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Lesson 9. 機械設計 §11. ベアリングと回転部品

ボールベアリング

では、ベアリングに話題を移そう。 まずはボールベアリングだ。ボールベアリングは回転時の負荷を保持するものだ。数ドルのものから、数十ドル、数百ドルのものまでの価格の幅がある。それは、機能によるものだ。ボールベアリングによって、他の部品に組み込んだ状態でシャフトを回転させることが、可能になる。 スラストベアリング スラストベアリングは、回転による負荷ではなく、通常の負荷を保持するものだ。そして、この種のベアリングはこのように用いられる。例えばフーバーダムのようなものを想定してみよう。10トンのタービンが回転している。スラストベアリングが保持するのは、その回転軸の垂直方向にかかる荷重だ。

リニアベアリング リニアベアリングはガイドレールに沿った動きを可能とするものだ。 ターンテーブル ターンテーブルはボールベアリングとスラストベアリングの中間の機能を持つベアリングだ。回転に用いるベアリングでありながら、標準的なスラスト荷重を受ける事ができる。 スリーブ そして、最後にスリーブの説明に移ろう。僕たちは、スリーブを多用する。ブッシングが組み込まれていて、レールにフィットする。 一般的にライフタイムがあり、注油も必要だ。しかし、正しいレールと正しいスリーブを選定する事ができれば、機械の寿命まで正常に機能するだろう。 ベアリングと比較すると摩擦は強く、動きは渋いが、僕たちが作るようなものに対しては十分なものだ。 このマシン(m[MTM])の中にはガイドレールはスリーブを貫通している。 Nadya、スリーブを見せてもらえないかい? ありがとう。 スリーブベアリング スリーブベアリングは、スリーブのように見えるけれども、材料は慎重に選定され、配置も慎重になされている。 金属製のものもあるが、これは、内部にオイルが染み込ませてある。 これらは、長時間駆動や高強度の用途に使わない限りは良好に作動する。だから、ガイドシャフトにスリーブベアリングを使うことはリニアな動きを実現する上で、優れた方法だ。

今、Nadyaが見せてくれているのはー Nadya Peek:アライニングスリーブベアリングです。内部のベアリングはブロンズで外側はちょっと見えないので確かではないですが…、これは次のような動作をすることができます。つまり、内側のブロンズのベアリングは外側のベアリングに対して回転する事ができるのです。

Nadya Peek:もしも、これをシャフトに組み込めば、スリーブベアリングはこのように上下に動く事ができます。これはきっちり平行になっているんですけれども、そうする必要はありません。どれほどシャフトが平行であれ、このスリーブは少し軸に対する傾きを動かすことができます。 というわけで、これらがベアリングだ。僕たちはこれらを用いて部品を互いに異なる運動をさせる事ができる。 車輪 ある物を回転させるには、僕たちは車輪を用いて動作を規制することになる。 プーリ プーリは車輪に接続して用いる。 キャスタ より大きな力を扱いたい場合は、高負荷ベアリング(キャスタ)は車輪にかかる数千ポンドもの負荷を受ける事ができ、それにより回転運動を可能とする。

潤滑油

一般的には、注油は必要な時以外は避けたい。 例えば、スリーブベアリングを用いる時に、僕たちは絶えず潤滑油を用いる。ShopBotなどのマシンにおいては、レールへの定期的な注油を行うことで、メンテナンスするっていうのは良い方法だ。大型のマシニングセンタでは、ベアリングへの注油は絶対に必要だ。色んな負荷がかかるからね。 潤滑油の注油が必要かどうかは、機械にかかる負荷による。本当に高負荷をかける場合を除いて、注油を前提としない設計にする事は、良い考え方だ。 ( つづく ) 講義の目次は  【和訳版】FabAcademy 2016  からご覧ください。 ※この記事は FabAcademy 2016 におけるニール・ガーシェンフェルド教授(MIT)による講義動画をもとに作成しました。正確な訳ではないので間違っていたら指摘いただけるとありがたいです。          

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