深溝玉軸受と浅溝玉軸受: 主な違いと用途

1. はじめに

ボールベアリングは、次のような用途に使用される重要な機械部品です。 回転摩擦を減らす そして ラジアル荷重とアキシアル荷重を支える 。彼らは、2 つの同心リングの間に球形ボールを利用することでこれを実現します。または、軌道、スムーズで効率的な動きを可能にします。これらがなければ、小型の電気モーターから巨大な産業用ギアボックスに至るまで、数え切れないほどの機械が停止してしまうでしょう。

転がり軸受には数多くの種類がありますが、 深溝玉軸受 そして 浅溝玉軸受 この 2 つは、最も一般的であり、基本的に異なる設計です。どちらも同じ汎用目的を果たしますが、その特殊な軌道形状により、負荷容量、速度、騒音特性、そして最終的には理想的な用途に大きな違いが生じます。

この記事の目的は、 主な違い これら 2 つのベアリングタイプについて、それぞれの長所と短所を詳しく説明し、その方法についてのガイドを提供します。 適切なベアリングを選択してください 特定のアプリケーション要件を満たすために。

2. 深溝玉軸受

デザインと機能

の 深溝玉軸受 最も広く使用されているタイプの転がり軸受です。その決定的な特徴は、 深くて途切れない軌道溝 内輪と外輪の両方にあります。これらの溝の半径はボールの半径よりわずかに大きいだけなので、かなりの接触面積が生じます。ボールと軌道の間のこの高度な適合性は非常に重要です。

この設計により、ベアリングは次のような取り扱いが可能になります。 高いラジアル荷重 （シャフトに垂直な力）だけでなく、 重大なアキシアル荷重 （シャフトに平行な力）両方向。深溝玉軸受は通常、次のような材料で作られています。 高炭素クロム鋼 最高の硬度と耐久性を実現するため、特殊なニーズに応じてステンレス鋼やセラミックなどの材料が使用されます。オープン、シールド (Z または ZZ)、またはシールド (RS または 2RS) 構成で利用できます。

利点

高い耐荷重: のir robust raceway design provides excellent support for heavy radial loads.
優れたアキシアル荷重処理: のy can sustain substantial axial forces due to the deep grooves.
高速アプリケーションに最適: のy are well-suited for a wide range of operating speeds.
多用途かつコスト効率が高い: のy are the most common type of bearing, making them highly available and generally economical.

短所

より高いノイズ: 非常に高速では、接触と適合性が増加するため、浅溝ベアリングよりも若干騒音が大きくなる可能性があります。
より高い摩擦: の greater contact area also leads to slightly higher running friction compared to the shallow groove design.

一般的なアプリケーション

の versatility and load-carrying capability of deep groove ball bearings make them ideal for applications requiring robust performance and reliability:

電気モーター
ギアボックス
パンプス
自動車用途

3. 浅溝玉軸受

デザインと機能

の 浅溝玉軸受 接触角が小さい単列アンギュラ玉軸受とも呼ばれる、特徴 軌道溝の深さが浅い 深溝タイプに比べてこの設計により、ボールと軌道の間の接触面積が小さくなります。

の primary suitability of this design is for 純粋なラジアル荷重 。最小限の軸方向荷重に耐えることができますが、大きな軸方向力がかかる用途向けには設計されていません。多くの場合使用される材料には、標準的な軸受鋼と ステンレス鋼 (特に医療環境または腐食性環境の場合)。よりオープンな設計により、本質的に回転抵抗が低くなります。

利点

低摩擦: の reduced contact area results in significantly 走行摩擦の低減 そして thus less heat generation.
より静かな動作: の design typically leads to より静かな動作 ノイズに敏感なアプリケーションに最適です。
より高い精度: のy are often preferred in applications where low starting torque and high running accuracy are required.
コンパクトなデザイン: 一部の特定の構成では、よりコンパクトなアセンブリが可能になります。

短所

低い耐荷重: のy have a 全体的な耐荷重が低い (ラジアルおよびアキシャルの両方) 深溝ベアリングと比較。
制限されたアキシアル荷重の処理: のir ability to withstand axial forces is much more restricted.

一般的なアプリケーション

浅溝ボールベアリングは、精度と低摩擦環境に優れています。

精密機器
小型電動モーター
医療機器
低ノイズが重要な用途

4. 主な違いの要約

迅速な比較と選択プロセスの支援を容易にするために、以下の表に深溝玉軸受と浅溝玉軸受の重要な違いをまとめます。

特徴	深溝玉軸受	浅溝玉軸受
軌道面の深さ	深い	浅い
耐荷重(ラジアル)	高い	より低い
アキシアル荷重の取り扱い	重要 (双方向サポート)	制限あり（主にラジアル荷重用に設計）
速度性能	高い	高い
動作音	高いer	より低い/Quieter
走行摩擦	高いer	より低い
主な用途	電気モーター、ギアボックス、自動車	精密機器、医療機器、静音アプリケーション

5. 適切なベアリングの選択

深い溝であろうと浅い溝であろうと、適切なベアリングを選択することは、機械の性能、寿命、効率に直接影響する重要なエンジニアリング上の決定です。選択は、アプリケーションの要求の徹底的な評価に基づいて行う必要があります。

負荷要件

の nature and magnitude of the loads are the most important factors.

ラジアル荷重とアキシアル荷重の要件を決定します。 シャフトに対して垂直 (ラジアル) および平行 (軸方向) に適用される最大の力を計算する必要があります。
高負荷: アプリケーションに関連する場合 大きなラジアル荷重 そして/or 重大なアキシアル荷重 (特に軸方向の力が半径方向の力に比べて大きい場合)、 深溝玉軸受 は、堅牢な軌道設計と優れた双方向軸方向サポートにより、必須の選択です。
より軽い負荷: 主に対象となるアプリケーション向け 軽～中ラジアル荷重 そして very little axial force, the 浅溝玉軸受 十分であり、摩擦と騒音の点で利点があります。

速度要件

どちらのタイプも高速で動作できますが、速度下でのパフォーマンス特性は異なります。

高速のための深い溝: 深溝ベアリングは、幅広い産業用途における高速動作に適しています。これらは高 RPM の一般的な主力製品です。
静かな動作のための浅い溝: 高速アプリケーションの場合また～に対する重要な要件がある 極めて低いノイズ そして 最小限の摩擦 (精密スピンドル、医療用遠心分離機など)、負荷がその制限内であれば、浅溝ベアリングの方が好ましい場合があります。

アプリケーション環境

の operating conditions place unique demands on the bearing's design, material, and sealing.

汚染/湿気: 塵、埃、湿気の影響を受けやすい環境、密閉型 (2RS) またはシールド型 (ZZ) 深溝玉軸受 一般に、その広範な可用性と効果的な保護の点で好まれます。
腐食/温度: どちらのタイプも腐食環境用にステンレス鋼などの材料で入手できますが、全体的な設計の完全性は極端な動作温度に耐える必要があります。

コストに関する考慮事項

深い溝: 標準化と大量生産により、 深溝玉軸受 多くの場合、 最も費用対効果の高い 汎用アプリケーション向けのオプションです。
浅い溝: 特殊な浅溝ベアリング (特に高精度バージョン) は単価が高くなる可能性がありますが、機械の耐用年数にわたって摩擦とエネルギー消費が低減されるため、特殊な用途では総所有コストが低下します。

選択基準	深溝ベアリングを推奨する場合は…	こんなときは浅溝ベアリングをお勧めします…
一次負荷	高い radial load and/or significant axial load.	軽～中程度のラジアル荷重のみ。
騒音・フリクション	騒音を最小限に抑えることよりも、パフォーマンスと耐荷重が優先されます。	低騒音と最小限の摩擦/発熱が重要です。
コスト優先	最もコスト効率が高く、すぐに利用できるソリューションを探しています。	の application demands low TCO (Total Cost of Ownership) from energy savings due to low friction.
軸方向サポート	双方向の軸方向サポートが必要です。	アキシアル荷重は無視できるか、他のコンポーネントによって処理されます。

6. メンテナンスと注油

深溝ボールベアリングを選択するか浅溝ボールベアリングを選択するかに関係なく、ベアリングの予想される耐用年数と最適な性能を達成するには、適切なメンテナンスと潤滑が不可欠です。

適切な潤滑の重要性

潤滑は転がり軸受の生命線です。その主な機能は次のとおりです。

摩擦の軽減: ボールと軌道面との接触を最小限に抑えます。
摩耗の防止: 金属表面を分離するための薄膜バリアを作成します。
放熱: 重要な表面から熱を運びます。
腐食からの保護: 内部コンポーネントを環境から保護します。

一般的な潤滑方法

の choice between lubrication methods often depends on the operating speed, temperature, and environment of the application.

潤滑方法	説明	一般的な使用条件
グリース潤滑	ベアリングやハウジング内に封入された半固体潤滑剤。	最も一般的な方法。中程度の速度、垂直シャフト、シールド/シールドベアリングに適しています。
オイル潤滑	液体潤滑剤がベアリングアセンブリ内を循環しました。	非常に高速な場合、動作温度が高い場合、または熱放散が重要な場合に不可欠です。

点検・交換

摩耗、汚染、潤滑不良の兆候を早期に検出するには、定期的な検査が不可欠です。

検査頻度: これは、ベアリングの動作時間、負荷、環境の厳しさに基づいて決定する必要があります。
主要な指標: 騒音、振動、または動作温度の増加を監視すると、再潤滑または交換の必要性を示す可能性があります。
密閉型 vs 開放型: シールドベアリング (2RS または ZZ タイプなど、通常は深溝) は「生涯潤滑される」と考えられることが多く、再潤滑の必要がないことを意味しますが、オープンベアリングは定期的に再潤滑する必要があります。

適切にメンテナンスされ、潤滑されたベアリングは、溝の設計に関係なく、効率的かつ静かに動作します。これらの手順を無視すると、ベアリングの初期品質や設計に関係なく、早期故障につながります。

結論

の distinction between 深い溝 そして 浅溝玉軸受 基本的には軌道設計にあり、それがさまざまな種類の荷重を処理する能力とその性能特性を決定します。

深溝玉軸受 はベアリング界の多用途で大容量の主力製品であり、重いラジアル荷重と大きな双方向のアキシアル荷重を強力にサポートするため、高出力の産業用および自動車用途に最適です。
浅溝玉軸受 精密かつ静かな動作を実現するための選択肢であり、医療機器や小型高精度機器など、最小限の摩擦と低騒音が最優先される、より軽いラジアル荷重を伴うアプリケーションに優れています。

最終選考概要

適切なベアリングを選択することは、アプリケーションの最も重要なニーズを優先することです。

要件の優先順位	推奨ベアリングタイプ	キーの位置調整
高い Load Capacity	深い Groove	深い raceways offer greater ball-to-raceway conformity.
高い Axial Force	深い Groove	シャフトに平行な大きな力に耐えるように設計されています。
低フリクション・低騒音	浅い Groove	接触面積が減少することで、摩擦と音の発生が最小限に抑えられます。
費用対効果	深い Groove	標準化され大量生産される。最も簡単に入手できます。