なぜ高性能車のブレーキディスクには穴やスリットがあるのか？

皆さんは、ブレーキがどうやって車を止めているか、ご存知ですか？答えは「摩擦によって、運動エネルギー(車が動いている方向への力)を熱に変換して、この熱をブレーキが吸収することで車を止めている」のです。

もっとも、最近はハイブリッド車や電気自動車などで、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して充電する「回生ブレーキ」というものもあります。回生ブレーキは、このとき発生する抵抗を利用して車を止めています。

しかし、ほとんどの車はブレーキを使って熱を発生させることで、制動力を発生していると思ってよいでしょう。

車のスピードが速ければ速いほど、ブレーキの摩擦で止めなければいけないエネルギー量が増えるので、変換されて発生する熱も増えます。短い距離で止めようとして、あるいは意図的にタイヤをブレーキロックさせようとして強いブレーキをかけても、瞬間的に猛烈な熱が発生します。

ディスクブレーキの場合は、タイヤと一緒に回転しているブレーキローター(ディスク)に対して、ブレーキキャリパーに内蔵されたブレーキパッドをピストンによって押し付けて、摩擦を発生させます。ドラムブレーキの場合は、ブレーキドラムの内周に対してブレーキシューを押し当てることで、摩擦を発生させます。

ディスクブレーキでもドラムブレーキでも耐熱限界が重要で、その限界を超えるとブレーキパッドやブレーキシューに含まれる摩擦材が分解してガス化し、パッドとローターの間に膜を作り、潤滑剤のような役割となってしまうことで摩擦力が非常に弱くなるのです。これを「フェード現象」と言います。

それでもなおブレーキをかけ続けると、その熱がブレーキフルードに伝わって沸騰し、気泡が発生すると適正な油圧が失われ、ブレーキが効かなくなります。これを「ペーパーロック現象」と言います。

どちらも猛烈な熱を発生させますが、排熱しにくいドラムブレーキのほうが、耐熱限界が低く、現在はディスクブレーキが主流です。

特にフロントブレーキには、車種や用途に合わせ、さまざまな熱対策が行われています。

乗用車のフロントブレーキに多いのが、ベンチレーテッドデイスクです。

単純な1枚モノのディスクローターでは排熱が不十分な場合に、2枚のローターを隙間をあけて重ね、その隙間に多数のフィンを設けることで強度を保ちながら空気を通し、冷却するタイプのブレーキローターです。

軽自動車やコンパクトカーでもターボ車など車重に対してパワーがあり、速度が出るとともにブレーキング時の負担が大きい車に採用されます。

ベンチレーテッドディスクに対して、1枚モノのローターは、ソリッドディスクと呼ばれます。

ディスクローター表面に放射状(斜め)に溝を掘ったもので、ベンチレーテッドディスクに多いです。スポーツカーに純正採用されることがあるほか、スポーツ走行を行う車のチューニングパーツとして選ばれることもよくあります。

溝により摩擦力を増やし、さらにブレーキパッドの表面を削っていくので、パッドの表面が熱で炭化する前に常にフレッシュな状態を保ち、排熱にもなるメリットがある反面、ブレーキダストが大量に出てホイールを汚したり、パッドの寿命が短くなるというデメリットもあります。

ブレーキダストのホイールの汚れも、鉄分を含んでいるので、ほうっておくとアルミホイールも表面が錆びたりするので注意しましょう。

ディスク面に、多数の穴を開けてスリットローターよりも高い放熱効果を狙ったもので、スリット付きドリルドローターだとパッド研削効果でさらに効果は高くなります。

ただし、穴を多数開けているため消耗時にクラック(ひび割れ)などが入りやすいことが欠点で、放っておくとそのうち割れてしまうので、マメに点検してクラックを見つけたらすぐ交換が原則です。

余談ですが、純正採用していたR32スカイラインGT-Rでも、同様のブレーキトラブルが発生していましたよ。

紹介したように、スリットローターやドリルドローターは、一般的なソリッドディスクやベンチレーテッドディスクに比べて極めて高い耐熱性能や制動性能を持っており、高性能車やチューニングカーでは当たり前のように使われています。

とはいえ、ブレーキの耐久性といった点や、ホイールの汚れといった面では、純正ブレーキのほうが優れている場合もあります。チューニングは、車種や用途、他のチューニングとトータルで考えないといけません。

どれが正解ということはありませんから、ご自身の愛車に合わせたブレーキの組み合わせを選びましょう。