アンチロック・ブレーキ・システム
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
アンチロック・ブレーキ・システム (Antilock Brake System: ABS) とは急ブレーキあるいは低μ路でのブレーキ操作においてタイヤがロックし滑るのを防止する装置。アンチロック・ブレーキング・システムとも呼ばれる。
目次 |
[編集] 概要
通常の走行中、自動車のタイヤと路面は滑らない。タイヤの転がる方向が限定されているがゆえに、ステアリング操作によって自動車の方向を制御することができる。ブレーキ操作時においても通常はタイヤと路面の間は滑らず、ブレーキディスクないしはブレーキドラムとブレーキシューの間が滑って摩擦熱を生じることによって車は止まる。
しかしながら、急ブレーキの場合や、路面が濡れていたり鉄板が敷いてあったりしてタイヤとの間の摩擦係数が十分に大きくない場合には、ブレーキディスクないしはブレーキドラムとブレーキシューの間の摩擦力が路面とタイヤの間の最大静止摩擦力よりも大きくなることがあり、この場合タイヤはロックして路面の上をスリップすることになる。
一旦タイヤがロックして滑り始めると、車は不安定になりハンドルが効かないばかりか、スリップや横転などの事故の危険に晒されることになる。 またタイヤが滑っている状態では、タイヤの一箇所が集中して擦られることになり、タイヤの寿命を短くしたり振動が出たりする。
これを防ぐために、ブレーキを一気に踏み込むのではなく徐々に踏み込み、滑り始めたら少し緩めて再び踏み込む動作を繰り返す技術（ポンピングブレーキ）がある。 これを自動化したものが、アンチロック・ブレーキ・システムである。
アンチロックブレーキは、急ブレーキをかけても車輪がロックしないため、急ブレーキを踏みながらハンドルを切ることができる。つまり、急ブレーキをかけつつ、衝突を回避するためのハンドル操作ができるシステムである。
なお、ABS動作中はブレーキペダルが振動するなどして運転者にその動作を知らせる（フィードバックする）ようになっているので注意が必要である。
[編集] 歴史
アンチロック・ブレーキ・システムの開発は、欧米の鉄道車両が最初であった。商品名がデセロスタットと称し、その構造は、車軸端に小さなフライホイールとスイッチからなる簡便なものであった。動作原理は、通常、車輪の回転と共に連れ回りしているだけであるが、ブレーキ時に車輪が固着（ロック）すると、回転慣性によりフライホイールが回り、その間、ケーシングのスイッチを開閉し、その動作により電磁弁を駆動してブレーキ用の空気圧を低減するというものであった。鉄道分野ではこれを機械式WSP（Wheel Slide Protection: 車輪滑走防止）やABS：Anti lock Brake System （車輪固着防止装置）と呼んだ。同様のものは、その後、航空機用にも手がけられた。1950年代に登場した、ダンロップ社のマクサレット(Maxaret)システムがそのはしりであり、現在でもいくつかの航空機で使用されている。このシステムは完全に機械式であり、航空機で使用された場合はさしたる問題も無く現在でもいくつかの機種で使用されている。
電気式WSPの最初は、1964年に開業した日本の東海道新幹線である。開発は国鉄の鉄道技術研究所と神鋼電機（株）であり、同研究所と日本エアブレーキ（株）とが開発していた空圧式WSPとの性能比較試験を制して、その後急速に普及した。当時のWSPはコンピュータが無かったため、マグアンプ演算方式であり、電磁式WSPとも呼ばれている。自動車で初めて搭載されたのも、同じ国鉄の鉄道技術研究所であり、1969年の開業間も無い東名高速道路を走る高速バス“ドリーム号”に初めて搭載された。ただし、電磁式WSPのコストが高かったため、自動車には普及しなかった。一方、新幹線電車はその後、トランジスタ演算の電子式WSPに進化し、その後デジタル演算式に進化し、今日的な3位置弁のABSとしては北海道の183系特急気動車に初めて実用化された。今では一般の通勤電車や北海道の気動車などに広く普及している。
海外の自動車の例では、1960年代に開発されたレース用のファーガソンP99を初め、ジェンセンFF、フォード・ゼフィールの上級モデルであるフォード・ゾディアックの試験的に開発された四輪駆動モデルに搭載されたが、この3車種以外に採用する動きは無かった。ストップ・コントロール・システムと称された別の機械式の装置をルーカス・ガーリング(Lucas Girling)が開発・販売し、一部のフォード・フィエスタ・MK.IIIに搭載している。
ドイツのボッシュ社は1930年代からアンチロック・ブレーキを研究し続けており、1978年に初めてボッシュ社製の電子制御されたシステムを搭載した車が売り出される。メルセデス・ベンツのW116型Sクラスとトラックに搭載されたこのシステムは、以前の機械式のものに比べて信頼性も高く、徐々にアンチロック・ブレーキ・システムは他の自動車に広がっていく。その後、オートバイ用のシステムも開発され、いくつかの車種に搭載されることになる。ボッシュはその後、ナブコ（旧日本エアブレーキ・現ナブテスコ）と合弁で日本ABSを立ち上げ、日本の各社の自動車用ABSをOEM生産していった。その流れは現在、ボッシュ株式会社に引き継がれている。その他、アドヴィックス、日清紡、日信工業などが国内有力メーカーである。
ABSは、4WAS、WSP、ALB（ホンダが使用していた。）、アンチスキッドブレーキ、ファインスキッドブレーキなど、様々な名称が存在していたが、今日では自動車や鉄道車両も含めABSに統一されつつある。またその技術の変遷をみれば、当初の機械式からその後の電磁式・2チャンネル・2モード・2位置オンオフ弁・速度フィードバック制御へ進化し、近年の電子式・4チャンネル・3モード・3ポジション弁・G併用フィードバック制御を経て、JR北海道の283系気動車以降の新形式車両や最近ではトヨタのアルファードといった最新のハイブリッド自動車に見られるように、4チャンネル・マルチモード・マルチポジション弁（比例弁）・圧力併用フィードバック・個別制御といったきめ細かなABSへと進化してきている。
オートバイ用のものでは、スクーター型普通自動二輪車においてはニーグリップが使えない事から運転者が急ブレーキの際に前方（ハンドル）に投げ出されやすいこと、またタイヤがロックすると容易に転倒し大きな事故につながることから、積極的に取り入れる傾向がある。
しかし、スクーター以外のタイプのバイク（アメリカン、ネイキッド など）は国内4メーカー（ホンダ、スズキ、ヤマハ、カワサキ）各社のABS装着車のラインナップは充実しているとは言えない。
[編集] 構造
この構造概念図における動作は、次のとおり。
- ブレーキペダル（図示せず）を踏むことによって、油圧発生装置2から油圧配管5を通じて油圧がブレーキキャリパ4に伝えられ、ブレーキバッドがブレーキディスクに押し付けられて制動力が生じる。
- 制御装置1は回転センサ3により車輪の回転をモニターしており、他の車輪が回転しているのにこの車輪だけ回転していないことを検出するとブレーキがロックしたものと判断し、油圧発生装置2から発する油圧を下げる。
- 油圧が下がると制動力が弱くなるのでブレーキロックから復帰する。
- ブレーキロックから復帰すると車輪の回転が生じるので制御装置1は回転センサ3によりブレーキロックではないと判断し、油圧発生装置2から発する油圧を上げ制動力を強くする。
制御装置1は、この一連の操作を数msという短時間で行うため、人間がポンピングブレーキを行うよりも高精度な制御が可能となる。
[編集] 関連
鉄道において同じ働きをするものに、滑走防止装置ないしは滑走防止制御装置と呼ばれるものがある。ブレーキ操作時のスリップにより車輪が削れて平らな部分ができると、騒音の原因になり乗り心地も悪化するので、これを防ぐ目的で使われる。
[編集] 欠点
雪国での凍結路面（凍結状況によって左右される・ミラーバーンでは制動距離はあまり変わらない場合もある）や田舎での砂利を敷いた路面などではABSを解除した状態の方が制動距離が短くなる傾向が強い。理由の一つにABS作動時は一時的にせよタイヤが回転し、砂利道などではその分制動に影響が出てくる場合もあるうえ、厳寒地でのアイスバーン状態はロックした方が制動距離が短くなる実験結果も非公式ながら存在する（特定状況下で）。ただし、自動車用のABSは制動距離を短縮する目的でなく、制動中のハンドル操作を可能とし危険を回避することが主要目的であるので、一般走行においてはABSがあった方が安全であると言える。
