マツダロードスター 990kgの軽さを実現したボディと「剛性感」の理由

2019/06/24

「2人乗り小型オープンスポーツカーの原点回帰」をコンセプトに開発したのが、4代目にあたる新型ロードスター。理想的な位置に人を乗せ、ミニマムに設計。前後のオーバーハングを切り詰めているので、衝突安全性能を確保する意味でのハードルは上がった。

アルミは重心点より遠く、ヨー慣性モーメントを小さくするのに効果のある位置に使いたい。それが基本姿勢。ボンネットフードやトランクリッドもその意味で効果の高い場所だが、ユーザーが手に触れる機会が多く、軽さを実感しやすい点も評価されての（継続）採用。前後バンパーレインフォースメントなどは新規にアルミ化した。

適正なポジションで座らせるためにも、乗員を中央寄りに位置させたい。そのためにセンタートンネルを細くしたいが、それにはエンジンとデフを結合するパワープラントフレームが邪魔になる。先代でZ字形だった断面をコの字形にすることでスリム化に貢献しつつ、必要な剛性を確保するための最適形状を導き出し、同時に重量軽減穴も最適化して約1kg軽量化した。とくに縦方向の曲げ入力に対する剛性が重要。先代もアルミだったが、現行モデルもアルミ製。

基本骨格を可能な限り直線で構成する「ストレート化」と、各部の骨格を協調して機能させる「連続フレームワーク」のコンセプトは、CX-5 以降の第6車種群に共通する設計思想。オープンボディのロードスターはフロント・サイドメンバーからアッパーへのロードパスが存在しないので、Y字形のフロント部を持つバックボーンフレームが重要になる。

ボディシェル重量は先代比で約20kg 軽量化。高張力鋼板、超高張力鋼板、アルミ材の使用比率は、先代モデルの58％から71％に拡大。270MPa スチール、390/440MPa、780MPa ハイテン材の使用比率は減り、590MPa、1500MPaハイテン材の使用比率は増え、980MPa、1180MPaハイテン材は新規に使用。

連続する大断面フレームワークと強固なバックボーンフレームの構築

アンダーカバーも剛性部材として活用した高効率構造

コーナリング時の荷重入力特性を踏まえた高剛性トラス構造

サスペンションのクロスメンバー（井桁状のフロント側2点）にフロント・サイドメンバー先端のクラッシュカンに相当する衝撃吸収の役割を受け持たせている。これに関しては、サスペンションのエキスパートとボディのエキスパートがタスクチームを結成し、開発にあたった。

ボディフレームの一部をリヤサスペンションクロスメンバーの一部として活用し、それをトラス形状とすることで、軽量化しながらリヤまわりのねじり剛性を向上させた。フロントと同様、ボディ側とシャシー側の垣根を取り払って開発。どういう構造にするのが一番効率は高いのかという概念で設計。

「必要な部分に必要な剛性があればいい」という考えをボディ設計に反映。タイヤ～サスペンションからの入力を受けるフロントダンパーマウント部とサスペンション取り付け部を、サイドシル、ヒンジピラーとつないで環状構造化し、サスペンションの支持剛性を向上させている。

トランクリッドは先代と同様アルミ材を採用。手に触れて「軽量」であることを実感できる仕掛けも込められている。高速回転するツールを押しつけ、そこで発生する摩擦によって隣り合う素材を混ぜ合わせ、接合する摩擦撹拌接合の痕が見える。

先代ロードスターはフロントバンパーレインフォースにホットスタンプ材を使用していたが、新型ではアルミ材（7000系）に置換し、前後合わせて3.6kg軽量化。新型はバックボーンフレームの二股部分にホットスタンプ材を使用。それ以外のバックボーンフレームは590MPa にランクアップしている（先代は390/440MPa を使用）。サイドシルは390/440MPa→1180MPaにランクアップ。

新型はフロントのナックルもアルミ化。大きな入力が入るフロントナックルのアルミ化は開発のハードルが高かったそう。ルーフトップのアルミ化は剛性向上が目的で、走行中の空気剥離による音の低減と開閉操作を楽にするのが狙い。

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