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» 2009年04月23日 11時00分 公開

いまさら聞けない シャシー設計入門(2):動力を断続するクラッチは回転してアッチッチ (2/3)

[カーライフプロデューサー テル,MONOist]

レリーズベアリング

 レリーズベアリングは、「ダイヤフラムスプリングを引き上げることでクラッチを切る」、要は“直接的に”クラッチを切る役割を持つ主要部品です。ところで、この「ベアリング」という言葉に少し疑問を持った方もいらっしゃるのではないでしょうか?

 かくいう筆者も学生時代、同じことを考えた経験があります。ベアリングというとまず、「回転するものの軸などを支える」ものだと考えがちですね。しかしクラッチ機構におけるレリーズベアリングの主な役割はダイヤフラムスプリングを引き上げることにあるのです。

ダイヤフラムスプリング 写真4 ダイヤフラムスプリング ダイヤフラムスプリングは構造が簡単でバネ力の低下が少なく、圧力が全周に働くので、クラッチに最適とされている

 どうしてレリーズ“ベアリング”なのか? この理屈を理解するためには、その周囲の部品構成を理解する必要があります。レリーズベアリングについて、モヤモヤしている方もいると思いますが、先にほかの部位から説明を進めさせてください。

クラッチ本体

 レリーズベアリングから先は、「クラッチ本体」という1つのユニットになります。

 クラッチ本体は、エンジンのクランクシャフトと直結している「フライホイール」、トランスミッションのメインシャフトとスプライン(溝)で連結している「クラッチディスク(フリクションディスク)」、ダイヤフラムスプリングとプレッシャプレートの組み合わせである「クラッチカバー」などで構成されます。

フライホイール

 フライホイールは、エンジンの構成部品の中でも非常に重たいものの1つです。この重さはエンジン回転に伴う微細な出力変動を吸収する役割を持ち、重さが増すほどエンジン回転は滑らかになります(慣性力)。しかしエンジンに対する直接的な回転抵抗になりますので、レスポンスは低下してしまいます。逆にフライホイールを軽くするとレスポンスは劇的に向上しますが、非常に運転がシビアになると同時に、アイドリングが不安定になったり登板時に失速したりするなどの問題が起こります。

 フライホイールの外周部には「リングギア」が設けられています。エンジン始動時にスターターをこのリングギアにかみ込ませ、フライホイールを直接回転させているのです。内周部にはクラッチディスクを圧着させるための摩擦面があります。

フライホイール 写真5 フライホイール 中心部の8個のボルトでクランクシャフトに直接取り付けられている

クラッチディスク

 「クラッチディスク」は、ブレーキ装置に置き換えると「ブレーキパッド」に相当します。そこには動力断続時の衝撃などを緩和するための「ダンパスプリング」が組み込まれています。何となく分かると思いますが、クラッチディスクに求められる要件は非常にシビアです。その素材に関しては、ほかの構成部品と一緒に後ほどご説明します。

クラッチディスク 写真6 クラッチディスク スプライン(溝)によってメインシャフトと連結されている

クラッチカバー

 「クラッチカバー」とは、クラッチディスクを圧着している「ダイヤフラムスプリング」とクラッチディスクと摺動(しゅうどう)する摩擦面を設けた「プレッシャプレート」が一体となった部品で、フライホイールに直接取り付けられています。つまりフライホイール同様、常にエンジンと同じ回転数で回転しています。

クラッチカバー 写真7 クラッチカバー クラッチカバーの裏側(内側)

動力が遮断されるとは?

 「クラッチペダルを踏み込んでいない状態」とは「クラッチはつながっている状態」だと先述しましたが、それはすなわちダイヤフラムスプリングによってクラッチディスクが「プレッシャプレート&フライホイール」に圧着されている状態です。

よって、

  「エンジン(フライホイール+プレッシャプレート)」=「トランスミッション(クラッチディスク)」

という動力伝達経路が成立している状態ということになります。

 ギアがニュートラル位置で、かつクラッチペダルを踏み込んでいない状態のとき、エンジン回転はトランスミッションのメインシャフトに伝わります。しかし、「ニュートラル位置」とは、「トランスミッション内部でギア同士が空転する状態」を指します。エンジンの動力はタイヤに伝わりません。

 ギアの位置が1速の場合、クラッチペダルを踏み込むことによって、エンジン回転がトランスミッションに伝わらなくなり、タイヤに動力が伝わりません。

 どちらもタイヤに動力が伝わらない状態なのですが、それぞれの部品に生じている環境が異なっていることがお分かりいただけると思います。

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