私の思いと技術的覚え書き

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クラッチのこと(ヒール&トウとは)

2011-12-15 | 技術系情報
 最近はオートマチック・トランスミッションの2ペダルが乗用車の9割を越え、3ペダルのクラッチ付きのマニュアル・トランスミッション車を見ることも少なくなってしまいました。偶にクラッチ付き車を乗ると、新鮮でマニュアルも良いもんだと思ってしまいますし、スポーツカーならマニュアルを選択すべしと思ってしまいます。

 ここで、クラッチのうんちくを、少し記して見たいと思います。

 クラッチを日本語に直せば継続機であり動力を切ったり繋いだりできる機構となります。その上で、接続時にダイレクトに繋ぐのでなく、スムーズな接続、つまり滑りを伴う半クラッチ状態ができることが市販車には特に求められるのです。

 考えて見れば、現在のATMも内部に複数のプラネタリギヤセットと、それを切り替えるための複数以上の多板クラッチが使用されています。これらクラッチも継続時は、シフトショックを軽減するため、アキュムレーターなどにより作動油圧の立ち上がり特性を加減したりしています。

 ところで、昔のクラッチ付きマニュアルトランスミッションでは、運転の仕方でクラッチ板の持ちが随分と違ったものでした。下手な運転者となると、僅か1万キロに満たないでクラッチ板がすり減り滑り出しますが、上手い運転者は5万キロ以上クラッチが持つこともあったと思います。これは半クラッチ状態の時間の長さに関係する訳ですが、半クラッチ時間が長い運転者がスムーズな運転をし、短い運転者が荒っぽい運転者かというと、そういう訳でもなかった様です。様は、クラッチ接続時のエンジン回転を低めにし、極短時間で半クラッチ状態を終了させているかというテクニックが要求されたのだろうと思います。

 なお、市販実用車では、発進時のエンジン低回転での発進を容易にする目的で、フライホイールの慣性力(イナーシャ)を増しています。これを、レーシングカーばりに軽量化しますと、クラッチ接続時のエンジン回転落ちが激しくエンストし易いため、勢いエンジン回転を上げ気味にして継続するしかなくなる訳です。

 30年くらい前のF1グランプリで、いわゆるワークスでないメーカーでは、エンジンはコスワースDFV、ミッションはヒューランド、クラッチはボーク&ベック(元ボルグワーナーに吸収)などと、個別専業パーツメーカーがおのずと決まっていたものでした。

 レーシングエンジンでは、フライホイールを含めクランクシャフトなど回転系の回転マスが大きいと、全力加速において加速エネルギーが吸収されてしまいますから、なるべく回転系のマス(イナーシャ)を小さく設計しています。従って、フライホイールも小径で薄板となり、それに付随して大出力を継続するクラッチも小径で成立させるために、クラッチ板を3枚とかの多板となっているものも多い訳です。

 現在のF1では、クラッチペダルはありますが、これは発進時のみ使用するそうです。走行中はシフトアップもダウンも、クラッチを踏むことなくシフト操作を行っているそうです。しかし、映画グラン・プリの1960年代のF1では、例えばモナコグランプリでは、レース中に2,600回を越えるシフト操作が行われるとナレーションされますが、ドライバーはシフトと操作の都度、クラッチを切り(踏み)シフト操作を繰り返します。特に、シフトダウン時が問題です。F1のミッションでは常時噛み合いギヤでシンクロ機構を持たないドグ・クラッチという噛み合い機構のみのシンプルなものですから、回転の同期が取れていないシフト操作では、ギヤ鳴りを生じたり、酷くするとミッションの破損に至る訳です。そのため、1度クラッチを切りニュートラルにして再度クラッチを接続し、アクセルを煽ってミッション内のギヤを加速させ、再度クラッチを切り下位ギヤにシフトするという、いわゆるダブルクラッチ操作が要求されたのです。しかも、コーナー進入時のブレーキング時にこれを行うため、右足は、つま先でブレーキングし、かかとでアクセルを煽るという、いわゆるヒール&トウというテクニックが繰り返されるのでした。この辺りの状況は、先日紹介した映画「グラン・プリ」で、明瞭に表現されています。




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