キー溝加工の基本と種類別の特徴
キー溝加工は、軸とハブを結合して動力を伝達するための重要な加工方法です。モーター、ポンプ、ギアボックスなど、動力伝達機構を持つ機械には必ずといってよいほど使用されており、産業界において極めて重要な役割を果たしています。本記事では、キー溝加工の基礎知識、用途、メリットと注意点、加工精度を高めるためのポイント、そして発注者が押さえておくべき仕様について解説します。
■ キー溝加工とは
キー溝加工とは、軸やハブに「キー」と呼ばれる金属片を収めるための溝を切削する加工です。このキーが軸とハブの間で回転力を伝達する役割を担います。代表的な加工方法には以下があります。
- ブローチ加工:内径に対してブローチを通すことでキー溝を一気に成形
- ホブ盤・専用盤加工:外径やハブの内側に高精度で溝を形成
- マシニングセンタ・フライス加工:小ロットや試作で柔軟に対応可能
- 放電加工:難削材や高精度が必要な場合に有効
■ 適用できる部品と用途
キー溝はあらゆる産業で用いられています。
- 自動車部品:エンジンのクランクシャフト、トランスミッション部品
- 産業機械:ポンプ、コンプレッサー、ギアボックスのハブ
- 発電設備:タービン軸とカップリング部
- 一般機械:プーリー、スプロケット
これらは動力伝達に直結するため、溝の精度と強度が非常に重要です。
■ メリットと注意点
キー溝加工の導入によるメリットと、留意すべき点を整理すると以下の通りです。
- 強固な動力伝達:キーを介してトルクを確実に伝達可能。ただし過負荷時にキーが破損しやすい。
- 高い汎用性:標準化されたキーサイズで部品交換が容易。ただし規格間違いは致命的な組付け不良につながる。
- コスト効率:標準規格を活用すれば量産効果大。ただし専用サイズや特殊溝は加工コストが上がる。
- 加工方法の多様性:ブローチ・マシニング・放電など選択肢があるが、それぞれに設備投資や工数面の課題あり。
■ 加工精度を高めるためのポイント
キー溝は動力伝達部の基準面となるため、精度管理が重要です。
- 位置精度の確保:軸心に対してキー溝の偏芯を防ぐため、芯出しと段取りを丁寧に行う。
- 仕上げ精度:溝幅公差(例:H7)を守り、ガタつきを防止。
- 角部処理:R部や面取りを適切に行い、応力集中による破損を防ぐ。
- 材質別の工夫:鋼材は問題ないが、アルミや銅合金では変形や摩耗を考慮する必要がある。
■発注者が押さえるべきポイント
発注時に明示しておくべき仕様は以下の通りです。
- キー規格:JIS、ISOなどの規格を明確にする
- 溝寸法:幅、公差、深さを図面に記載
- 加工方法:ブローチかマシニングかなど、希望があれば指定
- 数量と納期:小ロット対応か量産かで工法が変わる
- 後工程:焼入れや表面処理がある場合は事前に共有
■ 相双地域にもキー溝加工を行う企業が多数存在
相双地域には、ブローチ盤やマシニングセンタを活用して高精度なキー溝加工に対応できる企業が数多く存在します。自動車部品や産業機械部品などの量産加工に強い企業から、試作・小ロット品に柔軟に対応できる企業まで幅広く揃っています。また、溝加工後の熱処理や仕上げ加工まで一貫対応できる体制を持つ工場もあり、発注者にとって安心して依頼できる環境が整っています。