軸受の選び方、内径25mmの4形式で寿命を計算し、軸とハウジングのはめあいまで決める

迷ったら深溝玉軸受、という選び方はたいてい正解です。NSKの6205はラジアル荷重に加えて両方向のアキシアル荷重を受けられ、グリース潤滑で15,000min⁻¹まで回転できます¹。ただ、NSKの表で外形が同じ25×52×15mmの円筒ころ軸受に替えると、計算寿命は約37倍。どこで切り替えるかは、荷重の向きと寿命の式で決められます。

装置では、例として、ワークを搬送するローラや、ワークを載せて回すテーブルの軸を軸受で支えます。ワークの質量や加工の反力が軸受にどの向きでかかるか、軸とハウジングをどのはめあいで図面に書くかを、この順で決めていきます。

荷重の向きで候補を絞る

最初に見るのは、軸方向の力をどちら向きに受けられるかです。次の図では、各形式に描いた横向きの矢印を見てください。

図の横向きの矢印が、形式を分ける点です。深溝玉軸受は両方向。単列のアンギュラ玉軸受と円すいころ軸受は一方向なので、向かい合わせて2個で使うのが普通です¹。円筒ころ軸受のNU形は、軸の伸びを逃がす自由側に向いていて、ラジアル荷重だけを受け持ちます¹²。

ラジアル荷重の負荷能力は、同じ内径なら深溝玉、アンギュラ玉、円筒ころ、円すいころの順に大きくなり、高速回転には深溝玉とアンギュラ玉、円筒ころが向きます³。

同じ寸法で寿命を計算して比べる（L10h）

荷重の向きで候補を絞ったら、次は寿命です。4形式とも内径25mm、外径52mm、幅15mmの品番があるので、NSKの寸法表から基本動定格荷重Crを取って比べてみます¹。

形式（呼び番号）	Cr	グリースの許容回転数
深溝玉（6205）	15.4kN	15,000min⁻¹
アンギュラ玉（7205A）	17.8kN	12,000min⁻¹
円筒ころ（NU205ET）	36.0kN	12,000min⁻¹
円すいころ（HR30205J）	39.5kN	7,100min⁻¹

基本定格寿命は、同じ条件で回転させた軸受の90%が達する寿命です。時間で表すと次の式になります⁴。

L10h ＝ 10⁶ ÷（60 × n）×（C ÷ Pのp乗）

pは玉軸受で3、ころ軸受で10/3。回転速度nを1,500min⁻¹、荷重Pをラジアル荷重だけの1.5kNとすると、6205は10⁶÷90,000×（15.4÷1.5）³で約12,000時間です。次のグラフでは、横軸が対数であることに注意して棒の長さを見てください。

横軸は対数なので、棒の差は見た目以上です。網かけは、ジェイテクトが工場電動機の必要寿命の目安に挙げる12,000〜20,000時間で⁴、6205はちょうどその下端にあたります。

もっとも、ころ軸受の数字をそのまま「良い」と読むのは早いでしょう。円すいころの許容回転数は深溝玉の半分以下です。単列のアンギュラ玉と円すいころは、ラジアル荷重だけでも軸方向の分力を生むので⁴、実際のPは1.5kNより大きくなります。

だから、寿命が足りないだけなら、深溝玉のまま外径を大きくする手があります。内径25mmで外径の違う6005と6305、それにメーカーごとの6205のCrで、同じ条件の寿命を計算しました¹。

呼び番号	Crの表	Cr	計算寿命
6005	NSK	11.1kN	約4,500時間
6205	不二越	14.0kN	約9,000時間
6205	NSK	15.4kN	約12,000時間
6205	ジェイテクト	17.5kN	約17,600時間
6305	NSK	22.6kN	約38,000時間

外径は6005が47mm、6305が62mm。外径を1段変えるだけで、寿命は3倍ほど変わります。ただ、同じ6205でもメーカーの表でCrが違い、寿命は2倍近く開きます。先ほどの12,000時間もNSKの値で出したものなので、Crは使うメーカーの表から取ってください。

はめあいは回転する輪をしまりばめにする（k5とH7）

軸受が決まったら、軸とハウジングの部品図に書く公差です。荷重の向きが一定で内輪が回転するなら、内輪はしまりばめ、外輪はすきまばめにします。回転荷重を受ける輪がゆるいと、はめあい面で滑って傷がつくからです⁵。

公差はジェイテクトの推奨表から引けます⁶。記号の読み方ははめあいの記事で説明しました。図面のどの面を基準に寸法を入れるかは寸法の入れ方、径の寸法では決まらない倒れや位置は幾何公差の記事で扱っています。

1.5kNはNSKの6205のCrの9.7%で「普通荷重」（5%を超え10%以下）にあたり、軸径18〜100mmの玉軸受なら軸はk5、一般の軸受装置のハウジング穴はH7です。次の図では、軸と内輪、穴と外輪で、どちらの公差域の帯が上にあるかを見てください。

0級の軸受の内径は0〜−10μm、外径は0〜−13μm⁷、k5は＋2〜＋11μm、H7は0〜＋30μm⁸。差を取ると、内輪はしめしろ2〜21μm、外輪はすきま0〜43μmになります。図で軸の帯が内輪の帯より上にあれば、しめしろです。外輪の側では穴の帯が上にくるので、すきまになります。

選んだ呼び番号は部品表に、k5やH7は軸とハウジングの部品図に書くことになります。提供前の装置設計の支援アプリMEKARIQは、ワーク仕様などの装置の条件から、3Dと組立図・部品図・部品表を生成します。（MEKARIQ は、株式会社Anamorphosis Networks が開発している装置設計の支援アプリです。MANUFAC を制作する株式会社Game は、その開発を受託しています。この段落はその紹介です。）生成のたびに検図し、結果を○▲×で示します。

しめしろのぶん内部すきまが減る

ただ、しめしろは大きければよいわけではありません。深溝玉軸受で気をつけたいのは、しめしろのぶんだけ内輪が膨らみ、軸受の内部すきまが減ることです。NSKの資料では、鋼の中実軸の場合、その減少量をしめしろの約80%として計算しています⁵。普通すきま（CN）は内径24〜30mmで5〜20μm⁷。中央値の12.5μmから、軸の公差ごとに残りを計算しました。

軸の公差	しめしろ	残るすきま
js6	−6.5〜16.5μm	8.5μm（−1.5〜18.5）
k5	2〜21μm	3.3μm（−5.9〜12.5）
m5	8〜27μm	−1.5μm（−10.7〜7.7）

残るすきまは中央値どうしの計算で、かっこの中はNSKの例題と同じ手順で出した99.7%の範囲です⁵。k5でも少しマイナスに入る軸受が出る計算ですが、NSKの例題（6310にk5）も＋14〜−7μmで、同じ形をしています。運転中に内輪と外輪に温度差がつけば、すきまはさらに減ります。

m5でCNのままだと、中央値でもすきまがなくなります。重い荷重でm5を使うなら、すきまの大きいC3（13〜28μm）にして、中央値で6.5μm残すのが妥当でしょう。単列のアンギュラ玉軸受と円すいころ軸受はこの変化を考えなくてよいので、ジェイテクトの表ではk5とm5の代わりにk6とm6を使えるとしています⁶。

軸の伸びは片側で逃がす

軸の長さ方向の寸法でも、はめあいの選び方が関わります。軸を2個の軸受で支えるなら、片方を固定側、もう片方を自由側にするのが基本です²。鋼の軸で軸受の間隔が300mm、軸がハウジングより20℃高くなると、線膨張係数11.7×10⁻⁶を使って⁹、伸びは11.7×10⁻⁶×300×20で0.07mm。両側とも固定すれば、この伸びが軸受への余計なアキシアル荷重に変わります。

深溝玉軸受を2個使うなら、自由側の外輪をH7のすきまばめにして、ハウジングの中で軸方向に滑らせて逃がします。円筒ころ軸受なら軸受の中で逃がせます。

ハウジングがアルミなら、計算がもう一つ増えます。NSKの式で線膨張係数の差を使うと、φ52が20℃上がると、すきまは（23.7−12.5）×10⁻⁶×20×52で約12μm広がります⁵。ジェイテクトの推奨表に鋳鉄と鋼のハウジング向けという断りがあるのは、こうした理由もあるのでしょう。

ここまでの計算は目安で、最終の判断は軸受メーカーの資料と設計基準で確認してください。

荷重の向きが一定の軸なら、6205にk5とH7、CNが出発点です。電動機は同じ表で方向不定荷重の適用例に入り、ハウジング穴はJS7です⁶。φ52のJS7は±15μmなので、外輪はすきま28μmからしめしろ15μmの範囲になり、内部すきまの残りは上の表より減る側に動きます。寿命が足りなければ外径を大きくし、アキシアル荷重が大きければアンギュラ玉へ、ラジアル荷重が重ければころ軸受へ替える。この順で検討すると、カタログのどの列を見ればよいかが自然に決まります。

2026年11月1日 更新：6005のCr（NSKの表で11.1kN）を足し、外径とメーカーで変わる寿命を表にまとめました。

2026年11月2日 更新：結びの電動機のハウジング穴を、ジェイテクトの推奨表に合わせてH7からJS7に直しました。

2026年11月9日 更新：装置の設計で軸受を選び、図面にはめあいを書く場面を中心に、業界の用語で構成と表現を書き直しました。

注

1. NSK「軸受寸法表（CAT.No.1103 Part C）」、「6205 シリーズ」。6005（25×47×12mm）のCrは11.1kN、6305（25×62×17mm）は22.6kNです（同じ寸法表。2026年11月1日に確認）。同じ呼び番号でもメーカーや仕様でCrは違います。6205のCrは、ジェイテクトの「6205 商品情報」で17.5kN、不二越の「深溝玉軸受」の表で14.0kNです（2026年10月30日に確認）。 ↩ ↩ ↩ ↩ ↩

2. ジェイテクト「軸受配列の選定」。 ↩ ↩

3. ジェイテクト「軸受形式の選定」。 ↩

4. ジェイテクト「軸受の寿命計算」と「技術解説のPDF」。 ↩ ↩ ↩

5. NSK「テクニカルレポート」の「荷重の性質とはめあい」「はめあいによる軌道径の変化」「残留すきまの求め方」「温度上昇によるしめしろの変化」。99.7%の範囲は、この例題の式に6205の公差とすきまの範囲を入れて計算しました。 ↩ ↩ ↩ ↩

6. ジェイテクト「推奨はめあい」の表9-4。この表は鋼製の中実軸と、鋳鉄製または鋼製のハウジングに適用します。H7の適用例は一般の軸受装置、鉄道車両車軸軸箱、伝導装置などで、電動機は表9-4(2)のJS7の行です（2026年11月2日に確認）。 ↩ ↩ ↩

7. ジェイテクト「技術解説のPDF」の表7-3と表10-2。 ↩ ↩

8. OSG「はめあいの寸法許容差（JIS B0401抜粋）」。 ↩

9. ミスミ meviy使い方マニュアル「材料の特性」のSS400の参考値。 ↩