カップリングの基礎知識：効率的な動力伝達のための13種類を徹底解説

カップリングとは

カップリングとは、2本の軸を接続して動力を伝達するための装置です。芯出し精度やトルク要件に応じて、剛性カップリングとフレキシブルカップリングに大別されます。

軸継手は、モーターなどの駆動側とポンプやコンプレッサーなどの被駆動側の回転軸を接続し、動力を伝える機械要素です。軸径が異なっていても接続可能です。

モーターの熱などが被駆動側に伝わらない構造になっており、衝撃や振動を吸収して周辺部品を保護する役割も果たします。

2軸が完全に芯出しされている場合に使用。芯出し精度が高い用途に限定されます。

最もシンプルな剛性カップリングで、鋳鉄製の中空シリンダー（スリーブ）とキーで2軸を接続します。キーとスリーブを介してトルクを伝達します。

スリーブを2分割し、ボルトで締め付ける構造。軸位置を変えずに着脱可能で、重荷重・高速回転に適しています。

各軸端にフランジを取り付け、ボルトで連結。大口径軸や高圧配管系統、重荷重用途に採用されます。

フランジカップリングの3分類：

並進・角度・軸方向のミスアライメントを吸収可能。主な種類は以下の通りです。

フランジカップリングを改良したもので、ピンにゴムブッシュを介在させ、わずかな芯ずれを吸収します。2つのフランジ面間に約5mmの隙間を設け、ゴムの圧縮変形で動力を伝えます。

2軸の交差角が小さい場合に使用。自動車のプロペラシャフト（ギアボックス～デフ間）や、複数主軸を持つ工作機械の伝達装置に採用されます。

平行芯ずれ（偏心）の大きい場合に対応。中央の浮動ディスク（舌部T1、T2）がスロット内を摺動し、芯ずれを吸収します。

フランジカップリングを歯車化したもので、大トルク伝達に適します。内歯・外歯のギア比1:1で噛み合い、角度ミスアライメント約2°、並進0.01-0.02インチまで許容。重負荷用途でユニバーサルジョイントと競合します。

ステンレス製の薄肉ベローズをハブ間に溶接。最高レベルのねじり剛性を持ち、サーボモーターなど高精度位置決め用途に最適です。微小な角度・並進・軸方向ミスアライメントを吸収します。

2つの金属ハブとエラストマー製「スパイダー」で構成。汎用動力伝達からモーション制御まで幅広く対応し、振動低減と芯ずれ吸収で周辺機器を保護します。

主な利点：角度ミスアライメントと反力を吸収、外径対トルク容量に優れる、耐薬品性・減衰性が良好

非潤滑・高性能ターボ機械向け。薄板ダイヤフラム（単板または積層）が外径→内径→外径とトルクを伝達し、角度・軸方向・並進ミスアライメントを許容。高トルク・高速回転用途に採用されます。

流体カップリング（油圧カップリング）は、作動油の加速・減速によって動力を伝える流体動力装置です。駆動側のインペラ（ポンプ役）と被駆動側のランナー（タービン役）で構成され、機械的接触なしでスムーズな起動・過負荷保護が可能です。

インペラ外周で流体速度が高まり運動エネルギーが増大、ランナー羽根に衝突してエネルギー移動、低速でランナーから流出する仕組みです。

カップリングの定義、分類、各タイプの構造・用途について解説しました。用途に応じた適切な選定が、機械の信頼性と寿命を左右します。ご質問やご意見はコメント欄までお寄せください。ニュースレター登録で最新記事をお届けします。

産業技術