自分で創る自分の車 No.37

ブレーキを知ろう　4

ブレーキローターについて

■ブレーキローターとは？
「安全運転」の意味は人によって異なりますが、年齢や経験に関係なく、車のブレーキシステムが安全の要であることは、すべてのドライバーに共通しています。

ブレーキシステムのすべての部品が正常に機能していることを前提としているからこそ、私たちは、交差点までのゆっくりとした走行の最後にブレーキペダルを徐々に踏み込んだり、衝突を避けるためにブレーキペダルを踏み込んだりすることに自信を持てるのです。

他の部品と同様に、ブレーキローターもシステムの重要な構成部品であると共に、ブレーキシステムの中でも最も目につきやすい部品のひとつです。

UFOのような形をした金属製のディスクで、ホイールハブに取り付けられています。
一般的にローターは、耐摩耗性と耐高温性を備えた特殊な金属合金（多くの場合、鋳鉄と鋳鋼）を型に入れて鋳造し、「ブランク」と呼ばれる状態にします。
車軸に固定するためのボルト用の穴のほか、内部に冷却用の羽根（ベーン）が成形されます。
ローターは、ブレーキパッドと一体となってクルマを減速、停止させます。

ローターは2枚の鉄板をベーンでつないだ構造になっています。（1枚板構造もあります）
ブレーキをかけると、ブレーキパッドが鉄板の両面に押し付けられます。
ブレーキペダルを踏むと、ブレーキパッドがローターに押し付けられ、摩擦が生じます。
この摩擦により、車は止まることができますが、同時に膨大な熱を発生させます。

■ベーンの役割と形状
ローターのベーンには様々なデザインがありますが、その役割は同じです。
ローターとブレーキパッドの摩擦で発生する大量の熱を逃がすためのものです。
これらのベーンは、熱気をローターから排出させ、また空気を送り込んでローターを冷却します。
ローターが正常に機能するためには、大量の熱を逃がすことが非常に重要なのです。

■ローターの穴と溝
ブレーキパッドがローターに押し付けられると、その摩擦によって熱やガスが発生し、パッド内に閉じ込められてしまいます。
ソリッドローターは最も安価ですが、オーバーヒートする傾向があります。
それに比べて高性能のローターは、熱を減らすためにさまざまな方法で通気性を確保しています。

高性能ローターには、ドリルドローターとスリットローターの2種類があります。
ドリルドローターは、ブレーキパッドと接触するローターの表面に穴を開けたものです。この穴が、熱やガス・水をローターの表面から素早く逃がします。
スリットローターは、ローターの表面に方向性のある溝が刻まれています。この場合も、スリットが、熱やガス・水をローター表面から素早く逃がしローターの摩耗寿命を延ばしてブレーキシステムをより保つことができます。

これらの2つのデザインは、高性能車には有益ですが、問題もあります。
ドリルローターは耐久性が低く、穴の周りに亀裂が入ることがあります。
スリットローターはブレーキパッドの過剰な摩耗を引き起こす可能性があります。

プレミアムクラスの車両やレーシングカーでは、セラミックやカーボン素材のカスタムブレーキローターが使用されており、非常に高価ですが、オーバーヒートはほとんどありません。

■ブレーキローターはどのように動いているのか？
簡単に言えば、ブレーキローターがブレーキパッドに押し付けられて、車を減速・停止させる仕組みですが、実はそれほど単純なものではありません。
ここでは、システムの仕組みを順を追って説明します。

①ドライバーはクルマを減速・停止したいと思い、ブレーキペダルを踏み込みます。

②マスターシリンダーのプランジャーが、リザーバーからブレーキ液を押し出します。

③剛性の高いブレーキ配管を通って、ブレーキ液は車輪側に流れます。

④フレキシブルなブレーキホースは、ブレーキフルードをキャリパーに送り込みます。

⑤フルードの圧力がキャリパー内のブレーキピストンを押し出し、ローターにパッドを押し付けます。

⑥ブレーキローターとパッドが擦れ合い、パッドのライニングがローターの表面を外側と内側から圧迫します。

⑦摩擦により、車両は減速したり停止したりします。

⑦-1大量の熱が発生するため、ブレーキローターとパッドは高温になります。
⑦-2摩擦によりローターとパッドは摩耗・消耗していきます。

最近の自動車では、ABS（アンチロック・ブレーキ・システム）、ASR（アンチスリップ・レギュレーション）、ESP（エレクトロニック・スタビリティ・プログラム）などのシステムによって、ブレーキ液の圧力が調整されています。


■ブレーキローターはどのように磨耗するのか？
ローターの摩耗や損傷の指標は、さまざまな状況や原因、そして車の寿命の中でそれらの要素がどのように組み合わされるかによって影響を受けます。
ローターが摩耗する要因としては、以下のものが挙げられますが、これらに限定されるものではありません。

・品質基準：ブレーキローターの製造、処理、および流通の過程でメーカーが実施した材料および品質管理基準。

・ブレーキ・ローターの物理的特性：ソリッド、ドリルド、スリット、ベーンなど、放熱能力に影響を与える要素が異なる。

・ブレーキパッドの品質：安くて硬いパッドや、正しく装着されていないパッドとの接触はダメージの原因となります。

・ドライビングスタイルと環境：市街地、山間部、アグレッシブな運転、極端な環境（真夏の暑さや冬の寒さなど）では、ローターの摩耗速度が速くなります。

・車の重量：車重が重いほど、あるいは車のアップグレードや改造が多いほど、ローターやパッドの摩耗が早くなります。

・車軸の位置：通常、フロントアクスルはリアアクスルよりも重量があり、プロポーションもフロントに偏っています。
　このため、フロントの方がブレーキの「負荷」が大きく、その結果、フロントの方がリアよりもローターやパッドの摩耗が早くなります。

ディスクローターの特性を理解したうえで、用途や目的に合わせてお選びください。