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ミッション・駆動系修理・整備 [2020.05.11 UP]

【クラッチまとめ】仕組みから扱い方までクラッチの全てを徹底解説!

【クラッチまとめ】仕組みから扱い方までクラッチの全てを徹底解説!

オートマ車が登場するまでは免許取得時、教習所の実技教習ではクラッチ操作の習得が必要不可欠でした。
「坂道発進で半クラッチに苦労した……」という思い出がある方も、多いのではないでしょうか?

ところが、1991年以降はAT車限定免許制度が始まったため、「マニュアル車の運転の仕方を知らない」「クラッチって何?」という方も増えてきています。

そこでこの記事では、クラッチについて知らない方に向けて「仕組みから扱い方までクラッチのすべて」を徹底解説します。

そもそもクラッチとは?

クラッチとは、エンジンとトランスミッションの間にある「動力伝達装置」のことをいいます。エンジンからの動力をタイヤまで伝えたり切り離したりするための装置です。
クラッチを構成しているパーツを簡単に説明すると、以下の3つから構成されています。

1. フライホイール
2. クラッチディスク
3. クラッチカバー

フライホイールはエンジンと直接繋がっており、フライホイールとクラッチディスクがくっついたり離れたりすることで動力を伝達・遮断しています。

クラッチカバーの中には、クラッチディスクを圧着するためのダイヤフラムスプリングなどのパーツが収められており、フライホイールとクラッチディスクを覆うようにして装着されています。

AT車はアクセルとブレーキのみの2ペダルですが、MT車の場合はブレーキペダルの左側にクラッチペダルが装着された3ペダルになります。

MT車はこのクラッチペダルを操作して、停車時や変速時はエンジンの動力をタイヤまで伝えないように遮断し、走行時はエンジンの動力をタイヤまで伝達します。

遮断することを「クラッチを切る」といい、クラッチペダルを踏み込むとクラッチを切ることができます。
伝達することを「クラッチを繋げる」といい、クラッチペダルを離すとクラッチを繋げることができます。

様々な種類のクラッチ

様々な種類のクラッチ

現在一般的な乗用車に使われているクラッチは摩擦クラッチと呼ばれるものですが、それ以外にも様々なクラッチが存在します。
クラッチの種類を以下でご紹介します。

ドッグクラッチ

噛み合いクラッチや確動クラッチとも呼ばれるドッグクラッチ。ドッグという名前は、クラッチについた爪が犬歯に似ていることに由来しています。

爪の断面形状は矩形や三角形、台形など様々なパターンがあり、爪の形によっては一方向にのみトルクを伝達する(逆方向にはトルクを伝達しない)クラッチも存在します。
爪が噛み合う仕組みなので、滑りが一切起きずトルク伝達率が高いことが利点です。

その一方で、伝達トルクを調整できない、互いの回転速度に大きな差があると爪が弾いてうまく噛み合わないなどのデメリットもあります。

摩擦クラッチ

現在一般的に車のクラッチとして使われているのが、この摩擦クラッチです。

摩擦力により動力を伝達する仕組みなので、ドッグクラッチのように入力軸と出力軸の回転差によって弾かれることがありません。また、圧着力を調整することで滑らせながらなめらかに回転数を同調させることができます。

摩擦するディスクの形状によりいくつかの呼び名があり、円盤形状のものをディスククラッチ、円筒形のものをドラムクラッチ、円錐形状のものを円錐クラッチと呼びます。

中でも円錐クラッチは同じ外径で同じ圧着力のディスククラッチと比較して、トルクの伝達量を大きくできるメリットがあります。
ただし、ディスククラッチでも同じ外径のままトルク伝達量を増加させることは可能で、数枚のディスクを重ねてトルク伝達量を増やした多板クラッチと呼ばれるものがあります。

そのほかに、摩擦面が潤滑油で潤滑される湿式クラッチと潤滑されない乾式クラッチがあります。
湿式クラッチは主にバイクで使用されており、乾式クラッチは主に車に使われています。
湿式クラッチは耐摩耗性や冷却性に優れていて、潤滑油がクラッチを繋ぐときのショックを吸収する特徴があります。
このように書くと乾式クラッチはクラッチを繋いだ際のショックが大きいように思えますが、クラッチ接続時のショックを吸収するためにスプリングやゴムなどで対策されています。

遠心クラッチ

バイクのスクーターでよく使われるのが、遠心クラッチです。遠心クラッチは摩擦クラッチの1つで、遠心力によって圧着されることで動力を伝達します。スクーター以外では、チェーンソーにもよく使われているクラッチです。
クラッチシュー側の回転数が上がると遠心力で自動的にクラッチハウジングに圧着されるので、遠心クラッチは特にクラッチ個別の操作を必要としません。

圧着されたクラッチは、遠心力が一定以下に弱まるとクラッチスプリングの力によって閉じられてクラッチを切った状態に戻ります。

したがって、クラッチミート(クラッチ接続)のタイミングはスプリングの強弱によってセッティング可能です。スプリングを硬くすればクラッチミートは遅く(高回転で繋がる)、スプリングを柔らかくすればクラッチミートが早く(低回転で繋がる)なります。

電磁摩擦クラッチ

電磁摩擦クラッチは摩擦クラッチの一種ですが、クラッチの接続・遮断を電磁石でおこなっていることが特徴です。

電磁摩擦クラッチがよく使われているのは、車のエアコンにあるコンプレッサーのプーリー部分です。
そのほかにも、過給器の一種であるスーパーチャージャーにも使われています。スーパーチャージャーは高回転域で駆動ロスを発生させるため、電磁摩擦クラッチを用いて高回転域でスーパーチャージャーとクランクシャフトを遮断する仕組みになっています。

基本的にエンジンからの動力を伝達するクラッチには採用されませんが、1960年代にはオートクラッチ操作を目指してシフトスイッチと連動して電磁クラッチを作動させる2ペダルMT車が作られた過去があります。

流体クラッチ

流体クラッチは、ほかのクラッチとは違った構造をしており、その名の通り流体を用いてトルクを伝達する仕組みのクラッチです。

構造としては、液体の入った密閉容器に2つのタービンが向かい合わせに設置され、それぞれのタービンは入力軸と出力軸に繋がっています。
入力側のタービンが回転すると液体が撹拌され、出力側のタービンが液体の流れを受けて回転します。

簡単に説明すると、向かい合わせに設置した扇風機の一台を稼働させると、もう一台の扇風機もつられて回転しだすのと原理的には同じです。

AT車にクラッチはないの?

AT車にクラッチはないの?

AT車にはクラッチペダルはありませんが、クラッチに相当する「トルクコンバーター」という部品が付いています。

これは流体の抵抗を利用して自動で動力の伝達をおこなう装置で、上記の流体クラッチを応用したものです。
トルクコンバーターの構造や仕組みについて、以下で解説していきます。

トルクコンバーターとは?

トルクコンバーターとは、AT車に用いられるクラッチに近い役割の装置です。トルコンと略されたり、メーカーによってはティプトロニックやステップトロニックなどと呼ばれたりすることもあります。

構造的には流体クラッチとよく似ていますが、流体クラッチにトルク増幅機構を持たせたものをトルクコンバーターと一般的には呼びます。
流体の運動エネルギーを回生してトルクを増幅させるため、トルクが細い低回転域からでもスムーズな発進を可能とします。

また、トルコンは流体を用いてトルクを伝達しているため、クラッチに比べると伝達と遮断がスムーズです。MT車でクラッチを雑に繋ぐと「ドンッ」というショックが起きますが、AT車ではこうした現象は起きにくいです。

AT車ではクラッチ操作が不要なので普段意識することはありませんが、当たり前のようにアクセルを踏むだけでスムーズに発進できるのはトルコンのおかげなのです。

トルコンの構造

トルコンの構造は先ほど解説した流体クラッチと非常によく似ており、外見は中心に穴が開いたドーナツのような形をしています。

そのドーナツのような容器はオイルで満たされており、中にはタービンが入っています。入力軸(エンジン側)のタービンはポンプインペラ、出力軸(ミッション側)はタービンランナと呼ばれ、オイルの抵抗で動力が伝達されます。
流体クラッチの項目で解説した、向かい合わせの扇風機のイメージです。
さらに細かくいえば、2枚のタービンの間にはステータという部品が入っています。ステータは、タービンランナを回したあとのオイルを再びポンプインペラへと誘導するための部品です。
タービンランナを回したあとのオイルには運動エネルギーが残っているため、それを回生することでトルクを増幅する仕組みとなっています。

クリープ現象はトルコンが原因

AT車に乗っている方であれば、アクセルを踏んでいなくても車が勝手に前進する「クリープ現象」を体験したことがあるかと思います。
このクリープ現象は、AT車のトルコンによって引き起こされる現象であることをご存じでしょうか?

なぜAT車にクリープ現象が起こるかというと、トルコンのポンプインペラがアイドリング時でも回転するため、僅かながらも抵抗によってもう片方のタービンランナを回そうとするからです。
AT車はニュートラルに入れない限り、駆動力を完全に遮断することはできません。

MT車で半クラッチが必要なのはなぜ?

MT車で半クラッチが必要なのはなぜ?

冒頭でも触れましたが、MT車の運転で難しいのが半クラッチです。特に、坂道発進で苦労した記憶がある方も多いと思います。

なぜ半クラッチが必要かというと、回転していないタイヤと回転しているエンジンをいきなり繋ぐとエンストしてしまうからです。
互いに違う回転数を、徐々に擦り合わせるようにして同調させていく必要があります。

この「徐々に擦り合わせるようにして同調させていく」作業が半クラッチです。滑らせながら徐々にクラッチを圧着していくことで、回転をスムーズに同調させることができます。

上手な半クラッチのコツ

教習所でも鬼門とされる半クラッチですが、操作には少しコツが必要です。

まず半クラッチ状態まで持っていく手順ですが、停車時であればクラッチペダルを踏み込んでギアを1速に入れ、アクセルを少し踏み込みながら徐々にクラッチペダルを戻していきましょう。少し車が進もうとしている抵抗を感じたら、そこが半クラッチのポイントです。
半クラッチのポイントまでは、クラッチとフライホイールは接触しないので車が進むことはありません。そのため、半クラッチのポイントまではゆっくりとペダルを戻す必要はありません。
むしろゆっくりとペダルを戻していると、発進でもたついたり坂道発進で後ろに下がったりする原因になります。半クラッチのポイントまでは、スパッとペダルを戻すことを意識するといいでしょう。
半クラッチまでペダルを戻したら、そこからはじわじわと操作する必要があります。少しアクセルを踏み込みながら徐々にクラッチペダルを戻すことによって、スムーズに発進できます。

クラッチの寿命はどのくらい?

クラッチの寿命はどのくらい?

クラッチの寿命は、運転する人・運転の仕方・特性によって大きく異なります。

半クラッチを多用した運転の場合、クラッチが磨耗しやすく5万km程度での交換が必要なこともあります。対して、丁寧にクラッチを繋ぐ運転であれば10万kmを超えても問題ない場合もあります。
クラッチが極端に摩耗するとクラッチ交換のみならずフライホイールの交換も必要になってしまうので、丁寧な運転に自信のある方でも7万kmに一度はクラッチを確認することを推奨します。

もしクラッチが故障したら

クラッチは消耗品なので、長く使っていると磨耗が進んで交換が必要になります。クラッチに異常を感じたらディーラーや整備工場などで点検し、異常な摩耗がないか確認してください。
もし走行中にクラッチが故障して自走不能になった場合は、速やかに路肩に停車してロードサービスなどに連絡してレッカーを依頼しましょう。
基本的にクラッチは故障の前に前兆が見られるので、日頃からクラッチ故障の前兆がないか確認しておくことが大切です。クラッチ故障の前兆については、後ほど詳しく解説します。

クラッチの交換費用は?

もしクラッチの交換が必要になった場合、どのくらいの交換費用がかかるのでしょうか?

クラッチの交換費用は、純正のクラッチにするか社外製の強化クラッチにするかで費用が大きく異なります。
基本的には社外製の強化クラッチのほうが費用は高くなりがちです。ただしクラッチの耐久性や性能が純正クラッチよりも良いので、価格が高いだけの価値はあります。

気になる費用ですが、純正クラッチの場合はおよそ2~4万円が相場です。一方の社外製強化クラッチは商品によって大きく価格が異なり、安いものでは4万円、高いものでは15万円の商品もあります。
クラッチの本体価格に加えて、クラッチ交換の工賃も必要になります。クラッチ交換の際にミッションをエンジンから切り離す必要があるため、クラッチの交換工賃は非常に高額です。

車種によってはエンジンやミッションの取り外しが必要ない場合もありますが、それでも最低で25,000円以上の工賃がかかります。
エンジンやミッションの取り外しが必要な場合は、上記の2倍以上(50,000円)の工賃がかかるケースも珍しくありません。

なお、上記の工賃は最低ラインなので、目安として5~20万円はかかると考えたほうがいいでしょう。輸入車の場合、最低で15万円以上がクラッチ交換工賃の目安です。

クラッチが故障するとどうなる?

クラッチが故障するとどうなる?

クラッチが故障すると、クラッチが切れなくなったり繋がりにくくなったりします。ひどい場合は走行不能になることもあります。

クラッチが故障する原因は、フライホイールやクラッチディスクの異常磨耗や破損が原因です。基本的に破損することはまずありませんが、磨耗が限界に達したクラッチディスクを使用し続けたり、荒っぽいクラッチ操作をしていたりすると損傷するケースもあります。
クラッチが故障して切れなくなった場合、エンジン始動時にクラッチを切れなくなるためセルモーターの力で車が動き出してしまいます。

もしブレーキを踏んだままエンジンを始動させようとしても、クラッチが切れていないのでエンストしてエンジンはかかりません。
仮になんとかエンジンが始動できたとしても、ギアチェンジがまともにできないので走行は不可能に近いです。また、信号で止まるとエンストしてしまいます。

次にクラッチが故障して繋がりにくくなった場合ですが、この場合は走行中にクラッチが滑った状態になるため動力を十分に伝達できません。アクセルを踏んでも思ったように加速できないでしょう。
なんとか走行できたとしても、次第に症状は悪化していきクラッチが全く繋がらなくなって走行不能になってしまいます。

こうしたクラッチの異常摩耗や故障の原因としては、半クラッチの多用や荒っぽいクラッチ操作が考えられます。
半クラッチを多用しすぎると、フライホイールとクラッチディスクが擦られている時間が長くなるため、通常の運転に比べて速いスピードで摩耗が進行してしまいます。半クラッチの時間がいつも長い人は注意が必要です。
荒っぽいクラッチ操作というのは、半クラッチを使わずに一気に繋ぐ、回転数が大きくずれた状態でクラッチを繋ぐといった行為が該当します。このような操作をしているとクラッチに負担がかかり、破損を起こす原因になります。

異常摩耗や故障はクラッチ操作がやや雑なことが原因なので、普段から丁寧にクラッチ操作をしていれば、いきなりクラッチが故障する可能性は低いといえます。
駆動系やエンジンの保護にもつながるので、普段から丁寧なクラッチ操作を心がけましょう。

クラッチ滑りの前兆

クラッチが摩耗すると、クラッチ滑りを起こすようになります。クラッチ滑りには前兆があるので、以下のようなことを感じたらクラッチを点検しましょう。

・丁寧なクラッチ操作をしているのに、半クラッチでジャダー(激しい振動)が発生する
・クラッチを繋ぐ際に異音が発生する
・エンジンの回転数は上昇するのにスピードは上昇しない
・アクセルを踏み込んだときに回転数と車速にズレを感じる
・クラッチミート(半クラッチの位置)のポイントが手前すぎる

クラッチ滑りがひどくなると、アクセルをどれだけ踏んでもスピードが出なくなります。明らかにパワーがタイヤに伝わっていないと感じたら、クラッチ滑りが起きていると考えて間違いありません。

クラッチが滑っているかをチェック

上記のような前兆以外にも、クラッチが滑っているかをチェックする方法があります。以下の手順でエンストするかチェックしてみてください。

1. まずはエンジンを始動しサイドブレーキを引く
2. クラッチを切り、ギアをトップ(5速車なら5速、6速車なら6速)に入れる
3. ギアを入れた状態でクラッチを一気に繋ぐ

正常にクラッチが作動していれば、クラッチを一気に繋ぐとエンストします。エンストのタイミングが遅れる、もしくはエンストしない場合はクラッチ滑りが起きている証拠です。

クラッチの寿命を延ばすコツ

クラッチの寿命を延ばすコツ

クラッチが経年劣化で摩耗することは避けられませんが、運転の仕方によって寿命を延ばすことは可能です。
クラッチに優しい=車に優しい運転といえるので、以下のコツを日頃から意識して運転しましょう。

半クラッチは優しく短く

荒っぽくクラッチを「ドンッ」と繋ぐと、クラッチ本体はもちろんフライホイールや駆動系全体にダメージを与えてしまいます。車に悪いだけでなく、運転している本人や同乗者も不快に感じますので、なるべく優しくクラッチミートさせましょう。

ただし、優しく繋ぐことを意識しすぎて半クラッチの時間が長くなると、それもまた磨耗の原因になってしまいクラッチに優しくありません。
半クラッチは優しく、かつ短く繋ぐのが寿命を伸ばすコツです。

半クラッチの時間を減らすとショックが大きくなってしまうと考えがちですが、じわっとクラッチを繋げばそれほどショックは起こりません。
車種にもよりますが、半クラッチのポイントから3cm程度の範囲を超えたらスパッとクラッチを戻しても大丈夫です。
ある程度練習が必要ですが、慣れれば意識しなくても優しく短くクラッチを繋げられるようになるはずです。

ちなみに、スムーズに変速したいという理由でシフトチェンジの際にも半クラッチを使う人がいますが、基本的に半クラッチは発進時以外に必要ありません。

もし変速ショックが大きい場合は、クラッチ操作だけでなくアクセルも併用することを意識してください。次に入れるギアに合った回転数に合っていれば、クラッチを素早く繋いでも変速ショックは起こりません。
少し難しいかもしれませんが、クラッチだけでなくアクセルワークも意識して運転しましょう。

やたらとエンジンブレーキを使いすぎない

フットブレーキをあまり使わずにエンジンブレーキに頼った運転をする人がいますが、これはクラッチの寿命を縮める原因になります。

そもそも、エンジンブレーキは駆動輪にしか働かないので、メインのブレーキとして使うには適していません。4輪に均等に制動力が働かないので、車が不安定になってしまいます。

ただし、長い下り坂でフットブレーキのみを使うとオーバーヒートしてフェードやペーパーロックを起こし止まらなくなってしまいます。
こういった場面ではエンジンブレーキを併用して減速してください。

シフトノブに手を置かない

運転中なんとなくシフトノブに手を置く人がいますが、それはミッションに余計な力が伝わるため好ましくありません。

小さな力でもミッションに余計な負荷を加えると、ギアを傷めてしまいます。また、クラッチに余計な力が伝わることでジャダー(激しい振動)の原因にもなります。
シフトチェンジ以外ではシフトノブに触らないようにしましょう。

クラッチペダルの上に足を置かない

運転中なんとなくクラッチペダルの上に足を置く人もいますが、これもクラッチの寿命を縮める行為です。
信号待ちや交差点などが近づくと、無意識に足がクラッチペダルの上に移動してしまう人は少なくないでしょう。

踏み込んでいるわけではないので半クラッチ状態ではないはずですが、無意識的に少なからずクラッチを踏んでしまっていて半クラ状態になっていることもあります。クラッチが微妙に滑っている状態になるので、摩耗の原因になります。

また、クラッチが摩耗するだけでなく長時間半クラッチに近い状態になるため、クラッチが異常発熱する原因にもなります。場合によっては熱でクラッチの摩材が変質し、一発でクラッチがダメになる可能性もあります。
こうしたトラブルを起こさないためにも、運転中は左足をフットレストに置いておくように心がけましょう。

クラッチに優しいブリッピング

クラッチに優しいブリッピング

ブリッピングとは、シフトダウンの際にアクセルを煽って回転数を合わせ、ギアの繋がりをよくするテクニックのことです。
基本的にレースなどでよく使われるテクニックですが、公道でも非常に役立ちます。

ブリッピングをせずにシフトダウンをおこなう(教習所で習う一般的な運転)と、ギアとエンジンの回転差によってシフトショックや急激なエンジンブレーキが発生します。車が前につんのめってしまうイメージといえば分かりやすいでしょうか。

そうならないように通常は半クラッチを使って回転差を吸収して運転しますが、これではシフトダウンの度にクラッチを少しずつ摩耗させてしまいます。

そこでアクセルを煽って回転数を上げることで、次に入れるギアとエンジンの回転数を同調させ、シフトショックをなくすことができます。
ギアとエンジンの回転数が同調しているので半クラッチを使う必要がなくなり、結果的にクラッチ保護につながるのです。

ブリッピングはクラッチの寿命を延ばすだけでなく、スムーズな運転にも欠かせないものなので、MT車乗りであればぜひマスターしたいテクニックです。

ブリッピングの操作手順

ブリッピングが「アクセルを煽って回転数を合わせるテクニック」であることは解説しましたか、具体的にどのように操作すればいいのか疑問に思う方も多いでしょう。
ブリッピングは操作を手順ごとに分けると、以下の4つになります。

1. クラッチを切る
2. シフトダウン
3. アクセルを煽る
4. クラッチを繋ぐ

それぞれの操作について、以下で詳しくご紹介します。

クラッチを切る

まずはクラッチを切りましょう。このとき、クラッチはスパッと思い切りよく切ってください。クラッチを繋ぐときはじわっと操作しないとショックが発生しますが、切るときは勢いよく操作してもショックは発生しないので思い切りよくいきましょう。

シフトダウン

シフトダウンの際は次のギアにすぐ入れるのではなく、ギアの入り口付近に軽く押し付けた状態で少し待ちましょう。
そうすることで、ギアに組み込まれたシンクロメッシュ機構がギア同士の回転数を同調してくれます。

ギアの回転数が同調すると吸い込まれるようにシフトが入るので、そうなればうまく操作できている証拠です。シンクロが同調する前に無理にシフトを叩き込むとギアを傷める原因になるので、「押し当てて少し待つ」ことを意識しましょう。

アクセルを煽る

順番的にはシフトダウンの次になりますが、実際の操作ではシフトダウンとアクセルを煽るタイミングはほぼ同時におこないます。

ここで問題となるのが、どのくらいアクセルを煽ればいいのか? です。次のギアと同じ回転数にすることが目的なので、アクセルを煽りすぎてもうまくいきません。

そのために指標となるのが、車の「ギアレシオ」です。ギアレシオとは、タイヤが一回転するのに必要なエンジンの回転数のことを指します。

例えば、「3速3000rpm=60km」「4速2500rpm=60km」だった場合、4速から3速に落とすには500回転分アクセルを煽る必要があります。

このように同じ速度でもギアによって回転数が違うので、「その差を埋めるにはどのくらいアクセルを煽ればいいか?」を考えながら操作すればうまく回転を合わせられるはずです。

クラッチを繋ぐ

シフトダウンしてうまくアクセルで回転を合わせたら、最後にクラッチを繋ぎましょう。
クラッチを切るときは素早く操作しますが、繋ぐときはじわっと操作してください。勢いよく繋ぐとシフトショックが発生してしまいます。

回転が完全に同調していればクラッチをスパッと繋いでもシフトショックは出ませんが、完璧に合わせるのは難しいです。
じわっと繋ぐことで半クラッチ状態を作り出し、合わせきれなかった回転差を吸収するとスムーズなブリッピングができます。

まとめ

今回はクラッチの仕組みから扱い方、故障の前兆や寿命を伸ばすコツなどを解説してきましたが、いかがだったでしょうか?

優しく使っていればクラッチは10万km程度は持ちます。しかし運転の仕方によっては摩耗したり故障してしまったりするので、日頃からクラッチに優しい運転をすることが大切です。
主に半クラッチの使い方がポイントになるので、この記事を参考にスムーズな半クラッチ操作を身につけてください。

グーネットピット編集部

ライタープロフィール

グーネットピット編集部

車検・点検、オイル交換、修理・塗装・板金、パーツ持ち込み取り付けなどのメンテナンス記事を制作している、
自動車整備に関するプロ集団です。愛車の整備の仕方にお困りの方々の手助けになれればと考えています。

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