【キー】【キー溝】軸径からみるキー選定表【標準規格】

キーの寸法や形状は、各国の規格によって定められています。日本ではJIS（日本工業規格）が一般的に使用されており、国際規格としてISOが存在します。キーの寸法は、軸径に基づいて選定され、以下のように規格化されています。

JIS規格（JIS B1301:1996 平行キーとキー溝）抜粋
キーと標準部品との適合、規格の重要性
キーの取り外しを簡単にする取り外し用タップの活用

JIS規格（JIS B1301:1996 平行キーとキー溝）抜粋

JIS規格をもとによく使う軸径ごとのキー寸法表をまとめて表にしました。

単位：ｍｍ

軸径D	キーの呼び寸法 b×h	キー溝の寸法
		b1,b2 基準寸法	普通形		t1 基準寸法	t2 基準寸法	t1,t2 許容差
			ｂ1許容差 (Ｎ9)	b2許容差 (Js9)
6	2×2	2	-0.004 -0.029	±0.0125	1.2	1.0	+0.1 0
8	3×3	3			1.8	1.4
10
12	4×4	4	0 -0.03	±0.0150	2.5	1.8
13	5×5	5			3.0	2.3
15
16
17
18	6×6	6			3.5	2.8
20
22
25	8×7	8	0 -0.036	±0.0180	4.0	3.3	+0.2 0
30
35	10×8	10			5.0
40	12×8	12	0 -0.043	±0.0215
50	14×9	14			5.5	3.8

キーと標準部品との適合、規格の重要性

機械設計では、動力を効率的に伝達するために軸と回転体を確実に締結する必要があります。その締結要素として代表的なものが「キー」です。キーは、軸とハブ（プーリーやギアなど）を連結する部品で、主に動力を伝達するために使用されます。本項では、キーの標準部品との適合性、適用される規格、設計時の注意点について解説します。

キーの基本構造と役割

キーは、軸の溝（キー溝）とハブの溝（キー座）に挿入され、以下の役割を果たします。

負荷分散
接触面で荷重を分散し、摩耗を防ぐ。

動力伝達
軸とハブの間でトルクを確実に伝達する。

位置決め
回転方向の位置を固定する。

キーと標準部品の適合

キーを使用する際、軸やハブに設ける溝の加工寸法が規格に準拠しているかが重要です。標準部品を活用することで、設計・製造の効率化が図れます。

適合例

標準モーターシャフト：キー溝がJIS規格に準拠して加工されている。
市販ギアやプーリー：キー座が標準規格に準拠して設計されている。

これにより、市販のキーを組み合わせるだけで高い互換性を確保できます。

適合の確認

軸とハブの溝幅が規格通りか確認。
選定したキーの公差（h9やH7）と部品のはめあい公差を考慮。

設計時の注意点

トルク伝達能力の確認

キーの寸法や材質が適切でない場合、トルク不足やキーの破損が発生する可能性があります。以下の公式で伝達トルクを計算し、必要な寸法を選定します。

\( \displaystyle T=\frac{τ･b･l･d} {2}\)

T: トルク、τ: 許容せん断応力、b: キー幅、l: キーの有効長さ、d: 軸径

過剰な干渉を避ける

キーの公差を無視した設計では、軸やハブへの過剰な応力が生じ、部品の摩耗や損傷につながる可能性があります。適切なはめあい公差（例えば、軸側h9、溝側H7）を考慮してください。

メンテナンス性

キーを取り外す際のアクセス性や、キー溝の清掃を考慮した設計を行うことで、メンテナンス効率を向上させられます。

規格と標準化の活用が設計の鍵

キーは、軸とハブの締結に欠かせない重要な要素であり、その規格化された寸法や適合性を活用することで、設計や製造の効率を高められます。

JISやISO規格に準拠した標準部品の活用により、コスト削減や製造精度の向上が期待できます。
設計時には、キーの種類や寸法をトルク負荷や用途に合わせて適切に選定し、規格通りの加工を行うことが重要です。

これにより、製品の信頼性を高め、トータルコストを削減する効果が得られるでしょう。

キーの取り外しを簡単にする取り外し用タップの活用

機械設計で、動力伝達や位置決めのために使用される「キー」は、軸とハブ（ギアやプーリーなど）を締結する非常に重要な要素です。しかし、運転中のトルクや振動によってキーが圧着したり、錆によって固着した場合、取り外しが非常に困難になることがあります。
その解決策の一つが、「キーの取り外し用タップ」を加工しておくことです。本項では、その概要やメリット、設計時のポイントについて解説します。