鉄道のブレーキ
ブレーキシューによる摩擦でも原動機でもない方式で制動力を得る装置として、渦電流式ディスクブレーキがある。これは車軸に取り付けられたディスクに対して電磁石を挟むように配置し、ディスクに発生する渦電流の作用によって電磁的に制動力を得るものである。最終的にレールと車輪の間の摩擦力を利用しているという点では粘着力によるブレーキに分類される。
鉄道のブレーキのうち、運転士の操作で列車全体に一度にブレーキを掛けることができるようなブレーキのことを貫通ブレーキ(かんつうブレーキ)と呼ぶ。真空ブレーキや空気ブレーキなどは通常貫通ブレーキである。
一方機関車の場合、列車全体に掛けられるブレーキと機関車だけに掛けられるブレーキの系統が分かれていることがある。この時、列車全体に掛けるブレーキ弁を自弁(自動ブレーキ弁)、機関車単独に掛けるブレーキ弁を単弁(単独ブレーキ弁)と呼ぶ。
機械式粘着ブレーキにおいて、制輪子を車輪またはディスクに押し当てる原動力を得る方法には複数の方法がある。
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。
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 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
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。
西武新宿線田無駅列車追突事故 - 雪が制輪子に挟まって制動力が不足して追突した、1986年。
リヨン駅事故 - 非常ブレーキで停車した際にブレーキバルブの不正な取扱でブレーキがほとんど掛からなくなり、その状態で出発したために止まることができず他の列車と衝突した、1988年。
関東鉄道常総線列車衝突事故 - ブレーキが故障した状態で終端駅に突入した、1992年。
ニュートラム暴走衝突事故 - ブレーキ指令線が正常に作動しなかったと思われる事故、1993年。
京福電気鉄道越前本線列車衝突事故 - 制輪子を駆動するブレーキロッドが破損しブレーキが効かなくなった、2000年。
名鉄新羽島駅電車衝突事故 - 降雪下での耐雪ブレーキの不使用に起因する事故。2002年。
Igandu鉄道事故 (Igandu train disaster) - タンザニアにおいて、ブレーキが壊れた列車が上り勾配を逆走して後続の列車に衝突した、2002年。
阿里山森林鉄路でブレーキ故障による脱線転覆事故、2003年。
東急東横線元住吉駅追突事故 - 降雪下での制動力低下によるもの。2014年。
現代の電車においては、常用ブレーキとして空気圧によるブレーキと電気ブレーキの2種類のブレーキ装置を備えていることが普通である。電車の編成中には、モーターを搭載した電動車(M車)と搭載していない付随車(T車)があり、付随車では電気ブレーキは使用できない。
電気ブレーキを使用すると、空気ブレーキに用いられる制輪子の消耗を抑えてメンテナンスコストの削減を図ることができる。電気ブレーキには発電ブレーキと回生ブレーキがあり、回生ブレーキを使用している場合は、エネルギーを回収して利用でき、さらに効率が良くなる。ただし回生ブレーキでは発生した電力を他で使ってくれる列車がいなければ制動力は低下し、発電ブレーキでは速度が低くなると制動力が低下し列車を停止させることが出来ない。このため電気ブレーキと空気ブレーキを統一して制御し、電気ブレーキによる制動力が不足する分を空気ブレーキで補うということをしている。このような制御のことを電空協調制御という。
回生ブレーキでは途中で回生ができなくなると回生失効するため、それに応じて空気ブレーキを必要なだけ立ち上げて、運転士が求める一定の制動力を維持しようとする働きもしている。