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リジッドカップリングについての概要、用途、原理などをご説明します。また、リジッドカップリングのメーカー9社一覧や企業ランキングも掲載しております。リジッドカップリング関連企業の2025年3月注目ランキングは1位:株式会社椿本チエイン、2位:COUP-LINK, Guangzhou LINK Automation Equipment Co.,Ltd.、3位:アイセル株式会社となっています。
図1. リジッドカップリングのイメージ図
リジッドカップリングとは、2つの軸を結合して回転を伝達する機械要素であるカップリング (軸継手) の1つです。
中間にゴムや樹脂、摺動部分をもたず剛体のみによって構成されます。リジットカップリングは2つの軸の芯ずれ (ミスアライメント) を許容する機能や振動吸収の機能は有していませんが、2軸間が剛体で接続されるために大きなトルクを伝達することが可能で、バックラッシもありません。
また、他のタイプのカップリングと比較して構成部品が少なく、低コストで入手できることも利点です。
リジッドカップリングは2つの軸を剛体のみで接続するため、回転方向のねじれ剛性が高く、他のカップリングに比べて小径化できるため本体の慣性モーメントも小さくできるのが特徴です。したがって、バックラッシをゼロとすることができ、サーボモーターやステッピングモーターを使用した精密な位置制御に適しています。
その他、ミスアライメントや振動による不具合の心配がなく低コストで入手したい場合に有用です。以下に、リジットカップリングの主な使用用途を挙げます。
工作機械では大きなトルクが加わり、かつ振動を抑えるために高いねじり剛性が必要です。そこで、トルク伝達や位置合わせの高いリジットカップリングを使用してます。
本来1本の軸で製作するところを、加工や組立、輸送の関係で軸を途中で切断しなければならない場合に再度接続する際、リジットカップリングを使用して堅牢かつ高精度に接続し、元の1本の軸と同様に使用できます。
正確な角度を計測するには、軸のねじれやバックラッシを極力小さくしなければなりません。そこで、正確な位置合わせのために、リジットカップリングを使用します。
リジッドカップリングの構造は非常にシンプルで、カップリング本体と軸との締結部のみで構成されています。カップリング本体材料は、アルミ合金や鋼材、ステンレスが使用されるのが一般的です。リジッドカップリングは構造上、回転方向にスキマが発生することがないため、バックラッシが発生しません。
したがって、高精度の位置制御を行う場合などの回転角度の正確な伝達が重要となる場合に使用されます。一方で、2つの軸間の芯ずれなどは許容できないため、据付時には正確に軸心を合わせる必要があります。軸心にずれがある場合や回転振れが大きい軸の結合にリジットカップリングを使用した場合、組立ができなかったり、駆動時に大きな振動や軸支持部に過剰な力がかかって機械を破損する可能性があることが欠点です。
2つの軸を接合する際に軸心の芯ずれなどを許容する必要があるときは、オルダム式やクロスジョイント式、ディスク式のカップリングが使用されます。
リジットカップリングの種類は、主に軸の固定方法による分類であり、以下に主な物を挙げます。
セットスクリューによりねじで軸を押さえる方式です。キー溝と併用する場合もあります。
図2. クランピング方式 (スリット方式)
カップリングにスリット (切り込み) が設けられており、クランプボルトを締めつけ軸をカップリング全体で押し付ける方式です。
図3. スプリット方式
カップリングを半径方向で2分割し、2つの部材で軸を両側から固定・締結する方式です。2つの軸を芯出し後そのまま結合できます。
図4. 摩擦方式
クサビ (テーパ) を利用して両端のナットを締め付け、軸を固定する方式です。ナットのねじは軸の回転で緩まないように、両端のねじはそれぞれねじれ方向が逆になっています。軸の回転方向によりカップリングの取り付け方向の選択が必要です。
参考文献
https://www.nbk1560.com/resources/coupling/article/couplicon-about/
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社椿本チエイン |
15.8%
|
| 2 | COUP-LINK, Guangzhou LINK Automation Equipment Co.,Ltd. |
10.5%
|
| 3 | アイセル株式会社 |
10.5%
|
| 4 | 株式会社成一機工 |
10.5%
|
| 5 | 株式会社YTK |
10.5%
|
| 6 | 三木プーリ株式会社 |
10.5%
|
| 7 | アサ電子工業株式会社 |
10.5%
|
| 8 | Dongguan Xulong Industrial Control Equipment Co., Ltd. |
5.3%
|
| 9 | 鍋屋バイテック会社 |
5.3%
|
項目別
ねじり剛性 N·m/rad
0 - 25 25 - 50 50 - 200 200 - 500 500 - 2,000 2,000 - 8,000 8,000 - 40,000 40,000 - 100,000 100,000 - 800,000 800,000 - 1,500,000常用トルク N·m
0 - 1 1 - 10 10 - 50 50 - 100 100 - 200 200 - 300 300 - 600 600 - 1,000最大トルク N・m
0 - 1 1 - 10 10 - 50 50 - 100 100 - 500 500 - 1,000 1,000 - 8,000最高回転速度 min-1
3,000 - 10,000 10,000 - 20,000 20,000 - 30,000 30,000 - 40,000 40,000 - 50,000 50,000 - 80,000 80,000 - 390,000慣性モーメント kg・m^2
0 - 0.01 0.01 - 1 1 - 1,000 1,000 - 10,000 10,000 - 100,000 100,000 - 1,000,000 1,000,000 - 10,000,000 10,000,000 - 100,000,000 100,000,000 - 1,000,000,000ミスアライメント許容値 偏芯 mm
0 - 0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.3 0.3 - 0.5 0.5 - 1ミスアライメント許容値 偏角 °
0 - 1 1 - 3 3 - 5質量 g
0 - 10 10 - 100 100 - 500 500 - 1,000 1,000 - 2,000 2,000 - 5,500 5,500 - 54,000標準内径 mm
1 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40締結方式
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