ベアリングは機械の回転部分に欠かせない要素ですが、
最も重要なのは 「どのくらいの寿命（L10寿命）を持つか」 を事前に見積もることです。
ベアリング寿命は、メーカーが公開しているカタログ値と
荷重条件・回転速度から計算できます。
この記事では、寿命計算の基本式から、実際の計算例まで
“若手設計者でも即使える形”で分かりやすくまとめます。
1. ベアリング寿命とは（L10寿命）
ベアリング寿命で最もよく使われるのが L10寿命（基本定格寿命） です。
✔ L10寿命とは
同じ条件で複数のベアリングを使用した場合、
90％が破損せずに到達する回転数（または使用時間） のこと。
つまり、
「10個のうち9個は、この寿命までは壊れない」
という統計的な基準で定義された寿命です。
例：
- L10 = 10,000時間 → 90％が10,000時間以上もつ
- 設計では通常 L10 を使って安全率をみる
2. 基本となる寿命計算式
◆ 基本定格寿命（L10）の計算式
● 玉軸受（深溝玉軸受など）
L10 = (C / P)³ × 10⁶ 回転
● ころ軸受（円筒ころ・円すいころ軸受など）
L10 = (C / P)¹⁰ᐟ³ × 10⁶ 回転
用語の意味
| 記号 | 内容 |
|---|---|
| C | 基本動定格荷重（N）→ カタログ値 |
| P | 等価動荷重（N） |
| L10 | 寿命（回転数） |
| L10h | 時間寿命（時間） |
3. 等価動荷重 P の求め方
実務では必ず “等価動荷重 P” を求めてから寿命計算します。
● 玉軸受の等価動荷重
P = X·Fr + Y·Fa
- Fr：ラジアル荷重
- Fa：アキシアル荷重
- X, Y：メーカー指定係数（荷重比によって変わる）
※ 深溝玉軸受はアキシアル荷重に強く、X=1, Y=0 が使われる場合も多い。
4. 使用時間（L10h）への換算
回転数（min⁻¹）を n とすると、
L10h = L10 / (60·n)
5. 【実務で使える】ベアリング寿命 計算例
以下の条件で寿命を求めます。
例：深溝玉軸受 6205 を使用
- カタログ値：動定格荷重 C = 14.0 kN（＝14000 N）
- ラジアル荷重：Fr = 600 N
- アキシアル荷重：Fa = 100 N
- 回転速度：n = 1200 min⁻¹
Step 1：等価動荷重 P を求める
深溝玉軸受の場合、
Fa/Fr が小さいと X=1, Y=0 で扱えることが多い。
Fa / Fr = 100 / 600 = 0.17 → 小さい
→ よって
P = 1·Fr + 0·Fa = 600 N
Step 2：L10（回転数）を求める
玉軸受は指数 3 を使う。
L10 = (C / P)³ × 10⁶
計算：
C / P = 14000 / 600 ≒ 23.3
(23.3)³ = 23.3 × 23.3 × 23.3 ≒ 12650
よって
L10 = 1.265 × 10⁴ × 10⁶ = 1.265 × 10¹⁰ 回転
Step 3：使用時間（L10h）に変換
L10h = L10 /（60 · n）
= 1.265 × 10¹⁰ /（60×1200）
= 1.265 × 10¹⁰ / 72000
≒ 175,000 時間
Step 4：寿命の読み方
175,000 時間を年に換算すると、
175,000 / (24×365) ≒ 20 年
✔ 結果
この条件では、6205のベアリングは約 17〜20年 使用できる（理論寿命）
6. 設計での注意点（非常に重要）
① 寿命はあくまで「理論値」
実際の寿命は環境によって大きく変わる。
② 潤滑状態が寿命に大きく影響
油切れ → 寿命が1/10に低下する場合も。
③ モーメント荷重は別途評価が必要
偏荷重があると寿命は大きく低下。
④ 振動・衝撃荷重は計算に入らない
カタログ寿命は“安定した回転”が前提。
⑤ 温度が高いと寿命は大幅に短くなる
100℃を超える場合は補正が必要。
7. まとめ
- ベアリング寿命計算は L10 = (C/P)³ ×10⁶ が基本
- 玉軸受は指数 3、ころ軸受は 10/3
- 等価動荷重 P を正しく求めることが最重要
- 回転数が分かれば L10h（時間寿命）へ換算できる
- 実務では潤滑・温度・振動を考慮して安全率を取る
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