（1）空気ブレーキ
空気圧で物理的に車輪を押さえ、その摩擦力で制動します。
ブレーキシューを車輪の縁に直接押し付ける方式と、車輪と同軸に装着した円盤をブレーキパッドで挟み込むディスクブレーキとがあります。

（2）電気ブレーキ
動力制御装置の回路切替により、主電動機（動力用のモーター）を発電機として作用させ、その負荷で制動します。
ちょうど、自動車のエンジンブレーキに例えることができるでしょう。
長い坂を下るときには特に適しており、その際に速度を一定に保つ機能（抑速ブレーキ、定速運転指令等）を追加した車種もあります。
発生した電気の発散の仕方により、主に次の方式があります。

　a）発電ブレーキ
　　電気を車体に装架した抵抗器で熱に変え、発散させます。
　b）電力回生ブレーキ
　　電気を架線にもどし、近くを走るほかの電車に再利用させます。

電力回生ブレーキは、1970年代末頃からほとんどの新設計の電車に採用されるようになりました。
この方式は近年、省エネ･低公害を目指したハイブリッド自動車にも応用されています（電気は蓄電池に蓄え、発車時に再利用）。
ほかの電車が近くを走っていないときは電気が架線にもどらず、制動力が得られないため（回生失効）、自動的に空気ブレーキへ切り替わります。
また、高速域や低速域では制動力が不足するため、同じ用に空気ブレーキで補います（近年は改良が進み、全速度域で空気ブレーキ不要の電車も登場しています）。
急ブレーキや非常ブレーキの作動時は、空気ブレーキも同時に作動します。

2．207系電車の電力回生ブレーキとインバータ制御

電車の動力には、回転速度の制御がしやすいことから、伝統的に直流電動機（直流モーター）が用いられてきました。
しかし、1980年代後半から三相交流誘導電動機をインバータにより制御する方式が台頭し、今日ではすっかり主流になっています。
インバータ制御は従来の方式と比べ、次のように様々な点で経済性に優れています。

　・加速時の消費電力のロスが極めて少ない。
　・回生率、制動力とも、より効果の高い電力回生ブレーキが実現できる。
　・制御装置や電動機に、清掃や部品交換を頻繁に要するか所が少ない。
　・編成中の動力車の数を減らしても高い走行性能が得られる。

この新方式は初め、路面電車や地下鉄、一部の私鉄などに採用されましたが、JR各社での本格採用はやや遅れ気味でした。
その中で1990年登場の207系電車は、在来線の通勤用電車では他のJRに先駆けてJR西日本が大量投入した意欲作でした。
ただ、同世代の私鉄通勤用電車と比べると、編成中の動力車の数を抑えるなど、性能よりもコストダウンを優先した設計になっています。
なお、東武東上線の地下鉄直通用9000系電車の場合、1981年製の9000型には従来方式が採用されましたが、1996年製の9050型ではインバータ制御に設計変更されています（表「各社主力電車の性能比較」参照）。

207系電車 初期型と後期型との違いは？

1．概要

JR宝塚線（福知山線）には、1991年に量産開始された207系電車が集中配備されています。
電車は基本的に4両＋3両の7両編成で運用され、JR東西線を経由して学研都市線（片町線）へ直通運転されています（一部電車は他線区へも直通）。
学研都市線の京田辺～木津間では後方の宝塚寄り3両を切り離し、前4両だけが終点まで行きます。
動力車の数は、前方が4両中2両と標準的ですが、後方は3両中1両のみでコストダウンが図られています。
2004年度現在、JR西日本には4両編成が69編成、3両編成が67編成在籍し、東海道･山陽本線などでも使用されています（事故車も含む。ほかに1990年製の試作車7両編成が1編成あります）。

2．初期型と後期型との違い

207系電車は大きく初期型と後期型とに分けられ、特に動力車の制御装置や主電動機（モーター）の設計には大幅な違いが見られます。
走行性能は初期型に合わせて調整され、普段から併結で運転されています。主な違いは次の通り。
（JR西日本では両者をさらに製造番号で細かく区別していますが、その説明は割愛します。）

（1）初期型の動力車（1990年以降製造）
　・主電動機定格出力＝155kw
　・1両当たりの主電動機の数＝4個（4軸ある車輪すべてが動力付）
　・1台のインバータが制御する主電動機の数＝4個（1両に1台装架）

（2）後期型の動力車（1994年以降製造）
　・主電動機定格出力＝200kw（2002年以降製造分は220kw）　　
　・1両当たりの主電動機の数＝最大4個（一部車輪の無動力化も可）
　・1台のインバータが制御する主電動機の数＝1個（1両に4台装架）

初期型は極オーソドックスな設計ですが、主電動機が1個でも故障すると動力車1両分がまったく動かなくなる弱点がありました。
後期型では電機メーカーが新しく開発したシステムを採用し、この問題が克服されています。
また、主電動機の品質が向上して定格出力（加熱等による障害が起きない一定時間内での常用出力）もアップし、走行性能に余力を持たせられるようになりました。
同時に、それほど高い走行性能が要らないローカル線などで使用する際は、余分な主電動機を開放（スイッチオフ）したり外すなどして、運転コストを下げられるようにもなりました。

後期型で採用された動力制御の新システムは、文字通り「新機軸」と呼べるもので、同時期に投入された東海道･山陽本線の新快速用223系電車にも採用されています。
また2002年以降製造の207系電車からは、主電動機や制御装置など部品類の多くが223系電車と共通になり、製造や保守整備の合理化が図られました（減速ギア比の違いから、走行性能は異なります）。
同様のシステムは、他の鉄道会社にも徐々に普及し始めているようです。

3．初期型と後期型との併結運転時の編成パターン

JR宝塚線（福知山線）、JR東西線、学研都市線（片町線）で使用中の207系電車には、次のような編成パターンがあります。

（1）4両編成（うち2両が動力車）
　・すべて初期型＝23編成（大破した事故車も含む）
　・すべて後期型＝30編成
　・初期型の3両編成中に後期型動力車1両を加えた編成＝16編成

（2）3両編成（うち1両が動力車）
　・すべて後期型の編成のみ＝67編成（事故車も含む）

初期型は当初、4両＋3両の7両編成で増備されましたが、1997年のJR東西線開業と同時の直通運転開始に備え、3両編成中に後期型動力車1両を加える編成替えが行われました。
初期型7両編成のままでは、編成中の主電動機が1個でも故障すると残り2両の動力車で運転しなければならず、その場合急坂の多いJR東西線の地下線区では総出力が不十分と判断されたためです。
現在の編成パターンであれば、余力が大きく主電動機が一部故障しても運転可能な後期型動力車が最低1両は連結されるので、故障時でもダイヤへの影響を最小限に抑えられると考えられます。
なお、7両すべてが初期型という編成は1990年製の試作車1編成のみで、4両と3両とに切り離せないこともありJR宝塚線等では使用されていません。

〔続く〕

　西日本旅客鉄道（株） JR西日本公式サイト
　国土交通省：福知山線における列車脱線事故について
　　　　同　　　：航空･鉄道事故調査委員会

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