クルマの基礎！ポット形クラッチってなに？
車を知りたい
先生、「ポット形クラッチ」って、どんなクラッチですか？ フライホイールの形が関係するみたいなんですが、よく分かりません。
自動車研究家
いい質問ですね！「ポット形クラッチ」は、フライホイールを深く削って、その中にクラッチ板が収まるような構造になっているんです。例えるなら、お茶碗の中に皿が収まっているようなイメージですね。
車を知りたい
お茶碗の中に皿…なんとなくイメージが湧きます。でも、なんでそんな複雑な形にするんですか？
自動車研究家
それは、コイルスプリングを使うことでクラッチの構造上、フライホイールを深く削る必要が出てくるからなんです。ただ、その反面、熱がこもりやすいというデメリットもあるんですよ。
ポット形クラッチとは。
自動車用語の「ポット形クラッチ」とは、フライホイール外周を高くしてクラッチカバーを取り付けることで、クラッチディスクの摩擦面がフライホイールの内側にくる構造を持つクラッチのことです。 コイルスプリングを用いたクラッチカバーは、ダイヤフラムスプリングと比べてコイルスプリングの自由長が長いため、クラッチカバーの支点とプレッシャープレートの距離が大きくなります。結果として、フライホイールのクラッチディスク摩擦面が深い位置になるため、フライホイールを深く削り込み、取り付け面の外周を高くする必要があります。 つまり、フライホイールの穴の中にプレッシャープレートが入り込むような構造のクラッチです。 ただし、フラット形クラッチと比べると、クラッチの冷却には不利な点があります。
ポット形クラッチの構造
ポット形クラッチは、その名前の通りポットのような形をしたケース（クラッチカバー）の中に、クラッチの主要部品が収められています。中心にはエンジンからの動力を伝えるフライホイールと接続するクラッチディスクがあり、その両側をクラッチカバーとプレッシャープレートが挟み込む構造です。
プレッシャープレートは、複数のスプリングによってクラッチカバーに押し付けられており、この圧力によってクラッチディスクがフライホイールに密着し、動力が伝達されます。クラッチペダルを踏むと、このプレッシャープレートがスプリングの力に逆らって押し戻され、クラッチディスクとフライホイールが離れることで動力の伝達を切断します。
コイルスプリングとダイヤフラムスプリングの違い
– コイルスプリングとダイヤフラムスプリングの違い
ポット形クラッチには、圧着力を発生させるためにスプリングが使用されています。このスプリングには、コイルスプリングとダイヤフラムスプリングの2種類があります。それぞれの特徴を見ていきましょう。
-# コイルスプリング
コイルスプリングは、バネ鋼を螺旋状に巻いた形状をしています。古くから使われている方式で、構造が単純で製造コストが安いというメリットがあります。一方で、スプリングの数が多くなるため、クラッチの重量が大きくなってしまう点がデメリットです。
-# ダイヤフラムスプリング
ダイヤフラムスプリングは、薄い円盤状の板バネを使用します。コイルスプリングと比べて部品点数が少なく、軽量化に貢献できる点がメリットです。また、圧着力の制御もしやすく、ペダルの操作感を軽くできるため、現在多くの乗用車に採用されています。
このように、コイルスプリングとダイヤフラムスプリングはそれぞれにメリット・デメリットがあります。採用されるクラッチの形式や車両の特性によって使い分けられています。
フライホイール形状への影響
ポット形クラッチの採用は、フライホイールの形状にも変化をもたらします。従来のダイヤフラム式クラッチでは、クラッチカバーの取り付け部に大きな荷重がかかるため、フライホイールは厚みを持たせた構造になっていました。しかし、ポット形クラッチではクラッチカバーの荷重がエンジン側に分散されるため、フライホイールを大幅に薄型化することが可能になります。これにより、エンジンの軽量化やレスポンスの向上に貢献することができます。
ポット形クラッチのメリット・デメリット
– ポット形クラッチのメリット・デメリット
ポット形クラッチは、その構造や動作特性から、メリットとデメリットを併せ持ちます。
-# メリット
-1. ペダル操作が軽い-
クラッチスプリングがダイヤフラムスプリングに比べて柔らかく、軽い力で操作できるため、特に渋滞時など、頻繁なクラッチ操作を行う際にドライバーの負担を軽減します。
-2. 熱による性能変化が少ない-
クラッチフェーシングの摩擦材が熱の影響を受けにくいため、スポーツ走行など、過酷な条件下でも安定した性能を発揮します。
-# デミリット
-1. 構造が複雑になりやすい-
ダイヤフラムスプリングに比べて部品点数が多くなる傾向があり、構造が複雑になる場合があります。
-2. 高回転時の伝達能力が低い-
高回転域ではクラッチスプリングの遠心力によって圧着力が低下し、エンジンの出力を十分に伝達できない場合があります。
これらのメリット・デメリットを踏まえ、車種や使用用途に応じて最適なクラッチが選択されています。
フラット形クラッチとの比較
ポット形クラッチとフラット形クラッチは、どちらも摩擦を利用してエンジンの動力を伝達する装置ですが、構造や特徴に違いがあります。
まず、その名の通り形状が異なります。ポット形クラッチは円筒形の形状をしており、内部に圧力板やダイヤフラムスプリングなどが収められています。一方、フラット形クラッチは円盤状の形状をしており、部品点数が少なくシンプルな構造なのが特徴です。
動作原理は、どちらもクラッチカバーとクラッチディスクの摩擦力を利用して動力を伝える点は同じです。 しかし、ポット形クラッチはダイヤフラムスプリングの反力を利用してクラッチを切ったり繋げたりするのに対し、フラット形クラッチはコイルスプリングを使用するのが一般的です。
それぞれにメリット・デメリットがあり、ポット形クラッチは操作力が軽く、ペダル操作がしやすいというメリットがあります。一方、フラット形クラッチは構造がシンプルで軽量、コストを抑えられるというメリットがあります。
このように、ポット形クラッチとフラット形クラッチはそれぞれ異なる特徴を持つため、車種や用途に合わせて使い分けられています。