エアベアリングとは何ですか？
ベアリング皆さんもよくご存知だと思いますが、一般的に使われている転がり軸受は最も馴染み深いもので、現代の機械や設備の重要な部品です。では、空気軸受とは何でしょうか？
ガス入りガスを潤滑剤として用いる滑り軸受。最も一般的に使用されるガス潤滑剤は空気だが、必要に応じて窒素、アルゴン、水素、ヘリウム、二酸化炭素なども使用できる。
ガス圧縮機、膨張機、循環装置では、作動媒体が潤滑剤として使用されることが多い。
空気軸受とは、軸受の摺動面間に形成される圧力空気膜の助けを借りて荷重を支える軸受のことで、作動時には摺動面は空気膜によって完全に分離されます。
空気軸受は、作動時に流体潤滑される滑り軸受の一種であり、その潤滑媒体は空気である。
空気軸受の分類
空気圧膜の形成メカニズムに基づいて、空気軸受は主に動圧軸受と静圧軸受の2種類に分類されます。
空気軸受の圧力空気膜は、摺動対の相互運動によって摺動対の表面間の収束領域に空気が流入することで形成され、その空気膜はおおよそくさび形をしている。空気軸受は外部からの空気供給を必要としないため、「自動軸受」とも呼ばれる。
静圧軸受の圧力空気膜は、摺動面間のスロットルを通して外部の圧縮空気を導入することによって形成されます。静圧軸受には、清浄な外部空気供給が必要です。
エアベアリングの特徴
（１）極めて低い摩擦抵抗
気体の粘度は液体の粘度よりもはるかに低いため、室温における空気の粘度は10号機械油の粘度のわずか5000分の1であり、軸受の摩擦抵抗は粘度に正比例するため、ガス軸受の摩擦は液体潤滑軸受の摩擦よりも低くなります。
（２）適用可能な速度範囲が広い
ガス軸受は摩擦抵抗が低く、温度上昇も少なく、回転速度が50,000rpmと高速でも20～30℃を超えず、130万rpmという高速回転でも温度上昇は抑えられます。静圧軸受は、非常に低速、さらにはゼロ回転でも使用可能です。
（３）適用温度範囲が広い
このガスは幅広い温度範囲で気体状態を維持し、粘度も温度の影響をほとんど受けません（温度上昇に伴い粘度はわずかに増加し、例えば20℃から100℃では空気の粘度は23%増加します）。そのため、ガス軸受は-265℃から1650℃の温度範囲で使用できます。
（４）耐荷重が低い
流体軸受の支持力は粘度に正比例し、空気軸受の支持力は同サイズの流体軸受のわずか数千分の1に過ぎません。ガスの圧縮性により、空気軸受の耐荷重能力には限界があり、単位投影面積あたりの荷重は0.36MPaまでしか増加させることができません。
（５）高い処理精度が求められる
ガス軸受の耐荷重能力と空気膜剛性を向上させるため、通常は液体潤滑軸受と同等の軸受クリアランス（0.015mm未満）が用いられ、それに伴い部品の精度も向上させる必要がある。
エアベアリングの応用
空気軸受は、空気の弾性位置エネルギーを利用して支持力を発揮する新しいタイプの軸受です。
使用される潤滑剤は空気のみです。そのため、空気軸受技術は、汚染が許されないワークピースや、汚染の心配のある作業環境に最適です。
空気軸受では、ボールの代わりに空気クッションが用いられます。空気軸受の最もよく知られた用途の一つは、ホバークラフトでしょう。
巨大なファンがホバークラフトの下部に空気を送り込み、伸縮性のあるゴム製の「スカート」を通して空気が漏れるのを防ぐ。ホバークラフトの下部に発生する高い空気圧が船体の重量を支え、空気のクッションの上に浮かぶようにする。
ガス軸受の用途はますます拡大しており、広範かつ集中的な研究が行われています。現在、ガス軸受は、繊維機械、ケーブル機械、計測工作機械、ジャイロスコープ、高速遠心分離機、歯科用ドリル、低温冷凍機、水素膨張機、高温ガス循環装置などに使用されています。
投稿日時：2025年3月28日
