トヨタ・グランエースのメカニズムを徹底解説！要人を満足させるためのメカニズム

2020/04/11
ニューモデル速報

全長5.3mのボディに3列シートを並べたプレミアムグレードの乗車定員は6名。2〜3列の居住空間は平等で、「 VIP4名仕様」と言える。4列シートを並べた8人乗り仕様でも、4列目席に大人が座れる。広くはないが、窮屈ではない。

3列シート車はラゲッジに人数分のスーツケースを載せても、2〜3列目席のレッグスペースは十分に確保できる。4列シート車の場合、人数分のスーツケースを載せるには4列目を畳み、6名乗車で使用することになる。

運転席に座ると、ボリューム感満点のインパネが目に飛び込んでくる。逆に側方は開放感が高く、ベルトラインが前に向かって切り下げられているため、斜め前方の視界は良好。Aピラーとミラーの隙間も広く死角は少ない。

鉛バッテリーはエンジンルームではなく、助手席の床下に搭載。助手席ステップの壁面にリッドがあり、ここから容易にアクセスできる。重量物が低く、重心に近いため、操縦安定性の向上にも効果のあるレイアウトだ。

6人乗り、8人乗りともに2列目シートは豪華で多機能なエグゼクティブパワーシートを採用する。3列目以後に乗り込む際には、操作性の高いサイドレバーで、素早く前方へスライドさせることができる。

ボディサイズに応じて大きく開かれた開口部は幅と、高さともに余裕がある。ただし、ステップ高が高いので階段を上る時よりも足を上げる必要があり、高齢者の乗降には介助が必要になることもあるだろう。

先行発売された海外仕様に比べ、国内仕様では、国や企業の要人の送迎も想定。内装の目と手に触れる各部の質感が高められ、エグゼクティブユースに相応しい室内空間がつくりあげられた。

モノコック構造でありながら、直線的な構造で強固な骨格を床下に配置。サイドメンバーは側面視で真っ直ぐ通っている。クロスメンバーも緻密に配置されており、強度や剛性だけでなく、NV性能にも効果がありそうだ。

通常は少し隙間の開いているフロントサスタワーとダッシュパネルだが、グランエースは両者を直接、溶接（赤丸がスポット打点）。ダッシュパネルをサスタワーの支持部材として使用し、効率良く剛性を確保している。

フロントのサスペンションメンバーは「日」の字構造。ロワーアーム取付部は横方向のストレート部材でガッチリと支持する。図には描かれていないが、両メンバー間を橋渡しする板状のブレースも、ボルト締結される。

ラジエーターまわりには、筋交い状のVブレースと、サイドメンバー前端を左右に結ぶブレースを設定。この部分を補強すると、操舵初期に発生するボディの捩り変形が抑えられ、微少舵角時の操舵応答性が向上する。

リヤサスの横方向入力を支えるラテラルコントロールロッドは、スタビリティを左右する重要な部品。ボディ側ブラケットは大きな三角形構造となっており、高い支持剛性を確保する。

リヤダンパーはロールの抑制も狙い、ロワーアームの外側にマウント。ボディ側取り付け点はサイドメンバーの外側になるため、ピンを貫通させて支持剛性を確保する。曲げ応力が高くなる根元部分は、とりわけ太くなっている。

エンジンルームからの透過音対策は入念に実施。遮音材は穴面積が非常に小さいのに加え、ダッシュパネル上面にまで回り込ませている。アスファルトシートを挟んだ制振鋼板は、ディーゼルエンジン特有の低周波音に効果を発揮する。

乗用車系と較べると、ハイテン材の使用比率は少なく見えるが、これは剛性向上のために板厚を確保した結果、ハイテンを使わなくても衝突安全基準がパスできたから。構造的に強いので、過剰なハイテン化は必要ないのだ。

ドア開口部周辺には、広範囲に構造用接着剤を採用。マッチ箱変形を抑制し、操縦安定性と乗り心地を向上させる。ガラスの接着剤にも高剛性ウレタンタイプを使用し、ガラス本体もボディの剛性部材として機能させている。

かつては嵌め込み構造やボルト締結で組まれていたルーフ骨格の結合部は、サイドパネルに「お迎え」ブラケットを付けておくことで、溶接による組み立てを成立させている。

全幅が広いため、バックドア骨格をストレートにしても十分な開口幅が取れ、コーナーRを拡大する余裕もあるため、剛性面では有利な形状となった。右の図を見ると、高応力部（赤色）が広範囲に分散しているのがわかる。

赤色が熱発泡性の遮音材。ボディ溶接時に骨格内部に貼り付けておき、塗装工程の熱で発泡させて隙間を塞ぎ、骨格内部を伝わってくる音を遮断。青は成型したウレタンフォームで、パネルの隙間から侵入してくる騒音を遮断する。

熱を発生するエキゾーストパイプ周辺以外は、ほぼ全面に空力カバーを配置。整流フィンが6ヵ所に立てられており（黄色の矢印）、操縦安定性の向上も狙っているのがわかる。

吊り下げ式スペアタイヤの下にも、空力カバーを設定。中央寄りには翼断面形状のフィンが立てられており、リヤアクスルで乱された空気を整流、操縦安定性を向上させる。スペアタイヤはテンパーではなくフルサイズだ。

重量級でありながら、フロントサスにはストラット式を採用。ダンパーロッド径を国内向けトヨタ車最大のφ28㎜とし、横剛性を確保する。ロワーアームもコの字断面のモナカ合わせとし、大入力に耐える構造としている。

リヤサスにはリジッドアクスル式を採用。バネ下質量は多少、大きくなる反面、強固なアクスルケースを持つため耐久性が高く、旋回時に対地キャンバーが変化しないため、安定したスタビリティが得られる。

側面視上の瞬間中心を高めに取ることで、制動時にリヤの浮き上がりを抑えるアンチリフト特性を付与。キャビンを侵食しないコイルスプリング配置としながら、ホイールトラベルは200㎜と大きく取れている。

キャスター角は約3度と、FR車としては小さめの設定。据え切り大舵角時の操舵力を低減するのが狙いだ。ロワーアームの揺動軸は前下がりになっており、制動時のノーズダイブを幾何学的に抑えるジオメトリーを形成する。

ロワーアームとタイロッドの形成する四角形を平行四辺形に近付け、制動時のトー変化を抑制。スプリットμ路での制動安定性を向上している。内輪切れ角45度の実現のため、ロワーアームNo.2ブッシュは内側に追い込んだ。

フル乗車時にサスが沈んでロールセンターが低くなり過ぎないよう、ロワボールジョイント位置を下げて空車時のロールセンターを高めに設定。ホイールインセットの拡大とキングピンオフセットの縮小で制動時の安定性を確保。

コイルスプリングはロワアームに載せることで、室内へ張り出すのを防止。ダンパーは可能な限り外側に取り付け、バウンス時とロール時で生じる作動効率の差を縮小している。

4本のリンクは平行に配置。同相ストローク時にブッシュをこじらずに使用し、乗り心地を向上させる。ラテコンは最大限に長くとり、スカッフ変化を抑制。スタビライザーのクランプ幅も広く取り、作用効率を高めている。

ブレーキペダルの操作軌跡を改善するため、プッシュロッドとの間にリンクを設定。リンク比をチューニングすることで、遊びが素早く取れ、軽いブレーキ時には操作しやすく、踏み込んだ際に安心感の得られる特性をつくり込んだ。

メインバルブの下に付けられたチャンバー内でピストンを動かし、高周波／小振幅時に減衰力が高まるのを抑制。操安性を左右する1Hz以下の低周波／大振幅域では可動オリフィスが閉じられ、必要な減衰力をメインバルブで発生させる。

ステアリングのパワーアシストには、トラディショナルな油圧式を採用。ポンプにはVFC（バリアブルフローコントロール）バルブが内蔵されており、油圧が不要な時には内部循環させて駆動損失の低減を図る。

燃料噴射システムは、デンソーの第四世代コモンレール式。9つの噴口から、最大220MPaに圧力で軽油を噴射する。弁駆動はピエゾ素子ではなくソレノイドだが、1行程あたり最大9回噴射できる応答性を持つ。

ピストン形状はプラドのものと同じだが、アルマイト層を利用して断熱と放熱を行なう「TSWIN」は非採用。燃焼室形状は中央突起付きのリエントラント型で、トップランドに断付きを設けてスキッシュ流を最適化している。

ターボチャージャーはトヨタ内製。シーケンシャルツインではなく、VG（トヨタはバリアブルノズル＝VNと呼ぶ）式を採用する。排気タービンの入り口に並べたノズルブレードを可変制御し、ターボラグの縮小と高トルクを両立する。

エンジンから排出された排ガスは、酸化触媒で未燃焼成分が燃やされ、DPRでPMなど排気微粒子がトラップされる。その後、尿素水が噴射され、SCR 触媒上でNOXを還元。世界で最も厳しい排ガス規制をパスする。

トランスミッションは縦置き用の6速AT。フレックス（スリップ）ロックアップ制御を行なうことで、高い伝達効率と、ショックレスな変速を両立する。ギヤレシオも含めて、ランドクルーザープラドと同じユニットだ。

NOX の浄化効率を高めるポイントは、尿素噴霧をいかに均一に分散させ、触媒面積を有効に使うか。そのカギを握るのが、SCR触媒入り口に設けた分散版の形状だ。トヨタはこれも自社開発し、最大浄化効率99％を達成している。

蜂の巣状に焼いたセラミックに、触媒金属として銅ゼオライトを担持させたSCR（選択還元型）触媒。この上で、アンモニア（NH3）のNとHが分離し、NOXから酸素を奪い、N2とH2Oとなって無害化される。

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