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自転車のブレーキの仕組みを理解してトラブルに強くなろう

2018.7.3

自転車などの車輪付きの乗り物の、回転を止める唯一の手段はブレーキです。

命を預けている部分と言っても過言ではないですが、自転車は効きが悪くなったり、異音がしたりとトラブルが多いことも確かです。

基本的には自転車屋さんに修理を依頼するものですが、簡単なことであれば自分で直すこともできます。

それにはブレーキの仕組みを知る必要がありますので、今回はそこを中心にお話をします。

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自転車のブレーキの種類

自転車のブレーキには大まかに分けて二つの種類があります。

ホイールの外周部分のリムで制動する「リムブレーキ」と、ホイールの中央部分で制動する「ハブブレーキ」になります。

リムブレーキはママチャリの前輪やロードバイクに採用されている「キャリパーブレーキ」、クロスバイクの「Vブレーキ」などが代表的です。

一方のハブブレーキは、MTBの「ディスクブレーキ」、ママチャリの後輪全般が主になります。

リムブレーキは車輪の外周部分に制動を掛ける仕組みのため、路面状況や天候に左右されがちです。

制動力に不安が出るほどのことは滅多にありませんが、リムの汚れや傷には十分注意が必要になります。

一方のハブブレーキは外周から離れている箇所で制動動作を行うので、制動力がいつも安定しています。

ただし、ブレーキによって制動力に大きな差があるので、ママチャリとスポーツバイクでは全くの別物と考えなくてはなりません。

自転車のブレーキの基本的な仕組みはほぼ同じ

前項ではまず、自転車のブレーキの種類について確認しましたが、リムブレーキもハブブレーキも、制動の仕組み自体はほぼ同じです。

油圧式のディスクブレーキ以外は、ブレーキレバーと本体がワイヤーで繋がっています。
リムブレーキやディスクブレーキは、ゴムや樹脂でできたシューやパッドが本体のアームの先についています。

レバーを引くとワイヤーがアームを動かし、シューやパッドがリム(ローター)を挟み付けるようにして制動を掛けます。

特にリムブレーキは構造が簡潔で、メンテナンスもしやすいので、レースを想定しているロードバイクに多く採用されてきました。

ディスクブレーキ以外のハブブレーキは、ハブの中で回転しているドラムをバンドで締め付けたり、シューを外側に押し広げて回転を止めます。

後述しますが、特にママチャリに多い「バンドブレーキ」は、甲高い凄まじい音が鳴ることでも知られています。

自転車の「リムブレーキ」の仕組み

それではここから、自転車のブレーキの仕組みを種類別にご説明します。

まずはリムブレーキからですが、これはどのブレーキでも基本は同じです。

先ほども触れましたが、レバーを引くことでワイヤーがアームを動かし、シューがリムを挟み付けるようにして回転を止めます。

リムブレーキのアームはてこの原理が働きますが、てこの比率が大きいVブレーキは制動が強く、小さいキャリパーブレーキは制動力が弱めになります。

キャリパーブレーキはロードバイク用に開発されており、完全に止まるためのものというよりは、速度を落とすためのブレーキです。

一方、Vブレーキはひと昔前までのMTBの主力で、しっかりと動きを止めることと、太いタイヤに働きかけなくてはならないことから、制動力が強めになっています。

リムブレーキのブレーキシューはゴム製、スポーツバイクの場合はほぼカードリッジ式ですので、ゴム部分だけの交換が可能です。

ママチャリのキャリパーブレーキのシューは、台座ごと交換になるものが多いですが、工賃込でも1000円前後の安価なもので十分制動力がよみがえります。

ブレーキシューは消耗品であり、すり減ると効きが悪くなり、最悪の場合は全く効かない状態になりますので、早めの交換が重要です。

自転車のディスクブレーキは機械式と油圧式で仕組みが異なる

自転車のブレーキの仕組みのお話、次はディスクブレーキです。

自動車の前輪ブレーキとしても有名で、とにかく制動力が強いのが特徴です。

キャリパーブレーキの指4本で全力で掛けにいく制動力を、1,2本で凌駕してしまう程の強さです。

仕組みは、ホイールのハブに取り付けられたローターを、ブレーキパッドで挟み付けて制動をします。

機械式はリムブレーキ同様にワイヤーがアームを動かす仕組みですが、油圧式は文字通り油圧でピストンが働きアームが動きます。

油圧式はパッドとローターの距離が決まっており、レバーの引き代などのメンテナンスは不要です。

また、ハンドル周りのケーブルが減るので、ハンドリングが軽くなります。

そして、ディスクブレーキは制動力が強い分ホイールにも強度が求められるので、ホイールが重くなります。

しかし、最近では技術の向上で、軽量かつ強度も落とさないホイールが開発されているので、ロードバイクにもディスクブレーキ化の波が押し寄せています。

ママチャリの後輪ブレーキは仕組みが特殊

ここまでは主にスポーツ自転車のブレーキについてお話しましたが、次はママチャリ用です。

前輪はロードバイクと同じキャリパーブレーキで、ブレーキングの仕組みも同じです。

後輪はハブブレーキではありますが、とても特殊でまずママチャリ以外には採用されません。

いくつか種類がありますが、代表的なのは「バンドブレーキ」です。

ハブに取り付けた回転式のドラムをゴムバンドで締め付けて止めます。

バンドを動かすのはワイヤーなので、基本的な仕組みは他のブレーキと大差ありませんが、問題は「音」です。

構造上致し方ないことでもありますが、一度鳴り始めるとあまりのうるささにブレーキを掛けるのが恥ずかしくなってしまうほどです。

外側を掃除するくらいしかメンテナンスの方法がなく、音鳴りの解消も基本的には本体ごと交換になります。

他にママチャリに採用されているブレーキは「サーボブレーキ」や「ローラーブレーキ」ですが、高級なママチャリに付属していることが多いです。

制動の仕組みは、バンドブレーキはゴムを「締め付ける」のに対して、こちらは「押し当てる」方式なので構造的に音が鳴ることはありません。

ということで、バンドブレーキからの交換を希望する人も多いのですが、互換性がないのでパーツの交換が必要です。

特にローラーブレーキはホイールごと交換になりますので、ママチャリでは現実味がありません。

したがって、最初からバンドブレーキ以外のブレーキが搭載されて自転車を購入するのが、一番の音鳴り対策と言えます。

左右のレバーが前後輪どちらのブレーキに対応しているか?

自転車のブレーキのお話をしてきましたが、どの自転車でも前輪と後輪は独立しており連動はしません。

そのために、ハンドルには右と左に2つレバーが付いているわけです。

ママチャリなどのシティサイクルに多いのは、進行方向に向かって右側のレバーが前ブレーキ用、左側が後ろ用です。

昔から日本では右-前、左-後ろが定番であったために、国産が多いママチャリはこの組み合わせになっています。

一方、ロードバイクなどはこの逆、右-後ろ、左-前が多くなります。

この理由には諸説ありますが、仕組み上制動力が強くなる前ブレーキを、利き手で操作すると効きすぎて危険というのが最有力のようです。

日本同様世界的にも右利きの方が多いということで、利き手と反対の左手で前にブレーキを操作した方がよいという理論です。

ただ、プロのロードレーサーでも右-前を好む選手もいますので、ホビーライダーならなおさらそこまでこだわる必要もないでしょう。

ただ、ひとつ気を付けなくてはならないのが、どちらかの組み合わせに慣れていると、逆の組み合わせの自転車に乗った時に間違えてしまうことです。

後輪と間違えて思いっきり前輪のブレーキを掛けてしまい、車輪がロックして転倒したという話は珍しくありません。

こういったこともありますので複数台持ちの方は、統一しておいたほうが賢明かもしれません。

ブレーキの仕組みを知れば安全面への意識が高まる

今回は自転車のブレーキの仕組みについてお話しました。

仕組みを知ればメンテナンスするべき箇所や、トラブルの際にどこを確認すればよいのかが分かりますのでとても重要なことです。

また、左右のレバーが前後どちらのブレーキに対応しているかも、地味ですが見逃せない要素ですので、改めて確認してみてください。

 - 自転車全般