マツダ技報
Online ISSN : 2186-3490
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巻頭言
特集:MAZDA CX-30
  • 佐賀 尚人, 山田 真泰, 小曳 脩介, 森重 領介, 西角 博和
    原稿種別: 特集
    2020 年 37 巻 p. 3-6
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    CX-30は人間中心の設計思想の下,コンパクトクロスオーバーとしての使い勝手のよさを徹底的に磨き上げ,全く新しい車種として導入した。乗る人全てがくつろぎながら,ロングドライブでも快適に過ごせる,心地よいゆとりを実現した室内空間,さまざまなシーンやニーズにストレスなく応えられる容量と使いやすさを兼ね備えたラゲッジスペース,ドライビングポジションやヒューマン・マシン・インターフェイスなど,最新の知見と技術を織り込んで進化させた運転環境を提供した。CX-30は幅広いライフスタイルをサポートするとともに,このクルマと暮らす時間をより豊かに感じられるよう,細部まで丁寧に造り込んだ。

  • 柳澤 亮
    原稿種別: 特集
    2020 年 37 巻 p. 7-11
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    全く新しいコンパクト・クロスオーバーSUVとして誕生したCX-30は,日本の美意識を礎とし深化したマツダのデザイン・テーマ『魂動(こどう)-SOUL of MOTION』を採用した新世代商品の第2弾である。「引き算の美学」のもと,研ぎ澄まされた強い生命感を表現した。

    多くのお客様に支持されるよう高い実用性を持ちながらも,「世界で最も美しいクロスオーバーSUV」というあい反する高い目標を掲げ,課題のブレークスルーによりそれらを高い次元で両立した。デザイン・コンセプトは『Sleek&Bold』(スリーク・アンド・ボールド)とし,伸びやかな美しさと,SUVらしい力強さが融合したプロポーションを創造した。

    室内は『人馬一体』・人間中心の思想と,日本の伝統的な建築にも見られる「間」の考え方に基づき,ドライバー・コックピットの「包まれ感」と,助手席の「抜け感」を対比させた。また細部に至る徹底的な創り込みによる高い質感に加え,内装色は4つのコーディネートにより,お客さまの歓びとライフ・スタイルをサポートする。

  • 西田 良太郎, 加藤 二郎, 藤山 智彰, 西尾 貴史, 平田 宏喜, 篠原 宏文
    原稿種別: 特集
    2020 年 37 巻 p. 12-18
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    マツダは「走る歓び」を通じて,地球・社会・人 それぞれの課題解決を目指すことを「サステイナブル“Zoom-Zoom”宣言 2030」の中で示した。SKYACTIV-G 2.5Tは,CX-9やCX-8,CX-5,MAZDA6といった比較的大型の車種に搭載され,高いトルク性能や加速レスポンス性能を特徴に,走る歓びを提供して市場で好評を得てきた。今回,新たに北米向けCX-30やMAZDA3などCセグメント車に本エンジンを搭載して,意のままの力強い走りを提供する。水冷インタークーラーを高い冷却効率で活用することで,エンジンの大幅なコンパクト化を実現した。本稿では「走る歓び」をより多くのお客様に提供する新世代Cセグメント向けガソリンターボエンジンSKYACTIV-G 2.5Tの技術紹介を行う。

  • 中田 章博, 森川 陽介, 岡本 哲
    原稿種別: 特集
    2020 年 37 巻 p. 19-26
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    自動車からのCO2排出量削減のために空気抵抗の低減は欠かせない。ただし空気抵抗は車体形状に依存するため,商品開発においてはデザインと空力の両立が命題となる。私たちは,空力性能とデザインを高次元に両立するために,SUVデザインの重要ポイントの一つであり,Cd値への寄与度が大きいタイヤ周りの風流れに注目し,Computational fluid dynamics(CFD)技術と風流れ制御技術開発に取り組んだ。まず,タイヤ形状の再現度とホィール回転手法に着目し,タイヤ周りの風流れの現象を再現できるCFD技術を構築した。そしてCFDを用いて,Cd値に寄与する風流れの運動エネルギー損失の発生要因を分析し,従来技術比でCd値を約3%低減できる新しい風流れ制御技術を確立した。そして新技術をCX-30の商品開発に適用することで,デザインコンセプトとクラストップレベルのCd値の両立を実現できた。

  • 柏村 祐二, 老川 隆, 吉村 匡史, 後藤 英貴, 松村 篤
    原稿種別: 特集
    2020 年 37 巻 p. 27-32
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    CX-30とMAZDA3は新世代スモール商品群として,コモンアーキテクチャを用いて開発をスタートした。乗り心地性能と操縦安定性のプラットフォーム開発においては,人間中心の開発哲学に基づき,人の頭部の動きを安定させて,快適な乗り心地性能と車が人の手足のように感じられる“人馬一体”が更に進化することを目指した。それは新たな車両構造技術SKYACTIV-VEHICLE ARCHITECTUREを適用したことで実現した。これを具現化したMAZDA3に続き,SUVであるCX-30でも同じ乗り心地性能と操縦安定性能が感じられるように,MAZDA3から踏襲すべき要素技術を“固定”,CX-30ユニークなシステム要件に対して変更を加えることで同じ性能が得られる要素技術を“変動”と定め,この“固定”と“変動”を組み合わせることで,MAZDA3と同体質(同じ特性)が感じられるダイナミクス性能を実現した。

  • 嶋田 克利, 梅津 大輔, 今村 泰理, 日高 誠二
    原稿種別: 特集
    2020 年 37 巻 p. 33-38
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    マツダは,長期ビジョン「サステイナブル“Zoom-Zoom”宣言2030」に基づき,クルマのもつ魅力である「走る歓び」によって,「地球」,「社会」,「人」それぞれの課題解決を目指している。AWDシステムでは,人の能力を引き出し,心と体を活性化させる「人馬一体」感のさらなる追究と,実用環境下における燃費性能の両立を掲げて技術開発を行ってきた。本稿では,2012年 CX-5以降の車両に順次搭載してきた「i-ACTIV AWD」をベースとして,ハードウエア/ソフトウエアとも大幅に進化した,CX-30搭載の「新世代 i-ACTIV AWD」について紹介する。

論文・解説
  • 田邉 政治, 宮本 幹大, 山上 登, 山広 昭文, 森本 誠司, 上村 晴美
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 39-44
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    マツダの車両開発における信頼性評価では,車体やシャシーに代表されるコンポーネントを使ったリグ試験(熱・振動など過酷な条件を模擬した耐久試験)に加え,実車(フルビークル)耐久信頼性試験が重要な役割を担っている。

    この耐久信頼性試験は,従来テストドライバーが,耐久車に乗車する形で行われてきた。この業務は,昼夜交代制の勤務でありドライバーの判断ミス防止や労務環境の改善,試験期間の短縮という課題があった。これらの課題に対し有効な打開策となる自動運転装置による悪路耐久試験方法を考案し実用化することができた。本稿では,自動運転装置を適用した事例と今後の展望を紹介する。

  • 服部 之総, 原田 聖士, 光永 誠介, 森田 洋明, 白石 秀宗
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 45-49
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    新型MAZDA3では,エンジン音や路面からのロードノイズを低減し,車内での会話や音楽を聴きやすくするだけでなく,走行中に変化するそれらの音から周囲の状況を認識できるような「質の良い静粛性」で,安心・快適な車室内空間を実現した。新世代車種においてはこれに加えて,音は人にとって次の行動を決めるための情報であることに着目し,加速・減速時のエンジンサウンドを活用することで,更に意のままに車を操れる状態へ近づけると考えた。音で伝える情報,タイミングを定義し,これらの要素を反映したエンジンサウンドの構築を行った。このエンジンサウンドが走行速度のばらつきの抑制効果があると仮説し,シミュレーターを実装した車両による検証で明らかにできた。サウンドの機能として,車を意のままに操ることへ貢献できるという新しい価値を定めることができた。

  • 泉山 朋大, 西田 周泰, 朝日 龍介, 山縣 大樹, 鈴木 崇, 澤井 亮, 杉本 繁, 福島 正信
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 50-56
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    交通事故による死亡重傷者を低減するには,適切な着座姿勢保持と乗員拘束が重要である。重傷化リスクが高い腹部傷害には,この2要素が関係する。乗員の着座姿勢は個体差を有し,シートベルトによる乗員拘束に影響を与える。本研究は,実際の乗員姿勢の個体差を骨格視点から把握し,人体の骨格や内臓を模擬したFEシミュレーションモデル(以下,人体FEモデル)を用いて衝突時の乗員挙動を分析した結果を基に,傷害防止に必要な技術を構築・商品化することを目的とした。自動車シート着座時のX線撮像による脊椎形状と骨盤状態の個体差解析から,着座姿勢は脊椎S字と後弯の2タイプに大別されることが分かった。骨盤については,ラップベルトが掛かる上前腸骨棘(anterior superior iliac spine: ASIS)形状やそこから恥骨結節までの距離のばらつきを分析し,個体差を反映させた人体FEモデルを作成して,そのモデルによる乗員挙動解析から骨盤角度のコントロールが最も重要であることを導き出した。これらの結果から,MAZDA3ではシート着座時に骨盤を立て,その状態を保持できるシートを開発した。また,ベルトがたるみなく骨盤に掛かりシート位置に依らずその状態を維持できるシート内蔵式シートベルトラップアンカー構造とした。更にニーエアバッグの採用により,衝突時の乗員前進を抑制するシートベルトの乗員への入力を分散させ,人体耐性の高い部位での乗員にやさしい拘束を可能とした。これらの構造を設計し,安全安心な「人間中心」のクルマづくりを実現した。

  • 梅原 美友, 米澤 英樹, 丸尾 幸治, 末永 啓太
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 57-62
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    マツダのブランドエッセンスである「走る歓び」を実現するために,エンジン性能に寄与する複雑な製品形状を高精度に成形することは極めて重要である。しかし,シリンダーヘッド素形材(アルミ鋳造で成形した鋳物)の鋳造に用いる薄肉砂型は熱影響による変形が大きく,製品形状成形の難易度が高い。素形材の寸法精度を高めるためには,この変形を抑制し,最低限の変形を見込んだ寸法であらかじめ金型を補正しておく必要があるが,そのためには変形を精度よく予測する技術が必要である。そこで,砂型熱変形の発生メカニズムを明らかにし,実態計測に基づく変形モデルの深化により,高精度な変形予測技術を確立した。

    今回,この技術を用いて,製品開発初期段階において,砂型の熱変形を抑制する鋳型構造及び寸法補正を設計するモデルベース開発プロセスを構築した。SKYACTIV-Xシリンダーヘッドの量産準備(生産技術領域での量産に向けた,製品機能と生産性を向上させるために,製品形状や生産条件の検討・最適化,及び設備や金型を準備)にこれを適用することで,製品機能と生産性の両立を果たしたので,本稿ではこの取り組みについて報告する。

  • 有泉 雄一, 小池 慎二郎, 倉橋 聖矢
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 63-68
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    マツダ生産技術では,お客様の期待を超える『商品価値の実現』と市場環境の変化に即応可能な『高効率でフレキシブルな生産』を両立させたグローバルな生産・供給体制の構築に取り組んでいる。2019年には宇品車体工場にその第1号となる次世代ラインFlexible Module Line(以下,FML)を立ち上げた。本稿では,この次世代ラインに組み込んだコンセプト,機能,成果について紹介する。

  • 影山 貴大, 廻本 章吾, 久保 祐貴, 江草 秀幸, 叶井 貫, 大田 敦史
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 69-74
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    マツダは,お客様との間に特別な絆をもったブランドを目指している。そのお客様の期待を超えるクルマを提供していくために,金型製作部門では,特にデザイナーが想いを込めた「魂動デザイン」を量産車で実現させることを使命としてとらえている。本稿では,お客様への提供価値を高めるために,金型製作の高精度高効率化をねらった金型製作プロセス革新について紹介する。

  • 山川 啓介, 桂 大詞, 山本 崇史
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 75-80
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    マツダでは,クルマの価値向上につながる革新的な材料を効率的に開発する材料モデルベースリサーチ(MBR)の考え方に基づいた研究開発を進めている。本研究では,車室内の静粛性向上に寄与する多孔質吸音材料に対して,限られた質量と容積の中でねらいの音響特性を実現するために,その微視構造を効率的に設計する技術を開発した。本技術は,材料の微視構造特性から平均的な巨視構造特性を導出する手法である均質化法と,比較的簡便な吸遮音性能予測モデルであるBiotのモデルを組み合わせたもので,微視構造の形状や寸法に対する高精度かつ効率的なパラメトリック計算を可能とするものである。本技術の概要とエンジンカプセル化技術への適用事例について紹介する。

  • 田中 耕二郎, 小川 裕樹
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 81-85
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    自動車車体のマルチマテリアル化を実現するため,摩擦撹拌点接合を応用してアルミニウムと樹脂を接合する研究を進めている。本報では強度特性に及ぼすアルミニウム表面処理の影響をせん断引張試験,疲労試験,恒温恒湿試験,冷熱衝撃試験を行い調査した。化学結合力向上及びアンカー効果付与を主目的としたアルミニウム表面処理2種について比較評価を実施した結果,2種ともに無処理材と比較して強度特性や信頼性は向上し,バラツキも低減する傾向を示した。樹脂母材由来の接着性は材料によりさまざまであるが,本接合技術を使用する場合はアルミニウム表面処理と組み合わせて使用することでロバスト性の向上が可能である。

  • 鈴野 浩大, 外薗 徹, 楢原 和晃, 丸本 真玄, 前川 耕太
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 86-91
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    エンジンの高圧縮比化では,高負荷運転時における異常燃焼の抑制が課題であり,吸気温の低減は課題解決に有効な要素の一つである。この実現に向け,従来から取り組んできたモデルベース開発に加え,最少の計算回数で効率的に解を得る解析技術を組み合わせ開発に取り組んでいる。まず,エンジン吸気系のモデルに対して逆解析の一手法であるアジョイント法による感度解析を行い,吸気温の低減に対して効果的な冷却部位をバックキャスティングで見出した。次に,得られた知見を基に吸気温の低減効果をCAE・実験により検証し,エンジンルームへの効率的な導風要件及び吸気ポート断熱構造要件を導いた。一連の検討から,本研究で開発中の技術にはねらいどおり,吸気温の低減を実現できるポテンシャルがあることを確認した。

  • 河口 健太郎, 宮内 勇馬
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 92-97
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    エンジン摺動面の潤滑状態の中で,ピストンの上下死点やエンジンの始動停止時ではエンジンオイルによる油膜形成が困難であるため,部品表面の粗さ同士が固体接触する境界潤滑状態となる。境界潤滑は摩擦抵抗が大きく,摩耗の懸念があるため摺動面への材料コーティングによる対策が図られている。中でもダイヤモンドライクカーボン(DLC)は低摩擦かつ耐摩耗性をもつ材料としてエンジン摺動部への適用検討が進められている。一方,境界潤滑現象のモデルとして,エンジンシミュレーションに用いられる弾性流体潤滑(EHL)計算では,粗さを確率密度で表現したGreenwood-Trippモデル等が用いられてきた。しかし,これらのモデルではコーティング材料の影響や表面粗さの形状変化に起因するなじみや凝着現象を十分に表現することができない。このため,材料や形状の影響を伴う境界潤滑モデルとして,分子動力学法(MD)を適用する研究を実施し,DLCの原子構造が摩擦特性に及ぼす影響をモデルから明らかにした。また,メカニズムの妥当性検討のため摩擦実験と表面分析を実施し,解析結果との相関をもつことを確認した。

  • 大野 諒平, 大澤 駿, 葛 唽遥, 沖濱 圭佑, 原田 雄司, 藤本 英史
    原稿種別: 論文・解説
    2020 年 37 巻 p. 98-103
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/12/23
    研究報告書・技術報告書 フリー

    内燃機関の効率改善には希薄燃焼を可能にする圧縮自着火燃焼が有効であるが,着火時期,燃焼期間制御が課題である。今回,従来の火花放電システムで生成される火炎核を利用した燃焼制御について検討した。低圧場において希薄混合気中に放電すると,形成された火炎核はその周囲の未燃混合気を昇温し,その後消炎する様子が可視化実験にて観察された。また,単気筒エンジンにて,吸気行程中に希薄混合気中に放電すると,放電から圧縮自着火までの時間が長いにもかかわらず,着火時期が進角した。この現象について,実験を模擬した詳細化学反応計算を用いて分析した。その結果,火炎核によって昇温された未燃混合気中の燃料が一部開裂することにより生成された化学種が圧縮着火前まで生存し,圧縮着火を誘発することが示唆された。また,開裂によって生じる化学種の中でもとりわけHO2が,進角効果の大小に大きく影響を与えることが示唆された。

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