摩擦係数 (coefficient of friction)

面間に働く摩擦力Fとその面に垂直に働いている力Rの比を摩擦係数 µ (ミュー)という。式にすると、µ = F/R 。摩擦係数 µ の値は0より大きく、1より小さい(0<µ<1)。
面間としてはブレーキパッドとリム間またはパッドとローター間などがある。垂直に働いている力としては、パッドがリムまたはローターを押している力などがある。
摩擦係数は摩擦面間の材質および状態の影響を受ける。静止状態で働いている静摩擦係数および運動状態で働く動摩擦係数がある。 ブレーキ掛けは動摩擦係数が関係する。動摩擦係数は静摩擦係数より小さく、かつ速度、面圧および面温度の影響を受ける。チェーンなどは摩擦係数が小さいほどよいが、ブレーキは摩擦係数が大きいほどよい。
自転車においては、ブレーキ、チェーン、タイヤ及び軸受などの摩擦係数がある。摩擦係数にかかわる科学技術としては、トライボロジーがある。

  • ブレーキの摩擦係数
    ブレーキパッドリムまたはブレーキローター間の摩擦係数。次の場合は摩擦係数が低下する傾向がある。
    1) 面間の相対速度が大きいほど: 早く走ると相対速度は大きくなる。リムはローターより大きいため、相対速度は大きくなる。
    2) 面圧が大きいほど: パッドを大きくすると、面圧は低下する。ローターはパッドを大きくできる。
    3) 面間の温度が高いほど: パッドとリムまたはローターとの摩擦熱で温度が上がる。ローターが大きいと放熱効果も大きい。
  • チェーンの摩擦係数
    摩擦係数は、異種の金属間の方が同種の金属間よりも小さく、磨耗も少ない。そのため、チェーンのピンとブッシュは異種金属とする。
    チェーンのローラスプロケットも異種金属とする。
  • タイヤの摩擦係数
    タイヤと路面の摩擦係数。右のグラフに走行速度と摩擦係数の関係例を示す。このグラフの縦軸はタイヤとアスファルトの間の摩擦係数。
    走行速度(横軸)が大きくなるにつれて、摩擦係数は小さくなっている。 摩擦係数は スリップ比 の影響も受ける。
    凍結した路面においては、タイヤの摩擦係数は小さく滑りやすい。