ブックタイトルマツダ技報　2015 No.32

概要

マツダ技報　2015 No.32

マツダ技報No.32(2015)②PPF(パワープラントフレーム)の採用③FFベースの4WD車に対しリヤ・デフを大型化④フロント&リヤ・サスペンションのシステム変更⑤オープンボデー化によるボデー機能とカラクリ(性能のメカニズム)の変化を明確化し,それに対応するボデー構造を理想化した。2.2基本コンセプトボデーの理想の骨格を実現するためのコンセプトを①基本骨格のストレート化②連続フレームワーク③マルチロードパス。特にハイマウント・バックボーンフレームへの伝達強化として開発構想を立案した(Fig. 1)。FFFront engine Front driveClosed BodyFig. 1 SKYACTIV-BODY Vision2.3理想構造化のプロセス理想構造を構築するに当たり①衝突,剛性,NVH等に対応するフレームワークの構造検証②機能配分量の適正化③品質工学による寄与度分析を用いた検証を繰り返した。特にフレームワークの検証においてトポロジー解析を実行した。その結果ハイマウント・バックボーンフレームとフロント・サストップの結合剛性向上が車体剛性の向上に有効であることが明確となり,開発構想の進化につながった(Fig. 2)( topology)。CAE ModelTwisting ConditionFig. 2 Topology AnalysisNext-FRFront engine Rear driveOpen Body3 13312OPTIMIZATIONBending ConditionConnect Front Suspension Tower to Backborn Frame33.ボデー構造新型ロードスターのボデー構造の特徴をねらいと適用技術を踏まえて紹介する。3.1フロント・フレーム,クラッシュカン衝突性能の実現のため,3代目ではクラッシュスペースが短いまま780MPa級超ハイテン材を採用し高い耐力を出すことで衝突エネルギーを吸収していた。これを,4代目ではクラッシュスペースをより長く確保し,耐力を相対的に下げる手法とした。そのために,よりクラッシュスペースを広げる工夫を行い,バンパレイン後端からサスペンションタワー部までの範囲を十字断面とした。稜線の多い十字断面の効率の良さと耐力目標減から,材質を780MPa級超ハイテン材から440MPa級ハイテン材化し,板厚を1.6t⇒1.2t / 1.4tに低減し,軽量化した。次に,サスペンションタワー後方も潰してクラッシュスペースを無駄なく使い切る構造とした。この部位はサスペンションタワー支持部にもなるため,衝突性能と剛性のバランス取りに注力し,CAE検討を繰り返しながら設計仕様を決定した。これらの結果から,衝突時のキャビンへの入力が低減され,ボデー全体の軽量化へ寄与した。また,限られたスペースを無駄なく潰しきることで,車両のフロント・オーバハング短縮につながり,デザインを向上させた(Fig. 3)。Suspension TowerCrushable ZoneCross-shaped FrameAxial compression forceFig. 3 Front Frame Structure3.2ダッシュクロスメンバダッシュクロスメンバはフロント・フレームとバックボーンフレームをつなぐ部材であり,2.3で前述のように両者の結合を強化することで車体剛性は向上し,かつ前面衝突時の乗員足元保護にも有効である。一方,構造体を実現するには,ドライビングポジション適正化による足元スペース拡大や,ヨー慣性モーメント低減のためのエンジン後方配置等のパッケージとの両立が課題となった。そこで車体性能とパッケージを高次元でバランスさせるため,従来車で断面内に設定していたステアリングシャフト用貫通穴を独立させて断面不連続部位をなくすとともに,もち上げた断面を緩やかにバックボーンフレームへつなぎ,部材全体で荷重を受ける構造として,足元スペース-140-