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油圧ディスクブレーキについての概要、用途、原理などをご説明します。また、油圧ディスクブレーキのメーカー7社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。油圧ディスクブレーキ関連企業の2024年12月注目ランキングは1位:日本フェィウィック株式会社となっています。
油圧ディスクブレーキとは、摩擦ブレーキの一種です。
具体的には、主に回転体に取り付けられたディスクと呼ばれる円盤をブレーキパッドという大きな摩擦力が得られるパッドを油圧によって発生させた力で挟み込み、回転運動を制動、静止させるコンポーネント部品を指します。ディスクブレーキを構成する主要部品は、ブレーキディスク (ローター) とブレーキパッド (制輪子) 、ブレーキパッドを保持するキャリパーです。
ブレーキディスクをブレーキパッドで両側から挟み込んで摩擦力が発生し、車輪などの回転軸の回転速度を下げることができます。ブレーキパッドはキャリパーに内蔵されたピストンで押されます。特にピストンを押す力に作動油 (ブレーキフルード) の圧力を利用するものが、油圧ディスクブレーキです。なお、油圧以外には空圧を利用するものや機械式のものも存在します。
油圧ディスクブレーキは主に、自動車、オートバイ、自転車、航空機に用いられています。自動車やオートバイ、競技用自転車で多く採用されているのは、高速度から低速度まで安定した制動力、高いコントロール性、高い放熱性があるからです。航空機では小型で高い制動力が要求されるため、複数のブレーキディスクと摩擦板を重ねた多板式ディスクブレーキが用いられることもあります。
自転車用ではロードバイクやマウンテンバイクなど、競技用の自転車で油圧ディスクブレーキが採用されるようになりました。鉄道や大型トラック・バスのディスクブレーキには、空圧式が多く用いられています。
産業用機械では、大きな慣性体の静止や制動停止を目的に使用されます。具体的には、フライホイール、ミキサ、工業用洗濯機、食品機械遠心分離機などです。
油圧ディスクブレーキの原理は、制動力の源となる油圧の原理と、実際に制動力を得るディスクブレーキの原理に分けられます。
油圧によって大きな制動力が得るために、パスカルの原理を利用しています。パスカルの原理とは、密閉容器内で静止している (流れがない) 流体には、どこでも等しい圧力が加わるという原理です。等しくなるのは圧力であり、単位面積あたりに作用する力が同じという原理です。
力を受ける面積を増やせば、大きな力が得られます。自動車ならブレーキペダルで踏んだ力を小さな面積で受け、同じ容器内にある大きな面積のピストンで受けてブレーキパッドに伝えれば、人が踏んだ力よりも大きな力でブレーキパッドを押さえつけることが可能です。ただし、より大きな力が得られるよう倍力装置が加えられているのが一般的です。
ディスクブレーキは摩擦ブレーキであり、ブレーキディスクとブレーキパッドとの摩擦力によって、回転している運動エネルギーを熱エネルギーに変換して大気中に放出します。ブレーキディスクやブレーキパッドが大気中に解放していて放熱性が高いため、大きな制動力を発揮できるのが特徴です。
油圧ディスクブレーキには大きく分けて、ブレーキディスクの両側にピストンがあるオッポーズドタイプとピストンが片側のみにあるフローティングタイプの2種類があります。オポーズドタイプの方が制動力やコントロール性は高くなりますが、部品点数は多くなります。フローティングタイプは部品点数が少なく、軽量で安価にすることが可能です。
油圧ディスクブレーキの特徴をドラム式ブレーキと比較しながら説明します。ディスクブレーキでは、ブレーキパッドとブレーキディスクの接触面は平面であり、ピストンに押された力に比例して制動力が発生します。運転者の意図した制動力が得られ、高いコントロール性があるのが特徴です。ただし、自動車において人間の踏力だけでは必要な制動力が得にくいため、エンジンの吸気負圧を利用し油圧を高める倍力装置等で踏力を補助されます。
一方、ドラム式ブレーキは自己倍力作用があり、小さな作動力で大きな制動力が発生します。ただし、小さな踏力でも強い制動力が発生するため、コントロール性は劣るのがデメリットです。放熱性の面でも、ディスクブレーキが優れています。ディスクブレーキでは構造上、ブレーキディスクやブレーキキャリパーが大気に露出しているからです。
中実の板で構成されるソリッドディスクブレーキと、ディスク内部に空洞を設けたベンチレーテッドディスクブレーキがあり、後者の方がより放熱性能が高くなります。ドラム式ブレーキはドラム内部に摩擦部やブレーキシューがあるため、熱がこもりやすく放熱性は良くありません。
また、ディスクブレーキは雨に対しても耐性が高いです。主要部品が外部に露出しているため、水に浸かってもすぐに排水されます。雨によって一時的に制動力が低下するウォーターフェード現象が起きにくいのも特徴の1つです。
参考文献
https://www.akebono-brake.com/product_technology/product/automotive/disc/
https://gazoo.com/column/daily/19/11/17/
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2024年12月の注目ランキングベスト1
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| 1 | 日本フェィウィック株式会社 |
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