ベアリング「6203」の03は15mmではない — 内径番号が17mmになる理由

深溝玉軸受の「6203」は、内径17mm・外径40mm・幅12mmの軸受です。末尾の「03」が内径番号で、これが17mmにあたります。ここでつまずく人が多いのは、内径番号に「番号を5倍すると内径mmになる」という有名な規則があるからです。04なら20mm、20なら100mm、96なら480mm。この規則を03に当てはめると、答えは15mmになります。でも15mmは02の値です。03の値ではありません。

5倍の規則の外にあるのは、内径番号00・01・02・03の四つだけです。00が10mm、01が12mm、02が15mm、03が17mm。5倍が効きはじめるのは04（20mm）からで、そこから先は96（480mm）まで規則どおりに続きます。つまり最初の四つだけが例外の飛び値で、04から先は等間隔です。6203の「03」は、その例外の四つ目にあたります。

資料には何が書かれているか

最初に整理しておきます。呼び番号を定めているのは JIS B 1512-1 ではありません。JIS B 1512-1:2011 の表題は「転がり軸受―主要寸法―第1部：ラジアル軸受」で、寸法を定めた規格です。呼び番号そのものは JIS B 1513「転がり軸受の呼び番号」（英文表題 Rolling bearings – Designation）が受け持っています。日本規格協会の書誌ページの規格概要も、JIS B 1512 に規定する主要寸法をもつ軸受のうち一般に用いられるものの呼び番号を規定する、という趣旨です。寸法を決める規格と、その寸法に番号を割り当てる規格は、別々になっています。

NTN 転がり軸受総合カタログ CAT.No.2203「主要寸法と呼び番号」｜資料の記述（要旨）

転がり軸受の主要寸法とは軸受の輪郭を示す寸法であり、国際的な互換性と経済的な生産のために ISO で標準化され、日本では JIS B 1512 シリーズが規定している。内径・外径・幅（高さ）と面取寸法がその中身で、軸受を軸およびハウジングに取り付けるときの寸法である。内部構造に関する寸法は原則として規定されていない。

最後の一文が、この記事の主題そのものです。規格が押さえているのは輪郭で、中身ではありません。

内径番号の対応は、メーカー各社の公開資料が同じ表を載せています。NTN のカタログは内径番号00から96までと、スラッシュを使う特殊寸法（/22は22mm、/28は28mm、/32は32mm）まで一覧にしています。NSK は呼び番号の分解図に「03以下 軸受内径 00：10mm、01：12mm、02：15mm、03：17mm／04以上 軸受内径 内径番号×5（mm）」と、規則と例外を一行で並べています。ジェイテクトも同じ対応を示し、5倍が成り立つのは内径番号04〜96の範囲だと明示しています。三社の記載は一致します。

ISO 15:2017 序文（公開プレビュー）｜資料の記述（要旨）

この規格の目的は、経済的な生産を確保できる程度までラジアル軸受の寸法の種類を絞り込みつつ、軸受使用者の現在および将来の必要を満たすだけの寸法をなお用意しておくことにある。円すいころ軸受、インサート軸受、一部の針状ころ軸受、計器用精密軸受は、この寸法計画には適合しない。

ISO 15 は第4版が2017年7月に出ています。ISO/TC 4（転がり軸受）が作成し、第3版（ISO 15:2011）を置き換えました。JIS B 1512-1:2011 は、この ISO 15 の1998年版に対応します（MOD、修正）。序文にある「寸法の種類を絞り込む」という目的が、6203の17mmを生んでいます。作れる寸法をすべて用意するのではなく、決められた寸法だけを並べて、そこに番号をふる。17mmは、その決められた寸法のひとつです。

定義と試験条件

6203が保証するもの、しないもの

6203という五文字が保証するものと、しないものの境目は、思っているよりずっと手前にあります。

まず、保証される側です。内径17mm・外径40mm・幅12mm、これは動きません。NTN の寸法表もジェイテクトの製品ページも、同じ17×40×12を載せています。ISO 15 が寸法を決め、JIS B 1512-1 がそれを国内に写し、JIS B 1513 がその寸法に番号を割り当てているからです。だから6203は、どれも軸とハウジングの穴に同じように収まります。呼び番号が保証しているのは、この取り付けの互換性です。

次に、保証されない側です。同じ NTN のカタログには、寸法表の基本動定格荷重は自社で用いている標準的な材料および製造方法による値だ、と書いてあります。これは注意書きというより、定格荷重という数値の性格そのものの説明です。実際、公開資料の6203の基本動定格荷重 Cr は一致しません。NTN が10.6kN、ジェイテクトが12.0kN、NSK は標準品10.5kN・NSKHPS 6203で10.1kN。同じ17×40×12の穴に収まる同じ「6203」で、1割から2割の開きがあります。許容回転速度も、NTN がグリース潤滑で18000min^-1、ジェイテクトが17000min^-1、NSK の標準品が20000min^-1と、そろいません。

NSK の資料を見ると、この構図がもっとはっきりします。NSKHPS は「従来品に比べて、寿命15%UP、許容回転数15%UP」と説明されているシリーズですが、呼び番号の基本番号は6203のままです。つまり同じメーカーの中でも、6203という番号を共有したまま、公開される基本動定格荷重（標準品10.5kN・NSKHPS 10.1kN）も寿命も許容回転数も違う製品が並びます。番号は寸法の位置を示すもので、性能の証明書ではありません。

では基本動定格荷重とは何でしょうか。JIS B 1518（対応国際規格 ISO 281）が定義しています。NTN の解説では、基本定格寿命とは、一群の同じ軸受を同一条件で個々に回転させたとき、その90%が転がり疲れによるスポーリングを生じることなく回転できる総回転数のことです。基本動定格荷重は、その基本定格寿命を100万回転にする一定荷重です。信頼度90%の統計値で、100%の保証ではありません。同じ資料は、同じ軸受を同じ条件で回しても寿命にはかなり大きなばらつきがある、材料の疲れそのものにばらつきがあるからだ、とも書いています。90%という数字は、そのばらつきを承知のうえで引いた線です。ISO 281:2007 で寿命修正係数 aISO が導入され、それを受けて JIS B 1518 が2013年に改正されました。この経緯も、規格が統計の上に立っていることを示しています。

ボルトの強度区分「10.9」 も、数字の見た目と中身がずれた符号でした。あちらは刻印の1000MPaが呼び値で、規格が合否に使う最小値は1040MPa。6203の「03」も、これとよく似ています。数字ではありますが、そのままの値ではなく、寸法の位置を指す符号です。

もうひとつ、規格が押さえている値があります。すきま記号です。C3 が指すラジアル内部すきまは、内径17mmの区分（呼び軸受内径10を超え18以下）で11〜25μm。記号なしの普通すきま CN は3〜18μm。この数値範囲は、NTN の表8.8 と NSK の表がぴたりと一致します。定格荷重は各社でばらけるのに、すきまはばらけません。すきまの等級は JIS B 1520-1（ISO 5753-1）で数値そのものが決められているからです。つまり6203という番号の中には、規格が決めた値とメーカーが決めた値が同居しています。図面の 表面粗さ「Ra 1.6」 が、カットオフ値という測定条件を省いたまま流通しているのと、よく似た構図です。省かれているのは数値ではなく、その数値が意味を持つための前提のほうです。

あなたの条件ならこう読み替える

すきまについては、もう一段の読み替えが要ります。NTN の解説にある軸受内部すきまの定義は、軸またはハウジングに取り付ける前の状態で測った値です。取り付けたあとの値ではありません。しめしろを与えて軸に取り付けると内輪が膨張し、内部すきまは減ります。減少量は有効しめしろの70〜90%程度とされています。運転中は外輪の温度が内輪や転動体より5〜10℃低くなるのが一般的で、その温度差の分もすきまを食います。運転すきまは、初期すきまからこの二つを引いた残りです。C3を選ぶ場面が「しめしろが大きいとき」「内輪が加熱されるとき」に集まるのは、この引き算の結果です。はめあいの話ははめあい公差「H7」と地続きで、軸受のすきま記号は、その公差の帰結を先回りして吸収するための符号と読めます。

呼び番号を読んで分かるのは、その軸受が軸とハウジングのどこに収まるか、内部すきまと精度がどの等級か、までです。分からないのは、鋼の質、熱処理、保持器の設計、軌道面の仕上げ、封入されたグリース、そしてそれらの帰結である寿命と許容回転数です。呼び番号が同じでも設計が同じとは限りません。これは経験則ではなく、主要寸法の規格が内部構造の寸法を規定していないことから来ています。ボルトの強度区分「10.9」が引張強さと降伏点の符号でしかなかったのと同じで、6203もまた、寸法の位置を指す符号です。

なお、実際にどの軸受を使うか、いま付いているものを別の呼び番号や別の等級に替えてよいかの判断は、この記事の外です。機械の荷重条件・温度条件・取り付け精度を把握している技術者や、メーカーの技術部門に確認してください。当サイトが書けるのは、その数値がどういう定義と条件で決まっているか、そしてあなたの条件がその前提とどこで食い違うか、までです。