スーパーマーケットの小さな台車から巨大な発電所まで、多くの小型機器や産業機器は、何らかの形でベアリングを使用しなければ機能しないようになっています。 静的あるいは動的な負荷がかかるシステムにおいて、特定の種類の動き（自由度の制限）のみをサポート／許可する部品と定義することができます。

例として、引き戸が挙げられます。 このドアは持ち上げたり、その場所から取り外すことはできない。 スライドさせて開けることだけが可能である。

ベアリングの目的は何ですか？

ベアリングの主な目的は、相対運動する2つの要素間で金属と金属が直接接触するのを防ぐことです。 これにより、摩擦や発熱を防ぎ、最終的には部品の摩耗や破損を防ぐことができます。

また、回転体の荷重をハウジングに伝達します。 この負荷は、ラジアル、アキシャル、またはその両方の組み合わせであることがあります。

転がり軸受

転がり軸受は、玉や円柱の形をした転動体が入っている軸受で、上述したように可動部の動きの自由度を制限します。 車輪を地面に滑らせるより転がす方が、転がり摩擦の大きさが小さいので簡単であることが知られています。 これと同じ原理である。 転がり軸受は、回転運動する部品を自由に動かすために使われます。

直線運動が必要な用途でも、回転運動を滑り運動に変換することは簡単です。 エスカレーターやコンベヤーを考えてみましょう。
また、往復動ポンプは、モーターからの回転エネルギーを、リンケージを使って並進運動に変換することができます。

転がり軸受は、滑り摩擦が転がり摩擦に置き換えられるので、多くの摩擦なしに負荷を運ぶことができます。 転がり要素軸受は、2つの主要なタイプに細分化することができます：玉軸受ところ軸受

玉軸受は、使用されるベアリングクラスの最も一般的なタイプの1つです。 転動体として、玉の列で構成されています。 この軸受は、2つの環状の金属片の間に挟まれています。 この金属片はレースと呼ばれます。

ボールベアリングは、転がりながら非常に低い摩擦を提供しますが、限られた負荷容量を持っている間、内側のレースは回転する自由である。 これは、玉とレースの接触面積が小さいからである。

玉軸受は振動運動や回転運動を制御するために使用されます。 例えば、シャフトは自由に回転できるが、モーターハウジングは回転できない電気モーターでは、ボールベアリングはシャフトをモーターハウジングに接続するために使用されます。

用途に応じて、さまざまなタイプのボールベアリングが選択可能です。

ボールベアリングの長所。

• 優れた耐摩耗性
• 潤滑をあまり必要としない
• 低摩擦を提供する。 エネルギーロスが少ない
• 寿命が長い
• 交換が容易
• 一般寸法が小さい
• 比較的安価
• スラスト荷重に対応可能

玉軸受のデメリットについて。

• 衝撃で壊れることがある
• 音が大きい
• 大きな重量を扱えない

深溝玉軸受

最も広く使われている玉軸受の種類である。 2つのレースの間に、荷重を伝達し、2つのレース間の回転運動を可能にするボールのリングが挟まれています。

転がり摩擦が非常に小さく、低騒音・低振動に最適化されています。 このため、高速アプリケーションに最適です。

取り付けが比較的簡単で、メンテナンスも最小限で済みます。 ただし、シャフトにプッシュフィットさせるため、レースがへこまないよう、取り付け時に注意が必要です。

Angular Contact Ball Bearings

このタイプの玉軸受は、以下のような特徴があります。 内輪と外輪がベアリング軸に沿ってずれている。

内輪と外輪がずれているため、アキシアル荷重はベアリングを通してハウジングに伝達される。 この軸受は、剛性の高いアキシアル方向のガイドが必要な用途に適しています。

アンギュラコンタクト軸受は、農業機械、自動車、ギアボックス、ポンプ、その他の高速用途に広く使用されています。

自動調心玉軸受

このタイプの玉軸受は、軸のたわみや取付け誤差によって生じる軸とハウジングとのずれの影響を受けにくいです。

スラスト玉軸受

スラスト玉軸受は、アキシアル荷重用に特別に設計した玉軸受である。 ラジアル荷重を支えられない。

スラスト玉軸受は、低騒音、円滑な運転、高速回転が可能である。

単式と複式があり、荷重が単方向か双方向かによって選択される。

どのような場合にボールベアリングを使うか

それでは、どのような場合にボールベアリングを使うか、その概要を説明しましょう。

1. スラスト荷重がある場合。 玉軸受の設計上、アキシアル荷重に耐えることができます。
2. 重い荷重がかからない。 転動体がボール状であるため、数カ所の接触点にすべての力が集中します。 このため、高荷重で早期に破損することがあります。
3. 高速回転ができる。 ボールベアリングの接触点が少ないということは、摩擦が少ないということでもあります。

ころ軸受

ころ軸受は、レース間に荷重を受ける要素として、玉の代わりに円筒形の転動体を含んでいます。 転動体の長さが直径より長ければ（たとえわずかでも）、ころとみなされます。

ころがり軸受には、さまざまなタイプがあります。

ころがり軸受にもいろいろな種類があり、荷重の種類や大きさ、使用条件、ミスアライメントの可能性などを考慮して、適切なものを選択することができます。

ころがり軸受の長所。

• 保守が容易
• 摩擦が少ない
• 高いラジアル荷重がかかる
• 円すいころ軸受は高いアキシアル荷重がかかる
• 高精度
• アキシアル変位量の調整に使われる
• 振動が少ない

ころ軸受の不利な点は何でしょうか？

• うるさい
• かなり高価

円筒ころ軸受

これらは、ころ軸受シリーズの中で最も単純なものである。 ラジアル荷重が大きく、高速回転にも耐えることができます。

負荷容量は、円筒ころを保持するために通常ある保持器やリテーナの使用を省略することによって、さらに増加させることができる。

単列、複列、4列のタイプがあります。 また、分割型と密閉型があります。

分割型は、エンジンのクランクシャフトなど、アクセスが困難な部分に使用されます。

分割タイプは、エンジンのクランクシャフトなど、アクセスが難しい場所に使用します。密封タイプは、ベアリングの汚れを防ぎ、潤滑剤を保持するため、メンテナンスフリーです。

シャフトにミスアライメントが発生すると、重いラジアルとアキシアルの負荷が大きくなり、この状況は球面ローラーベアリングでうまく対処することができます。 高い負荷容量を持ち、シャフトとハウジングの間のミスアライメントを管理することができるのです。

自動調心ころ軸受の軌道面は、軸受軸に対して斜めに傾いています。 ストレートサイドの代わりに、ローラーに球状のサイドがあり、球状の軌道面にフィットし、小さなミスアラインメントを収容することができます。 重荷重で中～高速回転し、ミスアライメントが発生する可能性のある用途に使用されます。

円すいころ軸受

円すいころ軸受には、荷重を受ける要素として円錐のセクションが含まれています。 これらのローラは、中空の円錐のセクションでもある2つのレースの間にフィットします。

円すいころ軸受は、ラジアル荷重のほかに高いアキシアル荷重を扱えるように設計されています。 この共通円錐の半角が大きいほど、より大きなアキシアル荷重を受けることができる。

Needle Roller Bearings

Needle Roller Bearingは、円筒ころが小径で針みたいな特殊なころ軸受で、通常ころ軸受のころは直径よりわずかに長いだけである。

針状ころ軸受は直径が小さいので、同じスペースに多くのころを入れることができ、レースと接触する表面積が大きくなります。 そのため、高い荷重に耐えることができる。

ニードルベアリングは、トランスミッションやロッカーアームのピボットなど、自動車の部品に使われています。

When to Use Roller Bearings?

Roller bearings are the most common alternative to ball bearings. そこで、どのような使用条件がこのタイプのベアリングに最も適しているかを判断してみましょう。

1. 重荷重。 ころ軸受は、接触面積がかなり大きいので、荷重をより均等に分散させることができます。 したがって、故障が少なく、大きな力に耐えることができます。 これは、やはり、接触面積に起因します。

プレーンベアリング

プレーンベアリングは、ベアリングの中で最もシンプルなタイプである。 通常、軸受面だけで構成されています。 転動体がない。

ベアリングは基本的にシャフトに取り付けられたスリーブで、ボアにフィットする。 安価で、コンパクト、軽量なのが特徴です。 回転運動、すべり運動、往復運動、振動運動に使用される。 ベアリングは固定され、ジャーナルはベアリングの内面を摺動する。 滑らかな動きを実現するために、摩擦係数の低い材料が選ばれる。 例えば、異なる種類の銅合金が一般的である。

このベアリングは、多少のミスアライメントや多方向の動きに対応でき、動的荷重だけでなく、静的荷重にも適している。 農業、自動車、船舶、建設業などの用途に広く使われています。

ディーゼルエンジンのピストンとコンロッドをつなぐガジョンピンは、プレーンベアリングを介してつながっています。

球面軸受も内輪、外輪という2部品からなりますが、プレーンベアリングです。 見た目は玉軸受やころ軸受に似ていますが、2つの輪の間に転動体がありません。

流体軸受

流体軸受は、加圧したガスや液体で負荷し、摩擦をなくす特殊な軸受です。 この軸受は、金属軸受では寿命が短く、騒音や振動が大きい用途で、金属軸受の代わりに使用されます。

また、コスト削減のために使用されることも増えています。 流体軸受は、高速・高荷重で動く機械に使われています。

機械が動いているときは、（起動・停止時を除いて）2つの要素の接触はゼロなので、流体軸受でゼロに近い摩耗を達成することが可能です。

流体軸受には、静圧軸受と動圧軸受がある。

静圧軸受

この形式では、外部から圧力をかけられた流体が、相対運動している2つの要素の間に押し込まれる。 加圧された流体が可動部の間にくさびを形成し、両者を離間させる。

流体はポンプによって循環される。 出口オリフィスの直径は、すべての軸回転数と負荷で流体が常に圧力下にあることを保証するために調整可能である。

流体動圧軸受

このタイプの軸受は、軸とハウジングの間に流体を押し込むためにジャーナルの動きを利用する。

しかし、スタート・ストップ時や低負荷・低速時には、摩耗を防ぐのに十分なくさびが形成されない可能性があることを意味します。

磁気軸受

磁気軸受は、磁気浮上の概念を利用してシャフトを空中に保持するものである。 物理的な接触がないため、磁気軸受はゼロ・ウェアの軸受です。

磁気軸受は、重心を基準にシャフトの位置を自動的に調整するので、シャフトの設計に多少の不規則性があっても対応できる。 そのため、片側にオフセットされていても、同じように満足に機能します。

They は2つのタイプに大別されます。

Active Magnetic Bearings

Active Magnetic Bearingsは、シャフトの周囲に電磁石を配置して位置を保持するもので、アクティブ磁気軸受とパッシブ磁気軸受に大別される。 位置の変化をセンサーで拾うと、システムに流す電流量を調整し、ローターを元の位置に戻します。

Passive Magnetic Bearing

Passive Magnetic Bearingは、永久磁石を使ってシャフトの周りに磁界を維持するものです。 このため、動力の入力は必要ありません。 しかし、この技術はまだ初期段階にあるため、システムの設計には限界があります。

多くの場合、2種類の磁気軸受は、永久磁石が静荷重を処理し、電磁石が高い精度で位置を維持するために使用されるタンデムで使用されることがあります。