ブレーキディスク

ブレーキディスクとは

ブレーキディスクとは、車両の減速・停止を行うための制動装置に用いられる円盤状の部品です。

車両に使われる制動装置 (ブレーキ) にはいくつかの種類がありますが、ディスクブレーキはドラム式ブレーキと並ぶ代表的なブレーキの1つです。ブレーキディスク、ブレーキキャリパー、ピストン等から構成されています。

ブレーキディスクはディスクローターとも言われ、円盤状の形をしており、車輪とともに回転します。制動時には、ピストンから伝えられる力でブレーキキャリパー内にあるブレーキパッドがブレーキディスクの両側を強く挟み込むことで制動力を得ます。

ブレーキディスクの使用用途

ブレーキディスクは、ディスクブレーキの部品として車軸に取り付けられ、車両の制動に使用されます。ディスクブレーキは、ブレーキディスクが外部に露出しているために、制動時に発生する熱をブレーキディスクを介して外部に放出できます。

この特性により、ディスクブレーキは高速走行からの急制動や、連続した使用時などで問題となる、ブレーキパッドの熱による制動力の低下 (フェード現象) が起こりにくいブレーキです。また、雨などでブレーキディスクの表面が濡れても、ディスクの回転と共に水滴が弾き飛ばされるので、雨天時の制動力の低下も起こりにくい利点があります。

ディスクブレーキは航空機で使用が開始され、その後に自動車、バイク、電車などでも使われるようになりました。現在では、多くの自動車で使用されています。

ブレーキディスクの原理

ブレーキディスクはディスクブレーキを構成する主要部品であり、車輪と一体となって車軸に取り付けられて回転する円盤です。ブレーキディスクは耐摩耗性があり放熱効果が高い鋳鉄製のものが主流になっています。

制動時には、ピストンに加えられた力を使ってブレーキディスクの両側をブレーキパッドで挟み込むことで、両者の間に摩擦力が働き、制動力を得ます。それによって、一体となって回転している車輪にブレーキがかかります。

ブレーキディスクには梃の原理が働くので、大きな径であるほど、ブレーキディスクを外周部から挟み込んだ際に得られる制動力が大きくなります。しかし、ブレーキディスクとブレーキキャリパーはホイールの内側やサスペンション、ホイールハウスなど他の部品との干渉を起こさない範囲に収納しなければならないので、大きさには限界があります。

一般的には、高性能やスポーツ走行などを特徴とする自動車ほど、大口径のブレーキディスクを使用しています。

ブレーキディスクの種類

ブレーキディスクは形状の違いにより、ソリッドディスクとベンチレーテッドディスクに分類されます。

1. ソリッドディスク

ソリッドディスクは、1枚の円盤状の板で構成されるブレーキディスクです。軽量であるため、運動性能が高いという利点があります。

その一方で、ベンチレーテッドディスクと比較すると、ディスクの表面温度が上がりやすく、フェード現象が起きやすいのが欠点です。そのため、普通車の後輪や軽自動車のフロントなど、制動時の負荷が比較的少ないと考えられている車輪に使用されています。

2. ベンチレーテッドディスク

ベンチレーテッドティスクは、内側に放熱用の空洞を設けた2枚の円盤を空間をあけて重ね合わせたような形状を持つブレーキディスクです。ソリッドディスクに比較して重くなる一方で、高い冷却効果が得られ、フェード現象が起こりにくいのでスポーツ走行に適しています。

スポーツカーを始め、走行時のブレーキの負荷が大きいと考えられる自動車に使われています。また、車両の制動時のブレーキに対する負荷は、重心移動により後輪よりも前輪の方が大きくなります。

そのため、前輪にベンチレーテッドディスクを採用し、後輪にソリッドディスクを採用した自動車も多く市販されています。

ブレーキディスクのその他情報

ブレーキディスクの材質

ブレーキディスクの材質には、鋳鉄の他にカーボンセラミック製のものがあります。カーボンセラミック製のブレーキディスクは、複雑な工程を経て作られる高価な商品です。

しかし、軽量で全開走行しても性能が低下しにくいことから、高価格帯のスポーツカーやレーシングカーなど、限定された自動車で採用が始まっています。