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ボールベアリングのボールはどのように作られるのですか？

A ボールベアリング この記事では、ベアリングの主な構成要素である軌道面、ボール、保持器についてのみ説明する。

最も一般的に使用されているのはSAE 52100ベアリング鋼で、1%の炭素と1.5%のクロムを合金化したクロム鋼で、この材料は120℃を超える温度でも安定しています。一般的に、ケージはポリアミド樹脂製で、製造コストは低いが、過酷な環境、特に高温用途での使用には適していない。

内輪と外輪の軌道輪は、非常によく似た工程で製造され、自動機械を使って鋼管を軌道輪の基本形状に切断し、加熱工程での反りに対応するために少量の材料を追加で残す。

その後、リングは熱処理オーブンで、部品の大きさにもよるが、20分から数時間かけて華氏1,550度（摂氏840度）まで加熱され、油中で冷却された後、華氏約300度（摂氏148度）の第2のオーブンで焼き戻される。

また、アンギュラコンタクトベアリングなど一部のベアリングでは、リングの寸法精度を確保するために、後工程で追加の研削が必要となります。

ベアリング・ボールは、非常に精密な工程を経て製造される。完璧に丸く滑らかなボールは、ベアリング内の摩擦を最小限に抑えます。このボールは、完成したボールを形成するのに必要な材料を含むワイヤーまたはロッドから始まり、次に「冷間圧造」と呼ばれる工程を経て、ワイヤーの端部同士が衝突してボールを形成します。この工程では、ワイヤーの端が互いに衝突してボールを形成する。

その後、ボールは2枚の鋳鉄製ディスクの間の溝に繰り返し送り込まれ、一方は回転し、もう一方は静止する。粗い溝はフレッティングエッジを効果的に引き裂き、ボールをかなり丸くするが、その後の研削のためにわずかにオーバーサイズにする。ボールはその後、適切なサイズと真円度に研削される前に、耐久性を向上させるためにレースウェイのような熱処理を受ける。

最後に、ボールはグラインダーに移され、グラインダーでは、タンブリング工程と同様の柔らかい鋳鉄製の円盤を使って、より少ない圧力で研磨が行われる。研磨ペーストを使用することで、それ以上材料を除去することなく表面を完全に滑らかにすることができ、ボールをグラインダーに8～10時間放置することで、完全に滑らかなボールが出来上がる。

ケージはベアリングの一部で、さまざまな素材から作ることができる。スチール製ケージや金属製ケージの場合、ケージは薄い金属片からプレスされ、ケージを適切な形に曲げる金型のような構造に入れられる。プラスチックケージの場合、「射出成形」と呼ばれる工程が用いられ、溶かしたプラスチックを金型に注入し、固めて形を作る。

上記のような工程の後、すべてのベアリング部品が完成し、その後、ベアリングを組み立てることができます。まず、インナーレースがアウターレースの内側に配置され、次にボールが挿入され、レース間に等間隔に配置されます。最後に、ボールを所定の位置に保持するために保持器が取り付けられますが、プラスチック製の保持器は簡単にはめ込まれますが、スチール製の保持器は通常リベットで固定する必要があります。

ボールベアリングは製造コストが安く、何世紀にもわたって愛用されてきたが、磁石や圧縮空気を利用して2つの物体が完全に接触しないようにする磁気浮上ベアリングのような、より効率的な構造のボールベアリングもある。このベアリングは、構造間に直接接触がないため摩擦がゼロであり、光速での回転が可能であっても超高速回転に耐えることができるが、製造や運用にコストがかかりすぎるため、ほとんど使われていない。

ボールもまた、スペースシャトル製造のベアリングボールである「スペースボール」の製造など、非常にSF的な製造プロセスを持っており、無重力の中で溶けた鋼鉄が自由に浮遊し、完全で完璧な球体が形成されるが、この製造方法はまた、研削成形よりも高価である。