電磁吸着ブレーキ

電磁吸着ブレーキの概要

電磁吸着ブレーキは、鉄道車両の台車に設置された電磁石を用いて、レールに吸着することで制動力を発生させるシステムです。このブレーキの特徴は、車輪との接触がなく、レールとの摩擦力のみで停止を実現する点にあります。

使用目的と機能

特に急勾配区間において、電磁吸着ブレーキは重要な役割を果たします。このシステムを使用することで、急勾配での停止が必要な際に、通常のブレーキで車両を停止させた後にブレーキをかけることで、スムーズに停止が可能となります。しかし、電磁ブレーキは電源が必要であるため、電力供給が途切れた場合や不具合が発生した際には使用できません。

さらに、ブレーキがレールに吸着した状態で分岐器を通過すると、脱線の危険があるため注意が必要です。

他の制動システムとの比較

電磁吸着ブレーキと似たような機能を持つシステムには、「レール圧着ブレーキ」と呼ばれるものがあります。こちらは、圧縮空気やばねを使用して制動子をレールに押し付ける仕組みです。例えば、小田急箱根の電車やケーブルカーなどでは非常用ブレーキとして採用されています。

海外での導入状況

ヨーロッパでは、路面電車や様々な鉄道車両において広く利用されています。また、高速列車においても、非常時の停止距離を短縮するために装備されていますが、例えばICE 1などの車両では、より損傷が少ない渦電流式レールブレーキに改良されている例も見られます。

日本における実績

日本では、特に急勾配区間で運行される機関車や客車に装備されています。例えば、国鉄EF63形電気機関車は、急勾配を通過するためにこのブレーキを搭載しており、発電ブレーキを使用できない場合にも対応しています。

アメリカでは、高性能路面電車「PCCカー」のデッドマンブレーキとして利用され、東京都電や大阪市電にもこの機能が搭載されています。また、JR四国8000系電車の試作車でも、このブレーキが装備されましたが、量産車の営業開始前に撤去されています。

構造と動作原理

電磁吸着ブレーキの電磁石は、N-S極を左右に配置し、前後では同一の極性を持つように設計されています。これは、ブレーキ機構としての元々の設計が渦電流によるブレーキ力を期待していないからです。渦電流式レールブレーキでは、進行方向に対して極性を交代させることが多く、制動力が増加しますが、吸着ブレーキでは磁路が短く、磁束密度が高まる状態が理想とされます。

結論

電磁吸着ブレーキはその特性を活かし、安全に鉄道車両を停止させるための重要な技術です。急勾配区間での運行を支える一方、電源の供給や運用には注意が必要であり、他の制動システムとの併用によって、さらなる安全性を追求することが求められます。この技術の発展と改善によって、今後の鉄道交通がより安全で快適に進化することが期待されます。

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