マニュアルトランスミッション車を運転する場合、それが複数のクラッチを持っていることに気付くと驚くかもしれません。そして、オートマチックトランスミッション車を持っている人もクラッチを持っていることがわかりました。実際、おそらく毎日目にしたり使用したりするものにはクラッチがあります。多くのコードレスドリルにはクラッチがあり、チェーンソーには遠心クラッチがあり、一部のヨーヨーにもクラッチがあります。
この記事では、クラッチが必要な理由、車のクラッチがどのように機能するかを学び、クラッチが見つかる興味深い、おそらく驚くべき場所を見つけます。
クラッチは、車を含む2つの回転シャフトを持つデバイスで役立ちます。シャフトの1つは通常、モーターまたはプーリーによって駆動され、もう1つのシャフトは別のデバイスを駆動します。クラッチは2つのシャフトを接続して、2つのシャフトを一緒にロックして同じ速度で回転させるか、切り離して異なる速度で回転させることができます。
車の場合、エンジンは常に回転するのでクラッチが必要ですが、車のホイールは回転しません。エンジンを停止せずに車を停止させるには、何らかの方法で車輪をエンジンから切り離す必要があります。クラッチを使用すると、回転しているエンジンを、回転していないトランスミッションにスムーズに接続できます。これにより、トランスミッション間の滑りを制御できます。
クラッチがどのように機能するかを理解するには、摩擦について少し知っておくと役立ちます。 、これは、あるオブジェクトを別のオブジェクトの上にスライドさせるのがどれだけ難しいかを示す尺度です。摩擦は、すべての表面の一部である山と谷によって引き起こされます。非常に滑らかな表面でも、微視的な山と谷があります。これらの山と谷が大きいほど、オブジェクトをスライドさせるのが難しくなります。
クラッチプレートとフライホイールの摩擦によりクラッチが作動します。次のセクションでは、これらのパーツがどのように連携するかを見ていきます。
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車のクラッチでは、フライホイール エンジンに接続し、クラッチプレート トランスミッションに接続します。
マニュアル車のクラッチペダルから足を離すと、スプリングがプレッシャープレートをクラッチディスクに押し付け、クラッチディスクがフライホイールを押します。これにより、エンジンがトランスミッション入力シャフトにロックされ、同じ速度で回転します。
クラッチが保持できる力の量は、クラッチプレートとフライホイールの間の摩擦、およびスプリングがプレッシャープレートに加える力によって異なります。クラッチの摩擦力は、ブレーキのしくみの摩擦のセクションで説明されているブロックと同じように機能しますが、ブロックを地面に重く押し付ける代わりに、スプリングがクラッチプレートを押します。
クラッチペダルを踏むと、ケーブルまたは油圧ピストンがリリースフォークを押します。これにより、ギアシフト中にエンジンがトランスミッションから外れるリリースベアリングがダイヤフラムスプリングの中央に押し付けられます。ダイヤフラムスプリングの中央が押し込まれると、スプリングの外側にある一連のピンによって、スプリングがプレッシャープレートをクラッチディスクから引き離します。これにより、回転しているエンジンからクラッチが解放されます。
クラッチプレートのスプリングに注意してください。これらのスプリングは、クラッチが接続されている衝撃からトランスミッションを隔離するのに役立ちます。
この設計は通常かなりうまく機能しますが、いくつかの欠点があります。次のセクションでは、一般的なクラッチの問題とその他のクラッチの使用法について説明します。
1950年代から1970年代にかけて、車のクラッチから50,000〜70,000マイル（80,467〜113,000 km）の距離を確保することができました。クラッチを優しく使用し、適切に維持すれば、クラッチは80,000マイル（128,747キロメートル）以上持続するようになりました。気にしないと、クラッチは35,000マイル（56,327キロメートル）で故障し始める可能性があります。常に過負荷になっているトラックや、頻繁に重い荷物を牽引するトラックも、比較的新しいクラッチで問題が発生する可能性があります。
クラッチの最も一般的な問題は、ディスクの摩擦材が摩耗することです。クラッチディスクの摩擦材は、ディスクブレーキのパッドやドラムブレーキのシューの摩擦材と非常によく似ています。しばらくすると、摩耗します。摩擦材のほとんどまたはすべてがなくなると、クラッチが滑り始め、最終的にはエンジンからホイールに動力が伝達されなくなります。
クラッチは、クラッチディスクとフライホイールが異なる速度で回転しているときにのみ摩耗します。それらが一緒にロックされると、摩擦材がフライホイールに対してしっかりと保持され、同期して回転します。摩耗が発生するのは、クラッチディスクがフライホイールに対して滑っているときだけです。したがって、クラッチを頻繁に滑らせるタイプのドライバーであれば、クラッチの摩耗がはるかに速くなります。
時々問題は滑ることではなく、くっつくことにあります。クラッチが適切に解放されない場合、クラッチは入力シャフトを回転させ続けます。これにより、研削が発生したり、車のギアが完全に妨げられたりする可能性があります。クラッチがくっつく一般的な理由は次のとおりです。
「ハード」クラッチも一般的な問題です。すべてのクラッチは、完全に押すためにある程度の力を必要とします。ペダルを強く踏まなければならない場合は、何か問題がある可能性があります。ペダルリンケージ、ケーブル、クロスシャフト、またはピボットボールの固着または結合が一般的な原因です。油圧システムの詰まりやシールの摩耗も、クラッチのハードを引き起こす可能性があります。
クラッチに関連する別の問題は、スローアウトベアリングと呼ばれることもあるクラッチリリースベアリングの摩耗です。このベアリングは、回転するプレッシャープレートの指に力を加えてクラッチを解放します。クラッチが接続されているときにゴロゴロという音が聞こえる場合は、スローアウトに問題がある可能性があります。
次のセクションでは、いくつかの異なるタイプのクラッチとそれらがどのように使用されるかを調べます。
クラッチ診断テストこれらの4つのステップでノイズが聞こえない場合、問題はクラッチではない可能性があります。アイドル時に異音が聞こえ、クラッチを踏むと異音がする場合は、リリースフォークとそれを支えるピボットボールの接点に問題がある可能性があります。
車やガレージには他にも多くの種類のクラッチがあります。
オートマチックトランスミッション いくつかのクラッチが含まれています。これらのクラッチは、それを周回する歯車に囲まれた中央の駆動歯車でできている遊星歯車のさまざまなセットを接続および切断します。オートマチックトランスミッションの各クラッチは、加圧された油圧作動油を使用して作動します。圧力が低下すると、スプリングによってクラッチが解放されます。 スプラインと呼ばれる等間隔の尾根 、クラッチの内側と外側を裏打ちして、ギアとクラッチハウジングにロックします。これらのクラッチの詳細については、オートマチックトランスミッションの仕組みをご覧ください。
エアコン コンプレッサー 車の中には電磁クラッチがあります。これにより、エンジンが作動している間でもコンプレッサーを停止することができます。クラッチの磁気コイルに電流が流れると、クラッチが接続されます。エアコンを切るときなど、電流が止まるとすぐにクラッチが切れます。
エンジン駆動の冷却ファンを搭載したほとんどの車 サーモスタット制御のビスカスクラッチを使用する —流体の温度が実際にクラッチを駆動します。このクラッチは、ラジエーターを通過する空気の流れの中で、ファンのハブに配置されます。クラッチ内の液体は、熱くなるにつれて濃くなり、ファンの回転が速くなり、エンジンの回転に追いつきます。車が冷えているときは、クラッチ内の液体は冷たく保たれ、ファンはゆっくりと回転するため、エンジンは適切な動作温度まですばやく暖まります。
多くの車にはリミテッドスリップデフがあります またはビスカスカップリング。どちらもクラッチを使用してトラクションを高めます。車が回転すると、一方の車輪がもう一方の車輪よりも速く回転するため、車の取り扱いが難しくなります。スリップデフはクラッチの助けを借りてそれを補います。 1つのホイールが他のホイールよりも速く回転すると、クラッチが接続されて速度が低下し、他の3つのホイールと一致します。水たまりや氷のパッチを運転すると、車輪が回転することもあります。
ガス動力 チェーンソー 雑草を食べる人には遠心クラッチがあります 、エンジンをオフにすることなくチェーンやストリングの回転を停止できるようにします。これらのクラッチは、遠心力を利用して自動的に作動します。入力はエンジンのクランクシャフトに接続されています。出力は、チェーン、ベルト、またはシャフトを駆動できます。 1分あたりの回転数が増加すると、加重アームがスイングアウトし、クラッチを強制的に接続します。遠心クラッチは、芝刈り機、ゴーカート、モペット、ミニバイクにもよく見られます。一部のヨーヨーでさえ、遠心クラッチで製造されています。
クラッチは価値があり、多くの用途に必要です。クラッチと関連トピックの詳細については、以下のリンクを確認してください。
初版：2007年10月16日