ベアリング

最近私自身、ベアリングの交換、メンテナンスを怠っていたため無駄に時間を費やしてしまいました。
そこで、このことを忘れないように書いておきましょう。

ラジコンヘリにも色々な形、サイズのベアリングが使用されています。
そのほとんどはラジアルベアリングと言う物です。このラジアルベアリングにも、フランジ（耳）付きやオープンタイプがあります。他には、スラストベアリングやワンウェイベアリングなどもあります。
そもそもベアリングは、スムーズな回転及び抵抗を減らす、そしてガタを減らす目的で色々な所に使用されています。

ベアリングはメタルと異なり、ベアリング内部の小さなボールによって保持されています。
球体ですので、接地面は・・・・・・点です。そしてボールの転がる道は・・・・・線なのです。と、考えると非常にデリケートなものなのだと思っておきましょう。

ベアリングは永久物ではなく寿命があります。老化、消耗すると本来の性能が発揮できなくなり、場合により悪影響を及ぼすこともあります。
そこで、定期的に交換することで悪影響を未然に防ぐようにしましょう。

ベアリングへの給油ですがローターヘッド、テールローターグリップにそれぞれ使用されているスラストベアリング以外は、特に給油の必要は無いと思います。
と言うか、オープンタイプ以外はシールドの都合で給油は困難では？と思います。
スラストベアリングへの給油はモリブデングリスをたっぷりと使いましょう。

話は前後しますが通常ボールベアリングは５つのパーツで構成されています。
アウターレース、インナーレース、ボール、リテーナー、シールドのパーツから出来ています。オープンタイプはシールドは含みません。

使われている場所は
ヘリの価格に関係なく、クルクルと回転する部分、例えば、メインマストやカウンターギアのシャフト、テールギアのシャフトなどがそれに当たります。
安価なヘリにはベアリングの変わりにメタルを使用している場合が多い、アーム関係及びローターヘッド関係です。こちらはクルクルと回転せずにそのほとんどが角度で言えば90度前後で中には10度前後のものもあります。

クルクルと回転するところでは・・・・
メインマストはエンジン回転数の1/10〜1/9回転で回っています。テールギアはエンジンの回転の約半分で回っています。クラッチやクラッチベルに関係するベアリングはエンジン回転数と等速です。
実際の回転数で言いますと、メインマストは2000rpmとエンジンは20000rpmとなります。回転数だけを見ればマストに使用されるベアリングの方が回転数が低く長持ちするか・・・と思います。
が、実際のところはそうではないようです。
ヘリはメインローターで浮上、移動します。メインローターと機体はマストで繋がり、その固定部分にベアリングが付きます。
このベアリングに機体の自重プラス色々なＧがかかるのです。エルロンやエレベーターの操作がそれにあたります。また、ここのベアリングにはラジアル方向とスラスト方向の両方に力がかかるのでおのずと寿命が短くなります。
また、ローターのトラッキングずれや重量バランスの不具合もベアリングへのダメージが増します。

原因はわからないのですが、ベアリング内部のグリスが外へ出ています。 もともと多量に入っていたのか？何かの振動などで出てきたのか？

テール関係はメインローターの5倍前後で回転しています。回転数は高いものの負荷はメインローターと比べるとかなり低いと言えます。
しかし、使われているベアリングは、マストに使用しているベアリングに比べると小さいので寿命もメインマストに使用しているベアリングと同等では、と思われます。
機種によってはテールがベルト駆動となっているものもあります。必要以上に高いテンションでベルトを張っているとベアリングへのダメージも大きくなるものと思われます。
また、テールローターは地面と接触することが多々あり、その分ベアリングへのダメージは蓄積されやすい感があります。

クラッチやクラッチベル関係はヘリの中では高い回転数でエンジンと等速で回っています。
そして、この部分に使用されているベアリングはエンジンの振動を直撃します。特にクラッチ、プーリーの取り付けの不具合による振動はベアリングの寿命を著しく短くします。
個人的には最も寿命が短いと判断しています。事実エンジンの脱着をしたときは、ついでにここのベアリングを交換することが多いです。

この部分三箇所は全てギアが関係しています。ギアはその構造、性質上回転させるとギア同士が離れる方向に力が働きます。
そのためこの部分のベアリングには常にラジアル方向に力がかかっています。

次にローターヘッド、アーム関係及びリンケージ関係です。こちらに使用するベアリングはガタを無くすために使用しています。
この部分のベアリングにトラブルが出れば、ヘリのコントロールに支障をきたすことが多くあります。
また、使用されているベアリングも小さいものが多く取り扱いにも注意が必要となります。

ミキシングアーム関係のベアリングです。 くるくると回転はしないものの、エルロン、エレベーターをコントロールした際には、 一分間で1500〜2000回ものシーソー運動をします。テール部分はおまけ画像です。

ヘッドで注意するところは、ローターグリップに使用されているベアリングです。
機種にもよりますが、一対のグリップにラジアルベアリング４個とスラストベアリング２個が使われています。ローターは９０クラスで約２００グラム、３０クラスで約１００グラムあります。
このローターが一対となり約１５００〜２０００回転もするのです。強大な遠心力がかかっている事は容易に判断できます。
そのため僅かな不具合が大きな症状となって現れ出ることがしばしばあります。

ミキシングアーム関係は少し変わった注意が必要です。
大体は、あるパーツに対してネジを用いて固定します。ここでネジを締めすぎると、ベアリングを破損させることがあります。
多くの場合、アームを二つのベアリングで挟むようにして組上げます。このときパーツの厚みに対して、ベアリングの取り付け幅がパーツの厚みと同じようにするために、シムワッシャーと呼ばれるものを使用します。
このシムのチョイスを間違えると、ネジでパーツを取り付けた際ベアリングの破損を招きます。

大体の注意事項は書いたか、と思います。
次は交換時期は？でしょうか。ベアリングが痛むとどうなるか？ですね。
ベアリングは傷み、消耗しても形はなかなか変化しません。
まずベアリングの内径にぴったりのシャフトに新品のベアリングを通して、ベアリング又はシャフトを回転させてみます。このときの回り方を良く覚えます。
そして使用しているベアリングも同じように回してみます。違いが感じられなかったら、まだ使えると判断していいです。あまりにも軽く回転したり、コロコロ感があればグリス切れやベアリング内部にキズがあると考え交換しましょう。
交換時期は人それぞれです。使える使えないは自分の指で判断しましょう。

潤滑油切れで長時間使用していると焼付きなど起こす可能性があります。
マストやシャフトのベアリングが接する部分に僅かでも磨耗が感じられた場合はそのパーツも合わせて交換しましょう。
新品のベアリングはシールド内部に潤滑用グリスが入っています。潤滑効果と冷却効果が目的です。
え？冷却？って思うかもしれませんが、金属を強い力で圧縮すると熱が発生します、ヘッドのスラストベアリングなどがちょうどそれに当たります。
力が掛かっている状態での高回転も同じようなことだと思います。

マストを保持しているベアリングは
マストが曲がり交換する場合はベアリングも合わせて交換

シャフトを保持しているベアリングは
シャフトが曲がり交換する場合はベアリングも合わせて交換

スタビライザーバーを保持しているベアリングは
スタビライザーバーが曲がり交換する場合はベアリングも合わせて交換

力が掛かったと思うときは交換が吉です。
あと、グリス切れのベアリングも同じです。

最後に・・・・・
あまり気にしなくても良いのですがベアリングにはABECと言う言葉が時折出てくることがあります。
ABEC(エイベック)とは工業規格で、ベアリングの精密度を数字にしたものです。3.5.7と値が大きくなるほど隙間が無く、且つ精巧に作られています。
ABECの数字の値が大きい、精巧に作られたベアリングほど摩擦も少なくスムーズに回転します。が・・・・・・ここに落とし穴があります！
長時間回転し続けるとベアリングは熱を持ちます。
熱を持った金属は膨張するので、ABECの値の大きいベアリングは隙間なく作られているのでベアリング内で摩擦が起き、壊れやすくなってしまいます。
逆にABECの値の小さいベアリングは金属膨張に耐えられる隙間があるので丈夫で長持ちです。

グリス潤滑orオイル潤滑
ベアリングを大きく二つに分けると"オイルベアリング"と"グリスベアリング"に分かれます。
ラジコンヘリには通常グリスベアリングが使用されています。
ベアリング内に潤滑用のグリスが入っているベアリングです。
手入れの必要はなく、壊れるまで回転力が持続します。
ほとんどの場合ベアリングの両サイドにカバーが付いているベアリングがグリスベアリングです。

オイルベアリングとは？ベアリングのサイドカバーが片面、もしくはサイドカバーが無いタイプを言います。
ラジコンヘリの場合エンジンに使用しているものがそれにあたります。
開いて内部が見える側に専用オイルを定期的に注すメンテナンスが必要なベアリングです。
グリスベアリングよりも抵抗なく潤滑するオイルを使うので、伸びのある回転が特徴。
メーカーによってはカバーが両面にあるオイルベアリングもある
また、グリスベアリングにオイルを注してしまうとベアリング内部でグリスが分離したり固まったりして性能が著しく落ちてしまうことがあります。