新型ランドクルーザー250 公開されたベアシャシーから読み取れるスゴイ技術

新型ランドクルーザー250シリーズ
ランドクルーザープラド改め、ランドクルーザー250シリーズとなった新型。どこから見ても“どこまでも行き、生きて帰ってこられる”「陸の巡洋艦」の最新型だ。発表会場にはベアシャシーが展示されていた。ここから読み取れる技術について解説する。
TEXT & PHOTO:世良耕太(SERA Kota)PHOTO & FIGURE:TOYOTA

新規開発のターボチャージャー

発表会場に展示されていた新型ランクル250のベアシャシー。搭載しているエンジンは、2.8L直4ディーゼルターボだ。

「原点回帰」をテーマに開発されたランドクルーザー250シリーズの発表会場には、ベアシャシーが展示されていた。ランドクルーザー300シリーズやレクサスLX、レクサスGX(国内未導入)と同じGA-Fプラットフォームだ。いわゆるラダーフレーム構造である。展示されていたベアシャシーには、ランドクルーザー250シリーズに設定されている3種類のエンジンのうち、国内に導入予定の1GD-FTV型2.8L直列4気筒ディーゼルターボを搭載していた。

1GD-FTV型2.8L直4ディーゼルターボ。最高出力204ps(150kW)、最大トルク500Nm
新開発のターボチャージャー。可変ノズル式ターボチャージャーだろう、。

1GD-FTV型は250シリーズの先代にあたるランドクルーザー150シリーズにも設定されていた。250シリーズの1GD-FTV型は「ターボチャージャーを新規開発」との説明で、会場にいた技術者によると、排気のエネルギーで高速回転させるタービンホイールを小型化かつ形状を最適化することにより、応答性を高めたとのこと。単純に羽根を小さくするとエンジン出力は落ちてしまうが、効率を上げることで出力は維持したという。150kWの最高出力と500Nmの最大トルクは先代と同じである。

完全新開発の縦置き8速AT

完全新開発の縦置き8速AT。アイシン製

Direct Shift-8ATと呼ぶ縦置きの8速AT(アイシン製)は完全新開発だ。発進デバイスであるトルクコンバーターのロックアップクラッチを従来の単板から多板に変更することで、フレックスロックアップ(すべらせながらロックアップ=直結にする)領域を拡大した。これにより、発進時以外はほぼロックアップ状態になり、ダイレクトな走りを実現しつつ燃費向上に貢献する。変速を受け持つプラネタリーギヤセットも含めて新開発だという。

ランクル150シリーズは6速ATだったが、250シリーズは8速になった。レシオカバレッジ(変速比幅)が広くなったため、高速域はエンジン回転を低くすることができて燃費が稼げる。余裕駆動力を確保しているので、低速段に落とさなくても充分に加速するという。いっぽう、1速ギヤはロー側に振っているので、発進性やオフロード走破性が高まっているという。

ランクルブランド初の「電動」パワーステアリング

矢印の部分がジェイテクト製電動パワーステアリングのモーター部分。

パワーステアリングは従来の油圧式から、ランクルブランドでは初となる電動パワーステアリング(EPS)となった。ベアシャシーを確認すると、アシスト用モーターの配置から、電動モーターをラック(ステアリングギヤボックス)と平行に配置してアシストするラックパラレル式であることがわかる(ジェイテクト製)。パワートレーン縦置きレイアウトの定番で、ラック〜タイロッドを車軸より前に配置する前引きとなっている。

ランドクルーザー300シリーズは世界各地の使われ方から信頼性、耐久性を考えて油圧式を継続採用したという。いっぽうで、北米で人気のピックアップトラック、タンドラでは2021年の現行モデル導入時にラックパラレル式EPSを導入(その後、LXにも適用)。この時点で、将来的にはランクルに載せることを想定していたという。タンドラでの使用実績を踏まえ、250シリーズに搭載しても大丈夫と判断したのだそう。求められるラック推力が異なるので、モーターの諸元などは異なる。

サスペンション&スタビライザー

フロントサスペンションはダブルウィッシュボーン式
フロントサスペンションのハイマウントアッパーアーム
新開発されたリヤトレーリングリンク・リジッドサスペンション、優れたアーティキュレーション(接地性)を確保し、オフロード走破性を大幅に向上させている。

フロントサスペンションはハイマウントのアッパーアームを持つダブルウィッシュボーン式で、同じGA-Fプラットフォームのランクル300シリーズと同じ。だが、ジオメトリーは異なるし、スタビライザー(アンチロールバー)の配置も異なる。

「250はグローバルにしっかり出す。もう一度アメリカにも出すというコンセプトで開発しました」と、担当する技術者は説明する。「グローバルで衝突に求められる要件を満足させようとすると、(アメリカに導入しない)300に対して、250は衝突の際にしっかりつぶすエリアを確保しなければならない。そこで、300では(車軸の)前にあったスタビライザーを後ろに持っていきました。また、衝突スペースを確保するために、サスペンションジオメトリーのポイントを動かしました」

サスペンションに求められる運動性能面での機能は満たしたうえで、衝突要件と両立させるためにジオメトリーを変更したということだ。GA-Fプラットフォームのテーマである直進安定性に関しては「しっかり性能を担保している」という。

SDMの狙い

スイッチ操作によりフロントスタビライザーの状態を切り換え、スタビライザー効果を変化させる。
SDM(Stabilizer with Disconnection Mechanism)はレクサスブランドも含め、トヨタ自動車として初採用。

車軸の前から後ろに搭載位置が変わったフロントのスタビライザーには、新デバイスが盛り込まれている。SDM(Stabilizer with Disconnection Mechanism)だ。レクサスブランドも含め、トヨタ自動車として初採用である。ランクル300シリーズにはフロントとリヤのスタビライザーのオン/オフを電子制御で自動的に切り換えるE-KDSS(Electronic-Kinetic Dynamic Suspension System)が設定されている。オンロードではスタビライザーを自動的にオンにして過度なロールを抑えて走行安定性を高め、オフロードではスタビライザー効果をオフにし、荒れた路面に車輪が追従して走破性を高める機能だ。

SDMはE-KDSSの簡易機能版と理解すればいいだろう。狙っている効果は同じだが、重量やコストの観点から新デバイスの開発に取り組んだというわけだ。フロントスタビライザーのオン/オフ切り替えはE-KDSSのように自動ではなく、スイッチによるマニュアル操作で行なう。

リヤサスペンションを上から見る。
リヤサスペンションを下から眺めてみる。

フレームを軽量化する「非線形テーラードウェルドブランク」とは?

フロントサスペンションのパートで衝突安全性について触れたが、ラダーフレームには高い強度と剛性を実現しながら軽量化も達成する非線形テーラードウェルドブランクを適材適所に採用している。ランクル300シリーズで適用済みの技術で、世界初だ。

板厚の違う鋼板をレーザー接合した上でプレスし、成形する。従来の鋼板重ね合わせより必要な部分の剛性を確保したうえで軽量化できる。
赤いラインで囲んでいる部分が非線形テーラードウェルドブランク

適用部位のひとつは、フロントの車輪を避けるように「く」の字に曲がった部分。角の部分は前面衝突時のエネルギーをしっかり受け止めたいので強くしたい。見方を変えれば、角だけ強ければよく、それ以外の部分の板厚は薄くてもいい。従来の工法では一律に厚い板厚で成形する以外になかったが、非線形テーラードウェルドブランクを適用することにより、薄板材と厚板材をレーザー溶接で曲線結合させ(直線ではなく曲線で任意の形にしたことが世界初)、必要な強度を軽く仕上げることができた。

指先にうっすら見えるラインが板厚の違う鋼板を貼り合わせた部分だ。

ベアシャシーでは非線形テーラードウェルドブランクの適用部分が確認できる。マーキングはされていないが、後部衝突時のエネルギーを受け止めるリヤにも適用されている。衝突安全性の確保も重要だが、燃費要求も厳しく、そのために少しでも軽くしたい。地道な努力の跡が、フレームに隠されている。

フレームのフロント部分に「ビード」がある。これは衝突時にここからフレームが潰れるためのきっかけだ。

フロントの非線形テーラードウェルドブランクの前方には、「ビード」のパネルが貼ってある。赤い矢印の先を見ると、フレームの角が鋭角にえぐれているのがわかる。これは、衝突時にフレームが狙いどおりにつぶれて効果的にエネルギーを吸収するための「きっかけ」だ。

ランドクルーザー250シリーズのベアシャシーは、多くの、新しく、凝った技術が投じられていることを示している。すべて、質実剛健なオフローダーとしての基本性能(信頼性、耐久性、悪路走破性)を高いレベルで実現するためだ。

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著者プロフィール

世良耕太 近影

世良耕太

1967年東京生まれ。早稲田大学卒業後、出版社に勤務。編集者・ライターとして自動車、技術、F1をはじめと…