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技術知識16 分で読めます

ミニチュア軸受の寸法・呼び番号・選定ガイド

ミニチュア軸受は、一般に外径約10 mm以下、最小内径0.6 mmの軸受です。メートル系MRとインチ系Rの呼び番号を読み解き、材料、ABEC精度、内部すきまの選び方を解説します。

暗い背景の指先に載せた5個のミニチュアおよびサブミニチュア玉軸受。この範囲がいかに小さいかを示している

故障したエンコーダから取り外した軸受には R188、交換候補には MR104 と刻印されています。この2つは同じ部品でしょうか。前者は内径を1/16インチ単位で表し、後者は外径、内径の順にミリメートルで表します。両者はまったく異なる軸受であり、部品自体にはどちらの呼び番号体系に従うかを示す手掛かりがありません。

ミニチュア軸受では、部品が小さく公差も厳しい一方、複数の呼び番号体系が併用されています。「ミニチュア軸受」で検索しても、価格と寸法表だけで、呼び番号、鋼種、内部すきまの選び方まで説明した資料は多くありません。

本ガイドでは、「ミニチュア」の寸法範囲を確認し、2つの呼び番号体系を比較したうえで、OEM技術者が発注仕様を決める際に必要な材料、精度、内部すきま、調達上の要点を順に解説します。

要点

  • 軸受は一般に、外径が約10 mm以下のときミニチュアとされ、サブミニチュアでは内径0.6 mmまで小さくなります(AST Bearings)。統一された境界値はないため、メーカーの定義を確認してください。
  • 「計器用軸受」はミニチュア軸受のうち高精度な区分であり、ABMA規格12.1と12.2では精度を示す補助記号「P」が規定されています。
  • ここでは2つの呼び番号体系が衝突します。 メートル系のコード付き部品は、10 mm未満では内径をコード化せずミリメートルで直接与えます(629は内径9 mm)。MRシリーズは外径を先に、次に内径を読みます(MR104は外径10 mm、内径4 mm)。インチ系のR番号は内径を1/16インチ単位でコード化します(R4は内径1/4インチ(6.35 mm))。
  • ミニチュア軸受の標準材料は、クロム軸受鋼ではなく440Cステンレス鋼です。 使用材料が少ないため価格差がほぼなくなり、実質的に追加費用なしで耐食性を得られます(SMB Bearings)。
  • 計器用途ではABEC 5または7が一般的ですが、ABECが規定するのは公差だけです。ラジアル内部すきま、トルク、騒音は別途指定する必要があります(Boca Bearings)。
  • ANDEは10 mm未満のミニチュア軸受を製造していません。 当社の深溝玉軸受は内径10 mmから始まり、そこがミニチュア域の終わりであり、薄肉シリーズの始まりです。

ミニチュア軸受とは?

ミニチュア軸受とは、一般に外径が約10 mm以下の転がり軸受です(AST Bearings)。負荷能力より、省スペース、軽量、低騒音、回転精度を重視する用途で使われます。標準カタログ品で最小のものは、内径0.6 mm、外径2.5 mmです(SMB Bearings)。

ただし、寸法区分は業界内で統一されていません。ASTは外径10 mmを境界とし、他社は内径で定義して、メートル系を内径1〜10 mm、インチ系を内径0.040インチ以上としています。したがって「外径約10 mm以下、内径1桁のミリメートル」は規格上の定義ではなく、実務上の目安として扱います。

重なり合う3つの用語が混乱の大半を生みます。

  • ミニチュアは寸法を表し、おおむね外径10 mm以下を指します。
  • 計器用はその寸法範囲のうち高精度な区分です。ABMA規格12.1と12.2では、計器用玉軸受を精度を示す補助記号「P」で表します(AST Bearings)。計器用軸受はミニチュア軸受に含まれますが、すべてのミニチュア軸受が計器用公差を満たすわけではありません。
  • マイクロまたはサブミニチュアは最小寸法の区分で、内径はおよそ0.6〜3 mmです。

つまり「ミニチュア」は寸法区分であり、定格荷重を示すものではありません。手元の軸受の内径、外径、幅を確認する方法は軸受の測り方を、玉軸受全体における位置づけは玉軸受の用途と軸受の種類をご覧ください。

ミニチュア軸受の呼び番号の読み方:メートル系とインチ系

ミニチュア軸受には互換性のない2つの呼び番号体系があり、それぞれ異なる方法で寸法をコード化しています。体系を読み違えると、発注した「同等品」は内径または外径、あるいはその両方が適合しません。以下に各体系の仕組みを示します。

メートル系コード付きシリーズ(60x、62x、63x、68x、69x)。 先頭の 6 は深溝玉軸受を示します。内径10 mm未満はコード化せず、ミリメートル値を直接表示します(SKF)。したがって 625 は内径5 mm、629 は内径9 mm、608 は内径8 mmです。内径10 mmを超えると、一般的な「内径番号×5」の規則に切り替わります。詳細は軸受呼び番号ガイドをご覧ください。

メートル系MRおよびMFシリーズ。 NMBやNSKの「特殊メートル系」コードは、外径、内径の順に読みます。MR104 は外径10 mm・内径4 mm、MR126 は外径12 mm・内径6 mmです。NMBの基本体系も同じ順序の4桁寸法コードを使い、厚肉形にはR、薄肉形にはL、フランジ付きにはLFやRFなどの接頭記号が付きます(MinebeaMitsumi)。

インチ系Rシリーズでよくある誤解。 従来のR番号は、外径を1/8インチ単位で示すのではなく、内径を1/16インチ単位で示します。R4は内径4/16インチ、すなわち1/4インチ(6.35 mm)、R8は内径1/2インチ(12.7 mm)、R16は内径1インチ(25.4 mm)です(Schatz Bearing)。一方、R144、R156、R188 などの3桁番号は換算表で確認するコードで、単純な計算では求められません。R144は内径1/8インチ(3.175 mm)・外径1/4インチ(6.35 mm)、R188は内径1/4インチ(6.35 mm)・外径1/2インチ(12.7 mm)です。

2つの体系を並べると、互換性がないことが分かります。

呼び番号体系内径外径番号が寸法をコード化する方法
625メートル系、コード付き5 mm16 mm末尾桁が内径(mm)(10 mm未満はコード化なし)
629メートル系、コード付き9 mm26 mm末尾桁9が内径9 mmを与える
MR104メートル系、MR4 mm10 mm外径(10)を先に、次に内径(4)を読む
MR126メートル系、MR6 mm12 mm外径(12)を先に、次に内径(6)を読む
R144インチ系、3桁1/8インチ(3.175 mm)1/4インチ(6.35 mm)表引きコード、分数ではない
R188インチ系、3桁1/4インチ(6.35 mm)1/2インチ(12.7 mm)表引きコード、分数ではない

ステンレス鋼製では S、SR、SMR の接頭記号が付き、S は440Cステンレス鋼、接頭記号なしはSUJ2高炭素クロム軸受鋼を示します(Boca Bearings)。NMBの DD は、表によってステンレス鋼の材料コードにも両側接触シールの記号にも使われるため、対象カタログで意味を確認してください。

フランジ付き軸受の利点

フランジ付きミニチュア軸受は外輪に一体のつばを備え、MF、FR、RIF、LF などの接頭記号で表します。フランジを取付面に当てて位置決めできるため、ハウジングに肩を加工する必要がありません。薄肉ハウジングの構造を簡素化でき、通し穴でも振動による軸方向の移動を防げます(AST Bearings)。

フランジなしミニチュア軸受の外輪がハウジング肩に当たる構造と、一体のつばが平らなハウジング面に当たるフランジ付き外輪とを比較した模式断面図

なお、大形の「フランジ形軸受」は一般に、ボルトで固定する軸受箱付きユニットを指します。両者の違いはフランジ形軸受ユニットのガイドで解説しています。

ミニチュア軸受は何でできているのか?

ミニチュア軸受の標準材料は440Cステンレス鋼であり、標準系列軸受で主流の52100クロム軸受鋼ではありません。理由は技術面だけでなくコスト面にもあります。ミニチュア寸法では使用する鋼材がごく少ないため、ステンレス鋼によるコスト増は無視できることが多く、実質的に追加費用なしで耐食性を得られます(SMB Bearings)。

硬さを比較すると、選定上の違いが明確になります。クロム軸受鋼はやや硬く負荷能力に優れますが、耐食性がありません。このため、歯科用ハンドピース、医療機器、洗浄水や湿気にさらされる用途には適しません。

440Cステンレスと52100クロム鋼のロックウェルC硬さ範囲、玉と軌道輪の比較 ミニチュア軸受鋼の硬さ(HRC) 棒は公表範囲を表示。出典:NHBBミニチュア・計器用軸受材料 50 55 60 65 70 58〜65 58〜62 60〜67 60〜64 440Cステンレス 52100クロム鋼 玉 軌道輪

実務で使われる材料は次のとおりです。

  • 440Cステンレス鋼(AISI 440C、SUS440C)は玉で58〜65 HRC、軌道輪で58〜62 HRCです。耐食用途の標準材料で、流通量も最も多い選択肢です(NHBB)。
  • 52100クロム軸受鋼(SUJ2)は玉で60〜67 HRC、軌道輪で60〜64 HRCです。負荷能力が高く低騒音ですが、耐食性はありません。
  • ハイブリッドセラミック軸受は、窒化ケイ素製の玉と鋼製軌道輪を組み合わせます。窒化ケイ素の密度は約3.21 g/cm³で、約7.8 g/cm³の軸受鋼の約40%にすぎず、玉の質量を約60%減らせます(CeramTec)。Bardenは、自社製品について許容回転速度が40〜50%高く、振動が1/2〜1/7、寿命が最大5倍と報告しています。いずれもメーカー公表値です(Barden)。
  • 高性能歯科用鋼のSV30やACD34は、440Cより微細な結晶粒を持ち、超高速ハンドピースに使われます。用途の節で詳しく説明します。

各種軸受材料の詳しい比較は、圧延機軸受の材料ガイドをご覧ください。

精度:ABEC 5と7、そして規格の限界

計器級のミニチュア軸受は一般にABEC 5またはABEC 7で指定されます。これでエンコーダやジャイロが必要とする回転精度が得られます。ただし、製品ページでは見落とされがちな注意点があります。ABECが規定するのは公差だけです。軸受が実際の用途で機能するかを左右するラジアル内部すきま、トルク、騒音については規定していません(Boca Bearings)。

ABEC等級は国際規格と対応しているため、欧州や日本の仕様書とも照合できます。

ANSI/ABMA規格20ISO 492DIN 620
ABEC 1普通級P0
ABEC 36級P6
ABEC 55級P5
ABEC 74級P4
ABEC 92級P2

この対応関係はASTがANSI/ABMA規格20を引用して示したもので、BocaとKoyoが裏付けています。基準となる文書はISO 492:2023、ANSI/ABMA 20-2025、そして計器用玉軸受向けのABMA 12.1と12.2です。

ここで注意すべき点は、Bocaが明記するように、ABECおよびISOの精度等級は、ラジアル内部すきま、軌道溝曲率、表面粗さ、材料、玉数、保持器形式、潤滑、トルク、清浄度を規定しないことです。ABEC番号が高くても、用途への適合性が必ず高まるわけではありません。意味するのは寸法公差が厳しいことだけです。

用途に応じて、一般的な小形電動機にはABEC 1または3、エンコーダ、ジャイロ、歯科・外科用工具、計測機器にはABEC 5または7を検討します。そのうえで、内部すきま、トルク、騒音を別途指定してください。各等級の規定範囲はABEC等級ガイドで、騒音仕様に必要な振動グループと測定規格は軸受騒音ガイドで解説しています。

ミニチュア軸受の内部すきまと予圧

ミニチュア軸受では、ラジアル内部すきまが回転精度、騒音、トルクを大きく左右しますが、ABECの規定対象ではありません。メーカーの標準値が用途に合うとは限らないため、発注時に明示します。

内部すきま記号はMC1からMC6まであり、値はマイクロメートル単位です。

MC1からMC6までのラジアル内部すきま範囲(マイクロメートル)、MC3がミニチュア軸受の標準 コード別ラジアル内部すきま(マイクロメートル) 棒は最小〜最大を表示。出典:Boca Bearingsの技術ガイド MC1 0〜5 MC2 3〜8 MC3 5〜10 標準 MC4 8〜13 MC5 13〜20 MC6 20〜28 0 精密運動には狭いすきま(MC1、MC2)、熱や強いはめあいには広いすきま(MC5、MC6)

標準すきまはMC3、5〜10 µmで、ミニチュア軸受の測定荷重はわずか2.5 Nです(Boca Bearings)。NMBの対応記号はP13が2.5〜7.5 µm、P24が5〜10 µm、P58が12.5〜20 µmです。

すきまの選定目安は次のとおりです。

  • MC1またはMC2に狭める:ロータリーエンコーダや光学ジンバル。軽い予圧を与えた組合せ軸受を使う場合もあります。過大なすきまは信号ノイズや位置決め誤差に直結します。
  • MC5またはMC6に広げる:大きな軸方向荷重、強いしまりばめ、内外輪間の温度差が大きい用途。

ミニチュア軸受では、予圧量に特に注意が必要です。Bocaによれば、ごく軽い予圧で寿命が最大になりますが、最適点を超えると、わずかな増加でも寿命を大きく低下させます。予圧は必要最小限に管理してください。組合せ方法はアンギュラ玉軸受と同じです。

シールド・シール・保持器と低トルク潤滑

ミニチュア軸受では、密封装置と潤滑剤を、異物侵入だけでなくトルクと回転速度から選びます。一般軸受に適した接触シールでも、低トルクの計器では作動を妨げることがあります。

シールドとシール。 金属シールド(ZZ または Z)は内輪に接触せず、回転トルクをほとんど増やしません。NHBBは金属シールドを最も一般的な密封装置とし、約600 °F(約316 ℃)まで使用できるとしています。接触ゴムシール(2RS または DD)は異物侵入防止に優れますが、摺動抵抗が増えます。非接触ゴムシール(VV または SR)は両者の中間です。低トルク用途では、接触シールよりシールドを優先します(NHBB)。速度と寿命の違いはシール形とシールド形の比較をご覧ください。

鋼の冠形保持器を備えた開放軸受、金属シールドZZ軸受、ゴムシール2RS軸受の3つのミニチュア玉軸受を並べて示す

保持器。 最小サイズには、省スペースで低トルクの一体鋼製冠形保持器を使います。二枚合わせの鋼製リボン保持器は、より大きな荷重と振動に耐えます。成形ナイロン製冠形保持器は高速・軽量用途に適しますが、使用温度は120 ℃以下です。保持器のない総玉形は、低速時のラジアル負荷能力を高めます。

潤滑。 グリース充填量は少なく、軸受内部の自由空間の25〜35%が目安です。油量は微量で、R-2サイズまでは約3〜6 mgです(NHBB)。グリースは起動・回転トルクを増やし、油潤滑より限界回転速度を下げるため、計器用軸受には低粘度油を封入することがあります。充填率とグリース・油の選定は軸受の潤滑をご覧ください。

ミニチュア軸受の用途と限界回転速度

ミニチュア軸受は、負荷能力よりも取付けスペース、精度、回転速度が制約となる用途に適します。なかでも歯科用機器の回転速度は非常に高い水準です。

歯科用ハンドピースでは、エアタービン式が最大約500,000 rpm、コントラアングル式が約200,000 rpmに達します(Barden、GRW)。この回転速度に対応するため、SV30やACD34などの高性能鋼やセラミック玉が使われます。外科用ロボット、外科用工具、インプラント治療機器では、繰り返しのオートクレーブ滅菌に耐える耐食性も必要です。

歯科用エアタービンハンドピースのヘッド断面図。羽根付きタービンロータを最大500,000 rpmで支えるミニチュア精密玉軸受を示す

医療以外の用途も幅広く、ラジアル内部すきまが信号品質を左右するロータリーエンコーダや光学ジンバル、ジャイロ、風速計、流量計、小形電動機、ミニチュア減速機、ドローンやUAVのセンサー、ロボット工具、RC模型などがあります。

限界回転速度は寸法によって異なり、どの寸法でも油潤滑の方がグリース潤滑より高くなります。

グリース潤滑と油潤滑によるミニチュア軸受の限界回転速度、部品サイズ別、千rpm単位 限界回転速度:グリース対油(千rpm) 出典:NMBミニチュア玉軸受カタログ E126h R09 130 グリース 150 油 R144 67 グリース 80 油 R156 53 グリース 63 油 R188 40 グリース 50 油 0 100 160 内径が小さいほど速く回る。油はどのサイズでも上限を引き上げる

内径1 mmのR09は油で約150,000 rpmに達する一方、より大きなR188は約50,000 rpmに制限されます。小さな部品ほど速く回り、油はどのサイズでも上限を引き上げます。歯科用の精度等級はABEC等級ガイドで扱っています。

ミニチュア軸受の仕様指定と調達方法

ミニチュア軸受は呼び番号だけでなく、必要な仕様一式を指定してください。呼び番号だけでは重要な条件の大半が分からないためです。適切な見積依頼(RFQ)には次の項目をすべて記載します。

  1. 呼び番号体系と呼び番号、メートル系かインチ系かを明示
  2. 内径・外径・幅
  3. 材料:440C、52100、ハイブリッドセラミック、または歯科用合金
  4. 密封形式:開放、シールド付き(ZZ)、シール付き(2RS)
  5. 保持器の種類
  6. ABECまたはISOの精度等級
  7. MCまたはP体系のラジアル内部すきま記号
  8. 予圧(軸受を組合せ対にする場合)
  9. 潤滑剤と充填率
  10. RoHS適合またはオートクレーブ滅菌の要件

ミニチュア軸受は専門メーカーが中心です。ミネベアミツミと傘下のNHBBが世界市場を主導し、NSK、GRW、Bardenが精密品を、慈渓・寧波地域のメーカーが汎用品を多く供給しています。主要企業については軸受メーカーガイドをご覧ください。

ANDEは10 mm未満のミニチュア軸受や計器用軸受を製造していません。 当社の深溝玉軸受は内径10 mmの6800・6900シリーズから始まり、ここでミニチュア領域が終わって薄肉シリーズが始まります。内径10 mm未満は当社の製造範囲外です。

内径10 mm以上の小内径品であれば、ANDEの深溝玉軸受シリーズが対象になります。供給元を問わず、原産国で判断せず、呼び番号と仕様を検証することが重要です。材料、精度等級、内部すきま、公表定格の算定基準を規格に照らして確認してください。海外調達で確認すべき品質項目は中国製軸受の調達で解説しています。

よくある質問

ミニチュア軸受の寸法はどのくらいですか?

ミニチュア軸受は一般に外径が約10 mm以下で、内径は0.6 mmから約9 mmです。単一の普遍的な境界はありません。外径で定義するメーカーもあれば内径で定義するメーカーもあるため、境界は当該カタログで確認してください。

ミニチュア軸受と計器用軸受の違いは何ですか?

「計器用」はミニチュア軸受のうち高精度な区分であり、ABMA規格12.1と12.2では精度を示す補助記号「P」が規定されています。計器用軸受はミニチュア軸受に含まれますが、すべてのミニチュア軸受が計器用公差を満たすわけではありません。

ミニチュア軸受の番号にある「R」は何を意味しますか?

古典的なインチ系では、R番号は内径を1/16インチ単位で与えるため、R4は内径1/4インチ(6.35 mm)です。R188のような3桁コードは単純な分数ではなく表引きコードで、R188は外径1/2インチ(12.7 mm)に内径1/4インチ(6.35 mm)です。

ミニチュア軸受は何でできていますか?

大半は440Cステンレス鋼です。このサイズでは52100クロム軸受鋼に対するコスト差が無視でき、実質的に追加費用なしで耐食性を得られるためです。クロム軸受鋼、窒化ケイ素の玉を用いるハイブリッドセラミック、高性能歯科用合金は用途に応じて使い分けられます。

ミニチュア軸受にはどのABEC等級が必要ですか?

計器用や高速用途では一般にABEC 5または7を用い、これらはISO 492の5級と4級に対応します。しかしABECが規定するのは公差だけです。ラジアル内部すきま、トルク、騒音は、注文で別途指定すべき独立した仕様です。

呼び番号体系を明示し、推測で選ばない

ミニチュア軸受は、呼び番号を正しく読み、必要な仕様をすべて指定することで選定ミスを防げます。特に重要なのは次の点です。

  • 境界は外径約10 mm以下で、内径0.6 mmまで、普遍的な区切りはありません。
  • 2つの呼び番号体系が寸法を異なる形でコード化します。メートル系コード付き内径はミリメートルで読み、MRは外径を先に、次に内径を読み、インチ系R番号は内径を1/16インチ単位で読みます。
  • 440Cステンレスが標準です。このサイズでは耐食性がほぼ無料だからです。
  • ABEC 5または7は精度を扱いますが、公差だけを規定するため、すきま・トルク・騒音は別仕様です。
  • 内部すきまと予圧が主要な設計要素であり、標準はMC3、精密位置決めにはより狭い等級を使います。

呼び番号体系を正しく捉え、材料とすきまを用途に合わせれば、シャツのボタンより小さな軸受でも、毎分50万回転で外科用工具を高精度に支持できます。

内径10 mm以上の小内径サイズには、ANDEの深溝玉軸受シリーズをご覧いただくか、当社技術チームへ呼び番号をお送りいただければ、互換品の照合と選定を支援します。

著者について

Jeff Li(李坤陽)は、ANDE Bearingで軸受工学と国際調達に関する記事を執筆し、自動車、重工業、再生可能エネルギー分野のOEM・補修部品調達担当者を支援しています。LinkedInでも情報を発信しています。

関連記事

参考文献

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  2. AST Bearings — 軸受の公差と精度等級:ABEC、ISO 492、DIN 620の対応、ANSI/ABMA規格20。(閲覧日 )
  3. ISO 492:2023 — 転がり軸受、ラジアル軸受、公差(ABECとの対応に用いるISO公差等級)。(閲覧日 )
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  9. Schatz Bearing — インチ系Rシリーズ:R番号は内径を1/16インチ単位で表示。(閲覧日 )
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  12. Barden Precision Bearings — ハイブリッドセラミック軸受:窒化ケイ素の速度、振動、寿命データ。(閲覧日 )
  13. Barden Precision Bearings — 医療機器:歯科用タービン・外科用工具の軸受用途と回転速度。(閲覧日 )
  14. GRW — 医療用軸受:歯科用タービン・コントラアングルハンドピースの回転速度と高窒素鋼。(閲覧日 )
  15. CeramTec — 窒化ケイ素の材料データ:密度と特性。(閲覧日 )
  16. SMB Bearings — ミニチュア軸受:寸法範囲、材料、ミニチュア寸法でのステンレス鋼の価格差。(閲覧日 )
  17. SMB Bearings — ステンレス製ミニチュア軸受:軸径0.6 mmから、最小標準品S68/0.6まで。(閲覧日 )
  18. NHBB — ミニチュア・計器用軸受のシールド/シール形式:ZZ・Z、2RS・DD、VV・SRの種類とトルクへの影響。(閲覧日 )
  19. NHBB — ミニチュア・計器用軸受の潤滑:空間容積に対するグリース封入量25〜35 %と滴単位の油量管理。(閲覧日 )

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