このブログでも過去に何度か触れた話題ですが、今回は良くも悪くも巷を賑わす『油圧式ディスクブレーキ』についてです。
私は油圧デビューは数年前に購入したファットバイクで、当時はその凄まじいストッピングパワーにとにかく驚かされました。
今になって思うと、前後とも直径180mmのローター、パッドはローターへの喰いつきの良いメタルタイプと、リムブレーキしか使ったことのない初心者には、いささか持て余し気味のスペックだったでしょうか、2ピストン仕様だったのがせめてもの救いですね。
さて、油圧ブレーキの性能自体には満足していたものの、立て続けのトラブルで疲弊し、その後は同じディスクブレーキでも調整方法に自由度のある機械式にあっさりと交換しています。
このことで、ローターがパッドに擦れる『引きずり』やオイルラインに空気が混入しレバーがスカスカになる『エア噛み』などの、油圧ブレーキあるある問題から距離を置くことができていたのですが…三年の月日を経て再び奴が私の前に現れました。
言わずもがな、少し前に増車した29erプラスのトレック フルスタッシュ8がその『奴』で、当然の如く油圧式ディスクブレーキが採用されています。
個人的にあまり良い思い出はありませんが、三年前とは油圧ディスクブレーキに関する知識量に雲泥の差があり、今回ばかりは心に余裕をもって付き合えるだろうと淡い期待を抱いていたのですが…そんな都合の良い話はありませんでした。
悲しいかな、ブレーキキャリパーとブレーキパッドをクリーニングした後に、あの嫌な引きずり音がまたしても聞こえ始めたのです。
悪夢再び…油圧ディスクブレーキで『引きずり』発生
さて、上画像は油圧式ディスクブレーキのキャリパー部分を大まかに説明した物ですが、何らかの原因でブレーキパッドとローター間のクリアランスがゼロになり、走行中にシャリシャリとローターがパッドに擦れ続ける現象を俗に『引きずり』と呼びます。
ディスクローターの厚みはおよそ1.5～2mmくらいですが、ローターとパッド間のクリアランス幅は左右合わせても1mm程度な上に自分で調整できる余地が殆ど無いというシビアさです。
私の経験上、引きずりが起こる原因は【1】キャリパーの取付け位置がロータに対してセンタリングされていない、【2】ローターに歪み、または固定が緩んでいる、【3】キャリパーのピストン動作に異常がある、【4】ブレーキパッドの極端な摩耗もしくは片減り、【5】ブレーキフルードの劣化または入れ過ぎ、【6】ハブが緩みローターごとガタが出ている、【7】ホイール着脱の前後でスルーアクスルの固定トルクがまちまち
あくまでも、フレームやフォークの剛性、マウント部のフェイシング精度が十分であることが前提ですが、これら七通りくらいでしょうか。
今回のケースの場合はキャリパー清掃前に問題がなかった事から【3】か【4】あたりが怪しい感じですね、前後のキャリパーを掃除した際にブレーキパッドも脱脂・洗浄していますが、再取付け時にパットの組み合わせがバラバラになったのも遠因かも知れません。
こういった場合は新しいパッドを取付ける手際と同様に、ピストンプレスなどの工具か傷を付けないヘラ状の物でピストンを根元まで押し戻し、動作を一旦リセットする必要があります。
因みに【5】のブレーキフルードの劣化または入れ過ぎですが、ブリーディングやエア抜き時に適切なブリードブロックが使われておらず、ブレーキオイル(フルード)が入れ過ぎになっていると起こりやすいです。
ブリード時にキャリパーに差し込むプラスチック製のブリードブロックは、適切なオイル量を決める役割を果たしているので、あまりに適当過ぎる物は使わない方が無難です。
ブリードブロックを使わずに左右のピストンが押し出されたまま作業を完了すると、後々フルードがオーバーフローを起し、内圧でレバー側が破損してしまうなんてことも。
私の場合は中古車につき、過去にどのようなカスタマイズやメンテナンスがされたのを知る術がありませんから、ブレーキフルードの入れ過ぎでクリアランス幅が通常よりも狭くなっているという可能性も否定できません。
この場合は、ブレーキフルードを少し抜くか再ブリーディングでピストンの初期位置やクリアランス幅を適切な値に修正するといった作業が必要になります。
少しわかりづらいのが【3】の『キャリパーのピストンに異常がある』でしょうか？上図で解説していますが、油圧式ディスクブレーキには機械式ディスクブレーキのようにレバー解放後にパッドを元に戻すリターンスプリングが備わっていません。
ではブレーキレバーからの油圧で押し出されたキャリパー側のピストンがどうやって元の位置に戻っているのかというと…実は変形したピストンリングの復元力のみという、割と頼りない仕組みになっています。
このピストンリングは復元力以上の圧が加わるとピストンの相対位置を前側にずらしてから元に戻ることで対応しますが、それが油圧式ディスクブレーキはパッドが擦り減ってもクリアランスが自動調整されるといわれる所以ですね。
密閉式になっている自転車の油圧ブレーキにおいて、自動調節のせり出しで増えた容積分をどうやってカバーしているの？と疑問に思いますが、リザーバータンク内にあるダイアフラムが変形することによりフルード不足が解消され、レバーストロークにも変化が出づらい仕組みになっています。
少し話が脇道に逸れてしまいましたが、油圧式ディスクブレーキを長い間ノーメンテで使用していると当然ピストンやピストンリングが汚れ、それが蓄積すると上図右のようにレバーを解放してもピストンが元位置に戻らなくなり、厄介な『引きずり』の原因になります。
私はワコーズのフォーミングマルチクリーナーでキャリパー本体を掃除し、同じクリーナーと綿棒でピストン側面もクリーニングしましたが、汚れは落ちたものの脱脂もされたため逆に動きが悪くなってしまった可能性があります…真相はわかりませんが、ネット上では石鹸水などで普通にキャリパーごと掃除しても、特に動作に問題の見られない方もいらっしゃるので判断が難しいところでしょうか。
因みにYouTube上にアップされたPARKTOOLの動画ではブレーキフルードを綿棒に付けてクリーニングしていました、理に適った方法なのでピストン側面にはこのやり方が正解かもしれませんね、シマノやマグラならミネラルオイル、スラムやホープならDOTといった感じに、使用されているフルードと同じ物で洗浄します。
注意点として、このフルードを利用する方法はクリーニング＆潤滑後にキャリパー内側にフルードが多めに残留すると、パッドやローターをフルードで汚染してしまう可能性があります。
液垂れするほどフルード塗り付けることは流石に無いと思いますが、念のため作業後はピストンをしっかりと押し戻し、水やクリーナーでキャリパー内側を綺麗にしおきましょう。
4ポッドは大仕事!?油圧ディスクブレーキのピストン清掃＆潤滑
さて、実際にキャリパー側のピストンをクリーニングしてみた訳ですが、ブレーキパッドを取外した状態で上画像のようにピストンの出代がちぐはぐな場合は、ピストンが汚れ動きが悪くなっている可能性大です。
画像では隣り合うピストンで比較していますが、4ポッドのキャリパーは隣り合うピストンの直径の違いから元々出代が異なる場合が殆どです、流石に画像程の差は出ない筈ですが、隣ではなく向かい合うピストンで出代の違いを確認した方が良いでしょう。
このキャリパーも16mmと14mmと隣り合うピストンの直径が異なるため出代に違いがあり、レバーの握り加減でブレーキの効き具合が段階的に変化するタイプの製品ですね。
4ポッドの油圧ディスクブレーキは効きは良いものの、こういった作業の際は労力が2倍以上になり兎に角面倒でした、側面を綿棒で拭き取るために一箇所や片側だけピストンを押し出すのが難しく終始作業効率が悪かったですね…動きの悪いピストンは他のピストンを何かで押さえ付けながらレバーを握らないと中々露出してくれません。
このブレーキキャリパーは『SRAM GUIDE R』で内部のスペースが12mm×30mmくらいです、10mmの六角レンチがサイズ的に丁度良く、内部に差し込んで輪ゴムなどで固定し、どちらかの対向ポッドを無力化すると作業に集中しやすかったです。
因みに、ピストンの出代が短い場合はブレーキレバーを握ってピストンを押し出てあげる必要がありますが、過剰すぎるとピストンが一気に飛び出し、そこからフルードがドバドバと漏れてしまうので、パッドを外した状態でブレーキレバーを引く場合はくれぐれも慎重に且つ小刻みに行いましょう。
後述しますが、私は油断して大失敗しました…メーカーによる違いはあるでしょうがピストンの出代は4mmくらいが上限でしょうか。ピストンが飛び出してフルードが漏れると高確率でレバータッチがスカスカになりますし、フルードが攻撃性のあるDOTな場合はフレームの塗装がダメージを負いかねません。
フルードでクリーニングする場合は不要ですが、中性洗剤やマルチクリーナーを使って掃除した場合は潤滑用にシリコンオイルを使いましょう。
ピストンの側面に綿棒などで少量塗布すれば十分なので付け過ぎに注意し、思わぬところに飛び散ってしまうスプレータイプも避けた方が良いですね、誤ってパッドやローターに付着してしまうとブレーキが効かなくなる上に、完全に回復するにはパーツを交換するくらいしか手段がありません、パッドやローターは遠ざけて作業したほうが無難です。
ピストンの側面を綿棒でクリーングしシリコンオイルを塗布した後は、レバーを握ってピストンを慎重に押し出す⇒ピストンをピストンプレス等のヘラ状工具で押し戻すを3回以上繰り返して、ピストンの動作を正常化します。
正常化しても、上画像のように左右でピストンの出代が異なる場合も多いです、完璧ではありませんが『キャリパーの固定ボルトを緩める』⇒『レバーを握ってローターを挟む』⇒『キャリパーを再固定』の良く知られたブレーキキャリパーのセンタリング方法で補える程度の差異なので、これで終了しても構いません。
上画像のように、レバーを握った際に全てのピストンがバランス良く押し出されるのは稀なので、あまり神経質になる必要はありません、前述したように4ポッドなので小さいピストンが僅かに先行しているのが確認できますね。
シンプルな2ポッドなら突き詰めても構いませんが、4ポッドは面倒臭すぎて作業中に何度も嫌になりました…ピストン一つだけを押し出すのがムズイです。
因みに、先ほどから何度も触れているピストンプレスというピストンやブレーキパッド用の専用工具ですが、PARKTOOL製『PP-1.2』の使い勝手がなかなか良いですね。
他社製のピストンプレスは閉じたパッドにこじ入れたり、ピストンを押し戻すのが主目的ですが、PARKTOOL製はそれに加えてピストンの飛び出しを抑えたり、何度も押し込んて潤滑させる用途にも便利に使えます。
持ち手がしっかりしている上に先端部分が他社製よりもゴツめなので力を加えやすい構造ですが、先端の幅が25mmと一部のロードバイク用キャリパーには大きすぎる場合があるので、その辺だけは注意でしょうか。
因みに、ピストンの素材はピストンプレスよりも軟な場合が多いので、パッドには使ってもピストンには使用せず、傷を付けづらいタイヤレバーを流用して押し戻しをする方も多いそうです。
まとめ
最後なりますが、今回の手法でフロントブレーキは無事回復できたものの、悲しいかなリアブレーキでド派手に失敗しました。
フロントが上手く行って油断していたせいもありますが、調子にのってレバーを握りすぎて、見事にピストンの一つが飛び出します。
当然、その穴からはDOT5.1がドボドボと滴り落ち、慌ててピストンを押し込んだ後にフレームをウエスで拭き取り、さらに水を霧吹きでジャバジャバ浴びせて洗浄した訳ですが、幸いフレームに別状はなくホッと胸を撫で下ろします。もちろんフルード不足でレバーはスカスカになりましたけど…
さて、この大失敗は専用のキットで再ブリーディングしなければ回復できず、本当なら面倒臭いなぁ～と気が重くなるところですが、実はブレーキシステムを丸ごと交換する予定でいたので、それ程ダメージはありませんでした。
現在使用しているブレーキ『SRAM GUIDE R』には気温30度以上でレバー内のピストンが膨張しレバーが戻りづらくなる既知の欠点があり、現行品は既に対策されているものの、手元にある2019年モデルのフルスタッシュ8は生産時期的にギリギリ該当していそうな雰囲気。
加えて人体に毒性＆フレームに攻撃性のあるDOT5.1も嫌だったので、もともと気温が高くなる前に交換する予定でいました。
今回の失敗で少しだけ時期が前倒しになりましたが、近いうちにシマノかマグラの新ブレーキがお目見えする予定です、察しの良い方ならこの記事のトップ画像でどちらを選んだかはもろバレですけどね。
