ブレーキシューガイド: ブレーキシューの役割、交換時期、および正しいブレーキシューの選び方

ブレーキシステムにおいてブレーキシューが実際に何をしているのか

ブレーキ シューはドラム ブレーキ アセンブリ内の湾曲した摩擦コンポーネントで、回転するブレーキ ドラムの内面を外側に押し付けて車両を減速または停止します。ブレーキペダルを踏むと、ホイールシリンダーからの油圧がブレーキシューを外側に押し出し、ドラムに摩擦が生じます。この摩擦により運動エネルギーが熱に変換され、ホイールが減速します。何百万台もの自動車、トラック、トレーラー、オートバイの後車軸における停止力全体は、このシンプルだが正確に設計された接触に依存しています。

それぞれ ブレーキシュー は 2 つの主要部分で構成されます。通常は打ち抜き鋼または鋳鋼で作られた剛性の湾曲した金属テーブル (ウェブとリム)、およびその外面に接着またはリベット留めされた摩擦ライニングです。ドラムと直接接触するのがライニング材です。極端な温度サイクルに耐える必要があり、多くの場合、 300°C (572°F) ハードブレーキング下でも、一貫した摩擦特性を維持し、ガラス張り、ひび割れ、早期摩耗に耐えます。

ドラムブレーキシステムは1つの車輪に対して2つのシューを使用しており、車両の回転方向によってその役割が異なります。の プライマリーシューズ （リーディングシュー）はドラムの回転方向を向いており、通常は自己付勢効果によってより多くの制動力を生成します。この効果により、ドラムの回転によりシューがよりしっかりと接触するように引きずられます。の セカンダリシュー （トレーリングシュー）は回転とは反対側を向き、油圧により完全に依存します。デュアルサーボ構成などの一部のドラムブレーキ設計では、この自己強化効果をさらに積極的に利用して、最小限のペダル踏力で制動力を増大させます。

ドラムブレーキシューとブレーキパッド: 違いを理解する

ブレーキ シューとブレーキ パッドはどちらも摩擦コンポーネントですが、根本的に異なるブレーキ システム設計で動作するため、互換性はありません。この 2 つを混同することは、特に古い車と新しい車を乗り継ぐ車の所有者にとってよくある間違いです。

ブレーキシュー付きドラムブレーキは、多くの経済車、軽トラック、トレーラー、農業機械、大型商用車の後車軸に標準装備されています。密閉型の設計により、自然に水や破片の侵入に耐性があり、自己加力形状によりパーキング ブレーキ機能が機械的に効率的になります。そのため、リア ディスク ブレーキを備えた車両でも、ローター ハブの内側にパーキング ブレーキ機構専用の小さなドラム スタイルの「ハット」ブレーキが組み込まれていることがよくあります。

ブレーキシューの摩擦ライニングの素材とその性能に対する意味

メタルシューテーブルに接着された摩擦ライニングは、アセンブリ全体の中で最も性能が重要な要素です。ライニングの素材によって、生成される制動力、温度範囲全体でのパフォーマンスの安定性、発生する粉塵の量、交換が必要になるまでの寿命が決まります。現在、ブレーキシューのライニング材には主に 3 つのカテゴリーが一般的に使用されています。

ノンアスベストオーガニック（NAO）ライニング

1980 年代から 1990 年代にかけてほとんどの国でアスベストが禁止された後、NAO のライニングが業界標準としてアスベストベースの化合物に取って代わりました。これらは、有機繊維 (アラミド、セルロース、またはガラス)、摩擦調整剤、充填剤、結合剤を圧縮して複合材料として構成されています。 NAO ライニングは柔らかく、静かで、低発塵です。これらは、主に都市部や郊外で走行する軽乗用車に適しています。主な欠点は、摩耗が比較的早く、継続的な強いブレーキをかけると熱でフェードしやすいことです。そのため、トレーラー、重量物、または山岳地帯には適していません。

セミメタリックライニング

セミメタリック ブレーキ シュー ライニングには、スチール ウール、鉄粉、または銅繊維とグラファイトおよび有機バインダーが混合されています。金属含有量 – 通常 30～65重量％ — 熱伝導率と熱安定性が大幅に向上します。セミメタリックライニングは NAO コンパウンドよりも耐退色性に優れているため、より重量のある車両、牽引用途、およびより要求の厳しい運転条件に適しています。その代償として、有機ライニングに比べてブレーキドラム表面の摩耗が増加し、騒音レベルが高くなり（特に低温時）、研磨粉塵が多くなります。

セラミックおよび低金属ライニング

ドラム ブレーキ シュー用のセラミック ライニング コンパウンドは、NAO ライニングの静かな動作とセミメタリック配合の耐熱性の間のバランスを達成するために、セラミック ファイバーと非鉄充填材を使用しています。非常に細かく、明るい色の粉塵が生成されますが、ホイールに付着しても目立ちにくく、ドラム表面の摩耗も少なくなります。低金属ライニングはハイブリッド アプローチです。有機ベースに少量の金属繊維を加えて、完全な半金属化合物による騒音やドラム摩耗によるデメリットを発生させることなく、熱伝導を改善します。乗用車用の高級アフターマーケットおよび OEM 仕様のブレーキ シューでは、これらの配合物がますます使用されています。

ブレーキシューに注意が必要であるという警告サイン

ホイールのスポークを通して比較的簡単に目視検査できるディスク ブレーキ パッドとは異なり、ドラム ブレーキ シューは密閉されたドラムの内側に隠されているため、直接検査するにはホイールとドラムを取り外す必要があります。このため、警告症状を早期に認識することが特に重要になります。問題が明らかになるまで待つことは、簡単なシュー交換とドラム ブレーキ アセンブリの完全なオーバーホールの違いを意味する場合があります。

• 後部からのギシギシ音やゴシゴシ音: ブレーキをかけたときの甲高い鳴きは、摩耗の兆候であることがよくあります。これは、ライニングの厚さが安全なしきい値 (通常は約 1.5 ～ 2 mm) を下回ると、シューにリベットで留められた小さな金属製のタブがドラムに接触します。研削音は、ライニングが完全に摩耗し、地金がドラムに接触していることを示しており、ドラムの損傷を防ぐために直ちに対応する必要があります。
• ブレーキをかけた状態で片側に引っ張る： ブレーキをかけたときに車両が左右に振れる場合、片方のブレーキシューAssyが偏摩耗したり、グリスやブレーキフルードが汚れたり、焼き付きを起こしたりすることがあります。不均一な制動力は車両の予期せぬ挙動を引き起こすため、これは安全上の問題であり、迅速な点検が必要です。
• ソフトまたはスポンジ状のブレーキ ペダルの感触: ブレーキがかかる前にペダルが通常よりも遠くに移動する場合は、自動アジャスターの注意が必要なブレーキシューが摩耗しているか、ホイールシリンダーからブレーキフルードがシューライニングに漏れていることを示している可能性があります。どちらの状態でもブレーキの効果が低下します。
• ブレーキペダルが脈動または振動する: ブレーキング中のペダルの脈動は、ブレーキ ドラムの真円度のずれを示すことがよくあります。この状態は、磨耗したシューや不適切に調整されたシューによって加速され、ドラムが加熱され、不均一に摩耗する原因となります。ドラムはシューと一緒に加工または交換する必要がある場合があります。
• パーキングブレーキをかけた状態で車両が回転またはドリフトする場合: リアドラムブレーキシューが摩耗すると、通常は同じシューが両方の機能を果たすため、パーキングブレーキの保持能力が直接損なわれます。駐車ブレーキを完全に掛けた状態で車両が坂道を移動する場合は、シューの交換が必要になる可能性があります。
• 運転後の焦げ臭い匂い： 通常の運転後、特に長い坂を下った後、熱くて刺激的な臭いがする場合は、ホイール シリンダーの固着、アジャスターの固着、張力を失ってブレーキ シューがドラムから完全に引き離されていないリターン スプリングが原因でブレーキ シューを引きずっている可能性があります。

ブレーキシューの寿命と寿命への影響

ブレーキシューの耐用年数は、車両の種類、運転環境、ライニングの材質、ドライバーの行動によって大きく異なります。一般的なガイドラインとして、ほとんどの乗用車の後部ドラム ブレーキ シューの寿命は次のとおりです。 30,000 マイルおよび 70,000 マイル (48,000 ～ 112,000 km) 通常の運転条件下では。一部の車両、特に平地を主に走行する軽量車両では、靴の寿命が 100,000 マイルに近づく可能性があります。大型トラック、トレーラー、牽引に使用される車両は通常、はるかに頻繁に交換が必要になり、場合によっては 1 回ごとに交換する必要があります。 15,000～25,000マイル 負荷に応じて。

ほとんどのフロントエンジン前輪駆動車の後部ドラムブレーキが処理する総制動力は比較的小さいため、通常の減速度ではフロントディスクブレーキが大部分の役割を果たします。これらの車両のブレーキシューは摩耗が遅く、定期メンテナンス中に見落とされることがあります。これにより、所有者が交換時期に気づく前に、ライニングが安全な最小厚さを超えて摩耗する可能性があります。主要な整備間隔ごと (または少なくとも年に 1 回) にドラム ブレーキの検査を含めることで、このような事態を防ぐことができます。

いくつかの要因により、ブレーキシューの摩耗が通常の範囲を超えて加速されます。頻繁にストップアンドゴーを繰り返す都市部の運転では、高速道路での運転よりも 1 マイルあたりに多くの摩擦サイクルが発生します。重い荷物を牽引したり運んだりすると、停止するたびに必要な制動力が増加します。山や丘陵地帯ではブレーキ負荷が継続的にかかり、熱が蓄積してライニングの劣化が促進されます。運転習慣、特に遅い急ブレーキと予期した緩やかな減速は、靴のライニング素材の消費速度に最も大きな影響を及ぼします。

ブレーキシューを交換する際の確認事項

ブレーキシューのみを単独で交換しても、最良の結果が得られることはほとんどありません。ドラム ブレーキの完全なサービスには、検査が含まれ、多くの場合、いくつかの関連コンポーネントの交換または再調整が必要になります。これらの手順をスキップすると、早期に靴が摩耗したり、異音が発生したり、直後に修理が戻ったりする可能性が高くなります。

ブレーキドラムの状態

ブレーキドラムの内径がメーカー指定の最大値内であることを確認するには、ドラムマイクロメーターを使用してブレーキドラムを測定する必要があります。ドラムは時間の経過とともに磨耗が大きくなり、大きなドラムに新しいシューを取り付けるとブレーキの効果が低下し、シューが故障する危険があります。ほとんどのドラム缶には、最大直径の仕様が刻印または鋳造されています。通常、 0.060 インチ (1.5mm) 元の直径を超えています。仕様内のドラムは機械加工（旋削）して溝を取り除き、滑らかな接触面を復元する必要があります。最大直径以上のドラムは交換する必要があります。

ホイールシリンダーの検査

ホイールシリンダーは、ブレーキシューを押し広げる油圧アクチュエーターです。ブレーキ液漏れの兆候がないか、両端のブーツ (ゴム製ダスト カバー) を検査します。濡れたり汚れがある場合は、内部シールの故障を示します。ホイールシリンダーに漏れがあると、新しいブレーキシューのライニングがブレーキ液で汚染され、すぐに光沢が生じ、摩擦が大幅に低下します。ドラムがすでにオフになっているため、交換コストが低く、労力も最小限で済みます。シュー交換時には必ず漏れのあるホイール シリンダーを交換してください。

リターンスプリング、ホールドダウンスプリング、アジャスター金具

ブレーキペダルを放すと、ブレーキシューリターンスプリングがシューをドラムから引き戻します。時間の経過とともにスプリングが弱くなり張力が失われるため、靴の引きずり、熱の蓄積、摩耗の加速につながります。アジャスタースターホイールアセンブリにより、ライニングが摩耗してもシューとドラムの隙間を維持できます。アジャスターが腐食したり焼き付いたりすると、適切な自動調整ができなくなり、ペダルの移動量が増加します。ほとんどの専門技術者は、靴を交換するたびに、スプリング、押さえピン、アジャスターなどのハードウェア キット全体を交換します。これらのキットは安価で (通常 15 ～ 25 ドル未満)、ドラム ブレーキの問題が繰り返される主な原因を排除します。

バッキングプレートとアンカーの潤滑

ブレーキシューはバッキングプレート上の隆起した接触パッド上を滑ります。これらのパッドは、シューの固着や異音を防ぐために、取り付け中に高温のブレーキ グリースで軽く潤滑する必要があります。シューズの固定ピボットポイントであるアンカーピンも磨耗を検査し、軽くグリースを塗る必要があります。ブレーキ専用の高温潤滑剤のみを使用し、塗布は控えめにしてください。ライニングまたはドラム表面にグリースが汚れていると、直ちに摩擦損失が発生します。

適切な交換用ブレーキシューの選び方

交換用ブレーキシュー市場は、経済的な有名部品から OEM 同等のプレミアム製品まで多岐にわたります。正しく選択するということは、車の年式、メーカー、モデルだけでなく、車の実際の使用方法に靴を合わせるということです。

• 必ずアクスルセットで交換してください: ブレーキ シューは常に完全なセットとして交換する必要があります。同じ車軸の両側にある両方のシューを同時に交換してください。一方の側に新しいシューを取り付け、もう一方の側に摩耗したシューを放置すると、ブレーキの不均衡が生じ、ドラムの引っ張りや不均一な摩耗が発生します。
• 裏地の素材を使用ケースに合わせてください: 通常の状況で使用される軽乗用車の場合、NAO またはセラミックライニングは静かでクリーンな性能を提供します。トラック、牽引に使用される SUV、または起伏のある地形で使用される車両の場合、半金属または低金属ライニングは、より優れた耐熱性と荷重下でのより長い耐用年数を提供します。
• OEM ライニング寸法を確認してください: 同じ部品番号のすべてのブレーキ シューが同じライニングの厚さまたは円弧長を持っているわけではありません。エコノミーシューズには OEM 仕様よりも薄い裏地が使用されている場合があり、耐用年数が大幅に短くなります。製品データでライニングの厚さを指定している靴を探し、元の機器の仕様と比較してください。
• ライニングの取り付けが接着されているかリベットで留められているかを確認します。 ボンデッドライニング（接着剤で付着）は現代の車両で一般的であり、より薄い使用可能な深さまで滑らかな接触面を提供します。リベット付きライニングは金属リベットで固定されており、耐久性の高い用途では一般的です。リベットは最小限の厚さで露出し、摩耗の指標として機能しますが、無視するとドラムに傷が付く危険性もあります。
• FMSI/WVA コーディングを備えた信頼できるブランドを選択してください。 摩擦材料規格協会 (FMSI) のシュー番号または WVA 番号 (ヨーロッパの相当物) が記載されているブレーキ シュー製品を探してください。これらの業界標準コードは、靴の形状が用途に対して正しいことを確認し、ブランド間の相互参照を可能にします。

価格だけではブレーキシューの品質を判断するのには不十分です。エコノミーブレーキシューとプレミアムブレーキシューのコスト差は、多くの場合、車軸あたり 20 ～ 30 ドル未満ですが、ライニング材料の品質、一貫性、耐用年数の違いは大きくなる場合があります。車両の停止能力を直接制御する安全性が重要なコンポーネントの場合、文書化された摩擦係数と追跡可能な製造プロセスを備えた既知のブランドを選択することが、常により良い投資となります。

取り付け後の新しいブレーキシューの寝具

新しいブレーキ シューでは、ライニング材の薄く均一な層をドラム表面に転写し、シュー アークをドラムに正しく装着するためのベディングイン (慣らし) 手順が必要です。このステップを省略すると、初期ブレーキ性能の低下、ノイズの増加、不均一な摩耗パターンが発生し、シューの寿命が短くなります。

ドラム ブレーキ シューの基本的なベディング手順には、徐々に高い速度から一連の適度な停止を行うことが含まれます (通常は約 100 メートルから始まります)。 30 マイル/時 (50 km/h) 完全に停止するまではいきませんがしっかりと減速し、ブレーキが冷めるまで待ってからこれを繰り返します。一般的なシーケンスは、熱を放散させるために、時速 30 マイルから 8 ～ 10 回停止し、各停止間に約 30 秒の時間を置きます。ライニング表面がドラムに完全に適合している間は、最初の 160 ～ 200 マイルの運転中は激しいパニック ストップを避けてください。

ドラムがサービス中に機械加工された場合は、新しい機械加工された表面もライニングに密着する必要があります。この期間中、ブレーキ性能はフルベッドブレーキとは若干異なるように感じる場合があります。停止距離がわずかに長くなったり、小さなノイズが発生したりするのは正常であり、コンポーネントが装着されると解消されます。 200 ～ 300 マイルを超えても騒音やパフォーマンスの問題が続く場合は、アジャスター設定の誤り、汚れ、ハードウェアの問題がないか、取り付けを再検査する必要があります。