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キー溝にはめ込まれる
FeatherKeyMounted.png
キー溝

キー(英語:key)とは、からの動力を他の機械要素歯車など)へ効率良く伝えるための機械要素である。マシンキーともいう。 キーを差し込む穴を「キー溝(きーみぞ)」(英語:keyway)という。

キーの形状編集

  • 両角形
  • 両丸形
  • 片丸形

種類編集

  • 平行キー
    • ねじ用穴無し
    • ねじ用穴付き
  • 平キー
  • くらキー
  • 滑りキー
  • こう配キー
  • 半月キー

材質編集

鉄鋼(S45C,S50C,SUS304など)が主に使われる。

強度編集

キーが変形すると全く使い物にならなくなってしまう。ここで、キーの代表として平行キーのせん断強度を計算するための式を挙げる。キーではせん断応力が問題となる。トルクの大きさT[N・m]を伝達する直径d[m]の軸に使うキーの幅をb[m]、キーの長さを [m]とした時キーが受けるせん断応力 [Pa]は、

 

となる。計算して求めたせん断応力をキーの材質、安全率を含んだ許容応力以内にする必要がある。

問題点編集

最も一般的に用いられる平行軸と平行キーの組み合わせの場合、交番荷重(大きさとともに荷重の方向が繰り返しかわる荷重)が作用すると、軸とともにフレッチング摩耗を起こすことがある。対策として

  • 軸の嵌合をきつくする。
  • キー溝をJIS精級(旧JISの思想)にする。
  • テーパー軸と半月キーの組み合わせにする。
  • 接線キー(軸の接線方向に加工された溝に、組み合わせると直方体状になるクサビ型のキーを入れる)を用いる。

等の方法があるが共に高い工作精度を要する。

フレッチング摩耗は、軸側、穴側ともに摩耗を発生させ、修理費の増大を起こすため、ベアリングのクリープ摩耗と同様にデザインレベルでの対策が必要となる。

キーを高速回転する軸に使用すると振動の原因になる。

規格編集

キーの大きさはJIS規格で規格化されている。ただ過去の規格改定時に寸法公差が見直されたため、古い機械などに適用する場合には新JIS、旧JISの確認が必要である。

  • JIS B1301(キーおよびキー溝)
  • JIS B1302(半月キーおよびキー溝)
  • JIS B1303(滑りキーおよびキー溝)

関連項目編集

  • 軸継手 - オルダム継手では滑りキーを使用する