内部クリアランス C1–C5：温度と嵌合で消費されるときのグループ選定

図面に書かれたグループは軸受が運転するクリアランスではない

ここでの最も費用が大きい誤りは、大きいグループを安全な選択とみなすことです。接尾辞が定めるのは製造時、すなわち台帳上のクリアランスだけであり、正の値のまま残らなければならないのは、軸受を組み込んで熱い状態で残るクリアランスです。グループは C2 < CM/C0(CN) < C3 < C4 < C5 の順に並び、呼出符号にクリアランスの接尾辞が現れない場合は C0 が標準です²⁵。SKF の呼出符号体系では C3 はノーマルより大きく、C4 は C3 より大きく、C5 は C4 より大きいとされるため、接尾辞は列の中での位置であって、それ自体では公差ではありません⁸。運転時には二つの効果が台帳上のクリアランスを消費します。軸への押し付け嵌合は内側リングを膨張させ、ハウジングの締まった嵌合は外側リングを圧縮し、いずれもクリアランスを減少させます³。その減少を織り込んでいないと、軸受は負のクリアランスで運転し、摩擦と発熱が増えて早期破損に至ります³¹⁷。したがって設計の基準となる数値はカタログ上のグループではなく、運転時のクリアランスです。接尾辞を確定する前に、実際に使用する嵌合と各リングが到達する温度が必要です。

どちらのリングが高温になるかが補正の方向を決める

熱膨張が常にクリアランスを詰めるわけではありません。どちらのリングがより大きく膨張するかで符号が変わります。内側リングや軸が外側リングやハウジングより高温になると、ラジアル遊びは運転中に減少するため、より大きな初期クリアランスが必要になることがあります²。逆に外側リングの方が内側リングより大きく膨張すると、遊びは増加します²。JTEKT は嵌合の観点から同じ点を示します。負荷を受けた内側リングは一般に軸より高温に熱れ、軸より高温の軸受にはより強い押し付けが必要です⁹。これにより数値が出る前の向きのルールが得られます。軸が熱い場合はクリアランスの大きいグループへ、外側が熱い場合は熱効果の向きが逆になります。いずれの出典もマイクロメートル単位のクリアランス変化や計算済みの膨張量を示しておらず、大きさは軸受メーカーに確認しなければなりません。

押し付け嵌合が奪うクリアランス量

押し付けは台帳上のクリアランスの二つ目の消費者であり、軸受が回り出す前の段階で作動します。押し付け嵌合は内側リングを膨張させてクリアランスを減らし、ラジアル遊びの小さい軸受では同等に締まったハウジング嵌合が外側リングを圧縮してさらに減らします。これによって内部クリアランスが負になり、早期破損につながる可能性があります³。American Roller Bearing は同じ損失を製造時の台帳クリアランスの減少として説明し、運転時クリアランスが不足すると軸受が熱暴走に陥りうる旨を警告しています¹⁷。SKF は締まった嵌合の側を、運転時クリアランス不足、つまり温度上昇と潤滑油劣化の加速として捉えています¹⁵。三家とも方向について一致しており、嵌合によるクリアランス減少は実在するものとして計画に織り込めます。ただし、どの出典も百分率の規則も低減式も示していないので、実際に使う嵌合と内径での予想されるクリアランス減少は自分で見積もらず、製造者に確認してください。

回転数、負荷、温度、嵌合から初期グループを選ぶ

向きと消費者が分かれば出発点を選べます。これらはグループを規定する規格ではなく、候補選別の推奨として扱ってください。ある同業ガイドは、ほとんどの用途に CN を置き、回転数、運転温度、実軸への押し付け据付が要求を引き上げる場合に C3 を、極端な温度差に C4 を挙げています⁴。製造元形式の選択表はより細かく、規則の集合というより階段として読む価値があります。

用途にとってどちら側の範囲がより危険か

クリアランス範囲の両端には故障モードがあり、その発展の速さは対称ではありません。クリアランスが不足、あるいは負になると、過大な摩擦、急激な発熱、セイジングが生じます¹¹。American Roller Bearing はこの機構をループとして説明します。初期運転の熱が軸受温度を上げ、それがクリアランスを負にし、さらに多くの熱を生んで、潤滑油的許容量を超え、故障が早く追いつきます¹⁷。逆にクリアランスが多い場合の出現の仕方は異なり、軸の誘導精度の低下、振動の増大、荷重分布の不均一が現れます¹¹。JTEKT は不適切な運転時クリアランスを、転動疲労寿命の短縮および熱、騒音、振動と結び付けています²⁰。多くの用途で制約となるのは許容される最小の運転時クリアランスです。クリアランス不足側の故障はひとりでに進行するからです。計算結果がゼロをわずかに上回るだけなら、その数値をメーカーに持ち帰ってください。

クリアランスコードを図面に入れる前の確認事項

発注書上の接尾辞は、サプライヤーがそれを基準に何を測定し何を開示するかにしか価値がありません。以下は出典が支持する範囲です。残りは下記の境界リストに記します。

• ✓グループについてサプライヤーが宣言する規格を確認してください。あるサプライヤーは C3 を ISO 5753 および ABMA によりノーマル (CN) より大きいと定義しています。
• ✓小型の深溝玉軸受、円筒ころ軸受、球面ころ軸受では、ラジアルクリアランスの測定方法を確認してください。片方のリングを固定し、もう片方を 180° 押引きして、ダイヤルインジケータ で読み取ります。
• ✓二列および四列の円すいころ軸受では、ラジアル測定は一般に行われないので、代わりに軸方向クリアランスまたは台帳上の軸方向遊びを要求してください。
• ✓呼出符号と梱包のどちらにどのクリアランスコードが記載されるかを確認してください。接尾辞は呼出符号体系の一部です。
• ✓サプライヤーが用いる測定荷重と測定不確かさ、およびクリアランスを軸受単位で確認するかロット単位で確認するかを確認してください。

標準外のグループにおける調達上の経路

C1、C2、C4、C5 は CN や C3 のように常にすぐに入手できる標準在庫品ではなく、調達条件を設計判断の一部に含める必要があります。本資料にある唯一の商務情報は、C3 軸受の最小ロット数が型式、仕様、特注の必要性の有無によって異なり、価格と納期は依頼に応じて回答するというサプライヤーの説明です²³。同じサプライヤーは見積り前に型式、クリアランスコード、数量、用途を求めます²³。CN と C3 以外のグループについては、ここに在庫、価格上乗せ、納期を示す数値がありません。クリアランスコードは図面のリリース前の候補選定段階でメーカーに提起し、設計凍結後に特注グループが日程問題として浮上しないようにしてください。

電動機について推奨が食い違う点

本資料で最も明確な食い違いは、通常の電動機にどのグループが合うかです。電動機用軸受は大量採用される選択であり、以下に示す三つの立場は一つの結論に収束しないため、重要な点でもあります。

見積り依頼の前に

• サプライヤーに対して型式固有の根拠を求め、購入判断が変わる条件を記録してください。
• サプライヤーに型式ごとの裏付けを求め、購入判断が変わる条件を書き留めてください。
• サプライヤーに当該型の裏付けを求め、購買判断を左右する条件を明示してください。
• 特定の型についての根拠をサプライヤーに求め、選定を左右する条件を記してください。
• 該当する型式と仕向市場について、証明書番号、発行機関、適用範囲、有効期限を要求してください。
• 価格根拠、最小ロット数、工数、支払条件、生産納期を明記した書面見積書を要求してください。
• 型式固有の根拠を求め、購入判断が変わる条件を記録してください。
• サプライヤーに型式ごとの裏付けを求め、購入判断が変わる条件を記録してください。