前回は、転がり軸受の潤滑を紹介しました。今回は、転がり軸受の取り付け方法を解説します。転がり軸受は高精度加工されています。その性能を十分に発揮するには、取り付けに関しても配慮が必要です。
1. はめあいについて
はめあいとは、軸と穴がはまるところの組み合わせのことをいいます（図1）。転がり軸受の内輪、および外輪は、荷重を支えながら回転するため、軸とハウジングに取り付けられます。
はめあいでは、内輪と軸、外輪とハウジングは、荷重の性質、軸受の組み立て方法、周りの環境などによって、以下のすきまばめ、しまりばめ、中間ばめの3種類から適切なはめあいを選択します（図2）。
- すきまばめ：はめあい部分に微小な隙間があり、その部分は固定されない
- しまりばめ：はめあい部分にしめしろがあり、その部分は固定される
- 中間ばめ：はめあい部分の寸法公差内で、すきまばめ、しまりばめのどちらにもなり得る
一般的には、軸受の取り付けにおいて、しめしろを与え、しまりばめにて固定するのが最も有効な方法です。しかし、取り付け、取り外し、および温度変化による軸、またはハウジングの伸縮を吸収するなど、隙間を与える利点もあります。
また、荷重の大きさに応じたしめしろを与えないと、回転によりクリープ現象を起こすことがあります（このクリープは材料のクリープとは異なっています）。軸と内輪におけるクリープの概念を、図3に示します。はめあい部に隙間Δがある場合、内輪内径と軸の円周長さに違いがあるため、軸が1回転しても内輪は1回転せずに、軸とずれた状態になります。輪ゴムを鉛筆に掛けて鉛筆を1回転させても、輪ゴムは少ししか回転しない現象と同じです。この部分に滑りがあると、異常発熱、摩耗、摩耗粉の軸受への侵入などにより、振動上昇などが起こる場合があります。
はめあいの選択方法は、基本的には、軸受の内輪、外輪のどちらが回転しているか、また、このとき荷重方向が一定方向か、変動するかで、表1のように決まります。
転がり軸受の使用方法は、軸に1方向のラジアル荷重（軸受の中心線に対し垂直な方向にかかる荷重）が作用した状態で回転するというのが、最も一般的です。そのため、表1の静止荷重の区分となります。この場合、内輪と軸がしまりばめ、外輪とハウジングがすきまばめとなります。また、しまりばめについては、最初にしめしろがあっても、荷重が大きくなると減少したり、回転中の温度上昇によって減少したりすることが起こります。さらに、圧入で挿入される際に、粗さがつぶされるため、設計値より減少することも分かっています。
軸受を軸、ハウジングに取り付ける際には、軸、ハウジングの材質、肉厚形状、剛性、仕上げ面精度、機械の使用条件（荷重の性質、大きさ、回転速度、温度など）を考慮して、取り付け部の基準寸法に対して公差を決定する必要があります。はめあいの一般的な基準に関しては、軸受メーカーの総合カタログに掲載されているので、参考にしてください。
2. 予圧について
転がり軸受の中で、使用量が最も多い深溝玉軸受や、アンギュラ玉軸受は、内部に隙間を持っています。隙間は大きさによって軸受特性が異なり、また隙間がないと大量生産が難しくなります。これらの軸受を実用する際には、軸方向にあらかじめ負荷を加えて、隙間のない状態（内外輪軌道面と転動体が全て接触した状態）で用います。この負荷を予圧（予（あらかじめ与えた圧の意）といい、予圧を与える目的（効果）としては、以下のことが挙げられます。
- 軸振れを小さくし、回転精度を高める
- 軸受の剛性を高める
- 回転中の軸受騒音を減少させる
- 転動体の滑りを抑制し、高速回転を可能にする
予圧を与える方法には、定位置予圧と定圧予圧の2種類があります（図4）。
機械に多く用いられているのは、定位置予圧です。間座やねじを用いて、軸受の位置が決まれば予圧がかかるため、ばねなどが不要で、コンパクトに実現できます。しかし、回転中に温度変化があった場合には、軸、ハウジングの伸縮により予圧量が変化します。さらには、予圧がなくなってしまうこともあります（予圧抜け）。
定圧予圧は、ばねなどを取り付けるための空間が必要になります。予圧量の変化が定位置予圧よりも小さいため、高速回転装置に多く用いられています。しかし、転がり軸受から見れば、予圧はアキシアル荷重（軸受の中心線に対し平行な方向にかかる荷重）のため、大きすぎる予圧は疲労による寿命の低下を招きます。この場合、適切な予圧を負荷することが重要となります。具体的な予圧量の設定については、軸受メーカーの総合カタログを参考にしてください。
3. 軸・ハウジング設計について
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