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any of various ferns of the genus Pteris having pinnately compound leaves and including several popular houseplants
stop travelling by applying a brake; "We had to brake suddenly when a chicken crossed the road"
a restraint used to slow or stop a vehicle
anything that slows or hinders a process; "she wan not ready to put the brakes on her life with a marriage"; "new legislation will put the brakes on spending"
an area thickly overgrown usually with one kind of plant
cause to stop by applying the brakes; "brake the car before you go into a curve"

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『ブレーキ,制動機』,歯止め / …‘に'ブレーキをかける / 〈人が〉ブレーキをかける
〈C〉やぶ,茂み / =bracken

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2012/04/24 00:15:33」(JST)

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この項目では、制動装置について記述しています。日本の株式市場でブレーキと表記される企業については「曙ブレーキ工業」をご覧ください。

ブレーキ (Brake) は、運動、移動する物体の減速、あるいは停止を行う装置である。これらの動作を制動と呼ぶため、制動装置ともいわれる。

自転車、自動車、オートバイ、鉄道車両、航空機、エレベーター、競技用のソリ（ボブスレーなど）といった乗り物にはおおむね搭載されている。また、高速な稼動部を有したり、精密な停止制御が必要な機械類などでも、ブレーキを持つものがある。原義から転じて、変化を抑制する意味の単語としても用いられる（「景気にブレーキがかかる」など）。

自動車用ブレーキの一例（ランボルギーニ・ムルシエラゴのブレンボ製ディスクブレーキ）

機構

摩擦により運動エネルギーを熱エネルギーに変換する事で移動速度を減じる機械的ブレーキ、電気的な力を利用したもの、流体の運動抵抗を利用したものなどがある。航空機や一部競技車両、リニアモーターカーや最新型の新幹線などには空気抵抗を利用して減速するドラッグシュートやスポイラーといった空力ブレーキも存在する。

車輪を有する乗り物では、機械的ブレーキとしてディスクブレーキやドラムブレーキを使用する例が多い。これらは車軸または車輪内に回転盤または円筒型ドラムをとりつけ、これらに摩擦抵抗を与えることで制動作用を得るものである。ドラムブレーキは制動力が強く軽く安価に作れるのに対し、ディスクブレーキは制動力が安定しているといった長所がある。詳しくはそれぞれの項目を参照のこと。

自動車

自動車用ブレーキの場合、ブレーキペダルを足で操作するので、フットブレーキとも呼ばれる。自動車では駐車時に車両を保持するための駐車ブレーキもあるが、これは走行時に使われるブレーキとは機構、目的共に異なる。一般に手を使って操作することからハンドブレーキ、またはブレーキレバーの位置からサイドブレーキと呼ばれていたが、足で踏むタイプやスイッチ操作などで自動的にロックするタイプも開発され、総じてパーキングブレーキと呼ばれている。

制動機構としては、スポーツカーや高級車ではディスクブレーキ、大型自動車はドラムブレーキ、大衆車や軽自動車では前輪にディスクブレーキ、後輪にドラムブレーキを使用することが多い。これらは、耐フェード性が求められる場合にはベンチレーテッドディスク、停車や駐車時の拘束力が必要な場合はドラムブレーキやドラムインディスク、といった具合に、使用環境、車両重量、生産コスト、利益率などの条件を勘案して選択、採用される。

また摩擦以外の減速、抑速機構である、エンジンブレーキやディーゼル自動車（特に大型車）の排気ブレーキ、リターダ、およびハイブリッドカーの回生ブレーキもブレーキとして認識される。

オートバイ（二輪車）

オートバイのブレーキは前輪と後輪を別々に操作するものが一般的だが、大型ツアラーや小型スクーターを中心に、機械的又は電子的に制御された前後連動ブレーキを採用した車種もある。前後別のブレーキの場合、前輪ブレーキは右手で、後輪ブレーキは右足か左手で操作する。

制動機構としては、主にスポーツ車や大型車種を中心に前後輪にフローティングされたドリルドディスクが、小型車・実用車の後輪又は前後輪にドラムブレーキが使用されるのが一般的だが、ブレーキの種類が外観に与える影響が大きい（ドラムブレーキは旧式、廉価版、低性能とみられやすい）ため、例外も多く存在する。オートバイはディスクローターが露出し、冷却が大きな問題とならないため、ごく一部を除いてディスクブレーキにベンチレーテッドディスクは用いられない。

駐車ブレーキは、一部車種を除いて装備しておらず、代わりにハンドルロックやスタンドロックが付けられている。

鉄道

詳細は「鉄道のブレーキ」を参照

鉄道車両では通常自動空気ブレーキあるいはその基本原理を応用する非常ブレーキ装置が搭載される。電動機を動力源とする電車や電気機関車、ハイブリッド方式の気動車などでは回路の切り替えにより電動機を発電機として制動力を得る発電ブレーキ（発生電力を車載の抵抗で消費）や回生ブレーキ（発生電力を架線やバッテリーなどに戻して再利用）が採用されるのが一般的となっている。

航空機

エアバスA330・A340で使用される多板型ブレーキ。炭素繊維強化炭素複合材料製で複数のロータ・プレートとステータ・プレートが互い違いで組み合う形になっており、ロータ・プレートにはタイヤのホイールの中に取り付けられているキーに固定されるキー溝が設けられており（出っ張っているローター）、ブレーキを掛かる時は右側に取り付けてあるハウジング（白い物体）に作動油が入り、それによる油圧によりピストン（ハウジングから突き出でている物体）が動き、ステータ・プレートとローター・プレートを押し付けることによりブレーキが作動する。

航空機の場合、当然のことながら車輪とレールや道路との摩擦により走る鉄道や車とは違うため、飛行中の減速にはスロットルの調整のほか、機動力が重視される戦闘機などではエンジン出力を落とすことなく減速する必要があるため、空力ブレーキである胴体や主翼上面に取り付けられたパネル･ブレーキ（主翼上面に取り付けられたパネル･ブレーキはスポイラーと呼ぶ）を用いることが多い。空気抵抗は速度の二乗に比例するため、高速で飛行する航空機には非常に都合のいいブレーキである。逆に、誘導路と着陸時に滑走路を走行している時は空力ブレーキだけでは停止できないため、ディスクブレーキによりタイヤと地面との摩擦により減速する。ディスクブレーキには単板型と双板型（2枚のディスクを持つ）と多板型（複数のロータ・プレートと呼ばれるタイヤのホイールの中に取付けられているキーで固定されて一緒に回転するブレーキ・ディスクとブレーキ本体に取付けられて固定されているステータ・プレートと呼ばれるブレーキ・ライニング板が鋲打ちされたプレートがあり、この2つが互い違いに組み合わされている。）とがあり、後者は大型機ではブレーキを掛ける際の動力源を機体で使用されている高圧の油圧系統からの油圧を使用しており、セグメンテッド・ロータ型ブレーキと呼ばれている、また最近の大型機のブレーキのロータ・プレートとステータ・プレートには炭素繊維強化炭素複合材料が使用されており軽量化が図られている。

また、戦闘機が短い滑走路に着陸する時や、スペースシャトルが着陸する時に使う減速用パラシュート（ドラッグシュート）も空力ブレーキの1つである。

ロケット

ロケットは地面との摩擦や空気抵抗のない宇宙空間を飛行するため、航空機のような空力ブレーキも使えない（ただし、地上数百km程度の地球低軌道では大気が少なからず存在するため、空気抵抗は数か月や数年など長期間の飛行では無視できない）。そのため多くのロケットは小型の逆噴射エンジンを装備し、軌道半径を縮める場合に使用している。

大気圏に再突入する際は高度が落ちると共に空気抵抗も大きくなり、着陸時には主にパラシュートを用いる。大気がない、または希薄な天体ではパラシュート等が使えないため、着陸するまで一貫して逆噴射エンジンで減速する。

自転車

ブレーキ (自転車) を参照。

歴史

鉄道

客車や貨車が馬車の技術を援用して出発したという歴史的経緯から、当初は機械的ブレーキをテコの原理で人が直接操作する手ブレーキが用いられた。また蒸気機関車では自車で得られる蒸気を利用する蒸気ブレーキが使用され、連結運転時には各車両にブレーキマンと呼ばれる操作要員を配置してブレーキを操作していた。しかし編成の長大化に伴い緊急時の操作遅延や指令伝達、ブレーキ力の不足といった問題が表面化し、運転台から総括指令可能な貫通ブレーキの開発が進められるようになった。

当時は蒸気機関車が動力車であったこともあり、最も簡便にブレーキの動力源を確保可能な真空ブレーキが1860年代にイギリスで実用化される。続いて1868年にはアメリカのジョージ・ウェスティングハウスによって圧縮空気を使用する直通ブレーキが発明された。しかし、これらは連結器破損等による列車分離事故やブレーキホース・ブレーキ管の断裂などによって空気が漏洩すると編成全体のブレーキ力が低下、または完全に得られなくなり安全性に深刻な問題があった。

この問題は1872年にジョージ・ウェスティングハウスが自動空気ブレーキを発明したことで解決が見られた。これは編成全体に引き通された1本のブレーキ管に圧縮空気を供給し、その減圧操作で各車両へブレーキ動作を指令する画期的なシステムである。ブレーキホースが断裂すれば空気の漏洩によって自動的にブレーキが動作するため、長大編成運行時の保安性が飛躍的に向上した。なお、この種の貫通ブレーキシステムとしては、ワイヤとリール、重錘を使用するへバーライン・ブレーキなども開発されたが、連結・分離作業の困難さもあって少数派に留まっている。

その後は真空ブレーキに長く固執したイギリスなどを例外として自動空気ブレーキが事実上の標準としての地位を確立し、弁装置の改良や電磁同期弁の付加による電磁自動空気ブレーキ化などで性能を向上させた。一方で、応答性の良さや構造の単純さ故に直通ブレーキも改良が続けられた。

直通ブレーキに関しては1920年代後半のアメリカで発電ブレーキとの同期を容易化した電磁直通ブレーキが、1967年には日本で発電・回生ブレーキ動作と一体化した電気指令式ブレーキがそれぞれ開発されている。いずれも日本で爆発的に普及したが、世界的には在来車との互換性の問題もあって自動空気ブレーキ（電磁自動空気ブレーキを含む）のシェアが圧倒的である。電磁直通ブレーキや電気指令式ブレーキ、あるいは純電気ブレーキを装備する車両であっても、非常時のフェイルセーフを目的に自動空気ブレーキ相当の機構を備えるのが一般的となっている。

自動車

初期の自動車用ブレーキは馬車からの流用が多く、棒を車輪に擦り付けるなど原始的な機構が多かったが、走行性能の向上に伴って確実な制動方法が求められるようになる。そのためブレーキペダルの動きを四輪のドラムブレーキにロッドで伝える機構が採用され、後にワイヤーに代わったが、四輪への力の伝達具合が不均等で、ブレーキペダルを急に踏み込んだ場合に「片効き」になり易く、制動力や車両の安定性に難があった。次いで機械式に代わり、油などの液体を介してピストンを動かす液圧式が採用されるようになり、実用的な制動力が得られるようになった。

液圧動作の車両ブレーキ装置に関しては、1895年に馬車用としてルードルフ・マイヤーが特許を取得しているが、その技術を自動車に取り入れたのはアメリカ人のマルコム・ロッキードである。デューセンバーグが1921年から前輪に油圧式ブレーキを採用し、クライスラーとアウディが1924年から四輪油圧式ブレーキを採用した。その後は自動車、オートバイとも、油圧式ブレーキが一般的となっている。当初は殆どがドラムブレーキを採用していたが、1950年代以降はディスクブレーキの採用が広く進んだ。それに伴い、自己倍力作用を持たないディスクブレーキの欠点を補う為、ブレーキブースター (en:Vacuum servo) の同時装着も1960年代後半には一般的に行われる様になった。

また、タイヤの性能や車体とサスペンションの剛性向上に伴い、より安定した制動が可能となっていったが、一方で車両の運動エネルギー（重量と速度）も飛躍的に増大したため、各メーカーは高速度からのブレーキングでも安定した制動力を発揮させるために、ブレーキの構成部品のみならず、車両の重量配分、タイヤのサイズと特性、ショックアブソーバーやばね定数の適正化、重心移動や挙動の解析、アンチロック・ブレーキ・システム（ABS）や横滑り防止機構（ESP）など姿勢制御システムの開発なども含めてブレーキの開発を行っている。

参考文献

『飛行機構造』日本航空技術協会　1989年

技術

アンチロック・ブレーキ・システム (ABS)
油圧ブレーキ - (en:Hydraulic_brake)
- ブレーキブースター - (en:Vacuum_servo)
真空ブレーキ
空気ブレーキ
- 直通ブレーキ
- 自動空気ブレーキ
- 電磁直通ブレーキ
- 電気指令式ブレーキ
リターダ・ダイナミックブレーキ
- エンジンブレーキ
- 排気ブレーキ
- コンバータブレーキ（逆噴射装置を参照）
- 電制
  - 発電ブレーキ
  - 回生ブレーキ
  - 純電気ブレーキ
  - 抑速ブレーキ
  - 電磁吸着ブレーキ
  - 渦電流式ディスクブレーキ
圧縮開放ブレーキ（パワータード）
空力ブレーキ
補助ブレーキ
- パーキングブレーキ
ブレーキ・バイ・ワイヤ
ブレーキ・オーバーライド・システム

Japanese Journal

Liquid state machineを用いたタイミング制御システムの研究

眞鍋秀聡,田中繁,西野哲朗
情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2011-MPS-85(8), 1-6, 2011-09-08
… あるとする学説が提唱され,タイミング出力をもつ任意の論理演算を学習できることが示唆されている.本研究では,タイミング制御システムを Liquid state machine を用いて構成し,いくつかのセンサからの複雑な入力情報に基づいて制動を掛ける車両の制動システムに応用可能であることを示した.そして,Liquid state machine における学習の簡便さによって,製造コストの大幅な削減を可能にすることを示唆した. …
NAID 110008606638