はじめに：すきま調整は軸受の取り付け?調整のキーテクノロジーであり、軸受の動作狀態、ひいては裝置全體の動作狀態に関係します。今日はベアリングクリアランスに関する豆知識についてお話しましょう！

ベアリングクリアランスとは何ですか

簡単に言えば、ベアリングすきまは、単一のベアリング內または複數のベアリングからなるシステム內のすきま（または干渉）です。すきまは軸受の種類や測定方法により、アキシャルすきまとラジアルすきまに分けられます。

ベアリングクリアランスを調整する理由 

例えば、お米を炊くときの水は多すぎても少なすぎてもお米の味に影響を與えます。同様に、軸受すきまが大きすぎたり小さすぎたりすると、軸受の壽命や裝置全體の動作の安定性が低下します。

さまざまな調整方法に適したベアリングの種類 

すきまの調整方法は軸受の種類によって決まり、大きく非調整軸受と調整可能な軸受に分けられます。 

すきま非調整軸受とは、工場出荷後に軸受のすきまが決定される軸受のことで、私たちがよく知っている深溝玉軸受や自動調心軸受、円筒軸受などがこれにあたります。

  すきま調整軸受とは、必要なすきまを得るために軸受軌道の相対的な軸方向位置を移動させることを指します。このカテゴリには、テーパ軸受、アンギュラ玉軸受、一部のスラスト軸受が含まれます。

軸受すきま調整の分類

調整不可能なベアリングのクリアランスについては、業界に対応する標準値 (CN、C3、C4 など) があり、特定のクリアランス範囲をカスタマイズすることもできます。軸と軸受座の寸法がわかれば、対応する內輪と外輪の合わせ量が決まり、組付け後のすきまを変更することはできません。設計段階でのマッチング量に範囲があるため、最終的なクリアランスにも範囲があり、クリアランス精度を要求される用途には適用できません。

調整可能な軸受はこの問題をうまく解決し、軌道の相対的な軸方向位置を変更することで、一定のすきま値を得ることができます。下図に示すように、內輪の位置を移動させると、大まかにプラスとマイナスのすきまが得られます。

ベアリングすきまに影響を與える要因

最適な作動クリアランスの選択は、用途條件 (負荷、速度、設計パラメーター) と望ましい作動條件 (最大壽命、最高の剛性、低発熱、メンテナンスの容易さなど) によって決まります。ただし、ほとんどのアプリケーションでは、作業クリアランスを直接調整することはできないため、アプリケーションの分析と経験に基づいて、設置後に対応するクリアランス値を計算する必要があります。

円すいころ軸受すきまの調整方法

非調整軸受の取り付け後のすきまは主にはめあいに影響されますので、ここではアキシアル力とラジアル力の両方に耐えることができる幅広い速度範囲の円すいころ軸受を例に、主に調整軸受のすきま調整方法を紹介します。

1. プッシュプル方式

プッシュプル法はポジすきまの測定に一般的に用いられ、軸受軌道面と転動體間のアキシアルすきまを測定できます。シャフトまたは軸受座に一方向に力を加え、最後まで押し込んだ後にダイヤルインジケータを０基準にして、その後逆方向に力を加え、最後まで押し込んだ後のダイヤルインジケータの指針の回転量がすきまの値となります。測定時は、ローラーをゆっくりと振って回転させ、ローラーが內輪の大きなつばに正しく位置していることを確認する必要があります。

2.Acro-SetTM

Acro-Setの理論的根拠は、弾性変形した物體の変形は受ける外力に比例するというフックの法則です。一定の取り付け力の下で、ガスケットまたはスペーサーのクリアランスを測定し、正しいクリアランスを取得します。事前のテスト中に作成された表に従って、必要な正しいガスケットまたはスペーサーのサイズを直接読み取ります。。 

この方法は正のクリアランスと予圧に有効であり、オペレーターは図を作成するための訓練を受ける必要があります。

3.Torque-SetTM法

トルクセットの原理は、予圧がかかると、ベアリングの回転トルクがベアリングの予圧に応じて増加するというものです。実験結果は、同じタイプの新しい軸受のグループについて、所定の予圧の條件下で、軸受の回転トルクの変動が非常に小さいことを示しています。したがって、回転トルクを使用して予圧を推定することができます。

この方法の原理は、軸受の回転トルクと予圧との間の変換関係を確立することであり、これは試験を通じて取得する必要があります。実際の取り付け時に回転トルクを測定することでガスケットの厚みを決定します。

4.Projecta-SetTM法

プロジェクタセットは、直接測定できないガスケットやスペーサーの厚みを測定しやすい場所に投影または変換するものです。これは、特別なゲージスリーブとスペーサーを使用して実現されます。ベアリングの內輪と外輪がしまりばめ狀態の場合、ベアリングの取り外しや調整は困難で時間がかかりますが、Projecta-Set はその利點を発揮します。

この方法では、ベアリングのシリーズごとに個別のゲージが必要になるため、比較的高価になります。ただし、大量に設置すると、1 回あたりの平均コストは非常に費用対効果が高くなります。特に自動化の分野では、非常に効果的な方法であることが証明されています。

5.Set-RightTM

Set-Right は確率論的なアプローチを使用し、関連部品の寸法公差を管理して、すべてのアセンブリの 99.73% のベアリング クリアランスが許容範囲內であることを保証します。これは、一連の確率変數、つまりベアリングの公差と、シャフトやハウジングなどの取り付けられたコンポーネントの公差の組み合わせの數學的予測です。

この方式は取り付けや調整が不要で、応用部品を組み立ててクランプするだけで済むため、大量実裝に非常に便利です。ただし、最終的にはクリアランス範囲（0.25mm程度）が得られるため、用途によってはセットライトが使用可能かどうか設計段階で判斷する必要があります。 Set-Right メソッドは、産業分野と自動車分野の両方で長年にわたって使用され、成功を収めてきました。

ティムケンは、さまざまなベアリングクリアランス調整技術を開発してきました。大型機器の少量バッチであっても、小型機器の大量バッチであっても、當社はベアリングの取り付け時間を短縮し、組み立てコストを削減し、ベアリングのクリアランスの一貫性と信頼性を高めることを目指しています。以上ご紹介したクリアランスの選定?調整テクニックが、お客様の裝置をより長く安定してご使用いただくためにお役に立てれば幸いです。