ダイハツムーヴ分解調査(下):直線的骨格で合理性を追求した車体構造

高い車体剛性が衝突安全性、操縦安定性、乗り心地、静粛性向上に寄与

2015/03/05

要 約

ダイハツムーヴ ダイハツムーヴ

 ダイハツムーヴの分解調査(公益財団法人ひろしま産業振興機構主催ベンチマーク活動、2015年1月21日~27日)の内容をダイハツムーヴ分解調査(上):コンパクトカーに匹敵する装備と部品仕様 (2015.2.16 No.1378)ダイハツムーヴ分解調査(中):独自技術で燃費と動力性能を競うエンジンパワートレーン(2015.2.27 No.1380) に続きレポートする。今回はダイハツムーヴXターボVS仕様(5代目/2014年製:注1)の、車体構造について解説する。

 ダイハツムーヴ5代目の車体構造は、軽自動車の枠内ギリギリのサイズ(注2)で最大限のスペースを確保しながら、曲りのない直線的な骨格構造をとっている。これは合理的な車体構造で、軽量ながら高い車体剛性を実現している。この結果、剛性の高い車体構造は衝突安全性や操縦安定性、乗り心地、静粛性の向上に寄与していると思われる。

 フロントサイドメンバーは太く大きな断面積で強度剛性を確保しながら、最大舵角転舵時のフロントタイヤ前側の近傍で断面積を変化させて、衝突時にメンバーが折れ曲がって衝撃を吸収する構造になっている。フロントピラーは、フロントコーナーウィンドウの周囲で断面積を拡げ、エンジンコンパートメントとキャビン部の結合部剛性を高めている。これは前面衝突時の衝撃入力時にキャビン側の変形を抑える構造として有利で、この高い車体剛性は多くの性能向上に寄与していると思われる。

 (注1) フルモデルチェンジした6代目ムーヴが2014年12月に発売されている。
 (注2) 日本の軽自動車規格:車両サイズ=全長3.4m以下、全幅1.48m以下、全高2m以下


過去の分解レポート:

ダイハツムーヴ (2015年2月掲載)
 (上):コンパクトカーに匹敵する装備と部品仕様
 (中):独自自術で燃費と動力性能を競うエンジンパワートレーン

VW Polo (2014年11/12月掲載)
  (上):サプライヤーリストとエンジンルーム、運転席周りの分解
  (下):1.2TDIターボディーゼルエンジン、サスペンションの構造

日産 ノート (2014年9月掲載)
  (上):主要安全技術と先進運転支援システム
  (下):スーパーチャージャーを採用したドライブユニット

ホンダ アコードハイブリッド (2014年2月掲載)
  (上):PCUとシャシ関連部品
  (中):電池関連部品と電動サーボブレーキシステム
  (下):ドライブユニット

ホンダ フィットハイブリッド (2013年12月掲載)
  (1) 電池関連部品と電動サーボブレーキシステム
  (2) エンジンとモーター内蔵7速デュアルクラッチトランスミッション

トヨタ アクア (2012年11月掲載)
  (1) 主要部品サプライヤーと電池関連部品
  (2) 燃費35.4km/Lを達成したハイブリッドシステム

日産 リーフ
  (1) 分解調査(2012年2月掲載)
  (2) 主要部品の分解展示報告(2012年9月掲載)
  (3) カットボディーの展示取材報告(2012年11月掲載)

トヨタ プリウス (2010年3月掲載)
  プリウスの分解実験

ダイハツムーヴ(2014年モデル)の主な車両仕様
ダイハツムーヴ ダイハツムーヴ
車両仕様 車両/グレード ダイハツムーヴXターボVS(特別仕様車)+OptionスマートセレクションSA
車両価格 133万円+Option 6万円
車両サイズ 全長3,395mm X 全幅1,475mm X 全高1,620mm
車両重量 820kg
乗車定員 4名
エンジン KF型直列3気筒インタークーラーターボ
トランスミッション トルクコンバーター+ロックアップ機構付きCVT
JC08モード燃費 25.20km/L


エンジンコンパートメント構造

エンジンコンパートメント エンジンコンパートメント
エンジンコンパートメント

 エンジンコンパートメントの構造は、車室内とエンジンコンパートメント側を区切るダッシュパネルとフロントサイドメンバー、ストラットハウジング、フードリッジパネルで構成される。左右二つのフロントサイドメンバーの前端を、バンパーレインフォースがつなぎ、それらで囲われた空間に、エンジンとトランスミッションが搭載される。写真はエンジン、トランスミッション、サスペンション、ブレーキなどのコンポーネントを全て取り外して、車体骨格だけになったエンジンコンパートメントである。フロントサイドメンバーは大きな断面形状で前端からダッシュパネル下部へ真っすぐに一直線で結ばれ、強固な骨格構造となっている。

 

フロントサイドメンバー構造

フロントサイドメンバー フロントサイドメンバー
フロントサイドメンバー(車両右側方から) フロントサイドメンバー(車両下方から)

 フロントサイドメンバーは、車体骨格の中でも、最も強固な骨格で、車両前半部分の強度剛性を決める重要な骨格である。前面衝突の際に、衝撃を吸収しながら、キャビン側の変形を最小限に食い止める役割がある。このフロントサイドメンバーは、充分に太い断面積を有し、前後方向に真っすぐ一直線の形状で、高い剛性を確保している。  ダイハツムーヴのサイドメンバーの特徴は、前面衝突時に、フロントバンパーから大きな衝撃力がはいると、フロントサイドメンバーが途中で座屈して、衝撃を吸収する構造となっている。このため、一般断面は大きな断面積を有するが、中央部で局部的に断面積を小さく細めた形状となっている。  フロントタイヤを最大舵角まで転舵した際に、外輪側のタイヤ前側がサイドメンバーに接近してくるが、そのタイヤの軌跡を逃げるように、フロントサイドメンバーが細く削られている。この部分の強度を局部的に弱くすることで、大きな衝撃が入った際に、強固なサイドメンバーを意図的にこの部分で折り曲げて衝撃を吸収する。フロントサイドメンバーの一般部分の断面形状は左右方向50mmあるが、この部分だけ、わずか15mmまで細められている。フロントサイドメンバーで衝撃を吸収することで、キャビン及び乗員へ伝わる衝撃力を低減することができる。

 

ストラットハウジング/フロントピラー接合部構造

ストラットハウジング ストラットハウジング
フロントストラットサスペンションとストラットハウジングまわりの車体構造

 前面衝突時の衝撃の次に大きな力が入るのがサスペンションからの力である。ダイハツムーヴのフロントサスペンションは、ストラットサスペンションで、タイヤが路面の凹凸等で突き上げられると、ストラットサスペンションの上端から上下方向に大きな力が、ストラットハウジングに入る。ダイハツムーヴのストラットハウジングは、エンジンコンパートメントの後端部に配置され、近接するフロントサイドメンバー、フードリッジ、ダッシュパネル、フロントピラーに囲まれて、周囲の強固な骨格で支えられる構造となっている。特に、ストラットハウジングの配置がダッシュパネル及びフロントピラーに近接させることで、サスペンションからの上下方向の大きな力が入った際のサイドメンバーにかかる曲げモーメントを低減して、強度と剛性に有利な構造となっている。

 さらに、ダイハツムーヴの車体構造のもう一つの特徴は、フロントピラー断面が前後方向に大きな断面形状となっている。一般的な車のフロントピラーは、フロントドア開口部に接する位置にあるため、ダッシュパネルまでは100~300mm程度の空間があり、ダッシュパネルとは離れてしまっている。本車両ではフロントピラーの下端からフロントコーナーウィンドウ下辺部に向けて、斜め前方向に傾斜しているダッシュパネルに沿って断面積が大きく増加している。

 これにより、ストラットハウジングにはいる大きな力を、フロントサイドメンバー、フードリッジだけでなく、上下方向に強いフロントピラーでも受け持つことが可能となっている。こうした合理的な車体構造で余分な補強をなくし、軽量化を行うことが可能になっていると思われる。

 

フロントサスペンションメンバー取り付け部構造

フロントサスペンションメンバー フロントサスペンションメンバー
フロントサスペンションメンバーとフロントサイドメンバーへの取り付け部構造

 フロントサスペンションから前後方向と左右方向に入る力は、フロントサスペンションのトランスバースリンクからフロントサスペンションメンバーを介して、フロントサイドメンバーに入る。ダイハツムーヴ分解調査(上)で報告したように、フロントサスペンションメンバーとその取り付け構造は、サスペンションから入る力に対して段差(オフセット)が小さく、ほぼ同一平面に近い配置のため、全体はシンプルでコンパクトな構造となっている。そして、サスペンションメンバーの後側取り付け部は、サイドメンバーの下面に直に取り付けられている。

 また、前側取り付け部も、サスペンションメンバーの上下方向の段差(オフセット)を極力小さくすることで、サスペンションメンバー、フロントサイドメンバー両方の剛性向上と入る力の負荷軽減に繋がっている。

 これにより、サスペンションから入力される振動や音の遮断が有利となり、乗り心地や静粛性向上に寄与している。また、車体側取り付け部の剛性が高いことで、サスペンションアライメント変化を小さく抑え、操縦安定性向上にも寄与している。

 

エンジンマウント取り付け部

エンジンマウント エンジンマウント
エンジンマウント(車両右側) エンジンマウント(車両左側)

 左右のフロントサイドメンバーそれぞれに、エンジンマウントが取り付けられる。二つのエンジンマウントは、剛性の高いフロントサイドメンバーにほぼ直接取り付けられることにより、音と振動の遮断に有利で、乗り心地や静粛性向上に寄与している。

 

フロントバンパーレインフォース

フロントバンパーレインフォース フロントバンパーレインフォース
フロントバンパーレインフォース単品 フロントバンパーレインフォース車両取り付け状態

 左右のフロントサイドメンバー前端をフロントバンパーレインフォースが繋いでいる。前面衝突時にフロントバンパーからの入力をフロントバンパーレインフォースが受け持ち、フロントサイドメンバーに伝えている。左右のフロントサイドメンバーを繋ぐことで、エンジンコンパートメント全体の剛性を高めている。プレス成形の鉄板一枚で曲がりのないシンプルな構造で、剛性向上と軽量化とコスト軽減が考えられている。

 

フロントクロスメンバー

フロントクロスメンバー フロントクロスメンバー
フロントクロスメンバー単品 フロントクロスメンバー車両取り付け状態

 左右のフロントサイドメンバー前端から下にぶら下がるような形で、フロントクロスメンバーが取り付けられている。ラジエーター、エアコンコンデンサー等を下から支えるための構造部材である。前面衝突時にフロントバンパー下端部を支えて、上方のフロントバンパーレインフォースと合わせて、フロントバンパーからの入力を受け持つ。

 

 



ダッシュパネル/フロントピラー構造

ダッシュパネルとフロントピラー フロントピラー
ダッシュパネルとフロントピラー下部 フロントピラー

 ダイハツムーヴはフロントピラー中央部に小さなフロントコーナーウィンドウが設定されている。フロントピラーは上方では1本だが、コーナーウィンドウの部分で2つに分かれ、前後2本のピラーとなる。コーナーウィンドウ下端のところで、2つのフロントピラーは1つに合流し、前後方向に大きな断面構造となる。これにより、斜め前方の視界を確保しながら、フロントピラーは非常に大きな断面積を持った骨格構造となり、周辺の剛性向上に大きく寄与している。

 コーナーウィンドウのない通常の車では、フロントピラーはドア開口部に沿って行くため、ダッシュパネル上部とは前後方向で離れてしまう。この車のフロントピラーは、フロントコーナーウィンドウの周囲を囲む形で、前後スパンが広い断面形状が確保され、ドア開口部からダッシュパネル上部までを強固に結合させている。

 また、ダッシュパネル上部も合理的構造となっている。通常の車ではフロントウィンドウガラス下端形状が、両端部に対し中央部が前にでて、上から見ると弓状にカーブしている。ダイハツムーヴの場合は、フロントコーナーウィンドウがあるため、フロントピラーは通常より前方に配置されており、結果としてガラス下端が左右ほぼ一直線となっている。このため、ガラス下端を支えるダッシュパネルも左右に一直線となっている。これによりダッシュパネル上部の剛性が非常に高い構造となっている。

 これらの結果、太いフロントピラーと直線的に左右を繋ぐダッシュパネルによって、エンジンコンパートメントとキャビン部分の結合剛性が高くなっている。これは前面衝突時の衝撃吸収性と操縦安定性、乗り心地、静粛性にとても有利な車体構造となっている。

 

 



フロントフロア/フロントシート取り付け部構造

フロントフロア フロントシート
フロントフロア フロントシート

 フロントフロアには、シートクロスメンバーが、フロントフロア中央部で、フロア両端の左右のサイドシルと中央のフロアトンネル部を繋いでいる。シートクロスメンバーにはフロントシートレールの前側が取り付けられる。

 シートレールの後側取り付けの車両内側は、フロアトンネル部の縦壁部分に取り付けられる。これにより、シートレール取り付けの台座が邪魔にならず、フロントシートクッション下部のスペースを幅広くとれることで、後席乗員の足元スペースを拡げている。

 

 



リアフロア/リヤシート・リヤサスペンション取り付け部構造

リヤフロア リヤフロア
リヤフロア(後席下部分) リヤフロア(ラゲージルーム部分)

 リヤフロア前端部には、大きな断面で左右を繋ぐリヤシートクロスメンバーが形成されている。この部分はリヤシート前端部の下になる部分で、比較的スペースを取りやすい部位であり、スペースを有効に活用している。そして、フロアのこの部分の真下すぐ後ろには、リヤサイドメンバーのリヤサスペンショントレーリングアーム取り付け部(下記で説明)がある。そこにはリヤサスペンションからの大きな力が入るため、フロア剛性を高めておく必要がある。このように充分スペースをとれるところに、断面形状の大きな車体骨格を形成することで、余分に板厚を上げるなどせずに、合理的に軽量化と剛性向上が行われている。

 リヤサスペンションショックアブソーバーはリヤホイールハウスインナーに取り付けられている。リヤホイールハウスインナーの内側下部に強固なリヤサイドメンバーが隣接しており、リヤショックアブソーバー取り付け位置は剛性の高い位置に配置されている。

 

リヤシート リヤシート
リヤシート リヤシート(裏側)

 リヤシートは前後スライド機能付きで、240mmスライドする。シートスライドレール前端が、シートクロスメンバーに取り付けられる。

 

リヤサスペンション取り付け部

 リヤサスペンショントレーリングアームは、リヤサイドメンバー下面に取り付けられる。トーションビームリヤサスペンションでは、前後左右方向の大きな力がこの取り付け点に入る。

 リヤサスペンションスプリングからの力も、リヤサイドメンバー下面に入る。

 リヤサスペンションショックアブソーバー取り付けは、リヤサイドメンバーに隣接したホイールハウス上部に取り付けられている。この部位も強度と剛性の高い部位となっている。

 こうして、リヤサスペンションの取り付け部は、リヤサイドメンバー及びその近傍の剛性の高い部位に取り付けられることで、操縦安定性、乗り心地、静粛性向上に寄与している。

                     <自動車産業ポータル、マークラインズ>