キー (機械要素)

ファイル:FeatherKeyUnMounted.png

キー溝にはめ込まれる

ファイル:FeatherKeyMounted.png

ファイル:Passfedernut.jpg

キー溝

キー（英語：key）とは、軸からの動力を他の機械要素（歯車など）へ効率良く伝えるための機械要素である。マシンキーともいう。 キーを差し込む穴を「キー溝（きーみぞ）」（英語：keyway）という。

キーの形状

• 両角形
• 両丸形
• 片丸形

種類

• 平行キー
  • ねじ用穴無し
  • ねじ用穴付き
• 平キー
• くらキー
• 滑りキー
• こう配キー
• 半月キー

材質

鉄鋼(S45C,S50C,SUS304など)が主に使われる。

強度

キーが変形すると全く使い物にならなくなってしまう。ここで、キーの代表として平行キーのせん断強度を計算するための式を挙げる。キーではせん断応力が問題となる。トルクの大きさT[N・m]を伝達する直径d[m]の軸に使うキーの幅をb[m]、キーの長さを<math>l</math>[m]とした時キーが受けるせん断応力<math>\tau</math>[Pa]は、

<math>\tau = \frac{\frac{T}{d/2}}{bl}</math>

となる。計算して求めたせん断応力をキーの材質、安全率を含んだ許容応力以内にする必要がある。

問題点

交番荷重が作用する場合は、軸とともにフレッチング摩耗を起こすことがある。対策として

• 軸の嵌合をきつくする。
• キー溝をJIS精級（旧JISの思想）にする。

等の方法があるが共に高い工作精度を要する。

高速回転する軸に使用すると振動の原因になる。

規格

キーの大きさはJIS規格で規格化されている。ただ過去の規格改定時に寸法、公差が見直されたため、古い機械などに適用する場合には新JIS、旧JISの確認が必要である。

• JIS B1301(キーおよびキー溝)
• JIS B1302(半月キーおよびキー溝)
• JIS B1303(滑りキーおよびキー溝)

ca:Clau (eina)