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20世紀最大の発明品のひとつである自動車は、100年以上にわたって最適化と開発が続けられ、私たちの生活に欠かせない存在となり、大きな利便性をもたらしてきました。

 

しかし、自動車を頻繁に使う過程で、「車の表面が汚れやすく頻繁に掃除する必要がある」「車内も小さなゴミが多く掃除しなければならない」「走行時の安全性に影響するタイヤの空気漏れ」などといったユーザーの悩みも発生しています。 そのため、これらの問題を解決するための車載用製品が数多く誕生しています。

カーユーザーであれば、ほとんどの方が洗車機、クリーナー、エアコンプレッサー、カーライト、スマホホルダーなど、車に関連する製品を購入したことがあるかと思います。

しかし、これらの既存製品を購入して車に載せてみると、それぞれの製品のデザインスタイル、形状、サイズ、カラーが非常に異なっており、収納時に車のスペースを大きく取っていることに気づきます。

また、製品内部のスペースが限られているため、大容量のバッテリーを搭載することができず、多くのワイヤレス製品ではバッテリー駆動時間が短く、使用時間や使い勝手に影響を及ぼしています。それだけでなく、使用後には各製品を個別に充電する必要があるため、そうした時間や手間がかかってしまいます。

こうした既存製品の多くの問題点を踏まえ、自動車ユーザーとして、また自動車関連分野の起業家として、どのような車載製品が欲しいかを長年考えてきました。 美しさ、力強さ、使いやすさを備えながら、収納サイズがコンパクトで、デザインや色の統一性が高い製品をいかに作るか。

3ヶ月以上の時間をかけて深く考え、さらにユーザーニーズを掘り下げた結果、車載製品の使用体験を向上させるために、カーライフで必要な製品をモジュール化し、コンパクトな車載製品群を設計・開発するという方向性が定まりました。

ワイヤレスでの使用時間を長くし、リチウム電池の使用量を減らすために、電源電池部分を別モジュールで設計。そうすることで多くのメリットが生まれました。

1つ目は、モジュール内に大容量のリチウム電池を配置することで、製品のワイヤレス使用時間を長くできることです。

2つ目は、電池モジュールは複数の出力インターフェースを持つ設計が可能で、市場にあるあらゆる種類の製品に電力を供給するパワーステーションとなれることです。

3つ目は、充電がこのバッテリーモジュール1つだけで済むことです。

4つ目は、リチウム電池の使用量を削減し、環境保護を追求する製品設計思想を反映させたことです。

 


モジュール設計について 

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モジュール設計は非常に良いアイデアですが、当初は3つの課題がありました。

 

1つ目は、同じ電池モジュールを使用して、モジュールごとに異なる電力要件、電圧要件、電流要件をどうバランスさせるかです。

2つ目の課題は、物理的な接続面の形状をどのように設計するか。すべてのモジュールの構造に適合することはもちろん、簡単かつ迅速に分解・組み立てができ、非常に強固なユニットを形成できるようにすることです。

さらに、分解したモジュールがアクセサリーのように見えるのではなく、完成品であるという美的感覚も大切です。

3つ目の課題は、限られたスペースで2つのモジュール間の大電流伝送をいかに設計するか。同時に2つの電流チップを非常に小さく、分解後に表面の外観を損なわないように平らにすることでした。

 

これらの問題を解決するために、これまでに10の接続面のアイデアを作ってきましたが、全てのモジュールの構造を合わせるのが難しいもの、モジュール間の分解が不便なもの、サイズが大きすぎて美観に影響するものなど、どれも完璧には解決できませんでした。これらの問題をうまく解決できたのは、11番目の現在の形状にたどり着いたときでした。

 

この形状は、すべてのモジュールの構造に適合しており、簡単に分解することができ、組み立て後に強固なユニットを形成することができます。さらに分解されたモジュールは完成品として非常に高い電流を伝送することができます。

 

モジュール製品のコアとなる接続形状の問題を解決した後は、他のモジュールと組み合わせて電力を供給できるように、バッテリーの応用シーンとその価値を高める方法を考え始めました。 そのために、ユーザーの日々の高頻度な行動ニーズを長い時間をかけて振り返り、分析を行いました。

 

QC3.0/FCP/AFC/Appleの急速充電プロトコルに対応し、5V=3.4A、9V=2A、12V=1.5Aと幅広い電圧・電流を出力できるUSB出力ポートをオールラウンドチャージ上に設置しました。 また、スマートフォンのワイヤレス充電の普及を考慮し、上部には15Wワイヤレス充電モジュールも追加しています。

その後、オールラウンドチャージは、私たちが開発した他のモジュールだけでなく、市販されている他の製品にも電力を供給できないかと考えました。

しかし、市場に出ている家電製品は、それぞれ異なる機能、電力、電圧、電流などの指標を持っており、それらを動かすためには、どのように実現すればよいのか。

 

既存の車載機器を分析した結果、最終的にそのほとんどがシガーソケットの充電口を共通に持っていることがわかりました。 そこで、オールラウンドチャージの背面にDC出力コネクターを設けることで、DCアダプターケーブルと合わせて、シガーライターコネクターから市販のほとんどの車載機器に電源を供給できる解決策を見つけました。

 

最後に、オールラウンドチャージ本体の充電の問題を分析・検討しました。例えば、充電ケーブルを忘れても、いつでもどこでも充電できるようにするためにはどうしたらいいか。

そこで、充電口をスマートフォンと同じにし、スマートフォンを充電できる場所でオールラウンドチャージ本体も充電できるようにすることを考えました。

 そして、ユーザーの充電の利便性を高めるために、今後最も普及するであろうType-Cを充電口として選択したのです。


 

オールラウンドチャージ

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オールラウンドチャージの開発では、円筒形のエナジーバーの直径を他のモジュールの直径と同じにすることで、全体の見た目を整えつつ、内部のアクセサリーの収納スペースや手にしたときの握りやすさや感触などの条件をクリアしなければならないという、寸法設定の問題に再び直面することになりました。

 

そのため、モジュールの大きさは大きすぎず、小さすぎずということが必要です。 すべてのモジュールのサイズと、内部のアクセサリーに必要なスペース、そして手に持ったときの感触を考慮し、55mmから75mmまでのサイズを計算して検証した結果、65.5mmというサイズがちょうどいいバランスであることがわかりました。

 

製品の素材についてもいろいろと検証しました。もともとはアルミを使って質感を向上させたかったのですが、手に持ったときの感触が悪く、特に冬場の寒さが厳しかったのです。

私たちのプロダクトデザインの哲学は、常にユーザーエクスペリエンスを追求することであり、その使い勝手を反映させるために、最終的にシェル素材にプラスチックを選択しました。

PC、PC+ABS、ABSなどのプラスチック素材の中から、物理特性、機械特性、耐熱性、使用感のバランスを考慮して、最終的にABSを表面のカバー素材に選びました。

 

さらに、オールラウンドチャージの回路全体の開発にも時間をかけ、各種インターフェースで大電流・安定した出力に対応させると同時に、限られたスペースの中で各種チップユニットを合理的に配置することに成功しました。 開発完了後、長期間の連続運転テストと耐久性テストを行い、回路全体の安定性は非常に高い性能を発揮しました。

 

また、スマホホルダーの設計にあたっては、より良い使い心地のためにさまざまなオプションを考えました。最終的には車内の限られたスペースを考慮し、ドリンクホルダーに設置して使用できる形を採用しました。これにより、車内で場所を取らないだけでなく、運転席や助手席からのアクセスや充電が非常に容易になります。

 

スマホホルダーのサイズは何度も変更されました。 大きすぎると車内のスペースに影響が出ますし、小さすぎると使えないスマホが多くなるので、ワイヤレス充電に対応する市販の主流な携帯電話のサイズを集めて分析し、最終的に6.9インチまでのスマホに対応できる縦173.5mm、横85.6mmというサイズに落ち着きました。


高圧洗浄器 

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高圧洗浄器の開発過程では、よいかに水圧を高くするか、高圧の水の出入り口から水漏れがないようにするか、製品の振動、騒音、密閉性、発熱、水の消費量、耐久性、寿命など様々な重要な指標がいかに規格に適合させるかといったことが必要です。

 

圧力を上げるために、ポンプ内部の構造にもさまざまな工夫を凝らしました。ワイヤレス洗車器なので、水圧が高すぎると水の消費量が増え、電池の寿命が短くなります。

 

反対に水圧が低すぎると、汚れを十分に洗い流せません。そこで、洗車に必要な水圧を満たしながら、水の消費量を減らし、電池の持ちをよくするための水圧設定のテストを重ね、最も適した水圧の値を導き出しました。

 

 同時に、使用する素材についても入念なテストを行い、亜鉛合金+アルミニウム合金+ステンレス+銅を洗車機全体のコア素材に選びました。

 

また、長時間手に持って使うものなので、人間工学に基づいたデザインも非常に重要です。 例えば、オールラウンドチャージをハンドルの上、下、後ろに配置するなど、製品の重量配分についてさまざまなテストを行いました。

研究の結果、バッテリーの最適な位置は後方で、前方65%、後方35%の重量配分となり、先端が下に下がるのを効果的に回避し、長時間の使用による手の疲れを軽減することができました。

 

さらに、高圧洗浄器の水の噴射口に取り付ける、0度と40度の2種類の交換ノズルと、洗剤用の泡スプレーボトルが標準装備されています。

そのほか、5mのロングホースと、収納しやすい10Lの大容量ウォーターバッグを装備し、電源や蛇口にとらわれず、水源地近くであれば、いつでもどこでも簡単に洗車ができるようにしたいと考えました。


エアコンプレッサー 

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エアコンプレッサーの開発時は、ポンプ効率、振動、騒音、放熱、知能、サイズなど、多くの指標をどうバランスさせるかが課題でした。

 

当初のデザイン案は、円筒形でありながらコンパクトなストレートシェイプ。

しかし、エンジニアリングプロトタイプ全体を開発すると、製品は小さく美しく、自転車やバイクなどの小さなタイヤの空気入れには適していますが、大きな車のタイヤの空気入れには時間がかかりすぎたのです。

 

そのため、ポンプのシリンダー、ピストン、ギア部品、モーターなどの設計を何度もやり直しましたが、結局、既定の容積では思うような効果が得られず、2カ月以上かかっていたストレートタイプのインフレータポンプの開発は断念しました。

 

そこで、これまでの経験をもとに、シリンダーの口径を大きくし、ピストン、ギア比、モーターを最適化するなど、外観や内部構造の設計をやり直しました。

放熱経路の設計も見直し、最終的には、振動、騒音、放熱の設計基準を満たしながら、ほとんどのタイヤを0気圧から従来の2.5気圧まで3~8分で膨らませることができる量産型ポンプを完成させることができました(※中国製造の自動車によるテスト)。そのほか、上部にはLED照明を搭載して夜間の空気入れも容易にできるようにしました。

さらに、使いやすさを高めるため、ポンプの回路方式を車、バイク、自転車、ボールなど4つのモードで設計し、パラメーターはデフォルトで最もよく使われる値に設定しました。 これにより、膨らませたい製品に対応するモードを選択することで、ワンクリックで空気入れができるようになりました。

また、高精度のタイヤ空気圧センサーを内蔵し、製品の空気圧が設定値に達したことを感知すると自動的に空気入れを停止するため、空気入れの効率、使い勝手、安全性を大幅に向上させることができます。


 

マルチLEDライト 

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マルチLEDライトの設計過程では、夜間の歩行、夜間の車の修理、屋外でのキャンプや釣りなど、さまざまなシーンでの照明ニーズをいかにうまく満たすか、といった応用シナリオを数多く実施しました。

 

まず、着脱可能なランプカバーを設計しました。そうすることで懐中電灯モードからランタンへ簡単に変更でき、夜間の車の修理やアウトドアでのキャンプなどでも使いやすくなっています。

さらに、本体側面に国際規格の1/4ネジ取付穴を採用したことで、ほとんどの三脚と組み合わせることができ、夜釣り用ライトなどでの使い勝手を考慮した設計になっています。

 

また、明るさ、照射範囲、電池寿命などの主要指標をバランスよく設計しており、最大輝度1650Lux、照射範囲3Mで直径4Mの照射が可能。。焦点調節が可能な大口径61mmの光学ガラス製凸レンズを搭載しているため、本体の手前部分を引き出すことでズームができ最大約480mまで光が届きます。照射モードは、強、中、弱、フラッシュ、SOSが設定されています。

 

また、内部温度が高くなりすぎると自動的にパワーコントロール温度を下げてLEDビーズを保護する設計としました。製品の材質については、LEDライトの放熱性を考慮し、製品全体の厚みを2.2mm~2.8mmのアルミニウム合金とし、全体の放熱性を良くしています。


ハンディクリーナー 

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ハンディクリーナーの開発では、吸引力、振動、騒音、ろ過能力、集塵箱、掃除のしやすさなどを検討する必要がありました。

 

しかし、エンジニアリングプロトタイプがすべて完成した後、吸引力の項目で、設計基準を満たせないことが判明しました。

 

高速エアホイールの構造やサイズ、モーターの機種や回転数など、さまざまなものを試し、適切なエアホイールの構造やサイズ、モーターの機種や回転数を決定した結果、吸引力は向上しましたが、それでも設計基準には達しませんでした。

 

そこで、集塵フードの吸気口の再拡大、カートリッジの材質の最適化など、エアダクト全体の設計の見直しに着手しました。フィルターは、使い勝手を向上させるため、外側のステンレスフィルターで大きな粒子を、内側のカートリッジで細かい粉塵を取り除く2層カートリッジ設計を採用しました。これにより、洗浄が容易になり、カートリッジの寿命も延びます。

 

継続的なテストと研究を行った結果、最終的に完成したハンディクリーナーは、すべての領域で当初の設計基準をクリアしています。

 


最後に

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エンジニアリング原型が完成した後、長くプロダクトデザインに携わってきたドイツの工業デザイナーを招き、プロダクトデザイン全体の洗練化を図りました。

 

そして、エンジニアとデザイナー、両チームの努力により、最終的にこのコンパクトでミニマル、かつ美しいデザインソリューションを確立することができたのです。

また、製品を保管するためのさまざまなパッケージング・ソリューション、コンパクトなサイズで非常に美しい収納ケースをどうデザインするかにも取り組みました。

収納ケースの中には、オールラウンドチャージ、高圧洗浄器、ハンディ―クリーナー、エアコンプレッサー、マルチLEDライトや、それらに付随するたくさんのセット部品を入れる必要がありました。

さまざまなデザインやレイアウトの修正を繰り返し、最終的に430mm×305mm×130mm、上下2層構造で、収納の利便性とコンパクトなサイズ、美しい形状を実現した収納ケースが完成しました。

こうして2年間の研究開発の苦労を経て、ついに製品の量産化が可能となりました。

 

高圧洗浄器によって、ユーザーがより簡単に、より効率的に洗車できるようになることを期待しています。

ハンディクリーナーは、車内をよりきれいに掃除するのに役立ちます。

エアコンプレッサーは、日々のタイヤ充填の問題や長距離走行時のタイヤ空気圧の安全性を解決します。

マルチLEDライトは、さまざまな夜間シーンで高い照度を実現します。

オールラウンドチャージは、上記の製品に強力な電源を供給するだけでなく、USB急速充電出力ポートから各種デジタル製品に電源を供給し、上部のワイヤレス充電でスマートフォンの充電を容易にします。さらに、DC出力ポートからシガーソケットケーブルを介して最大100Wの各種車載用電化製品に電源を供給することが可能です。

 

最終的には、この充実した車載製品セットが、多くのカーユーザーにとって真の恩恵となることを願っています。最後までお読みいただき、ありがとうございます。