フランジ形固定軸継手

フランジ形固定軸継手とは

フランジ形固定軸継手_図0

フランジ形固定軸継手 (英: Rigid Flanged Shaft Coupling) とは、軸端にフランジをキー固定しボルトで締結した軸継手です。

軸継手とは、2本の回転軸を連結し、動力を伝達する役割の機械要素です。回転軸を連結した状態で使用する「永久継手」と動作中に連結を解除できる「クラッチ」があり、フランジ形固定軸継手は永久継手になります。

フランジ形固定軸継手は、駆動側と従動側の軸が一直線の固定軸継手で、最も確実で大きなトルクを伝達するのに適しています。堅牢な構造で高い精度を有していますが、正確な軸の位置合わせが必要です。

フランジ形固定軸継手_図1

図1. フランジ形固定軸継手の使用例

軸継手の主な役割は下記の3つです。

フランジ形固定軸継手は、上記の動力伝達以外は備えてなく、本来の目的である回転機構をもつ機械や装置の動力伝達に加え、回転で生じる振動や衝撃の影響を抑えるためには、正確な芯出し調整が必要です。

具体的な使用例では、モーターとポンプ、ファン (送風機) 、減速機などの連結部で、一定回転で長時間動作するような場合に多く使用されています。

フランジ形固定軸継手_図2

図2. 軸継手の分類

軸継手は下記の4つに分類され、フランジ形固定軸継手は、固定軸継手に属しています。

フランジ形固定軸継手は、一直線上に並んだ駆動側軸と従動軸をフランジと継手ボルトで連結し、モーターなどの回転を伝達する機械要素です。駆動軸と従動軸の芯を完全に一致させた状態で連結させます。

他に同じ一直線上に並んだ軸同士の連結では、フランジ形たわみ軸継手があります。たわみ軸継手とは、軸継手のもつたわみ性が両軸の芯ずれを許容する軸継手です。

たわみ軸継手には、下記の種類と特徴があります。

種類		特徴
筒形	一体形	構造がシンプル小形で伝達トルクは小さい
筒形	分割形	構造がシンプル両軸を移動させずに取り付け・取り外しができる
フランジ形	JIS形	JIS規格品のため信頼性が高い入手性しやすい
フランジ形	鍛造形	外径が小さく伝達トルクが大きい高速回転や太い軸径に適用

フランジ形固定軸継手_図3

図3. 軸継手の構造

フランジ形固定軸継手は、2枚のフランジと継手ボルトで構成され、継手ボルトでフランジを締結します。フランジは、両側ともに軸との隙間が少ないリーマ加工されたボルト穴が、加工されています。軸心の角度ずれ (偏角) は許容できない構造である点は、フランジ形たわみ軸継手とは異なります。

この継手は、剛性の高いフランジを介して軸同士を接続し固定するため、微小なずれやたわみを最小限に抑えることが可能です。トルク伝達時に発生する変位も最小限に抑え、高い精度で動力伝達が行われます。特に、高精度な動作が要求されるシステムでその優位性を発揮します。

フランジ形固定軸継手の材質は、JIS B1452で下記のように規定されています。

「継手各部に使用する材質 (材料) は下表に示すもの又は品質がこれと同等のものとする。」

フランジ形固定軸継手は、高速回転や大きなトルク伝達している場合が多く、ナットの緩みやフランジボルト穴と継手ボルトの摩耗などが発生することがあります。そのため、適宜頻度又は定期的な点検が必要です。ナットが緩んでいる場合は、増し締め等の作業が欠かせません。

また、振動や騒音が大きくなってきた場合は、駆動側と従動側の機器のレベル調整や、軸間の芯出し調整の実施が必要です。

参考文献
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jime1966/22/2/22_2_104/_pdf/-char/ja
https://www.nbk1560.com/resources/coupling/article/powertransmission-about/?SelectedLanguage=ja-JP