現代のバイクや自動車には緊急時にほんの一瞬で安全に車両を停止させる非常に効果的なブレーキシステムが搭載されています。ブレーキレバーを引けば、レバー付近のブレーキ液が圧縮され、ブレーキパッドに直接接続されたブレーキラインを経由してブレーキパッドを作動させます。今ご覧いただいたブレーキシステムは50年間にも及ぶ研究と実際的経験によって開発されたものです。今回はどのようにしてエンジニアたちがこのような効果的なブレーキシステムを開発したのか、そしてディスクブレーキの裏にある物理を学んでいきましょう。
【書き起こし】オートバイのブレーキを理解する | ディスクブレーキ
(00:00) 現代のバイクや自動車には緊急時にほんの一瞬で安全に車両を停止させる 非常に効果的なプレー機システムが搭載されています [音楽] ブレーキレバーを引けばレバー付近のブレーキ役が圧縮され ブレーキパッドに直接接続されたブレーキラインを経由してブレーキパッドを作動させ ます 今ご覧いただいたブレーキシステムは50年間にも及ぶ研究と実際的経験によって開発 されたものです 今回はどのようにしてエンジニアたちがこのような効果的なブレーキシステムを開発し たのか そしてディスクブレーキの裏にある物理を学んでいきましょう 一体どうしてブレーキレバーに手で加える小さな力で大ドバイの車輪を止めることが できるのだろうかと疑問に思う人もいるかもしれません そんな不思議な仕組みはパスカルの法則の利用により実現しました レバーを動かすそ同時に小さなピストも動きます
(01:09) ピストはオイルで満たされているためオイルは母ちされます よく見てみてください小型ピストンがケーブルで大型ピストンに接続されているのがお 分かりいただけますか 大型ピストはブレーキパッド付近にあり 小型ピストはブレーキレバー付近に位置しているのです パスカルの法則によれば両方のピストへの圧力は同等でなければならないとしており つまりピストンの面積の違いによりレバーの端に加えた力がブレーキパッドの端で何倍 にも増えるということです そしてこの力がブレーキパッドを動かしブレーキディスクに押し付け 車輪を停止させますリスクは直接車輪に接続されています うさらに面積を増やすためには一般的に2つのピストンがブレーキパッド端部に使用さ れています このメカニズムで面白いのが片側だけにピストンがあるということです それでは反対側のブレーキパッドはどうやって動くのでしょうか
(02:17) これを可能にするのがフローティングキャリパーメカニズムと呼ばれる高名な配置なの です このメカニズムの一番大きな部分であるキャリーカーは固定されておらず直線的に自由 に動き キャリパーサポートがオートバイに固定されているのです それではキャリパーがこの固定部分に沿って どのように動いているのか見てみましょう 圧力がシリンダー内に蓄積するにつれて フローティングキャリパーもピストンの動きと反対に動いているのです もう片方のブレーキシューはフローティングキャリパーに直接取り付けられているため ブレーキ作用は両側から同時に発生します ディスクとブレーキパッドの間の摩擦により大量の熱が発生しリスクは非常に高温に なります オートバイの場合はディスク周りで空気が循環するためリスクの温度をコントロール することが出来ますが 自動車の場合では温度制御ように非常に高い空気循環と表面積が必要となりますこの 理由により自動車のディスクは内部に翼を備えており
(03:29) 翼は 架空機を放射状に外向きに放出して ディスク周りにある穴で空気循環をさらに改善します ディスクブレーキのメカニズムは非常にシンプルなものだと思われるかもしれませんが ディスクブレーキがどれだけ現代の自動車における安全性を向上させたのかをお伝え するためにはまず ディスクブレーキの前身であるドラムブレーキ について触れておかなければなりません ドラムブレーキは何十年もの間自動車業界を支配したブレーキメカニズムであり実際 未だに後輪ブレーキとして使用されているケースもあります仕組みは非常にシンプルで このメカニズムのドラムは車輪に直接接続され ブレーキをかけるとドラムの内側にある人 つの州が膨張しそこで発生する摩擦力によって車輪が制止する仕組みです 言葉にすると簡単で完璧なメカニズムではないかと思う方もいるかもしれませんが ドラムブレーキはブレーキ動作中に加熱する傾向があるのが問題なのです 閉鎖的な形状のためドラムブレーキを
(04:38) 最適な温度に保つのは簡単な作業ではありません そのような加熱はドラムの体積膨張 さらには摩擦力の現象を引き起こす可能性があり 消耗または形状変化した車輪に対してドラムが選択的に加熱してしまった場合は非常に 危険な状況に陥りますこちら側の者には摩擦力不足により素早く 減速しないため道路とタイヤの間に起こる 摩擦力も他のタイヤと比べて低くなります 片方摩擦力が異なるとブレーキ動作中にネットトルクが発生し自動車全体を回転させて しまいますドラムブレーキのみを使用している古い車がブレーキどうせ 中に左や右に動くのはこのような理由からなのです このような加熱に関する問題はディスクブレーキでは発生せず さらにディスクブレーキはドラムブレーキと比較してもより優れた弟子力を持ってい ます ただ面白いのがほとんどの大型トラックは今でも実はドラムブレーキ技術を採用して いるんですというのもトラックのドラムブレーキは大きな金属パーツを持っているから
(05:50) という単純な理由からです大型のパーツは効率的な heat soft して機能し 部品の 加熱を防ぎます さらにディスクブレーキはドラムブレーキよりも値段が高いため大型トラックに ディスクブレーキを使用するのは経済的にも良い選択だとはいえない 今回の動画でディスクブレーキ技術の概要をお伝えすることができたのであれば幸い ですご視聴ありがとうございました 継続的なご支援にも感謝いたします
