写真は改良型のDT20A。西武鉄道E31形電気機関車 に転用時に砂箱が追加された。 国鉄DT20形台車 （こくてつDT20がただいしゃ）は、日本国有鉄道 が開発した鉄道車両 用台車 の一形式である。
吊り掛け駆動方式 に対応する、国鉄最後の制式電車用台車として1953年 に設計され、1954 （昭和29）年度予算で製造された80系 200番台車から採用された。
軸箱上部に天秤 状の釣り合い梁を設け、その両端から下方にコイルばね をそれぞれ置いて軸ばねとする、上天秤式と呼ばれる軸箱支持機構を採用する。
これは当時住友金属工業 が自社製台車に採用し、ゲルリッツ 式 と称していた軸箱支持機構（下記 参照）の亜種である。同時期に開発されていたキハ44000形電気式気動車 用のDT18 が汽車製造 の開発した下天秤式軸箱支持機構を採用したのと合わせ、当時の国鉄が、台車メーカー各社で開発が進んでいた最新の軸箱支持機構のエッセンスを取捨選択の上で導入したものであった。
本形式においては、軸ばねは側枠上部から吊り下げられた鋼棒[ 1] 検査 などの際にはこれらの固定用ボルト を外すことで容易に車輪抜きが可能であった。
また、ボルスター部はDT17 の設計を踏襲し、2列のコイルばねと衝動減衰を目的とするオイルダンパ で構成される枕ばね部を持つ、スウィングリンク式の揺れ枕機構を備える。
本形式はその計画・設計段階では、車体シリンダー式の古いブレーキ 機構を備える、旧形国電 と俗称される旧式の電車で汎用[ 2] [ 3]
側枠はDT18で初採用された、大型の鋼板 プレス成型 部品を最中 のように2枚貼り合わせて溶接 組み立てした軽量モノコック 構造で、各部に肉抜き穴も設けられていた。これにより、DT17の一体鋳鋼 製台車枠と比較して大幅な軽量化を実現した。
もっとも、MT15やMT40といった大きく重い吊り掛け式 電動機 を装架するため軸距は2,450 mmと大きくとってあった。また、先行したDT19 で側枠と横梁を溶接し端梁を省略することで更なる軽量化が可能であることが判明していたにもかかわらず、本形式では端梁は残されている。
ブレーキは車体シリンダー式で、両抱き式 のブレーキワークを構成する。
これは先行するDT17の設計を踏襲したもので、主電動機 や心皿・側受などとの干渉を避けて、揺れ枕の更に外側に連動用ロッドが通してあった。このロッドと連結される連動テコ[ 4]
形式 - 2軸動力台車
車体支持機構 - 揺れ枕吊り式・3点支持
枕ばね - コイルばね・オイルダンパ付き
台車枠 - 鋼板プレス
軸ばね - コイルばね＋防振ゴム
軸箱支持装置 - 上天秤式
軸距 - 2,450 mm
車輪径 - 910 mm
いわゆる旧形国電最末期に設計されたため、国鉄としての派生形式として実現をみたのは1種のみであるが、実際には付随車用の派生形式も設計されていた。また、日本車輌製造 が本形式と軸箱などの基本構造が共通の台車を、幾つかの私鉄 に納入している。
国鉄向け 電車用
DT20A ：本形式の1956 （昭和31）年度以降の生産分で側枠の設計を改良し、軸ばね下端の防振ゴムを厚くしたもの。外観上、側枠端部の穴が無いことで判別できる。仮称TR51 ：本形式と共通の構造で車輪径を縮小し、主電動機 支持架などの電装 品関連部材を省略したモデル。設計自体は完了していたが、電化 の進展に伴う電車の大量増備にあたり、各メーカーの製造能力を勘案して付随台車を一体鋳鋼側枠を備えるTR48 で統一し、電動台車をプレス材溶接構造の本形式で統一することとなったため、実際には製造されずに終わった。 私鉄向け
※流用品・他事業者 からの中古 品を使用する車両を含む。
【参考】住友金属工業 FS107形台車名鉄モ6785 ） ゲルリッツ式は本来、ドイツのWUMAG（Waggon- und Maschinenbau AG Görlitz：ゲルリッツ客車機械製造所）が1923年 （大正 12年）に開発したゲルリッツI形台車に由来する。この台車は、2本のコイルばねと重ね板ばねを連結して門形のばね機構を構成する軸箱支持機構部と、長大な重ね板ばねを側枠から2段リンクで吊り下げ、中央部で揺れ枕を支持する枕ばね支持機構部で構成されるのを特徴とする。詳細は鉄道車両の台車史#ドイツ 参照。日本ではオハ35系客車での試験 も行なわれた。
これに対し、その軸箱支持機構だけを抽出して採用したのが住友の台車である。これも日本ではゲルリッツ式台車または住友式ゲルリッツ などと呼ばれるが、もう一方の重要な構成要素を欠くため、厳密にはゲルリッツ式台車とは呼べない。なお、この軸箱支持機構は既に19世紀 末には王立バイエルン邦有鉄道 などで客車 用台車に採用されており、当時のドイツでは一般的な機構の一つであった他、蒸気機関車 の炭水車 用台車に採用する例がドイツのみならずアメリカ ・日本 など各国で見られた。
^ ばねの中心を貫通し、上端はナット とワッシャ で側枠に固定されている。
^ 本来この台車は新造車への装着だけではなく、当時老朽化で疲弊していたモハ30 ・モハ31形 などの17 m 級車が装着するDT10 などを置き換えることを目的としていた。本形式の軸距がDT10と共通の2,450 mm となった一因は実はここにあった。ただし、この計画は新製電動車 で代替し、老朽電動車については電装 解除による制御車 化で対応することとなったため、最終的に中止されている。
^ これは同様に側受を外に出した設計のDT17でも、後日の転用を考慮して、同様に移設可能な設計とされていた。
^ これの支点部は、車輪と主電動機と側枠と横梁に囲まれたごく狭い空間に非常に巧妙に収められていた。もっとも、このブレーキ機構の実装と、乗り心地を改善するために枕ばねに背の高いコイルばねを使用したことから、本形式の側枠は基礎ブレーキ装置との干渉を避けるため、必然的に軸箱付近に位置を引き下げざるを得なくなり、枕梁を側枠下方ではなく上方に突き出して揺れ枕と枕梁で側枠をサンドイッチする位置関係とし、揺れ枕吊りも大きな支持架を斜め上方に突き出すことで対処している。同時期に同一の軸箱支持機構を採用して設計された日本車輌製造 NA4系などでは台車シリンダー方式を採用し、枕ばねの背を低くすることで側枠位置を引き上げている。本形式のこの配置は枕ばねに小巻き径で背の高いコイルばねを複列装備する場合は問題ないが、本形式以降に開発された大径の空気ばね を採用する場合には側枠と干渉してしまう位置関係であり、これは次世代のDT21 が本形式の設計を一切継承せず、再設計される一因となった。
^ 1958年 （昭和33年）日本車輌製造本店製の車体と、ホデハ11形ホデハ17から供出された主要機器を組み合わせて製作された、いわゆる車体更新車。^ なお、日本車輌製造本店設計の台車は、200番台が気動車 用、300番台が路面電車 用（当初。1970年代 末以降は試作 台車やVONA 用のような特注品、あるいは他社との共同設計品などカテゴライズの難しい形式に付与）、500番台がSIG 社との技術提携によるトーションバー・スプリング による枕ばね+湿式円筒案内式の軸箱支持機構を備えた台車、700番台が円錐積層ゴムによる軸箱支持機構を備えた台車、と区分されている。
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