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ECE R90認証：商用車用ブレーキパッドの義務付け基準
ブレーキパッドの型式承認に向けたECE規則第90号（R90）の要求事項
ECE規則第90号（R90）は、国連が定めた基準であり、欧州連合（EU）加盟各国において商用車用ブレーキパッドが所定の性能基準を満たすかどうかを判定するための「ルールブック」です。この規則では、異なる温度条件下でのブレーキの信頼性、長期間にわたる摩耗抵抗性、および物理的強度の維持といった点について、厳格な試験が義務付けられています。純正部品と交換されるブレーキパッドについては、摩擦係数においても工場出荷仕様から±15％以内に収める必要があります。メーカーは、これらのパッドを実際の走行条件を模擬するために、約700℃に達する激しい熱サイクル試験および高湿度環境下での暴露試験にさらします。ブレーキパッドがR90の要件を満たさない場合、欧州における商用車の運行が認められているいかなる国でも販売承認を得ることができず、したがって、車両の安全規制に関わるすべての関係者にとって、この認証は絶対不可欠なものとなります。
ドラム式ブレーキパッドとディスク式ブレーキパッドにおけるR90試験の主な違い
R90は均一な安全閾値を適用するが、テストプロトコルはシステムアーキテクチャに応じて最適化される：
- ドラムブレーキパッド 浸水後の制動力を検証するため、延長された水中復元評価を実施し、現実の洪水リスクに対応する。
- ディスクブレーキパッド より厳しい熱フェード評価を受ける必要があり、高エネルギーによる連続的な制動後でも安定した減速性能が求められる。
- 材料適合性試験は異なる：ドラムブレーキパッドはブレーキドラムへの曲率適合性が評価されるのに対し、ディスクブレーキパッドは機械的および熱的応力下におけるローターとの相互作用が評価される。
ディスク式ブレーキシステムは現在、現代の欧州商用車隊の78％を占めているが、R90は規制当局の審査のもとで、両技術が同等の制動距離の一貫性および構造的耐久性を確保することを保証する。
材料革新：EU規制下における適合型ブレーキパッドの設計
銅、アスベスト、および重金属の使用禁止——およびそれらが摩擦材配合に与える影響
1999年にEUがすべての加盟国でアスベストを禁止して以来、さらに2025年までに銅含有量を0.5％以下に制限しようという最近の動き、およびカドミウム、鉛、その他のいくつかの重金属に対する全面的な禁止措置により、メーカーはブレーキ摩擦材を根本的に再考せざるを得なくなりました。従来のセミメタリック系配合は、熱管理および摩耗制御のためにほぼ完全に銅に依存していました。現在では、セラミック複合材が主流になりつつあり、アラミド繊維や植物由来の有機素材も配合に登場しています。ただし、エンジニアが依然として直面している大きな課題が一つあります。すなわち、非アスベスト有機系（NAO）ブレーキパッドは、古いパッドと同等の性能を発揮するために、約15～30％大きい表面積を必要とするのです。これは、これらの素材がせん断力に対して十分な耐性を持たないためです。アラミド繊維を混合したセラミック素材によってこの性能差は若干縮小されていますが、低温環境下では別の問題が残っています。気温が凍結点を下回ると、これらの新素材は「コールドバイト性能」（低温時における初期制動応答性）の確保にしばしば苦戦し、次世代ブレーキソリューションの開発チームにとって実際の頭痛の種となっています。
低金属系およびセラミックブレーキパッドにおけるフェード抵抗性、NVH（ノイズ・バイブレーション・ハーシネス）、および耐摩耗寿命の最適化
ノイズ・バイブレーション・ハーシネス（NVH）、ブレーキフェード耐性、および寿命のバランスを最適に取るには、賢い素材選択が不可欠です。鋼材含有率が10％未満の低金属系パッドには、煩わしい振動を低減するための特殊なグラファイト被覆鉄粉が含まれていることが多くあります。セラミック系パッドはさらに一歩進んで、シリコンカーバイド繊維を内包しており、熱に対する耐性が大幅に向上しています。第三者試験機関による評価では、セラミックパッドは650℃まで加熱されても摩擦性能の約20％しか失わないのに対し、従来型パッドでは35～50％もの性能低下が見られます。また、最近登場したハイブリッドセラミック混合材も実用性が高く、従来の有機系素材と比較して約40％の摩耗低減効果が確認されています。確かに、セラミックパッドは初期導入コストが通常の50～70％高くなりますが、市街地走行のように頻繁な停止・発進を伴う条件下では、寿命が約2倍に延びます。大規模な車両フリートを運用する企業にとっては、初期投資はやや高額でも、長期的には交換コストの削減につながります。
R90を超えて：実際のブレーキパッド性能を保証する補足基準
DIN 72552およびISO 26867による一貫性と耐久性の検証方法
ECE R90規格は基本的な安全要件を定めていますが、現場における実際の性能は、DIN 72552やISO 26867といった追加の規格に大きく依存します。環境試験に関しては、DIN 72552は摩擦材がスカンジナビア地域や北海沿岸部など、厳しい冬季条件下でどれだけ耐えられるかを評価します。メーカーはこれらの材料を厳格な塩水噴霧試験および湿度サイクル試験に subjected し、長期間にわたる腐食に対する耐性を確認しています。一方、ISO 26867は摩耗パターンに焦点を当てています。この規格では、温度が500℃を超えることも想定される約1,800回の激しい制動イベントをシミュレートします。こうした過酷な試験により、部品が予期せぬ故障を起こすことなく、実際の走行条件下でも十分な耐久性を発揮できるかどうかを判定します。
- 摩擦係数の安定性（±0.05の許容変動幅）
- 熱サイクルにおける摩耗率の一貫性
- 極端な高温暴露後の構造的完全性
これらの規格を併用することで、山岳地帯での下り坂走行、高密度の都市交通、高湿度環境においても予測可能な制動性能が確保されます。実際のフリート試験では、早期交換が30％削減されたことが文書化されています。メーカーは、単なる適合性確認だけでなく、実証データに基づいた長期耐久性に関する主張を裏付けるために、両規格を increasingly 引用するようになっています。
ユーロ7およびブレーキ粒子排出限界：ブレーキパッド適合性の次なる最前線
7 mg/kmから3 mg/kmへ：摩耗制御がブレーキパッド設計をどのように再定義しているか
ユーロ7は、世界初のブレーキ粒子排出量に関する法的規制限界を導入し、排出量を7 mg/kmから3 mg/kmへと57％削減することを義務付けます。この閾値は、単なる摩擦材の配合変更にとどまらない、システム全体に及ぶ革新を強います。
- 摩擦材の再配合 ：粉塵生成を最小限に抑えるよう設計されたセラミックおよび低金属マトリクスへの加速的な移行。熱的安定性および低温時の制動応答（コールド・バイト・レスポンス）を損なわない。
- Advanced Surface Engineering ：レーザー加工による摩擦面のテクスチャリングとナノ粒子潤滑剤の統合により、クラッチやブレーキの作動サイクル中の粒子脱落を低減。
- システムレベルでの再設計 ：解放された微粒子を発生源で捕捉するため、密閉型ドラム構造および静電気式粒子捕集システムの早期検討。
これらの技術的改良は、銅含有量に関する規制や重金属に関する規制といった現行の制約条件と並行して実現する必要があり、同時にフェード耐性、騒音・振動・衝撃（NVH）管理、および十分な制動力といった基本的な性能基準も満たさなければなりません。今日の材料研究者は、均一な微細構造の実現および優れた摩耗特性の向上に重点を置いています。これは単に部品の寿命を延ばすためだけではありません。こうした特性は、実際にはメーカーが、空中浮遊粒子に関するより厳格な欧州排出ガス規制「Euro 7」を満たすうえで貢献しています。ブレーキパッドの設計者は、商用車の運転者が荷重下で安全に停止するために毎日依存している制動力を犠牲にすることなく、環境負荷を低減する方法を模索しています。