ベアリングとは?ベアリングの基本と構造・種類

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いまさら人に聞くのは恥ずかしい。なんとなくベアリングは知ってるけどよく考えたことはなかった…そこのあなた!是非最後まで読んでみて下さい!なにか新しい知識が増えるかもしれません!

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概要

ベアリングとは自動車、飛行機、工業製品や機械、家電やおもちゃまで回転する部分にはほとんど使用されているメジャーな部品です。ベアリングは回転する軸やローラーを保持するために使用される部品です。

仕組み

ベアリングは外輪と内輪があり、その間に玉が入っていることで玉が回転しながら内輪と外輪が回ります

玉同士がぶつからないように保持器が入っていて玉の位置がずれないようになっています。

また大抵のベアリングは玉が見えないようになっていて、そのことをシールドと言います。シールドがないとホコリやゴミが入り、玉や玉の通る溝に傷が付きベアリングが長持ちしなくなります。逆に簡単にグリスを塗ったりオイルを挿したり出来る場所では敢えてシールドのないタイプが用いられることもあります。

材質

ベアリングの材質は主にステンレスです。

ステンレスの特徴はサビない、見た目が綺麗などが挙げられます。

鉄の特徴は強いが錆びる、強いということは対荷重が大きく大きな機械にも使用出来ます。また鉄であればどうしてもベアリングが外せない時にステンレスの軸の場合アセチレンガスバーナーでベアリングだけを焼き切ることなんかも出来ます。

玉を保持している保持器はステンレスや鉄、まれに真鍮(しんちゅう)やプラスチックの物もありますが、基本は外輪内輪玉と同じ素材が使われます。

ベアリングのシールド部分に関してはステンレスのベアリングにはステンレスのシールドかゴムのシールドが用いられることが多いです。ゴムのシールドは防水性が高い一方、劣化して剥がれた時に異物の混入につながりやすい危険などがあります。どんな製造業でも最近は金属検出器などを通して検品し出荷することが主流のため、ゴムシールドよりステンレスシールドの方が問題発生時に対処しやすい傾向にあります。

形状

ボールベアリング

俗に言う最も一般的なベアリングです。外輪と内輪の間に玉が入っていて玉が転がりながら内輪と外輪が回転します。フランジ付きボールベアリングというものもあり、ベアリングの片側にツバが出ていて取り付けが容易になっているタイプです。

ピローベアリング

ピローベアリングは専用の外輪が丸みを帯びたベアリングをピローブロックというものに入れて使用します。最大の特徴は取り付けに対して斜めに軸やシャフトやローラーを保持出来ることです。

ローラーベアリング

ローラーベアリングは玉ではなく円柱の棒が内輪と外輪の間に入っています。軸方向の荷重には強くありませんが、高速回転に向いています。

テーパーローラーベアリング

ローラーベアリングがテーパー(横から見たら台形)になっているタイプです。テーパーローラーベアリングを2つ向かい合わせで組み付けることで軸方向の荷重に強く高速回転で使用することが可能です。テーパーローラーベアリングは精度も良く刃物を回転させる際に用いられたりします。

オイルシール

オイルシールはベアリングの汚れやグリス・オイルが外に出ないように使用したり、逆に水分やゴミがベアリングに悪さをしないようにするためのカバーのような物です。別名メカシールとも呼ばれます。輪っかの形状でステンレスなどの金属にゴムでコーティングされています。ゴムの内側に小さなバネがあり、それにより軸やシャフトにゴムを適度に密着させてオイルや汚れの出入りを防ぐことが出来ます。

車のエンジンや食品や薬品機械など幅広く使用されています。

ブッシュ

ベアリングとは違いますがブッシュという物もあります。ブッシュも回転させる部分の軸やシャフトの保持のために使用されます。ブッシュは玉は無くて、軸自体がブッシュと滑りながら回転します。そのためブッシュは摩擦の小さい素材で作られています。ブッシュは、はめ合いがキツいと摩擦が大きくなるため少し緩めに設計されています。したがって精度が必要な場所に用いることはオススメしません。

また大型の物を保持する場合にはあまり使われず小さなシャフトで精度の必要ない場所に用いられたりします。

寿命

ベアリングの交換頻度や寿命は使用している状況にもよりますが、大体ガタつきが出てきたら交換時期です。

手で回してスムーズに回っているようでもコロコロと異音がしていたり引っかかりがあるようだと交換の必要がありそうです。

ベアリングにガタが出る原因の1番は玉と内輪外輪(の溝)の摩耗です。玉と玉の通り道の溝が摩耗して減ってくるとその分だけ隙間が出来てガタつきます。ガタついたベアリングをそのまま使用していると玉が回らなくなり、内輪と外輪が回らなくなります。そのベアリングが回らない状態をベアリングがロックする(した)と言います。

ロックしたベアリングをそのまま使用していると回転させているモーターの過負荷になったり、軸とベアリングの内輪が滑って軸やシャフトが摩耗して細くなるという面倒なことになります。

ベアリングの寿命を延ばすにはベアリングと軸は垂直に取り付けること、ベアリングに許容以上の荷重を加えないことなどの注意が必要です。

おまけ ハンドスピナー

前に話題になりましたハンドスピナーにもベアリングが使用されていますね。ハンドスピナーは軸を手や指に乗せて回転させることで回ります。気持ちよく回転するためのおもちゃなので負荷のないようにオイル等がなく脱脂された状態のミニチュアベアリングが使用されています。

まとめ

ベアリングについての知識は深まりましたでしょうか?機械が1つあればほぼ必ずベアリングがあります。もはや生活を支えていると言っても過言ではないベアリング。そんなベアリングに感謝です。

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