シャフト接続：キー付き接続とキーなし接続の比較

キー付き接続は、回転シャフトとギヤ、スプロケット、レバーアームといった動力伝達部品を固定する従来型の方法です。基本原理は、キーと呼ばれる金属部品をシャフトと接続部の「キー溝（キースロット）」に挿入することで、部品同士を一体化させるというものです。これにより、部品が独立して回転したり、滑ったりすることを防ぎます。

● キー付き接続の利点

• 公差に寛容： キー付き接続では、嵌合部品間にある程度の公差が許容されます。一方、キーなし接続では高精度な加工と清浄性が必要です。
• シンプルで信頼性が高い： 設計と実装が容易で、年以上にわたり実績がある信頼性の高い方式です。
• 保守と交換が容易： 消耗してもキーだけを交換すれば再利用可能な場合が多く、保守コストも低く抑えられます。
• コストが安い： キーやキー溝の製作コストは比較的安価で、製造も簡単です。
• 目視確認が可能： 嵌合部品が固定されているかを目で確認できます。
• 破損するまで固定される： 正常な状態では滑りがなく、機構が完全に壊れるまで固定が維持されます。

● キー付き接続の欠点

• 精度の問題： キーとキー溝の隙間が原因で微小なずれが発生することがあり、機械的な問題につながることも。
• 応力集中： キー溝によってシャフトやハブに応力集中が発生し、長期的には破損の原因になります（特に高トルク時）。
• 摩耗・劣化： 長時間の使用により、キーやキー溝が摩耗し、スリップやミスアライメントを引き起こすことがあります。

キーなし接続では、摩擦力や圧入などによりシャフトとハブを固定し、キーを使わずにトルクを伝達します。カップリング、クランプリング、シュリンクリング、割スリーブ、ブッシュタイプの締結具などによって、強い締結力を得ます。

● キーなし接続の利点

• 高トルク対応： 応力集中がないため、より大きなトルクを伝達可能。高性能用途に最適。
• 摩耗なし： キーやキー溝がないため、それに起因する摩耗が起きず、長寿命です。
• 高精度・高整合： より高精度な締結が可能で、振動が少なく、軸の整列性も高いです。
• 信頼性の向上： キー溝由来の摩耗がないため、長期的な信頼性が向上します。
• タイミング調整が自在： 駆動部間のタイミング調整が連続的に可能で、自由度が高いです。
• 取り外しが容易： フレッティング腐食が起きにくく、モータや減速機の脱着が比較的簡単です。

● キーなし接続の欠点

• 取り付けに注意が必要： 確実な脱脂と締付トルク値の管理が必要です。精密な加工や特殊工具が必要な場合があります。<br> ただし、モータや減速機が直接取り付けられる場合、シャフト位置に制限がないため逆に容易です。
• 高コスト・複雑： キー付きよりも製造や設計が複雑で、コストも高くなる傾向があります。
• メンテナンスが難しい： 一部が壊れた場合でも、キーのように簡単に交換できず、締結機構全体の交換が必要なことがあります。

選択は用途によって異なります。

■ 結論