鉄道車両の台車
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。
その他の台車に装備される装置類としては、以下のようなものがある。
滑走防止装置
排障器
スノープラウ
砂撒き装置
速度検出器
集電装置(第三軌条方式の場合)
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。