鉄道車両の台車(てつどうしゃりょうのだいしゃ)とは、鉄道車両において、車体に直結されていない、自由度のある走り装置のことである。
概要
車両の走行のための装置の総称は走り装置(または走行装置)であり、台車とは、車体に直結されていない、自由度のある走り装置のことである。
蒸気機関車の動輪やワム80000のような二軸貨車の走り装置は台車とは呼ばない吉川1989。持永芳文・宮本昌幸 編著 『鉄道技術140年の歩み』 コロナ社2012年 p160、p162。。これらの走り装置は固定軸受もしくは固定車軸と呼ばれる固定軸受は単台車などと呼ばれることもあるが、固定軸受・単台車・一軸台車はそれぞれ構造が異なるものである。、一方旧式の電気機関車(EF58など)の足回りはボギー台車とかなり異なった形だが、動輪部を含めれっきとした台車(通常は1両につき先台車と主台車を2組で構成される)である日本国有鉄道編 『鉄道辞典(下巻)』、日本国有鉄道発行、1958年、p.998-1000「【台車の構造(電気機関車の)】」。。国鉄においてはボギー台車、一軸台車、機関車の主台車、先台車、従台車には台車形式を付与しているが、固定軸受には台車形式は付与していない。
また熊本市交通局9700形電車のような超低床電車(いわゆるライトレール)には、1車体4輪としつつ車軸を持たない独立車輪を、それぞれ旋回可能な4つの台車で保持しているものもある。
現在最も多く用いられている2軸ボギー台車は、右図のように1車両あたり4軸を2軸ずつの小さな単位に分割し、車体に対して回転できる(一部に3軸ボギー台車や4軸ボギー台車、あるいはそれらを複数組み合わせて一まとまりとして使用するケースもある)。
鉄道車両の車輪は車軸に固定されており(輪軸という)、初期の蒸気機関車・客車・貨車は4輪、すなわち2軸であった。車体の長大化、重量の増大につれより多くの車輪・車軸が必要となるが、2軸以上を車体に固定すると曲線の通過が困難になる。また、2軸であっても、固定された状態でその間隔(固定軸距)が長くなると、理想的には輪軸がレールと直角になるべきところ、その角度のずれ(アタック角)が大きくなるため、走行抵抗が大きくなり曲線通過が困難になる。
ボギー台車は曲線に追従して回転できるため、曲線の通過が容易となる。また、乗り心地や走行性能についても、縦の揺動をボギーの2軸間で一旦平準化するので揺れが少なくなり、ばね装置を2段階にできる点でも固定軸車に比べて有利である。ばね装置を台車構造の内部で完結する構造としたものが多く、車体と台車の機能の切り離しが行われる形になっていたが、近年は、枕ばね(後述)を車体との間に持たせる形のものが増えている。
特に古い機関車の台車については、旅客車のボギー台車とは大きく異なるものが用いられた。これについては機関車の台車を参照されたい。
台車の役割
台車の役割は次のようなものである。 車体の重量を車輪を介してレールに伝えることで車体を保持する。 車体をレールにそって安定して高速に走行させる。 車輪の回転による推進力(動台車の場合)および制動時のブレーキ力を車体に伝える。 曲線で、レールから車輪に伝わった横向きの力(方向を変える力)を車体に伝える。同時に、車輪がカーブに沿うよう台車自身を回転可能とする(ボギー台車)。 走行時に線路から伝わる振動や衝撃をなるべく車体に伝えないように減衰させる。 線路の平面からのずれを補償(吸収)して、4つの車輪がレールから浮かないようにする。 駆動装置、ブレーキ装置が組み込まれる。多くの電気車の場合は動力装置となるモーターも組み込む。
このうちばね機能と回転機能の概要を図示すると右のとおりで、ばね機能は一般に二種類のばねで分担される。
台車の種類 基本的な分類 一軸台車
一つの輪軸で構成される台車。一軸台車は東急デハ200形の連接台車 (TS-501) や写真のED62電気機関車の中間台車 (TR109) などで採用されている。 単台車
古典的な電車の4輪単車などに、1車体に1台取り付けられている台車英語のsingle truck car が由来とされる。。台車が台枠に対してばねを介して取り付けられているため、車体に対する回転(首振り)機能は持たない。ラジアル式台車は単台車の輪軸を前後方向にも可動する構造にして曲線通過性能を向上した台車で、J.G.Brill社やボールドウィン・ロコモティブ・ワークス社、それに丹羽工業所などが1910年代に製造した。文献によっては「台車枠を有せず、輪軸を直接車体に取り付けたもの」と一般的な二軸車の固定軸受と紛らわしい定義にされることもある日本国有鉄道編 『鉄道辞典(下巻)』、日本国有鉄道発行、1958年、p.1000・1002「【台車の種類】6 単台車」が、固定軸受がばねを介して一つの輪軸が台枠に取り付けられているのに対して、単台車は二つの輪軸がばねを介して台車枠に取り付けられ、その台車枠がばねを介して台枠に取り付けられているばね装置が固定軸車が1段階なのに対し単台車は2段階にあるということでもある。。 ボギー台車
電車・客車などで1車体に2台取り付けられる台車。機関車には使用条件や要求性能に応じて1車体に3台ないしは4台取り付ける場合もある。 2軸ボギー台車 3軸ボギー台車 4軸以上のボギー台車:特殊。日本では重量物を運ぶ大物車に用いられるのみ。 複式ボギー台車
機関車の台車 機関車でとくに旧形のものは、旅客車のボギー台車とは様相が大きく異なる。蒸気機関車の場合、動輪は軸ばねを介して台枠に直接取り付けられるが、先輪・従輪で台枠に対して回転可能なものは、先台車・従台車と呼ばれる。国鉄では形式にLT英語のLeading Truck(先台車)の頭文字より。を付する。これらのうち、2軸で心皿(後述)を中心に回転するものは、ボギー台車の一種である。(元来、旅客車のボギー台車は歴史的には蒸気機関車のそれにならったものである。鉄道車両の台車史#ボギー台車の誕生を参照)。これに対して1軸のものは一般に外の1点を中心に回転して動輪との位置関係でカーブに沿うようにされている。
また、日本ではEH10形以降の電気機関車は、頑丈な台枠を持つ車体に連結器が取り付けられ、ボギー台車で駆動する形であるが、それ以前の旧形電気機関車は、蒸気機関車と同様の台車枠(台枠)に動輪が付けられ、連結器はその台車枠に設けられていた。多くの場合、蒸気機関車と同様に先台車が設けられるが、これに対して動輪の部分の台車は主台車と呼ばれ、国鉄では形式にHTHはドイツ語のHaupt(主の意)から。を付する。また、多くの形式は前後の台車が中央で中間連結器と呼ばれる連結器によって連結され、牽引力もこの連結器を介して伝達する形になっていた。先台車は、主台車の先端にさらに回転するように取り付けられ、カーブでガイドする役割を担った両端に付いているが、双方向に運転されるので、一般に両方とも先台車と言う。。
6動軸をもつF形機関車で、2軸ボギー台車3組を用いるものは、カーブを曲がるときに線路への横圧が大きくならないよう、中間台車が横動しやすい特殊な構造が用いられる。動輪のない中間台車 が、軸重調整のために設けられる場合もある。また固定した3軸ボギー台車とすると中央の軸の横圧が大きくなるので、DE10形ディーゼル機関車などでは1軸ごとに可動の特殊な形が用いられている。古いタイプの機関車には、3軸台車も多く用いられ、うち2軸のみ動輪など、さまざまなタイプがあった。
動力の有無による分類 動力台車及び電動台車 動力車において、台車に減速歯車と駆動装置が付いているものを動力台車、特に主電動機が付いているものは電動台車と呼ぶ日本国有鉄道編 『鉄道辞典(下巻)』、日本国有鉄道発行、1958年、p.1000「【台車の種類】3 動軸台車及び電動台車」。 ただし旧式電気機関車の動輪が付いている台車は従台車と組み合わせて使う関係で「主台車」と呼ぶ日本国有鉄道編 『鉄道辞典(下巻)』、日本国有鉄道発行、1958年、p.1000「【台車の種類】1 主台車」。 付随台車 客車や貨車、電車などの付随車に用いられる駆動装置のない台車日本国有鉄道編 『鉄道辞典(下巻)』、日本国有鉄道発行、1958年、p.1000・1002「【台車の種類】4 付随台車」。一般に制動装置(ブレーキ装置)は装備されている。動力車においても、機関車では軸重調整、気動車では1エンジン車、電車ではMT比の調整などで、一部の台車を付随台車とする場合もある。 ただし通常蒸気機関車や旧式電気機関車の前後にある曲線通過時の運転を円滑にするための台車は「先台車」「従台車」と呼ばれる日本国有鉄道編 『鉄道辞典(下巻)』、日本国有鉄道発行、1958年、p.1000「【台車の種類】2 先台車および従台車」。また、一部の蒸気機関車ではブースターと称し、従台車に小型の蒸気機関による駆動装置を取り付けて始動時の加速補助にのみこれを使用するケースが存在したが、これは動輪に含めない。
車両への取り付け位置による呼称
連接台車・端台車 車体の長い電車などで車体を常時分割しない連結にし、その連結部分に広い上心皿をもうけてこれを台車の芯皿と組み合わせたもの日本国有鉄道編 『鉄道辞典(下巻)』、日本国有鉄道発行、1958年、p.1000「【台車の種類】5 関節台車」。多くの場合ボギー台車が使用されるが、1軸台車が使われる場合もある。 対して連接車の車端に設置される連接構造ではない台車は端台車と呼ばれることもある。 両端台車 機関車など3台以上の台車を用いる車両において、両端の台車。 中間台車 3台以上の台車を用いる車両において、中間部の台車。編成車両の先頭台車以外を指すこともある。 先頭台車 編成車両の先頭に用いられ、排障器などを装備した台車。 先台車・従台車 機関車において動力を持たない台車のうち、動輪より前にあるものを先台車、そうでないものを従台車と呼ぶ。
全体構造 +台車の荷重伝達順序車体1車体支持装置(上下・左右動、回転を受ける部分)2 台車枠3軸箱支持装置(上下動を受ける部分)4 軸箱 - 軸受(輪軸回転を受ける)5 輪軸(車軸 - 車輪) レール 多くの旅客車で使用されている台車ではおおむね右図のようになっている。通常1では回転機構と、車体・台車枠間の上下・左右動を受けるばねとその振動を減衰させるダンパの機構、3では軸箱・台車枠間の上下動を受けるばねおよびダンパの機構を設ける。1を車体支持装置、3を軸箱支持装置とよぶ。両者は、多くの種類が考案・実用化されてきた。なお車体支持装置には一般に前後の牽引力を伝達する装置も組み込まれる。また、列車を止める制動装置(ブレーキ)や、動力台車では、駆動装置が搭載される。
台車の前後方向は固定され、車体と台車の間の牽引力・ブレーキ力を伝達する。(なお前後・左右はそれぞれ列車の進行方向と、それに直交する枕木方向。上下は垂直方向とし、回転はこの垂直軸の回りの回転とする厳密には他の2軸の回転もあるがこれは上下動に分解して受ける。)。
輪軸がレールに沿って進行するため、基本的に左右方向の動きが拘束され、車体の揺れや曲線で生じる左右の相対移動を台車が大きく負担・吸収すること、操舵のために自ら回転させる必要がないことが、自動車のサスペンションと大きく異なる点として挙げられる。
ばね下重量・ばね間重量
右図のように模式的に車体 - ばね - 輪軸が垂直に並んでいるとして、レールにより上下動が生じた状態では、一般にはばねより下の重量が軽いほど、車輪が容易にレールに追随することになり、またばねを介して車体に与える振動衝撃も少なくなる。一般には鉄道車両の台車では通常台車枠と軸箱間にある軸ばねの下に相当する。また、軸箱以下のばね下重量ほどではないが軸ばねと枕ばねの間、つまり台車枠などの質量も軽いことが望ましく、ばね下重量とばね間重量の軽量化にはさまざまな工夫がされてきた。
車体支持装置 車体支持方式
スイングハンガー方式(揺れ枕吊り方式):詳細は揺れ枕守方式とその欠点を参照。 インダイレクトマウント:詳細はインダイレクトマウント方式を参照。 ダイレクトマウント:詳細は枕ばりの機構および牽引力を伝達するボルスタアンカーを参照。 ボルスタレス:ボルスタレス台車を参照。
車体支持装置の構成要素 + 主要な車体支持機構の構成要素スイングハンガー方式インダイレクトマウント方式ダイレクトマウント方式ボルスタレス方式車体心皿・側受 (Y)枕ばね (V+H)枕ばね (Y+V+H)上揺れ枕ボルスタ台車枠枕ばね (V)枕ばね (V+H)心皿・側受 (Y)下揺れ枕台車枠揺れ枕つり (H) 実際には上揺れ枕 - 台車枠間が一連の揺れ装置(左右動を行う)をなしているが、これで代表させる。台車枠 主要な車体支持機構ごとに、車体と台車枠の間で荷重を伝達する構成要素を右表に示す。略号はそれぞれ、次の運動を行うことを示す。 Y: 回転 (Yawing) V: 上下方向 (Vertical) H: 左右方向 (Horizontal)
中心ピン・心皿 車体底部から下向きに凸になった部分(上心皿)が、上揺れ枕または枕梁の上に凹になった円形の穴(下心皿)にはめ込まれ、垂直荷重を受け、回転を行い、牽引力を伝達する。また摺動摩擦により過大な回転を抑えるようになっている。詳細は、枕ばりの機構も参照。 側受 上揺れ枕または枕梁の左右に設置され、車体傾斜時にのみ荷重を負担する場合と、常に荷重支持を負担する場合とがある。歴史的には前者の方がより古い。一般に擦り板の摺動抵抗により回転を案内するが、車体傾斜時にのみ荷重を負担するタイプの一部には台車側にローラーを設置するものもあった『日本車輛製品案内 昭和5年(NSK型トラック)』 p.15。また、一般には台車1台につき心皿の左右に1組ずつ設置されるが、古い3軸ボギー台車では各車輪間の枕梁ごとに側受を置く構造であったため、左右2組を設置した。 右写真(心皿・側受部分)中央の、車体の枕梁から下に突き出すように固定された円筒形部品の底に接触するのが心皿。奥に上下非接触状態の側受が見える。この形式のように古い設計の台車では、一般に心皿が全荷重を負担するため、曲線通過時などの車体傾斜時以外には左右の側受は接触しない。 揺れ枕 スイングハンガー方式の場合2つあり、上揺れ枕、下揺れ枕と呼ばれ間に枕ばねをもつ。下揺れ枕は揺れ枕つりで台車枠に吊り下げられ、これが揺動することで振動を吸収する揺れ装置をなす。詳細は揺れ枕守方式とその欠点を参照。 揺れ枕つり 台車枠の内部の横梁、または側梁の外側から下揺れ枕を吊り下げるリンク。線路方向に揺動を許容するタイプと、枕木方向に揺動を許容するタイプの2種が存在する。右の写真(TR43形枕ばね部)では台車枠の内側から揺れ枕つりが下げられ、枕木方向の揺動を許容するようにリンクが構成されている。(下記枕ばね節の写真のDT21B形では台車枠の外側から下げられている)。多くの場合、下部が開くハの字形にされ、揺動に際して中心に復元する力を与えるとともに、揺れ枕中心部、すなわち心皿部分の上下動が少なくなるように構成されている。一部ではT字形のリンクとその左右に小型のリンクを組み合わせ、短いリンク長でより長いリンクと等価の作用を得られるようにしたものも存在する。一方機関車の中間台車など、横圧を小さくしなくてはならないものは、リンクを長くしたり、等価的に長くなる機構を採用したりして、復元力を極力小さくしている。 枕ばり(ボルスタ) 上の揺れ枕を1つに置き換えたものと見ることもできる(英語では揺れ枕もBolsterである)。詳細は枕ばりの機構およびインダイレクトマウント方式を参照。 枕ばね 車体と台車枠の間に設けられるばね装置。古くは主に上下動を受けるものであったが、多くの方向の運動を受けるものに発展してきて、材質・機構の変化とともに台車の中でも役割分担の変動の激しい部分である。スイングハンガー方式では揺れ枕装置の中、インダイレクトマウント方式ではボルスタの下と、車体とはなれて台車内部にあるが、ダイレクトマウント方式・ボルスタレス方式ではボルスタや台車枠と車体との間に位置して直接車体を支持する。詳細は枕ばねを参照。 右の写真(枕ばね部)の形式では複列の重ね板ばねを上下向かい合わせに組み合わせた枕ばね本体が、台車枠の内側から揺れ枕つりで吊り下げられた下揺れ枕に乗っている。また、軸箱間を連結するローワーレール(下軸箱守控:写真手前下側に写っている横方向の鋼棒)と呼ばれる補強梁が渡してあり、揺れ枕吊りによる枕木方向のスイングの際にこれと干渉するため、揺れ枕の可動範囲に制約があることがわかる。
前後方向の力の伝達 車体と台車(具体的には台車枠)との間の相対運動に関して、枕ばねは上下や左右方向の運動を吸収するが、前後方向については相対的に固定して輪軸と車体の間に生じる前後方向の力、すなわち牽引力やブレーキ力を伝達する必要がある。(なお輪軸と台車枠との間の伝達は下記の軸箱支持装置が行う)。
スイングハンガー方式、インダイレクトマウント方式においては車体と上揺れ枕または枕ばり(ボルスタ)の間は心皿・中心ピンで伝達されるが、そこから台車枠の間には枕ばねが介在する。またダイレクトマウント方式においては車体とボルスタの間に、ボルスタレス台車では車体と台車枠の間に枕ばねが介在する。しかし枕ばねは一般に横方向の剛性が低く、力の伝達には適しない。そのため以下のように様々な方式が用いられてきた。
揺れ枕守方式 スイングハンガー方式の中でも古い台車では上揺れ枕と台車枠の間に「すり板」を設け、相互に揺動する両者を接触させることで、前後の牽引力の伝達を行う揺れ枕守方式が主流であった。しかし揺れ枕守は、構造が簡単で安価な一方で、台車の揺れにより摩耗し「がたつき」を起こしやすいことが欠点である。詳細はボルスタアンカー#揺れ枕もり方式とその欠点を参照されたい。 ボルスタアンカー 上の欠点を克服するものとして登場したのがボルスタアンカーである。ボルスタアンカーは、枕ばねの上端・下端を前後方向に拘束し、牽引力やブレーキ力を伝達するもので、その他の動きは拘束しない。スイングハンガー方式では上揺れ枕と台車枠の間に、インダイレクトマウント方式ではボルスタと台車枠の間に設けられる。詳細はボルスタアンカー#ボルスタアンカーのバリエーションを参照されたい。 一方ダイレクトマウント方式においては車体とボルスタの間に設けられる。詳細はボルスタアンカー#牽引力を伝達するボルスタアンカーを参照されたい。
牽引装置 枕ばりを持たないボルスタレス台車には、牽引装置が設けられて回転運動などは拘束せずに前後の力を車体と台車枠の間で伝達する。門形板ばね、Zリンク、1本リンク、積層ゴム式などの方式が存在する。 なおボルスタレス台車においては、上記ボルスタアンカーと類似した外観を呈するが牽引力の伝達を行うのではないヨーダンパが設けられていることも多い。また、ごく一部のボルスタアンカー付き台車では、高速時の蛇行動対策としてヨーダンパを併設した例が存在する。その詳細はボルスタアンカー#ヨーダンパとボルスタアンカーを参照されたい。
ばね・ダンパの種類 枕ばね
金属ばね 板ばね:同重量ではコイルばねより負担荷重が小さいが、内部で摩擦損失があって振動を減衰させる働きがあり、古くは枕ばねに好んで用いられた。 コイル(蔓巻き)ばね:ダンパで振動を減衰させる手法が一般化してからよく用いられた。 エリゴばね:金属のコイルばねに筒状にゴムを被覆したもので、ゴムによる(特に高周波の)振動減衰が期待できる。ゴミや雪など異物の噛み込みを防ぐ効果もある。 トーションバー・スプリング(ねじり棒ばね S.I.G式 日本車両):金属棒のねじりに対する復元力による弾性を利用したもの。 ゴムばね 空気ばね:鉄道車両の台車史も参照。空気ばねの調整には、空気ばねの高さ(≒車体の高さ)を一定に保つ自動高さ調整弁(LV:leveling valve)空気ばねと平行する形でLV棒が設けてあり、この一端がテコを介して調整弁に接続されている。乗車人員などにより空気ばねの高さが変化するとテコの角度が変わり、調整弁がその角度に応じて自動的に空気ばねの給排気を行うことで高さを一定に保つ。、左右の空気ばねの圧力差を一定の範囲に抑える空気ばね差圧弁が用いられる。 ベローズ形:縦に蛇腹形になったもので、垂直荷重は受けるが、横変形には弱い。 ダイアフラム形:おわんを伏せたような形で、垂直荷重のほか、横変形にも復元力が働くが用途によってその特性は異なる。
ダンパ ダンパの種類には次のようなものがある。 垂直方向 枕ばねダンパ:枕ばねと平行して設置され、上下方向の振動を減衰する。 軸ばねダンパ:軸ばねと平行して設置され、上下方向の振動を減衰する。 水平方向 左右動ダンパ:車体床下の中心ピンと台車を枕木方向に結び、車体の左右動を抑える。 ヨーダンパ:ボルスタレス台車において、車体との間にレール方向に置かれ、台車蛇行動を抑える。
振動制御装置 セミアクティブ式 アクティブ式
車体傾斜装置
自然式 強制式 制御付き自然式
台車枠 構造概要 台車枠とは、車体支持装置と軸箱支持装置の中間に位置する構造物を指す。車体重量を均等に各車輪に配分し、各輪軸を平行に保つ。イコライザーのない台車ではイコライザーの作用も分担するが、3軸ボギーでは正しく釣合梁の作用にはならない。台車を進行方向においてみた場合、両側に縦に側梁があり、横に横梁でそれらを結合する。横向きの梁の本数や形態は種類によりさまざまで、端部に設けられる端梁があることもある。車輪は一般に両側の側梁の内側に位置する(下記インサイドフレームの場合は外側になる)。軸箱支持装置の荷重は側梁の真下からかかるのが望ましいが、国鉄TR10形などイコライザー台車では構造上釣り合いばねの中心が側梁の中心とずれることもあり、これを解消するためイコライザーを側梁の内外に設けるなどの策もとられる。
その他、主電動機やブレーキなどさまざまな装置を取り付けるためにも用いられる。
台車枠の種類 台車枠の構造としては、古くは形鋼や板材をリベット締結により組み立てる構造、鋳物を使用した構造、プレス成形された鋼材を溶接組立する構造などがある野元浩『電車基礎講座』p.97。
菱枠台車 台車枠の側面形状を平鋼で組み立てた軸箱つき菱枠形にし、これに枕ばね受けを設けて心ざらつき揺れ枕や輪軸を取り付けたもの。台車枠の形状が菱形なのでこの名がある。日本では主に貨車に使用された日本国有鉄道編 『鉄道辞典(下巻)』、日本国有鉄道発行、1958年、p.1002「【台車の種類】7ダイヤモンド・トラックまたは菱形ボギー」。 アーチバー 1920年代の貨車と、一部の客車用。枠の主要部材が弓(アーチ)形のもので、軸箱は固定式。日本では国鉄TR20形など。 ベッテンドルフ 軸箱固定式の貨車用で、アーチバーの強度と剛性を向上させたもの。初期の形鋼材を組み立てたものと、量産性を高めた一体鋳造のものがある。ベッテンドルフ社の特許公開により、類型が多数存在する。日本では国鉄TR41形など。 アンドリュー(アンドリュース) 貨車用。枠の形態は鋳鋼製ベッテンドルフに類似するが、軸箱を別体とし、上下の台枠で軸箱を挟む構造。 ヴァルカン 貨車用。アンドリューを簡素化し、軸箱の緊定を1本ボルトにしたもの。 インサイドフレーム(内側梁 / 内側枠式) 側梁(側枠)と軸受が車輪の内側にある構造。レールに直接働く電磁吸着ブレーキなど、いわゆるトラックブレーキ(台車の Truck ではなく、軌道の Track)の装備と、その保守に都合が良い形状。PCCカー、LRT、路面電車に採用例が多い。これとは別に、ゴムタイヤのみを走行輪に用いた台車では、タイヤ幅やトレッド寸法の問題と、頻繁なタイヤ交換に対応すべく、内側梁(枠)式となっている。 板台枠式 側枠を薄鋼板の組み立てによって構成するもの。19世紀頃からヨーロッパの鉄道において多用され、第二次世界大戦後も貨車用を中心にヨーロッパメーカーでの製作が続いている。日本では雨宮製作所が花巻電鉄や下野電気鉄道、それに京王電気軌道向けなど電車用として好んで製作し、同社の倒産・消滅後日本鉄道自動車がこれを模倣した台車を各地の私鉄に供給した。また、日立製作所が製造した国鉄ED15形などの初期の本線用電気機関車にも採用されている。この種の台車では、構造上軸箱支持機構として一般にウィングばね方式が使用される。
台車枠の構成要素 上から見ると「H」の形をしているのが特徴であり、レールと平行で左右外側に位置する2本の側梁と、この側梁を繋ぐ中心部の横梁から構成される。 側梁:前後の軸箱支持装置と接続して、輪軸を台車枠に対して保持する。 横梁:2本の側梁を繋ぐ部分を指す。主電動機、歯車箱装置、ブレーキなどの装置が取り付けられる。 端梁:側梁の端を繋ぐ部分を指す。上記の側梁、横梁だけでは必要な装置を搭載し切れない場合などに台車枠に取り付けられる。端梁が存在する場合、台車枠が「日」の形となるのが特徴である。
軸箱支持装置 構造概要 軸箱支持装置とは、輪軸・軸箱を台車枠に対して保持する機構または装置のことを指す。自動車のサスペンションに相当するもので、軸箱を上下にコイルばねなどを介して十分に可動できるようにする貨車用を中心に、構造簡素化のために固定またはそれに近い構造を採用するものも存在する。一方、前後・左右には対しては固く抑制することで、一般に高速安定性を重視するもの(新幹線用など)は前後をより固く、曲線通過性を重視するものは前後をやや柔らかく抑制する汽車製造のエコノミカル・トラックやバッド社のパイオニア形台車のように、円筒形の軸箱に巻き付けるように防振ゴムを取り付け、上下・前後動を許容する構造のものも存在する。。また1台車中の前後の車軸をレールに直角になるよう積極的に操舵させる構造の台車もある。
前述のように車体支持装置が車体・台車枠間の変位を受けるのに対し、軸箱支持装置は台車枠と各軸箱(2軸ボギーでは4つ)間の変位を受け、軌道不整、レール継ぎ目、カーブ入り口などで前後輪の高さが違ったり4輪が同一平面から外れたりする場合には、まずその変位を受けることになる。これは車両が高速で安全に走行する際には、台車に装備された輪軸が常に平行を保ちながら、刻々と変化する線路状況において正確に追従する必要があるためである。なお枕ばねと軸ばねの分担関係については鉄道車両の台車史も参照。
以前は、上下の案内にスライドレールの役割をする軸箱守(ペデスタル)を設けて軸箱を滑らせ台車枠との間に軸ばねを介する方式や、ばね支持にイコライザーを介して軸箱を支える方式が多く用いられたが、軸箱守が磨耗すると騒音や蛇行動が発生しやすくなり、強度の摩擦部分のため保守に手が掛かる問題があった。その後軸箱守を用いず、上下案内とばね支持を上下にたわむ高剛性の板ばねで行うものや、リンクを用いるものなど、様々な形が出てきている。
軸箱支持方式 上述のとおり、きわめて多岐に亘るため、構造の詳細は、可能な場合代表的な形式を挙げてそれへのリンクをもってかえる。
軸箱守式(ペデスタル式)
比較的古い様式の軸箱支持方式。後述のイコライザー式でも一般に軸箱の案内には軸箱守を用いるが、軸箱守式(ペデスタル式)と称するときには、イコライザーを用いない方式の中での名称として使うことがしばしばある。ただ、軸箱守と軸箱の間にすり板を設ける必要があるため、定期的にすり板の交換が必要である例えばRP515 p.27 - 28。これを避ける場合は釣り合い梁軸箱守式、軸ばね軸箱守式などと称する場合もある。(『鉄道車両ハンドブック』、p.201 - 202。)。その中でもばねの種類や配置により種類が分かれる。 板ばね コイルばね