輪軸 (鉄道車両)
脱線に対する安全性を高めるため、フランジ角度を大きくした場合、横圧が大きくても脱線が難くなるが、車輪の磨耗時に削正する場合において削正量が多くなり、レールとの接触圧力を小さくために接触面積を大きくすると、車輪の磨耗量が増えてしまう。そのため、理想的なタイヤコンタを見つけることは困難であり、特に横圧が大きくなると、フランジがレールを乗り越えてしまい、滑り上がり脱線や乗り上がり脱線が起きる。また、新幹線では高速走行時での脱線防止を優先するため、フランジ角度を大きくしている。貨車では、脱線防止を優先しながら、蛇行動対策や摩耗防止などを考慮して、フランジ角度を大きくし、フランジ高さを可能なかぎり高くしたN踏面コンタが採用されている。
車輪の走行による摩耗においては、フランジ部と踏面の内側が主に摩耗する。特にフランジ部は、曲線レールと接触するため摩耗が多く、摩耗を減らすためにフランジ部に焼き入れを行って硬度を高めたり、電気機関車の最前位や最後位の車輪には走行に応じて自動的に油が塗布されるフランジ自動塗油器が装備されている。また、摩耗によりタイヤコンタが、当初の基本形状から変形して円滑な走行を阻害するため、磨耗量に応じて専用の機械により削正されて基本形状に戻している。また、車輪自体の減耗は、走行による摩耗による減耗よりも、削正による減耗の方が量が多く、フランジ角度が大きいほど多くなる。
レールと接する主な部分が円弧となっている形状。円弧形にすることで、フランジに近い部分の車輪径を大きく、フランジから離れた部分の車輪径を小さくして、曲線通過性能と蛇行動の防止を両立できるようにしている。円錐踏面と比べて磨耗が少なく、国内では、在来線は踏面半径500mmの円弧形状が使用されているが、新幹線は踏面半径1000mmの円弧形状を使用しており、新幹線100系以降の新幹線電車に使用されている。