車の基本構造：リーディングトレーリングシューブレーキ

車の基本構造：リーディングトレーリングシューブレーキ

仕組み

車を安全に止めるための装置であるブレーキには様々な種類がありますが、その中に「太鼓式ブレーキ」というものがあります。これは、回転する太鼓のような部品（ドラム）の内側に、ブレーキ部品（シュー）を押し当てて、摩擦によって回転を遅くすることで、車の速度を落とす仕組みです。「リーディングトレーリングシューブレーキ」は、この太鼓式ブレーキの一種で、二つのシューを用いることが特徴です。

この二つのシューは、「リーディングシュー」と「トレーリングシュー」と呼ばれ、それぞれドラムの回転方向に対して異なる動き方をします。リーディングシューは、ドラムの回転方向と同じ向きに力が加わるため、回転するドラムによって自動的に押し付けられます。このため、リーディングシューは強い制動力を発揮します。一方、トレーリングシューは、ドラムの回転方向と逆向きに力が加わるため、回転するドラムによって押し戻される形になります。そのため、リーディングシューと比べると制動力は弱くなります。

リーディングシューは自己 energizing 作用（自己倍力作用）と呼ばれる働きをします。ドラムの回転によってシューが押し付けられる力が強まるため、少ない踏力で大きな制動力を得られるという利点があります。しかし、この作用が強すぎると、ブレーキの効きが急激になりすぎて制御が難しくなる可能性があります。そこで、トレーリングシューが重要な役割を果たします。トレーリングシューは自己倍力作用が弱いため、リーディングシューの急激な制動力を和らげ、安定したブレーキ性能に貢献します。

このように、リーディングトレーリングシューブレーキは、二つのシューの異なる特性を組み合わせることで、効果的に車の速度を制御する仕組みになっています。しかし、前後左右でブレーキの効き方に差が出やすい、構造が複雑で整備がしにくいといった欠点もあるため、現在ではより性能の高いディスクブレーキが主流となっています。それでも、構造が単純で製造コストが低いという利点もあるため、一部の車種では現在も使われています。

特徴

リーディングトレーリングシューブレーキは、ドラムブレーキという種類のブレーキの中でも基本的な構造を持つ形式です。その名の通り、ブレーキドラムの中に、回転する車輪と一緒に動く「リーディングシュー」と、車輪の回転方向とは反対に動く「トレーリングシュー」という二つの部品が組み込まれています。

このブレーキの大きな特徴は、安定した制動力です。車は前進だけでなく後退も行いますが、リーディングトレーリングシューブレーキはこのどちらの場合でも同じようにブレーキが効きます。これは、二つのシューがそれぞれ異なる方向に働くことで、常にバランスの取れた制動力を生み出すためです。前進時にはリーディングシューが、後退時にはトレーリングシューが、それぞれ車輪の回転力によってドラムに押し付けられ、効果的に摩擦を生み出します。この安定した制動力は、運転操作をより確実なものにし、安全性を高めます。

一方で、リーディングトレーリングシューブレーキは、二つのリーディングシューを持つ「２リーディング式」と呼ばれるドラムブレーキと比べると、制動力がやや劣るという面も持っています。２リーディング式は、両方のシューが車輪の回転方向と同じ向きに動くため、より強い制動力を発生させることができます。しかし、リーディングトレーリングシューブレーキは構造が簡素で部品点数が少なく、製造コストや整備の負担が少ないという利点があります。また、ブレーキの制御装置も一つで済むため、エアブレーキやパーキングブレーキといった他のブレーキシステムとの組み合わせが容易です。

このように、リーディングトレーリングシューブレーキは、絶対的な制動力では一歩譲るものの、安定した制動力と簡素な構造というバランスの良さから、現在でも多くの車種で採用されているドラムブレーキの基本形となっています。特に、後輪ブレーキや小型車、商用車などでは広く利用されており、その信頼性は高く評価されています。

構造

車の停止に欠かせない装置であるブレーキ。その中でも、ドラムブレーキと呼ばれる種類について詳しく見ていきましょう。ドラムブレーキは、主に四つの部品から成り立っています。

まずホイールシリンダーです。これは、運転者がブレーキペダルを踏むことで発生する液体の圧力、つまり油圧を受け取る部分です。この油圧がブレーキをかけるための力の源となります。次にブレーキシューです。これは、ホイールシリンダーから伝えられた油圧によって動く部品で、ドラムの内側に押し付けられることで摩擦を生み出します。この摩擦こそが、車の速度を落とす力となるのです。

ブレーキシューを支えているのがシューアンカーです。これは、ブレーキシューが動く際の支点となる重要な部品です。最後にドラムです。ドラムは車輪と共に回転する円筒形の部品で、ブレーキシューが押し付けられることで摩擦が生じ、回転速度が落ちます。

ドラムブレーキには、リーディングシューとトレーリングシューと呼ばれる二種類のブレーキシューがあります。これらはドラムに対して左右対称に配置されています。油圧によってブレーキシューがドラムに押し付けられる時、リーディングシューは車輪の回転方向と同じ向きに、トレーリングシューは回転方向と逆向きに力が加わります。この二つのシューがドラムに押し付けられることで、しっかりとブレーキがかかる仕組みになっています。

このように、それぞれの部品が協調して働くことで、車は安全に止まることができるのです。

利点

リーディングトレーリングシューブレーキには、たくさんの良い点があります。まず、前後の動きどちらでも同じようにブレーキが効くため、安定した制動力を得られます。急な停止が必要な場面でも、ブレーキの効き具合が変わる心配がないので、運転する人は安心してブレーキ操作に集中できます。しっかりと止まることができるという安心感は、安全運転にも繋がります。

次に、このブレーキの仕組みは単純で、部品の数も少ないという特徴があります。複雑な構造ではないので、作るのに手間がかからず、費用も抑えられます。部品が少ないということは、壊れにくいという利点にもなります。修理や交換が必要になる機会が減れば、維持費用も抑えられます。

さらに、空気圧を使ったブレーキや、駐車時に使うブレーキとの組み合わせも簡単です。様々なブレーキシステムと組み合わせやすいので、車を作る際の設計の自由度も高くなります。これらの利点が組み合わさることで、様々な車種への搭載を可能にしています。

このように、安定した制動力、低い製造コスト、他のブレーキシステムとの組み合わせやすさといった多くの利点を持つリーディングトレーリングシューブレーキは、現在でも多くの車種で採用されています。特に、小型車や商用車など、費用を抑えたい車種や、安定した制動力が求められる車種には最適なブレーキシステムと言えるでしょう。技術の進歩により様々なブレーキシステムが登場している現代においても、その信頼性と費用対効果から、リーディングトレーリングシューブレーキは重要な役割を担い続けています。

欠点

前輪の制動力を強くする仕組みを持つ、前輪二つの車輪を制動する方式と比較すると、前輪一つと後輪一つの車輪を制動する方式には、いくつかの難点があります。まず、止まる力が弱く感じられることが挙げられます。特に、速い速度で走っている時や、急に止まる必要がある時には、その違いがはっきりと感じられるでしょう。これは、制動に携わる車輪の数が少ないため、全体的な制動力が不足してしまうことが原因です。

次に、熱による影響を受けやすいという問題があります。靴と太鼓のように、部品同士がこすれ合うことで熱が発生しますが、この熱によってブレーキの効きが悪くなる現象（フェード現象）が起こりやすくなります。特に下り坂などで長時間ブレーキを使い続けると、熱がこもりやすく、この現象が顕著に現れます。

さらに、構造的な問題もあります。太鼓のような形をした部品の中に靴のような部品が組み込まれた構造は、熱を逃がしにくいため、熱による影響を受けやすいだけでなく、水や泥などの影響も受けやすいという弱点があります。雨の日やぬかるんだ道を走ると、ブレーキの効きが悪くなることがあります。

これらの欠点があるため、最近では皿のような形をした部品に挟み込む方式へと変更される例が増えています。皿のような形をした部品は、熱を逃がしやすく、水や泥などの影響も受けにくいため、より安定した制動力を得ることができます。そのため、安全性を重視する車には、この方式が採用されることが一般的になっています。

まとめ

くるまの止まる仕組み、特に「前輪後輪両方に効く太鼓型ブレーキ」について詳しく見ていきましょう。これは、太鼓の中に組み込まれた部品が太鼓の内側に押しつけられることで、回転を遅くする仕組みです。このブレーキは、構造が単純で壊れにくいという大きな利点があります。部品点数も少なく、組み立ても簡単なので、製造費用を抑えることができます。また、前にも後ろにも同じように効くため、運転操作も安定します。空気を使ったブレーキや、車を停めておくためのブレーキとも組み合わせやすいので、様々な種類のくるまに広く使われています。

しかし、このブレーキには弱点もあります。急に強くブレーキを踏むと、熱が発生してブレーキの効きが悪くなることがあります。これを「薄れる現象」と呼びます。また、同じ大きさの円盤型ブレーキと比べると、止まる力はやや弱いです。そのため、高い制動力が求められるスポーツカーなどには、あまり使われていません。

近年は、円盤型ブレーキの普及が目覚ましいですが、前輪後輪両方に効く太鼓型ブレーキも、その単純な構造と信頼性の高さから、現在でも多くのくるまで使われています。特に、価格を抑えることが重要な小型車や、荷物を運ぶためのくるまでは、今後も一定の需要が見込まれます。製造費用が安く、整備もしやすいという利点は、これらのくるまにとって大きな魅力です。技術の進歩により、欠点も少しずつ改善されており、様々な車種で活躍を続けています。