鉄道 車両 の台車
2008
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その |
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概要 [編集 ]
また
ボギー
台車 の役割 [編集 ]
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
台車 の種類 [編集 ]
基本 的 な分類 [編集 ]
一軸 台車 
国鉄 ED62形 電気 機関 車 14号 のTR109形 1軸 中間 台車
（佐久間 レールパーク）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 
函館 市 交通 局 30形 単 台車 のBrill 21Eを装着 する車両 の例 。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 [注釈 2]。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[4]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[注釈 3]。- ボギー
台車 
イコライザー 式 三 軸 ボギー台車 の例
（国鉄 TR71形 ） 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
- 2
機関 車 の台車 [編集 ]
また、
6
動力 の有無 による分類 [編集 ]
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[5]。- 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[6]。 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 [7]。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[8]。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 による名称 [編集 ]
連接 台車 ・端 台車 ・関節 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[9]。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。連接 車 は車体 に2つの台車 を設 けるボギ ー車 に比較 して、編成 における台車 の数 が少 なくなるが、その得失 については当該 項目 を参照 されたい。中間 台車 ボギ ー車 に3台 以上 台車 が取 り付 けられている場合 、中間 部分 に設置 された台車 の名称 。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。先 台車 ・従 台車
全体 構造 [編集 ]
| 1 | （ |
| 2 | |
| 3 | （ |
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| 5 | |
| レール |
ばね下 重量 ・ばね間 重量 [編集 ]
車体 支持 装置 [編集 ]
車体 支持 方式 [編集 ]
- 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 [編集 ]
| スイングハンガー |
インダイレクトマウント |
ダイレクトマウント |
ボルスタレス |
|---|---|---|---|
| ボルスタ | |||
- 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 ない、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[10]。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 [編集 ]
スイングハンガー
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。
ボルスタアンカーとヨーダンパを
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・ダンパーの種類 [編集 ]
枕 ばね[編集 ]
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：ダンパーで振動 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 。
ダンパー[編集 ]
ダンパーの
垂直 方向 - ダンパー：
枕 ばねや軸 ばねの振動 を減衰 する。（枕 ばねのダンパーは上記 「枕 ばね」節 の写真 を参照 ）。
- ダンパー：
水平 方向
振動 制御 装置 [編集 ]
車体 傾斜 装置 [編集 ]
自然 式 強制 式 制御 付 き自然 式
台車 枠 [編集 ]
構造 概要 [編集 ]
その
台車 枠 の種類 [編集 ]
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[12]。
- アーチバー
- ベッテンドルフ
- 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 ） 板 台 枠 式
-
-
弓形 棒 菱 枠 （アーチバー）台車 の例 -
ベッテンドルフ型 台車 の例
-
-
-
-
板 台 枠 式 の例
（下野 電気 鉄道 ホデハ101形 ） -
台車 枠 の構成 要素 [編集 ]
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 [編集 ]
構造 概要 [編集 ]
軸 箱 支持 方式 [編集 ]
軸 箱 守 式 （ペデスタル式 ）[編集 ]
板 ばね- コイルばね
単式 （軸 ばね）：台車 の軸 箱 上部 に単 列 式 のばね（コイルばね単独 や防 振 ゴム・板 ばねなどと組 み合 わせたものなどがある）を用 いたもので、構造 が簡単 なため日本 では一般 的 に広 く用 いられた[注釈 11]が台車 枠 の軸 ばねを入 れる部分 が高 くなるので床下 の隙間 が小 さいものには向 かない欠点 がある[14]。複式 （ウイングばね）：台車 の軸 箱 上 にある軸 ばねの代 わりに、軸 箱 の軸受 けを中心 として「翼 」を設 け、軸 ばねを2個 に分 けて比較的 柔 らかいばねを用 いたもの。軸受 けの翼 の代 わりに軸 ばね式 と同 じ軸 箱 用 いてつり合 い棒 を使用 したものもある。軸 ばね式 より左右 の場所 を取 る欠点 があるが振動 性能 や柔 らかいばねを用 いられる強 みがある[15]。- ゲルリッツ
式 （ドイツ式 /住友 式 ）：本来 はドイツで開発 された軸 箱 支持 機構 と枕 ばね機構 がセットとなったものを指 すが、日本 ではその内 の軸 箱 支持 機構 部分 のみを模倣 したものをこの名 で呼 んだ。鉄道 車両 の台車 史 も参照 。- オハ35
系 客車 での試験 についてはリンク先 も参照 。 国鉄 DT20形 ：亜種 。いわゆる住友 式 ゲルリッツについては日本 における「ゲルリッツ式台 車 」を参照 。
- オハ35
イコライザー式 [編集 ]
（
軸 箱 守 のないもの[編集 ]
円筒 案内 式 （ウイングばね）：上下 の案内 に、縦 にした二 重 の円筒 （内 筒 と外 筒 ）を用 いて相互 に滑 らせるもの。これには、乾式 円筒 案内 方式 と湿式 円筒 案内 方式 があり、前者 は内 筒 と外 筒 との間 に、耐 磨耗 性 の良好 な耐 磨 レジンの摺 動 筒 を挿入 した構造 としており、後者 は外 筒 の中 に油 を入 れて、内 筒 の底部 に複数 の小 穴 を空 けた密閉 構造 とし、油 の粘性 抵抗 を利用 したオイルダンパの役割 と摺 動 する内 筒 と外 筒 の間 の潤滑 の役割 を持 っている。両者 とも、内 筒 と外 筒 の外側 を保護 の円筒 で覆 うことで塵埃 の進入 を防 いでいる。軸 ばねの内部 に取付 けられており、製造 会社 の技術 導入 先 によりさまざまな呼称 がある。鉄道 車両 の台車 史 も参照 。
板 ばね支持 式 （ミンデン式 ）- ミンデンドイツ
式 ：前後 一 枚 ずつの板 ばねで軸 箱 の位置 を定 めるもの。ただし水平 支持 が固 すぎると板 ばねが上下 にたわむこともできないので、台車 の中心 から遠 い側 を垂直 の板 ばねで支持 し剛性 を下 げている。具体 例 は東武 8000系 電車 #前期 形 を参照 。 - Sミンデン
式 ：台車 中心 側 から伸 びた上下 二 枚 の板 ばねで軸 箱 の位置 を定 めるものであり、軸 箱 支持 装置 のサイズをコンパクトにすることができるが軸 箱 支持 剛性 が高 い傾向 がある。S形 ミンデン式 または片 板 ばね式 とも呼 ぶ。具体 例 は東武 8000系 電車 #後期 形 を参照 。 - IS
式 ：ミンデンドイツ式 と類似 するが、板 ばねの支持 部分 にゴムブッシュを介 して水平 方向 の支持 剛性 を下 げ、板 ばねのたわみを許容 する。ミンデン式 より台車 の前後 方向 のサイズを小 さくできる。 - SUミンデン
式 ：Sミンデン式 にU字形 ゴムをいれて軸 箱 の支持 剛性 を下 げたもの[18]。
- ミンデンドイツ
軸 梁 式 ：下記 モノリンク式 とも似 ているが、軸 箱 と一体 となった軸 梁 （スイングアーム）を、台車 枠 の側 梁 の近 くの1か所 でゴムブッシュを介 して支持 する。ゴムブッシュは緩衝 用 であり、簡素 な構造 で部品 点数 が少 ないため、コストダウンが図 れる。車軸 は軸 梁 の支点 を中心 に回転 運動 するため、車軸 の上下 に伴 い軸 距が変化 する。- リンク
式 - アルストム
式 ：軸 箱 前後 に高 さの異 なる2つの支点 があり、それと台車 枠 側 の支点 とを繋 ぐ、水平 で同 じ長 さの2本 のリンクで位置決 めを行 う。高 さの異 なる2本 のリンクと軸 箱 とでワッツリンクが構成 され、輪 軸 の上下動 に伴 って軸 箱 が回転 するものの、ほぼ直線 運動 となるため軸 距の変化 は無視 できる。各 支点 には緩衝 用 のゴムブッシュが嵌入 されている。 - モノリンク
式 ：1本 リンク式 とも言 う。軸 梁 式 とは異 なり、台車 枠 の側 梁 と軸 箱 の間 を可動 の1本 のリンクでゴムブッシュを介 して支持 する。ゴムブッシュは緩衝 用 であり、ゴムブッシュ部 の2か所 が可動 するため、リンクだけでは軸 箱 の前後 位置 が固定 できないので、軸 ばねの周囲 の部分 が円筒 状 になって受 ける。
- アルストム
積層 ゴム式 ：鉄板 を挟 むなどして積層 したゴムが、圧縮 方向 には固 く、剪断（斜 めにずれる）方向 には柔 らかいという特性 を利用 したもの。軸 箱 の案内 だけでなく、軸 ばねの代替 も（程度 の差 はあるが）ゴムが行 なう。下記 はそれぞれゴムの取 り付 け方向 が異 なる。- シェブロン
式 ：山形 断面 の鉄板 とゴム板 を交互 に重 ねたばねを、前 後 やや上 からハの字形 に挟 み込 むことで、上下 に柔 らかく支持 する。この積層 ばねは、左右 （車軸 ・枕木 ）方向 の復元 力 を得 る（ずれを防止 する）ため「山形 」（ゆるいΛ 形 ）になっていることから、「シェブロン」ばねと呼 ばれる。下記 FT2形 のように上 から別 のゴムで荷重 を支持 する場合 もある[注釈 14]。 円錐 積層 ゴム式 ：ゴムと鋼板 を円錐 状 に重 ねた円錐 積層 ゴムを、ウイングばねと類似 の位置 で軸 箱 の両側 に設置 する。円錐 積層 ゴムは、縦 （上下 ）に柔 らかく、横 （水平 方向 ）に固 い特性 があり、円筒 案内 式 と構造 が似 ているが、案内 と軸 ばねの両者 を兼 ねるため、メンテナンスフリー化 を図 ることができる。
- シェブロン
側 梁 緩衝 ゴム式 ：単 に緩衝 ゴム式 とも言 う。鉄道 車両 の台車 史 #側 梁 緩衝 ゴム式 も参照 。住友金属工業 FS337系 ：台車 枠 と軸 箱 両側 の間 のゴムで前後 左右 方向 の支持 を行 なう。新造 時 のFS337Aは軸 箱 の上 にもゴムを用 いて上下 方向 を支持 し、軸 箱 梁 式 に近 い構造 [19]であったが乗 り心地 が思 わしくなく、これは後 に軸 ばねをコイルばねに交換 している。
軸 箱 梁 式 ：軸 箱 と側 梁 が一体化 されたもの。軸 箱 は円筒 状 の緩衝 ゴム（ゴムブッシュ）で囲 まれて支持 されており、それが軸 ばねの働 きも兼 ねている。梁 に着目 して軸 箱 梁 式 と呼 ばれることが多 い。
軸 箱 一体 式 ：貨車 に多 く用 いられる。軸 箱 と台車 枠 が一体 で、特 に軸 箱 支持 装置 と呼 べるものは持 たないが、ここに含 める。軸 箱 直結 式 ：貨車 に多 く用 いられる。下記 FT1のように台車 枠 との間 に防 振 ゴムをはさむものも軸 箱 直結 式 とされる[20]。
-
-
-
軸 箱 直結 式 の例
（コキ104 FT1）
ブレーキ装置 [編集 ]
基礎 ブレーキ装置 の種類 [編集 ]
- 踏面ブレーキ
式 ：車輪 の踏面に制 輪 子 を押 しつける方式 。以下 の2つの方式 がある。片 押 し式 ：車輪 の片側 からのみ制 輪 子 が押 し付 けられる方式 両 抱 え式 ：車輪 の両側 から同時 に制 輪 子 が押 し付 けられる方式
- ディスクブレーキ
式 ：車軸 に取付 けたブレーキディスクに両側 がら制 輪 子 を挟 みつける方式 。ディスクが取 り付 く位置 により以下 の方式 がある。側 ブレーキ：車輪 を挟 み込 むように取 り付 けられたブレーキディスクを制 輪 子 が押 える方式 。下記 の軸 ディスクを取 り付 けるのがスペース上 困難 な電動 台車 で使用 されることが多 い。国内 では新幹線 用 台車 などに使用 されている。軸 ディスクブレーキ：車軸 の車輪 の間 に取 り付 けられたブレーキディスクを制 輪 子 が押 える方式 。国内 では在来 線 、新幹線 用 台車 などの付随 台車 に使用 されている。軸 端 ディスクブレーキ：車輪 より外側 の車軸 端 に取 り付 けられたブレーキディスクを制 輪 子 が押 える方式 。路面 電車 用 台車 などで使用 されている。
基礎 ブレーキ装置 の構成 要素 [編集 ]
制 輪 子 ：車輪 またはブレーキディスクに押 し付 けられ、制動 力 を発生 させる部品 。鋳鉄 、レジン、焼 結合 金 などの材料 が使用 される。- ブレーキシリンダー：ブレーキ
作動 時 、空気 タンクから圧縮 空気 がシリンダーに流 れ込 み中 にあるピストンを作動 させる装置 - ブレーキてこ：ブレーキ
作動 時 、ピストンが作動 することによりロッドが動 き、てこの原理 により制 輪 子 を動 かし車輪 の踏面またはブレーキディスクに押付 けブレーキを作動 させる装置
駆動 装置 [編集 ]
駆動 装置 の構成 [編集 ]
電車 ・電気 機関 車 （電気 式 気動車 ・ディーゼル機関 車 を含 む[編集 ]
主 電動 機 ：電車 および電気 式 の内燃 動 車 に用 いられる。（詳細 はリンク先 を参照 ）主 電動 機 の装 架 方式 と動力 伝達 構造 （詳細 はリンク先 を参照 ）吊 り掛 け式 中空 軸 可 撓 吊 り掛 け式 （半 吊 り掛 け式 ）- クイル
式 - リンク
式 - カルダン
式 直角 カルダン駆動 方式 - WN
駆動 方式 中空 軸 平行 カルダン駆動 方式 - TD
平行 カルダン駆動 方式 車体 装 架 カルダン駆動 方式 垂直 カルダン駆動 方式 - TGVトリポードカルダン
駆動 方式
気動車 ・ディーゼル機関 車 の場合 （電気 式 を除 く）[編集 ]
動力 伝達 装置 ：気動車 の場合 はエンジンが車体 に設置 されるが、この動力 を輪 軸 へ伝 える部分 は動力 伝達 装置 と呼 ぶ[21]。（機械 式 および液体 式 の気動車 、詳 しくは気動車 ・ディーゼル機関 車 の動力 伝達 方式 を参照 ）減速 歯車 ・減速 機 ：電車 は台車 に装備 された電動 機 と車軸 との間 に設 けられた減速 歯車 によって動力 を減速 させ車輪 に回転 力 を伝達 する。気動車 は減速 機 が台車 に装備 されており減速 歯車 によって液体 変速 機 から推進 軸 で伝達 された動力 をさらに減速 させ車輪 に回転 力 を伝達 する。推進 軸 ・車体 に吊 られたエンジンの動力 を伝 えるための車体 から輪 軸 へ渡 る軸 。自在 継手 を備 えて、車体 ・輪 軸 間 の変位 を吸収 する。
逆転 機 ：車両 の進行 方向 を変 える装置 で逆転 歯車 群 を減速 機内 に内蔵 し台車 に装備 している方式 と液体 変速 機 の後部 に正 逆転 クラッチと歯車 群 を装備 する方式 がある[22]。
軸 箱 組立 [編集 ]
軸 箱 体 ：軸受 を収 める構造 体 。軸 箱 支持 装置 の構成 要素 であるばねやゴムが取 り付 く。軸受 ：通常 軸 箱 体 に収 められており、車体 の荷重 を回転 する車軸 に伝 える重要 な部分 である。昔 の車両 は軸 箱 の中 にオイルを満 たし軸受 と車軸 の間 に油 の膜 を張 る方式 の鞍 形 の平 軸受 が使用 されていた。戦後 は摩擦 抵抗 の少 ないコロ軸受 が使用 さるようになり、上下 方向 と軸 方向 の荷重 を受 け持 つ複 列 円錐 コロ軸受 が採用 された。しかし軸受 自体 に左右 の動 きがまったく無 いと車輪 のフランジ磨耗 が大 きく、保守 にも問題 が出 るので、軸 方向 の変位 を受 けるスラスト受[注釈 15]を併用 した摩擦 抵抗 の少 ない複 列 円筒 コロ軸受 （上下 荷重 を受 け持 つ）+玉 軸受 （軸 方向 の荷重 を受 け持 つ）[注釈 16]が使用 されている[23]。最近 では軽量 化 され、上下 方向 と軸 方向 の荷重 を受持 ち、荷重 の耐 圧 に優 れ騒音 や振動 が少 なく小型 で潤滑 剤 のグリースの寿命 が長 い、密封 複 列 円錐 コロ軸受 を緩衝 ゴムによる支持 を組 み合 わせる方法 が取 られている。- その
他 ：軸受 の潤滑 装置 など。
-
鉄道 台車 の軸 箱 、専用 の棚 にパレットの上 に置 かれている状態 で、中央 に軸受 （ベアリング）と車軸 が入 るための穴 がある -
鉄道 車両 台車 に使用 される最近 の密封 型 の複 列 円筒 コロ軸受 （左側 ）と複 列 円錐 コロ軸受 （右側 ）、従来 の軸受 と比較 してフリーメンテナンス化 とランニングコストの削減 を図 ることができる。 -
鉄道 車両 台車 の軸 箱 と装着 された軸受 （ベアリング）の実物 の断面 図
輪 軸 [編集 ]
車軸 は両 端 部 を軸受 の部分 （ジャーナル）とその内側 に左右 の車輪 を圧入 する輪 心 座 が設 けられており、また左右 輪 心 座 の間 には駆動 台車 では駆動 歯車 装置 の取付 け座 （歯 車座 ）が設 けられ、付随 台車 では一定 の太 さ又 は中央 部分 の径 を細 めたテーパー状 になっており、ディスクブレーキ装着 台車 ではブレーキディスクの取付 け座 が設 けられている[23]。車輪 には、踏面を形成 しているタイヤの部分 をリムに相当 する輪 心 に焼 きばめしたタイヤ付 き車輪 と、タイヤと輪 心 が一体 に作 られた一 体圧 廷車輪 がある。タイヤ付 き車輪 は、磨耗 したタイヤだけ取替 えられるが、焼 きばめ部分 で弛緩 や割 損 などの欠点 があるため、現在 ではあまり使用 されなくなり、一 体圧 廷車輪 がほとんどを占 めている[24]。
その他 の装置 [編集 ]
その
特殊 な台車 [編集 ]
操舵 台車 ・ラジアル台車 （輪 軸 操舵 機構 つき台車 ）[編集 ]
このため、
そのため、1
この
このほか、リニアモーター
各 ボギー台車 に備 わる軸 箱 の一方 について支持 剛性 を柔 らかい設定 とする方式 - JR
東海 383系 電車 （車体 端 側 軸 箱 を柔 支持 ）
- JR
各 ボギー台車 の両 軸 箱 をリンクで結合 して変位 可能 とし、各 車軸 の変位 角 を均等 にする方式 台車 内 前後 の主 電動 機 および吊 り掛 け式 の駆動 装置 と輪 軸 全体 が台車 中心 付近 のピボットを中心 にして曲線 にあわせて台車 枠 に対 して転向 する方式 台車 内 前後 の主 電動 機 および吊 り掛 け式 の駆動 装置 と輪 軸 全体 が台車 中心 付近 のピボットを中心 にして曲線 にあわせて台車 枠 に対 して転向 するのに加 え、さらに前後 の主 電動 機 、駆動 装置 、輪 軸 をリンクで結合 して2軸 の車軸 の変位 角 を均等 にする方式 - スイス、レーティッシュ
鉄道 Ge4/4III形 、モルジュ-ビエール-コソネイ地域 交通 Ge4/4形 、モントルー・オーベルラン・ベルノワ鉄道 Ge4/4形 （1m軌間 、設計 最高 速度 120km/h）など
- スイス、レーティッシュ
曲線 区間 で車体 に対 して台車 が回転 すると、車体 と台車 の位置 関係 の変化 をリンク機構 により輪 軸 に伝 え、両輪 軸 の延長線 が曲線 の中心 に指向 するように角度 が与 えられる方式 - JR
北海道 キハ283系 気動車 、東京 メトロ1000系 電車 （車体 中心 側 軸 箱 のみ操舵 ）
- JR
台車 そのものを転向 制御 する方式
-
383系 電車 のC-DT61形 台車 。軸 箱 を支持 する軸 ばね上部 の構造 が左右 で異 なっている（向 かって右側 の軸 箱 が柔 支持 となる）ことに注意 -
キハ283系 気動車 のN-DT283形 台車 。中央 の枕 ばね下部 から左右 の軸 箱 に伸 びるリンクに注意
マキシマム・トラクションボギー[編集 ]
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マキシマム・トラクション
偏心 台車 [編集 ]
振 り子 式台 車 ・車体 傾斜 装置 つき台車 [編集 ]
台車 の歴史 [編集 ]
台車 の形式 名 [編集 ]
脚注 [編集 ]
注釈 [編集 ]
- ^
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。 - ^
英語 のsingle truck car が由来 とされる。 - ^ 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。 - ^
英語 のLeading Truck（先 台車 ）の頭文字 より。 - ^ Hはドイツ
語 のHaupt（主 の意 ）から。 - ^
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。 - ^
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。 - ^
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 なう）をなしているが、これで代表 させる。 - ^
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。 - ^
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。 - ^
特 に東急 車輛 製造 製 の台車 では1990年代 までこのタイプの台車 がメインとして作 られていた。 - ^ ただし、1958
年 に製造 が開始 された国鉄 DD13形 ディーゼル機関 車 では、初期 形 に理由 は不明 ながらイコライザー式台 車 が採用 された。2次 形 以降 はウイングばね式 に変更 されている。 - ^ ことに
長大 編成 の列車 を沿線 に人家 すらまれな地域 で運行 し、脱線 時 の対応 を基本 的 にすべて列車 乗務 員 だけで行 う必要 があるアメリカの鉄道 では、台車 の軌道 への追従 性 を少 しでも上 げて脱線 の可能 性 を減 らすことは、他国 での事例 と比較 して非常 に切実 な課題 である。 - ^ 「
複 合 ゴム支持 方式 」という。（外部 リンク「台車 近影 」該当 ページ） - ^
軸 方向 の変位 を受 ける方法 としては、玉 軸受 と緩衝 ゴムを組合 わせと玉 軸受 と皿 ばねの組合 わせにより軸 箱 内部 で軸 方向 の変位 を受 ける緩衝 方式 と、軸 箱 の外部 で軸 方向 の変位 を受 ける外部 緩衝 方式 がある。 - ^
円筒 コロの外側 に装備 されている。 - ^ この
方式 を考案 したのは大手 機関 車 メーカーとしても著名 であったボールドウィン・ロコモティブ・ワークス (BLW)社 で、この種 のクロスアンカーの利用 による輪 軸 の操舵 は、蒸気 機関 車 用 1軸 心 向 先 台車 という形 でこれより早 い時期 に考案 されていた。 - ^
各 輪 軸 を支持 する軸 箱 の一方 について前後 方向 の支持 剛性 を確保 し操舵 時 の回転 運動 の中心 とし、もう一方 の軸 箱 を台車 の回転 角 に応 じてリンクで操舵 させる方式 。各 輪 軸 は心 皿 を中心 として点 対称 に前後 方向 の支持 剛性 が高 い軸 箱 によって支持 される。 - ^ このような
事情 から、20世紀 中 に開発 ・実用 化 された自己 操舵 台車 はほぼ例外 なく最高 速度 の低 い路面 電車 や貨車 、それに山岳 線区 用 の機関 車 など各 台車 固有 の1次 蛇 行動 が発生 する速度 域 よりも低 い速度 域 で、しかも急 曲線 区間 を抱 える線区 で運用 される車両 に適用 されるに留 まった。 - ^ それに
先立 ち、1970年 に試作 された自然 振 り子 式 の試験 車 である591系 電車 では軌道 横 圧 の低減 に主眼 をおいて連接 構造 を採用 し、各 連接 台車 に前後 車体 とのリンク結合 による自己 操舵 機構 を組 み込 んで試験 が行 われた。だが、これは逆 に両 端 の通常 台車 から軌道 にかかる横 圧 が過大 となるという現象 が発生 したため、連接 構造 共々 量産 採用 が断念 されている。 - ^
近畿車輛 （台車 の首 振 り角 に応 じた輪 軸 操舵 角 をリンクにより機械 的 に与 える方式 ）と住友金属工業 （軸 箱 前後 支持 剛性 を進行 方向 に応 じ、前後 非対称 に設定 する方式 ）の2社 により試作 されたC-DT955台 車 を381系 に装着 して長期 試験 を実施 した後 、実用 化 。
出典 [編集 ]
- ^
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。 - ^ a b
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）】」。 - ^
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 」 - ^
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 」 - ^
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 」 - ^
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 」 - ^
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 」 - ^
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 」 - ^ 『
日本 車輛 製品 案内 昭和 5年 （NSK型 トラック）』 p.15 - ^
野元 浩 『電車 基礎 講座 』p.97 - ^
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」 - ^
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。） - ^
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 】10軸 ばね式台 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.1002「【台車 の種類 】11 ウィングばね式台 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.1002「【台車 の種類 】12 つり合 いばり式台 車 」 - ^ RP515 p.44。
- ^ RP515 p.31。
- ^ RP515 p.29。
- ^ RP515 p.33。
- ^ a b c
総研 (2006) - ^ 『
鉄道 車両 メカニズム図鑑 』, p. 55. - ^ a b 『
鉄道 車両 メカニズム図鑑 』, p. 226. - ^ 『
鉄道 車両 メカニズム図鑑 』, p. 225. - ^ a b
下川 嘉之 「曲線 を円滑 に通過 するための操舵 技術 」『計測 と制御 』第 56巻 第 2号 、計測 自動 制御 学会 、2017年 、87-92頁 、CRID 1390282681523924992、doi:10.11499/sicejl.56.87、ISSN 04534662、NAID 130005240488。 - ^
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 】 9マキシマム・トラクションボギー」。 - ^
湯口 徹 『日本 の内燃 動 車 』成山 堂 書店 、他 - ^
久保 敏 、小山 政明 編 『鉄道 青春 時代 -国電 (1) 』（『鉄道 ピクトリアル』2011年 2月 号 別冊 ）電気 車 研究 会 、p.13。
参考 文献 [編集 ]
日本 国有 鉄道 編 『鉄道 事典 （下 ）』日本 国有 鉄道 発行 、1958年 。日本車輌製造 『日本 車輛 製品 案内 昭和 5年 （NSK型 トラック）』、1930年 電気 車 研究 会 『鉄道 ピクトリアル』1989年 8月 号 No.515特集 台車 （同誌 は必要 に応 じ、注 において略号 RPと通巻 、頁 で指示 する。）吉川 文夫 「台車 の歴史 過程 」 p.10 - 15。伊原 一夫 『鉄道 車両 メカニズム図鑑 』グランプリ出版 、1987年 。ISBN 978-4906189649。 NCID BN02088631。久保田 博 『鉄道 車両 ハンドブック』、グランプリ出版 、1997年 - ヴォルフガング・シヴェルブシュ
著 加藤 二郎 訳 『鉄道 旅行 の歴史 -十 九 世紀 における空間 と時間 の工業 化 』、法政大学 出版 局 、1982年 日本 機械 学会 編 『鉄道 車両 のダイナミクス』電気 車 研究 会 、1994年 。ISBN 4-88548-074-4。宮本 昌幸 『図解 雑学 電車 のしくみ』、ナツメ社 、2005年 野元 浩 『電車 基礎 講座 』（初版 ）交通 新聞 社 、2013年 。ISBN 978-4-330-28012-7。鉄道 総合 技術 研究所 (2006).鉄道 技術 用語 辞典 .丸善 . ISBN 978-4-621-07765-8
関連 項目 [編集 ]
鉄道 車両 の台車 史 関連 する構造 関連 する事象 日本 国内 の台車 製造 メーカー
外部 リンク[編集 ]
台車 近影 - ネコ・パブリッシング『鉄道 ホビダス』（2019年 4月 12日 閲覧 ）
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