鉄道車両の台車史

鉄道車両の台車史では、鉄道車両用台車の発達過程の概略を記述する。

1. 前史
-----

黎明期の鉄道車両の走り装置は、馬車の揺動防止機構を援用する所から出発していた。

これはイギリスにおける鉄道建設が1820 - 1830年代当時、同国で発達していた有料道路や有料運河と同列のものとして考えられ、旅客輸送については馬車の車輪だけを置き換えて軌道上を走行させるという運用形態がごく普通にとられていたこの形態は1840年に、イギリス議会に設けられた委員会で鉄道上での旅客輸送を鉄道会社の独占的管理下に置くことが決議されるまで続いた。また、それ以後も馬車を平らな床のみを備える貨車に積載して旅客輸送を行う、今のピギーバックに近い輸送形態は各国で長く続いた。}}こと鉄道旅行の歴史に一因がある。

馬車においては、かつては軸受が車体台枠部分に作り付けとなっていたが、後に重ね板ばねを用いて弾性支持することで乗り心地の改善が図られた。鉄道車両においても、車輪をフランジ付きの鉄道車両用車輪に置き換えただけで、後は車体を含め当時の最新技術である馬車の設計を踏襲し、あるいはそれどころか必要に応じて馬車の車体を車台部分から切り離して鉄道用車台に載せて客車として使用する、という輸送形態も一般に行われた鉄道旅行の歴史。これらの事情から、最初期の客車から車体に作り付けではなく、当時の馬車に準じた軸箱と重ね板ばねによる軸箱支持機構で出発した。そのため、鉄道車両用台車は二軸車と呼ばれる、二つの輪軸と車体との間の位置関係が基本的に固定された最も原始的な構造で出発することともなり、輸送力増強の要請に対しては二軸車のままでの車体および軸距の延伸や、荷重増大に対処すべく一軸を二軸間に追加した三軸車によって対処された。これらの対処法もまた馬車の発達に倣って展開したもので、曲線通過に対する配慮に欠けていたもっとも、ボギー台車発明以前においては、これ以外に旺盛な輸送需要に対応する方策が存在しなかったのも事実である。}}。

このため、イギリスにおいては比較的長い車体に二軸あるいは三軸の輪軸を固定した客車が走行可能なように極力緩いカーブと直線を組み合わせ、地形的な障害等に対してはトンネル掘削と橋梁や築堤、高架橋の建設による立体交差化で対処する、現在の新幹線に近い平坦かつ良好な線形での建設を強いられることとなった鉄道旅行の歴史。

しかも、車両の車体断面形状の最大値を規定する車両限界が馬車由来の小断面で策定された結果、イギリスの鉄道は以後も長く輸送力増強のたびに悩まされることともなったイギリスの鉄道が[[標準軌。

この方法論は既に都市圏が形成されていて確固たる輸送需要が期待でき、かつその建設に必要となる資金確保が容易であった当時のイギリスなどの先進工業国では容易であっても、鉄道建設そのものを社会的なインフラストラクチャー整備や地域開発の基軸に据える、「開拓」の手段として展開しようとしていたアメリカ合衆国や、多くの植民地群においては、主として資金面の事情から実現が困難であった。特に、東海岸と西海岸と称される人口集積や産業振興が容易な2つのエリア間にロッキー山脈やアパラチア山脈をはじめとする急峻かつ巨大山脈が横たわっていて、技術的にもその方法論の援用が非現実的であったアメリカの場合、状況は非常に深刻であり、建設費削減のために地形に従って急曲線や急勾配を許容せざるを得なかったその代償として建設費は当時のイギリスの一般的な例と比較して単位距離当たり約1/3となった。また、トンネルを回避することにより車両限界の拡大も可能になった。}}。このため、車軸が台枠に固定された二軸車・三軸車ではその曲線通過特性故に車体長が著しく制限され、需要に見合った輸送力が提供出来ない、というジレンマを抱えることとなった鉄道旅行の歴史。

2. ボギー台車の誕生
-----------

アメリカでは特に問題となっていた鉄道車両の曲線通過にかかる問題を、首振り式の台車を採用することにより解決した。この発想自体はかつての宗主国たるイギリスで既に、1821年にウィリアム・チャップマンによって「ボギー台車」として考案・特許申請されていた。この方式は、従来、車体台枠に軸箱支持機構を直接固定するただし、前述したように馬車の車体載せ替えによる客車化などの形で、一部には台枠を上下に分離し、台枠と台車枠、として双方の間にばねを入れて弾性支持を行う、明確な機能分化を行った形態のものも出現していたSfn方法を改め、短い台枠と軸箱支持機構を組み合わせて構成された2台以上の台車を用意して旋回可能とし、それらの上に従来よりも長大な車体を搭載するものである。こうすることにより、台車枠中央部に用意された枕梁黎明期のボギー台車ではこれは左右の側枠を連結する、横梁と分離されておらず、また弾性支持もなされていなかったが、やがてこれらは明確に分離され、枕梁はばねで台車枠本体に対し弾性支持されるのが一般的となって行く。}}上に心皿と呼ばれる荷重を支持し牽引力を伝達し、さらに台車枠の旋回を案内するための台座を設け、この部品の上から車体に強固に固定されたセンターピンと呼ばれる部品を落とし込んで首振り可能とし、更に心皿の左右に側受と呼ばれる摺動しつつ荷重の分担支持を担当する部材を設置することで、急曲線通過を容易にした鉄道旅行の歴史。

ボギー台車はイギリスではその採用の必要性が薄かったこともあって実用化されていなかった高い用地取得費と低い人件費、それに[[アイザック・ニュートンが、輸送力増強と線路条件の双方の事情から切迫した状況にあったアメリカでは1832年に蒸気機関車の先台車として採用され、1834年にはロス・ワイナンズによる特許申請とともにボギー車として客車にも採用された。以後アメリカでは先台車付蒸気機関車とボギー客車が急速に普及し、事実上の標準方式となった。そしてアメリカ以外の国でも台車は先台車やボギー台車として次第に採用されるところとなり鉄道車両の大型化や安定走行に貢献することとなった。

アメリカでは当初、二軸車・三軸車の軸受装置と同様の重ね板ばねを使用するペデスタル式のシンプルな軸箱支持機構が採用されていた。だが、その後は劣悪な条件の軌道での追従性に優れる釣合梁台車が、やはり蒸気機関車の先台車用として開発された技術を応用する形で導入され、これも爆発的な普及を見ている。

なお、この時期のアメリカでは鋼材よりもスプルースなどの良質木材の方がより容易に調達可能な状況脱線等で破損した場合の修復・交換も容易であった。総じてアメリカの鉄道ではその極端な[[鉄道駅にあり、鉄道車両、特に客車の台車枠を木製とする例が多く見られたこれはペンシルバニア鉄道のような大私鉄も例外ではなく、軸箱部に[[蹄鉄レイル No.16。

3. インターアーバンの台頭
--------------

台車の多様化の観点から重要な役割を果たしたのは、1890年代以降の交流による高圧送電システムの普及と歩調を合わせてアメリカで爆発的な普及を見た、路面電車およびインターアーバンであった。

3.1. J.G.ブリル社の展開
----------------

これらのインタアーバンでは、エジソンの部下であったフランク・スプレイグの手によって確立された吊り掛け式モーターと架線集電を基礎とする簡潔なシステムをその基本とする。

スプレイグらによってリッチモンドで実施された、最初の電気鉄道実用化実験の際に電車用台車製作に参入し、以後のインタアーバンの隆盛によって大きな利益を上げた企業の一つに、J.G.ブリル社があった。

馬車鉄道用客車製作で創業したブリル社は、当初、Brill 21E 単台車柔らかく乗り心地が良く、しかも床面高さを軸ばね式より低くできるウィングばねを軸箱支持に採用し、強靱かつ事故破損時の修復が容易でしかも顧客の要望に応じて自由に車軸間の[[ホイールベースで名を上げた。同台車は路面電車用2軸単台車の代名詞的存在として世界中に広く普及し、かつ世界中のメーカーにライセンス生産品や模倣品を大量に製造されるほどの成功作となったのである。

もっとも、この成功はブリル社に大きな利益をもたらした一方で、路面電車およびインターアーバン向け車両市場の可能性に気付いた競合メーカーの台頭や新規参入を招いた。このため、それらとの競争の必要や急速に拡大する市場の、つまりより大型、高速、そして乗り心地の良い車両を欲する事業者の要請から、同社は新機構を備えた各種台車の開発に邁進した。

その開発過程で、ブリル社は成功作である21Eの構造を基本としつつ、ラジアル台車、マキシマム・トラクション台車、と次第に大型化してゆく車体に対応した台車の開発を進め、軸ばね式で細身の側枠にハンガーと釣り合いばねを介して線路方向に重ね板ばねを置き、その上に揺れ枕を載せて支持するBrill 27G→27GE→76E・77E76E・77Eは低床車用として27GEを基本に後述の27MCBと同様の新機構を導入したもの。76Eは主電動機を外掛け式とした短軸距モデル、77Eは主電動機を車軸間に内掛けとした長軸距モデルで、主電動機の支持位置以外の基本構造は同一である。なお、ブリル社製台車に与えられている形式名のEはEnrollを意味し、量産製品であることを示した。}}、これを基本としつつ板ばねを長い下揺れ枕に置き換え、その上に枕木方向に重ね板ばねを置いて上揺れ枕を支えるBrill 27E、更には釣り合い梁を2軸間に渡してその上に側枠から下ろしたコイルばねを載せ、枕梁をそれとは独立した枕木方向の揺れ枕吊りで支持するBrill 27MCB1909年開発。なお、型番のMCBはMaster Car-Builders Associationの基準に準拠して設計されたことを示し、他社製品にも同様の付番例が存在した。}}、と量産に適した型鍛造による強靱な側梁を特徴とするただし、試作要素の強い27Gなどの一部には鋳鋼製側梁を備えたものもあった。}}独特の構造の2軸ボギー台車を電鉄各社に大量供給した。

これら、中でも特にブリル社製電車用2軸ボギー台車の決定版となったとされる27MCBBrill 27MCB-2・2X・4Xなど。日本には27MCB-1・2・2Xが輸入されたほか、ブリル社と技術提携を行っていた日本製鋼所による正規ライセンス生産品の27MCB-4Xが新京阪鉄道へ納入されている。}}では、通常の重ね板ばねだけではなくグラジエート・スプリングと呼ばれるコイルばねを組み合わせて必要に応じて異なった特性のばねが作用する巧妙な枕ばね機構荷重が軽い間は柔らかいコイルばねが作用し、荷重が一定水準を超えると、このコイルばねがセットしてしまう前に上下の周囲に設けられた支持部品同士が接触してコイルばねをバイパスし、硬いが耐荷重上限の高い板ばねに直接荷重がかかるようになる。つまり、枕ばねのばね定数を2段可変式としており、ブリル社は1910年代には乗り心地を支配するのは枕ばねであると結論付け、重視していたことが判る。事実この時代に製造された同社製台車はいずれも枕ばねを可能な限り柔らかくするように設計されており、車両の大型化による荷重の増大を見越して硬い枕ばねを好んだ[[ボールドウィン・ロコモティブ・ワークス、曲線通過時の旋回特性を改善すべくトラニオンあるいはトラニオン・タイ・ロッドとも呼ばれる。}}と呼ばれる自在継ぎ手で側梁や横梁揺れ枕と平行に配され、左右の側枠を結合する部材。}}と揺れ枕部を連結する、現在のボルスタアンカーに相当する揺動抑止機構回転部の摩擦力を利用する単純なリンク機構であったが、台車側受の摩擦抵抗軽減とビビリ振動の抑制に絶大な効果があった。世界各国でボルスタアンカーの効用が正しく理解され広く普及したのは1950年代
以降であり、非常に先進的な設計であった。}}、それに揺れ枕のスイングリンクに組み込まれ、摩耗によるがたつきの除去に効果を発揮したボールハンガースイングリンクと揺れ枕の接触部を半球状の本体と、これに対応するくぼみで構成。球状であるため摩耗の点で有利であったが、摩耗しきった場合にはリンク本体の半球部を鍛造などで新規に作り出す必要があり、型鍛造を行うのに必要な設備を持たない中小私鉄では手に余る面もあった。}}およびスナッパー先述のボールハンガーと1セットで使用され、スイングリンクの可動ピンを抑えばねで常時押さえつけることでがたつきを除去する。この機構は特許対象外であったのか、後に[[国鉄TR23形台車#派生形式など、静かで乗り心地の良い台車を実現するために非常に先進的な機構が満載もっとも、これらの特徴的な新開発機構の大半は模倣品対策として特許で保護されており、21E同様に各社で製造された模倣品はことごとくこれらの機構を省略していたため、乗り心地の点で正規品に大きく劣った。}}されていたその先進性と乗り心地の良さゆえに27MCB系は採用各社で非常に長期に渡って使用され続けた。たとえば日本では実に初号機完成からほぼ1世紀を経た2007年まで、途中で軸受のローラーベアリングへの交換などのアップデートを実施しオリジナルの状態は保たれてはいなかったものの、高松琴平電気鉄道で現役の[[高松琴平電気鉄道30形電車#30形 。

3.2. ボールドウィン社の展開
----------------

この、ブリル社による多様な電車用2軸ボギー台車製品の展開とその普及に立ちはだかったのが、A形台車、およびこれの荷重上限拡大版であるAA形AA形は各部の設計変更や強化を行って、心皿荷重上限をA形よりも引き上げた改良モデル。}}、それに路面電車用低床台車のL形およびR形を展開したボールドウィン・ロコモティブ・ワークス社である。

元来がアメリカ最大の生産力を誇った大手蒸気機関車メーカーであり、2軸ボギー台車のルーツと言うべき蒸気機関車用2軸先台車の設計をインターアーバン用台車に展開する形で1900年代後半にこの市場に参入したBLW社は、釣り合い梁と揺れ枕吊りを備えたMCB規格準拠のA形台車を第1陣として、「世界の機関車工場」と謳われたその量産力に裏付けられた低価格と短い納期、それに長年の機関車設計で得られた優れた設計による高い信頼性を武器にインタアーバン向け車両用台車の市場で急速に台頭した。

特に処女作でありながら空前のヒット作となったA形は、78-25Aのように軸距と心皿上限荷重を数字で示し、その後に形式名を示すアルファベットを付与するその型番が示すとおり、顧客の要求に応じて自由にそれらのスペックを変更可能とされており、ボールドウィンの創案になる優美な半月形の鍛造釣り合い梁、複列のコイルばねを天秤式で側枠と接続する巧妙な釣り合い梁のばね受構造、丈夫で変形時の修理の容易な可鍛鋳鉄を使用する軸箱守、入手の容易な一般鋼材を組み合わせたトラス構造を採用した側枠など、実用的、かつ製造および保守の容易性に留意したその合理的な設計を見れば大ヒットを納得できる、優れた台車であった。

このA形で示された基本コンセプトはその強化版に当たるAA形をはじめとする以後の同社製台車各種でも継承されており、特にBrill 27GE→76E・77E対抗として送り出されたL形およびR形ライバル製品のBrill 76E・77Eと同様、L形は主電動機を外掛け式とした短軸距モデル、R形は主電動機を車軸間に内掛けとした長軸距モデルで、主電動機支持位置以外の基本構造は同一である。}}でも釣り合い梁関連の特徴以外は全て継承された。

ライバルであるブリル社が量産では有利であるものの巨額の設備投資を要する製造法大型の台車枠を型鍛造で製造するには、その規模に見合った大型の鍛造機を必要とする。}}と各部機構の特許取得に邁進してコピー品との差別化やライセンス供与ビジネス具体的には日本の日本製鋼所やイギリスのブラッシュ・エレクトリック社などの国外メーカーにライセンスが供与され、これらの企業では正規のブリル社製品と同等の機構を備えた台車が製造された。}}の展開を図ったのに対し、入手の容易な部材を使用し生産性に優れた同社製台車は、普及期と第1次世界大戦の勃発が重なって入手難の状況がしばらく続いたためもあって、むしろそのデッドコピー品BLW社製台車はコピー品の製造が特に容易であることで知られ、例えば[[南海電気鉄道がブリル台車を駆逐する勢いで世界中に大量に普及することとなった。

4. 低床化へのアプローチ
-------------

路上からの乗降を行う路面電車の場合、通常の鉄道車両とは異なる設計が求められる。具体的には、乗客の乗降の便を図る上では客室の床面高さを路面に近づけることが望ましく、古来より様々な方法が試行錯誤されてきた。

その最初期例となったのは、電気鉄道用2軸単台車としては空前のベストセラーとなったBrill 21Eを開発したブリル社が路面電車車両の大型化に対応して1891年に開発した、初の2軸ボギー台車であるBrill 22Eメーカーカタログでは[[Eurekaである。この台車は車体床面高さを低く抑えるために通常のボルスタと心皿を省略し、円弧状のガイドと、コンプレッションブロックと称するばね付きのピンを内蔵した支持架で旋回と牽引力を担当し、垂直荷重は側受を介して複列のコイルばねが負担するという、現在のボルスタレス台車の始祖とでもいうべき変則的かつ極めて複雑な構造を備えていた。この台車は同時に、動輪と従輪の2つの車輪径を違え、荷重を負担する側受の位置を動輪寄りに意図的にずらすことで動輪の粘着力を稼ぐ「マキシマム・トラクション」台車の最初期の例の一つでもあるが、これらの特徴的な構造・機構はいずれも、路面電車で求められる床面高さの引き下げと電動機を装架する動軸の粘着力確保を両立する方策として採用されたものであったこの特殊構造は、以後の路面電車用低床台車の進むべき道を示唆するものであった。もっとも、この台車には従輪の軸重が軽いために特に車体の長い車両に装着されると曲線通過時に従輪の脱輪を引き起こしやすい、という問題があり、ブリル社も以後は通常台車を低く設計する方針に転換、ここで示された方策の数々はおよそ四分の三世紀に渡って忘れ去られることとなった。なお、このマキシマム・トラクション台車はアメリカでは上述の不具合ゆえに短期間で製造が打ち切られたが、2階建て電車を多用したイギリスでは構造の特徴から低重心化が容易なためその後も愛用され続け、1910年代までJ.G.ブリル社からライセンス供与を受けていたブラッシュ・エレクトリック社で生産が継続している。}}。

もっとも、変則的な構造を備えるこのBrill 22Eでの試行は、一般的には事実上失敗に終わった採用各社の多くが本台車の廃棄、あるいは本台車装着車の淘汰を短期間で実施している。}}。このため、ブリル社はこの野心的な設計を捨てて通常構造のボギー台車への移行を強いられ、Brill 27Gを筆頭とする高床を前提とする27シリーズを開発、一旦は低床台車の開発を中断することとなった。

そのため、各地の路面電車では、これらの通常の高床式ボギー台車を使用しつつ客室床面の低床化を図ることが試みられた。それは例えば台車間の台枠を引き下げ、後年の2階建て車体を備えるボギー車における1階床面と同様に、軌道面に近いレベルまでその部分の床面を下げる、といった方策この手法を用いた車両は部分低床車と呼ばれ、後年バリアフリーへの対応として路面電車の低床化が要請されるようになった際に、そのメリットが再認識されることになる。}}であり、1910年頃にニューヨーク鉄道のヘドリィ・ドイルによって考案され、その名を取って「ヘドリィ・ドイル・ステップレスカー」あるいは運行線区にちなんで「ブロードウェイ・バトルシップ」と呼ばれる中央出入り台式の車両5000・6000形。6000形はこの構造を活用した2階建てで、客室側を小直径の従輪としたBrill 62Eを装着していた。なお、同種の構造の部分低床車はロサンジェルスのパシフィック電鉄にも導入されている。}}が20世紀初頭の時点における部分低床車の代表例として知られている。

5. 各国における技術開発の多様化
-----------------

鉄道の実用化以来、長期にわたって単純な軸ばね台車や釣り合い梁式台車が一般的であった鉄道車両用台車であるが、20世紀に入る頃から列車運行速度の引き上げに対応し、これに適合する特性を備えた設計とすることが求められるようになった。そのため、1920年代以降、世界各国で高速台車の研究が進んだ。

もっとも、理論的な面での研究こそ進められつつあったものの、蛇行動が問題となるほどの高速域で営業を行う国は皆無に等しく20世紀前半に台車設計で最先端を走っていたドイツでさえ、20世紀初頭の段階でのベルリンの試験線における200 km/h運転を別にすれば、1933年のフリーゲンダー・ハンブルガー運転開始までは最高速度は150 km/h以下、表定速度は110 km/hに達しなかった。このため、古い設計の台車でも、営業運転の範囲で危険な第二次蛇行動が問題となることはなかった。}}、また各国とも戦争遂行や産業振興の必要性から高速化と相反する貨物輸送力の拡充が社会的に強く求められていたこともあって、高速化のためには必要だが円滑な貨物輸送の遂行には障害となるような軌道改良を積極的に進めにくい一面も存在した。

このように、高速台車開発が難しい状況ではあったが、乗り心地の改良の過程で蛇行動への対処が求められ、また列車運行本数の増大に伴う軌道破壊の急速な進行への対処策も必要とされたことから、既存の重ね板ばねによる軸ばね式台車やイコライザー式台車に代わる新型台車の研究開発は、列車の運行速度の引き上げと歩調を合わせて徐々に進んでいった。

だが、1964年、ヨーロッパ各国にとってはほぼノーマークの鉄道後進国と見なされていた日本の国鉄が、高規格の旅客鉄道を低速の在来鉄道から分離した東海道新幹線を最高速度210 km/hで営業運転開始したことでこの状況は一変することとなる。

5.1. ドイツ
--------

ドイツでは、早くからルール地方で製鉄が発達していたこともあり、良質のばね鋼の供給には不自由しない状況にあった。このこともあって同国ではドイツ連邦の下で各邦国が独自の鉄道経営を行っていた時代から、重ね板ばねの特性を最大限に生かした台車の開発が模索され続けており、重ね板ばねとリンクを巧妙に組み合わせた軸箱支持機構が20世紀初頭の段階で既に実用化社などによる。なお、この種の台車は日本へも輸入されており、鉄道院が初のボギー台車を備える電車として1909年に製造した[[国鉄デハ6250形電車されるなど、世界をリードする研究開発が行われていた。

ドイツ帝国成立後、1920年に新たに成立したドイツ帝国鉄道は、統合後D-zugDurch-zug：日本語に直訳すれば「直行」。一般的には「急行」と解される。}}向けとして最初の制式客車シリーズを設計するに当たり、ドイツ国内の有力車両メーカー各社へ呼びかけ、高速運転に適した台車の設計コンペティションを実施した。

ここで長期にわたる検討の結果選択されたのがゲルリッツ式台車の開発}}1923年にWUMAGが設計した、長軸距と長大な重ね板ばねを組み合わせたばね機構を特徴とする、ゲルリッツ式と呼ばれる高速台車である。

この台車は、荷重負担を担当する重ね板ばねと微振動吸収を目的とした2本のコイルばねを組み合わせた、門形のばね群による軸箱支持機構同様の軸箱支持機構を備えた台車は、遅くとも19世紀末のドイツには既に存在していた。つまり、この部分だけを抜き出して採用した台車をゲルリッツ式と称するのは、厳密には誤りである。}}に加え、非常に長大かつ高剛性の重ね板ばねを2段リンク式で側梁から線路と平行に吊り下げ、これらに直交するように枕梁を直接板ばね上に乗せることで揺動周期の長周期化と蛇行動の引き金となる不安定速度領域の引き下げ2段リンクの作用により一次蛇行動が発生する速度を低速域に落とし込む。このため低速域ではやや乗り心地が低下するが、それを代償とすることで高速運転を行う急行形客車として重要な高速度域での走行特性が向上する。また、ロングスパンの重ね板ばねを用いたことで必然的に軸距が延びたが、これも直進安定性の向上に大きく寄与している。}}を実現するものである。

この台車の制式化は以後のドイツ帝国鉄道における速達列車の高速化に大きく寄与し、またその成功は他国での高速台車開発にも少なからぬ影響を及ぼした。

ゲルリッツ式台車そのものはドイツの国情に最適化して開発されたものであったため、他国に広く普及するには至らなかった日本でも同様の構造・機構を備えた台車が鉄道省の手によって試作され、戦後まで国鉄オハ35系客車で試用された。この試作台車は高速走行時の乗り心地の素晴らしさを激賞されたが、長軸距もあって曲線の多い日本では量産制式採用には至らなかった。}}が、そうした優れたばね鋼の特性を生かした軸箱支持機構開発の伝統は、ミンデン研究所で開発され、1950年代以降ドイツ連邦鉄道の制式客車用台車として量産されたミンデン・ドイツ式台車を経て、やがてそれはICEでのカップリングフレーム台車の実用化へとつながって行くこととなる。

また、この技術のライセンス供与先である日本の住友金属工業では、新幹線用として高速走行特性を改良したIS式台車が生み出され、また板ばね2枚の組み合わせで軸箱を片持支持とし、ミンデン・ドイツ式の弱点である占有面積の縮小や軽量化を実現したS形ミンデン台車、さらにはS形ミンデン台車を基本としつつIS式台車と同様に板ばね支持基部へ防振ゴムを挿入し枕木方向の柔支持による曲線通過特性の改善を実現したSU形台車といった形で独自の進化を遂げている。

5.2. スイス
--------

第一次世界大戦に伴う物流の停滞で油脂類の供給難を経験したスイス政府は、永世中立国としての自国の立場を維持してゆく上で、非常時に備えた国内に産出しない稀少資源の恒常的な消費量削減の必要性、中でも特に自国で一切産出せず輸入に依存する必要がある戦略物資である油脂類について、これまで以上に厳しく消費抑制を図る必要があることを強く認識した。

このため、特に物流の根幹となる鉄道においては、燃料消費を削減する目的で路線網の電化推進、軽量客車の開発、といった策が講じられたが、その一方で駆動システムや台車など、軸受や歯車などに油脂を大量に消費する機構部の設計について、可能な限り油脂類を消費しない代替メカニズムで置き換えるべく、その開発に巨額の費用が投じられた。

ここで誕生したのが、シュリーレン社やシンドラー社なお、[[スイス車両エレベーター製造、それに兵器メーカーとしても著名なSIG社などにより、1930年代以降軽量客車用として開発・量産された円筒案内式台車スイスではこの時期、他にも[[シグである。

この円筒案内式台車はウィングばね式台車の延長上に位置するものであるが、油浸あるいは低摩耗材料による二重円筒をコイルばねの内側に収め、これにダンパーと軸箱の上下動を案内する機能を兼用させることでペデスタルを排し、乗り心地の改善と油脂消費量の低減を実現し、併せてプレス材溶接組立構造とすることで十分な強度を維持しつつ軽量化をも実現するという、画期的な設計であった。

この方式の台車は高精度な加工技術は必要であったが、その一方で以下のメリットが存在している。

ウィングばね式台車と同様、各軸箱ごとに軸ばねが複列となって個々のばねのばね定数引き下げが可能となるため良好な乗り心地が得られる。また、軌道条件の劣悪な路線での使用にも適する
常に軸箱守と軸箱の間の間隔を監視・調整して一定に保つ必要があるペデスタル式とは異なり、分解検査時以外は特に調整を要しないため、台車本体の保守が容易で蛇行動が発生しにくく、高速運転に適する
プレス材を組み合わせ溶接した軽量構造台車枠ゆえにばね下・ばね間重量が小さい。そのため軌道破壊が少なく保線上有利
軸ばねをエリゴばねなどとすることで降雪地域での使用に適するこのように軌道条件の厳しい路線に広範に適応可能であったことから、この方式はスイスだけではなく日本や中国をはじめ全世界的に広く普及する大ヒット作となった。

5.3. イギリス
---------

イギリスはドイツと同様に製鋼能力に恵まれ、また軌道条件が一般に良好であったことから重ね板ばねによる古典的な軸ばね式台車が戦後の国有化後に量産されたマークI客車まで長く採用され続け、その一方で釣り合い梁式台車も同じくマークI客車の一部に採用されていた。

その一方で、新しい軸箱支持機構に関する基礎研究はその間も続けられており、例えば1951年には工業ゴム製品メーカーのメタラスティック社のアーチ・ハーストによって考案された、剪断方向の異なるシェブロンゴムを交互に積層したものを2組ずつ横断面を台形とした軸箱と組み合わせることでペデスタルと軸ばねの役割を兼用させる、シェブロンゴム式軸箱支持機構の特許が成立イギリス特許No.648516A。アメリカ特許としては1954年申請、1957年成立。}}していた。

日本で東海道新幹線が開業した1964年より量産を開始したマークII客車では160 km/h運転を前提に円筒案内式軸箱支持機構と複列コイルばねと揺れ枕を組み合わせた枕ばね、それにボルスタアンカーを採用した近代的な設計のB4形台車世界の鉄道'71が制式採用され、1972年より量産が開始されたマークIII客車では43形ディーゼル機関車のプッシュプルによるInter City 125での200 km/h運転実施を念頭に置いて軸梁式軸箱支持機構と揺れ枕上に置かれた空気ばねによる枕ばね、そしてディスクブレーキを備えたB10形台車が導入された。

もっともこれらはいずれも他国での採用よりやや遅れての導入となっており、鉄道斜陽化の時代にあってイギリス国鉄の技術開発力が低下しつつあることは否めない状況にあった。

その様な状況下で、1970年代に入りイギリス国鉄は長期的な基礎研究の末にAPTと呼ばれる革新的な高速列車開発プロジェクトを具体化させてゆく。

1番手となったAPT-Eは1972年に完成したガスタービン動車である。

これはウィングばねによる軸箱支持機構とダイレクトマウント型の空気ばねを組み合わせた台車連接構造の付随台車については強制車体傾斜機構との兼ね合いで枕ばねを各車体ごとに独立させる必要があったため、側梁を両軸箱の外側に長く延長しその両端部に空気ばねによる枕ばねを配置するという他に例を見ない特異な形状が採用されていた。}}に、強制車体傾斜機構と、潤滑油に浸された羽車の回転抵抗を利用した、液体変速機と同様の機構による流体ブレーキを備えるという極めて先進的な設計となっていた。このAPT-Eが245.1 km/hの速度記録を達成したことで自信を深めたイギリス国鉄技術陣は、APTの量産に向けてより本格的なデータ収集を行うべく、そしてオイルショック後の社会情勢に対応すべく動力車を電気動力に変更したAPT-Pを設計し、制御車1両を含む6両の付随車と1両の電動車を1ユニットとして6ユニット、編成としては3編成を1979年に製造した。このAPT-Pでは台車の基本的な配置こそ変更されなかったものの、軸箱支持機構については改良が施され、ウィングばねに片持ち式の長い板ばねを組み合わせた日本のIS式台車に近い機構が採用された。

このAPT-Pは試験時にAPT-Eを上回る261 km/hの速度記録を達成したものの、試験的な営業運転を厳冬期に開始した結果、流体ブレーキの潤滑油凍結に起因するブレーキ緩解不良による走行不能など、試験中に想定しなかった問題が台車周りを中心に続出した。そのため、最終的にイギリス国鉄はこのAPTの開発計画を断念し、以後は在来型の機関車で高速運転を実施することに方針転換せざるを得なくなった。

かくして1989年には従来型の機構による91形電気機関車と新設計のマークIV型客車の組み合わせによりインターシティ225の運行を開始した。しかしマークIV型客車の台車は揺れ枕を廃止してダイレクトマウントとしたものの、軸箱支持機構をマークIII型と同系の短腕型軸梁式とするなどその設計はやや保守的なものとなっており、APTで開発された新技術の多くはそのまま潰え去る結果となっている。

5.4. フランス
---------

第二次世界大戦前には国内に大私鉄が多数存在していたフランスでは、アメリカと同様、軌道条件が劣悪な線区が存在したためもあり、鉄道国有化1937年8月31日法と呼ばれる法律に基づき、当時存在した大私鉄を国有化して[[フランス国鉄後の1938年に設計された最初の制式客車であるVoiture DEV AO以降、大私鉄時代の客車用台車を基に設計されたY16と称するイコライザー式台車の採用が長く続けられ、1950年より量産がスタートしたVoiture DEV Inoxと呼称する一連の近代的なステンレス製客車シリーズでも当初はこの伝統的な設計のイコライザー式台車が採用される状況その後の増備車ではY20・24と次々に新型台車が導入されているが、これらも徐々に近代化が進み軸箱梁式台車に近い構造となったものの、多くは釣り合い梁を残したままであった。ただし、特に振動が問題となる[[ル・ミストラル であった。SNCFが台車の改良による高速化に本腰を入れるようになったのは、日本の東海道新幹線にSNCF首脳陣が衝撃を受けた1960年代中盤になってからである。

このような事情から、1967年にル・キャピトールが最高速度200 km/hで営業運転を実施する際に開発されたY28や、それに続くコライユ形客車用Y32[[国際鉄道連合などで軸梁式を採用するまで、SNCFは実に30年近くにわたってばね下重量は大きいが追従性の良い釣り合い梁式台車に固執し続けたル・キャピトールでさえ、200 km/h運転開始当初は釣り合い梁式台車を装着した、旧式の非冷房車が使用されていた。}}世界の鉄道'71。このことは、SNCFが承継したNORDやPLMをはじめとする旧6大私鉄それぞれの路線建設方針の相違等の事情から軌道条件の整備・統一が難しかったことと、鉄道先進国として知られたSNCFの車両行政担当者して、追従性ではやや見劣りするもののばね下重量の少ない新型台車の積極的な採用をためらわせるほどに劣悪な軌道条件の線区が長く存在し続けたことを示している。

1960年代以降はTGVを含めて直進安定性に優れる軸梁式台車の研究が進められたが、枕ばねについてはドイツと共に優れたばね鋼が得られることを背景として、SNCFは長くコイルばねの使用に固執したただし、ル・ミストラル用客車に採用されたY26で既に空気ばねを採用しており、空気ばねそのものの採用を全面否定していたわけではない。}}。その一方で、積層ゴムによる軸箱支持機構の研究も進められ、TGV PSE用Y230・Y231では円筒積層ゴム式の軸箱支持機構を長軸距のウィングばね配置で設置し、かつ枕ばねをコイルばねの横剛性に依存するボルスタレス構造とした。更に、Y230では主電動機を車体装架とし、更に駆動装置の質量の約半分を車体装架とすることでボルスタレス構造の採用と併せて台車のばね間質量の大幅な低減と慣性力の削減を図り、またY231では連接車であることを生かして枕ばねの支持高さを重心近くまで引き上げることでローリング特性を大きく改善することに成功するなど、鉄道技術先進国としての威信をかけて様々な工夫を凝らした精緻な機構・設計が導入されている。もっとも、このTGV PSEの方式では車体間の前後動が大きいという問題があり、またコイルばねによる枕ばねでは高速走行時に発生する微振動の吸収が充分には行いきれなかったことから、後継となるTGV-A以降では車体間の上下に各2本ずつ前後動を抑制する車体間ダンパの追加が実施され、加えて枕ばねが空気ばねに置き換えられているTGV PSEも後年の高速化改造の際に併せて枕ばねの空気ばね化が実施されている。}}。また、TGV-A以降では軸箱支持機構についてもY32などと同様の短腕型軸梁式に変更されている。

5.5. イタリア
---------

1939年に201 km/hの速度記録を達成したETR200を筆頭として、第二次世界大戦前よりいわゆるカルダン駆動方式を採用した動力分散方式による電車列車の実用化に先鞭を付けていたイタリアでも、ドイツのゲルリッツ式台車に近い構造を採用する枕ばねが1組の板ばねではなく、複数の重ね板ばねを束ねて使用している点を特徴とする。}}高速列車向け台車の研究開発が地道に続けられていた。

もっともイタリアの場合は山がちな地形に起因する線形面での制約から、最高速度向上よりはむしろ曲線通過性能の改善に対する関心の方が格段に強く、戦後製造されたETR300“セッテベロ”でも幾分かの改良はあったものの、このゲルリッツ式近似構造の台車を採用しているこのため後年の高速新線の開業時には、このETR300やETR200はより高速での運転を可能とするために金属ばねを枕ばねとする円筒案内式台車を新製、これに交換されている。}}。

また、TEE用に開発されたALN 448形気動車では円筒案内式台車を採用するなど、戦後はドイツではなくスイスの影響が強く現れるようになっており、その後はフランス系の軸梁式台車が導入されるなど、軸箱支持機構については独自開発の方式を大々的に採用するような状況とはなっていない。

その一方で、後述するように曲線通過性能を改善するための車体傾斜式車両の開発が1940年代から精力的に行われた。もっとも、当時の技術では応答性の点で満足な性能のものが完成せず、これは最終的に電子回路技術が急速に発展した1970年代に入り、イギリス国鉄のAPTプロジェクトで開発された技術を導入することで問題の解決が図られた。

こうして完成したペンドリーノだが、1975年に試作車であるETR401が完成したものの量産車となるETR450は高速新線建設計画を巡る紆余曲折から営業運転への投入が著しく遅れ、ETR401完成から13年を経た1988年よりようやく営業運転を開始している。

なお、これらETR401・450は強制車体傾斜式による曲線通過性能の向上に加え、在来線では最高200 km/h、高速新線では最高250 km/hでの運転を可能としている。これらの台車はいずれも直進安定性の点で有利な軸梁式軸箱支持機構を採用し、軸ばね・枕ばねはコイルばねとなっている。

5.6. アメリカ合衆国
------------

20世紀前半のアメリカ合衆国では、ペンシルバニア鉄道をはじめとする一部の先進的な鉄道会社でウィングばね式台車や新設計の軸ばね式台車の導入が始まっていたが、一般的にはフランスと同様に軌道条件の問題から、その後も長くイコライザー式台車を主力とせざるを得なかった。

だが、そうした機構面での技術的停滞の一方で、1920年代以降、アメリカでは台車の一体鋳鋼化による、組み立て工数の削減と剛性の向上、つまり構造面での技術開発が急速に進展した。

鋳造技術の進歩は、気候面で空気が乾燥していて鋳造に有利な条件が揃っていたこと当時のアメリカでは台車枠は言うに及ばず、大形蒸気機関車の主台枠およびシリンダブロック、あるいは戦車の車体といった、極めて大形かつ一定以上の強度保持が要求される複雑な形状の構造物についても一体鋳造が可能で、実際にも量産が行われていた。なお、気候が湿潤な日本においては大形鋳物部品の鋳造は製造歩留まりが極端に低く至難の業で、熟練鋳造担当者の経験と勘によってかろうじて実現されていた。このため、戦前には住友金属工業と川崎車輌の2社のみが台車枠の一体鋳造を実用化し、より大形のF形電気機関車用台車や蒸気機関車用台枠に至っては住友のみが製造可能、それも特注品に近い状態で、工場の[[ライン生産方式による製造コスト削減の容易化がその背景にあり、同時にメンテナンスフリーによる保守経費削減を特に重視するアメリカの鉄道会社各社の伝統的方針と、台車枠全体の一体鋳鋼化で得られる高剛性がもたらす直進安定性の向上や設計上の自由度確保を狙う設計サイドの思惑とが合致したことによるところも大きかったとされる。

その性質上多数の台車が必要となる貨車用には、調達・維持の両コストを低く抑えられる一体鋳鋼製台車枠は特に好適であり、軸箱をトラス構造の側枠に軸ばねを介さず直接結合したアーチバー台車をそのまま一体鋳造したようなベッテンドルフ型と、更なる組み立ての簡素化を狙ったその亜種が多数出現し、大きな成功を収めたベッテンドルフ型そのものは1910年代に開発されたもので、同社がその構造について特許を取得しなかったことからアメリカ以外の各国にも広く普及した。日本では国鉄貨車用のTR41形などがこの系統に属する。}}。

こうして経済的でしかも剛性が高く性能が良い一体鋳鋼台車枠は1920年代以降アメリカの鉄道に急速に普及し、イコライザー式台車やウィングばね式台車、それに軸ばね式台車など、それぞれの目的や必要にあわせて設計されたものが、複雑な鋳型形状をものともせずに大量生産された。

もっとも、アメリカでは貨物輸送主体で鉄道事業者側の旅客列車の高速化への意欲も薄かったことから、保守コストの低減が一定のラインに到達した後は、台車改良への取り組みに対する熱意は薄れアメリカでも1920年代に軸梁式台車が開発されるなど、高速度運転に対応する革新的な構造を備える新型台車の研究開発は行われていたが、これらの新機構や列車の高速運転に対する鉄道事業者側の関心は薄く、かつその意識もまた低くかった。これらはドイツのフリーゲンター・ハンブルガーに影響された軽量高速気動車列車などへの採用例が目立つ程度で、一般的な客貨車への採用事例はごく少数に留まっている。それゆえ、一般向けでは鉄道事業者の重視するメンテナンスフリー化を前面に押し出せた、軸箱支持に可動ピンの類を使用しない従来方式の一体鋳鋼台車のみが改良を重ねつつ広く普及している。この傾向は軍事貨物輸送の完遂を至上命令とする第二次世界大戦中の戦時輸送体制の下で一段と強化され、やがてモータリゼーションに伴う戦後の鉄道産業全体の斜陽化へと結びついてゆくこととなる。}}、貨車用を中心にメンテナンスフリー化につながる技術は逐次導入されたが、乗り心地の改善につながる新技術の導入はなかなか進まなかった。

かくしてアメリカでは、PCCカー用台車開発やバッド社によるパイオニアIII 1自由度系軸箱梁式台車後述する日本の汽車製造が開発したエコノミカルトラックと同様、空気ばねの横剛性に期待して揺れ枕を省略して軸箱支持機構を大幅に簡素化した台車。なお、この台車はパイオニアIIIという名称で知られるが、パイオニアI・パイオニアIIという台車が別に存在するわけではなく、バッド社が開発したパイオニアIIIという車両システムの一部をなすためにこの名で呼ばれているものである。}}の開発など、主として路面電車やインターアーバン向けには見るべき技術開発があったものの、大陸横断鉄道を主軸とする大手私鉄では第二次世界大戦後も長期間に渡ってイコライザー式台車の量産が継続した。 そればかりか、遂には日本の新幹線電車に影響されて1968年に北東回廊向けとしてペンシルバニア鉄道が導入した、時速160マイル超での走行が可能とされるメトロライナーまでG.S.I社製イコライザー式台車を装着して製造されるという驚くべき技術的停滞メトロライナーでのこの方式の採用は、1960年代以降の北東回廊を含む運行予定各線の急激な軌道保守状況悪化に対応してのものであったとされる。高速運転に対応すべく枕ばねに空気ばねを採用し、揺動抑止のためにボルスタアンカーも装着されてはいたが、このばね下重量の大きな台車による最高188 km/hでの高速走行が、運行開始当時悪化しつつあった北東回廊の軌道状況を更に悪化させる要因となったことは否めない。実際にも運行開始直後に渡米してメトロライナーに乗車した西尾源太郎は、運行開始に当たりペンシルバニア鉄道→ペンセントラル鉄道が巨費を投じて軌道強化などの設備投資を行っていたにもかかわらず、この列車の橋梁通過時の乗り心地が悪く、曲線区間での動揺が著しかったことや、貨物列車と共用する関係で曲線区間のカント設定が最適化されていない路線でのこの台車による高速走行に問題があったことを示唆している。なお、メトロライナーはその後、軌道条件の悪化を理由とする最高速度の低下を余儀なくされている。また、アメリカでの釣り合い梁式台車の採用は1980年代になってもなおも続き、1983年に川崎重工業がニューヨーク市地下鉄に納入した[[ニューヨーク市地下鉄R62形電車が発生した。

その後はアメリカの旅客鉄道産業そのものが壊滅状態に陥ったこともあって、1970年代以降のアメリカにおける鉄道車両用台車の研究開発は事実上断絶状態例えば20世紀前半を通じてアメリカにおける有力車両メーカーであったセントルイス・カー・カンパニー  は1960年代末までに事実上鉄道車両生産を終了し、台車メーカーとして一時は隆盛を極めたJ.G.ブリル社も1944年には廃業、アメリカン・カー・アンド・ファウンダリー社:en:American Car and Foundry Companyも1959年をもって旅客車生産から撤退、上述のバッド社は鉄道車両メーカーとして1980年代までかろうじて存続したが、これも70年代以降の激減したアメリカの国内需要では事業が成り立たず、1987年にカナダのボンバルディア・トランスポーテーションに吸収合併されて消滅しており、アメリカにおける旅客用鉄道車両の、ひいては高速車両用台車の設計製造ノウハウは、1970年代後半までにほぼ完全に喪われた。}}となっている。

6. 日本における多様化
------------

6.1. 高速台車振動研究会
--------------

後進工業国として、長く欧米からの技術を受け止めることに汲々としてきた日本の鉄道工業界にとって一大転機となったのは、第二次世界大戦の敗戦と、それに伴う航空機産業の禁止であった。航空産業にとっては致命的と言って良い打撃となったこの決定は、しかし優秀な航空技術者を受け入れる立場となった鉄道・自動車産業界には非常に大きな恩恵を与えるものであった。

特に、この時に航空技術者からもたらされた、ワグナーの薄板による張力場理論を基礎とする張殻構造の設計ノウハウとフラッター現象の分析に由来する振動現象の理論的研究の2つは、日本の鉄道・自動車産業史をこれ以前と以後に峻別させるほどの重大な影響を及ぼした。それは鉄道車両用台車も例外ではなく、中でも後者はその第一人者であった松平精が国鉄の鉄道技術研究所に入り、蛇行動に関する研究を行うようになったことで、これまでは半ば設計者の勘に頼る形で行われていた構造設計について、理論モデルに従った机上計算により合理的に行えるようになる、という劇的な変化が生じることとなった。

その大改革に主導的役割を果たしたのが、1946年に松平が在籍する鉄道技術研究所を中心に、国内の台車メーカー各社が参加して設立された高速台車振動研究会である。蛇行動に関するこの研究会による研究成果については後述するが、この研究会ではガタが生じやすく蛇行動の原因の一つと目された、伝統的なペデスタルを使用する台車からの脱却が強く模索され、この時期以降、日本の台車メーカー各社で多種多様な方式・構造の軸箱支持機構が研究開発された鉄道技術140年のあゆみ。この時期の理論・実践面での膨大な研究と試行錯誤による経験の蓄積は、やがて新幹線の成功に至る日本の鉄道高速化の道筋を形成することとなる。

6.2. 蛇行動の克服
-----------

鉄道車両の輪軸においては通常、曲線区間での自己操舵を成立させるために円弧踏面を備えた車輪を車軸に固定してある。

しかしながら、この構造で2軸ボギー台車を構成する場合、限界速度域での自励振動による蛇行動現象の発生は不可避であり、安全な列車運行のためにはこの限界速度が実用速度域よりも高い速度となるよう、台車を設計する必要がある。

この問題は長く重要視されていなかった特に日本の国鉄では、長らく蛇行動による脱線事故が発生しても「線路が歪んでいたことが原因である」と判断されており、蛇行動の発生メカニズムそのものを考察するという発想が欠如していた。軌道不整といった軌道側の要因も蛇行動の拡大に大きく影響していたことは確かであり、この判断は必ずしも誤りではなかったが、根本原因を特定する上ではミスリーディングを誘発するものであったことは否めない。}}が、高速台車振動研究会の発足後、日本においてはこの分野での研究が急速に、そして飛躍的に発展した。

これはまず高速化実現の方策の一つとして研究が進められ、松平らによる精密な模型を用いた振動試験の成果を反映する形で、蛇行動対策として高剛性の鋳鋼製側枠を使用し、軸距を伸ばし、更に軸箱剛性を高く設定した新型台車の開発が進められた。

この構想に忠実に従って設計された台車の一つに扶桑金属工業FS-1がある。ユーザーである国鉄と南海電鉄が与えた形式名をそれぞれDT14・F-24と称するこの台車は、新しいウィングばね式の軸箱支持機構を備え、従来通り重ね板ばねによる枕ばねを揺れ枕で支える、過渡的な形態を備えていた。だが、それでもこれは在来品と比較して優秀な乗り心地と走行特性を示し、高速台車振動研究会の研究成果を実証するものであった。

もっとも、大型鋳鋼製部品を用いた台車枠は高剛性が確保できる一方で、重量が過大となる傾向が強くばね間重量が大きくなるため軌道保守の観点からは受け入れがたい面があり、また長大な軸距は床下機器艤装スペースの確保や曲線通過時の転向性能の低下といった観点で難があった。このため以後はより軽量かつコンパクトで、ばね下重量の少ない方式の模索が行われ、カルダン駆動方式など駆動システムのばね上装架への移行と歩調を合わせ、台車枠全体について大幅な軽量化を図った鋼板プレス材溶接組み立て構造への移行、過大と見なされた軸距の短縮による適正化、新しい軸箱支持方式の導入、といった新設計の導入が進んだ。

この段階で注目されるのは、航空技術者が多数参加した新興車両メーカーである東急車輛製造が東急5000系のために1954年に開発したTS-301である。これは徹底的な軽量化実現のため、台車枠全体についてプレス材による全溶接構造を採用し、さらにコイルばねが備える横剛性に注目し、これと振動の減衰特性に優れたオイルダンパーを併用して枕ばねとすることで揺れ枕を省略、側梁と枕梁の間の前後力をボルスタアンカーで伝達枕梁と車体の間には従来通りのボルスタピンと側受が存在し、牽引力はそれらによって伝達される。}}する、インダイレクトマウント台車の日本における鼻祖となった形式であり、この台車で採用された各種要素技術はその後の日本のメーカー各社による台車開発に大きな影響を与えた。

このTS-301で採用された、単列のコイルばねの横剛性に依存する形のインダイレクトマウント方式を旅客車用として直接模倣するメーカーはほぼ皆無ただし[[#大阪市の試行であったが、前述の空気ばねを枕ばねに採用し、横剛性を左右動ダンパーと過大左右動ストッパーの併用で確保する構造のインダイレクトマウント方式は、保守上の理由などで後述するダイレクトマウント方式の導入に難色を示した各社で採用され、また初期の採用例の一つとなったボルスタアンカーは揺れ枕式の台車でやはり側梁と上揺れ枕間の牽引力伝達手段として、あるいは側梁と上揺れ枕間を結合することで常用速度域での蛇行動減衰特性を確保する手段従来は側受の摩擦抵抗を適切な値とすることで台車の旋回を制限し直進安定性の確保を図っていたが、このボルスタアンカーの採用で復元ばね特性を利用可能となった。}}としてこの時期以降、各社で多用されるようになった日本の鉄道における台車へのボルスタアンカー装着の最初の例としては1951年に汽車製造が阪急電鉄京都線[[阪急200形電車。

6.3. 新たな軸箱支持機構の開発
-----------------

こうして、高速台車振動研究会での蛇行動の研究が進んだことで高速台車に要求される特性が次第に明らかとなり、直進安定性の向上と、ばね下重量の軽減の2つが特に強く求められるようになった。後者については電車における主電動機装架方法の変更、つまり駆動システムをスプレーグ以来の吊り掛け駆動方式からカルダン駆動方式へ変更することで大きな成果が得られたが、同時に台車側でも対処が求められ、台車メーカー各社は先を争うように新型の軸箱支持機構開発に邁進することとなった。

高速台車で必要となる軸箱の支持には、台車枠から左右の下方にペデスタルを出し、軸箱がその間に挟まって上下に摺動する形式が基本だが、摺動部が摩擦により消耗するので摺動部を定期的に交換する必要がある。一方、円筒案内式や軸梁式、リンク式では摺動部がないため管理が容易になる。円筒案内式にはオイルダンパー作用を持たせた湿式と、それを持たない乾式がある。ゴム支持は主として路面電車等に利用されている。

軸バネの設定については主として標準軌を採用し乗り心地と曲線通過特性のために柔らかく設定する会社と、曲線通過特性の有利な狭軌のために安定性を重視して堅めに設定する会社がある。

1948年以降に日本で研究開発が進められた軸箱支持機構とメーカーの組み合わせは以下の通りである。

ウィングばね式
住友金属工業: 1951年
汽車製造: 1951年
日本車両製造: 1951年
汽車製造: 1954年
近畿車輛: 1954年
日本車両製造: 1958年
軸梁式
川崎車輌: 1948年
三菱重工業: 1948年
日立製作所: 1950年
リンク式
住友金属工業: 1954年
板バネ式
住友金属工業IS型ミンデン式
住友金属工業S型、SU型ミンデン式
ゴム支持式
環状ゴム支持式
シェブロンゴム支持式
日本車両製造円錐積層ゴム支持式

6.4. 空気ばね
---------

サスペンションのばねとして空気圧を利用する空気ばねは、第二次世界大戦前の黎明期の事例では、金属製の二重円筒などが使用された1910年代に日本車輌製造が開発した野上式弾機装置の一部においては、枕ばねを二重構造の金属筒に納め、その伸縮時に円筒内の空気の流入・排出を絞って制限することで一種の空気ばねあるいはエアダンパーとしての作用を期待する構造を採用していた。また、1930年代には日立製作所が金属製ベローズを使用する空気ばね台車を考案、特許を取得している。}}ことが確認されている。もっとも、これらは着目点は優れていたものの、構造・工作面での不備や金属疲労や摩耗に起因する耐久性の欠如などによって充分な成功が得られず、広く普及するには至らなかった。

この空気ばねが実用的な形で広範に利用可能となり、また実際に利用されるようになったのは、第二次世界大戦後のことである。自動車用タイヤからの技術的な援用ヨーロッパでは自動車用タイヤメーカーとして知られるフランスのミシュランが、1930年代以降「ミシュラン台車」と称するゴムタイヤを車輪に使用する台車を設計・製作し、気動車や超軽量客車に採用された。これは当時の同社社長が夜行寝台列車の乗り心地の悪さに辟易して発案したとされる。この台車を使用した客車は幹線用として1940年代に100両以上が製造されている。空気入りタイヤと鉄車輪を組み合わせて車輪とするこの台車も一種の「空気ばね台車」と言えるが、[[活荷重によるゴム製ベローズを使用するものが、アメリカでグレイハウンドなどの長距離都市間バスを中心に遅くとも1940年代には一般化していた。これはベローズ形の空気ばねで車体を支持し、高さをレベリングバルブと呼ばれる圧力調整弁で一定に保持するという、以後の空気ばねの基本となるシステムを既に備えていた。車載のエアコンプレッサーで圧縮空気を確保するセルフレベリング機能付の自動車用空気ばねの着想は早い時期から存在し、確認可能な範囲でも1921年の米国特許1371648号等の古い例があるが、初期にはやはり金属シリンダーを用いるものが多く、実用域に達したのは耐久性に優れるゴムベローズを利用できるようになった1940年代以降である。

鉄道車両への応用も行われ、1953年、アメリカでは、ゼネラルタイヤとティムケン・カンパニーの共同研究により貨車用台車への空気ばね適用が試験され、プルマンによるトレインX、バッド・カンパニーによるパイオニアIIIなどの軽量化を狙った客車で空気ばねが採用された車両用空気ばね。一方で、当時既に斜陽化が指摘されていたアメリカの鉄道界では、低湿度で路盤が強固であるという事情も手伝って、これを鉄道車両に積極的に応用しようという動きは鈍かった。また、当時鉄道先進国と目されていた西ドイツやフランスなどのヨーロッパ各国でも事情は同様で、枕ばねとしてはコイルばねに防振ゴムを巻いたエリゴばねで満足できる乗り心地が得られていたこともあって、空気ばねの採用に対する関心は薄かった。

日本での空気ばねの鉄道車両への応用としては、1948年頃から日立製作所笠戸工場で空気ばねの研究が進められ、1950年には横浜市電の台車用として試作され、実車試験まで行われた車両用空気ばね。しかし、この研究は金属ベローズの疲労強度上の問題により成功には至らなかった車両用空気ばね。その後、空気ばねの研究は一時途絶えていたが車両用空気ばね、1950年代当時新型台車の開発に精力的であった高田隆雄のち汽車製造常務取締役・川重東京冷熱サービス取締役社長・鉄道友の会副会長を歴任。高田は1950年代に渡米してグレイハウンドの空気ばねを実見しており、これが空気ばね台車開発の直接のきっかけとなった。}}を中心とする汽車製造の設計チームと同社製台車の主要な顧客であった京阪電気鉄道の二人三脚によって再び実用研究が推進されることとなった。当初は運輸省の補助金を得て、[[国鉄キハ10系気動車。

1955年に京阪電気鉄道に最初に納入され、1956年8月より同社の1750型1759で試用が開始されたKS-50では、ゴム製空気ばねタイヤメーカーであるブリヂストンの協力は得られたものの、少数の試作故にコスト面の問題から既存のスクーター用タイヤチューブの金型が流用されたという。}}の寸法的制約から、設計陣の希望する大径のベローズ式空気ばねが採用できず、枕ばねの空気ばね化が叶わなかった。このため、やむを得ず円筒案内式軸箱支持機構を備える台車の軸ばね計8本を空気ばね化するという複雑な構造横剛性の確保が難しい空気ばねを軸ばねとするには、円筒案内式あるいは軸梁式などの、横方向に剛い特性を備える軸箱支持機構であることが望ましく、その点でシンドラー式台車のライセンスを取得していた汽車製造は有利であった。なお、軸ばねの空気ばね化は後に[[川崎車輌OK形台車が選択され、枕ばねはコイルばね＋オイルダンパーのままとされている。

この試作台車は試験開始後、曲線が多く過酷な軌道条件の京阪線において大成功を収めた。ここでは振動の減衰特性に優れ、しかもレベリングバルブによる空車時と満車時との積空差の自動吸収で床面高さを一定に保てるこの特性はラッシュ対策に悩む日本の私鉄各社が後年、コイルばね台車ではラッシュ時の過大な床面沈下が問題となる[[通勤形車両 といった空気ばねの優れた性質が明らかとなった。しかも、一種の妥協策として軸ばねを空気ばねとしていたことがきっかけとなり、ひとつの興味深い技術成果が得られることにもなった。空気ばねによる軸ばねの優れた減衰特性を期待して枕ばねをロックし試験走行を実施してみたところ、走行特性はそれほど低下しなかったものの、乗り心地の著しい低下が発生することが確認されたのである鉄道ピクトリアル臨時増刊号 通巻No.695。これにより、走行特性を支配する軸ばねと、乗り心地を支配する枕ばねの分担関係が明らかとなり、従来経験則で決定されていた台車のばね定数決定についてのモデル化が可能となって以後の台車設計に大きな影響を残している。

この後も汽車・京阪のコンビは、当初の希望通り大径のベローズ式空気ばねを枕ばねに用いる、日本初の量産実用空気ばね台車であるKS-51[[京阪1900系電車#1810系を筆頭にKS-57に始まる1自由度系軸箱梁式空気ばね台車京阪では[[京阪2000系電車、KS-68独立回転車輪式台車1810系の1815で試用。エコノミカルトラックを基本に開発された、左右の車輪が車軸で連結されない構造の台車。}}、KS-75全アルミ製台車2200系で長期試験の後、解体し切り刻まれた上で各部の応力分析などに役立てられた。}}など次々に新しい構造の空気ばね台車を開発し、競合他社においてもこれに刺激されて様々な空気ばね台車の開発が行われるようになっていった。

これらと、続いて1958年9月に第一陣が竣工した国鉄20系特急電車およびそれらに装着されていたDT23系空気ばね台車の成功は、空気ばねの乗り心地の優秀性を未採用の私鉄各社にまざまざと見せつける結果となり、以後の日本においては優等車では空気ばね台車の使用が当然、という風潮が醸成された。そればかりか、通勤車であっても空積差を自動調整可能な空気ばねを採用することの有利さが徐々に認識されるようになり、DT21系のコイルばね台車を1980年代半ばになるまで普通車向け標準台車として墨守した国鉄イニシャルコストの高騰抑制を最重視し、[[国鉄301系電車を除くと、1970年代中盤までには日本では通勤車でも空気ばね台車を装着するのが当然、という状況になってゆく。

汽車製造以外の各社による空気ばね台車の研究開発は1957年以降本格化し、国鉄でのDT21Yの試作これは先述の20系特急電車用DT23系として結実することになる。}}や東急車輛製造1957年に[[東急5000系電車 と日立製作所名古屋市交通局向けKL-10と相模鉄道向けKH-15を1957年に試作。量産空気ばね台車は1959年以降。}}を皮切りに、日本の台車メーカー各社およびそれらと取引のある各鉄道で、試作台車の研究開発が進められた。この中で、汽車・京阪コンビ以外でもっとも積極的にその開発を進めたのは、汽車がKS-51に採用したシンドラー式円筒案内台車と同様の機構を備えるシュリーレン式円筒案内台車の開発を進めていた近畿車輛と、その親会社であり同社製台車の大口顧客でもある近畿日本鉄道である。

1955年当時、近鉄は競合路線である国鉄東海道本線及び関西本線との対抗の必要性から、特急列車の高速化と併せて冷房化や乗り心地の改善などのサービス改善施策を積極的に推進しており、1957年頃には画期的な高性能車であり、かつ以後の日本の有料特急電車の基本形を確立することにもなる、新型特急車の設計を進めていた。

近隣の汽車・京阪による空気ばね台車の成功を目の当たりにした同社は、1958年に高性能車の試作車である1450形の装着していたKD-6枕ばねに板ばねを用いるシンプルな設計で、コイルばねを用いたKD-7との比較試験の結果、量産台車では不採用となったものであった。}}の枕ばね周辺を改造して短腕リンク式揺れ枕に空気ばね装備としたKD-25で運用データを採取後、KD-26・KD-27・KD-27A・KD-28・KD-28Aとして同年6月に製造した特急電車全てに一気に空気ばね台車を装着するという積極性を示した。

6.5. 防振ゴムの応用と1自由度系台車の模索
-----------------------

旅客車用の台車は、通常、軸ばねと枕ばねの2つの自由可動部分がある2自由度系台車が採用されている。これに対して、貨車用2軸ボギー台車では、通常軸ばねを持たない1自由度系台車を採用している例外として、積載物が易損品である一部の専用貨車や、高速運転に対応する一部の国鉄貨車で軸ばねを備えた台車