特開 2022-13222 レール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022013222

(43)【公開日】2022-01-18

(54)【発明の名称】レール

(51)【国際特許分類】

   E01B 31/17 20060101AFI20220111BHJP

   C21D 9/04 20060101ALI20220111BHJP

   G01N 3/32 20060101ALI20220111BHJP

   G01N 3/56 20060101ALI20220111BHJP

【ＦＩ】

E01B31/17

C21D9/04 A

G01N3/32 C

G01N3/56 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020115639

(22)【出願日】2020-07-03

(71)【出願人】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】502350504

【氏名又は名称】学校法人上智学院

(74)【代理人】

【識別番号】110000121

【氏名又は名称】アイアット国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】辻江 正裕

(72)【発明者】

【氏名】曄道 佳明

【テーマコード（参考）】

2D057

2G061

4K042

【Ｆターム（参考）】

2D057BA26

2G061AA20

2G061AB01

2G061BA03

2G061CA02

2G061CB02

2G061DA11

4K042AA04

4K042BA03

4K042CA15

4K042DA00

(57)【要約】

【課題】既存のレールであって、ＪＩＳ規格のレールにおいて発生する亀裂を抑制することができること。
【解決手段】この発明は、曲線区間に敷設される外側のレールＲ３であって、レールＲ３の頭部１のうち、ゲージコーナ５側の一部分には、レール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状に変形された予測摩耗変形部分８が、形成されている。この結果、この発明は、既存のレールであって、ＪＩＳ規格のレールにおいて発生する亀裂を抑制することができる。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

曲線区間に敷設される外側のレールであって、
前記レールの頭部のうち、ゲージコーナ側の一部分には、ＪＩＳ規格のレールの断面形状に対して、レール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状に変形された予測摩耗変形部分が、形成されている、
ことを特徴とするレール。

【請求項2】

前記予測摩耗変形部分は、ＪＩＳ規格のレールの断面形状に対して、車輪との接触点から垂直方向に約０．１９ｍｍ以上の深さの摩耗形状に変形されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のレール。

【請求項3】

前記予測摩耗変形部分は、曲率半径が約１３．８ｍｍ以上の円弧に、形成されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のレール。

【請求項4】

前記レールは、半径が６００ｍから１０００ｍまでの曲線区間に敷設される外側のレールである、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレール。

【請求項5】

前記レールは、熱処理レールである、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のレール。

【請求項6】

前記予測摩耗変形部分は、前記レールが曲線区間の外側に敷設された後に、前記レールを走行する台車に装備された砥石片の研削作用により、形成される、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、曲線区間に敷設される外側のレール（外側レール、外軌）に関する。

【背景技術】

【0002】

レール、特に、曲線区間に敷設された外側のレールにおいて発生する亀裂を抑制する対策として、下記の特許文献１、特許文献２がある。なお、亀裂については、後記する。また、亀裂は、ゲージコーナ亀裂、ゲージコーナシェリング、シェリング、ヘビーシェリング損傷、シェリング傷、損傷などの呼び方がある。

【0003】

下記の特許文献１、特許文献２にも記載の通り、レールにおいて亀裂が発生することは、知られている。この亀裂は、特に、曲線区間の外側に敷設されたレールの頭部のうち、ゲージコーナ（ＧＣ）側の部分において、発生する。

【0004】

このレールにおいて発生する亀裂を抑制する対策として、特許文献１は、レール中の全酸素濃度を３０ｐｐｍ以下として、酸化物系介在物を少なくして、耐ヘビーシェリング損傷性に優れたレールを提供して、レールにおいて発生する亀裂を抑制するものである。

【0005】

特許文献２は、レールの頭頂から深さ１０ｍｍの領域におけるミクロ組織を、ラメラー間隔０．０８～０．２５μｍのパーライト組織として、耐摩耗性と耐表面損傷性とに優れるレールを提供して、レールにおいて発生する亀裂を抑制するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１－２２０６５号公報

【特許文献2】特開２０１０－１８５１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載のレールおよび特許文献２に記載のレールは、レールの素材を改良して、レールにおいて発生する亀裂を抑制するものである。このため、特許文献１に記載のレールおよび特許文献２に記載のレールは、既存のレールの素材であって、ＪＩＳ規格のレールにおいて発生する亀裂を抑制することができない。

【0008】

この発明が解決しようとする課題は、既存のレールの素材であって、ＪＩＳ規格のレールにおいて発生する亀裂を抑制することができるレールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明のレールは、曲線区間に敷設される外側のレールであって、レールの頭部のうち、ゲージコーナ側の一部分には、ＪＩＳ規格のレールの断面形状に対して、レール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状に変形された予測摩耗変形部分が、形成されている、ことを特徴とする。

【0010】

この発明のレールにおいて、予測摩耗変形部分が、ＪＩＳ規格のレールの断面形状に対して、車輪との接触点から垂直方向に約０．１９ｍｍ以上の深さの摩耗形状に変形されている、ことが好ましい。

【0011】

この発明のレールにおいて、予測摩耗変形部分が、曲率半径が約１３．８ｍｍ以上の円弧に、形成されている、ことが好ましい。

【0012】

この発明のレールにおいて、レールが、半径が６００ｍから１０００ｍまでの曲線区間に敷設される外側のレールである、ことが好ましい。

【0013】

この発明のレールにおいて、レールが、熱処理レールである、ことが好ましい。

【0014】

この発明のレールにおいて、予測摩耗変形部分が、レールが曲線区間の外側に敷設された後に、レールを走行する台車に装備された砥石片の研削作用により、形成される、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

この発明のレールは、既存のレールであって、ＪＩＳ規格のレールにおいて発生する亀裂を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、この発明にかかるレールの実施形態を示す使用状態図（レールと車輪とが接触している状態の説明図）である。

【図2】図２は、外側のレールにおける車輪との接触面積の大小を示す説明図である。

【図3】図３は、ＪＩＳ規格の６０ｋｇレールの頭部を示す一部拡大断面説明図である。

【図4】図４は、この実施形態にかかるレールの頭部を示す一部拡大断面説明図である。

【図5】図５は、レール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状を示すレールの頭部の一部拡大断面説明図である。

【図6】図６は、レール摩耗形状予測モデルにおけるレール断面形状更新回数とレールの曲面の半径（円弧の曲率半径）との相対関係を示す説明図である。

【図7】図７は、レール摩耗形状予測モデルにおけるレール断面形状更新回数と接触面積との相対関係を示す説明図である。

【図8】図８は、レール摩耗形状予測モデルにおけるレール断面形状更新回数と接触面圧との相対関係を示す説明図である。

【図9】図９は、亀裂が発生したレールを示す説明図（撮像データに基づいて作図した説明図）である。

【図10】図１０は、亀裂により破断したレールを示す説明図（撮像データに基づいて作図した説明図）である

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、この発明にかかるレールの実施形態（実施例）の１例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図１から図５は、概略図であって、断面のハッチングが省略されている。また、図９および図１０は、撮像データに基づいて作図した図であるから、不鮮明な箇所がある。

【0018】

図５において、横軸の原点（０）は、レールＲ１、Ｒの中心である。負方向は、軌間内（ゲージコーナ５、ＧＣ）側である。正方向は、軌間外（ＦＣ）側である。縦軸の原点（０）は、レールＲ１、Ｒの頭頂面（頭頂部７の面）である。負方向は、レールＲ１、Ｒの底部３方向側である。

【0019】

（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態にかかるレールＲ１の構成について説明する。この実施形態にかかるレールＲ１は、曲線区間に敷設される外側のレールである。この外側のレールＲ１は、図１に示すように、内側のレール（内側レール、内軌）Ｒ２と共に、半径が６００ｍから１０００ｍまでの曲線区間、特に、半径が８００ｍの曲線区間において敷設される。

【0020】

外側のレールＲ１および内側のレールＲ２は、共に、頭部１と、腹部２と、底部３と、から構成されている。外側のレールＲ１および内側のレールＲ２は、共に、既存のレールであって、ＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲ（図２、図３および図５を参照）を使用する。外側のレールＲ１および内側のレールＲ２は、共に、ＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲであって、熱処理レール（頭部全断面熱処理レール）を使用する。

【0021】

外側のレールＲ１および内側のレールＲ２の頭部１には、車輪Ｗの踏面４がそれぞれ接触している。外側のレールＲ１および内側のレールＲ２のゲージコーナ（ＧＣ）５側には、車輪Ｗのフランジ６が位置する。車輪Ｗの踏面４と外側のレールＲ１、Ｒの頭部１（頭頂部７の面であって頭頂面）とは、点Ｐ（図３および図４を参照）において、相互に接触している。

【0022】

なお、図３に示すＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲであって、外側のレールＲの断面形状において、外側のレールＲの頭部１（この例では、頭頂部７）のうち、ゲージコーナ５側の一部分（車輪Ｗと接触する箇所）の曲率半径（曲面の半径）ｒは、約１３ｍｍである。一方、車輪Ｗの外側レールＲ（Ｒ１）と接触する箇所の曲率半径（曲面の半径）は、約１４ｍｍである。このため、図３に示すＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲであって、外側のレールＲと車輪Ｗとは、シビア接触の状態で接触している。

【0023】

（予測摩耗変形部分８の説明）
図４に示すように、外側のレールＲ１の頭部１（この例では、頭頂部７）のうち、ゲージコーナ５側の一部分（車輪Ｗと接触する箇所）には、ＪＩＳ規格のレールＲの断面形状（図３および図４中の二点鎖線を参照）に対して、後記のレール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状に変形された予測摩耗変形部分８が、形成されている。

【0024】

予測摩耗変形部分８は、新品もしくは新品に近いＪＩＳ規格のレールＲの頭部１のうち、ゲージコーナ５側の一部分の形状を、車輪Ｗとの接触がなじんで車輪Ｗとのシビア接触が緩和されるように、補正（矯正、修正）するものである。

【0025】

予測摩耗変形部分８は、ＪＩＳ規格のレールＲの断面形状（図３および図４中の二点鎖線を参照）に対して、車輪Ｗとの接触点Ｐから垂直方向（深さ方向）に約０．１９ｍｍ以上の深さの摩耗形状、この例では、約０．１９ｍｍから約０．４３ｍｍまでの深さの摩耗形状に変形されている（図５を参照）。

【0026】

予測摩耗変形部分８は、曲率半径（曲面の半径）ｒ１が約１３．８ｍｍ以上の円弧、この例では、約１３．８２ｍｍから約１３．９５ｍｍまでの円弧に、形成されている（図６を参照）。

【0027】

予測摩耗変形部分８は、外側のレールＲ１が敷設された後に、外側のレールＲ１を走行する台車（図示せず）に装備された砥石片（図示せず）の研削作用により、形成される。この台車および砥石片は、この出願人が先に特許出願したレール削正車（特開２００７－２２４６０８号公報、特開２００９－２１５７６４号公報）などを使用する。

【0028】

（レール摩耗形状予測モデルの説明）
レール摩耗形状予測モデルは、この出願人が先に特許出願したきしみ割れ推定装置及びきしみ割れ推定方法（特開２０１９－１７８９４４号公報）である。レール摩耗形状予測モデルは、まず、あらかじめ用意した車両・軌道のデータをもとに、「ＳＩＭＰＡＣＫ」上にシミュレーションモデルを作成する。作成したモデルにおいて走行シミュレーションを行い、車輪／レールの接触状況を逐次算出する。そして、その接触状態から、それぞれの個所におけるレールの摩耗量を計算する。算出されたレールの摩耗量をもとに、それぞれの個所におけるレールの摩耗断面形状を作成し、モデル上に更新させる。この手順を繰り返し計算することで、それぞれの個所毎にレールの断面形状の変化を求めることができる、ものである。

【0029】

（更新回数による摩耗の深さ・幅の変化の説明）
以下、前記のレール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状において、更新回数による摩耗の深さ・幅の変化について、図５を参照して説明する。図５は、前記のレール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状を示すレールの頭部の一部拡大断面説明図である。

【0030】

ここで、前記のレール摩耗形状予測モデルにおける更新は、この例では、１００００のスケーリング係数とする。すなわち、走行シミュレーションにおいて、車両が軌道上を１００００回走行した時点で、更新される。

【0031】

図５の横軸は、レールＲ１、Ｒの頭幅（頭部１の幅）であり、単位は、ｍｍである。図５の縦軸は、レールＲ１、Ｒの頭部１の高さであり、単位は、ｍｍである。なお、摩耗の深さを、摩耗の幅に対して、顕著に表現するために、縦軸の長さを横軸の長さの１００分の１とする。

【0032】

新品のＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲにおいては、摩耗が無い。
１回の更新においては、深さが約０．０６ｍｍ、幅が約９ｍｍの摩耗（図５中の実線を参照）が予測される。
５回の更新においては、深さが約０．１９ｍｍ、幅が約１３ｍｍの摩耗（図５中の破線を参照）が予測される。
１０回の更新においては、深さが約０．２９ｍｍ、幅が約１８ｍｍの摩耗（図５中の一点鎖線を参照）が予測される。
１５回の更新においては、深さが約０．３６ｍｍ、幅が約２０ｍｍの摩耗（図５中の二点鎖線を参照）が予測される。
２０回の更新においては、深さが約０．４３ｍｍ、幅が約２２ｍｍの摩耗（図５中の三点鎖線を参照）が予測される。

【0033】

この図５から明らかなように、５回の更新以降における摩耗の深さ・幅の変化は、小さい。このため、５回の更新は、予測摩耗変形部分８を形成する１つの目安となる。すなわち、予測摩耗変形部分８を、ＪＩＳ規格のレールＲの断面形状に対して、車輪Ｗとの接触点Ｐから垂直方向（深さ方向）に約０．１９ｍｍ以上の深さの摩耗形状に、変形させることが好ましい。

【0034】

（更新回数による曲面の半径の変化の説明）
以下、前記のレール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状において、更新回数による曲面の半径の変化について、図６を参照して説明する。図６は、レール摩耗形状予測モデルにおけるレール断面形状更新回数とレールの曲面の半径（円弧の曲率半径）との相対関係を示す説明図である。

【0035】

図６の横軸は、レール断面形状更新回数である。図６の縦軸は、レールＲ１、Ｒの曲面の半径、すなわち、レールＲ１、Ｒの頭頂面であって、車輪Ｗの踏面４が接触する部分の円弧の曲率半径であり、単位は、ｍｍである。

【0036】

新品のＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲにおいては、曲面の半径が約１３．００ｍｍである。
１回の更新においては、曲面の半径が約１３．１０ｍｍである。
５回の更新においては、曲面の半径が約１３．８２ｍｍである。
１０回の更新においては、曲面の半径が約１３．９１ｍｍである。
１５回の更新においては、曲面の半径が約１３．９３ｍｍである。
２０回の更新においては、曲面の半径が約１３．９５ｍｍである。

【0037】

この図６から明らかなように、５回の更新以降における曲面の半径の変化は、小さい。このため、５回の更新は、予測摩耗変形部分８を形成する１つの目安となる。すなわち、予測摩耗変形部分８を、曲率半径が約１３．８ｍｍ以上の円弧に、形成することが好ましい。

【0038】

（更新回数による接触面積の変化の説明）
以下、前記のレール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状において、更新回数による接触面積の変化について、図７を参照して説明する。図７は、レール摩耗形状予測モデルにおけるレール断面形状更新回数と接触面積との相対関係を示す説明図である。

【0039】

図７の横軸は、レール断面形状更新回数である。図７の縦軸は、レールＲ１、Ｒの頭頂面と車輪Ｗの踏面４との接触面積であり、単位は、ｍｍ^２である。

【0040】

新品のＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲにおいては、接触面積Ｓ（図２を参照）が約６５ｍｍ^２である。
１回の更新においては、接触面積が約６８ｍｍ^２である。
５回の更新においては、接触面積Ｓ１（図２を参照）が約１２０ｍｍ^２である。
１０回の更新においては、接触面積が約１４５ｍｍ^２である。
１５回の更新においては、接触面積が約１５６ｍｍ^２である。
２０回の更新においては、接触面積が約１６０ｍｍ^２である。

【0041】

この図７から明らかなように、５回の更新以降における接触面積の変化は、小さい。このため、５回の更新は、予測摩耗変形部分８を形成する１つの目安となる。すなわち、予測摩耗変形部分８を、前記のレール摩耗形状予測モデルの５回の更新により予測した摩耗形状に、形成することにより、レールＲ１と車輪Ｗとの接触面積Ｓ１を、新品のＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲと車輪Ｗとの接触面積Ｓよりも、大きく（広く）することができる。

【0042】

（更新回数による接触面圧の変化の説明）
以下、前記のレール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状において、更新回数による接触面圧の変化について、図８を参照して説明する。図８は、レール摩耗形状予測モデルにおけるレール断面形状更新回数と接触面圧との相対関係を示す説明図である。

【0043】

図８の横軸は、レール断面形状更新回数である。図８の縦軸は、レールＲ１、Ｒの頭頂面における車輪Ｗからの接触面圧であり、単位は、ＭＰａである。

【0044】

新品のＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲにおいては、接触面圧が約１２００ＭＰａである。
１回の更新においては、接触面圧が約１１６０ＭＰａである。
５回の更新においては、接触面圧が約６８０ＭＰａである。
１０回の更新においては、接触面圧が約５２５ＭＰａである。
１５回の更新においては、接触面圧が約５００ＭＰａである。
２０回の更新においては、接触面圧が約４８０ＭＰａである。

【0045】

この図８から明らかなように、５回の更新以降における接触面圧の変化は、小さい。このため、５回の更新は、予測摩耗変形部分８を形成する１つの目安となる。
すなわち、予測摩耗変形部分８を、前記のレール摩耗形状予測モデルの５回の更新により予測した摩耗形状に、形成することにより、レールＲ１にかかる車輪Ｗの接触面圧を、新品のＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲにかかる車輪Ｗの接触面圧よりも、小さく（低く）することができる。

【0046】

（亀裂９の説明）
以下、レールＲ３の亀裂９の発生について図９および図１０を参照して説明する。なお、図９および図１０においては、亀裂９の大きさを示すために、目盛が付されている。

【0047】

図９および図１０に示すレールＲ３は、図３に示す既存のレールの素材であって、ＪＩＳ規格の６０ｋｇレール（熱処理レール）Ｒである。図９および図１０に示すレールＲ３において、特に、曲線区間に敷設された外側のレールＲ３の頭部１のうち、ゲージコーナ５側の部分においては、車輪Ｗとの接触により、摩耗と傷とが発生する。ここで、急曲線区間（例えば、半径が６００ｍ未満の曲線区間）に敷設された外側のレールの場合は、摩耗の発生速度が傷の発生速度に対して速いので、レールにおいて発生した傷がレールの摩耗により削られて消える。このため、実質的には、レールにおいては、傷が発生しない。

【0048】

逆に、緩曲線区間（例えば、半径が６００ｍ以上の曲線区間）に敷設された外側のレールＲ３の場合は、摩耗の発生速度が傷の発生速度に対して遅いので、レールＲ３において発生した傷がレールＲ３の摩耗により削られずに進展する。このため、レールＲ３においては、傷が発生する。この傷は、図９および図１０に示すように、経時的に、進展して亀裂９となる。

【0049】

この亀裂９は、図１０に示すように、レールＲ３の表面において発生した亀裂９の起点１０（図１０中、三角形を参照）からレールＲ３の長手方向で、列車の進行方向（図１０中、白色矢印１１）に向かって進展する（図１０中、黒色矢印１２を参照）。さらに、亀裂９は、レールＲ３の長手方向に対してレールＲ３の内部方向に枝分かれして進展する（図１０中、白色矢印１３を参照）。この結果、レールＲ３において、亀裂９が発生する。なお、図１０において、黒色矢印１２が付されている部分は、レールＲ３の表面が剥離された部分を示す。

【0050】

この亀裂９は、レールＲ３と車輪Ｗとのシビアな接触、すなわち、接触面圧が高い接触により発生するものである。また、レールＲ３として、摩耗の進行を抑えた熱処理レール（高強度・高硬度のレール）を使用することにより、摩耗の発生速度が傷の発生速度に対してさらに遅くなるので、亀裂９の発生が顕著化している。

【0051】

（実施形態の効果の説明）
この実施形態にかかるレールＲ１は、以上のごとき構成からなり、以下、その効果について説明する。

【0052】

この実施形態にかかるレールＲ１は、頭部１（この例では、頭頂部７）のうち、ゲージコーナ５側の一部分に、ＪＩＳ規格のレールＲの断面形状に対して、レール摩耗形状予測モデルにより予測した摩耗形状に変形された予測摩耗変形部分８を、形成したものである。すなわち、この実施形態にかかるレールＲ１は、頭部１のゲージコーナ５側の一部分を、予測摩耗変形部分８により、予め摩耗させたものであるから、車輪Ｗとの接触がなじみ、車輪Ｗとのシビアな接触が緩和される。

【0053】

これにより、この実施形態にかかるレールＲ１は、図２および図７に示すように、車輪Ｗとの接触面積Ｓ１（図２を参照）を、ＪＩＳ規格のレールＲと車輪Ｗとの接触面積Ｓ（図２を参照）に対して、大きくすることができる。この結果、この実施形態にかかるレールＲ１は、図８に示すように、車輪Ｗからかかる接触面圧を、ＪＩＳ規格のレールＲにおける車輪Ｗからかかる接触面圧よりも小さくすることができる。以上から、この実施形態にかかるレールＲ１は、ＪＩＳ規格のレールＲよりも、亀裂９の発生を抑制することができる。

【0054】

しかも、この実施形態にかかるレールＲ１は、既存のレールであって、ＪＩＳ規格の６０ｋｇレールＲを使用して、頭部１のゲージコーナ５側の部分に予測摩耗変形部分８を形成するだけのものである。この結果、この実施形態にかかるレールＲ１は、前記の特許文献１のレールおよび特許文献２のレールと違い、既存のレールであって、ＪＩＳ規格のレールＲにおいて発生する亀裂９を抑制することができる。

【0055】

この実施形態にかかるレールＲ１は、予測摩耗変形部分８を、ＪＩＳ規格のレールＲの断面形状に対して、車輪Ｗとの接触点Ｐから垂直方向に約０．１９ｍｍ以上の深さの摩耗形状に、変形させたものである。すなわち、この実施形態にかかるレールＲ１は、車輪Ｗとの接触がなじみ、車輪Ｗとのシビアな接触が緩和される。

【0056】

これにより、前記の通り、この実施形態にかかるレールＲ１は、図７に示すように、接触面積Ｓ１を、ＪＩＳ規格のレールＲの接触面積Ｓに対して、大きくすることができる。この結果、この実施形態にかかるレールＲ１は、図８に示すように、接触面圧を、ＪＩＳ規格のレールＲにおける接触面圧よりも小さくすることができる。以上から、この実施形態にかかるレールＲ１は、ＪＩＳ規格のレールＲよりも、亀裂９の発生を抑制することができる。

【0057】

この実施形態にかかるレールＲ１は、予測摩耗変形部分８を、曲率半径が約１３．８ｍｍ以上の円弧に、形成したものである。この結果、この実施形態にかかるレールＲ１は、予測摩耗変形部分８の曲率半径を、車輪Ｗの踏面４の曲率半径約１４ｍｍ（Ｒ１４）に、近似させることができる。すなわち、この実施形態にかかるレールＲ１は、車輪Ｗとの接触がなじみ、車輪Ｗとのシビアな接触が緩和される。

【0058】

これにより、この実施形態にかかるレールＲ１は、前記の通り、車輪Ｗとの接触面積を大きくすることができるので、車輪Ｗとの接触面圧を小さくすることができ、亀裂９の発生を抑制することができる。

【0059】

この実施形態にかかるレールＲ１は、半径が６００ｍから１０００ｍまで、特に、８００ｍの曲線区間に敷設される外側のレールである。すなわち、半径が６００ｍ以上の緩曲線区間に敷設される外側のレールＲ３のように、摩耗の発生速度が傷の発生速度に対して遅く、レールＲ３において発生した傷がレールＲ３の摩耗により削られずに進展するようなレールＲ３に、この実施形態にかかるレールＲ１を使用することは、亀裂９の発生を抑制する点において、最適である。

【0060】

この実施形態にかかるレールＲ１は、熱処理レールである。すなわち、摩耗の発生速度が抑制されて、レールＲ３において発生した傷がレールＲ３の摩耗により削られずに進展するような熱処理レール（レールＲ３）に、この実施形態にかかるレールＲ１を使用することは、亀裂９の発生を抑制する点において、最適である。

【0061】

この実施形態にかかるレールＲ１は、レールＲ１が曲線区間の外側に敷設された後に、レールＲ１を走行する台車に装備された砥石片の研削作用により、予測摩耗変形部分８を形成するものである。この結果、この実施形態にかかるレールＲ１は、予測摩耗変形部分８を容易に形成することができる。

【0062】

しかも、この実施形態にかかるレールＲ１は、鉄道事業側において、予測摩耗変形部分８を形成することができる。

【0063】

なお、この実施形態にかかるレールＲ１のように、予測摩耗変形部分８を形成するのは、レールＲが曲線区間の外側に敷設された直後が最も好ましいが、敷設後数ヵ月経過後であっても良い。

【0064】

（実施形態以外の例の説明）
なお、この発明のレールは、前記の実施形態により限定されるものではない。

【符号の説明】

【0065】

１ 頭部
２ 腹部
３ 底部
４ 踏面
５ ゲージコーナ
６ フランジ
７ 頭頂部
８ 予測摩耗変形部分
９ 亀裂
１０ 亀裂９の起点
１１ 列車の進行方向
１２ 亀裂９の列車の進行方向１１に向かった進展状態
１３ 亀裂９のレールＲの長手方向に対してレールＲ内部方向に枝分かれした進展状態
Ｐ レールＲ１、Ｒと車輪Ｗとの接触点
Ｒ レール（既存のレールの素材であって、ＪＩＳ規格の６０ｋｇレール、熱処理レー
ル、曲線区間に敷設される外側のレール）
Ｒ１ レール（実施形態にかかるレール、曲線区間に敷設される外側のレール）
Ｒ２ レール（曲線区間に敷設される内側のレール）
Ｒ３ レール（曲線区間に敷設される外側のレールであって、亀裂９が発生したレール）
ｒ 外側のレールＲの一部分（車輪Ｗと接触する箇所）の曲率半径（曲面の半径）
ｒ１ 予測摩耗変形部分８の曲率半径（曲面の半径）
Ｓ レールＲと車輪Ｗとの接触面積
Ｓ１ レールＲ１と車輪Ｗとの接触面積
Ｗ 車輪

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】