マスターシリンダーとは?ブレーキレバーの操作を油圧に変換して昇圧する装置【バイク用語辞典:ブレーキ編】

■油圧を発生させてブレーキキャリパーのピストンをストロークさせて制動力を発生

●テコの原理とパスカルの原理によってブレーキ力を増幅

ディスクブレーキは、ブレーキキャリパーのピストンを動かし、ブレーキパッドで回転するディスクローターを挟み込んで制動します。キャリパーピストンを動かすのはブレーキ油圧であり、ブレーキ油圧を発生させて増幅するのがマスターシリンダーの役目です。

マスターシンダーの構造と役割について、解説します。

●マスターシリンダーの構造

ディスクブレーキの仕組み
ディスクブレーキの仕組み

ディスクブレーキは、ホイールと一体となって回転するディスクローターと、それを挟み込んで制動するブレーキキャリパーで構成されます。ブレーキレバーを握ることによってマスターシリンダーのピストンが移動してブレーキ油圧が発生、そのブレーキ油圧がキャリパーピストンを押して、その力でブレーキパッドがディスクを挟み込む仕組みです。

ブレーキレバーを握る、放すことによって、マスターシリンダーの次のように機能します。

マスターシリンダ―
マスターシリンダ―

・ブレーキレバーを握ると、テコの原理でマスターシリンダーの中のピストンが前進。ピストン先端のピストンカップがリターンポートを塞ぐとブレーキ圧が発生し、さらに前進することで昇圧します。発生したブレーキ油圧が、ホースを通じてブレーキキャリパーに伝えられます。

・ブレーキレバーを放すと、ピストンはリターンスプリングの力で元の位置に戻り、ブレーキオイルはリターンポートを通じてリザーブタンクに戻ります。ブレーキ油圧が低下すると、キャリパーのピストンは元に戻ります。

従来のマスターシリンダーは、ハンドルと同方向にピストンをスライドさせていました。現在は、レバーを握る方向と同じ方向にして、圧送効率が高くフリクションが減らせるラジアルマスターシリンダーが主流になっています。

●小さな力でブレーキがかけられる理由は?

ブレーキレバーを握るだけで重いバイクを止めることができるのは、「テコの原理」と「パスカルの原理」を組み合わせているからです。

・テコの原理
回転運動するブレーキレバーの中心(ボルト部)が支点、ライダーが握る部分が力点、マスターシリンダーのピストンが作用点となり、テコの原理で軽い握りでもマスターシリンダーのピストンを押すことができます。

・パスカルの原理
マスターシリンダーとブレーキキャリパーのピストン径の比率に応じてパスカルの原理が働き、ピストン径の差が大きいほど、弱い力で強い力(ブレーキ力)を発生することができます。パスカルの原理の基本は、密閉容器内の圧力はどこも等しいという考え方です。例えば、キャリパーピストンの径がマスターシリンダーの径の10倍であれば、キャリパーピストンは10倍の力を発揮できるのです。

●ブレーキレバーのフィーリングとブレーキ力

前述のように制動力は、マスターシリンダーとブレーキキャリパーのピストン径の比率に大きく影響されます。

マスターシリンダーのピストン径を小さくすると少ない握力でもブレーキが効くようになりますが、ストロークが大きくなってブレーキ操作の微調整が難しくなります。逆に径を大きくするとストロークが小さくなってカッチリしたフィーリングになりますが、ブレーキキャリパーのピストンに働く力が小さくなり、レバーを強く握ってもブレーキは効きにくくなります。


ディスクブレーキは、マスターシリンダーによって油圧を発生させてキャリパーピストンを動かし、制動力を生み出しています。レバーフィールと制動力の効きは、マスターシリンダーとブレーキキャリパー内のピストン径の比率に影響されるので、バイクの種類やタイプによって調整されます。

(Mr.ソラン)