セラミック軸受

参考用の ISO 境界寸法(呼び寸法)です。お客様の図面およびサプライヤーのデータシートでご確認ください。

セラミック軸受とは

セラミック軸受は、転動体、あるいは軸受全体に、鋼の代わりに工業用セラミックを使います。一般的な構造は2種類です。ハイブリッドセラミック軸受は、鋼のリングと窒化ケイ素(Si3N4)のボールを持ち、鋼のリングの靭性を保ちつつ、セラミックボールの利点を得られます。総セラミック軸受は、リングとボールがセラミック、通常はジルコニア(ZrO2)か窒化ケイ素で作られ、樹脂の保持器を備え、強い薬品、真空、潤滑された鋼の限界を超える高温など、鋼ではまったく耐えられない条件で使われます。

セラミックは軸受鋼より硬くて軽く、電気を通さず、錆びません。これらの性質は特定の課題を解決しますが、あらゆる使用条件でセラミック軸受が優れるわけではありません。電気絶縁や高速性といった具体的な課題があるかどうかを、最初に確認することが、無駄のない選定につながります。

ハイブリッドと総セラミック

ほとんどのバイヤー様にとって、現実的な選択はハイブリッドです。総セラミックは、厳しい薬品、真空、非磁性の環境向けのニッチな部品です。ハイブリッドは標準軸受と同じISO 15の主要寸法を使うため、6204のハイブリッドは鋼の6204と同じハウジングに収まります。定格荷重と許容回転数は、仕入先データシートによります。既存の鋼製軸受をそのまま置き換える場合でも、荷重条件と回転数をあわせてお知らせいただければ、適合を事前に確認できます。

セラミックを選ぶ理由

• 電気絶縁。インバータ駆動のモーターでは、迷走電流が鋼の軸受を流れ、軌道面にフルーティング状の電食痕を作ることがあります。セラミックボールは電流経路を断ちます。モーターや発電機でハイブリッドが指定される一般的な理由です。電食 の記事をご覧ください。軸接地リングや絶縁ハウジングも対策の一つで、選択は駆動装置とモーターのフレームによります。軸受のサイズが変わらないため、ハイブリッドが最も簡単な後付け対策になることが多くあります。
• 高速性。セラミックボールは鋼のボールより軽いため、高速時の遠心力と発熱が下がります。工作機械の主軸にハイブリッドが使われる理由です。高速軸受 をご覧ください。
• 耐食性と耐薬品性。総セラミックは、鋼やステンレスでさえ損傷を受けるような、水、酸、溶剤に耐えます。
• 潤滑条件への耐性。セラミックは凝着摩耗を起こしにくいため、限度はありますが、鋼より境界潤滑に強くなります。
• 非磁性。総セラミックは、磁性部品を許容できない計器や設備に適しています。

取扱いとはめあい：脆さへの注意

セラミックは硬いものの、脆い材料です。ハンマーでの打撃、急激な衝撃荷重、位置のずれた圧入、部品の落下により、ボールやセラミックのリングが割れることがあります。ハイブリッドは鋼の軸受と同様に注意して取り付けつつ、衝撃を避け、取り付けるリングだけを押し、データシートに指定された軸とハウジングの公差を守ってください。総セラミックは熱膨張が鋼より小さいため、鋼のハウジングとのはめあいは温度で変化し、仕入先の指導が必要です。セラミック軸受の保持器の材質は通常、ナイロン、PEEK、PTFEで、温度限界は保持器に左右されます。

コスト要因

セラミック軸受は、同じサイズの鋼軸受より高価です。コストは主に、セラミックの材質とグレード、ボールの品質、リングの材質(標準鋼かステンレス)、公差等級、1回あたりの発注数量、グリースによって決まります。ハイブリッドは中程度の割増、総セラミックは最も高価です。当デスクは、寿命、ダウンタイム、故障のコストを見て、鋼との総コストを比較します。定期的な交換が必要なモーターにハイブリッドを使えば、1個あたりのコストが高くても経済的になりうるからです。このページでは価格は提示していません。数字は 見積依頼フォーム からご依頼ください。

発注に関する留意点

呼び番号、ハイブリッドか総セラミックか、セラミックの材質、リングの材質、保持器、シール、グリースを指定してください。標準の在庫サイズは通常100〜500個から、特殊サイズや特殊材質は図面から判断します。在庫サンプルは3〜7営業日、量産は通常25〜45日で、いずれも標準的な目安として書面で確認します。腐食対策だけなら、ステンレス軸受 のほうが安価なことが多くあります。そのほかのラインは 特殊軸受 のページをご覧ください。出荷前の検査では、寸法、ボールとリングの材質の識別、回転の滑らかさ、グリースとシールの仕様、梱包の状態を、ロットごとに取り決めた計画に沿って確認します。