自動車のブレーキは、車両の安全性能を向上させるために常に改良されています。これはメーカーが投資・開発を行う不可欠な自動車システムの一つです。ブレーキがスムーズかつ効率的に作動するとき、ドライバーは毎回の運転に自信を持つことができます。現代的なブレーキシステムを搭載した車は、市場でより多くの競争上の利点を持つことが多いです。したがって、この記事では、現代の車に一般的に使用されている5つの自動車ブレーキの種類について情報を提供します。
現在の自動車で一般的に使用されている5種類の自動車ブレーキ
ブレーキは、摩擦を生み出すことで車輪の動きを制限する機械的な装置です。その結果、作動中の自動車ブレーキは、ドライバーの判断で速度を制御したり車両を停止させたりするのに役立ちます。自動車開発の初期段階では、ブレーキは荷馬車のリムに取り付けられた丸太に過ぎませんでした。ドライバーがレバーを押すと、木製の楔が車輪の回転速度を制限します。後に、重さを軽減するために、木製のブレーキシステムは鋼鉄と皮革に置き換えられました。
しかし、それらは依然として望ましい制動効果を提供せず、煩わしい騒音を引き起こしました。自動車メーカーに課せられた問題は、安全性、美学を確保し、ドライバーに快適さをもたらすためにブレーキシステムを改良する必要性でした。現在までに、現代の車は使用時の安全性を高めるために先進的なブレーキシステムを装備しています。
それぞれの種類の自動車ブレーキには、特定の長所と短所があります。したがって、どのシステムが最良であるかを評価し比較するには、それらの長所と短所に基づき、私たちのニーズと制御習慣と比較して適切な種類のブレーキを選ぶ必要があります。記事の次の部分で、これらの異なる種類のブレーキの特徴を詳しく見ていきましょう。
ドラムブレーキ
ドラムブレーキは、二輪または四輪車で一般的に使用されています。車のドラムブレーキは、油圧を使用してブレーキシューを押し付けるため、油圧ブレーキをよく使用します。ドライバーがブレーキペダルを踏むと、圧力が二つのブレーキシューをドラムに押し付けます。これにより摩擦が生じ、車を減速・停止させます。ドラムブレーキは、ブレーキシュー、ブレーキライニング、パッド、スプリング、ブレーキドラムなど、多くの部品を含み、ブレーキシステムで異なる役割を果たします。
- ブレーキシュー：ダイカストアルミ製で軽量で放熱性が良い。ブレーキシューには多くの異なるモデルがあり、各モデルと製造年に特化して作られています。通常、半円形の二つのつま先を持つ円の形状をしています。この部品はドラムブレーキの一部に位置しますが、ブレーキシューはドラムに触れたり直接接触したりしません。
- ホイールシリンダー：ピストンと油を含む室として機能し、流体の圧力を機械的な動きに伝えます。
- リターンスプリング：油圧が低下すると、リターンスプリングがピストンを元の位置に戻すように強制します。
- ピストン：ブレーキシューに接続されている部品。油圧があるとき、この部品が押し出され、ライニングをブレーキドラムに押し付けて車両を停止させるのを助けます。
長所:
- 高い耐久性、密閉設計により多くの異なる天候や地形に適応し、汚れなどの環境要因を避けます。
- メンテナンス、交換、設置コストを節約します。
- ブレーキドラムは構造が単純なので分解が容易です。そして、コストが低いです。
- 必要な安全性を確保し、ブレーキ時に車が滑りません。
短所:
- ディスクブレーキと比較して、ドラムブレーキは重量がより重く、減速時間が遅いです。
- 密閉設計により放熱能力が低く、ブレーキ性能、特に緊急ブレーキ時に低下します。
ディスクブレーキ
ドラムブレーキに比べて多くの優れた利点を持つディスクブレーキは、多くの商用車の前輪に装備されています。ドライバーがブレーキペダルを踏むと、配管とホイールシリンダー内の油圧が上昇し、ピストンとブレーキパッドをブレーキディスクに押し付け、摩擦を生み出して車輪を減速させます。
では、その構造はどうなっているのでしょうか？ディスクブレーキは、ローター、キャリパー、パッド、ピストンの4つの主要部品で構成されています。このブレーキの組み合わせは開放式に設計されており、部品は柔軟に連携し、車を効果的に停止または減速させます。
- ローター：現在、ほとんどのローターは炭素鋼で作られています。これは耐熱性、耐荷重性、耐久性に優れた材料です。
- キャリパー：ブレーキパッドを保持し、ブレーキディスクに押し付けて十分な制動力を生成し、車両がスムーズに減速・停止するのを助ける効果があります。
- ブレーキパッド：ブレーキパッドは、セラミック、メタリック、有機パッドなどの耐熱材料から作られた統合ブロックです。この自動車ディスクブレーキ構造の部分は、ブレーキディスクを掴む2つのクランプで構成されています。
- ピストン：ディスクブレーキの作動原理は、専用の流体を使用して力を伝達することです。ピストンが作動すると、ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付け、車両の減速または停止を助けます。
上記の4つの主要部品に加えて、ディスクブレーキにはスプリングとエアフィルターもあり、ディスクブレーキシステムがスムーズかつ効率的に作動するのを助けます。現代の車にディスクブレーキを使用することに加えて、ほとんどの自動車メーカーは、アンチロックブレーキシステムや制動力補助システムなどの最適なブレーキ補助技術を装備しています。
長所:
- より大きな摩擦力により、減速効率がドラムブレーキよりもはるかに優れています。
- 材料は耐熱性があり、耐荷重性、耐久性に優れ、損傷を受けにくく、重量がドラムブレーキよりも軽いです。
- ディスクブレーキは開放構造で放熱と排水を増加させます。これにより性能が向上し、技術者が清掃や修理のために欠陥を容易に観察できます。
短所:
- ディスクブレーキは露出して設計されているため、ほこりが付着しやすく、長期間使用後には効率が低下します。したがって、ドライバーは定期的に清掃またはメンテナンスに持ち込んでこれらの部品の損傷を避けるように注意する必要があります。
- パッドとディスク間の摩擦により、車両運転中に騒音が発生することがあります。
- ディスクブレーキは車両の安全性を確保するために高品質の材料で作られています。しかし、ディスクブレーキのメンテナンスと交換コストはドラムブレーキよりもはるかに高くなります。
緊急ブレーキ
緊急ブレーキは、パーキングブレーキとしても知られ、機械的に作動し、駐車時に車両を所定の位置に保持するために使用されます。車両が異なる勾配に駐車されている場合でもです。
タイヤと路面間の摩擦が不十分な場合、パーキングブレーキは車輪の動きを防ぎます。運転要因と制御方法に応じて、パーキングブレーキは機械式と電子式の2種類に分けられます。各タイプには、構造、作動原理、応用が異なります。
機械式パーキングブレーキ
これらは、2つの後輪に接続されたケーブルで構成されています。ドライバーがブレーキを引くと、ケーブルが回転レバーに作用し、引張力をブレーキシューをドラム内に押し付ける力に変換し、車輪の回転を制限して車を停止させます。後輪がディスクブレーキを使用する場合、機械式パーキングブレーキはこのメカニズムを使用して車両を停止させます。
長所:
- シンプルな設計により生産コストが低い
- 分解が容易で、破損時に修理しやすい
- 部品の寿命が電子ブレーキよりも長い
短所:
- かさばる構造のため、車内の広い面積を占有する
- 多くの詳細と操作により、ドライバーにとって使用が困難
- ブレーキのロックを防ぐための定期メンテナンスコストが高すぎる
電子式パーキングブレーキ
電子式パーキングブレーキは後で発明され、優れたより現代的な利点を持つため、一般的に使用されています。これは、2つの後輪に取り付けられたDCモーターアクチュエータとEPB（電子式パーキングブレーキ）で構成される構造を持っています。電子式パーキングブレーキの作動は電気モーターによって確保されます。ブレーキを引くと、電気信号がEPBを介して後輪の電気モーターに伝達され、車両を停止させます。ドライバーは、ブレーキを作動させる前にブレーキペダルを踏み、次に制御レバーを引くように注意する必要があります。
長所:
- コンパクトな設計で車のスペースを大幅に節約
- 現代的な構造で操作が簡単
- ドライバーがブレーキを緩めるのを忘れたときの不必要な事故を避ける
- 機械式ブレーキで発生するブレーキのロック状況を制限
短所:
- バッテリーが切れると、パーキングブレーキが作動しない
- 移動時にブレーキペダルが軽く振動する
- 部品の寿命が短い
アンチロックブレーキシステム（ABS）
ABSブレーキシステムは、今日のほとんどの車に共通する能動的安全システムです。このシステムは、必要時に車を減速、停止、駐車させるために作動します。車が滑りやすい道路で急ブレーキをかけると、車輪のロック現象が発生しやすいです。これにより、ブレーキ時に車輪が道路上を滑り、ドライバーを危険にさらします。アンチロックブレーキはこの問題を解決するために開発されました。ABSは、最適な制動制御により事故のリスクを減らすのに貢献します。車のABSブレーキシステムは、速度センサー、油圧バルブ、制御システムの部品で構成されています。
- 速度センサー：ABSシステムが車輪がロックしているかどうかを検出するのを助ける部分。これらの速度センサーは各車輪または差動装置に設置されています。
- 油圧バルブ：各車輪のブレーキパッドを制御するバルブ。基本的に3つの位置にあります。バルブ開放（ドライバーが加える力、制動圧力が同等の力を生成し直接車輪に伝達）。バルブロック（受信した制動圧力がドライバーが加える力より大きい）。バルブ解放（受信した制動圧力がドライバーが加える力より小さい）。
- 制御システム：速度センサーから情報とデータを収集する任務を受け、各車輪の最適な制動圧力について計算し適切な調整を行います。