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]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
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