オイルレスベアリングについて | ジュンツウネット21

オイルレスベアリングについて 種類と特長を解説します。オイルレスベアリングの材料は,プラスチック系,金属系,それらの複層系,無機材料に分けられます。さらに潤滑剤の種類によって,油を含有させた含有軸受,固体潤滑剤を使ったドライベアリングに分けることもできますが,油と固体潤滑剤を共用している場合が多いようです。

オイルレスベアリングについて

給油をほとんど,あるいは全く必要としないオイルレスベアリングについて,種類,特長など教えて下さい。
解説します。

1. オイルレスベアリングの種類

最近のあらゆる産業分野における省力化,省資源,さらには環境問題の追求に伴ってオイルレスベアリングのニーズが増大し,非常に多種類のオイルレスベアリングが開発され,利用されています。そもそもオイルレスベアリングは天然の木製リグナムバイタを利用することから始まりました。これらは,たばこの巻取り機や船舶スタンチュウブメタル等に利用され,前者はたばこの紙が油によって汚れるのを避けるためで,後者は水中で油が使用できないためにこのようなオイルレスベアリングが利用されました*1。

現在では木製軸受はほとんど使われていませんが,オイルレスベアリングの用途の多くは油を嫌う個所,油が使えない雰囲気,油の耐久性に問題があるところなどであることには変わりません。

オイルレスベアリングは次から次に現れるニーズを背景に新材料,新製造技術と相まって新製品が開発され,現在では図1に示すような多品種が市販されています。

オイルレスベアリングの種類
図1 オイルレスベアリングの種類

オイルレスベアリングは材料的にはプラスチック系,金属系,それらの複層系,それに無機材料に分けられます。さらに潤滑剤の種類によって,油を含有させた含有軸受,固体潤滑剤を使ったドライベアリングに分けることもできますが,実際には油と固体潤滑剤を共用している場合が多いようです。

油を含有させる方法には機械加工後,最後に油を含浸させるものと,原料配合の工程で油を保有させるものとがあります。金属系および熱硬化性樹脂系では前者が行われ,熱可塑性樹脂系では後者が主に行われています。固体潤滑剤はほとんどの場合,原料配合の段階で添加されます。

油の種類としては,鉱油,植物油,合成油等が用いられ,固体潤滑剤としては黒鉛,二硫化モリブデン,二硫化タングステン,ポリテトラフルオロエチレン,窒化ほう素,軟質金属,金属石けん等が利用されています。

2. オイルレスベアリングの一般的な特長

普通の給油型のすべり軸受は潤滑油膜の作動圧によって負荷能力が生じるので,すべり速度が低かったり荷重が大きい場合には潤滑油膜が薄くなっていわゆる境界潤滑状態になり,さらにこの傾向が強い条件では固体同士で接触してしまい,摩耗や摩擦トルクの増大,ひいては焼き付きにまで至ってしまいます。

一般にオイルレスベアリングは,普通のすべり軸受が苦手とするこのような境界潤滑状態や固体同士の摩擦状態でより効果的に機能します。これは,オイルレスベアリングができるだけ少量の油で潤滑できるような材料設計と構造にしているためです。図2は各種オイルレスベアリングが使用可能な限界の面圧と速度を普通の給油型すべり軸受と比較したものです。明らかにオイルレスベアリングは比較的すべり速度が低く,荷重の大きい領域に使用可能な分野が広がっています*2。

各種オイルレス軸受の限界PV値
図2 各種オイルレス軸受の限界PV値

したがって,オイルレスベアリングが効果を発揮する使用分野としては次のような所です。

(1)比較的低速,高荷重で油の流体潤滑が期待できない
(2)運動が往復運動でスタートストップが頻繁に繰り返す,あるいは間欠運動である
(3)高温,低温,水中,薬液中,真空中等特殊環境で油が使用できない
(4)長時間(例えば10年とか50年とか)メインテナンスフリーで使用する
(5)油による製品の汚染を嫌う
(6)作業環境,居住性から油の臭い,油の汚れを嫌う

3. むすび

オイルレスベアリングの種類と特長について一般的な説明をしましたが,具体的な利用に当たっては次に示した文献も参考にしていただければ幸いです。

<参考文献>
*1 川崎景民:オイルレスベアリング1990 アグネ
*2 栗本弘嗣:日本機会学会第910回講習会教材1991 P39~44
*3 飯田昌弥:潤滑通信 1990,1,P57~62
*4 安部亘:トライボロジ 1992,6,P28~31
*5 寺岡利雄:潤滑vol.22 No.1(1997)11~16
*6 佐藤雅洋:日本潤滑学会 摩耗研究会資料 1988
*7 小沢秀夫:プレススクール第261号 1990,5,P5~14

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