枕ばね
車両の走行にともなって発生する車両の上下動を緩和する働きである。ばねに大きな力が作用すると、ばねは変形してその力をエネルギーとして内部に留め、それを小さな力として徐々に解放する働きを持つ。車両に応じた適度なばね定数を与える必要がある。
薄い鋼板の曲げ特性を利用したばねであり、主体となる板ばねに順次数枚の子ばねを重ね合わせてボルトで締め付け拘束したものである。リーフスプリングとも呼ばれ、馬車や自動車などでも用いられている。枕ばねとして用いられる場合は、容量を確保するため複数の重ね板ばねを並列に配置したり、変形量を確保するため上下に重ねるなどして配置される。
重ね板ばねは、それぞれの板ばねの接触面に摩擦(板間摩擦)があることから非線形特性を有しており、振動に対する減衰性能が得られる。また、子ばねの枚数、板厚、長さの変更により、必要に応じ任意の荷重上限を設定できるというメリットがある。その反面、摩擦力の調整が困難で、所定のばね定数に調整することが難しいこと、減衰性能が固体摩擦によるものであって振動数の高い「びびり振動」を吸収できないことが欠点として挙げられる。ばね鋼の品質に自信のあったヨーロッパ、とくにドイツで好んで使用され、枕ばねとしてスパンが2 m前後で厚い板ばねを使用することで適切なたわみ量を確保しつつ、びびり振動の発生を抑制したゲルリッツ(独語版)台車など、このばねの特性を最大限活用した機構も開発された。
鉄道車両の枕ばねとしては、かつては一般に重ね板ばねやコイルばねが使用されるケースが多く、その他防振ゴムブロックやトーションバーを使用する例も見られたが、現在は空気ばねの使用が一般的となっている。
それぞれの得失は以下の通り。