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ベアリングは、機械や機械装置において、動きを可能にし、ガイドし、制御するためのガイドエレメントとして使用されている。

摩擦を減らし、力を吸収し、動きの精度を高めるため、機械システムのスムーズな動作には欠かせません。

以下では、ベアリングの基本的な機能と種類、設計と具体的な用途、メンテナンスとお手入れの概要をご紹介します：

ガイドエレメントとしてのベアリングの基本機能

ベアリングは、機械の中で様々な役割を果たし、正確な動きと信頼性の高い運転を保証します：

1. ベアリングは、可動部間の直接接触を最小限にすることで、摩擦を減らし、摩耗やエネルギー消費を抑えます。
2. 軸受は、力（アキシャル荷重やラジアル荷重など）を吸収・伝達するように設計されています。これにより、他の部品を保護し、効率的な力の分散を可能にします。
3. 直線運動や回転運動を可能にし、ガイドします。そのため、軸受は機械工程の精度と安定性を左右する決定的な要素です。
4. ベアリングは、コンポーネントを意図した位置に固定し、システムを損なう可能性のある不要な動きや振動を防ぎます。

ベアリングの種類とデザイン

ベアリングには様々なデザインがあり、その構造も用途も異なります：

1.すべり軸受：

転がり軸受とは異なり、転動体を含まない。転がり軸受とは異なり、転動体がなく、2つの面が互いに滑り合うことで運動します。設計がシンプルで安価ですが、特定の用途には適しています。

すべり軸受の構造

軸受ブッシュまたはすべり面：すべり軸受の主な部品は、軸受ブッシュまたはすべり面です。これらのブッシュは、青銅、プラスチック、特殊滑り軸受材料などの耐摩耗性材料で作られています。
軸受シェル：滑り軸受は、滑り面を保護し、包む内側と外側の軸受シェルで構成されることもあります。
潤滑：多くの滑り軸受は、摩擦を低減し、寿命を延ばすために潤滑が必要です。しかし、特別な材料の混合物を使用する自己潤滑すべり軸受もあります。

滑り軸受の種類

1. ラジアル滑り軸受：ラジアル力(軸に垂直な力)を吸収するために使用され、ゆっくりと回転したり、振動したりする用途に使用されます。
2. スラストすべり軸受：アキシャル力(軸方向に働く力)を吸収するすべり軸受で、ねじのスピンドルやゆっくり回転するシャフトによく使用されます。
3. フラットすべり軸受：プレスや重機など、大きな平面接触点を支持するために使用されます。
4. 自己潤滑プレーンベアリング：外部からの潤滑を必要とせず、PTFEや特殊プラスチックなどの永久摺動特性を持つ材料で作られます。

滑り軸受の用途

すべり軸受は、高荷重、低速回転の用途に適しています。

1.自動車産業：
自動車のサスペンション、エンジン（コネクティングロッドベアリングやカムシャフトベアリングなど）、ギアボックス、ブレーキなど、高荷重が発生する箇所に使用されます。

2.建設機械および農業機械
掘削機、トラクター、クレーンなど、シンプルで堅牢なベアリングが必要な用途。

3.重工業：
プレス機、圧延機、タービンなど、軸受に大きな力がかかり、過酷な環境条件にさらされることが多い場合。

4.水力発電所
すべり軸受は高荷重を支えることができ、特殊な潤滑剤を使用すれば水環境でも使用できるため、水タービンの軸受サポートに適しています。

5.電気モーターや小型機械
家庭用電化製品や、騒音やメンテナンスの低減が求められる小型電動機。

2.磁気軸受：

磁気軸受は、磁力を利用して軸やシャフトを支え、安定させます。可動部が接触しないため摩擦がほとんどなく、耐久性に優れ、摩耗もほとんどありません。

磁気軸受の構造

磁石：強力な永久磁石または電磁石により、シャフトを確実に浮上させます。シャフトは、機械的な接触なしに、磁力によって位置を維持します。
軸受制御（能動磁気軸受）：アクティブ磁気軸受では、電子制御システムを使用してシャフトの位置を監視し、補正します。センサーが位置の変化を検知し、磁力を調整してシャフトを安定させます。
電源：アクティブ磁気軸受は、電磁石とコントローラに電力を供給するために、一定のエネルギー供給を必要とします。

磁気軸受の種類

1. 受動磁気軸受：永久磁石のみを使用し、制御装置を必要としません。しかし、安定性に限界があり、追加軸受としてのみ使用されます。
2. 能動型磁気軸受：能動的に制御される電磁石を使用します。位置が正確に制御され、より高い安定性が得られます。
3. 超電導磁気軸受：このハイテクベアリングは、超電導体の特性を利用して磁界を排除するため、摩擦からほぼ完全に解放されます。

磁気軸受の用途

磁気軸受は、最高の精度と低摩擦が要求される用途に使用されます。

1.高速ローター
発電用のガスタービンや蒸気タービンでは、磁気軸受が高速回転を可能にし、摩擦のない正確な動きを提供します。

2.医療技術：
MRI（磁気共鳴画像装置）では、画質と患者の安全を確保するために、非接触で低振動のベアリングが必要です。

3.宇宙・衛星技術
磁気軸受は真空中で作動し、潤滑を必要としないため、ジャイロシステムや回転部品に使用されます。

4.研究室と計測技術：
高速遠心分離機など、極めて低摩擦で高精度が要求される用途。

5.精密機械工学：
非常に精密な加工機械や光学機器など、最小限の摩耗と最大限の精度が要求される場合。

3.流体軸受：

流体軸受は、圧力や回転によって生じる薄い流体層で可動部を分離・支持します。この層は、油、水、その他の液体で構成されます。部品が液体の中を別々に動くため、摩擦は最小限に抑えられます。

流体軸受の構造

ベアリングハウジングとベアリング表面：ベアリング表面は多くの場合頑丈な素材でできており、流体を保持し部品を安定させるハウジングで囲まれている。
流体層：シャフトの動きや外部からのポンピングにより、加圧された流体層が形成され、シャフトや部品の重量を支えます。
シール：シールは、流体をベアリングエリア内に保持し、漏れを防ぐために必要です。

流体軸受の種類

1. 流体軸受: シャフトの回転によって流体層が形成され、必要な圧力分布が形成される。
2. 静圧軸受：圧力層はポンプによって外部に生成されます。これにより、低速または停止状態でも高い耐荷重性を実現します。

液体軸受の用途

液体軸受は、高速回転や低摩擦・低騒音が求められる用途に適しています。

1.ポンプやタービン
水や油のポンプや水力発電所では、液体軸受が一定の潤滑を提供し、高荷重や高速回転にも対応できます。

2.産業における高荷重：
高荷重と強い振動が発生する大型産業機械や圧延機。流体層は振動を減衰させ、摩耗を減らします。

3.船舶や潜水艦
船舶のプロペラや海底タービンは、水中や水と同じような環境で運転されることが多く、流体軸受は高荷重や湿度の高い環境でも効果的に機能します。

4.発電所
大型発電機やタービンに使用され、信頼性が高く、摩耗の少ない動きを保証し、機械の寿命を延ばします。

5.航空宇宙産業
ジェットエンジンで、高温・高速下での信頼性の高い低摩擦ベアリングサポートを実現。

4.空気軸受、空気静圧軸受、空気力学軸受：

液体軸受の特殊な形態として、液体の代わりに薄い空気層を分離媒体として使用する空気軸受があります。空気軸受は、光学機器やマイクロエレクトロニクスのように、極めて低摩擦で高精度が要求される用途に最適です。

空気軸受の構造

軸受表面：軸受表面は多くの場合、摩擦を最小限に抑え、高い安定性を提供する特殊な材料で作られています。
空気供給システム：可動部の間に薄い空気層が形成されるように、外部システムがベアリングに空気を送り込みます。
シール：空気圧を一定に保つため、ベアリング内の空気を保持するシールも必要です。

空気軸受の種類

1. 多孔質エアベアリング：多孔質材料から均一に空気が抜け、安定した層を形成します。
2. ノズルエアベアリング：空気は一連の小さなノズルから供給され、均質な空気層を形成します。

エアベアリングの用途

エアベアリングは、最高の精度と低振動が重要なハイテク用途に使用されます。

1.半導体および電子機器製造：
コンピューターチップの製造などの精密製造装置では、エアベアリングが振動のない極めて精密なモーションコントロールを提供します。

2.測定・試験装置
レーザー干渉計など、振動と機械的摩擦が干渉する可能性のある光学測定装置や顕微鏡。

3.医療機器や実験室用途
遠心分離機や血液分析装置など、正確な結果を得るために摩擦のない動きが要求される分析機器や検査機器。

4.3Dプリンティングと積層造形：
モデルの品質とディテールを最大化するために微小なレイヤー解像度を必要とする高精度プリンター。

5.光学機器と望遠鏡：
高解像度の画像を確保するために振動のない動きが要求される高精度の光学機器や望遠鏡。

転がり軸受に加え、滑り軸受、磁気軸受、流体軸受、空気軸受は、それぞれ異なる用途で独自の利点を発揮します。適切なベアリングの選択は、荷重、摩擦、精度、メンテナンス要件によって異なります。

ベアリングのメンテナンス

定期的なメンテナンスは、ガイドエレメントとしてのベアリングの機能を確保し、寿命を延ばすために非常に重要です：

• 十分かつ定期的な潤滑は、摩擦を減らし、摩耗を防ぎます。用途に応じて、オイルまたはグリースを使用し、潤滑間隔は異なります。
• ベアリング内の汚れや異物は、摩擦を増加させ、損傷につながります。したがって、ほこりや汚れの多い環境にある軸受は、定期的に密閉するか、清掃する必要があります。
• ベアリングは定期的に摩耗の兆候をチェックし、必要に応じて交換する必要があります。最新のセンサーは、振動や温度を測定し、問題を早期に警告することができます。

ガイドエレメントである軸受は、機械システムには欠かせない部品です。機械や乗り物の動きをガイドし、支え、摩擦を減らし、精度と安定性を高めます。

以下は、ベアリングの購入時に考慮すべき最も重要なポイントの概要です：

ベアリングを購入する際には、そのベアリングが理想的な用途に適しているかどうかを確認するために、多くの重要なポイントがあります。ベアリングの正しい選択は、機械や装置の性能と寿命を向上させ、メンテナンスとダウンタイムコストを削減することができます。

• すべり軸受、磁気軸受、空気軸受、流体軸受のいずれが適しているかは、アプリケーションの特定の要件に基づいて決定します。
• 直線運動か回転運動か？回転運動には、すべり軸受、磁気軸受、または流体軸受が適していることが多く、直線運動には、すべり軸受、磁気軸受、または空気軸受のリニアベアリングを選択する必要があります。
• 高いラジアル荷重やアキシャル荷重に耐えられる軸受でなければなりません。
• 軸受は、予想される最大動荷重（移動）と静荷重（静止時）を支えることができなければなりません。
• 軸受が特定の荷重分布（アキシャル荷重、ラジアル荷重、または複合荷重）用に設計されていることを確認してください。
• 特定の用途では、軸受は特定の過負荷に安全に耐えられる必要があります。
• 各軸受には、動作温度と性能が安全範囲内に収まる最大推奨回転数があります。
• 特に極端な温度（高温システムなど）では、軸受が意図した周囲温度で確実に動作するようにしてください。
• 高速回転になる場合は、追加の冷却や特別な潤滑が必要になる場合があります。
• 軸受のラジアルすきままたはアキシャルすきまは、要件を満たす必要があります。すきまが大きすぎると不安定で振動が発生しやすくなり、小さすぎると摩耗が大きくなります。
• 用途によっては、特に高精度と低公差が要求される機械では、より高い精度クラスが要求される場合があります。
• 用途によっては（例えば、湿度の高い環境や腐食性のある環境にはステンレス鋼など）。特殊コーティングを施した軸受は、腐食や摩耗から保護されることが多いです。
• 密封された軸受は、汚れや水分が軸受内部に侵入し、寿命が短くなるのを防ぎます。
• 材料が目的の潤滑剤に適合することを確認する。
• グリース潤滑軸受とオイル潤滑軸受、あるいはメンテナンスフリー軸受（固体潤滑剤など）を選択します。
• 低メンテナンスまたはメンテナンスフリーのベアリングを選択することで、メンテナンスの必要性とそれに伴うコストを削減することができます。
• 特に高温または低温の用途では、潤滑剤が環境に適していなければなりません。
• 取り付けが簡単なベアリングもあります。特に頻繁な交換が必要な場合は、取り扱いを考慮する必要があります。
• 標準的な軸受は、特殊な軸受よりも容易に入手でき、価格も安いことが多い。標準化されたベアリングのサイズとタイプに頼るのが有利です。
• 取り付けに特別な工具やアダプターが必要かどうかを確認してください。
• 指定された耐用年数に注意し、これが運転要件に合っているかどうかを検討する。
• 湿度、ほこり、振動、腐食性要素などの環境条件は、寿命に影響を与える可能性があるため、考慮すること。
• 予想寿命は、特に重要な用途の場合、計算やメーカーの仕様書で確認することができます。
• 安価なベアリングは、短期的にはコストを削減できますが、高価な故障コストを引き起こす可能性があります。長期的には、高品質のベアリングの方が安価になることが多い。
• 特に、機械が長時間のダウンタイムを避けなければならない用途では、ベアリングの可用性と短納期が重要です。
• メーカーの信頼性と品質保証に注意してください。
• 食品産業や医薬品のような分野では、環境への配慮が特に求められます。
• 家電製品や医療技術など、人の近くにある用途では、騒音レベルが低いことが重要です。
• 高い安全性や衛生性が要求される用途（航空業界や食品加工など）には、ISO規格やDIN規格に適合した認定軸受を選択する必要があります。

軸受の要件を注意深く分析し、環境条件、荷重、メンテナンスの必要性を考慮することで、軸受の寿命を延ばし、機械やシステムの効率を大幅に向上させることができます。

ベアリングは様々なサプライヤーから購入することができます。世界中のベアリングのメーカーとサプライヤーに関する包括的な情報は、Exportpagesで見つけることができます。