【自動車用語辞典:ブレーキ「ディスク式とドラム式」】摩擦で制動力を生み出すフットブレーキの仕組み

■車格や用途によって使い分けられる

●ドラム式は制動力に優れ、ディスク式は熱に強い

フットブレーキとして一般的なのは、摩擦力によって制動するディスクブレーキとドラムブレーキです。

2方式の構造や特徴について、解説していきます。

●ディスクブレーキとドラムブレーキ

ブレーキ機構としては、ディスクブレーキとドラムブレーキ、回生ブレーキ、エンジンブレーキなどがあります。この中でフットブレーキとして一般的なのは、ディスクブレーキとドラムブレーキです。いずれも車輪と一緒に回転するディスクやドラムに摩擦材を押し付けて摩擦力によって、クルマを減速、停止させます。

ディスブレーキは、ディスクローターを両側からディスクパッドで挟む構造です。一方ドラムブレーキは、ドラムの内側に表面が摩擦材のブレーキシューを押し付ける構造です。

軽自動車や大衆車は、前輪にディスクブレーキ、後輪にドラムブレーキを使用しています。高級車やスポーツ車はディスクブレーキ、大型車はドラムブレーキと大まかには棲み分けされています。

●油圧ブレーキの基本システム

ディスクブレーキやドラムブレーキを作動させる油圧システムは、以下の通りです。

ドライバーがブレーキペダルを踏み込むと、「ブレーキブースター(倍力装置)」によって踏力が数倍程度に増大されます。増大された踏力は、「マスターシリンダー」でブレーキ油圧に変換されて油圧制御回路へと進みます。ここからブレーキラインを介して、ブレーキ油圧が4つの駆動輪のブレーキ装置へ伝達されて制動が働きます。

ブレーキには、万が一でもその機能を失うことのないように、油圧配管の2系統化が義務付けられています。2系統式配管のそれぞれ独立した油圧システムとし、1つの系統が故障したときでも残りの系統で最小限のブレーキ性能を確保できるようにしています。

●ディスクブレーキの構造と作動原理

ディスクブレーキは、車輪とともに回転するディスクローターをブレーキパッド(摩擦材)で両側から挟み込んで制動するシステムです。ブレーキパッドとローターの摩擦力によって、運動エネルギーが熱エネルギーに変換されます。

ブレーキパッドを押すピストンはブレーキ油圧で動き、ディスクに発生した摩擦熱はディスクの回転で冷やされるため放熱性は比較的良好です。ドラムブレーキに比べて、フェード現象(熱による摩擦力の低下)が起こりにくい特徴があります。

●ドラムブレーキの構造と作動原理

ドラムブレーキは、車輪とともに回転するブレーキドラムの内側に、表面が摩擦材のブレーキシューを押し付けて制動するシステムです。ブレーキペダルを踏むと、ブレーキ油圧がシューを外側に押し付け、制動力が発生します。

ドラムブレーキは、「自己倍力作用」があるのでディスクブレーキよりも強い制動力を発揮します。

摩擦を生み出す部分がドラムの中にあるので、摩擦を発生する面積は広いですが放熱性が良くありません。放熱性が悪いと、ドラム自体が熱膨張して摩擦材との間に隙間が発生して制動力が低下します。

●自己倍力作用

ドラムに押し付けられたブレーキシューは、摩擦でライニング(摩擦材)の部分が引きずられて一緒に回ろうとします。しかし、ブレーキシュー自体は支点で固定されているので、より外側に開こうとしてますますブレーキが効くようになります。

これが、ドラムブレーキの特徴である自己倍力作用です。


電動化や自動運転の開発が進む中で、ブレーキにも電動化の動きが活発化しています。電動ブレーキでは、モーターによってブレーキ油圧を発生させ制御しますが、制動装置についてはこれまで通りディスク方式とドラム方式が使われることに変わりはありません。

(Mr.ソラン)

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