このページのノートに、このページに関する議論があります。(2023年3月)
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やノートページでの議論にご協力ください。鉄道のブレーキ(てつどうのブレーキ)では、鉄道車両を減速させ、停車させ、停止した状態を維持するために用いられる各種のブレーキについて説明する。鉄道のブレーキは、自動車のものと原理的には似ているところが多いが、複数の車両で編成を構成して同時に走行している場合に全ての車両にブレーキを掛ける必要性があり、またエンジンや電動機のような原動力を有していない車両でもブレーキを掛けなければならないので、機構がより多岐にわたっている。 鉄道において車両に搭載するブレーキは、大きく分けてレールと車輪の間の粘着力(摩擦力)によって制動力を得るものと、粘着力によらずにブレーキ力を得るものの2つに分類される。以下に主なブレーキ方式についてまとめる。 またこれ以外に停車状態を維持したり、暴走した車両に非常制動を掛けたりする目的で、外部から働きかける装置がある。 鉄道用ブレーキの大きな分類の1つで、車輪に対して回転を止める制動力を与えてレールと車輪の間の粘着力(摩擦力)を介して、車両を減速させるものである[1]。 機械式の粘着ブレーキは、車輪に対して機械的に制動力を与えるブレーキの呼び方である。車輪に対して制輪子(ブレーキシュー)やブレーキパッドを押し当てることで制動力を得ることは共通しているが、制輪子の当て方でさらに踏面ブレーキとディスクブレーキ、そしてドラムブレーキに細分される。踏面ブレーキは、車輪がレールと接する面である踏面に制輪子を当て[2]、ディスクブレーキは車軸に取り付けたディスクローターまたは車輪の表裏に貼り付けられたブレーキディスクにブレーキパッドを当て、さらにドラムブレーキは車軸に取り付けられた円筒形のブレーキドラムの内側からシューをドラムに押しつけることにより、それぞれ摩擦力によりブレーキ力を得る。これらの機構を総称して基礎ブレーキ装置と呼んでいる。 制輪子を車輪に当てる力を得る方式には様々なものがある。詳細は#機械式粘着ブレーキの動力源・制御方法による分類を参照。 車輪を駆動するために用いられているモーターやエンジンを逆に制動力として利用するもので、自動車のエンジンブレーキに相当する。自動車の場合、トレーラーで無い限り全ての車両にエンジンが付いているので、ほぼ全ての車両で使用可能なブレーキであるが、鉄道車両の場合、原動機の付いていない付随車も存在し、その場合このブレーキを使うことはできない。原動機によるブレーキは制輪子やブレーキパッドが消耗しないので、部品とメンテナンスのコストを削減できるという長所がある。 電気式のものは、車輪の回転でモーターを回し、モーターを発電機として利用して発電した電力を他で消費することによって制動力を得る。この時、発電した電力を抵抗器で熱に変えて捨ててしまうのが発電ブレーキで、架線に返して他の車両に使わせるのが回生ブレーキである。発電ブレーキと回生ブレーキを総称して電気ブレーキと呼ぶ。回生ブレーキはエネルギーを有効利用することができるが、回生したエネルギーを使ってくれる(=負荷になる)他の車両が同一き電区間内に存在しなければブレーキを掛けることができず、回生失効してしまうという問題がある。このため負荷の確保が確実でない場合には、回生ブレーキ装備車でも保安性確保のため発電ブレーキの機能を併せ持つ、あるいは必要に応じて自動的に発電ブレーキに切り替わる機能を備えた車両も存在する。または変電所に回生電力を吸収する設備を設ける場合や、同じ変電所からより高負荷な別系統のき電区間などに対して回生による発生電力の給電を行う仕組みを導入する例が存在する。 ディーゼルエンジンなど内燃機関を原動機とする車両でも、自動車のエンジンブレーキと全く同様の仕組みで原動機による制動力を得ることができる。ただし内燃機関を原動機とする車両のうち、エンジンで発電を行いその電力でモーターを回す電気式に分類されるもの(ディーゼルエンジンが原動機の場合、ディーゼルエレクトリックや電気式ディーゼルと呼ばれるもの)で走行する車両は、電気でモーターを回して走行する電車や電気機関車の発電ブレーキと同じ仕組みで、モーターを発電機にして制動を掛け、電力は抵抗器で消費するという方式でブレーキを掛けるのが普通である。 内燃機関を原動機とする車両では、通常のエンジンブレーキに加えて、排気ブレーキやリターダなどのブレーキ装置を搭載している車両もある。 蒸気機関車においては、シリンダーに蒸気や空気を入れることでその反力でブレーキ力を得る反圧ブレーキというものが使われていた。
種類
粘着ブレーキ
機械ブレーキ(機械式粘着ブレーキ)
踏面ブレーキ
ディスクブレーキ
ドラムブレーキ
原動機によるブレーキ
電気ブレーキ(電気車特有のブレーキ)
発電ブレーキ
回生ブレーキ
電機子短絡ブレーキ(非常短絡発電ブレーキ)
内燃動車特有のブレーキ
エンジンブレーキ
コンバータブレーキ
排気ブレーキ
反圧ブレーキ(蒸気機関車特有のブレーキ)
渦電流ブレーキ
非粘着ブレーキ
レールとの作用によるブレーキ
機械式
圧着式レールブレーキ
電磁吸着レールブレーキ
電気式
渦電流式レールブレーキ
ハイブリッド式
吸着渦電流レールブレーキ
リアクションプレートとの作用によるブレーキ
空力ブレーキ
粘着ブレーキ
機械ブレーキ踏面ブレーキディスクブレーキ
原動機によるブレーキ
電気ブレーキ
電機子短絡ブレーキ(非常短絡発電ブレーキ) 特殊な電気ブレーキの一種として、勾配区間で使用されることが想定される電気機関車、電車(EF63、EF71、大井川鉄道ED90、神戸電鉄、京阪電気鉄道の過去の車両等)に装備される電機子短絡ブレーキ(非常電気ブレーキ、非常短絡発電ブレーキとも)がある。このブレーキは、様々な抑速手段が使用不可能になり、列車の下り勾配での暴走を抑止できない場合、最終手段として投じられるブレーキで、電機子短絡スイッチを扱うことで電機子を短絡(ショート)させ、非常に強力な制動力を発揮させるものである。基本的には、本ブレーキの投入はすなわちモーターの故障(破壊)や電気回路の故障を引き起こすものであり、使用後はメンテナンスが必要となる。最終手段である。
内燃動車特有のブレーキ
反圧ブレーキ
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
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