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ラスティネイル
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2008年04月10日

ボールベアリング

ボールベアリングというのは抵抗をとても小さくしてくれる部品です。
それがどのような原理で抵抗が小さいのかを考えてみます。

まず、抵抗というのは摩擦によるものが大きいです。
滑らかなものほど摩擦は小さく、ザラザラなのは摩擦が大きいというのが普通です。
本当は滑らかな面が密着する時にも摩擦は大きいのですが、とにかく物体同士を滑らせると抵抗があります。
物質や仕上げにより摩擦定数は同じで強い力で当たるほど摩擦が大きくなります。
なので、動くものにはクリアランスが必要となるわけです。
そもそも小さな穴にそれより太いピンは入らないような部分もありますが。

ボールベアリング等の転がり抵抗というのは部品同士が滑る必要がありません。
2つの物体の間で回転することで物質(ボールベアリング含む)同士は全く滑らなくてもスムーズに動きます。
実際にはボールベアリングの位置を整える部品との摩擦があるのですがここでは無視することにします。
滑る必要がないということは摩擦がいくらあっても抵抗にはならないので強い力で当たっていても抵抗は増えません。
なので単にスムーズに動かすだけでなくガタを無くし、最初から圧力をかけておくこともでします。
転がり抵抗は精度まで上げることができるわけです。

ところが、実際は部品の精度の悪さや変形による抵抗も起きます。
ボールベアリングがスムーズに回転にしなかったり物体が凸凹ならば当然抵抗になりますし、
剛性がなければ変形させながら動くので変形させる力が必要となります。
ここがトイガンのレール等にボールベアリング等を使おうとした時に問題になってくるのではないかと思います。
精度とスムーズさを発揮するためにこだわればの話ですけどね。
  

Posted by ラスティネイル at 00:40Comments(0)理論・実験