【ブレーキパーツのサイズ選択はこれで完璧!?】
こんにちは、オートバイのカッコ良さを追求するモトロックマンです。
今回は油圧レシオの計算方法を解説します。
内容の大半が計算になりますが、サラっと流す感じで構いません。
後半に計算サイトも紹介するので、自分で計算できなくても大丈夫。
太文字の内容だけは理解してください。
※この記事はPCよりもスマホのほうが見やすくなっております。
油圧レシオとは？
キャリパーのピストン面積とマスターシリンダのピストン面積の比率 が油圧レシオです。
計算式にするとこうです👇
油圧レシオ ＝ キャリパーピストンの面積÷マスターシリンダピストンの面積
さらにわかりやすく、図を用意しました。
Aがマスターシリンダ、BとCがキャリパーと思ってください。
シリンダAの水面を押したとき、シリンダBとCの水面が上昇するわけですが、ここで重要なのは BとCが同じ高さになる ということ。BとCのサイズが異なっても上昇する高さは同じ なんです。
ちなみにこれ、学生のときに習った パスカルの原理です。
では、実際に油圧を計算してみましょう。
問題1
φ20シリンダに100kgのオモリをのせました。φ10シリンダに何kgのオモリをのせると同じ高さになるでしょうか？
【答え】25kg
よって、φ20とφ10の面積は以下のようになります。
φ20シリンダの面積 → 10×10×3.14 ＝ 314㎟
φ10シリンダの面積 → 5×5×3.14 ＝ 78.5㎠
2つの面積の比は → 314：78.5 ⇒ 4
この数値が 油圧レシオ です
なお、100kgの1/4のオモリでつり合いがとれるので答えは、25kgとなります
問題2
φ20のシリンダに100kgのオモリをのせました。φ16のシリンダは何kgのオモリをのせれば同じ高さになるでしょうか？
【答え】64kg
φ16シリンダの面積 → 8×8×3.14 ＝ 200.9㎟
面積比 (油圧レシオ) → 314：200.96 ＝ 1.5625
100kg ÷ 1.5625 ＝ 64kg
今の2つの問題、比較するためにあえて右側を同じ設定にしています。
右側のφ20をキャリパー、左側をマスターシリンダと思ってください。
同じキャリパーのとき マスターシリンダのサイズが大きくなるほど大きな力 (荷重) が必要 になります。
問題3
φ10シリンダの水面を20mm上昇させるには、φ20シリンダを何mm下降させればよいでしょうか？
【答え】5mm
20mm分の体積 → 78.5㎟×20mm ＝ 1570㎣
φ20シリンダの面積 → 10×10×3.14 ＝ 314㎟
よってストローク量は → 1570㎣÷314㎟ = 5㎜
問題4
φ10シリンダの水面を20mm上昇させるにはφ16シリンダを何mm下降させればよいでしょうか？
【答え】7.8125mm
20mm分の体積 → 78.5㎟×20mm ＝ 1570㎣
φ16シリンダの面積 → 8×8×3.14 ＝ 200.96㎟
よってストローク量は → 1570÷200.96 ＝ 7.8125mm
問題3と問題4も比較のため右側を共通にしています。
左側をマスターシリンダ、右側をキャリパーとして見てください。
ここで重要なのは、マスターシリンダのサイズが大きいほど、ストローク量は少なくなる ということです。
まとめ
マスターシリンダが大きくなるほどストローク量は少なくなるが、大きな力 (荷重) が必要となる。
マスターシリンダが小さくなるほど小さい力で押すことができるが、ストローク量が増す。
油圧レシオの計算
計算方法がわかったところでここからは、実際のマスターシリンダとキャリパーの数値で油圧レシオの計算をしましょう。
対向キャリパーの場合
① φ34 → 17×17×3.14＝907.46㎟
② φ30 → 15×15×3.14＝706.50㎟
③ 合計 → 907.46+706.50＝1613.96㎟
④ Wディスクなので → 1613.96×2＝3227.92mm
つづいてマスターシリンダの面積を算出
⑤ φ19 → 9.5×9.5×3.14＝283.385㎟
最後、面積の比の算出
⑥ 3227.92÷283.385＝11.39
よって油圧レシオは 11.39となります。
が、しかし！！
今の計算には間違いがあります。
間違いというより、計算が不足してます。
以下の図を見てください。
①～④の計算は、キャリパーの片側分なんです。
よって、さらに倍しなくてはいけません・・・が、しかし！！
その必要はありません。
キャリパーは片側の面積の合計 で十分です。
なので式はこう変わります👇
油圧レシオ ＝ キャリパー片側分のピストン面積÷マスターシリンダピストンの面積
なぜ片側だけかと言うと・・・スミマセン
文才がなくて上手に説明できません。
これを説明するとかなり長くなります。
なので、キャリパーは片側の面積の合計と覚えてください。
レシオって比率なんです。
対向側が同じサイズのピストンならわざわざ倍にしなくてもいいわけです。
片押しキャリパーの場合
横着な図でゴメンナサイ(-_-;)
対向キャリパーは片側だけの計算でした。
では、片側しかない片押しキャリパーはどうなるのでしょうか？
実は、対向も片押しも同じ計算方法なんです。
上図の場合、油圧レシオは先と同じ 11.39 になります。
つまり、片押しキャリパーも対抗キャリパーも同じ油圧 なんです
理由は、作用・反作用の法則 によるため。
運動の第3法則とも言い
「一方が受ける力と他方が受ける力は向きが反対で大きさは等しい」というもの。
壁を殴ると、その力の分だけ手も痛い！ という現象ですね。
レシオ計算サイト
実は、アクティブさんのサイトで油圧レシオが計算できちゃいます。
【GALEDPEED】マスターシリンダーの適合計算
GALESPEEDの適合を調べるのが目的のサイトなのですが、ありがたいことに油圧レシオも表記されています。
では、具体的に説明いたします。
油圧レシオの活用方法
計算ができるようになったところで、次は油圧レシオの良し悪しの説明ですが、実は油圧レシオの適正値はありません。
油圧レシオとレバーレシオと掛け合わせた ブレーキレシオ がブレーキの操作性をあらわす数値になります。
ブレーキレシオの話もすると長くなので今回はここまで。
なお、ブレーキレシオ編ではレバーレシオの理解が必要です。
レバーレシオの記事をまだ未読の方はまず以下のリンク先をご覧ください。
【初級編】レバーレシオの解説①
【応用編】レバーレシオの解説②
最後までご覧いただきありがとうございます。
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