レールと車輪
レールの上を左右一体で台形断面の車輪が転がっています。進行方向を紙面側にしますと直線では右にずれると、右の車輪が大きくなり左に曲がります、左にずれると左の車輪が大きくなり右に曲がります。即ち、中央部に求心されて蛇行して走ります。
左右の車輪が同じ距離を進むように安定するわけです。
線路が右に曲がっています、そうすると左の車輪が多く進むため上図の右の状態になります、高速での乗り心地を良くするため更に線路を傾け（カント）内側の線路を低くして下図の右のようにします。
左右の車輪は同一回転数で内側と外側の線路の長さと同じ長さの位置に車輪を移動させる動作をします、車輪に掛かる重さが左右ちがうとどちらかの車輪がスリップしてカントのうち側に落ち込みます。このとき、キーンとフランジと線路が当たる音が発生し、同時に外側がスリップします。これは内側の摩擦が大きく外側がスリップして車輪径の違いからくる脱線を防いでいます。上図の左の図はカントの内側に滑り落ちていますので左輪のスリップがないと脱線します。（左のレールに油を塗る）
電車が左右に蛇行するのは、線路の長さと車輪の回転距離を合せるために必要なのです、蛇行を無くすと脱線します。車輪は左右同じ径に研磨する必要があります。
蛇行を無くすには、線路を蛇行させる方法もあります（上図）。カントの付け方も枕木に直角から上図の様に垂直がより安全です。
左右の車輪を一体にしないで自動車のように独立させればこの問題は解決できますが、信頼性を確保する方法が大事です。
