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クラッチとは?伝達構造の仕組み

クラッチ
クラッチとは、前軸(エンジン)の動力を「伝達」、もしくは「遮断」することのできる装置のことです。
 

動力伝達の際は、急激な負荷による部品の損傷を防ぐため、動力を徐々に伝える必要があります。

そのためクラッチプレートには、ダンパースプリング、クッションプレートなど、動力伝達開始時(接続時)のショックを和らげるスプリング、もしくはダンパーが取り付けられています。

これによりスムーズな接続が可能となり、ジャダー現象のような異常振動の発生を抑える役割があります。
 

その他クラッチには、小さな力で操作でき、メンテナンスフリーであることが求められます。
 

クラッチの種類

自動車には年式・車種によって多種多様のクラッチが使用されています。
 

【摩擦クラッチ】
    ↓
【円盤クラッチ】or【円錐クラッチ】
    ↓
【乾式】or【湿式】
  ↓
【コイルスプリング式】or【ダイヤフラム式】
 

▼流体クラッチ

オートマチックトランスミッション(AT車)のトルクコンバーター

▼電磁クラッチ

エアコンコンプレッサー、ラジエーターファンプーリー
 

クラッチ操作機構の種類

▼機械式
【ロッド式】or【ワイヤー式】
主に軽自動車のクラッチ操作に使用されています。

小型車はエンジンからの伝達容量が低いことから、大きなクラッチディスクに強い圧着力が必要とされないため、ドライバーの脚力のみで操作が可能です。

そのためコスト面で安価な機械式が多く、ペダルの力を直接ワイヤーで伝えています。
 

▼油圧式
普通乗用車以上の車両に使用されており、ブレーキフルードを使った伝達です。

油圧式は受ける側のシリンダーの大きさを変化させることによって、脚力を増幅させいます。
 

クラッチ動力伝達の仕組み

トランスミッションインプットシャフト
クラッチが組み込まれている部品で一般的に有名なのが、マニュアルトランスミッション車(MT車)のクラッチだと思います。

(車には他にも複雑なクラッチ機構が組み込まれています)

MT車の場合、エンジンからの動力をクラッチにより「伝達」「遮断」して、トランスミッションへの伝達を操作しています。

自動車ではこの操作をクラッチペダルで行っており、一般的にクラッチペダルを踏み伝達を遮断することを、「クラッチを切る」といいます。
 

▼動力伝達経路
【エンジン】 → 「フライホイール」 → 「クラッチカバー」 → 「プレッシャープレート」 → 「クラッチディスク」 → 「クラッチシャフト(トランスミッションインプットシャフト)」 → …【タイヤ】
 

▼クラッチ操作経路
【クラッチペダル】 → 「クラッチマスターシリンダー(油圧式)」or「ワイヤー、ロッド(機械式)」 → 「クラッチレリーズシリンダー(油圧式)」 → 「レリーズフォーク(クラッチレバー)」 → 「レリーズベアリング(スラストベアリング)」 → 「クラッチスプリング(プレートスプリング)」 → 「プレッシャープレート」 → 【クラッチ伝達or遮断】
 

クラッチ伝達容量

マニュアルトランスミッション(MT車)に組み込まれているクラッチは、エンジンの出力(動力)の「1.2倍~1.4倍」の伝達率があります。
 

▼伝達率が高い
伝達率が高くなるにつれて半クラッチが困難となり、クラッチ接続時のショックが大きくエンストの可能性も高くなります。

また「強化クラッチ」などの伝達率は「約2倍」と、通常のクラッチより更に高く設定されており、ペダル操作が重いと感じたり発進時ジャダーの発生や多板クラッチでは異音と思われる音が発生することもあります。

(多板式クラッチで発生する音は故障(異音)ではありません。プレートの位置関係などに原因があると思いますが修理できるものではありません)
 

▼伝達率が低い
伝達率が低くなるにつれて半クラッチは容易となりますが、「急発進」「急加速」時など強い力が発生した時に、クラッチが「滑り」やすくなります。
 

伝達容量の調整

▼クラッチスプリングのバネ定数

クラッチカバー内のクラッチスプリングのバネ定数を高くすることで、クラッチディスクを押しつける力が高くなり、伝達容量を高くすることができます。
 

▼クラッチフェーシングの摩擦係数

クラッチディスクのフェーシングの摩擦係数を高くすることで、クラッチディスクの貼りつきが高くなり、伝達容量を高くすることができます。
フェーシングの面積を広くするよりも、狭い方が強くなります。
 

▼クラッチディスクの有効半径

クラッチディスクの有効半径を大きくすることで伝達効率は高くなります。
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クラッチの交換時期

一般的な(普通乗用車の場合)クラッチ交換は、クラッチディスクとレリーズベアリング(スラストベアリング)の2点のみ交換となります。

スポーツカーなど走りでクラッチを酷使している場合のみ、クラッチカバーを含めた交換となります。
 

クラッチ交換の整備工賃

クラッチの交換時期や費用・値段は自動車の車種、ドライバーの走り方によって大きく変化します。

・半クラッチを多用する
・車両重量が重い
エンジンブレーキ接続時に半クラッチを使う
・クラッチ接続が荒い
 

一般的に多いクラッチの交換時期は、「7万キロ~11万キロ」の間です。

整備工賃は「3万円から」(※車種により異なります)
 

ドライバーによっては15万キロを超える方もいますので、ちょっとだけクラッチのことを意識した運転をしてみてはいかがでしょうか。

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