コラム

マツダ新型ロータリー「8C」。発電機用としての進化の内情

POST：2023.08.30
TEXT：桃田健史

TAG： #マツダ #ロータリーエンジン

マツダ「MX-30 Rotary-EV」には、マツダの真骨頂であるロータリーエンジンが搭載された。シリーズハイブリッド用の発電機として専用設計された。その開発の内情について製造工程を見ながら関係者に詳しく話を聞いた。

13B RENESISとの比較

MX-30 Rotary-EVに搭載されたロータリーエンジン。
名称を「8C」とした。
マツダのロータリーエンジンは、今回の「8C」以前には「13B」が製造され、スポーツモデル「RX-8」に搭載されていた。

では、「13B」と「8C」は何が違うのか？

まず、ローターの数が違う。「13B」は2ローターで、「8C」はシングルローターだ。
排気量は、「13B」が654cc×2であるのに対して、「8C」は830㏄×1となる。
ローターの幅はそれぞれ、80㎜と76mm。また、ローターが動く「創成半径」は105mmと120mm。
MX-30のBEVモデル、またマイルドハイブリッドモデルと同じ車体に搭載するため、「8C」では「13B」より、エンジン全体としてはコンパクトにした。
シリーズハイブリッド用の発電機としての出力と燃費を前提に設計を検討したところ、１ローターにおける排気量を拡大することになった。

8C量産化の課題

前述のように、「8C」はローターの幅は「13B」に比べて薄くなったが、排気量が大きくなったことでローター自体は「13B」よりも大型化している。
そこでいくつかの課題を解決する必要があった。

ひとつ目は、ローターのバランス精度だ。基本設計と製造工程でバランス精度向上を目指した。
ローターの大型化では、従来比でバランス精度を75％改善が必要とされた。

「8C」と「13B」、ローターとエキセントリックシャフトの比較。筆者撮影。

二つ目は、ガスシールの精度だ。「8C」では排気量を大きくしたことで、燃料圧力が増加している。そのため、ローターとローターハウジングとの隙間を埋める、アペックスシール、サイドシール、そしてコーナーシールの精度を上げた。
各種シールの寸法・形状、そして取付精度で従来比50％改善が必要とされた。

これらの課題については、素材から加工、そして組立を一気通貫して行う取組みの中で対応した。
具体的には、ローター素材工程では、鋳造での製造工程での砂型造形において、中子の寸法精度を向上させた。

また、設計時点ではマツダの真骨頂であるMBD（モデルベース開発）によって鋳造過程で起こり得ることを解析し、また砂型の3Dスキャンにより曲面の寸法を管理した。これにより、素材の寸法交差は「13B」と比べて54％改善している。

最後は「匠」による人の感覚

次に、素材を加工する工程に移る。

「13B」では、多軸専用ラインで50の切削工程を経ていた。
これを「8C」では、高速1軸NC（数値制御）ラインで9工程まで一気に減らし、生産性を飛躍的に向上させた。
具体的には、従来は専用機で行っていたコーナーシールの穴過去や、旋盤による外郭加工と燃料室加工などを今回、汎用のNC機器で加工できるように工夫した。

こうした工程数の減少で、加工途中での移動（掴みかえ）を最小限としたことで、寸法精度が改善できた。
ローターのバランスを測定して修正量と位相を演算して、自動調整加工を実現したことが、ローターバランス精度が、前述にように「13B」と比べて75％改善された。

そして、エンジンの組立工程では、「匠」の技が光る。

「8C」の組立工程。筆者撮影。