キー (機械要素)

キー（英語：key）とは、軸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

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 $l$ [m]とした時キーが受けるせん断応力 $\tau$ [Pa]は、

\tau ={\frac {\frac {T}{d/2}}{bl}}

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）

キーの形状[編集]

種類[編集]

強度[編集]

問題点[編集]

規格[編集]

関連項目[編集]