「ボルスタアンカー」の版間の差分

[[ファイル:Bolster track.gif|thumb|275px|ダイレクトマウント台車におけるボルスタアンカー（薄紫で示した部材）。]]

[[ファイル:Kintetsu 8600 series 006.JPG|thumb|275px|ボルスタアンカー付き台車の例。<br />近畿車両KD76形ダイレクトマウント台車。]]

 

== 基本的な機構 ==

[[鉄道車両の台車]]は[[輪軸]]を保持し[[鉄道車両#車体|車体]]の重量を支えるとともに、走行時に生じる振動・衝撃を吸収・緩和する働きを持つ<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_212"/>。さらに鉄道車両が線路の曲線部にさしかかった場合には、台車そのものが回転し、円滑に走行できるものでなければならない<ref name="鉄道の科学_78"/>。

 

 

 

=== 枕梁の機構 ===

|4=図1-2(b)断面図

}}

* 台車の回転 - 枕梁と心皿・側受

 

 

=== 牽引力を伝達するボルスタアンカー ===

|4=図1-3(b)断面図

}}

 

とし、上下方向の変形を許容している<ref>{{Cite web |author=鉄道総合技術研究所|url=http://yougo.rtri.or.jp/dic/|title=ボルスタアンカ【車両の】 ぼるすたあんか |work=鉄道技術用語辞典|accessdate=2015-02-14}}</ref>。一般にはモータによる加速力やブレーキによる減速力といった前後方向の力は台車→中心ピン→ボルスタ→ボルスタアンカ→車体という順番に伝えられる<ref name="鉄道の科学_35"/>。

 

 

{|class="wikitable" style="font-size:90%; text-align:center;"

|-

! style="font-weight:normal;"|車体 - 枕梁(3)

|ボルスタアンカー(2)

|-

|-

! style="font-weight:normal;"|台車枠 - 輪軸

|軸箱支持装置

|}

[[画像:TR Swing hanger sect1.gif|250px|thumb|図2-2 揺れ枕式台車の動き。]]

[[画像:PC24kei railway truck part.JPG|250px|thumb| [[24系客車]]のカニ24の揺れ枕式（揺れ枕吊り式）台車に使用されている上揺れ枕（右側）と下揺れ枕（左側）]]

 

=== 揺れ枕もり方式とその欠点 ===

前節では、ボルスタアンカーの基本的な役割とその機構について、枕梁台車において牽引力（前後方向の力）を伝達するものとして解説した。しかしながら、枕梁台車の牽引力伝達は、必ずしもボルスタアンカーによる必要はなく、より簡便な機構でも可能であった。ここでは、枕梁台車における牽引力伝達方式の変遷について述べるとともに、ボルスタアンカーの特長について解説する。

 

 

さて、図2-1で示した台車は、揺れ枕式の中でもさらに歴史の古い形式であり、上揺れ枕の中央上面に下心皿が設けられており、車体下部の台枠の枕梁中央下面に設けられた上心皿（中心ピン）と結合して、台車の回転中心となり、車体の重量を負担すると同時に台車からの牽引力を伝達する1点支持方式である。側受は原則として荷重を受けておらず、車体傾斜時のみに車体を預ける転倒防止装置であった。

蛇行動の原因は、走行速度、車輪踏面の形状、輪軸の支持方法、軸距、さらには車両の剛性・減衰性能・質量などが関連する複合問題である。この中でも台車の構造は蛇行動に与える影響が大きく、様々な研究・対策が行われてきた。蛇行動に対する対策のひとつは、適切な剛性の確保である。1点支持による車体支持機構と揺れ枕もりによる牽引力伝達は、揺れ枕の中央のみが拘束されていることから、必要以上に水平面での回転を起こしやすく、蛇行動に対する必要な剛性を欠く構造であった。

 

{{-}}

 

== ボルスタアンカーのバリエーション ==

=== 枕梁台車とボルスタアンカー ===

 

また、前節で述べたとおり、牽引力の伝達は揺れ枕もりによる場合もあり、ボルスタアンカーは枕梁台車に必ずしも設けられるものではない。台車の変遷から、揺れ枕式にはボルスタアンカーのないものが比較的多く見られるほか、インダイレクトマウント方式でも揺れ枕もりによる牽引力伝達を行う形式も希ながら存在する。

揺れ枕式では、2本の枕梁（揺れ枕）を有しているが、ボルスタアンカーは上揺れ枕と台車枠の間のみに取り付けられる。ボルスタアンカー付き揺れ枕式台車では、荷重は以下のように伝達する。

; 車体重量（上下方向荷重）

; 牽引力（前後方向荷重）

: 車体 - 中心ピン - 上揺れ枕 - ボルスタアンカー - 台車枠 - 軸箱支持装置

=== インダイレクトマウント方式 ===

[[画像:Indirect truck.gif|thumb|200px|図3-1 インダイレクトマウント方式台車]]<!-- 断面図追加予定 -->

; 車体重量（上下方向荷重）

; 牽引力（前後方向荷重）

: <span style="color:#e6e6ff">■</span>車体 - 中心ピン - <span style="color:#dcc0c0">■</span>枕梁 - <span style="color:#f2d2d2">■</span>ボルスタアンカー - <span style="color:#c0c0c0">■</span>台車枠 - 軸箱支持装置

{{refnest|group="注釈"|[[東急5000系電車 (初代)|東京急行電鉄5000系]]・[[東急5200系電車|5200系]]に装着。日本におけるインダイレクトマウント台車の最初期例であるが、同時に中心ピンのみで車両の重量を支える1点支持を止め、常時側受が心皿と共に荷重を負担する3点支持に移行した最初期の台車の一つでもある。}}

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画像:JRE EC455 truck DT32 20070325 001.jpg|国鉄DT32形台車。

画像:Truck-FS008.jpg|住友金属製FS008形台車。

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図3-2に直角クランクピンとボルスタアンカーによる仮想心皿方式台車の回転機構を示す。ボルスタアンカー（牽引力伝達棒）の一端は車体に固定され、もう片方は台車枠に取り付けられたクランクピンと結ばれている。左右のクランクピンはロッドにより連結されており、相互のクランクピンの作用により、台車はあたかも心皿を中心に回転するような動きができる。

 

 

この形式における力の伝達を以下に示す。枕梁や心皿を持たないため、伝達機構は比較的単純である。

; 車体重量（上下方向荷重）

; 牽引力（前後方向荷重）

: 車体 - ボルスタアンカー（引張装置） - 台車枠 - 軸箱支持装置

もうひとつは、特に列車の引き出し時等での軸重補償を必要とする車両用の台車である。これは、列車の引き出し時において、電動機が始動して車輪が回転を始めると、その反力により台車が進行方向に対して後方に傾こうとする回転モーメントが発生して、前方の車輪の軸重が小さくなり、後方の車輪の軸重が大きくなる。車輪とレールの粘着は軸重に比例するため、前方の車輪では空転と呼ばれる空周りが発生する恐れがあり、空転が発生すると牽引力がほぼ0となり、列車を引き出すことができなくなる。また、軸重は走行路線の[[線形 (路線)#勾配|勾配]]の影響により、他の輪軸に移動する性質もあり、適切な軸重は空転を防止するために必要である。大きな引張力を必要とする[[機関車]]では、軸重の移動による影響が大きく、その対策として、旧型電気機関車では、重量がある頑丈な大型の3軸台車とし、台車同士を連結棒で連結する方式を採用しており、[[国鉄EF60形電気機関車|EF60形]]以降の電気機関車では、1台車につき1つの電動機を搭載して、片側の車軸で発生した反力をもう片側の車軸で相殺する1台車1モーター方式を[[国鉄EF30形電気機関車|EF30形]]と[[国鉄EF80形電気機関車|EF80形]]に採用している。牽引力の反力による台車の回転モーメントは、牽引力の伝達点がレール面に近ければ小さくなり、レール面では0となるため、仮想心皿方式では、車体下部の台枠と台車枠を繋ぐボルスタアンカーや引張棒をレール面に極力近い位置に配置して、牽引力の伝達点の高さをレール面に近づけることで軸重の移動を防止することができるとともに、さらなる牽引力の向上を図っている<ref name="鉄道のテクノロジー アーカイブス_34-35"/>。

 

 

=== トラニオン ===