ボールベアリングとは？

転がり軸受としても知られるボールベアリングは、多くの用途でシャフトと車軸間の摩擦を減らすために使用される小さな金属製またはセラミック製の球体です。 多くの場合、可動部品にかかる重量を吸収するためにシリーズで使用されるか、車軸アセンブリの摩擦を減らすために個々のケージで使用されます。 ほとんどの場合、非常に厳密な真円度の基準を満たすように製造されています。これは、変形すると可動部品が予期せず故障する可能性があるためです。

ボールベアリングの概念は、ローマ帝国にまでさかのぼることができますが、多くの情報筋は、レオナルドダヴィンチを最初の実用的なデザインと考えています。 しかし、ウェールズの馬車メーカーで発明家であるフィリップ・ヴォーンが1791年に初めてそれらを使用する車軸アセンブリの特許を取得したのは1791年でした。 以前のキャリッジ軸は最終的に摩擦の影響で摩耗しますが、Vaughanのボールベアリングの使用により、ドライブシャフトと車軸間の直接接触がなくなりました。

ドライブシャフトでの初期の使用に続いて、工場のエンジニアは製造分野で他のアプリケーションを見つけました。 個々の部品は、これらのベアリングを備えたランプの上を簡単に移動できます。 モーター駆動の機械は、部品間の摩擦を減らすため、より効率的になりました。 他のタイプのベアリングとは異なり、ボールベアリングは回転運動と軸方向運動の両方を可能にし、機械設計に汎用性を追加しました。

動作中のボールベアリングの最も一般的な例の1つは、ローラースケートです。 ブーツの底にある2つの車軸に4つの車輪が取り付けられています。 これらのホイールを詳しく調べると、車軸を囲む小さな金属ボールのコレクションが明らかになります。 スケーターが全重量を車輪にかけると、各ボールが一時的に荷重を吸収します。 スケーターが前に進むと、車軸の周りを走ります。 ボールベアリングは完全に丸く滑らかであるため、ボールベアリング間の摩擦はほとんど発生しません。 それらは、スケーターがほとんど抵抗なく直線的に動くことを可能にします。

ボールベアリングの製造は、驚くべきことに、生地のボールを形成することに似ています。 ベアリングとほぼ同じ直径の金属ワイヤーを、半球として設計された2つのプレートを備えた機械に配置します。 2つの半分を力強く合わせると、粗い金属ボールが形成されます。 問題は、フラッシングと呼ばれる追加の金属破片がまだ残っていることです。 次に、ボールを別のマシンに配置して、フラッシングを除去し、丸みのある完璧な状態を作成します。

この2番目の機械は2つの溝付きプレートで構成され、1つはボールベアリングを受け入れるための開いたノッチを備えています。 この機械が未完成のボールで満たされると、上部の溝付きプレートが動かない底部プレート上でさまざまな方向にねじれ始めます。 このアクションは、料理人が手を使って生地のボールを作ることに似ています。 このマシンを最初に実行すると、フラッシングが除去され、ベアリングのサイズがかなり均一になります。

同じマシンを2回目に実行すると、混合物に潤滑液と研磨剤が追加されます。 ボールベアリングは、研磨剤の作用により正確なサイズに研磨されます。 ボールが許容可能なサイズと均一性に達したら、3回目の実行で研磨剤を使用してボールに摩擦を軽減する輝きを与えます。 すべてのベアリングには、他の用途での使用が承認される前に、欠陥がないかどうかを確認する最終検査が1回与えられます。