クルマの基礎知識

自動車業界の経験者が教える、他では聞けない「クルマの基礎知識」

【ブレーキの仕組み】車を止めるために不可欠な技術について

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自動車にとって、ブレーキはエンジンと同じぐらい重要な役割を果たすものです。
しかし、ブレーキの種類や性能は自動車のカタログではそこまで多く語られない地味な存在ともいえます。

車を運転されるみなさんの中でブレーキの役割を知らないひとはいないでしょう。
自動車のブレーキは、走行中の自動車の速度を落とす、そして自動車を安全に停止させるために無くてはならないものです。

しかし、ブレーキにどんな種類があるかなどについてはあまりよく知らない方も多いのではないでしょうか。

■ブレーキの種類

自動車のブレーキは、自動車の運動する力を摩擦による熱に変換することによって、運動量を減らしたり、車の運動を停止させる装置です。

現在自動車のブレーキに使われるものは大きく分けて2つに分類することができます。
1つはドラムブレーキ、もう一つはディスクブレーキです。

■ドラムブレーキとは

ドラムブレーキとは、車軸に取り付けられた円筒形のドラムの内側にブレーキシューがあり、ブレーキシューを開くことによって円筒形のドラムの内側との摩擦が発生して、制動効果を生むしくみです。

ドラムブレーキは、製造コストが安いこと、油圧を使わずに自身の力で自動車を制止させ続ける「拘束力」が強いために、パーキングブレーキ(ハンドブレーキ)と共用できます。そのため、多くの場合後輪のブレーキとして使用されています。

しかし、ドラムに水が入った場合には制動力の低下が著しく、その回復にも時間がかかること、ブレーキの細かいコントロールが苦手なこと、熱を持ちやすくブレーキがフェードしやすいなどの問題があるために、ディスクブレーキに取って代わられるようになりました。

しかし、現在でも軽自動車やコンパクトカーの一部、大型のトラックやバスなどの後輪用ブレーキとして採用されています。
見た目としては地味なので、ドレスアップ派からは敬遠されることが多くなってきています。

■ディスクブレーキとは

ディスクブレーキとは、車軸に取り付けられた円盤状のブレーキディスクに、ブレーキキャリパーに取り付けられたブレーキパッドを押しつけることによって摩擦が発生して、制動力を得る装置です。

ディスクブレーキは、放熱の能力が高いためフェード現象が起こりにくく、水がかかってもロータの回転によって水をはね飛ばすことによって、制動力が変わらないなど点に利点があります。

反面、ドラムブレーキのようにブレーキシューの面積を大きく取ることが難しいため、ブレーキブースターと呼ばれる油圧や空気圧によってブレーキパッドをディスクに押しつける力を高める倍力装置が必要となります。

ディスクブレーキの制動力を高めるためにはブレーキディスクの大型化や、ブレーキキャリパーの高性能化が必須となります。
しかし、ディスクブレーキの場合にはブレーキの高性能化が目的ではなく、見た目のドレスアップを目的のためにブレーキを大型化をするニーズもあります。

■ブレーキキャリパーの高性能化

ブレーキキャリパーには片押し型または片持ち型とよばれるものが一般的に採用されることが多いです。
これはディスクの両側にあるブレーキパッドの片側だけに油圧で作動するピストンが備え付けられたもので、片側のピストンがブレーキパッドを押し出すとその力で反対側のパッドも動くというしくみです。

それとは別に高性能車用のブレーキとして対向ピストン式と呼ばれるものがあります。
これは、ブレーキディスクの両側にピストンがあり、ブレーキパッドを両側から均等に押しつけるしくみです。

対向ピストン式のブレーキキャリパーは、「ブレンボブレーキ」といえば分かる方も多いのではないでしょうか。
見た目がごつく、見た目がスポーティーなために、ドレスアップで片持ちのキャリパーから対向ピストン式のブレーキキャリパーに交換する人もいます。

ブレーキキャリパー自体は実は片押し式か対向ピストン式かで制動力はあまり変わりがありません。
制動力に関わるのはブレーキパッドの面積やブレーキディスクの大きさなどが関係しています。

ただし、対向ピストン式の方がブレーキパッドの片減りが少ないことや、ブレーキをリリースする時のコントロール性が高いという特徴があります。

■ブレーキディスクについて

ブレーキディスクにもさまざまな種類があります。

ソリッドディスクは、ブレーキディスクが鉄の円盤そのものという形状で比較的軽量な自動車の後輪ブレーキに採用されることが多いです。

ベンチレーデッドディスクはブレーキディスクの内部に通風のために空気が通る経路があり、空気によってディスクを冷却できるようになっているものです。

また、車軸に固定される部分(ハブ)からブレーキディスクが一体で形成されているものを1ピースディスクといい、車軸に固定される部分とディスク部分が別の部品になっているものを2ピースディスクといいます。

2ピースのブレーキディスクは、軽量で冷却性能が優れるのですが、非常に高価なためメーカー純正で2ピースのブレーキディスクを採用する車は一部の高性能車を除いてほとんどありません。

ブレーキディスクの材質も通常は鋳鉄製ですが、ポルシェなどの一部の高性能車には、セラミックコンポジットブレーキという特殊な素材のを使ったディスクプレーキが採用されています。

これは、ブレーキディスクの素材にカーボンを加工したものと、専用のブレーキパッドで構成されていて、ディスク自体の軽量化、レスポンスの向上、耐久性やフェードしにくい、そして何よりブレーキダストが少ないという特徴があります。

非常に高性能なブレーキですが、ブレーキのオプション費用だけで100万円を越え、ディスクとパッドを単体で購入すると200万円から300万円もするという高価なものとなっています。

■まとめ

ひと言でブレーキと言ってもいろいろな種類や素材のものがあることをおわかり頂けましたでしょうか。
最近ではブレーキをドレスアップ用途で交換する人も多いようですが、ブレーキは自動車を安全に減速させたり停止させたりするのに必要不可欠な部品です。

ブレーキシステムを変更する場合には、十分検討し、しっかりしたメーカーの製品を選び、信頼の置ける整備工場で交換を行うことをおすすめします。

ブレーキが効かない事ほど怖いものはありませんからね。

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