キー・キー溝(機械要素)とは?種類・用途・設計ポイント・メーカーまとめ

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キー(Key)は軸とハブ(プーリー・ギア・スプロケット等)を機械的に結合し、トルクを伝達するための部品です。

キーを収めるために軸とハブに施す溝を「キー溝(Keyway)」と呼びます。標準化された寸法体系により選定・加工・交換が容易で、最も広く使用されている軸とハブの結合方式のひとつです。

本記事では、キー・キー溝の種類、用途、設計・選定のポイント、主要メーカーをわかりやすく解説します。




キー・キー溝とは(基礎知識)

キーは軸側とハブ側のキー溝に挿入され、回転方向のせん断力を負担してトルクを伝達します。

ハブの位置決めや滑り防止にも有効で、工作機械・搬送装置・ポンプ・減速機など幅広い産業機械で採用されています。

一般的な材質は機械構造用炭素鋼(例:S45C)で、耐食用途ではステンレス(SUS)も使われます。

キーの種類

  • 平行キー(角キー):最も一般的。断面が長方形(または正方形)で、軸とハブのキー溝に挿入して使用。量産性と互換性に優れる。
  • テーパキー(勾配キー):キーにテーパ(勾配)を持たせ、打ち込みで高い固定力を得る。高トルクや逆転衝撃の大きい用途に。
  • ウッドラフキー(半月キー):半月形で、軸側の円弧溝に装着。小径軸や芯出し性が求められる用途に適する。
  • 段付きキー・特殊形状キー:位置決め用の段付き、クランプ併用、スプライン代替など用途特化型も存在。
  • 参考:キーレス結合(パワーロック等):摩擦締結によるキー不要方式。芯ずれ低減や応力集中の回避、メンテ性向上に有効。

主な用途

  • モーター/減速機の出力軸とプーリー・ギア・スプロケットの結合
  • コンベヤ駆動部、ポンプ・ブロワのカップリング接続部のトルク伝達
  • 位置決めと空転防止(ハブのスリップ抑制)

設計・選定のポイント

  • 寸法体系:軸径に対してキー幅・高さがJIS規格で標準化。カタログの軸径対応表から選定します。
  • 許容トルク:キー断面のせん断応力・押し付け面圧(クラッシング)を確認。安全率を確保します。
  • 加工精度:キー溝幅の公差、はめあい(H7、Js等の管理)がトルク伝達と組立性に直結。
  • 材料・処理:一般はS45C、必要に応じて焼入れや表面処理。湿潤・食品等はSUS材を検討。
  • 組立・保全:テーパキーは抜き取り工具・押しネジ穴の設計、平行キーは抜け止め(止めネジ)や嵌合長さの確保がポイント。
  • 代替方式:頻繁な脱着・高精度芯出しが必要な場合は、キーレス締結具(パワーロック等)が有効です。

主なメーカー一覧(キー・キー溝関連/キーレス結合含む)

  • 日之出スッピル株式会社(HINODE SUPPILL):キー材専業メーカー。JIS・ISO対応の平行キー・ウッドラフキーを豊富に展開。
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  • 三興キー製作所(SANKO KEY):各種標準キー、テーパキー、長尺キー材などを製造。全国流通網を持つ。
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  • 鍋屋バイテック会社(NBK):標準キーとキーレス締結具(パワーロック)を幅広く展開。
    公式サイトはこちら
  • 三木プーリ(MIKI PULLEY):パワーロック・シャフトロックなどのキーレス締結具を多数ラインアップ。
    公式サイトはこちら
  • ミスミグループ本社:平行キー・ウッドラフキー・キー材をEC短納期供給。加工サービスにも対応。
    公式サイトはこちら
  • 片山チエン(KANA):スプロケット・動力伝達機器と合わせたキー・締結具提案が可能。
    公式サイトはこちら
  • 椿本チエイン(TSUBAKI):キーレス締結具を中心に、駆動要素との一体提案を展開。
    公式サイトはこちら

メーカー比較表

メーカー 主力領域 強み 想定用途
日之出スッピル キー材・平行キー 専業メーカー・高品質・標準化 一般機械・量産設備
三興キー製作所 各種キー材・特注対応 豊富な在庫と流通ネットワーク 保全交換・特寸対応
NBK 標準キー・キーレス締結具 高精度・技術資料充実 装置一般・設計用途
三木プーリ キーレス締結具 芯出し精度・メンテ性 高精度・高頻度分解
ミスミ 標準キーEC・加工サービス 短納期・カスタム対応 FA・自動化装置
KANA 動力伝達・スプロケット関連 互換性・一体提案 コンベヤ・装置組込
椿本チエイン キーレス締結具・駆動要素 信頼性・総合提案 産業機械・FA設備



購入先・販売サイト

Q&A(よくある質問)

Q. 軸径に対するキー寸法はどう決める?

A. メーカーの「軸径—キー寸法対応表」から選定します。トルクが大きい場合は嵌合長さ(キー長)を十分に確保し、面圧・せん断強度をチェックします。

Q. キー溝の加工精度はどの程度必要?

A. 伝達精度・寿命に関わるため、キー溝幅の公差管理が重要です。軸・ハブの同軸度や面粗さ、角部のR形状などもカタログ推奨値に合わせます。

Q. キーとキーレスの使い分けは?

A. 交換性・コスト重視なら標準キー、芯出し精度・振動・頻繁な着脱・応力集中の回避が重要な場合はキーレス締結具が有効です。装置仕様と保全方針で使い分けます。

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