クラッチとトルクコンバーターの違い｜実物と既存図でわかる動力伝達

クラッチとトルクコンバーターは、エンジンから変速機へ力を渡す装置です。エンジンとタイヤをいつも固くつないでいたら、信号待ちのたびにエンジンまで道連れになります。

止まっているタイヤ側を少しずつ動かし、止まるときにはエンジンを回しておく。そのつなぎ方を、板の摩擦で調整するのがクラッチ、主に油の流れで助けるのがトルクコンバーターです。どうやって力を渡しているのか見ていきましょう。

板を押し付けるクラッチ、油の流れで伝えるトルコン

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ペダルを離す：板を挟む

ペダルを踏む：板を離す

エンジンからタイヤまで、いつも固い棒で直結されていたら、止まるたびにエンジンまで止まってしまいます。発進では、止まったタイヤ側を少しずつ動かす必要もあります。その間のつなぎ方を調整する装置が要るわけです。

クラッチは、板などを押し付ける力で回転を伝えます。一方、トルクコンバーターは、主に中のオイルの流れを使います。どちらも力を受け渡しますが、「どこを通って力が届くか」が違うんですね。

一般に、どちらもエンジンと変速機の間に置きます。クラッチは面を滑らせながらつなぎ、トルクコンバーターは油を介すので、入口と出口で回る速さが違っても力を渡せます。

ただ、クラッチはMT専用、トルコンはAT専用と、きっぱり分けられません。AT内部にも変速用クラッチがあり、トルコンにも直結させるロックアップクラッチがあります。トルクは、軸を回そうとする力のことです。トルコンは、条件によって出口側のトルクを増やせますが、摩擦クラッチ単体にはその働きはありません。

回っているエンジンで、止まった車を動かすには

では、この回転差を二つの装置がどう受け持つか、もう少し具体的に見てみましょう。

回る速さの差をならしながら、少しずつ力を渡します。MTならクラッチを滑らせ、差が減ったら完全につなぎます。トルコンは、入口が回っていても出口は止まれるので、油を通して発進できます。

発進装置は回る速さの違いを扱い、変速機は回る速さと力の比率を変えます。その分担はトランスミッションの役割と種類でも説明しています。

クラッチペダルの操作は、どの部品に伝わる？

MTでよく使う乾式単板クラッチには、フライホイール、クラッチディスク、カバー、押し付ける力を変えるレリーズ機構があります。組み合わせはエクセディのクラッチ構造解説でも確認できます。

フライホイールとクラッチカバーはエンジン側

フライホイールはエンジンの軸に付き、一緒に回ります。カバーも普通はそこへ固定します。中には、ディスクを押すプレッシャープレートと、その力を作るダイヤフラムスプリングなどがあります。

クラッチディスクは変速機の入力軸につながる

ディスクの中心は、スプラインという溝で、変速機の入口の軸とかみ合います。この板をフライホイールとプレッシャープレートで挟むと、摩擦でエンジンの回転が変速機へ伝わります。

フライホイールとカバーはエンジン側、間に挟むクラッチディスクは変速機側です。二つの側を別々にできるので、力のつながりを切れるんですね。

ペダルを踏むと、ディスクを押す力が弱まる

下の表は、押して操作する一般的なプッシュ式の例です。レリーズベアリングを引くプル式では、動く向きが違います。

プッシュ式では、ペダルの動きが専用の液体にかけた圧力やケーブルでレリーズベアリングへ届き、ばねを押します。すると板を押し付ける力が弱くなり、エンジンからの力を切れます。ペダルを戻すと、押す力が戻り、つながります。

引いて操作するプル式などもあるので、部品の動く向きは形式で違います。ただ、摩擦面を押す力を変えて、つないだり離したりする点は共通です。

半クラッチでは滑りが熱になる

半クラッチは、板が触れて力を渡しつつ、両側の回る速さがまだ違う状態です。滑らせることで、止まった車へ急に力がかからず、なめらかに動き始められます。

滑る間は、エネルギーの一部が熱になり、摩擦材も減ります。発進で使うのは正常ですが、高回転で長く滑らせたり、坂道で半クラッチだけで止め続けたりすると、熱の負担が大きくなります。止めるときはブレーキを使います。

完全につながって滑っていなければ、ディスクとフライホイールは同じ速さで回ります。走行中ずっと、面同士がこすれ続けているわけではありません。

伝えられるトルクと、滑るときの発熱は別に考える

クラッチが伝えられるトルクは、押す力、摩擦材、面の大きさと数で変わります。トルクは、軸を回そうとする働きです。板を大きくするだけで、全部の条件がよくなるわけではありません。

滑っているときの熱は、伝えるトルクと、両側の回転差で変わります。同じ力でも差が大きいほど、同じ時間に熱へ変わる分が増えます。完全につながった状態と、長い半クラッチでは負担が違うんです。

湿式クラッチも、力を伝えるのは摩擦面

乾式は、摩擦面をオイルに浸さず使います。湿式は、油で冷やし、部品を守ります。乗用MTでは乾式単板、DCTやAT内部では湿式多板がよく使われます。DCTにも乾式があります。

湿式でも、力を渡すのは押し付けた面です。油が入るから、油の流れだけで伝えるという意味ではありません。トルコンとは仕組みが違います。

油を送る・受ける・戻す、三つの部品が働く

普通のトルコンには、ポンプインペラ、タービンランナー、ステーターがあります。名前は長いですが、油を送る役、受けて回る役、戻る油の向きを整える役です。

ポンプインペラがオイルを送り出す

ポンプインペラはエンジン側につながり、羽根で油を動かします。このポンプは、トルコンの中の羽根車です。ATの制御や部品へ油を送るオイルポンプとは別の役です。

タービンランナーが流れを受けて回る

タービンランナーは変速機の入口につながり、流れを羽根で受けて回ります。ポンプと直接一体にはなっていないので、ロックアップしていない間は、違う速さで回れます。

ステーターが戻りの流れを整える

ステーターは、タービンから戻る油の向きを変え、ポンプへ返します。発進時など、出口側がゆっくり回る間は、その流れを受け止める力によって、出口側のトルクを入口より大きくできます。

ステーターがエンジンを速く回すわけではありません。出口の回転が遅い条件で、回す力を増やしています。エネルギーが増えるわけでもなく、油で伝える損失もあります。流れと役目はSchaefflerのトルクコンバーター技術資料で確認できます。

一般的なステーターは、一方向クラッチで支えます。トルクを増やす間は止まって力を受け、出口が速く回って流れの向きが変わると空転します。するとトルクを増やす働きが小さくなり、油でつなぐ継手に近くなります。

Dレンジで止まれる理由と、クリープする理由

トルコンATでDに入れ、ブレーキで止まるときは、エンジンとポンプが回り、タイヤにつながるタービンは止まれます。この回転の違いを許せるので、車が止まってもエンジンまで止めずに済みます。

ただし、止まっている間も油を通して力は伝わります。ブレーキを緩めるとゆっくり進むのが、一般的なクリープです。停車したから、完全に力を切っているというわけではありません。

実車にはアイドリングストップや、停止中につながりを切る制御もあります。また、AMT、DCT、電動車でも、制御で似た動きを作れます。クリープするだけでは、トルコン付きとは分かりません。

走行中はロックアップで機械的につなぐ

油で力を伝えるには、ポンプとタービンの回る速さに差が要ります。その分は損失にもなるので、減らすためにロックアップクラッチを使います。

完全にロックアップすると、エンジン側のケースとタービン側を、機械的に直接つなぎます。油を介すときの滑りを抑えられるんです。ZFの技術資料では、回転方向の揺れを和らげるダンパーとの組み合わせも見られます。

高速道路でしか働かないわけでもありません。車速、負荷、油温、振動で調整し、低い速度から使うものや、少し滑らせる制御もあります。完全につないでも、変速機のこすれやポンプを回す損失は残ります。

油を介して力を渡す状態と、クラッチで機械的につなぐ状態を切り替えるのがポイントです。発進から高速走行まで、ずっと同じ滑り方で動いているわけではありません。どちらを使うかは、速度だけでなく車種や運転状態にもよります。

よくある疑問

AT車にはクラッチがないの？

ペダルがなくても、中にはクラッチがあります。変速用、ロックアップ用、DCTの二つなど、役目ごとに形も違います。変速用の働きは変速機の原理で解説しています。

CVTにもトルクコンバーターは付いているの？

CVTにも、トルコンを使うものがあります。CVTは主に変速の方法の名前で、発進装置までは決まりません。別のクラッチを使うものもあるので、CVTの変速部分と発進装置を分けて見ます。

トルクコンバーターなら摩耗しないの？

油で伝える部分は、半クラッチのように摩擦材を滑らせる仕組みではありません。ただし、中にはロックアップクラッチ、軸受（回転する軸を支える部分）、シールもあります。油の劣化も含め、傷みを点検する必要があります。

滑る感触、異音、振動だけで、クラッチやトルコンが原因とは決まりません。交換が必要か、油を替えるかも、車の整備情報と点検から判断します。

関連記事

フライホイールの役割と軽量化のメリット・デメリット／トランスミッションの役割と種類｜MT・AT・CVT・DCTの違い／DCTの仕組み｜乾式・湿式の違いとクラッチの働き

参考資料

• エクセディ「クラッチの構造」
• エクセディ「クラッチの役割」
• エクセディ「製品の基礎知識」
• Schaeffler/LuK Symposium 2006「Torque converters – Comfort and fuel economy in tight corners」
• ZF「Torque converter – More comfort and less fuel consumption」
• Honda「LEGEND Fact Book Performance」
• スズキ「オートギヤシフト」