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      • 発行日 2023年7月26日
      • 最終変更日 2023年8月29日
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    ローラーベアリングのガイド

    この記事では、ローラーベアリングの用途やボールベアリングとの違いについて詳しく解説しています。

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    ソリューション・エンジニア、デビッド・カーマイケル氏のレビュー(2023年3月)

    ころ軸受は、転動体(通常は円筒ころ)を用いて荷重を支える回転軸受の一種です。自動車、産業機械、家電製品、医療機器など、幅広い機械設備に使用されています。耐久性、低摩擦性、高負荷容量で知られています。

    ローラーベアリングとは?

    ころ軸受は、内輪、外輪、2つの輪の間に挟まれたころで構成されています。ころは一般的に円筒形ですが、テーパー形、球状、針状もあります。内輪と外輪は一般的に鋼鉄製で、ころは鋼鉄またはセラミックやタングステンカーバイドなどの硬い材料でできています。

    ころ軸受にはいくつかの種類があり、それぞれに独自の特性と用途があります。最も一般的なタイプは以下の通りです:

    • 円筒ころ軸受
    • 針状ころ軸受
    • 自動調心ころ軸受
    • 円すいころ軸受

    ころ軸受の用途

    ころ軸受は、以下のような幅広い用途で使用されています:

    • 自動車用:ローラーベアリングは、自動車のホイール、トランスミッション、エンジンに使用されています。
    • 産業機械:ローラーベアリングは、コンベヤー、ファン、ポンプ、ギアボックスなど、さまざまな産業機械に使用されています。
    • 医療機器:ローラーベアリングは、X線装置やMRI装置などの医療機器に使用されています。
    • 家電製品:ローラーベアリングは、洗濯機や冷蔵庫などの家電製品に使用されています。
    • 農業:ローラーベアリングは、トラクター、コンバイン、その他の農業機械など、さまざまな農業用途で使用されています。
    • 建設:ローラーベアリングは、掘削機、ブルドーザー、クレーンなどの建設機械に使用されています。

    ころ軸受と玉軸受の違い

    ころ軸受と玉軸受の主な違いは、使用される転動体の種類です。ころ軸受は円筒ころを使用し、玉軸受は玉を使用します。このため、ころ軸受はより重い荷重を受けることができ、ラジアル荷重やスラスト荷重が大きい用途に適しています。

    さらに、ローラーベアリングは一般的に、ボールベアリングよりも負荷容量が大きく、定格速度が低いです。一方、ボールベアリングは、高速で低~中程度の負荷がかかる用途に適しています。

    ローラーベアリングとボールベアリングの最も顕著な違いの1つは、ローラーベアリングが一般的にボールベアリングよりも高価であるということです。しかし、高い負荷容量や精度の向上など、いくつかの利点があります。

    ローラーベアリング

    ローラーベアリング

    ローラーベアリングは、円筒形または針状のローラーを使用してラジアル荷重を支えるベアリングの一種です。重荷重と高速回転に対応するように設計されているため、産業用や自動車用など幅広い用途に適しています。

    ボールベアリング

    ボールベアリング

    ボールベアリングは、ラジアル荷重を鋼球で支えるベアリングの一種です。中速から高速まで対応できるように設計されており、家電製品から高速機械まで様々な機器に使用されています。

    ベアリングのサイズはどのように測定されますか?

    ベアリングのサイズは、ころ軸受の重要な側面であり、いくつかの要因がころ軸受のサイズを決定します。これらの要素には、取り付けられるシャフトの直径、ベアリングの内径、外径、ベアリングの幅が含まれます。

    内径は、ころ軸受の内径で、単位は通常ミリメートルです。ベアリングの幅は、ベアリングのアウターレース間の距離で、単位はミリメートルです。

    シャフトが回転要素で、外輪がトランジション・フィットするころ軸受の適切なサイズを決めるには、取り付けるシャフトの直径を知る必要があります。シャフトの直径は、ベアリングの内径よりも大きくなければなりません。シャフト上でベアリングが回転し、ベアリングが損傷して寿命が短くなるのを防ぐために、しっかりとしたはめあいが必要です。

    一方、外輪が回転する場合は、ハウジングの直径は外輪より小さくなければならず、シャフトはトランジション・フィットをすることになる。

    適切なサイズを選択する際には、内径と幅に加えて、軸受の負荷容量も考慮する必要があります。ころ軸受の負荷容量は、軸受の種類、サイズ、材質によって決まります。例えば、一般的に大きなベアリングは、小さなベアリングよりも高い荷重に耐えることができます。

    また、速度や温度などの運転条件を考慮することも重要で、これらはベアリングのサイズや負荷容量に影響します。例えば高速用途では、低摩擦係数で高負荷容量のベアリングが必要になることがあります。

    ころ軸受の適切な機能と寿命を確保するには、特定の用途要件に基づいて適切なサイズを選択することが重要です。また、条件に合った正しい潤滑剤を選択することも不可欠です。

    ローラーベアリングの図

    ローラーベアリングの図

    ころ軸受の図には、通常、以下の部品が含まれている:

    • アウターレース:アッセンブリの外側にあるベアリングの外輪。
    • インナーレース:アッセンブリの内側にあるベアリングの内輪。
    • ローラー:レースの間を転がる円筒形の要素で、ベアリングがスムーズに回転できるようにする。
    • ケージ:ローラーを固定し、ローラー同士の衝突を防ぐセパレーター。
    • シール:汚染物質や潤滑剤がベアリングに出入りするのを防ぐバリア。

    ころ軸受の図は、他の種類の軸受と同様に、特定の種類の軸受とその設計によって異なる場合があります。例えば、円すいころ軸受は、円筒ころ軸受に比べて独特のデザインをしています。

    この図は、ローラーベアリングの部品を簡略化したものです。軸受は通常密閉されており、使用される機械や装置では目にすることはできません。

    ローラーベアリングの種類

    ローラーベアリングには、用途に応じたいくつかの種類があります。それぞれのタイプには、ユニークな特徴、利点、設計仕様があり、各用途に適したタイプを選択する必要があります。

    このセクションでは、さまざまな種類のころ軸受について詳しく見ていきます。各タイプの主な特徴と利点を理解することで、機械や設備に使用するころ軸受を選択する際に、十分な情報を得た上で決定することができるようになります。

    円筒ころ軸受

    円筒ころ軸受

    円筒ころ軸受は、内輪、外輪、2つの輪の間に挟まれた円筒ころで構成されています。円筒ころは、通常、ころを分離し、荷重を均等に分散させる保持器によって案内されます。

    円筒ころ軸受は、重いラジアル荷重と低スラスト荷重に対応するように設計されています。コンベヤ、ファン、ポンプ、ギヤボックスなどの産業機械によく使用されます。

    単列円筒ころ軸受、複列円筒ころ軸受、多列円筒ころ軸受などの種類があります。単列円筒ころ軸受は最も基本的なタイプで、ほとんどの標準的な用途に適していますが、複列円筒ころ軸受や多列円筒ころ軸受は、より重い荷重に対応するように設計されています。

    ニードルベアリング

    ニードルベアリング

    針状ころ軸受は、針状のころを使用したころ軸受の一種です。小型で高負荷容量が特徴です。

    針状ころ軸受は、その小さなサイズにもかかわらず、重いラジアル荷重を支えることができ、スペースが限られている用途に最適です。一般的な用途としては、家庭用電化製品、電気モーター、自動車のトランスミッションなどがあります。

    自動調心ころ軸受

    自動調心ころ軸受

    自動調心ころ軸受は、ラジアル荷重とスラスト荷重の両方に対応できるころ軸受の一種です。外輪、内輪、2つの輪の間に挟まれた自動調心ころで構成されています。内輪には2つの軌道面があり、ころは軌道面に合わせて成形され、支持と安定性を提供します。

    自動調心ころ軸受は、ミスアライメントに対応するように設計されている点が特徴で、シャフトのたわみやミスアライメントが懸念される用途によく使用されます。自動調心ころ軸受は、産業機械や建設機械によく使用されます。

    円すいころ軸受

    円すいころ軸受

    円すいころ軸受はユニークな設計です。ローラーの両端は直径が異なり、テーパー形状になっています。この設計により、内輪と外輪の接触面が大きくなり、重いラジアル荷重とスラスト荷重を同時に扱うのに理想的です。

    産業機械だけでなく、自動車用途にもよく使用される汎用性の高い選択肢です。また、精密なシャフトアライメントや重ラジアル荷重のサポートが必要な用途にも適しています。

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