銅のセラミックブレーキパッド：性能、安全性、および銅のない製剤へのシフト

ブレーキパッドは、最新の車両で最も重要なコンポーネントの1つであり、安全性、パフォーマンス、快適さに直接影響します。数十年にわたり、ブレーキパッドテクノロジーは、20世紀半ばのアスベストベースのパッドから、セラミック、セミメタリック、オーガニックに基づく今日の製剤まで、大幅に進化してきました。今日使用されている最も人気のあるタイプの1つは、銅のあるセラミックブレーキパッドです。これらのパッドは、静かな操作、安定した摩擦、優れた熱散逸を実現する能力のために好まれています。しかし、摩擦材料における銅の役割は環境上の懸念を引き起こし、銅のない製剤への押しが高まっています。

この記事では、セラミックブレーキパッドにおける銅の役割、その利点、制限、および自動車産業が銅のない未来にどのように適応しているかを調査します。

セラミックブレーキパッドとは何ですか？

セラミックブレーキパッドは、細かいセラミック繊維、非鉄フィラー材料、および結合剤の密な混合物から作られています。強度と摩擦のために金属の削りくずの高い割合に依存する半金属パッドとは異なり、セラミックパッドは次のように設計されています。

広い温度範囲にわたる一貫したブレーキパフォーマンス

低ノイズと振動レベル

ブレーキダストの減少。色が軽く、車輪に固執する可能性が低い

セラミックパッドは、快適さ、耐久性、清潔な操作が評価されている乗用車や軽トラックで特に一般的です。

セラミックブレーキパッドに銅が追加される理由

銅は偶然にセラミックパッドに存在しません。いくつかの重要な役割を果たしています。

熱散逸
銅は優れた熱伝導率を持っているため、ブレーキ中に発生する熱を吸収して分散させます。これにより、ブレーキフェードのリスクが低下し、繰り返される高速停止中でも一貫したパフォーマンスが保証されます。

摩擦安定性
銅は摩擦係数を改善し、湿った道路や極端な温度など、広範囲の条件にわたって一貫したブレーキ能力を維持します。

騒音と振動の減衰
銅の柔らかさと視床性は、パッドローター界面での振動を最小限に抑え、きしみ音と研削音を減らします。

パッドとローターの寿命
銅粒子は、ローター表面を磨き、摩耗を減らし、パッドとローターの両方の寿命を伸ばすのに役立ちます。

これらの理由により、セラミックブレーキパッドの銅含有量は、従来、体重が5％から20％の範囲でした。

銅のセラミックブレーキパッドの利点

滑らかで静かなブレーキ：半金属パッドと比較して、鳴き声が低下します。

クリーナーホイール：ブレーキダストは細かく、色が軽く、ホイールに付着する可能性が低くなります。

耐久性：バランスの取れた摩耗特性による長寿命。

熱回復力：高熱の状況でフェードに抵抗するのに優れています。

一貫したパフォーマンス：多様な運転条件全体で信頼できます。

銅の周りの環境への懸念

銅は明確なパフォーマンスの利点を提供しますが、その環境への影響は増大する懸念になりました。ブレーキパッドが摩耗すると、銅粒子は細かいほこりとして放出されます。このほこりは、嵐の排水溝を介して水路に洗浄されます。

害の水生生物：銅は魚や他の海洋生物に毒性があり、えら機能と繁殖を妨げます。

生態系に蓄積する：永続的な蓄積は、生態系と水質を破壊します。

米国の研究では、規制が引き締まる前に、都市の水路における総銅汚染の最大35〜60％のブレーキパッドが原因であると推定されました。

規制と銅のないパッドへのシフト

これに応じて、カリフォルニア州やワシントンなどの米国は、次のことを必要とする法律（しばしば「銅のないブレーキイニシアチブ」と呼ばれる）を可決しました。

2021年までに：販売されたブレーキパッドには、重量で5％未満の銅を含める必要があります。

2025年までに：ブレーキパッドは銅なしでなければなりません（重量で0.5％未満の銅）。

これらの規制は業界を再構築しており、製造業者が銅なしで性能を維持する次世代摩擦材料を開発するように促しています。

セラミックパッドの銅の代替

ブレーキパッドメーカーは、銅の多機能役割を置き換えるために、研究に多額の投資をしています。代替品の一部は次のとおりです。

代替金属繊維：強度と摩擦制御を提供するための鋼、真鍮、アルミニウムの削りくずなど。

合成繊維：熱安定性と耐摩耗性のためのアラミッド（ケブラー）およびその他の高度な繊維。

修正された研磨剤と潤滑剤：ノイズと振動を減らす。

セラミック補強材：銅を必要とせずに熱管理を強化します。

その結果、静かで清潔なパフォーマンスドライバーが期待する低銅および銅のないセラミックブレーキパッドの新世代ができます。

銅のないセラミックパッドも同様に機能しますか？

初期の銅のない製剤は、より高い騒音レベルまたは寿命の減少に対する批判に直面しました。ただし、連続R＆Dはこのギャップを大幅に狭めています。現代の銅のないセラミックパッド：

銅含有バージョンに匹敵するブレーキパワーを提供します

OEMパフォーマンス基準を満たすか、それを超えてください

ノイズを減らすために洗練されたシム、スロッティング、面取りで設計されています

日常のドライバーに適した耐久性を提供します

高性能アプリケーション（スポーツカー、けん引、レース）の場合、メーカーは依然として微調整されており、一部の愛好家は銅パッドが極端な条件で優れたままであると主張しています。

結論

銅のセラミックブレーキパッドは、ブレーキテクノロジーのゴールドスタンダードであり、パフォーマンス、快適さ、寿命のバランスを提供しています。熱管理、騒音低減、およびパッドライフにおける銅の役割により、何十年もの間不可欠になりました。

しかし、銅の環境コストは、自動車産業を銅のないソリューションに向けて駆り立てています。 2025年までに、北米のほとんどの新しいブレーキパッドは銅なしになり、より持続可能なモビリティへの世界的なシフトを反映しています。

銅のある伝統的なセラミックパッドは今日市場に残っていますが、銅のない代替手段は、前任者のパフォーマンスを上回らない場合、それらが一致することがすぐに一致することを証明しています。ドライバーにとって、これはクリーンな水路、より健康的な生態系、および同様に安全で信頼性の高いブレーキシステムを意味します。