ベアリング
ベアリングは回転軸を支持し、摩擦を低減して位置決め精度と寿命を確保する機械要素である。転がり軸受と滑り軸受に大別され、前者は玉やころの転がりにより低トルク・高効率を実現し、後者は油膜で滑りを制御して高荷重・高温に対応する。設計では荷重（ラジアル/アキシアル）、回転速度、期待寿命、潤滑・シール、取付け公差、環境（温度・粉塵・腐食）を総合的に評価する。本稿では実務で使う型式選定、寿命計算、取付けの勘所を体系的に述べる。
定義と機能
ベアリングの基本機能は、軸とハウジング間の相対運動を低損失で案内し、転動体や油膜で荷重を分担して接触面の応力集中を抑える点にある。回転精度（振れ）と剛性は加工精度、公差、予圧、潤滑状態で決まる。加工機主軸やモータでは微小トルクと低振動が重要、自動車や搬送では耐久性が重視される。
軸受の種類
- 深溝玉軸受：汎用で摩擦が小さく、ラジアル荷重主体に適す。軽いスラストも許容。
- アンギュラ玉軸受：接触角を持ち高速・高剛性。対向配置で双方向スラスト対応。
- 自動調心玉/球面ころ軸受：ミスアライメント吸収。重荷重の軸受台に用いる。
- 円筒ころ軸受：ラジアル高剛性。内外輪分離形で組立性良好。
- 円すいころ軸受：合成接点でラジアル・スラスト両荷重。車軸に多用。
- 針状ころ軸受：薄肉・省スペースで高荷重。
- スラスト玉/ころ：軸方向荷重専用。
- 滑り軸受（ブッシュ、メタル）：高温・超重荷重・低速や衝撃に適す。
形式選定では荷重方向、回転数、必要剛性、許容偏心、寸法制約、潤滑方式を同時に満たすものを選ぶ。高速主軸ならアンギュラ玉＋予圧、重荷重ならころ系、偏角が出る位置なら自動調心形が定石である。
主要部品と材料
ベアリングは内輪・外輪・転動体・保持器・シールで構成される。材料は高炭素クロム軸受鋼（SUJ2）が一般的で、浸炭鋼やステンレスも用いる。高速・低潤滑では窒化ケイ素（Si3N4）ハイブリッドが有効。熱処理（焼入れ・焼戻し）で硬さと残留圧縮を確保し、仕上げ粗さは油膜形成と疲労寿命に直結する。ハウジング固定や軸端の締結にはボルト選定と座面精度が効く。
荷重と剛性
ベアリングの等価動荷重は P＝X·Fr＋Y·Fa で評価する（Fr：ラジアル、Fa：アキシアル、X/Y：係数）。動定格荷重 C、静定格荷重 C0 を超えないことが前提で、剛性は接触角、転動体径・数、予圧で調整する。角度ずれや偏心は発熱と寿命低下を招くため、取付け精度と座面直角度が重要である。
回転速度と潤滑
許容回転は形式・寸法・潤滑に依存し、グリースは簡便で保守性が高い一方、高速は油（油浴・循環・ミスト）に利がある。粘度は温度で低下するため、運転温度での動粘度を基準に選ぶ。シールは接触式が防塵に強く、非接触式は低トルクで高速域に適合する。汚染粒子は寿命の主要因であり、清浄度管理が不可欠である。
- グリース：簡便、保守間隔を長期化。高温は基油と増ちょう剤に留意。
- 油潤滑：冷却・洗浄に優れ、高速・高負荷に適す。供給方式と流量設計が鍵。
- 封止：粉塵・湿気環境ではシール＋ラビリンスで多重防御。
寿命計算
ベアリングの基本定格寿命は ISO 281 に基づき L10＝(C/P)^p×10^6（回転）で表す。p は玉で 3、ころで 10/3 である。時間寿命は L10h＝(10^6/(60·n))·(C/P)^p（h）。実務では信頼度係数 a1、材質・潤滑・清浄度の影響係数 aISO を掛け合わせる補正式を使い、汚染度や起動停止頻度を見込んで設計余裕を持たせる。
公差・すきま・精度
寸法公差・形状精度は JIS/ISO クラスで規定され、一般精度から高精度（例：P6、P5 相当）へと段階化される。内部すきまは C2（小）～C4（大）を選び、圧入や温度差で減少する分を見込む。軸側は j5～k5、ハウジングは H7 などが目安だが、荷重方向・回転側・熱条件で最適化する。予圧は剛性・振動低減に有効だが発熱増大を伴うため、目標温度でバランスさせる。
選定手順（実務フロー）
- 使用条件の定義：荷重、回転数、温度、雰囲気、スペース。
- 形式選定：玉/ころ、接触角、調心の要否、スラスト可否。
- 寸法仮決め：シリーズと内径をカタログで当てる。
- 寿命計算：L10、L10h と補正係数で検証。
- すきま/予圧：温度差・圧入を考慮して決定。
- 公差・嵌合：回転側をきつめ、非回転側を緩めに設定。
- 潤滑・シール：供給方式、粘度、保守間隔を設計。
- 周辺部：肩R、面取り、座面粗さ、締結・止め具の検討。
故障モードと対策
- フレーキング：転走面の疲労剥離。原因は異物・潤滑不足・過大荷重・組立誤差。対策は清浄度向上、粘度見直し、C 等級変更、予圧最適化。
- 焼付き/スカッフィング：油膜切れと発熱が主因。供給量増、冷却、面粗さ改善で抑制。
- 摩耗・腐食・電食：シール強化、材料・表面処理、電位差管理で対策。
- ブリネル圧痕/偽ブリネル：衝撃や微動で発生。輸送固定、微小振動回避が有効。
- 保持器損傷：共振・潤滑不良が要因。重量・形状と流量を見直す。
取付けと取り外し
圧入は荷重が作用する側を回転側とし、軌道に沿って均等に力を加える。加熱器で内輪を 80～100℃に温める焼ばめや、冷却での収縮嵌合も有効である。組立時は転走面への直接打撃を避け、シールやスペーサの位置決めを正確に行う。軸端の面取りや座面の直角度・平面度、薄肉ハウジングの歪管理も欠かせない。
記号と呼び番号（補足）
呼び番号例「6205」は 6＝深溝玉、2＝系列、05＝内径 25 mm を示す。角接触は 7xxx、円筒ころは NU/NJ、円すいころは 3xxxx 系列が多い。すきまは C3、シールドは ZZ、接触シールは 2RS といった付記で指定する。
規格・参考（補足）
設計・調達では JIS B 1512（呼び番号）、JIS B 1514（許容差）、JIS B 1520（内部すきま）、ISO 281（寿命）、ISO 76（静荷重）などを参照する。メーカーの推奨係数や清浄度等級も併せて確認するとリスクが下がる。
用途と設計の要点
ベアリングは自動車、工作機械主軸、産業用モータ、ポンプ、ロボット関節、搬送ローラなど広範に使われる。高信頼化には異物侵入の遮断、熱バランス、締結の再現性、監視（振動・温度・電流）を組み合わせ、カタログの C 値と実機条件のギャップを詰める設計が鍵となる。