鉄道車両の台車史
ボルスタレス台車

台車の枕梁（ボルスタ）を省略したボルスタレス台車は、電車用ボギー台車の黎明期にJ.G.ブリル社により開発されたBrill 22Eがその最初期例となると見られるが、近代的なものとしては、電気機関車やディーゼル機関車において回転中心となる心皿と駆動軸の干渉をさけるため、また列車牽き出し時等の重心移動に伴う軸重変動とこれに伴う空転の防止のために、機械的な軸重移動補償を実現する手段として考案された仮想心皿方式（ジャックマン式）と呼ばれる機構に端を発する。
これは車体から下に突き出した支持架に連結される引張棒を、軸箱よりも低い位置で台車枠にZ字リンク等の関節を介して連結することで心皿なしに台車の旋回を実現するものである。
この方式は1950年代後半以降、フランスやアメリカで機関車用として一般化し日本においても1962年設計の国鉄ED74形電気機関車用DT129で初導入され、以後コンパクトなD形機が多く粘着特性が特に重要視される交流電気機関車や、軸重移動補償に制約の多い3軸台車を備える国鉄EF62形電気機関車などに採用されている。
さらに、この方式を敷衍して枕梁が1台車2軸駆動の妨げとなりやすい気動車用として、通常のボルスタアンカーと同じ位置でZリンクを構成するDT35・DT36・TR205・TR205Aが開発され、大出力機関を搭載する試作車（国鉄キハ90系気動車）に採用された。
これらの各方式はそれぞれの目的において充分な成果を挙げたが、その一方でこの仮想心皿方式には、当時の設計では部品点数が多く機構が複雑化しやすいという問題点があった。
こうした中、空気ばね開発の進展で1960年代後半には大径のダイアフラム形空気ばねが実用化され、これを用いたダイレクトマウント形空気ばね台車が一般化されるようになると、仮想心皿台車開発で得られたZリンク式等の牽引機構に加え、空気ばねの横剛性を活用することで枕梁を省略したシンプルな構造の台車を開発することが各国で模索されるようになった。
つまり、台車において動的な左右・上下・前後荷重・静的な垂直荷重・牽引力・旋回力という異なった力を伝達していた枕梁と心皿を排し、動的な左右・上下・前後荷重・静的な垂直荷重・旋回力を空気ばねで、牽引力を牽引装置で、それぞれ分担することで代替し、重い枕梁や心皿を省略し軽量化を実現しよう、というコンセプトが提案されるようになったのである。
通常のボルスタ付台車では、ボギーの回転は心皿と側受の摩擦により規制され、車両が旋回に入るときにこれらの摺動摩擦により車輪に横圧が加わり、摺動による摩擦音や軋み音が発生する。また、摩擦部分は定期的に点検、交換する必要がある。しかし安定した旋回中には心皿や側受による摩擦が働かず車輪の横圧は低下する。さらに心皿や側受の摩擦は高速走行時のボギーの蛇行動を規制する働きががある。
いっぽうボルスタレス台車では大変位を許容する空気ばねに依存するためボギーの回転に摩擦要素がなく、旋回に入る車輪の横圧の立ち上がりが小さい。しかし、旋回中は空気ばねが戻る力による車輪の横圧が持続してかかるため、旋回半径が小さい場合、各車輪にかかる荷重や軸ばね定数にムラ（不均等）がある場合、また軌道変位が大きい場合に低速度であっても乗り上げ脱線を起こしやすい。高速走行時にはボギーの回転に対する摩擦要素がなく蛇行の収束が悪い特性があるため、速度を出す車両ではボギーの回転動を抑制するヨーダンパー類を設置している。
このように、ボルスタ付台車とボルスタレス台車では、ボギーの回転中にかかわる弾性要素と摩擦要素による車輪の横圧の立ち上がりやその持続等の過渡特性に違いがあることを理解する必要がある。
空気ばねの場合、上面板と下面板の前後左右方向の剛性を規定するのは空気ばねダイヤフラムの有効長とダイヤフラム自体の横剛性と面板の傾きであった。ダイヤフラムの有効長を長く取るタイプはいわゆるMANタイプとして実用化されたが、空気ばねダイヤフラム有効長が長いため、上下方向寸法が大きくなる傾向にあった。一方ダイヤフラムの横剛性をコードのバイアス角を小さくして低くして空気ばねの横剛性を下げるタイプ、いわゆる低横剛性タイプ空気ばねの場合、低い空気ばね高さでも横剛性を下げることが出来、台車構成の簡素化（例えば側梁を弓型に曲げることなく、直線形状の側梁でも台車構成が出来る）車体の床面の低床化などのメリットが多くあり、次第に主流となって行く。
ただ、余りに柔らかい空気ばね横剛性は車体―台車間の横変位が大きくなりすぎることや、空気ばね左右ストッパーが当たった状態での左右乗り心地などの悪化という問題があり、空気ばねの上面板に左右方向のみ傾斜をつけてダイヤフラムの変形を抑制するなどと言う手法（異方性空気ばね）がとられるようになった。
ボルスタレス方式の技術開発では1970年代初頭以降、仮想心皿方式を生み出したフランスをはじめとするヨーロッパ各国が研究開発とその実用化において先行したが、日本でも1972年札幌オリンピックに合わせて開業した案内軌条式の札幌市交通局南北線向け1000・2000形電車（1970年試作、1971年より量産化）で変則的かつ特殊な構造のものが導入された。
その後、1977年には高速電車用台車の開発が進み、住友金属工業によるX9968A・Bと川崎重工業によるKW-25が試作され、現車試験を実施された。さらに1979年には住友金属工業によるFS500Aと称する量産試作台車が完成、これは1980年11月より帝都高速度交通営団によって量産が開始された半蔵門線用8000系電車に住友金属工業SS101として採用され、以後の日本におけるボルスタレス台車普及の端緒となった。
この方式においては仮想心皿が置かれる位置に、牽引装置と呼ばれる牽引力を伝達するメカニズムが設置される。この装置には仮想心皿方式の位置関係を逆転し縮小したZリンク式、1本リンク式、門型板ばね式、それに積層ゴム式などが存在するが、結果的に変位への対応をばねの撓みに依存する方式は保守面で問題が多く、現在ではリンクを使用する方式が一般に用いられている。
国鉄においては1981年から高速バスに対抗するため、振り子式の新型特急電車の開発を開始した。
この中で大きな課題は軽量化と振り子車の乗り心地改善と保守削減（おもにフランジ摩耗抑制）であった。幾多の議論や基礎研究の積み重ねを経て、従来の381系用DT42を基本としつつ曲線通過時の横圧対策としての軸箱柔剛性支持、回転抵抗を低減するためのころ式側受+側受ヨーダンパなどを採用したTR906（川崎重工業・近畿車輛製）、同じくDT42の軸箱支持機構をシェブロン式に変更し、制御付き振り子やアクティブサスペンションなどを組み込んだTR907（住友金属工業・東急車輛製造製）、やはりDT42を基本とするが、ロールゴム式軸箱支持機構、低横剛性空気ばねによる枕ばねとこれを利用したボルスタレス車体支持、中空車軸＋波打ち車輪など徹底的なばね間・ばね下重量の軽減に努め、制御付き自然振り子式としたTR908（日本車輌製造・日立製作所製）と試作台車3形式が1983年にそれぞれ1両分ずつ製作され、中央西線で381系に装着し走行試験が行われた。
その結果、ボルスタレス振り子構造を採用したTR908が曲線での横圧低減、左右乗り心地改良、車内騒音低減にいずれも優れていることが判明し、一気にボルスタレス化の機運が高まった。
このTR908の系譜では改良型のTR908Aが翌年に試作され、さらに翌々年の1985年にはDT51X・TR236Xとして量産先行としての形式を与えられた試作台車が日本車輌製造と日立製作所で製作され、湖西線と中央西線で同年11月から12月にかけて実施された高速走行試験に供せられた。この際、これらの試作台車を装着した381系は湖西線にて179.5 km/hの日本国内における狭軌鉄道車両の最高速度記録を更新している。
もっとも、財政難かつ分割民営化が差し迫っていた国鉄ではこれらの台車を装着した新型特急車両を量産することは叶わず、その本格量産化は形を変え、JR四国が開発した初の制御付き自然振り子式気動車である2000系用のS-DT56が量産されるのを待つ必要があった。
日本の鉄道において、ボルスタレス台車の普及を決定的なものとしたのは、先に述べた振り子式車両用台車としての試作を含め、この種の台車の開発では私鉄各社から大きく遅れていた国鉄が台車メーカー各社と共同で研究と試験を繰り返した末、その最末期にようやく実用化にこぎ着けたのがDT50である。
この台車は極限まで単純化されたシンプルな構造と機構を備え、イニシャルコストとメンテナンスコスト、それに走行性能の各点で従来の制式台車各種を大きく凌駕していた。
このためDT50とその派生形式各種は、国鉄分割民営化直前から分割民営化後にかけての約10年間に大量生産された電車・気動車群に大量採用され、以後のJR各社でもこれを基本に軸箱支持機構を変更したモデルが採用され続けるなど、大きな成功を収めた。
もっとも、このDT50をはじめとする軽量ボルスタレス台車では、ボギーの回転が空気ばねのねじれに依存するため回転の角度に制限があること、また回転したボギーを戻そうとする空気ばねの剛性がフランジに常時横圧としてかかるため、輪重に不均衡があると低速でも乗り上げ脱線が起こりやすい欠点がある。
このため、基本的には構成要素が少ないため保守で有利である半面、各輪重の管理は頻繁かつ綿密に行う必要があり、また付加されたオイルダンパー類の保守が必要であるとのコンセンサスがある。また急曲線通過が要求される線区での使用には適さず、急曲線の多い地下鉄や一部私鉄などでは、スペース面では不利ながら枕梁を備える台車が採用される例が多い。例えば、急曲線通過性能に対する要求が特に過酷なミニ地下鉄では、例外なくボルスタ付きのダイレクトマウント台車が採用されている。
私鉄でも、「京阪電気鉄道カーブ式会社」と揶揄されたほど本線に曲線が連続する京阪電気鉄道は、1977年のKW-25での試験以降ボルスタレス台車を一切導入せず、また本線東垂水駅前後に厳しい線形のS字曲線区間を擁する山陽電気鉄道は、5000系で川崎重工業製試作軸梁式ボルスタレス台車（KW-73・KW-74）の長期実用試験を行ったが、以後の増備車では同台車で採用されていた軸梁式の軸箱支持機構については継続採用としたものの、ボルスタレス構造とはせず従来通り心皿のあるダイレクトマウント台車（KW-93・KW-94）としている。、
また高速走行時には車体のヨーイングを抑制するヨーダンパ（アンチヨーイングダンパ）の付与が必須であるなど、いくつかの問題点が存在する。
他にも阪急電鉄（阪急）や京浜急行電鉄（京急）のように、ボルスタレス化に消極的な事業者が複数存在しており、日本におけるボルスタレス台車開発に重要な役割を果たしてきた帝都高速度交通営団の後身である東京地下鉄も、2000年の日比谷線での脱線事故以降、輪重が極端に不均衡になった状態で曲線通過時に車輪のせり上がり現象による脱線が起こりやすいことを考え、2006年度以降の新造車両用台車をすべて輪重調整や管理の容易なボルスタ付台車に戻している。
阪急は1981年の神戸線用7000系7005以下8両編成新造に際し、神戸寄りに連結される7100形7105・7550形7585の2両についてSS102を試験導入、さらに1984年には7012をはじめとする8両1編成の新造時に住友金属工業製SS102A（電動車用）・SS002A（付随車用）各3両分とFS369A（電動車用）・FS069A（付随車用）各1両分を製作、7105・7585との間で台車振り替えを行い、長期実用試験を実施するなど、この機構に早い時期から注目していた。同社は神戸線用8200系全車、宝塚線用8000系8040形および京都線用8300系の一部に住友金属工業SS139系ボルスタレス台車を採用したが、阪急の求める乗り心地の水準に達することができないという理由で、9000系および1000系 (2代)から再びダイレクトマウント式のボルスタ付き台車を導入した。
京急では本線品川駅付近にボルスタレス台車装着車が通過可能な限界に近い半径100 mの曲線区間があり、また京急蒲田駅での空港線との分岐にも半径100 mの曲線区間が存在するため、転向性能で不利なボルスタレス台車を採用していない。京急の他、東京都交通局浅草線・京成電鉄（京成）・北総鉄道（北総）の3社局においても、京急線への乗り入れ運用に充当される営業用車両についてもボルスタレス台車が採用されていない。一方、電気機関車である東京都交通局E5000形電気機関車や、営業車両であるが京急線への乗り入れをしない新AE形はボルスタレス台車を採用している（京成線内にも京成上野 - 日暮里間に半径160 m・120 mのカーブがある）。また新京成電鉄は新京成線の新津田沼 - 京成津田沼間に半径139 mのカーブがあるが、8900形においてボルスタレス台車を採用した。しかし、N800形以降の形式は京成の車両をベースにしていることもあってボルスタ付台車を採用している。
名鉄は1000系以降ボルスタレス台車を使用してきたが、9500系では再びボルスタ付きに戻り、9100系、その後の増備車もボルスタ付き台車を採用している。急曲線がある名鉄瀬戸線用の4000系は通過性能が有利なボルスタ付台車を採用している。
また、福知山線脱線事故の際には事故車が本方式による台車を装着していたことから、一部でボルスタレス台車の特性を問題視する説があり、鉄道評論家の川島令三や国鉄千葉動力車労働組合がこれを主張している。事故は曲率300 mに至る緩和曲線区間での速度超過および貧弱な営業方針や保安システムが原因であるが、稼動データが蓄積されている心皿付き台車と異なり、ボルスタレス台車については脱線時の過渡的な挙動について十分な知識が集積されておらず、原因であるともないとも断定できていない。
一方、日本の新幹線を筆頭とする高速鉄道を中心に、この方式は急速に普及している。
このようにボルスタレス台車のメリット、デメリットについては挙動や事故調査などのデーターから、回転半径の小さな線形、車輪過重の不均衡、高速での揺れ特性などに関わる知見が得られてきている。ボルスタレス台車はコスト、メンテナンスなどに多くのメリットがあることから、線形や用途に応じて選択すべきであるというコンセンサスが固まってきたところである。また車軸の支持剛性が高いと輪重のばらつきの影響が大きくなるため、速度が低く曲線区間が多い路線では軸箱支持に柔軟性をもたせて軸ばねの定数を低くする設計が増えている。