ブレーキキャリパーが戻る仕組みについて

いわゆるピンスライド方式というピストンが1つのタイプのブレーキキャリパーについて質問です。
バイクのフロントブレーキによく使われるタイプですが、ピストンが動きパッドが挟み込んでブレーキをかけるまではわかるのですが、そのあとパッドが開放する仕組みがわかりません。

自分のバイク（ヴェクスター）のキャリパーを見てみるとパッドが戻る構造がどれなのかわからないのです。
キャリパーのピストンは一度出るとちょっとやそっとの力では押し込めません。工具を使って思いっきり力をかけてやっと戻る位です。
さらにパッドはピンにぶら下がっているだけで固定されておらず
これを戻すだけの力はどこから出ているのでしょうか？

画像のように傾けると固定されていないのでパッドが傾きます。
これがパッドが擦る原因だと思うのですが。

No.2 ベストアンサー 回答者： noname#178987 回答日時： 2012/12/31 10:36

締める力は、有ります。

しかし、引っ張る力は有りません。
ブレーキを効かせれば、油圧が働きます。
ブレーキを離したら、自然に緩むだけです。
これで、ディスクブレーキは構造上ＯＫなのです。
ドラムの場合は、しっかり、バネが、効いてます。

つまり、軽い（微量です）引きずりを、起してます。
しかし、思いクラウンでも、男の力で、押したら、動くはずです
その程度ですので、問題が発生しないと言う訳です。
ご理解頂けましたでしょうか？

この回答へのお礼

ブレーキを話してもほぼ隙間がない状態という事ですね。ありがとうございます。パッドがバネで固定されていれば傾いても倒れずにいられるのにと思います。今ではちょっとした傾きでローターをなでているような状態になります。

お礼日時：2012/12/31 11:07

No.13 回答者： April 回答日時： 2013/01/01 20:40

ピストンシール(ゴム)の弾力で戻ります。

戻ると言っても何mmも戻る必要は無く、パットがディスクに押し付けられなければよいので、ほんの零点何ミリで十分です。
ディスクブレーキとはそんなものです。

この回答へのお礼

撫でている状態と押し付けられている状態の違いということですね。個人的には撫でている状態もなくして欲しいと思いました。小型中型の二輪用ではそういう機構を設けているものはほとんどないようですね。ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2013/01/01 22:09

No.12 回答者： mongori 回答日時： 2013/01/01 00:31

ワイヤー式のブレーキと油圧式のブレーキを同じレベルで考えているようですね。

油圧式の最大のメリットは小さな力の入力で大きな力を発生させることができることです。
「パスカルの原理」で検索してもらえれば多くのサイトがヒットします。

ワイヤー式でもてこの原理を利用すれば大きな力を発生させることができますが油圧ではそれ以上の力が出ます。たとえば人力で重さ1トンのおもりを1m持ち上げようとするとてこの原理だけで非常に大がかりな準備が必要ですが（それでも人力では不可能かもしれません）油圧式だと簡単にできます。

次に力を均等に複数のラインに伝えることができます。フロントダブルディスクの油圧式のブレーキで左右のキャリパーの制動力の調整なんて聞いたことありますか？ほぼノーメンテでも左右のブレーキパットは同時にディスクローターに接触します。ワイヤー式だとそうはいきません。左右のワイヤーの伸びがそれぞれ違うのできっちりとメンテをしていないと左右でブレーキ力が発生するタイミングにずれが生じたり片方しか効かなくなったりします。

市販車ではあまりありませんがドラムブレーキにも左右にブレーキがついたものもあるんですよ。

この回答へのお礼

そういうことなのですね。バイクの小型車中型車ではピストンも複数ないですしそこまで必要ないと思いましたがそれでも制動力が強いと言うことですね。ありがとうございました。

お礼日時：2013/01/01 01:18

No.11 回答者： posh156 回答日時： 2012/12/31 19:00

オイルシールのたわみで戻るとも言われますが、特に戻す訳でなく「押し付ける力が無くなったらOK」と言う感覚でしょう。

引きずるのが当然ですので、手で回すのはかなりの腕力が必要かと。
燃費には悪いですが、走る事自体には問題無いのでOK、それがディスクブレーキです。

この短所が有っても、放熱性やコントロール性が良いと言う長所が有ます。　

この長所が最大に発揮されるのがレーシングカー。　その影響か（？）ファッション性、カッコ良さ、販売促進、高級感演出等の利点が有り、、、ディスクブレーキの普及率は高いと感じます。

その特性からか、燃費最優先の車両（カブとか）には使われません。

最近のエコカー(４輪車)ではその短所を補う為、パッドを戻すバネが付く様になりましたが、まだ珍しいタイプかと。


ご質問の「パッドを戻す力」は、「最初から考慮してない、無くても大丈夫、気にしていない」　でしょうか。

ご参考までに。

この回答へのお礼

そもそも引きずって当たり前のシステムだとは思っていなかったので驚きました。乗り物や機械というのはそういったロスを少しでも少なくしていくのが基本理念だと思っていました。

市販車の様な街乗りで使う小型車中型車においてはディスクローター式が適切なのか懐疑的ではあります。もちろん物理的な理由もあると思いますが、バイクの前輪がディスクローターになったのは見た目のかっこよさによるものも大きいと思います。そのほうが売れるのであればしょうがありませんね。

その理由にドラムブレーキの放熱性が問題であれば、ドラムなど取っ払ってしまえばいいのにと思います。ですがそれをしないのは見た目の悪さでしょう。

ならば見た目だけディスクローターにして原理はドラムブレーキと同様にすればいいだけだと思いました。

ブレーキの性能で言えば小型車中型車では前後ドラムブレーキの性能だけで充分だとは思います。ですがワイヤーが切れることを考えると前ディスクで後ろドラムのほうが安全だと思ったのでその観点からはそのほうがいいと思いました。

ワイヤーの場合だと切れたらまったくブレーキは効きません。
ですがフルードの場合ですと、残量が目視で確認できますし仮にペーパーロックが発生してもしばらくして制動力がある程度復活することを考えると保険が利いています。

なのでそういった理由からディスクローターが普及している理由は納得できました。ですが市販の小型車、中型車でも安価で引きずりが起こらないディスクローターのシステムを考えていますし登場を期待したいと思います。
ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2013/01/01 00:21

No.10 回答者： xxyyzz23g 回答日時： 2012/12/31 18:34

長いけど全部ちゃんと読んで理解してね。

＞キャリパーのピストンは一度出るとちょっとやそっとの力では押し込めません。

他の方の回答の一部
＞引きずっているというか触れているだけで相当な抵抗を感じます。手で押し歩きをしても感じますし、前輪を浮かせてタイヤだけを回しても、パッドが無い状態だとスルスルと回転が続きますが、パッドが軽く触れているだけで回転はすぐ止まります。

端的に言うと当該ヴェクスターの明らかな整備不良です。
整備不良の引きずりと整備がされた正常な引きずりでは
状態も程度も全く違います。引きずり全部を同じに考えたら
あきまへん。

おそらくピストンシールを使い回したか寿命の見極めが甘い
ピストン腐食・汚れ、キャリパー分解清掃不足か組み付け不良です。
きっちりやれば、フルードが入っていても男なら排気量に関係なく
両手の親指で引っ込みます。フルード無い状態なら片手で十分です。
逆に素人なら尚更で、そうなるまできっちり清掃・整備すべきか
プロに任せるか、もう少し勉強してから触るか、です。
現在多くの市販車のブレーキ仕様や仕組みで問題ないことは
誰もが知る事実です。

＞ドラムブレーキなどは0.1mmくらいのクリアランスはあるのに普通に問題ないですよね。遊びを調節すればすぐに効かせることが可能だからですよね。

元々油圧に遊びなんか全くないしローターとパッドとの
クリアランスを必要以上に確保する必要もない、遊びがあるのも
必要なのもレバー部だけ。
数百円の新品シール1個で解決するならそのほうが現実的なだけ。

パッドやピストンの熱の問題もいろんな方法があります。
真鍮やステンの塊でなく片方底なしの筒にし、そのままか
底なしのほうでパッドにあたる部分だけ強度があり
熱伝導率が悪いステンのキャップ、安い鉄にしたり
くぼみをつけ接触面積減らし圧力高くしたり、鳴きを軽減したり・・・。
どれも理にかなった方法で、80年代のバイクから
よく採用している手法です。
今ではパッドも用途に応じていろんな価格と材質があります。
http://www.bikebros.co.jp/vb/mainte/mparts/mp-06 …
http://necobit.com/2010/05/vtz250_18.html
http://urourogorogoro.blog.so-net.ne.jp/2011-05-12

＞フルードを用いれば部品交換の手間とコストが大幅に上がります。

それは勘違いか、経験不足や手間、金額に対する個人差では？
ワイヤーは、カバーと片方か両端にタイコが必要だから
安くて￥1000、長いもの太いものや2本組は普通に￥2000超える。
（ヤフオク中古￥1、メール便、振込手数料無料銀行なら安いが）
フルードは、500mlで￥1000。片押しのシングルピストンなら
リザーバーまでOHして100～150mlで済みそれ以外はシール類と手間だけ。
おそらくあなたはパッド交換だけしたか、揉み出しも不十分か
全く分解清掃しなかったか、分解したけど清掃不十分か
経験不足か最初が乗りっぱなしか長期放置車で余程悪戦苦闘
したかのどれかでは？

フルードを用いる大きな理由は（二輪、四輪共通）
・吸湿・劣化で色が変わり目視で寿命が分かり沸点が高いこと
・コストが安くメンテが容易なこと
・フルードに限らず液体は経路の長さ・曲げ・複雑さに関係なく
　元々信頼性が高くフェールセーフを与えやすいし
　径を変えることで圧力調整が容易にできること
・ABSなどの制御も容易であること
・車なら5年無交換で4～5万キロ走っても大して変色しない

これがワイヤーがすたれフルードになった主な理由です。
今時の四輪のドラムもフルードによる油圧が主流です。
バイクのドラムは、主にコスト、ノスタルジックな理由
によるもので、フロントは操舵するためワイヤーが向き
操舵しない後輪は、ワイヤーよりはメンテが楽で信頼性が
高く安いロッドが主流なだけです。
（フットブレーキやロッドが無理なスクーター除く）
トラックなどは、逆にドラムの利点（制動力が強い）を
最大限に利用し、油圧＋空圧を併用します。
四輪は、ホイール付近以外は細い金属管です。
http://www.1techicon.com/BrakeSystem.html

この回答へのお礼

私がやったのは引きづりがあったのでパッドの仕組みを見ただけです。ですがピストンを軽く清掃して組みつけてもブレーキを効かすと離してもパッドがディスクに触れてしまい、引きずっているとわかったのですがどう見てもピストンが戻る仕組みはわかってもパッド自体が戻る仕組みが理解できなかったのです。
結果として戻る仕組みはなく触れているのが正常な状態で、その大小は整備によるものとわかりましたが、これでは整備性やロスが大きいと感じましたのでワイヤー式がいいのにと思いました。フルードの交換は神経と手間がかかりますし普通の方法だと完全なエア抜きには１日かかります。

それでも回答者様たちが仰られた内容でドラム式よりも総合的にディスクローター式が優れているということらしいです。

私はドラム式の利点とディスクローター式の利点がどうにか融合できないかと思いましたが、ドラム式の欠点である熱はディスクローターのように見える形式にすれば放熱性は上がると思います。
でもそれだと見た目がよくありませんので、ディスクローターをワイヤー式で挟み込む形式にすればいいだけだと思いました。

そうすればブレーキが利いていない時は必ず離れているわけでさらにドラム型じゃないので放熱性もあります。

フルードの場合→交換の時ミスをすると場合によってはペーパーロックを起こしやすい

ワイヤーの場合→熱によるフェード現象が起こりやすい

ですがフルードの場合でもフェード現象が起こることを考えるとワイヤー式のほうが安全だと思いました。（ワイヤーが切れることを考えると必ずしもそうではないかもしれません）

フェード現象が起こりやすいほうは常に接触しているフルードのほうだと思います。

私はバイクの前輪の多くがディスクローターになったのは見た目のかっこよさによるもののほうが大きいのではないかと感じました。

しかし回答を見ているとフルードや油圧式のほうが優れているようです。
それは大型車になればなるほど理解できますが、バイクの小型車または中型車で本当にそれが優位になのかは疑問でした。

なので少し懐疑的な目を持っていますが引きづりがそれほど問題ではないレベルだということであれば、見た目のかっこいいディスクローターのほうがいいと思います。

ですがどちらの利点も兼ね備えたシステムができないかと考えると共に期待はしていますね。

とても参考になりました。ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2012/12/31 23:57

No.9 回答者： blueoval 回答日時： 2012/12/31 15:31

＞フルードがなければパッドからの熱の伝導をそこまで気にする必要もなくペーパーロックはドラムブレーキより起こりづらいです。

用語の間違いを一つ指摘しておきます。

ワイヤ式ではベーパーロックは起こりえません、ベーパー：vaporは蒸気を意味し、フルードが過熱しフルードそのものや吸湿した水分が沸騰し気泡となり、液圧が伝わらなくなる現象です。

ディスクやパッドが過熱して制動力が低下する現象は「フェード」fade：減衰といいます。フェードアウトと同じフェードです。

この回答へのお礼

たしかにフルードがないということはフェード現象でした。ありがとうございました。

お礼日時：2012/12/31 17:15

No.8 回答者： h6787 回答日時： 2012/12/31 14:53

自転車の場合ですが、解りやすい図＆説明がありました。

http://bicycle-info.jp/bicycle-maintenance/655

あなたが納得できようができまいが、理屈はこうです。
現実も、0.1ｍｍくらいじゃないかと思われます。
それでも、問題なく走るようになっているのです。まずは、自分が納得できるように受け入れてみましょう。

あなたのバイクで抵抗を感じるというのであれば、ピストンリング（ピストンシール）が劣化して戻りが悪くなっているのでしょう。

ドラムブレーキでは、バネなどを使ってシューが戻るようになっています。（見えない所になります）。

この回答へのお礼

たしかにそうですが、戻りが悪くなりけっこう引きずりが頻繁に起こりメンテナンスが決して楽と言うわけではないようです。ドラムはけっこうその辺は不具合が起きにくいと思われます。

なのでサーキットなどで使用するような場合以外はいいとこどりで、ワイヤーによるピストンの押し出し、スプリングによるピストンとパッドの戻し、かつ排熱性の高いディスクローターにすることで中型車ぐらいまでは充分なのではないのかと思ったのです。

現に250ccぐらいまでのビッグスクーターなどの後輪は今でもドラムブレーキが多いです。

ただそれが実際本当に今のディスクブレーキより熱による弊害にどこまで強いのかというのはわからないので（個人の使い方にもよる）はっきりは言えないと思うのですがとても参考になりました。ありがとうございました。

お礼日時：2012/12/31 17:15

No.7 回答者： blueoval 回答日時： 2012/12/31 14:27

＞熱伝導が問題ということですが、ではなぜフルードを使用しなければならないのでしょうか？

４輪車のドラムブレーキは液圧式です、たぶんあなたが言われるドラムはバイク用の事ですが、ワイヤー式のディスクブレーキも昔はありました、ワイヤドラムと液圧ディスクはリンクするものではありません。

ワイヤ式のデメリットは、ワイヤーのアウターとワイヤの摺動抵抗が無視できず、メンテナンスが難しいからです。産業機械全般においてワイヤ作動という自体今ではごく少数派です、抵抗による伝達ロスが無視できないからでしょう。もちろんワイヤ切れもありますが、液圧ならメンテさえしていれば作動不良はほぼ０に出来ますし。信頼性についてはデータを持ちませんが、液圧作動で不利な面は顕在化していないのでしょう。
確かに熱的な安定ではワイヤ式に分がありますが、機構の複雑化とそれに伴うメンテナンス性の悪化、何より伝達ロスでワイヤ式という選択肢はすでにありません。

＞引きずっているというか触れているだけで相当な抵抗を感じます。

たぶんメンテナンス不良です、ピンが汚れたり腐食で段付が発生していたり、給脂が不十分ということもあるでしょう。またピストン部は腐食したりと汚れで動きが悪くなることはよくある話です、新品同様のスムーズさを保つには500キロごと程度のキャリパ清掃が必要です。一定以上の作動性で満足すれば液圧式はメンテをサボれますが、新品同様にこだわると要求レベルは上がります。

＞なので「スプリングやボルトで固定するということが熱に対して問題である」と考えるほうが整合性がないことはわかりますか？

固定する＝パッドとピストンが密着する、ではないですが、パッドが下がるというと後ろにはピストンがありますので、結果的には常に接触していることになりますよね。

まずパッドとディスクには制動時の要求温度がある、ということは理解されている前提で、その保ちたい熱が伝わって欲しくないピストン側に逃げていきます。空気中に放熱するより多く、ピストンに伝導してしまうのです。
逆にパッドとディスクがわずかに接触し引き摺っていることで副次的なメリットがあります、常にわずかに摩擦熱を起こし温度を保つことで、制動操作時に適正温度に復帰するタイムラグを少なくしています。

パッドがピストンに接触していると熱が逃げるというデメリットがありますが、逆にディスクと接触していると発生する熱は予備熱として利用できる、ことになります。

ちなみに、
＞ではドラムブレーキは熱が発生しないのでしょうか？
むしろ密閉されている分熱は発生しやすいと思います。
ですが確実にパッドがローターから離れるので熱は最小限です

むしろこの熱が一番の絶滅要因です、レーシングドラムは最後までこの熱との戦いでした。中にこもる熱を排出できずにフェード（適正温度領域から外れるほどの過熱)して制動力が落ちます、そのためにディスクブレーキに淘汰されました。

この回答へのお礼

とても参考になりました。ありがとうございました。

お礼日時：2012/12/31 17:04

No.6 回答者： xxyyzz23g 回答日時： 2012/12/31 12:09

ピストンとパッドを一体型かネジなどで連結するデメリット

・パッド＋ピストンの部品交換の手間とコストが大幅に上がる
（現状ピストンは大事に扱えば一生物、パッド、シールは消耗品）
・パッドの熱がダイレクトにピストン、シール、フルードに伝わり　
　シールとフルード劣化が早まりベーパーロックが起き易く危険

実際に、ディスクブレーキは常に引きずっています。
バネなとを使い確実に0.1mm以上隙間を空けるとむしろ
ブレーキにタイムラグができ危険です。
レバーを強く1回握ってピストンが移動できる距離は僅かです。
なので、あえてパッドを戻すスプリング等は不要で
シールの弾力だけのほうがメリットが大きい。

この回答へのお礼

ドラムブレーキなどは0.1mmくらいのクリアランスはあるのに普通に問題ないですよね。遊びを調節すればすぐに効かせることが可能だからですよね。逆にフルードを用いる理由はなんなのでしょうか？

フルードを用いれば部品交換の手間とコストが大幅に上がります。
フルードがなければパッドからの熱の伝導をそこまで気にする必要もなくペーパーロックはドラムブレーキより起こりづらいです。ドラムと違って外気に晒されているためです。

なので常に引きずっているなどという構造にしていること自体が整合性が理解しがたく、非常に精神衛生上嫌だと思いますがなぜフルードなのでしょうか？。バイクに限ったことを言ってしまいますが。

お礼日時：2012/12/31 13:39

No.5 回答者： blueoval 回答日時： 2012/12/31 12:07

補足です。

＞パッドが開放するという確実な原理がわかりません。

あなたの理解力がわかりません、ピストンが抑えていないだけでそれは開放といえると思いますが？

クーロンの摩擦法則というものがあります、荷重を P、比例定数(通常は摩擦係数と置き換える)を μ、摩擦力 F とすると、Ｆ＝μＰである、というものです、ピストンが抑えない＝荷重０、ですので摩擦力も０、つまり抵抗も０で、理論的にはデメリットも０ということです。

あなたがお好きなミクロのことを考えると摺っていて音がするだけで抵抗があるはず、となるのでしょうが、それが過度でなければ(ファジーというよりも経験的に適正幅があります)問題ないです。

この回答へのお礼

引きずっているというか触れているだけで相当な抵抗を感じます。手で押し歩きをしても感じますし、前輪を浮かせてタイヤだけを回しても、パッドが無い状態だとスルスルと回転が続きますが、パッドが軽く触れているだけで回転はすぐ止まります。これをミクロのことと言えるのでしょうか。これならばドラムブレーキのほうがまだいいと思います。

ではドラムブレーキは熱が発生しないのでしょうか？
むしろ密閉されている分熱は発生しやすいと思います。
ですが確実にパッドがローターから離れるので熱は最小限です

逆にディスクローターにすることにより、整備は簡単になりますし、外にむき出しのため熱は逃げやすいと思います。
なのでボルトで固定してもきちんとパッドが離れればむしろドラムブレーキよりも熱量は低くなることは考えればわかりますよね？

なので「スプリングやボルトで固定するということが熱に対して問題である」と考えるほうが整合性がないことはわかりますか？

それよりもほんの少しの整備性や見た目を重視しているというならそれは間違いだと思います。今挙げたようなちゃんとした理由があるからです。

私は見た目はディスクローターのほうがいいと思いますが、余計な摩擦を減らすためにパッドをきちんと開放したほうが効率はいいのでそれに越したことはないと思うのですが間違っているのでしょうか。

0.1ｍｍのクリアランスでも遊びを調整すれば遅延はないと思います。

現実にドラムブレーキのクリアランスはそれぐらいあります。
でも使用に問題ありません。

そもそもなぜキャリパーのピストンを動かすのにフルードを用いなければならないのでしょうか？それのほうが整備性ははるかに面倒くさいと思いますが。

わずかでもブレーキが擦っていて抵抗があるというだけで精神衛生上とても気持ちのいいものではないと思います。

お礼日時：2012/12/31 13:23