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2016/11/01

ベアリングとは

ベアリングの原理

ベアリングとは、回転している部分の摩擦を減らし、運動をなめらかにする部品のことで、軸受とも呼ばれます。ものを動かそうとするとそれを押しとどめようとする反対の力が働きます。この抵抗力は“摩擦力”と呼ばれ接触する二つの物の間に発生し、“重さ”に比例して大きくなります。それに対して、物の下に玉などを入れると、その抵抗力が非常に小さくなります。これがベアリングの原理です。

 

ベアリングの種類

ベアリングには、大きく分けて、転がり軸受と滑り軸受の2種類があります。転がり軸受と滑り軸受は、摩擦を少なくするという役目が同じなので、一般に混同しやすく、ベアリングといって転がり軸受だけを意味している場合もあります。しかし、それぞれ摩擦の原理は全く相違しています。

 

転がり軸受

転がり軸受は、一般に軌道輪(内輪・外輪)、転動体及び保持器で構成されます。軌道輪の間に、何個かの転動体(玉又はころ)が保持器によって互いに接触しないように配置され、円滑な転がり運動をするような構造になっています。

図のように軌道輪Aと軌道輪Bの間に玉やころを入れ、転がり運動をする軸受(ベアリング)

 

特徴

・起動摩擦が小さく、動摩擦との差が少ない。

・国際的に標準化、規格化が進んでいるので、互換性があり交換使用が可能です。

・潤滑が易しく、潤滑剤の消耗が少ない。

・一般には、ラジアル荷重とアキシアル荷重を同時に受けることができます。

・高温度、低温度での使用が比較的容易です。

・予圧することによって、軸受の剛性を高めることができます。

 

玉軸受ところ軸受

転がり軸受は、転動体の形状によって玉軸受ところ軸受に大別されます。 主要寸法が同一の玉軸受ところ軸受を比較すると、一般に玉軸受は、摩擦抵抗と回転時の軸ふれが小さいために高速、高精度、低トルクおよび低振動を必要とする用途に適しています。これに対して、ころ軸受は大きな負荷容量をもっているので、重荷重又は衝撃荷重がかかり、長寿命を求められる箇所により適しているといえます。

 

ラジアル軸受とスラスト軸受

転がり軸受のほとんどの形式は、ラジアル荷重とアキシアル荷重を同時に負荷する事ができます。 一般に接触角が45°以下ではラジアル荷重の負荷容量がより大きいため、ラジアル軸受に分類し、45°を超えるとアキシアル荷重の負荷能力が大きくなるので、スラスト軸受としています。

 

滑り軸受

滑り軸受は、滑り摩擦だけが生じる軸受であり、一般的には軸を面で支持し、その面と軸とが相対的に滑り運動をします。

図のように軸と軸受の接触で滑り運動する軸受(ベアリング)

特徴

・流体油膜圧力に支持されて寿命が長い。

・負荷能力は速度とともに増します。

・静粛性に優れています。

・耐衝撃性があります。

 

すべり面の間に流体があれば、摩擦は微少となります。 流体油膜圧力は衝撃を吸収するので、荷重変動の大きいエンジン用軸受に最適です。また、省スペース性にすぐれ、コストにも有利です。摩擦についても油膜圧力に支持された滑り軸受では、転がり軸受の摩擦と同等もしくはより低い値となります。

 

ベアリングの締結方法

プレスによる圧入

小型の軸受では、プレスによる圧入方法が広く採用されています。内輪に当て金を当てて軸の肩が内輪側面に密着するまでプレスで静かに押し込みます。なお、作業を行うときは、はめあい面に油を塗布しておくとよいです。

 

焼きばめ

大型の軸受では圧入に要する力が大きいので作業が難しくなります。従って油の中で軸受を加熱膨張させ、軸に取付ける方法が広く用いられています。この方法によれば軸受に無理な力がかからず短時間に作業が行えます。

 

スナップリング

軸やベアリングがスラスト荷重に対して軸方向に抜けないように、軸や軸受の縁に溝を切ってはめるリング状止め輪です。ばね用鋼でできていて弾性を利用して、溝にはまるようになっています。

 

ベアリング用ナット

一般的なベアリングナットは、シャフトのねじ部にキー溝加工し、ナットとシャフトを菊座金で締結します。 一方、ファインU-ナットは、キー溝加工、座金が不要であり、フリクションリングが、摩擦トルク(プリベリングトルク)を発生させることにより、自由回動を阻止します。

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