エムティ精工株式会社
企業広報部
NMT QJ 四点接触玉軸受 両方向アキシャル位置決め高速四点アンギュラ玉軸受 クレーン減速機・ヘリンボーンギヤウインチ精密主軸軸受
1、両方向交番アキシャル荷重による機械故障要因
巻上げウインチ減速機、ヘリンボーンギヤボックス、港湾クレーン旋回機構はギヤ噛み合いによる両方向交番アキシャル推力を受け、正転逆転切り替えで周期的衝撃荷重が発生します。従来の背面合わせアンギュラ玉軸受は組立工数が多く予圧調整が難しく、狭小ギヤボックス内部に 2 基配置困難です。単列アンギュラ軸受は片側アキシャル荷重しか受けられず、ペア組立の予圧ズレ、高速回転でのグリス遠心飛散により軌道ピッチングが発生。深溝玉軸受はアキシャル剛性が弱く、鋼球エッジ圧壊、軌道剥離、ギヤ軸アキシャル振れによる歯欠損、ハウジング振動、オイルシール劣化オイル漏れが誘発されます。
汎用四点接触軸受の課題：軌道カーブ成形精度が低く四点荷重が不均一で一点過負荷圧痕発生；薄板プレス真鍮保持器は高速遠心力で変形し鋼球を擦過；軌道焼入れ層が薄く交番アキシャル荷重で疲労亀裂；鍔オイル溜めなしでグリスが飛散し境界潤滑摩耗；鋼球等級精度不足で荷重偏り高速振動が増大します。
代表的トラブル：ウインチ減速機ギヤアキシャル振れによる歯折損、港湾クレーン旋回軸受異音発熱焼き付き、風力ギヤボックス軸受早期疲労剥離、ヘリンボーンギヤボックス隙間拡大騒音悪化。ギヤボックス分解・揚重整備コストが高額、軸受破損はギヤ対の直接損傷につながり、クレーン稼働不良は転倒重大事故の要因となります。従来構造の根本的欠点はペア軸受組立の煩雑さ、アキシャル荷重の一方向性、汎用四点軸受の軌道精度不足・高速安定性低下で、狭小ハウジングの正逆反転交番アキシャル荷重環境に適応できません。
2、製品コンセプト：一体型両方向重载四点接触玉軸受
日本 NMT QJ 四点接触玉軸受はダブルアーチ桃型軌道構造を採用、1 基の軸受でラジアル荷重＋両方向交番アキシャル荷重を同時受け持ち、背面合わせ 2 基のアンギュラ玉軸受を置き換え、ハウジングアキシャル寸法を圧縮、予圧手動調整を廃止し組立を簡素化します。高精度軌道成形、一体旋削真鍮中実保持器、内外輪深部焼入れ、鍔オイル溜め溝、精密鋼球等級選別の 5 重強化構造により、両方向アキシャル拘束、高速低振動、反転衝撃緩衝、コンパクト組立、長時間油膜潤滑の強みを実現します。
ペアアンギュラ軸受と比較し、組立工数 60% 削減、ギヤボックスアキシャル寸法 40% 短縮、両方向アキシャル許容荷重 50% 向上。汎用四点接触軸受と比較し、四点荷重均等性 65% 向上、高速振動値 45% 低減、疲労耐久寿命 75% 以上延長します。ヘリンボーンギヤ・ウインチ機器のギヤアキシャル振れ、反転衝撃摩耗、ハウジング肥大、ペア軸受組立誤差を解消、ギヤボックスオーバーホール回数を削減、ギヤ破損・軸受過熱固着といった安全トラブルを未然に抑え、ギヤボックス整備分解・予備部品交換の総合コストを圧縮します。
3、シリーズ分類と稼働条件適合選定
開放型標準 QJ と外輪フランジ付き QJF に大別し、QJ2、QJ3、QJ4 の主力サイズシリーズを荷重・回転数・取付構造に応じて区分：
1）QJ2 シリーズ：薄肉断面高速軽荷重用、風力増速機、精密工作機械主軸、高速ドライブシャフト位置決め。
2）QJ3 シリーズ：軌道肉厚中型タイプで荷重バランスに優れ、巻上ウインチ減速機、ウインチギヤボックス、中型ヘリンボーンギヤボックス、港湾旋回機構の汎用主力型式。
3）QJ4 シリーズ：内外輪肉厚重型、超大アキシャル荷重対応、鉱山大型ウインチ、大型タワークレーン主ウインチ軸、重载ギヤボックス低速重载箇所。
4）QJF フランジ外輪軸受：外輪一体フランジでハウジング位置決め止め輪を省略、ケース穴加工を簡素化、コンパクトギヤボックス側面固定位置決め用。
選定ガイド：
高速軽荷重精密駆動・主軸位置決め：QJ2 シリーズ
汎用巻上ウインチ、ヘリンボーンギヤボックス、旋回駆動：標準 QJ3
重型鉱山ウインチ、大型タワークレーン低速重载：QJ4 重载シリーズ
ハウジング位置決め段差なし、ケース加工簡略化：QJF フランジタイプ
内径 40mm～400mm の定番サイズを在庫保有、超大型寸法・内部隙間特注・高温シール仕様の受注生産に対応。
4、高品質素材と深部焼入れ強化熱処理プロセス
内輪・外輪はエレクトロスラグ再溶解高炭素クロム軸受鋼を採用、内部介在物を厳しく管理し炭化物を微細均一化、交番アキシャル荷重による接触疲労亀裂を抑制します。軌道局部深部焼入れ＋全体焼戻し定型処理により軌道硬化層を厚く確保、表面は高硬度耐摩耗、輪側壁は靭性を保持し反転衝撃で輪縁欠損を防止します。
中高速機種は一体旋削中実真鍮保持器を標準搭載、薄板プレス保持器と比較し環状剛性が高く高速遠心力で変形せず、鋼球ポケット隙間が均一で保持器による鋼球擦れ異常発熱を遮断。低速重载仕様は鋼製中実保持器を採用し衝撃圧縮耐性をさらに強化。
外輪鍔部に環状オイル貯留溝を加工、高速回転時のグリス遠心飛散を抑え四点接触箇所に持続的に高圧潤滑油膜を形成し金属直接接触を遮断。工場出荷時に高速極圧複合グリスを封入、ギヤボックス 80～110℃長時間連続稼働に適合します。
転動体は G3 級精密鋼球を直径寸法別に選別組込、同一軸受内の鋼球寸法誤差を極小化し荷重を均等分散、高速振動と騒音を抑制します。
5、軌道精密成形と構造安定性最適化
内外輪ダブルアーチ桃型軌道は NC 成形研削盤による一発研削成形、四点接触角度を高精度に統一、正転・逆転アキシャル荷重時に 4 箇所の接触点が同時に荷重を受け一点応力集中による軌道圧傷を防止します。
内外径・端面を精密超精研削し端面平行度を確保、1 基の軸受で直接アキシャル位置決め可能、ペア軸受の予圧隙間測定調整を廃止し現地組立難易度を大幅低減。
開放構造はギヤボックス強制給油回路による直接潤滑に対応。QJF フランジ面は平面精研削加工、ハウジング端面に密着させてアキシャル拘束を実現、間座・位置決めリングなど補助部品を削減し部品点数削減により組立誤差要因を低減します。
6、適用産業機械一覧
建設クレーン機械：タワークレーン巻上減速機、港湾門型クレーン旋回ギヤボックス、カークレーン巻上主軸、鉱山ウインチ駆動軸受；
ギヤ伝動機器：ヘリンボーンギヤ減速機、スパイラルベベルギヤボックス、大型ギヤポンプ、産業用ギヤボックスアキシャル位置決め軸受；
風力発電機器：風力増速機中間軸、ヨー・ピッチギヤボックス四点位置決め軸受；
精密産業機械：NC 旋盤主軸、竪型マシニングセンタ駆動主軸、大型スクリューポンプ支持軸受；
製鉄鉱山機械：焼結機駆動ローラ、鉱山昇降ウインチ、重载ギヤ減速機スラスト軸受；
汎用動力機器：大型コンプレッサー主軸、船舶用ギヤボックス、発電機駆動アキシャル拘束軸受。
7、寸法互換性と技術サービスメリット
NMT QJ 全シリーズは JIS・ISO・GB 軸受規格に準拠、純正ペアアンギュラ軸受・旧式四点接触軸受と直接交換可能、ギヤボックス改修・故障交換時にハウジング穴径・軸径の追加工が不要です。標準 C0/C3 隙間を在庫常備、高速精密機器向け C2 小隙間特注、低速重载熱膨張対応 C4 大隙間、高温機器向け金属骨格オイルシールアセンブリの受注に対応します。
完成品は出荷前に四点接触角度検査、鋼球等級精度検査、ラジアル・アキシャル隙間再検査を実施、素材検査成績書・寸法検査証明書を添付します。専用駆動機械エンジニアが最高回転数、正逆反転サイクル頻度、アキシャル荷重トン数、ハウジングレイアウトに基づき QJ 型式、保持器材質、隙間グレードを提案し、ギヤアキシャル振れ、軸受過熱異音、高速疲労剥離、ペア軸受組立不良などのトラブルを解消します。クレーン・風力・鉱山企業の部品構造簡素化、機械組立サイクル短縮を実現し、ギヤボックスメンテナンスと稼働停止による損失コストを削減します。