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ブレーキは○○を△△に変換する装置!??

こんにちは「シャケンの品格」編集部です。普通車に軽自動車、ハイブリットにときには電気自動車まで、世の中にはいろいろな種類のクルマがありますが、今のところどんなクルマにも「減速装置」である「ブレーキ」が付いています。

ブレーキのないクルマなんて怖くてとても乗れたものじゃありませんが、皆さんはブレーキがどういう理屈でクルマという時速数十kmで走っている鉄の塊を、見事に減速させているかご存知でしょうか。

今回は、ブレーキという装置がどういう理屈で機能しているのか、学生の頃に戻って少し「物理」のおさらいを一緒にしてみましょう。

まずはブレーキの構造について簡単に…

クルマのブレーキシステムには、大きく分類すると

  1. ディスクブレーキ・・・車輪といっしょに回転する「ローター」と呼ばれる円盤状の部品を摩擦性のある「ブレーキパッド」で挟み、「外側」から押さえつけることで減速・停止させるブレーキシステム。

  2. ドラムブレーキ・・・車輪と一緒に回転する「ブレーキドラム」と呼ばれる太鼓状の部品の内側に、ライニング(摩擦材)を張った「ブレーキシュー」を、「内側」から押しつけることで減速・停止させるブレーキシステム。

という2つの種類があり、そのクルマの重さや想定されている用途などに応じて使い分けられています。

どちらも、車輪と一緒に回転する部品に摩擦力をかけ制動力を得る、という点では全く同じですが、摩擦材が「外側」にあるため熱が溜まりにくく、点検や交換の手間もかからないディスクブレーキの方が主流になっています。

なお、一般的に「ブレーキが減っている」というのは、摩擦材であるブレーキパッドやライニングがすり減っている状態のことを言い、この後お話しする「ブレーキが効く理由」についてはどちらも同じです。

クルマはなぜ止まるのか~ブレーキが利く理由~

ちょっと想像力を働かせてほしいのですが、走っているクルマが止まるのはなぜでしょうか。

1つ目はアクセルが効かなくなったり、エンジンが停止してタイヤに回転力が伝わっていない時、この場合は何らかのトラブルが発生しているので、すぐさまコバックなどの自動車工場に直行してください、そういえばガス欠の可能性もあるので確認してくださいね。

2つ目は、あってはならないことですが、他の自動車や壁などの障害物に衝突して「ムリヤリ」止まった時、3つ目は正常にブレーキが作動して徐々に減速・停止した時で、この場合は安全なので問題ありません。

1つ目と2つ目のケースは、走行しているクルマが前に進もうとする力(運動エネルギー)が、空気抵抗やクルマ自身にかかる重力、あるいは障害物との衝突などなんらかのエネルギーで発散され「ゼロ」になったから止まった、ということになります。

つまり、一旦動き出したクルマは持っている運動エネルギーをなんらかの方法で発散し、その運動エネルギーがゼロにならないと止まらない、しかし止まろうとするたびに空気抵抗や重力任せにしておくと時間がかかってしょうがないですし、何かにぶつかって止まるのは論外。

そこで、車輪と一緒に回転しているローターやドラムに、内側や外側からパッドやライニングを押し付け摩擦をかけ、運動エネルギーを熱エネルギーに変換・発散することでゼロにする「ブレーキ」という装置が開発されたんです。

クルマが止まる時に発散される熱エネルギーは半端じゃない!

運動エネルギーを熱エネルギーに変換し、それを発散すればクルマは止まると言いましたが、人間や自転車と違い1トン以上の物体が時速数十kmで走っているのを止めちゃうわけですから、その度に発散される熱量は相当なもの。

例えば、重量1,5トンのクルマが時速100kmで高速道路を走っているとしましょう。目的地のICに付いたら当然料金所で止まることになると思いますが、時速100㎞から時速0㎞までブレーキを踏んで減速させると、その時発散される熱量はなんと1,5Lの冷水を沸騰させる量に相当するそうです!

ひぇ~!瞬間湯沸かし器も真っ青!それだけの熱がブレーキローターやブレーキパッドに毎回かかっているのですから、摩耗していくのは当たり前というか反対に良く長持ちしているなと感心します。

ちなみに、ブレーキをかけた時、後輪よりも前輪の方に大きな熱がかかるため、前輪ブレーキには熱の放散能力が高いディスクブレーキが、後輪ブレーキには制動力が強く軽量なドラムブレーキが良く使われます。

コバックには「ブレーキ診断保証」があります

クルマに付いているもう一つの必須部品「アクセル」が走行中に動かなくなったとしても、徐々にスピードが落ちてきてついには完全に動かなくなる…、という形で終わりですが、ブレーキが効かなくなるとそれは非常に危険で、最悪の場合「事故」に繋がってしまいます。

コバックでは、ことブレーキに関しても万全の注意を払って点検整備を実施し、その証として「スーパーセーフティー車検」実施時に「ブレーキ診断保証」を付けさせていただいておりますのでご安心ください。整備士がブレーキ分解清掃時にしっかりと残量を測定して、その残量により交換しなかった場合にも走行○,○○○kmまでの保証をお付けいたしております。車検は是非「車検のコバック」にお任せください!