玉軸受についての概要、用途、原理などをご説明します。また、玉軸受のメーカー60社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。玉軸受関連企業の2022年6月注目ランキングは1位:飛良鉄工株式会社、2位:株式会社前川製作所、3位:株式会社マルカとなっています。
軸受(ベヤリング)には、かかる荷重方向に応じてラジアルベヤリングとアキシャルベヤリングに分けられます。軸方向にかかる荷重をアキシャル荷重、軸と垂直方向にかかる荷重をラジアル荷重と呼びます。
またその中でも転動体(転がるもの)の形状によって玉型ベヤリングやコロベヤリングの二つに分けられます。玉型ベヤリングはすべりベヤリング、コロベヤリングは転がりベヤリングとも呼ばれ、それぞれ摩擦の逃がし方が違います。
ベヤリングは軸を支えるために利用され、回転時の摩擦をできるだけ小さくするための部品です。主な特長として摩擦を減らすことで、機械が働く効率を高くする、機械の寿命を長くする、焼き付けを防ぐことで機械の故障をなくすことです。
自動車や鉄道、機械、飛行機、風力発電機器などの軸を支えるために利用されます。玉型ベヤリングにも種類があり、それぞれ用途が違います。
深溝玉型ベヤリングは使用範囲が最も多いベヤリングです。高速回転、低騒音、低振動が要求される用途に適しています。ラジアル荷重のみならず、ある程度のアキシャル荷重も支えます。いっぽうコロを用いるベヤリングは大きな力に耐えることができます。各種精密機械、工作機械、一般機械などで用いられます。またハウジングの温度によるベヤリングはめあい面の寸法が変化するのを吸収する膨張補正のベヤリング、潤滑油中のごみに強いTABベヤリング等、様々なベヤリングがあります。
アンギュラ玉型ベヤリングはラジアル荷重と一方向のアキシャル荷重を負荷できます。通常2個のベヤリングを対向させ、内部すきまを調整して使用します。15度、30度、40度などの接触角があるため2つ対に組み合わせて用いることが多いです。組み合わせには、モーメントがかかる場合に良い背面組み合わせや正面組み合わせ、単一のアキシャル荷重を大きく支えることができる並列組み合わせの3種があります。接触角が小さいほど高速回転に適し、大きいほどアキシャル負荷に耐えます。油圧ポンプ、縦型ポンプ、電磁クラッチ、クランクシャフトなどで用いられます。
ラジアル玉型ベヤリングは軌道輪と転動体、保持器で構成されます。軌道輪は内輪と外輪があります。内輪が軸と接続されます。更に内輪と外輪の間に転動体が挟まれている構造です。玉型は保持器に固定されます。
軸が回転すると一緒に内輪が回転します。一方で転動体が滑ることにより外輪は回転せず保持します。
アキシャル玉型ベヤリングは軸軌道盤とハウジング軌道盤、転動体、保持器で構成されます。軸軌道盤とハウジング軌道盤はそれぞれラジアル玉型ベヤリングの内輪、外輪に相当します。ちなみにアキシャル玉型ベヤリングは減速装置や旋盤で用いられています。
保持器は転動体が軌道輪から外れたり隣り合う玉型同士の接触を防いだりするために用いられます。玉型同士が接触する表面は、玉型の回転方向が互いに逆となります。それにより内輪の回転方向と逆らうように玉型が回転するため、転動体の回転運動を妨げてしまいます。
更に安定した回転を保持するためには玉型の転がり運動の摩擦を減らす必要があります。そのため潤滑剤としてグリースを用います。潤滑剤は回転するベヤリング内部で発生する熱を逃がし寿命を延ばす役割も持っています。
参考文献
https://koyo.jtekt.co.jp/products/type/angular-ball-bearing/
https://www.ntn.co.jp/japan/products/rollingbearing/radial_ball.html
https://koyo.jtekt.co.jp/2019/02/column01-04.html
https://koyo.jtekt.co.jp/2019/01/column01-03.html
http://www.sto-co.jp/shiyourei.html
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