フレクシャベアリングは、1つ以上の角度自由度において柔軟に設計されるフレクシャの一種です。フレクシャベアリングは、多くの場合、コンプライアントメカニズムの一部です。角度コンプライアンスが求められる用途において、フレクシャベアリングは従来のベアリングやヒンジとほぼ同じ機能を果たします。しかし、フレクシャベアリングは潤滑油を必要とせず、摩擦が非常に低いか、全くありません。[1]
多くのフレクシャーベアリングは、2つの剛性構造が薄い「ヒンジ」領域で結合された単一の部品で構成されています。ドアとドア枠の間にフレキシブルな要素を配置することで、フレキシブルな要素が曲がることでドアを回転させて開くヒンジドアを作成できます。
フレクシャーベアリングは、他のほとんどのベアリングに比べて、構造がシンプルで安価であるという利点があります。また、多くの場合、コンパクトで軽量、摩擦が非常に低く、特殊な装置なしで修理が容易です。[2]フレクシャーベアリングの欠点は、可動範囲が限られており、高荷重を支えるベアリングでは非常に制限されることが多いことです。
フレクシャーベアリングは、ベアリング要素が繰り返し曲げられても崩壊しない材料で作られていることを前提としています。しかし、ほとんどの材料は繰り返し曲げや屈曲を受けると強度が低下し、最終的には破損します。例えば、ほとんどの金属は繰り返し曲げられると疲労し、最終的には破断します。したがって、フレクシャーベアリングの設計においては、通常の使用における疲労を回避するために、材料特性を慎重に検討することが重要です。
フレクシャベアリングは、摩擦が非常に低く、かつ摩擦の予測可能性も非常に高いです。他の多くのベアリングは、滑り運動や転がり運動（転がり軸受）に依存していますが、ベアリング面が完全に平坦ではないため、必然的に不均一になります。フレクシャベアリングは、材料の曲げによって動作し、微視的レベルで運動を引き起こすため、摩擦は非常に均一です。このため、フレクシャベアリングは、高感度の精密測定機器によく使用されます。
しかしながら、多くの種類のフレクシャーベアリングは低荷重に限定されません。例えば、一部のスポーツカーのドライブシャフトでは、カルダン式ユニバーサルジョイントをラグジョイントと呼ばれる同等のジョイントに置き換えています。ラグジョイントはゴム製の布を曲げることで機能します。このジョイントは軽量でありながら、数百キロワットの電力を伝達でき、スポーツカーに十分な耐久性を備えています。
フレクシャーベアリングは滑りや転がり運動に依存しないため、潤滑を必要としません。そのため、研磨環境や潤滑剤に過酷な環境（水中、真空中、高温など） でも使用できます。
参照
参考文献
- ^ Malka, Ronit (2014年9月18日). 「耐久性向上のためのマイクロスケールフレキシブルヒンジ設計の原理」.ハーバード大学微生物学研究所ウェブサイト. 2014 IEEE/RSJ 国際知能ロボット・システム会議 (IROS 2014) . 2017年2月13日閲覧.
- ^ Riyaz, MD; Dabade, BM (2021). 「リニアコンプレッサー用フレクシャーベアリングの設計、分析、開発」 . Materials Today: Proceedings . 45 : 2849–2855 . doi :10.1016/j.matpr.2020.11.809 . 2025年1月10日閲覧。
外部リンク
- NASA 技術概要
- Awtar, Shorya; Slocum, Alexander H. (2006年9月24日). 寄生誤差のない対称ダイヤフラムフレクシャと、それに基づく高精度コンプライアントメカニズム：3自由度および5自由度のフレキシブルトルクカップリング、5自由度のモーションステージ、1自由度のリニア/アキシャルベアリング(PDF) (レポート). MIT.
- 設計のための運動学モデルデジタルライブラリ (KMODDL) - コーネル大学で実際に使用されている数百の機械システムモデルの動画と写真。機械設計と工学に関する古典的文献の電子書籍ライブラリも含まれています。
- ワインスタイン、ウォーレン・D.、「フレクシャ・ピボット・ベアリング」、機械設計、第1部、1965年6月10日、第2部、1965年7月8日 - ばね定数、ベアリングの種類、シングルストリップとマルチストリップの設計、材料の種類、ヒステリシスと疲労
- ワインスタイン、ウォーレン・D.、「金属のマイクロパフォーマンス」。マシン・デザイン誌、1969年9月11日 - 材料の緩和とローラマイト
- バルテック曲げ百科事典
