複合ベアリングは、繊維で強化された樹脂などの材料の組み合わせから作られた ベアリングであり、摩擦を低減する潤滑剤や成分も含まれる場合があります。
複合ベアリングは、別の材料のキャリア内のポリテトラフルオロエチレン(PTFE) ベアリングではなく、キャリア内の PTFE ベアリングです。プレーン複合ベアリングは転がり軸受よりも軽量ですが、一部の複合材は非常に密度が高く、多孔性が低いため、これは常に特徴ではありません。複合ベアリングのもう 1 つの特徴は、軽量設計です。従来の転がり軸受の 10 分の 1 の重量になることがあります。[1]製造には重金属は使用されていません。[2]
複合ベアリングは、耐摩耗性や耐高温性など、多くの用途の個別の要件を満たすようにカスタマイズできます。複合ベアリングの重量は、その裏地によって異なります。PTFE ライナーは、スチールまたはアルミニウムの裏地に適用できます。充填剤化合物により、クリープ耐性、耐摩耗性、導電性など、複合ベアリングのさまざまな特性を最適化できます。
テクノロジー
複合ベアリングは、繊維強化樹脂やプラスチックなどの複合材料から作られたベアリングです。これらには、PTFE などの摩擦低減成分が含まれていることがよくありますが、摩擦と摩耗を低減し、ベアリングが空運転 (外部潤滑剤なし) しているときに潤滑するための材料はこれだけではありません。PTFE 自体は、本質的に柔らかく、圧力がかかると変形するため、ベアリング材料としては適していません。そのため、PTFE をライナーとして使用することは、PTFE を樹脂と繊維の固体で強力なマトリックスに組み合わせるほど有益ではありません。 [3] 複合ベアリングは、PTFE 化合物のライナーと金属の裏地を備えたベアリングです。PTFE は、完全に炭素とフッ素からなる高分子化合物であるため、フルオロカーボン固体です。PTFE は疎水性です。水も水分を含む物質も PTFE を濡らしません。PTFE で設計されたコンポーネントは、その寿命を通じて一貫した制御された摩擦を提供します。[4]
PTFE は、フライパンやその他の調理器具のノンスティックコーティングとしてよく使用されます。炭素とフッ素の結合が強いため、反応性が非常に低く、反応性や腐食性のある化学物質の容器や配管によく使用されます。また、PTFE は機械の潤滑剤としても使用でき、摩擦、摩耗、エネルギー消費を軽減します。
PTFE は自己潤滑性があるため、湿式潤滑や潤滑剤の補充は必要ありませんが、用途に応じて摩擦係数や摩耗の低減が求められる場合は追加することができます。
用途と用途
自動車
自動車メーカーは、より軽量で燃費の良い車両に対する高まる需要を満たすために努力しており[5]、さまざまな自動車用途で使用される部品や材料を評価しています。複合ベアリングは自動車設計において有用な部品であり、パワートレインから車内まで、車全体のさまざまな用途で使用されています。自動車の性能を向上させることに加えて、複合ベアリングのスプリットリング設計により、接着剤や過度の組み立て力を必要とせずに圧入することができます。
ステアリングヨーク
ステアリングラックには、ステアリングラックとステアリングコラムの接合部であるヨークにベアリングが取り付けられています。ヨークは、ステアリングラックが横方向に自由に動くようにしながら、ステアリングラックがステアリングコラムから分離するのを防ぐように設計されています。ヨークは、ドライバーの路面感覚と車両の操縦性を決定します。複合ベアリングは、PTFEライナーを使用して、ステアリングヨークの摩擦を軽減します。[6]
ベルトテンショナー
ベルト テンショナーは、エンジンのタイミング ベルトの張力を維持するために設計された装置です。ベルト テンショナーのベアリングがある部分にはスプリング デバイスがあります。スプリング デバイスは、1 分間に約 60 サイクル、2° ずつ前後に振動します。
複合ベアリングは、エンジンの作動中にドライブ ベルトの適切な張力を維持するために、適切で一貫したレベルのトルクと減衰を保証します。
ドアヒンジ
ドアヒンジでは、ヒンジピンとハウジングの間にベアリングが配置され、乗客がドアを開閉する際にドアがスムーズに動くようにします。複合ベアリングは、高負荷時の耐久性と耐腐食性があるため、多くの自動車ヒンジシステムに使用されています。[6]
ベアリングは、車の塗装仕上げの品質にも役立ちます。複合ベアリングの PTFE 複合ライナーは導電性があり、ヒンジに電気を伝達して静電塗装プロセスを容易にします。
また、疎水性があり塗料をはじくため、余分な液滴が塗装の仕上がりを損なうリスクを最小限に抑えます。
シート機構
調節可能なシートでは、シート機構によって動きがスムーズになります。ベアリングはリンケージとピンの間に取り付けられ、適切なレベルのトルクを提供するように設計されています。複合ベアリングをシート部品のピボット ポイントに使用してトルクを維持すると、乗客はシートを簡単かつスムーズに調整して快適に過ごすことができます。
自転車
自転車の設計者は、品質と強度を犠牲にすることなく、自転車の重量を減らし、性能を向上させるよう努めています。自転車業界では、メンテナンスフリーの部品を使用した軽量で高性能な製品が求められています。[7]
フォーク
自転車フォークは、自転車のフレームに取り付けられたシャフトが車輪に取り付けられたハウジング内でスライドできるようにすることで、荒れた地形でのライダーの快適性を高めます。ベアリングはシャフトとハウジングの間にあります。複合ベアリング内のPTFEライナーはクッションとして機能して衝撃吸収性を高め、軽量の金属バッキングは自転車の重量を軽減するのに役立ちます。[8]
ショックアブソーバー
サスペンション付き自転車の主要部品であるフロントショックアブソーバーは、衝撃や揺れによる影響を軽減してスムーズな乗り心地を実現するように設計されています。ベアリングは内側のシャフトと外側のハウジングの間にあり、メカニズムのスムーズな動きを促進して最適なパフォーマンスを実現します。PTFE ライナー付きの複合ベアリングはクッションとして機能し、余分な振動を吸収して動きをさらに強化します。
ヘッドセット
複合ベアリングはヘッドセットに使用できます。[8] [9]複合ベアリングは軽量であるため、自転車全体の軽量化に貢献できます。[8]
ペダルとブレーキピボット
ベアリングが提供する低摩擦は「スティックスリップ」を軽減し、望ましくない急激な動きを防ぎます。ペダルは、スピンドルをクランクの端とペダル本体に接続するベアリング上で回転します。[8]
ディレイラー
ディレイラーは自転車のギアシステムで使用されます。ギアを切り替えるためにケーブルの張力を変化させると、チェーンが左右に動き、チェーンが別のスプロケット、つまり別のギアに「脱線」します。[8] [10]
太陽
太陽光は現実的なエネルギー源となっている。国際エネルギー機関によると、集光型太陽熱発電(CSP)は2050年までに世界の電力生産の最大11.5%を担う可能性がある。[11] CSPプラントの寿命は最大40年(13)と予想されており、エネルギー会社はCSPプラントの寿命まで持続する部品を求めている。
太陽追跡システム
集光型太陽光発電 (CSP) プラントは、集光された太陽放射を高温エネルギー源として利用して電力を生成します。太陽追跡装置は、太陽光反射鏡を太陽に向けて集光する装置です。ピボット ポイントにはベアリングが使用され、放物面トラフの構造を支え、ヘリオスタット (ソーラー タワー) のミラーを回転させます。
複合ベアリングは、パラボリックトラフと太陽光発電タワーでミラーを回転させるために使用できます。複合ベアリングは CSP アプリケーションの負荷に耐えることができ、耐候性と耐腐食性があり、メカニズムのライフサイクル全体にわたって低く一定の摩擦 (スティックスリップ効果なし) を提供します。
オフハイウェイ建設機械のピストンポンプ
掘削機から単純なローダーまで、オフロード建設機械は、主な動力源として油圧トランスミッション システムを採用しています。油圧ピストン ポンプは、機械エネルギーを油圧エネルギーに変換するために使用される機械装置で、オフロード建設機械で一般的に使用され、電動モーターまたは燃焼エンジンによって駆動されます。
ベアリングはピストン ポンプ シャフトに取り付けられ、駆動トルクをシリンダー ブロックに伝達します。ベアリングの役割は、スムーズな動きを確保し、エネルギー使用量を削減することです。複合ベアリングの自己潤滑 PTFE 層により、ポンプ機構の摩擦が一貫して低くなり、エネルギー使用量が最小限に抑えられ、メンテナンスの必要性が軽減されます。
参照
参考文献
- ^ 「Saint-Gobain と Norco がセレブリティから絶賛される」。製品設計と開発。2012 年 6 月 1 日。2016 年 8 月 19 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年 5 月 12 日閲覧。
- ^ 「明るい未来:小型ベアリングが集光型太陽光発電所に大きな変化をもたらす方法(2011)」(PDF)。サステナビリティ展望:35~36。2016年5月12日閲覧。[永久リンク切れ ]
- ^ Sliney, HE; Jacobson, TP (1975 年 1 月)。「315 ℃ までの自動調心滑り軸受におけるグラファイト繊維強化ポリイミド複合材料の性能」。
- ^ 「Saint-Gobain Components、自動車の摩擦制御と製造パフォーマンスの進歩を推進」(PDF) 。Industrial Products Purchase。 2013年3月13日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2016年5月12日閲覧。
- ^ 「燃費とCO2排出基準、メーカーの価格戦略、フィーベート」(PDF)。オークリッジ国立研究所。 2016年6月9日閲覧。
- ^ ab 「自動車OEMの強化」。ベアリング。2012年6月14日。 2016年6月9日閲覧。
- ^ 「Eurobike 2012: StevensとAX Lightnessの超軽量ドリームバイク」。Road Cycling UK 。 2016年6月9日閲覧。
- ^ abcde 「高性能自転車におけるNorglide複合ベアリングとNorslideケーブルライナーの主な用途 | 製品ショーケース」。showcase.designnews.com。2016年8月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年6月9日閲覧。
- ^ シアトル出版。「Bicycle Paper.com :: News :: Riding Circles Around Old Standards」www.bicyclepaper.com。2016年6月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年6月9日閲覧。
- ^ 「サンゴバンが台北サイクルショーでノルグライドを披露」Bikebiz。2016年8月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年6月9日閲覧。
- ^ 「出版物」(PDF) . www.iea.org . 2017年7月7日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2016年6月9日閲覧。
