２ピストンキャリパと４ピストンキャリパ

今回は、キャリパブレーキのピストン数（シリンダー数）（Ｎ）についてのお話しです｡
自動車用キャリパでは、浮動型でＮ＝１～３個、対向型でＮ＝２～６個が普通です｡何故このように Nは違っているのでしょうか。その理由を、２ピストンキャリパ（パッド１枚にＮ＝１個）と ４ピストンキャリパ（パッド１枚にＮ＝２個）を例にとってお話しましょう｡
なお、浮動型と対向型のピストン数の違いについては、既に雑学講座でお話していますので 今回は省かせていただきます。浮動型は対向型の半分とみなしてください｡

まずは、クルマへの装着性と効き（ブレーキ力F）の関係です。
Ｆは式で表すと　Ｆ＝ｋ＊ｒ＊Ｓ＊Ｎ＊Ｐ　
（ここでｋ＝定数、ｒ＝制動半径、Ｓ＝ピストン面積、Ｎ＝ピストン数、Ｐ＝ブレーキ圧力） のようになります。
軽・小型車では車重が軽いのでＦも小さく、Ｎ＝２で十分です｡
大型車では車重が増えますのでＦも大きく、つまりピストン面積Ｓ（ピストン径） を大きくする必要があります｡ところが、装着スペースの制約によりむやみにピストン径 を大きくすることができませんので、ピストン径を小さく、ピストン数を増やして 対応しています。

４ピストンのキャリパー

更に車重が増えるトラックでは、Ｎを増やすのみならず、ブレーキ圧力Ｐを高くし （高液圧システム）、１車輪に２個のブレーキを装着したりして対応しています｡ （参考）1輪あたりの荷重が1桁も重い飛行機ではNを数個～10個に増やすのみならず、 ローターも数枚～１０数枚に増やして、効きをアップした浮動型全面多板ディスク ブレーキが使用されています。

次はパッドの寿命です｡パッドの摩耗は、スピードが速いほど、車重が重いほど多 くなりますので、スポーツ車・大型車、トラックはパッド面積 （パッド半径方向寸法＊円周方向寸法）を大きくする必要があります｡
ところが、ホイール内スペースの制約から半径方向寸法はそんなに 大きくできませんので、円周方向寸法を大きくするしか手がありません。 つまりパッドは、より長方形になってしまいますので、ピストン数の多い キャリパの方が適しているということになります。

次は、パッド押圧分布の均一性です。パッドは、ピストンによってローターに 押し付けられていますが、パッド表面を細かく分割して見ると必ずしも 全ての個所が同じ力で押されているとは限りません（押圧分布）。
ピストン押圧点、キャリパ撓み、パッド撓み・偏摩耗などの様々な 要因により、あるところは強く、あるところは軽く押されています｡ この押圧分布が不均一になりすぎると、ジャダー、フェード､鳴き、 ローターのヒートスポット・異常摩耗・亀裂、パッドの偏摩耗などの 要因となります。つまりパッドが長方形になるほど、押圧分布を均一 にするためにＮも増やす必要があるわけです。
最後は、見栄えです。一般にはピストン数の多いほうが高級、高性能と みなされるようです。高級２輪車ではＮ＝６のキャリパも珍しくなくなって きました｡

以上のように、４ピストンキャリパは、２ピストンキャリパに比べて性能面 ではメリットは多いのですが、キャリパのコストアップ、マスタシリンダ ・倍力装置など他ブレーキ部品の変更を伴うため、その使用範囲はスポーツ車、 大型車、トラックなどに限定されるようです｡