■フランジ形状
　　ポップリベットのフランジ形状は大きく分けて以下の３種類あります。
　　(リベッドタイプによっては丸頭だけの品揃えのものがあります。詳しくはカタログ
　　でご確認下さい。)

　　TOX接合：　欧州特許No.0215449の発明登録された新しい締結方法で、下図の様な
　　原理と特徴を有している。静的な接合強度は、スポット溶接の70％未満であるが、板
　　材表面の保護層を痛めることも無く、接合強度のバラツキが無いこととコスト面の有
　　利なことを考慮すれば、今後ますます普及すると予想される。
　


　　TOXの信頼性
　　静的負荷に対する強度は、スポット溶接の70％
　　未満ですが、著しい構造的変化もなく、板材の
　　表面の保護層を痛める事もありません。もちろ
　　ん、コスト面での安定化も十分図れます。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

　　TOX２点打ち
　　TOXによる２点打ちの場合、静的負荷に対する
　　強度の点では、スポット溶接１打点とほぼ道程
　　度であり、動的負荷に対する強度では、高い値
　　を示します。さらに、TOX接合の場合、プレス
　　の１ストロークで行えます。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

　　動的負荷に対する強度は
　　スポット溶接に比べ高い値を示す。
　　接合部での負荷集中もなく、動的負荷に対する
　　強度に優れています。つまり、TOXで接合すれ
　　ば、スポット結合の場合より、接合部の長寿命
　　化が実現できるということです。
 
 
 

　　顧客でのTOX接合テスト
　　TOX接合とスポット溶接における、ユーザーで
　　のサンプルを用いての耐久性試験の結果を右
　　に示します。1kNの負荷で35Hzの振動を与えた
　　時の破断した回数を示しています。
 
 
 
 

　　　上記ポップリベット・ＴＯＸ接合は、比較的に新しい結合手段であるため、事前に
　　製造工場で採用経験の有無・加工治具の準備状況を確認する事をお勧めします。

　　ねじ・ボルト・ナット類・ワッシャー類:　FA設備・OA機器・家電製品に最も多く
　　使用されている子ネジ類（M２〜M10）にも、なべ・皿・丸皿・トラス・バインド等と
　　種類が沢山あり、ねじ長さ・材質・メッキの種類など非常に多様となるため、設計者
　　は極力生産工場で標準的に使用されている品種に統一するよう注意したい。また、皿
　　ねじの使用は、タップ穴ピッチ精度と皿モミ穴のピッチ精度をピッタリ合わせないと
　　ねじ頭が浮き上がり、不良の原因となる恐れがあるため推奨できない。

　　十字穴付き小ネジ　　　　　　　つまみねじ　　　　ハトメ
　　(ナベ、皿、トラス、バインド 　化粧ねじ　　　　　カシメ
　　他) 　　　　　　　　　　　　　ダイヤスクリュウ　オールプラグ
　　十字穴付きタッピンねじ　　　　−　　　　　　　　松葉ピン
　　(ナベ、皿、トラス、バインド 　テーパピン　　　　リベット
　　他) 　　　　　　　　　　　　　平行ピン　　　　　パーカー鋲
　　木ネジ　　　　　　　　　　　　スプリングピン　　ヒートン類
　　六角穴付き止めねじ　　　　　　割りピン　　　　　その他
　　イモネジ　　　　　　　　　　　組ねじ　　　　　　　　　
　　四角止めネジ　　　　　　　　　六角棒スパナ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　テーパプラグ　　　　　　

　　■ボルト類■ 　　

　　六角ボルト　　　　　　　アイボルト　　　　デンデンボルト
　　(鉄･ステン･Ｓ４５Ｃ他)　アプセットボルト　Ｕボルト
　　六角穴付きボルト　　　　ノブボルト　　　　長ねじ(寸切りボ
　　さらボルト　　　　　　　ちょうボルト　　　ルト)
　　根角ボルト　　　　　　　四角ボルト　　　　ハンガーボルト
　　フランジ付六角ボルト　　溶接ボルト　　　　スタットボルト
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　その他
 

　　■ナット類■ 　　

　　六角ナット　　　　　　　ノブナット　　　　ハードロックナット
　　四角ナット　　　　　　　Ｕナット　　　　　ばねナット
　　アイナット　　　　　　　高ナット　　　　　爪付ナット
　　六角袋ナット　　　　　　板ナット　　　　　
　　みぞナット　　　　　　　ナイロンナット　　ベアリングナット
　　ちょうナット　　　　　　プッシュナット　　管用ナット
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　その他
 

　　■ワッシャー類■ 　　

　　丸座金　　　　　　　　　爪付座金　　　　　Ｅ形止め輪
　　角座金　　　　　　　　　片舌付座金　　　　ＣＳ形止め輪
　　スプリングワッシャ　　　両舌付座金　　　　Ｃ形止め輪
　　ー　　　　　　　　　　　山形片舌付座金　　クリップ止め輪
　　歯付座金　　　　　　　　テーパー座金　　　その他
　　さらばね　　　　　　　　スペーサー　　　　
　　亀座金　　　　　　　　　ベアリングワッシャ
　　ウェーブワッシャー　　　ー　　　　　　　　
 
 

　　　ねじは、円筒の表面に螺旋状の溝を切った「おねじ」と、丸い穴の内面に溝を切
　　った「めねじ」があり、通常この二つを組み合わせ一対として使用する。（図1）
　　　ねじには右ねじ（溝の回転が右回り）と左ねじがあるが、一般には右ねじが多く
　　用いられる。また、溝が1本のものを一条ねじ・2本・3本のものを二条ねじ・三条
　　ねじと言う（2本以上のものを総じて多条ねじと言うこともある）。
　　　ねじの隣り合う山と山（もしくは谷と谷）、つまりひと山（ひと谷）分の距離を「ピ
　　ッチ」・ねじを一回転させて軸方向に進む距離を「リード」と言う。また、ねじ溝の
　　形状によって、三角ねじ・四角ねじ・台形ねじ・鋸歯ねじ・丸ねじ・ボールねじ等の
　　区分（図2）がある。

• 三角ねじ：最も多く使われるねじで、主に締め付け用に用いる。ピッチの単位により

　　　　　　メートルねじ（ﾒｰﾄﾙ）・ユニファイねじ（ｲﾝﾁ）があり、ねじ山の角度は60°
　　　　　　である。また、同じ外径でピッチの細かい「細目なじ」があり、薄肉の所
　　　　　　や気密を保つ必要な個所等に用いる。管用ねじも三角ねじの一種だが、こ
　　　　　　れは肉厚の薄い管に切るための特殊なねじで、ねじ山の角度は55°である。
• 角ねじ　：力を伝達する目的（万力・バイスの締付け用）の個所に用いる。
• 台形ねじ：旋盤など工作機械の送りねじ（親ねじ）やプレスなどに用いる。
• 鋸歯ねじ：一方向から大きな力が働く個所に用いる。
• 丸ねじ　：電球の口金など、ゴミや砂が入るような所に用いる。
• ﾎﾞｰﾙねじ：摩擦が少なく、精密で滑らかな運動を必要とする機械類の運動用として。

 

　　　　　ねじの種類：
　　

　　　E形止め輪・CS形止め輪・C形止め輪・グリップ止め輪などの軸溝寸法は夫々の
　　規格で加工公差が規定されており、各々の規格を参照して設計すること。
　　（初級編、４−６頁にE形止め輪と取付溝の寸法例を示す）

３−２、駆動源
　　　機械を駆動する動力源には、モータ類・電磁石（ソレノイド）・空気／油圧シリ
　　ンダなどが使用される。FA設備・OA機器等、最近の機械の大半が電気で制御さ
　　れており、電気エネルギーを機械動作に変換する代表的な素子としてモータ・電
　　磁石が挙げられる。また、空気／油圧シリンダは空気・油の圧力差をシリンダ内の
　　ピストンに与えてピストンを往復動作させるもので、制御弁を開閉して大きな力と
　　確実な動作を得る事が出来る。
　　　旧来モータを動力源とする機械は、大容量のモータを一定回転速度で回しておき、
　　必要な機械動作部分にクラッチ（機械的な噛み合いクラッチや電磁クラッチなど）
　　を介して動力の伝達を結合したり、開放したりするタイプが多かった。しかしこの
　　ような方法では、下記に説明するように動力伝達を結合する瞬間及び伝達を開放す
　　ると同時に従動側を停止させる時に大きな衝撃力が生じることとなる。低速で使用
　　するか、または従動負荷質量が非常に小さいうちはこの様な使用方法もそれ程問題
　　にならなかったが、近年高速化が要求される様になり、繰り返しが激しくなるにつ
　　れ振動や騒音の問題からクラッチは敬遠される様になってきている。
　　　これに代わって、モータ価格の低コスト化、速度制御技術の進歩と普及により、
　　サーボモータやパルスモータを所要の動作機構部と直結し、モータ自身を速度制御
　　して、起動・停止させる方式が多くなりつつある。この場合、設計者が注意しなけ
　　ればならないのは、モータ回転部の負荷慣性質量と従動側の負荷慣性質量のバラ
　　ンスである。即ち、モータにぶら下がっている負荷慣性質量を全てモータ軸に換算
　　したΣJ_mがモータロータの慣性質量J_Mと桁違いに大きくも・小さくも無いことが
　　必要となる。
　　　　　　

　　図２の回転角速度がクラッチ噛み合い始め時点と、停止ストッパ衝突時に無限大の値
　　となっている。実際には部材の変形や振動・音エネルギーなどになるため理論上の無限
　　大にはならず有限値に止るが、非常に大きな値となることには違いない。一方サーボモ
　　ータ直結の場合は（図４）加速・減速され起動・停止時の加速度は「０」であるため、
　　振動や騒音が著しく低く抑えられる。
　　サーボモータとパルスモータの相違点；
　　　サーボモータは一般に「クローズドループ」で使用されるのに対して、パルスモータ
　　は一般に「オープンループ」で使用することが多い。初級編第９項で既に説明した通り
　　制御系としてフィードバッグのあるクローズドループ方式のサーボモータの方が確実で
　　より安心なのは勿論だが、フィードバッグを行うためのエンコーダ・センサー・制御回
　　路が必要となる分、高価となる。従って、フィードバッグを行わなくても十分に実用と
　　なる様な部分にパルスモータのオープンループが採用されている。
　　電磁石（ソレノイド）の用途；
　　　電磁石（ソレノイド）の動作原理で、吸着型（ラッチング型）と吸引型に分類される。
　　　夫々のタイプと動作原理は下図の通りで、吸着型は長いストロークの場合に起動初期
　　の吸引力が弱い代わり吸着時の吸引力が強い（寧ろ残留磁気力を弱めるために非磁化板
　　を入れて復旧特性と改善している）のが特徴である。また、吸引型はストロークの初期
　　に吸引力が最大値となる様に設計されている。

　　　ソレノイドは比較的簡単に電気信号で単純な機械動作（往復）が得られるので、利用
　　する機会が多いが、以下の点に注意して使用することを奨める。
　　（１）　負荷の大きさによるが、一般的なOA機器では動作時間10〜数100msec・動作スト
　　　　ローク2〜10mm位がよく使われる範囲である。
　　（２）　使用頻度（デューティ）によって（通電時間と非通電時間の比率）、巻線コイル温度
　　　　が上昇し、電気抵抗が増えるため通電電流の低下に伴い吸引力が減少する。これを
　　　　防ぐ方法として、定電流制御を行うかカタログに記載された温度上昇範囲内で使用
　　　　すること。
　　（３）　プランジャーガイド内に「切粉・ゴミ」等が入らない様に注意すること。
　　（４）　プッシュプルタイプ（往復の両位置で電流を切っても安定する）特殊仕様もあり、
　　　　目的によって便利な使い方が可能である。
　　
＊　空気／油圧シリンダ；
　　　　油圧は空気圧と比べ、圧力が高く大きな出力を得られる点を除けば、原理的には
　　　ほぼ同じで、いずれもシリンダ断面積×圧力がピストンの力と考えて良い。
　　　　土木・建設・工作機械類は殆どが油圧シリンダを採用しているのに対して、工場
　　　自動化（Factory　Automation）設備では、空気圧を採用するケースが増えつつある。
　　　これは、比較的小さい力でも機能を果たせることもあるが、空気の方が供給・排出・
　　　漏洩ともに扱い易い点が歓迎されていると言える。
　　　下図は、空気圧弁で制御し最終出力を油圧シリンダで増幅した力を得る例である。
　　
 

　　　　　特長
　　　　●空気圧で高油圧が発生します。
　　　　●空気圧を減圧弁で調節するだけで
　　　　　油圧を無段階に変化する事ができます。
　　　　●油温上昇がほとんどない為、安定した作動が
　　　　　得られます。
　　　　●出力に油圧を利用するので均等な力がえられ
　　　　　ます。

　　　　　油圧吐出量の計算式
　　　　●増圧器の油量は使用油圧シリンダの容積によって決まります。
　　　　　油圧ホース膨張ロスは１ｍあたり５ccです。気泡、漏れ等を考えて
　　　　　1.5倍して下さい。

　　　　●油圧器の油量(cc)
　　　　　
　　　　（例）油圧シリンダ40φ×50st、油圧ホース１ｍ使用時の油量は
　　　　　　　　　　となります。
　　　　●油圧シリンダの推力(kgf)

　　　　　油圧シリンダの理論kg＝油圧シリンダ受圧面積(cm2)×使用空
　　　　気圧力(kg/cm2)×増圧器の増圧比

　　　　（例）油圧シリンダ40φ×50st、使用空気圧3kg/cm2、増圧比1:11の時
　　　　は
　　　　　　　　12.56×3×11≒414kgfとなります。
 

　空気圧シリンダには、FA設備用に小型・高速化に対応する物やリニアーガイドを一体
　化した物等、便利な商品が準備されている。

　　　　　　　　　　　　　　Powerful & Variation
　　　　　　　　　　電磁弁Ｇ０１０シリーズ
　　電磁弁010シリーズがさらに性能アップして、バリエーション拡充！
　　　　　

リニアガイドとベストマッチ ング！　　　　　　　　　　　　 スリット式ロッドレスシリンダＯＶＲシリ ーズとリニアガイドは低重心を生か せるＭ形マウント(オプション)接続で、 スッキリした形状とスムーズな動きを 実現。 <使用例>

ＢＦダイヤフラム　ＢＦdiaphragm ＤＪシリンダ　Cylimder ■複　動　形：φ２０,φ３２,φ４０,φ５０ ■押出単動形：φ２０,φ３２,φ４０ ●ＢＦダイヤフラムを用いた精密制御用シリンダです。 ●ＢＦダイヤフラムによるシールでエア漏れが、ほとんどありません。 ●圧力変動に対する追従性が良好。微圧(0.02MPa注)でも作動します。 注：φ２０以外は０．０１５MPa ■Double Acting type：φ２０,φ３２,φ４０,φ５０ ■Single Acting Push type：φ２０,φ３２,φ４０ ●Precision control cylinder by using a BFdiaphragm. ●Seal by BF diaphragm produces virtully on air leaks. ●Excellent follow-ability versuspressure fluctuations. 　Operates even under micro pressure(0.02MPaNote) Note：０．０１５MPa for other bores of φ２０   ダイヤフラム　Diaphragm ＤＦシリンダ　Cylimder ■回転レス押出単動形：φ１２,φ２０,φ３０,φ４０ ●薄型、軽量の精密制御用シリンダです。 ●ダイヤフラムによるシールでエア漏れが、ほとんどありません。 ●大気側に摺動部が無いためゴミの発生がほとんどありません。 ■Non rotating single acting push type：φ１２,φ２０,φ３０,φ４０ ●A thin, lightweight,cylinder for precision control ●Seal by BF diaphragm produces virtully on air leaks. ●No sliding parts on air side means virtually no dust contamination.

精密レギュレータ　Precision Regulator ＫＲシリーズ　Series ●圧力制御方式にローリングダイヤフラムとメジャリングカプセルを利 　用したサーボバランス方式採用し、精密な圧力調整が可能です。 ●外部パイロット方式は、正負のバイアス調整が可能な出力変化比1：1 　の精密圧力リレー制御を行います。 ●繰り返し再現性　±0.1％Ｆ.Ｓ．以下 ●感度　0.1％Ｆ.Ｓ．以下 ●リリーフ最小圧力　0.00003MPa（論理値） ●By using servo-balance with a rolling diaphragm and measuring 　capsle for pressure regulating enables precision pressure control. ●External pilot method brings precision pressure relay control with 1:1 　output converting ratio and positive bias adjustment. ●Repeatability ±0.1％ＦＳ or less ●Sensitivity 0.1％Ｆ.Ｓ．or less ●Relief minimum pressure 0.00003MPa (theoretical value)   電-空レギュレータ　Electro Pneumatic Transducing Regulators ＫＴＲシリーズ　Series ●高精度な圧力制御が可能です。 　抜群の圧力特性、流量特性を持っています。 ●取付姿勢は自由です。 　（但し調整が必要です。） ●軽量、コンパクトで場所をとりません。 ●Offers high-precision pressure control. ●Has excellent pressure characteristics and flow characteristics. ●Can be mounted in any directions.(But note that adjustment is 　necessary) ●Lightweight and compact, for small installation of space.

表示ストローク＋１０ｍｍ 　Specified stroke + 10mm ショックアブソーバで片側＋５ｍｍのストローク微調整が可能なので、 表示ストロークに対し＋１０ｍｍの余裕ある親切設計。 Shock absorber allows for fine-adjustment of stroke at +5mm on one side,gines a margin of +10mm to the specified stroke.   　取り付け自在 　Mounting flexibility エンドプレート部のダイレクトマウントと底面・側面Ｔスロットで取 り付け自由度が増大。 It can mounted directly at the end plates,or by T slots of the bottom surface or side surface,for increased mounting flexibility.

さらに高剛性に･･･ 　Even more rigid than ever... 備考：ロッドレスシリンダＯＲＳ、ＭＲＳシリーズは ●ピッチング方向モーメント：６０Ｎ・ｍ（ＯＲＳ４０、ＭＲＳ４０） ●ローリング方向モーメント：５０Ｎ・ｍ（ＯＲＳ４０、ＭＲＳ４０） ●ヨーイング方向モーメント：６０Ｎ・ｍ（ＯＲＳ４０、ＭＲＳ４０） Notes:Rodless cylinder ORS ,MRS series ●Pitching moment:６０Ｎ・ｍ（ＯＲＳ４０、ＭＲＳ４０） ●Roling moment:５０Ｎ・ｍ（ＯＲＳ４０、ＭＲＳ４０） ●Yawing moment:６０Ｎ・ｍ（ＯＲＳ４０、ＭＲＳ４０）   ショックアブソリューバユニットを標準装備 Shock absorber unit is standard equipment ショックアブソリューバで位置決めを行っているので、吸収能力を最大 限に生かせます。エンド端からショックアブソリューバがはみ出しません。 また、ショックアブソリューバユニットを移動するだけで、全域にわたる ストローク調整が可能です。 Shock absorber capacity has been maximized because stops load  with its end fase.The shock absorber never protrudes the end  of cylinder plane. In addition,moving the shock absorber unit alone is sufficient to make strokeadjustment along the whole  cylinder stroke range. 　テーブルのヘリサート付タップとピン穴をオプション設定 　Heliserts on the mounting thread and dowel pin  　bole on the table are optional

　豊富なシリンダ径と標準ストローク
　Rich Range of Bore Size and Standard Strokes
 
 
 
 

 
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３−３、動力伝達部品
　　　　動力を伝達する部品として軸・歯車・各種ベルト・カム・リンク機構などが挙
　　　げられるが、これらの部品を設計で採用する上での注意点を以下に列挙する。
　　１）部材には出来るだけ引張り荷重がかかる構造に設計するのが良い。
　　　　一般に部材には圧縮荷重より引張り荷重がかかる構造の方が有利である理由は、
　　　（１）　長柱でも、引張りでは座屈する心配がない。
　　　（２）　安定的に衝撃エネルギーなどを吸収する構造に設計できる。
　　　（３）　一般に構造が簡単で、機械重量が軽量に設計できる。
　　　（４）　ロープ・ベルト・チェーンなどの可撓材を利用でき、機械が簡単にコスト安
　　　　　にできる。
　　　　　但し鋳鉄は、圧縮強度は強いが引張り強度は弱いので、鋳鉄品を使用する場
　　　　　合は、原則として圧縮荷重がかかるような構造に設計するべきだ。
　　２）荷重の性質や内容を十分に考慮した設計とすること。
　　　　例えば一方向に大きなスラスト荷重がかかる軸を支持する構造では、組立上・
　　　　メンテナンス上などの特別な要求が無い限り、出来るだけ軸は強くまた支持部
　　　　は変位・変形も少なく強固に荷重を受けられる様な合理的構造とするのが上
　　　　手い設計である（下図参照）。
　　
　　３）モーメントが極力生じることの少ない設計を心掛けること。
　　　　部材にモーメントが作用すると、それを支持するため部材には曲げモーメント
　　　が働き、応力や撓みが発生したり、また圧縮力、引張り力が働いて、更に運動体
　　　では摩擦力も発生したりする。そしてその結果、部材の大型化や重量化を招来し
　　　たり、また過大の駆動力を必要とすることにもなって望ましくない。
　　　　いずれにしても、部材にモーメントが作用すれば一般に不利ばかりが多くなり、
　　　利益は殆ど無い。従って、極力モーメントが生じないか、生じても極小さくする
　　　機構を設計する事が大切である。その方策のいくつかを次ぎに述べる。
　　　（１）　原則として荷重点は、出来るだけ支点の近くになるように設計すること。
　　　　　また重荷重を片持はりで受けるのは避けるべきだ（次ページ図参照）。
　　　　　なお高速回転軸では、可撓軸継手・プーリなどは支点（軸受）の出来るだけ
　　　　　近傍に設けるようにすると、軸振動の防止に役立つ。
　　　（２）　ピンジョイントなどでは、出来るだけ片持式を避け、フォーク式などのよう
　　　　　な曲げモーメントがかからない形式をとるのが良い（下図（中）参照）。
　　　（３）　駆動力は、外力や反力などの作用力と同一面またはなるべく近い面内で働く
　　　　　ように、かつ出来るだけそれら作用力の中心点の方面に働く様に構成させる
　　　　　こと。例えば下図（下）では、平行二軸でガイドされるスライダを移動させ
　　　　　る場合に、駆動シリンダの配線によってモーメントが発生したり、しなかっ
　　　　　たりする状況を示している。
　　

　　４）長軸によるトルク伝達では、軸のねじれの影響を考慮すること。
　　　　伝達軸の設計では、最大ねじりモーメントによる軸のねじれ角が、一般に軸長
　　　　１m当り0.25°以下になるように軸径を決定しているが、長軸では通常0.2°
　　　　以下に制限するのが良いとされている。しかしそれでもかなりの長軸では、全
　　　　ねじれ角が大きくなって不具合を生じたり、軸のねじれによる内部エネルギー
　　　　の影響が問題になる事があるので注意が肝要である。
　　　　　例えば大きなスパンを持つガーダの中央位置に設置したブレーキ付きモータ
　　　　によって、ガーダの両側車輪を駆動する場合には（下図（a）参照）、種々の理
　　　　由により両側車輪の駆動抵抗は原則として同一でないので、左右の伝動軸長が
　　　　等長であったとしても、大なり小なり両車輪間に回転位相の差が生じて、場合
　　　　によっては両車輪が完全な等速走行できなくなったり、片側車輪が滑ったり、
　　　　ガーダ全体がガタツイテ静斎な走行が出来なくなったりする事にもなる。
　　　　　またモータのブレーキで急速停止させると、両側車輪が滑ったり、ガーダの
　　　　運動エネルギーが伝達軸に歪みエネルギーとして蓄積され、一旦停止後さらに
　　　　後退するなどの不都合が生じることも少なくない。
　　　　　従って長軸駆動のガーダにおいて、両側車輪が十分に等速でガタツカナイ静
　　　　斎な走行を要求されるような場合には、次の様な方式が有効である。
　　　（１）　ブレーキ付きモータを減速せずに伝動軸を駆動し、両側車輪部で必要な
　　　　速度に平歯車減速する（下図（b）参照）。伝動軸径は、片側車輪に全ブレ
　　　　ーキトルクがかかるとした場合の軸径（ねじれ角0.2°／m以下）よりなる
　　　　だけ太くする。なおこの方式では（停止後ガーダが後退しないためには）急
　　　　速停止は避けるのが良い。
　　　（２）　ブレーキ付きモータを減速せずに伝動軸を駆動し、両側車輪部で必要な速
　　　　度にウオーム減速する（下図（c））。伝動軸径は、ガーダの負荷状態によって
　　　　異なるが、通常は多少の余裕をとり、片側車輪に全加速トルクの2／3程度が
　　　　かかるとした場合の軸径とする。一般にこの方式では、ガーダの慣性力は伝
　　　　動軸に直接作用しないので、（停止時間によっては車輪がスリップする可能
　　　　性はあるが）急速停止は可能である。
　　　上記のいずれの方式でも、両側車輪の回転位相差を少なくするために、また伝
　　動軸の（急速停止時の）蓄積エネルギーを少なくするために、伝動軸の速度は速
　　くし（軸径は一般に小さくなる）、車輪部で減速するやり方を取っている。この場
　　合更にガーダの重量・速度・GD^{２・停止時間・車輪径について十分に注意を払っ
　　て設計する必要がある。}
 

^{なおブレーキ付きモータを使用せずに、両側車輪に各々ブレーキを装着する方式も
　あるが、装置が大型化するだけでなく、両側ブレーキのブレーキ力を同じにしたり、
　ブレーキの作動するタイミングを完全に合わせるのが困難なため、静斎な停止は期待
　できない。
　　５）据付面に平行な荷重を支持する締付けボルトは、一般に引張り力のみがかかる
　　　ように工夫すること。
　　　　部品、ブロックの締付ボルトは、据付面に平行な荷重を支持する
　　　場合を含め、一般に引張荷重のみをうけるように工夫するのが原則
　　　である．曲げモーメントやせん断荷重はなるべくかけないようにす
　　　るのがよく、止むおえない場合でもそれらをできるだけ小さくする
　　　ように努めること．
　　　　ブロックなどの締付ボルトによる固定法は、基本的かつ最も使用
　　　頻度の高い手法であるので、特に据付面に平行な荷重の場合につ
　　　き、次に詳しく考察してみることにしよう．
　　　　（１）　１列ボルトによるブロックの固定
　　　　簡単のためにボルトには初期締付力をかけないものとする．据付
　　　面に平行な荷重Ｆが、ブロックの高さＨの所に作用すると、１列ボ
　　　ルトにはブロックの（端部Ａ点の周りの）転倒モーメントＭ＝ＦＨ
　　　を支持するための引張力Ｐと、（ブロックの移動による）せん断力
　　　Ｓがかかることになる[図3･30（ａ）参照]．Ａ点とボルトの中心
　　　線との距離をl，ブロックと据付面との摩擦係数をμとすれば
　　　（�@）荷重Ｆによりブロックが移動しない場合
　　　　荷重Ｆによりブロックが移動しない条件はＳ≦０．よって式（2）より}

^{ｌ≦Ｈμ　　　　　　　　　　　　　　　（3）}

^{すなわちこの時は、ボルトには引張力Ｐだけがかかることになる．
　　　（�A）荷重Ｆによりブロックが移動する場合
　　　　荷重Ｆによりブロックが移動する条件はＳ＞０．よって式(2)より
　　　　　　　　　　　ｌ＞Ｈμ　　　　　　　　　　　　　　　（4）}

^{すなわちこの時は、ボルトには引張力Ｐと、せん断力Ｓが作用
　　　　する．なおこの場合には、ボルトとボルト穴のすきまが小さい方が
　　　　ブロックの移動は少ない．またせん断力によるボルトとブロックと
　　　　の面圧も注意すること．
　　　（�B）ストッパで荷重Ｆを支持する場合
　　　　ストッパ（または突起）をブロックに当て荷重Ｆを支持する場
　　　　合には、ストッパの支持力をＳ’とすれば[図3･30（ｂ）参照]、
　　　　　　　　　　　　（5）}
 

^{この場合は、ボルトには引張力Ｐ＝（Ｈ/ｌ）×Ｆだけがかかる．そ
　　　　してブロックは式（3）の条件がなくても移動しないのでＨ/ｌ→小、
　　　　すなわちｌ→大にすれば引張力Ｐを小さくすることができる．
　　　　　（２）　２列ボルトによるブロックの固定
　　　　　据付面に平行な荷重Ｆがブロックの高さＨの所に作用し、ブロ
　　　　ックの端部Ａ点の周りの転倒モーメント　Ｍ＝ＦＨを２列のボルト
　　　　の引張力で支持するとする［図3･31参照］．第１列、第２列ボルト
　　　　中心線のＡ点からの距離をｌ₁,ｌ₂,第１列,第２列のボルトにかかる}
 

^{引張力をＰ₁,Ｐ₂とすれば
　　　　　　　　　　　ＦＨ＝Ｐ₁ｌ₁＋Ｐ₂ｌ₂　　　　　　　　　　　　（6）}

^{ボルトには初期締付力をかけないものとすれば、ブロックの転倒
　　　　モーメントＭによるボルトの伸び、従って応力または引張力は、
　　　　Ａ点よりの距離に比例するので
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（7）}

^{式（7）を式（6）に代入すれば、
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（8）}

^{通常の設計ではｌ₁＝(0.2〜0.3)ｌ₂程度が普通であるので(ｌ₁/ｌ₂)2
　　　　は極めて小さく、式（8）は
　　　　　　　　　　　　　　　　　（9）}

^{すなわち通常の２列ボルト締付では、Ａ点より遠い側のボルト列
　　　　だけで転倒モーメントをうけ、近い側のボルト列は位置決めだけに
　　　　役立つと考えて計算するとよい.またこの場合のボルトにかかるせ
　　　　ん断力Ｓは、
　　　　　　　　　　　（10）}

^{ストッパで荷重Ｆを支持する場合は、（１）（�B）と同様に計算でき
　　　　る.
　　　　　式（1）､（9）からわかるように、（通常ｌ₂＞ｌであるので）２列
　　　　ボルトの方が１列ボルトより（両方向の荷重に対し）ブロックの固
　　　　定は強固でボルトの引張力は小さくなるので、一般に２列ボルトを
　　　　使用するのが望ましいことになる．
　　　　　なお、ボルトに初期締付力をかける場合も同様にして計算できる
　　　　が、この場合にはボルトの締付面への締付力が増加するので、ブロ
　　　　ックの固定はさらに強固になり、また変位（転倒角を含む）が少な
　　　　くなる．}

^{６）止め輪は、大きなスラストを受けさせたり、しゅう動面として使ってはならない。
　　　　止め輪には軸用と穴用の２種類があるが、いずれも部品の抜け止め、位置決めの
　　　　ためにだけ使用すべきである。耐スラスト能力は小さいので、大きなスラストが
　　　　かかる場所に使用するのは不適当であり、また回転体のしゅう動面として使用
　　　　すると、回転体を傷付けたり、止め輪自体が摩耗して破損するおそれが多いので、
　　　　避けなければならない（下図参照）。}

^{７）ボールねじは垂直昇降機構に使用すると、ボールねじのナット装着体は停止位置
　　　　で自立できずに、自重で下降することがあるので注意が肝要。
　　　　　一般にねじが軸方向の力に対して自立できる（自動締り）条件は、ねじの摩擦
　　　　角をβ、リード角をαとすると、β＞αであることが必要である。ところがボー
　　　　ルねじの摩擦係数μは通常}0.005以下であるので、β＝tan⁻¹μ＝tan^−10.005
　　　　＝0.286°である。また通常α＞2.5°であるのでα＞βとなり当然自動締りはで
　　　　きないことになる。それ故にボールねじを垂直昇降機構に使用する場合には、構
　　　　造によっては自重によりボールねじのナット装着体、またはねじ軸が回転し、停
　　　　止位置を保持できないことがある。
　　　　　例えば次ページ図では、垂直2軸でガイドされたスライダをボールねじ軸に
　　　　直結されたモータで昇降させる機構を示すが、ボールねじおよび（ねじ軸両端
　　　　支持用の）転がり軸受の摩擦係数が小さいために、一般にモータを停止しても
　　　　スライダの自重により、モータロータを回転させスライダは下降する。
　　　　　したがってスライダの停止位置を保持するには、モータロータやねじ軸をブ
　　　　レーキングする必要が有る。ボールねじの効率は90〜95％程度で、はなはだ良い
　　　　が、高効率なるが故に逆に適用方法で特別な注意が必要になってくる。
　　８）銅合金製ブッシュは、原則としてボス側に圧入固定すること。
　　　　銅合金製ブッシュを回転体の軸受として使用する場合には、原則としてボス側に
　　　　圧入固定するものとし、軸側に圧入してはならない（次ページ下図参照）。
　　　　　その理由は次の通りである。
　　　　（１）　一般に銅合金は鉄鋼より熱膨張係数が大きい、そしてしゅう動面は発熱して最
　　　　　　も温度が高くなるので、ボスや軸が回転するとブッシュが最も膨張することに
　　　　　　なる。従ってブッシュを軸に圧入する場合には、圧入代が減少してブッシュは
　　　　　　スリップする恐れが多いが、ブッシュをボス側に圧入しておけば、ブッシュは
　　　　　　膨張代でボス側に更に強固に固着することとなる。
　　　　（２）　ブッシュを軸に圧入する場合には、圧入代が大きいと（ブッシュの材質によ
　　　　　　って）引張強度の小さい銅合金製ブッシュでは破損する恐れが多い。しかし、
　　　　　　比較的圧縮強度が大きい鋳造製ブッシュをボス側に圧入する場合には、その
　　　　　　恐れが少なくなる。
　　　　　　　なお、どうしても軸側にしゅう動メタルを設けなければならない場合には、
　　　　　　軸に銅合金を比較的薄肉に溶着または溶射して、外径を正規の寸法に仕上げて
　　　　　　使用する方法もある（下図（c）参照）。
　　　　
　　　　

　　９）普通の転がり軸受の外輪を車輪として、直接トラック平面上を荷重を掛けた状態
　　　　で走行させる事は良くない。原則として外輪に厚肉のタイヤを嵌めて使用する事。
　　　　　普通の転がり軸受は、内・外輪ともに全面で支持された状態で負荷される事を
　　　　前提に設計されている。そのために外輪をトラック平面に直接当てて（部分的に）
　　　　荷重を加えると、外輪に大きな曲げ応力がかかり、荷重の大きさによっては外輪
　　　　が破損することになる。従って荷重が基本静定格荷重C_{０に比べて極めて小さい
　　　　場合を除き、外輪を直接に車輪として使用するのは避け、外輪に厚肉タイヤをは
　　　　めて補強して使用する方式をとること。（下図参照）
　　　　　なお、大きな荷重がかかった外輪を車輪として、トラック平面上を走らせるこ
　　　　とが出来るトラックローラ（カムフォロァ・ローラフォロァ）は外輪が（トラ
　　　　ック車輪として使用しても差し支えないように）十分に厚肉に、かつ高剛性をも
　　　　つように作られた特別仕様品である。}

10）すべり軸受では、荷重Pとすべり速度Vとの積「PV値」が判断基準となる。
　　　　ここでは、すべり軸受け材料としてジュラコン（ポリアセタール樹脂の一種で、
　　　　商品名）を例に挙げて、検討を進めるプロセスを紹介する。
 

ＰＶ値

　摩擦がおこなわれているとき、荷重Ｐとすべり速度Ｖとの積
ＰＶが、ある数値以上になると、摩擦熱によって摩擦体が溶
融します．すなわち摩擦による発熱限度、焼きつき限度をお
さえる基準としてＰＶ値が用いられますので、ＰＶ値は設計に
おける重要なパラメータのひとつといえます。しかし限界ＰＶ
値は、摩擦熱の発生と放散とのバランスできまり、軸受形
状、摩擦条件、環境条件などによって値が変化しますので、
設計に際して、どう考えるかはひとつの問題です。ジュラコ
ン^ＴＭの代表的な限界ＰＶ値は図1-1〜図1-5に示されます
が、これを要約すると、下記の表1-1のようになります。

　摩擦係数

　摩擦係数は動力損失に影響を与えますが、この特性値も
物質固有の値ではなく、圧力、速度、摩擦面の状態、潤滑
状態、相手材質などによって異なった値となります。たとえ
ば、ジュラコン^ＴＭ同士、ジュラコン^ＴＭ―金属の場合の摩擦係
数は、鈴木式試験機によると無潤滑の場合図1-6、図1-7と
なります。ジャーナルベアリングの場合も、これとおよそ同様
とみられます。

　油で連続潤滑すると、無潤滑の場合より摩擦係数はかな
り小さくなり、すべり速度30cm/s、圧力0.98ＭＰａのとき0.06と
なり、無潤滑の場合の約1/3となります。また100ｃｍ/ｓ、
4.9ＭＰａでは摩擦係数は0.02〜0.04となります。すなわちジュ
ラコン^ＴＭは、自己潤滑性はよいけれども、油潤滑が可能な
ときは、油、グリースなどの使用を考慮することがよいという
ことです。
　一方、水中では上述のように、限界ＰＶ値は大きくなります
が、摩擦係数も大きくなります。たとえば、30cm/s、0.98ＭＰａ
では摩擦係数は0.3〜0.4となり、空気中の場合の1.5〜2倍と
なり、かつ摩耗量も多くなります。たとえば、30cm/s、0.98ＭＰａ
では、自己潤滑性の低下や相手金属のサビによるものと考
えられます。
　ジュラコン^ＴＭと各種プラスチックとの静摩擦係数を参考の
ため図1-8に示しました。
　鈴木式試験機を用いて、低速低荷重でジュラコン^ＴＭと各種
プラスチックとの摩擦摩耗特性を検討すると、ジュラコン^ＴＭ
同士よりジュラコン^ＴＭ―ナイロン、ジュラコン^ＴＭ―高密度ポ
リエチレンなど、異種プラスチックとの組み合わせの方が、摩
耗、摩擦音の点では有利であるという結果もあります。
 

　摩耗

　軸受の寿命推定をおこなうためには、摩耗特性をしらなけ
ればなりません。
　摩耗に関係する因子としては(1)接触面圧、(2)すべり速
度、(3)接触面の仕上げ状態、(4)潤滑状態などがありま
す。接触面圧仕上げ状態、すべり速度に対してはＰＶ値がひとつの目安
となります。鈴木式試験機で測定すると、ジュラコン^ＴＭ同士
の無潤滑の場合は、ＰＶ値が1.4ＭＰａ・ｃｍ/ｓ近辺を設計上限
とし、このときの比摩耗量は

100×10^−１５ｍ^３/Ｎ･ｍ
（単位摩擦距離、単位接触圧力、単位接触面積当りの摩耗
容量）です。

　これに対してジュラコン^ＴＭ―金属(浸炭鋼)の場合は、ＰＶ
値29ＭＰａ･ｃｍ/sのときの比摩耗量が3〜4×10^−１５ｍ^３/Ｎ･ｍと
なり、設計の目安となります。
　また、ＰＶ値が29ＭＰａ･ｃｍ/s以下の場合は、摩耗量が少な
くなりますが、比摩耗量として計算すると、その値はやや大
きくなり、ＰＶ値4.9ＭＰａ･ｃｍ/s前後で比摩耗量は、5〜7×10^−
１５ｍ^３/Ｎ･ｍ程度になります。

　一方、ジャーナルベヤリングによる無潤滑の場合の摩耗
の一例を図1-9に示します。軸受にかかる応力が1.96ＭＰａ
以下のとき、摩耗量はおよそ次のようになります。

ＰＶ　4.9ＭＰａ･ｃｍ/sのとき　1〜3×10^-9ｍｍ／ｍｍ
ＰＶ　9.8ＭＰａ･ｃｍ/sのとき　5〜10×10^-9ｍｍ／ｍｍ
ＰＶ　14ＭＰａ･ｃｍ/sのとき　10〜20×10^-9ｍｍ／ｍｍ

すなわち、鈴木式試験機の場合に比べ、摩耗量はＰＶ値の
影響を受けやすいことになります。

　ジュラコン^ＴＭ―金属の摩耗の場合、忘れてはならないこと
のひとつに、金属表面の仕上がり状態があります。仕上げが
粗いと、ざらつき摩耗になり、摩耗量が多くなります。表面粗
さが3S（3μ）以下ですと、比摩耗量は上述の値でよいので
組み合わせる場合には充分注意しなければなりません。
　また金属の表面硬度もジュラコン^ＴＭの摩耗に影響を及ぼ
します。表面硬度は硬いほどよいので、設計に際しては考
慮すべきでしょう。
 
 

　軸受の寿命

　　　　　与えられた条件で、その軸受が使用できるかどうかは、ま
　　　　ずＰＶ値で判断されますが、実際の使用に当っては、摩耗
　　　　による寿命測定も大切になります。
　　　　　ジャーナルベヤリングの場合の摩擦は図1-9のとおりです
　　　　ので、この図を用いて軸受内径の増加量を推定することが
　　　　できます。

　　　　δ＝λ・π・ｄ_ｇ・ｎ・Ｈ・60(ｍｍ)･･････（10）
　　　　　δ ：軸受内径の増加量(ｍｍ)
　　　　　λ ：図1-9から求められる値(ｍｍ/ｍｍ)
　　　　　ｎ ：ジャーナルの回転数(ｒｐｍ)
　　　　　ｄ_ｇ：ジャーナル径(ｍｍ)
　　　　　Ｈ ：運転時間(ｈ)

　　　　　すなわち、無潤滑運動のときの摩耗量が上式で求められ
　　　　ますので、これをそれぞれの場合の設計基準と比較すれば
　　　　よいわけです。もし摩耗が多いようなら、油潤滑方式を検討
　　　　することになります。
 

　　11）転がり軸受の特徴
　　　【長所】
　　　（１）一般にすべり軸受より摩擦係数が小さく、動力が節約できる。
　　　（２）起動抵抗は普通すべり軸受の10〜15％位で極めて小さい。
　　　（３）ラジアル荷重とスラスト荷重をともに受けられるものが多い。
　　　（４）各種用途に適用できる多くの形式・寸法のものが市販されている。
　　　（５）すべり軸受に比べ軸方向の長さ（軸受幅）が短い。
　　　（６）潤滑剤の消費量が少なく、維持費が少ない。
　　　（７）精度が良く、また精度を長く維持することができる。

　　　【短所】
　　　（１）一般にすべり軸受に比べ衝撃荷重に弱い。
　　　（２）一般に高速回転に弱く、特にスラスト軸受は高速回転に不向きである。
　　　（３）高速では騒音・振動を生じやすい。
　　　（４）すべり軸受より軸受部の直径が大きい。
　　　（５）汎用性（見込生産品）を除き、非汎用品（大形・特殊形式品）はかなり高価で
　　　　ある。

　　　　次ページに主要転がり軸受の主な要目に関する特性を比較している。

　　12）転がり軸受選定手順
　　　　転がり軸受の形式・型番は、おおむね次ページ表に示すような手順に基づいて選
　　　定すれば良い。
　　　　なお軸受の選定に当っては、ポイントになる荷重条件・要求条件・使用条件を先
　　　ず明確にし、重点的にそれを満足させる軸受仕様を検討し、さらにその他の条件に
　　　対しても不具合でないことを確認する方式をとるのが高率的である。

　　　　　　　　　　　　　　　転がり軸受選定手順表

　　13）転がり軸受の使用上の注意事項
　　　　(Ａ)　転がり軸受と軸またはハウジングとの嵌め合は、軌道輪がクリープを起こさな
　　　　　　いように、荷重条件に基ずいて決定すること。基本的には、ラジアル軸受もスラ
　　　　　　スト軸受も共に、荷重方向が変化する（回転する）軌道輪の嵌め合いは硬くし、
　　　　　　変化しない（回転しない）軌道輪の嵌め合いを緩くする。また両軌道輪ともに荷
　　　　　　重方向が変化する場合は、共に緩くせず適当に硬くする。即ちラジアル軸受では
　　　　　（１）　内輪回転荷重を受ける場合は、軸受内径と軸との嵌め合いを硬く（締り嵌め）
　　　　　　　し、軸受外径とハウジングとの嵌め合いを緩く（すきま嵌め）する（下図ａ）。
　　　　　（２）　外輪回転荷重を受ける場合は、軸受内径と軸との嵌め合いは緩く（すきま嵌め）
　　　　　　　し、軸受外径とハウジングとの嵌め合いを硬く（締り嵌め）とする（下図ｂ）。
　　　　　（３）　方向不定荷重の場合は、軸受内径・外径ともにすきま嵌めは避ける（下図ｃ）。

　　　　　　軸受の種類、荷重条件別に分類した場合の軸受と軸またはハウジングとの標準的
　　　　　な嵌め合いは下表に示すとおりである。
　　　　

　　　　(Ｂ)　定常状態における運転時に、すきまが最適値になるように軸受すきまの等級を選
　　　　　　定すること。　一般に軸受すきまは、定常状態における運転時に、０またはそれよ
　　　　　　り僅かに大きくなる様にするのが、軸受性能上望ましいとされている。
　　　　　　　ところで運転している時の軸受すきまと、取付前の軸受すきま（等級）とを比較
　　　　　　すると、最も影響が大きいのは、軸受荷重による弾性変形量を除けば、取付時の嵌
　　　　　　め合いと運転時の温度状態に基づく寸法変化量である。
　　　　　　（１）　軸受を取り付ける時の嵌め合いによって、一般に内輪は締め代の70〜90％膨張
　　　　　　　　し、外輪は締め代の70〜90％収縮する。従ってその量だけ隙間は減少すること
　　　　　　　　になる。すなわち内輪と外輪の有功締め代を�刄ﾂとすれば、締め代による隙間
　　　　　　　　の減少量δ_１は
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　δ_１＝(0.7〜0.9)×�刄ﾂ
　　　　　　　　　なお普通級の隙間は、前記の（クリープを起こさないための）内・外輪の通
　　　　　　　　常の締り嵌めによっては、支障がないように製作されている。
　　　　　　（２）　運転時には、一般に内輪（および転動体）は外輪よりも温度が高く、この温度
　　　　　　　　差によっても隙間は減少する。内輪（および転動体）と外輪との温度差を　　、
　　　　　　　　軸受鋼の熱膨張係数をα、外輪の内径（みぞ径）をＤｉとすれば、温度差による
　　　　　　　　隙間の減少量δ_２は
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　δ_２＝α・Ｄｉ・��Ｔ
　　　　　　（３）　取付け前の軸受隙間が、δ_１＋δ_２より小さくならない様に隙間等級を決めること、
　　　　　　　　特に軸部がはなはだしく高温であったり、ハウジングの冷却効果が大きいとき
　　　　　　　　は、Ｃ_３以上の大きい隙間等級を選ぶのが良い。
　　　　（Ｃ）同一軸上に多数の軸受を取り付け支持する場合には、1個の軸受だけで軸に位置
　　　　　　　決めを行い、他の軸受は軸線方向に自由に移動できるように設置すること。
　　　　　　　　温度変化による軸の膨張・収縮を逃がしたり、組立時の軸受間隔の誤差を調整
　　　　　　　するために、1個の軸受のみで軸の位置を規制して、ラジアル荷重とスラスト荷重
　　　　　　　を受けさせる。他の軸受はラジアル荷重のみを受けさせるが、（スラスト荷重も受
　　　　　　　けられる形式の軸受では）軸受自身を軸線方向に自由に移動出来る様に取り付
　　　　　　　けたり、また軸受内部で軸線方向に自由に移動できる（スラスト荷重を受けられ
　　　　　　　ない）形式の円筒ころ軸受を使用する（下図参照）。
　　　　

　　　　（Ｄ）同一軸の支持には、原則として転がり軸受と平軸受（すべり軸受）とを混合使用
　　　　　　　するのは避けること。　一般に転がり軸受は、軸受荷重により摩耗を起こすこと
　　　　　　　はない。一方、平軸受は長期間の運転中に少しずつ摩耗を起こす。従って同一軸
　　　　　　　の（軸線）支持用に両種の軸受を混合使用すると、運転しているうちに摩耗しな
　　　　　　　い転がり軸受と軸部に無理な力が発生することになり望ましくない（下図ａ、ｂ
　　　　　　　参照）。もちろん同一軸の支持用でなければ、混用しても差し支えない。（下図ｃ
　　　　　　　参照）
　　　　

　　　　（Ｅ）（単列）アンギュラ玉軸受と（単列）円錐ころ軸受は、純ラジアル荷重の場合でも
　　　　　　　スラスト分力（誘起スラスト）を生じるので、2個対向させて用いるか、または
　　　　　　　2個以上組み合わせた軸受として使用する。
　　　　　　　　　（１）　2個の軸受を組み合わせて1体軸受として使用する場合には、軸受の組合わせ
　　　　　　　方向に注意すること。
　　　　　　　（�@）背面組合せは、荷重の作用点間の距離が大きいので、モーメント荷重を支
　　　　　　　　　　持する時、また軸線方向を固持する必要がある時に採用する（下図ａ）。
　　　　　　　（�A）正面組合せは、荷重の作用点間の距離が小さいので、取付け誤差が避け
　　　　　　　　　　られない時、また軸線方向に多少の融通性を持たせたい時に選ぶ（下図ｂ）。
　　　　　　　（�B）並列組合せは、ラジアル荷重と一方向の大きなスラスト荷重を受ける時に
　　　　　　　　　　採用する。但しこの組合せは逆方向のスラスト支持能力はない（下図ｃ）。
　　　　　　　　　

　　　　　　　　　（２）　2個の軸受を（対面させて）離して装着するのは（前ページ下図）、軸受間距離
　　　　　　　　が大きく変化しない場合（または軸とケーシングの膨張・収縮長の差が少ない
　　　　　　　　場合）、すなわち軸受間距離の短い場合や軸の温度変化の少ない場合を除き、
　　　　　　　　原則として避けるべきである。軸長の変化により、軸受のアキシャル隙間が過
　　　　　　　　大・過少になるのは、軸受性能・寿命・発熱などに大きく影響を及ぼすので望
　　　　　　　　ましくない。
　　　　　　（３）　軸受間距離の変化が予想される場合には、2個のアンギュラ玉軸受または円錐
　　　　　　　　ころ軸受を背面または正面組合せ軸受とし（あるいはラジアル荷重とスラスト
　　　　　　　　荷重を受けられる単一軸受でもよい）、軸の位置決めを行い、他側の軸受は軸
　　　　　　　　線方向に自由に移動できるような装着方法をとること（下図参照）。

　　　　（Ｆ）軸のたわみ、軸およびハウジングの加工精度・取付誤差などによって、軸受内・
　　　　　　　外輪の軸線に大きな傾斜角を生じる場合とか、両者の軸線を一致させ難い場合
　　　　　　　には、調心性を持った軸受を使用すること。
　　　　　　　　一般用途の（調心性のない）軸受の許容傾斜度は1／1000〜1／2000が多い
　　　　　　　が、自動調心軸受の許容調心度は次のとおりである。
　　　　　　　　自動調心玉軸受……………………1／20　
　　　　　　　　自動調心ころ軸受…………………1／50〜1／30
　　　　　　　　スラスト自動調心ころ軸受………1／50
　　　　　　　　玉軸受ユニット…………………･･1／50〜1／30
　　　　（Ｇ）　基本（動）定格寿命は、９０％の信頼度で、軸受が転がり疲れ損傷を起こさず
　　　　　　　に回転できる総回転数（100万回転＝33.3rpm×60分×500時間）を基準に定
　　　　　　　められている。90％以上の信頼度の（補正定格）寿命は、次式より算出する。

　　　　　　　　　　　　　L_x＝ａ_x・L₉₀　　　　L_x：信頼度x％の補正定格寿命
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　L₉₀：信頼度90％の基本定格寿命
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ａ_x：信頼度x％の信頼度係数
　
　
　
　　　　　　　　例えば信頼度95％のとき　　＝0.62、97％のときは0.44、99％のときは0.21
　　　　　　　になる。
　　　　（Ｈ）　軸受を軸またはハウジングより取り外しするのを容易に設計すること。
　　　　　　　軸受を取まく構造や抜取り方法を考慮し、通常次の方式から最適な物を選ぶ。
　　　　　　（１）　内輪または外輪を引っ掛けたり押出して抜き取る方式。
　　　　　　　　軸受を軸またはハウジングより抜き取る力は、転動体にかけないで済む構造
　　　　　　　　にする。原則として内輪または外輪を直接引掛けて引抜いたり、取り外し穴
　　　　　　　　を設けピンなどで押出せる様に設計すること（下図参照）。
　　　　　　　　なお軸受を取り付ける軸（およびハウジング）の隅の丸みRは、軸受の面取
　　　　　　　　寸法rより小さいことが必要であるが、軸の強度上rより大きな隅の丸み　　
　　　　　　　　をとりたい場合などは、下図（c）の様に軸の肩と軸受との間にスぺーサを設
　　　　　　　　ける必要がある。
　　　　　　（２）　取外しスリーブやアダプタを設けて（ねじまたは油圧で）軸より取り外しす
　　　　　　　　る方式。
　　　　　　（３）　軸にあけた穴をとおして、油圧を軸と内輪との間に加え、（通常テーパ穴の）
　　　　　　　　内輪を軸より取外す方式（オイルインジェクション法）。
　　　　　　　　　

　　　　14)　軸とボスとの締結法について
　　　　　　　　機械は各種部品の有機的な組合せによって構成されている。そしてそのうちで
　　　　　　　も可動軸または固定軸は、非常に使用頻度の多い構成部品である。
　　　　　　　　一方、軸と締結して動力やトルクを伝達するのに、一般にボスが汎用されてい
　　　　　　　るので、軸とボスとの締結法は設計者にとって最も基本的で重要な基礎技術と言
　　　　　　　うことができる。その観点より初歩的で平易な技術に属するものを含めて、軸と
　　　　　　　ボスとの全ての締結法について改めて体系的に見直してみることにしよう。

　　　(A) 軸とボスとの締結法の種類
　　　　　軸と軸に取付けられる機械構成部品（ボスと総称そることにする）とを固定また
　　　　　は滑動状態で結合する締結法は、概ね次の方式が採用されている。
　　　　（１）　溶接締結法：　軸とボスの端部を溶接で固定する方法であるが、簡単で強固
　　　　　　に固定できる反面、メンテナンス時に分解が出来ないため実用的でない。
　　　　（２）　焼きばめ、冷しばめ締結法：　ボスを加熱（焼きばめ）または軸を冷却（冷
　　　　　　しばめ）することによりボス内径を軸外径より大きくしてボスを軸に勘入し、
　　　　　　（常温では）弾性ひずみで軸とボスとを強く固定しトルクなどを伝達する
　　　　　　締結法。昔日は軸とボスを強固に締結する方法としてよく採用された、比較
　　　　　　的加工・組立が容易であるため現在でも組立て式クランク軸などで使用され
　　　　　　ている。なお、焼きばめ・冷しばめを行った軸とボスの勘合面にキーやピン
　　　　　　を打込むと締付力が低下するので避ける方が良い。また大形単品機の焼きば
　　　　　　め・冷しばめでは、一方の径を加工後寸法測定して相手部品の径を締め代を
　　　　　　確保する寸法に正確に加工する様図面指示すると、加工上の誤差回避が容易。
　　　　（３）　キー締結法：　軸とボスとを角形または円形断面で棒状や板状の結合体（キ
　　　　　　−）により固定したり滑動可能に締結する方式。種類も方式も多種多様であ
　　　　　　り、性能も優れ、かつ信頼性にも富んでいるので、現在では最も広範囲に使
　　　　　　用されている締結法である。詳細は後述B項で説明する。
　　　　（４）　スプライン（およびセレイション）締結法：　軸の外面およびボスの内面に
　　　　　　軸線方向に沿って多数の歯（スプラインまたはセレイション）を切削加工し、
　　　　　　両者の歯を噛合わせることにより軸とボス間でトルクの伝達を行う方式。
　　　　　　軸とボスとは滑動したり（ビスなどで締付けて）固定したりする事ができ、
　　　　　　キーよりも大きな動力伝達ができる。しかし歯の精度を高くしなければな
　　　　　　らないため、加工がやや困難で高価になるので、性能上の要求が高い機械個
　　　　　　所（工作機械・自動車・航空機用機関など）に使用されている。なおセレイ
　　　　　　ションはスプラインの歯高さの低い物を言い、スプラインの一種であるが
　　　　　　伝達トルクは同じ外形径のスプラインより大きい。スプラインおよびセレイ
　　　　　　ションはいづれもJISに規定されている。
　　　　（５）　コッタ締結法：　軸とボスに設けられた穴にテーパの付いた通常長方形断面
　　　　　　の棒状体（コッタ）を打込み軸とボスとを締結し、引張りあるいは圧縮の軸
　　　　　　力を伝達する方式。ただし稀には軸とボスとの間に小さなトルクを伝達する
　　　　　　場合もある。なおコッタ締結は引張力だけの伝達が多いが、同時に圧縮力も
　　　　　　伝達させる場合には、軸に鍔などを設けて圧縮力を支持する方式がよく採用
　　　　　　される（下図参照）。普通ピストン・クロスヘッド・連結棒などの締結に使用
　　　　　　される。JISでは規定されていない。
　　　　　　　　　　

　　　　（６）　ねじ締結法：　軸外面のおねじをボス内面のめねじにねじ込み締結する方式、
　　　　　　一般に引張りおよび圧縮の大きな軸力を伝達できるが、トルクの伝達はでき
　　　　　　ない。回転によって相互の位置と位相を変化できる利点を持つ、ボルト・ナ
　　　　　　ット・シリンダロッドなど広範囲に使用される。
　　　　（７）　スナップリング締結法：　勘合された軸とボスをスナップリングにより位置
　　　　　　決めする締結法（下図左参照）。軸とボスとはトルクの伝達は出来ないが小さ
　　　　　　な軸力は伝達できるので、軸とボスの位置決めによく使用される。JIS規定有
　　　　　　り。なお同様な機能を持つキーパブレードは、軸の回転も規制できる特徴が
　　　　　　有る。（下図右参照）
　　　　　　　

　　　　（８）　止めねじ締結法：　ボスを貫通した止めねじで軸を押えて軸とボスとを固定
　　　　　　する締結法。一般に小さなトルク伝達の場合（例えば小形モータの出力軸と
　　　　　　モータピニオンとの締結）によく使用される。ただし尖り先止めねじの締付
　　　　　　けでは伝達トルクが小さく、過負荷トルク発生時に軸とボスがスリップし、
　　　　　　軸を痛めてボスの着脱が困難になる難点がある（次図（a））。その点で軸の
　　　　　　切平面を棒先止めねじで締付ける方式がまだ優れている（次図（b）参照）。
　　　　（９）　ピン締結法：　軸とボスに開けられた穴に継手（平行）ピンを挿入し、軸と
　　　　　　ボス間の回転運動や小さなトルクを伝達する締結方式（下図参照）。
　　　　　　リンク機構の一部に使用される。
　　　　　　　

　　　　（１０）　摩擦締結法：　ねじなどを締込むことにより、軸とボスにラジアル方向の
　　　　　　作用力を負荷し、その力に基づく摩擦力によって軸とボス間にトルクやスラス
　　　　　　トの伝達を行う締結方式。軸の焼きばめ・冷しばめ締結法も結局は軸とボス間
　　　　　　の摩擦力を利用する締結法ではあるが、この摩擦締結法では、（１）軸とボス間に
　　　　　　摩擦発生介在物がある、（２）摩擦力の調整が可能、（３）軸とボスの着脱が容易、な
　　　　　　どの点で本質的に異なる。また、この締結法は比較的近年開発された方式であ
　　　　　　り、ある種の物は基本的には円錐キー締結法と類似した部分もあるが、機能上、
　　　　　　技術上で格段に進歩した新しい機構・アイデア・手法を採用しているので、区
　　　　　　別して取り扱うことにし、改めて後述する。
　　　（Ｂ)キー締結法について
　　　　　　キー締結法は特色のある種類が多く、適用が簡便でかつ性能が優れ確実で安定し
　　　　　　ているので、現在では広く一般的に使用されている。（下図に種類と特徴を示す）
　　　　　　　
　　　　　　　

　　　　（１）　キー締結法の種類
　　　　キー締結法の主な種類とその特徴を下表に示している．
　　　　　　　

　　　　（２）　沈みキー締結法
　　　　沈みキー締結法は、（１）伝達トルクが大きい、（２）制度がよく性能が
　　　安定している、（３）加工が比較的容易で安価、（４）取付が容易、などの
　　　利点をもっているので、よく使用されているキー締結法のうちでも
　　　用途が最も広く、したがって全般的にみれば締結法のうちでも最も
　　　ポピュラーな方式ということになる．次に実用上特に参考になる点
　　　を述べる．

　　2.2.1　沈みキー締結法の理論計算
　　符号を次のようにとろ[図3・79参照]．
　　ｌ：キーの長さ
　　ｔ：キーの厚さ
　　ｂ：キーの幅
　　ｄ：軸径
　　Ｐ：軸の外周に作用する力
　　Ｔ：軸にかかる回転力＝Ｐ×ｄ/２キーの長さ
　　τ：キーの（軸外周における）
　　　　せん断応力
　　σ_CS：キーと軸の圧縮応力
　　σ_Cb：キーとボスの圧縮応力
　　とし、簡単のために軸およびボスのキーみぞの深さはｔ/２とすると
　　　　　　　　　　　　　　Ｐ＝τｌｂ　　　　　　　　　　　　　（11）
　　　キーが軸より押される力をＰ₁、ボスより押される力をＰ₂とす
　　れば
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（12）
　　　　　　　　　　　　　　　　（13）
　　ただし
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（14）
　　　JISではｄ≦30ｍｍではｔ≦0.4ｄ、ｄ≧38ｍｍではｔ≦0.2ｄ
　　であるので、簡単の大略ｍ≒ｄ/2≒ｎとすれば式(13)よりＰ＝Ｐ₁
　　＝Ｐ₂、式（12）よりσ_CS＝σ_Cb＝σ_Cとなり、式（11）、（12）を等しい
　　とおくと
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（15）
　　ここで
　　　　　　　　　　　

　　　JISでは通常ｔ＝(1〜0.5)ｂにとっている．すなわちτ/σ_C＝0.5〜
　　0.25であるので、キーのせん断応力は圧縮応力に対し許容応力比
　　（許容せん断応力／許容圧縮応力≒0.8）より余裕をとっていること
　　が判る．さらに特別なものを除き一般の沈みキーは（軸とキーの接
　　触高さ）：（ボスとキーの接触高さ）＝１：(0.7〜0.6)であるので、
　　小径軸（22ｍｍ以下）を除けば、通常キーのボス側の圧縮応力は軸
　　側の圧縮応力よりも大きな値になる．また材質上ボスは軸より劣る
　　場合が多いので、ボスとキーの圧縮応力が一番問題になることに
　　なる．
　　　次にキーのせん断抵抗による回転力が、軸の許容回転力に等しい
　　とすれば
　　　　　　　　　　　
　　　ここに、τ_d：軸に生ずる最大せん断応力
　　　いま軸とキーの材質を同じとすればτ＝τ_dであり、これを上式
　　に代入すれば
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（16）
　　　経験上キーが軸に充分に嵌合されるためには、ｌ≧1.5ｄがよいの
　　でｌ＝1.5ｄを式（16）に代入すると
　　　　　　　　
　　　JISではｂ＝(0.4〜0.23)ｄ、すなわち小径軸用キーは幅が広く、
　　大径軸用キーは幅狭くとっている．
　　2.2.2　沈みキー締結法使用上の留意事項
　　前記の理論計算などに基づいて、沈みキー締結法を使用するに際
　　しての留意事項は次の通り．
　　ａ）　沈みキー締結法は、できるだけ作用力の小さな（強力な）の
　　う配キー（打込キー）として使用すること．ただしキー打込みに基
　　　　　　　　

　　づくボスの中心線の（軸の）軸線よりのずれには十分に注意する必
　　要がある．
　　　軸の回転力によりキーには軸からＰ₁、ボスからＰ₂の力が作用
　　し、キーを回転しようとするモーメントＭを生ずる[図3･80参
　　照]．このモーメントを軸キーみぞ上面とボスのキーみぞ下面だ
　　けで支持する場合（こう配キー）は、軸のキーみぞだけで支持する
　　場合（平行キー）の1/2以下の作用力が働くことのなる．その上、
　　こう配キーは軸のキーみぞ部でも強固にキーを支持するので、平行
　　キーより遙かに作用力は小さい強力なキーということができる．
　　ｂ）　平行キー（キー上面とボスのキーみぞ下面との間に間隙があ
　　る沈みキー）は、キーと軸やボスのキーみぞとのはめあいをかたく
　　したキーの転倒を防ぎ、キーのせん断力を十分に働かせるように配
　　慮すること．JISではキーとキーみぞとのはめあいは、軸側の方を
　　ボス側よりかたくとっている．
　　ｃ）　一般の（JISの）沈みキーでは、通常キーとキーみぞとの接
　　触面積が少なく面圧が大きくなるので、一般に（一部の小径軸を除
　　き）キーのせん断応力よりもキーとボスとの面圧計算を第一に行な
　　って、強度を十分にチェックすること．
　　ｄ）　沈みキーの長さは、原則として軸径の1.5倍以上とること．
　　キー長さが不足する場合は特に面圧計算を十分に行い、許容値を
　　超えたときには複数のキーを設けること．

　(Ｃ)　摩擦締結法について
　　　昭和20年代にスウェーデンで開発され、昭和30年代初頭には
　　はやくも日本へも導入されたオイルインジェクション法は、摩擦締結
　　法の開発に大きな影響を及ぼした技術とみられる．この方法は当
　　初、圧延ロール用ベアリングの内輪を、ロールネックに強固に組付
　　け、取り外しする作業を容易に確実に行うために考案された技術
　　である．
　　　すなわち高圧油をロールネックの端面よりネック内の油路を通し
　　て、テーパネック表面の円周方向に設けられた油みぞへ送りこみ、
　　ベアリング内輪の内径を膨張させて比較的小さな力でベアリングを
　　ネックに挿入し、高圧油をぬいてネックにタイトに固定する[次
　　ページ参照]．取り外しは組付けの逆とする．
　　　　

　　　オイルインジェクション法やテーパ穴付ベアリングのアダプタ固
　　定法にヒントを得て、近年種々の摩擦締結法が続々と開発されて
　　いるので、その内の代表的な形式について述べてみる．

　　Ｃ−１．摩擦締結法の種類
　　　ａ）　テーパスリーブ形
　　　軸線方向にスリットの入ったインナリングの一端部はテーパにな
　　っていて、そこに嵌合するスリットを有するアウタリングを他端部
　　側から（ナットなどで）軸線方向に移動させ、アウタリング、イン
　　ナリングをそれぞれボス内径、軸外径に押し付けて軸とボスを締結
　　させる方式[下図　参照]．締結エレメントを１組または（ボスの
　　　　

　　両端に１組ずつ）２組並列に装着可能であるが、ボスのセンタリン
　　グ性はあまりよくない．繊維機械用長シャフト、鉄道用車輪、ファ
　　ン、撹拌機などに使用する．
　　　ｂ）　シングルコーン形
　　　　軸とボス穴内にセットされたアウタリング、インナリングに（締
　　付ボルトなどで）加圧スリープを介して軸線方向に加圧力を与え、
　　両リング間のくさび作用により半径方向の力を発生せしめ、ボスお
　　よび軸を締結する摩擦力を生じさせる方式[図　次項参照]．取付ス
　　　　

　　ペースは小さく、締結エレメントは４組まで直列に装着できるので
　　締結力は大きい．ボスのセンタリング機能はないので、軸とボス間
　　のガイド部（長さは直径／２以上）でセンタリングする．プーリ、
　　歯車、クランクシャフト、ポンプ、カム、ブレーキディスクなどに
　　使用する．
　　　ｃ）　ダブルコーン形
　　　前後のテーパリングをクランプねじで締付けて接近させ、軸線方
　　向の１箇所にスリットの入ったアウタレースとインナレースのそれ
　　ぞれの外径、内径を拡大または縮小させボス内径と軸の外径に押
　　付けて、その摩擦力でボスと軸とを締結する方式[下図参照]．
　　２組の締結エレメントを直列または並列に装着することが可能で大
　　きな伝達トルク用に適するが、ボスのセンタリング機能はないので
　　軸とボス間のガイド部でセンタリングする必要がある．フライホイ
　　ール、コンベヤドラム、スプロケットホイール、プーリなどに使用
　　される．
　　　　

　　　ｄ）　円筒スリーブ形
　　　1974年よりスウェーデンFFV社から製造・販売された（商品名
　　ETPブシュ）．円筒スリーブ内に挿入されシーリングリングで密封
　　された圧力媒体を、クランピングボルトを締め込むことによりフラ
　　ンジ、ピストンリングおよびシーリングリングを介して圧縮・加圧
　　し、スリーブの内圧によって軸側スリーブは収縮、ボス側スリーブ
　　は拡張し、軸とボスとをスリーブにより締結する方式[下図参照]．
　　小型であるが許容伝達トルクが大きく、スリーブにスリッドがない
　　のでボスの同心度が高い．各種機械や変動・衝撃荷重のある機械に
　　も適用できる．
　　　　

　　Ｃ−２．摩擦締結法の主な長所、短所
　　　長所；
　　　（１）　軸に特別な加工を行う必要はなく、軸が強く加工費が安価
　　　（２）　軸とボスとの相対的位置決めと位相合わせ（割出し）が自由に
　　できる
　　　（３）　組付け、取り外しが容易で何回でも使用できる
　　　（４）　締結力の設計と設定が自由にできる
　　　（５）　締結後はガタがなく振動用、衝撃用に強い
　　　短所；
　　　（１）　各種締結エレメントはそれぞれの専門メーカーによる市販品を
　　使用する必要がある
　　　（２）　形式によって選定基準、装着基準が異なり、計算がやや面倒
　　　（３）　（形式によっては）取付スペースやボス幅が大きくなること
　　がある
　　　（４）　摩擦力の設定管理が必要

　　Ｃ−３．摩擦締結法適用上の注意次項
　　　（１）　締結エレメントのメーカーの技術説明をうけ、カタログを熟読
　　し、それぞれの摩擦締結法の機構、特徴、適用上の問題点、価格な
　　どを十分に理解し、最適な形式のものを選定すること．
　　　（２）　形番の選定基準や装着上の注意事項などを遵守して設計する
　　こと．形番と組数、取付ボルトの加圧力、軸側とボス側の面圧と材
　　質、ボスの外径、センタリング対策などの計算項目や機構設計上の
　　遵守事項を忠実に守り設計すること．
　　　（３）　摩擦力はトルクレンチによる締付けボルトの締付けトルクにより
　　規正、管理されている．したがって図面または取扱説明書に作業基
　　準、設定標準値を明記すること．
　　　軸とボスとの締結法に関しても以上のように多くの種類、技法が
　　あるし、また新しく開発されている技術も少なくない．設計者は一
　　見初歩的と見られるこれらの技術も軽視することなく、初技術の特
　　徴、特色を熟知し、適切な誤りのない適用をマスタする必要がある．

　　








 
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　　(15)　歯車について
　　　　　インボリュート歯車は、歯数が少ない場合や歯数比が極端に大きい場合、一方
　　　　の歯先が相手歯車の歯元に当って回転出来なくなり、歯の干渉が起こる。この干
　　　　渉は、歯車を加工する際に、切り下げを行う事で解消するが、必ずしも好ましい
　　　　歯車とはならない。そのため、切り下げの起こる限界と切り下げを避ける最小の
　　　　歯数が示されている。
　　　(A) 歯の切り下げと限界歯数
　　　　　歯切りをするときに、ラック工具やホブなどの歯切り工具によって、切り込み
　　　　限界を越えて切下げを行い、歯の干渉を防ぐことが出来る。しかし、切込み限界
　　　　をこえると下図の様に歯の切下げ（undercut）が起き、歯車の歯元は削られ、歯
　　　　の強度や噛み合い率が減少するなど、好ましい歯車が得られない。
　　　　　一般に圧力角20°の標準歯車では、理論上の限界歯数は17枚とされているが、
　　　　実用上14枚まで使用しても良いとされている。　歯車の干渉を生ずる限界歯数　
　　　　は、次式で表される。但し、工具圧力角をα（標準歯車では、α＝20°）とする。

　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　(B) 転位歯車
　　　　標準歯車は、基準ラックのラック工具の基準ピッチ線と歯車の基準ピッチ円が
　　　　接するように歯切りされる。転位歯車（profile shifted gear）とは、ラック工具
　　　　の基準ピッチ線を歯車の基準ピッチ円の外側へずらし（正の転位）て歯切りを行
　　　　った歯車である。転位歯車は、歯の切下げが起こらず、歯元の厚い歯車となる。
　　　　
　　　　（１）　転位歯切りの原理を上図（右）に示す。
　　　　（２）　転位量と転位係数
　　　　　　転位量は、工具をずらした量であり、モジュールmの倍数xで表す。この時
　　　　　　のxが転位係数である。歯車の歯数をz、切下げ限界の転位係数をx₀とした
　　　　　　時、それぞれ次式で求めることが出来る。
　　　　　　　　　　　　　　　　　

□ 関連事項　◎バックラッシュ
　　　　　　　　　平歯車やはすば歯車のバックラッシュを設けるために、歯切りのときに
　　　　　　　　歯切り工具を標準の切込み以上に深くして、歯厚をやせさせる方法が多
　　　　　　　　く使われているので、転移歯車と区別しておく必要がある．

　　　　　　　　■例　題■■　転位係数と転位量を求めてみよう
　　　　　　　　　モジュール4ｍｍ、歯数12、工具圧力角20°の平歯車がある．この歯車の切下げ限界の転
　　　　　　　　位係数と歯切り工具の転位置を求めよ．

　　　　　　　　答　切下げ限界の転位係数はｘ₀＞0.298、歯切り工具の転位量は1.192

　　(Ｃ)歯車の強度設計
　　　　歯車の強度計算では、一般に計算を簡略化するため平歯車で行い、ルイスの式に
　　　　よる歯元にかかる曲げモーメントに対する歯元の強度を求める方法と。歯面にか
　　　　かる面圧で歯面の摩耗を考慮する二つの方法がある。

　　　（１）　ルイスの式による歯元強度の設計

　　　　　　　　　　ルイスの式は最悪の場合として、1枚の歯先に全法線荷
　　　　　　　　　重がかかるものとして、歯元に生じる最大曲げ応力を考えて
　　　　　　　　　使用している。
　　　　　　　　　　しかし文献によると、厳密にはいろいろの点にさらに考慮
　　　　　　　　　を払う必要があるとのことであるので、参考のために引用す
　　　　　　　　　る。

　　　　　　　　　1)　歯先に全荷重が加わると仮定しているが、精度の高
　　　　　　　　　　い、とくに歯形修正したギヤではこのような仮定は成立し
　　　　　　　　　　ない。
　　　　　　　　　2)　荷重の半径方向の成分による歯元に働く垂直応力、お
　　　　　　　　　　よび円周方向の成分によるせん断応力が考慮されてい
　　　　　　　　　　ない。
　　　　　　　　　3)　スミ肉における応力集注が考慮されていない。
　　　　　　　　　4)　放物線と歯形との接点による危険断面がはたして実例
　　　　　　　　　　と一致するか否かは不明であり、また、この点の歯厚を
　　　　　　　　　　求めることが面倒である。
　　　　　　　　　5)　歯幅にそって100％歯面が当ることが理想であるが、
　　　　　　　　　　実際には工作誤差を考慮して、歯幅の有効度を考慮する
　　　　　　　　　　必要がある。
 

　　　　　　　　　　(1)歯にかかる接線荷重、伝達トルク、伝達馬力
　　　　　　　　　　　　ルイスの式によれば、平歯車の歯にかかる接線荷重
　　　　　　　　　　　Ｐおよび伝達トルクＴはそれぞれ(1)、(2)式によって表さ
　　　　　　　　　　　れる。

　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　Ｐ：歯にかかる接線荷重Ｎ
　　　　　　　　　　　Ｔ：トルクＮ・ｍ
　　　　　　　　　　　σ_b：曲げ応力ＭＰａ
　　　　　　　　　　　ｂ：歯幅ｍｍ
　　　　　　　　　　　ｍ：モジュールｍｍ
　　　　　　　　　　　ｄ：ピッチ円直径ｍｍ
　　　　　　　　　　　ｙ’：ピッチ点付近における歯形係数
　　　　　　　　　　　　　「モジュールｍ基準」（表2-1参照）
　　　　　　　　　　　Ｚ：歯数



　　　　　　　　　　(2)最大許容曲げ応力
　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　ジュラコン^TM歯車の場合も、許容曲げ応力は種々な
　　　　　　　　　　　運動条件のみならず、歯の大きさ（モジュール）によって
　　　　　　　　　　　も変わってくる。ここでは、図２−２に示す標準条件での
　　　　　　　　　　　試験で求めたそれぞれのモジュールに対応する最大
　　　　　　　　　　　許容曲げ応力を基礎にして、運動条件がこれと異なる
　　　　　　　　　　　場合には、(3)式により補正する方法を用いることにす
　　　　　　　　　　　る。

　　　　　　　　　　　ここに

　　　　　　　　　　　　　σ_b：問題となる運転条件での最大許容曲げ応力ＭＰａ
　　　　　　　　　　　　　σ_b'：図2-2から求めた標準条件での最大許容曲げ応力ＭＰａ
　　　　　　　　　　　　　Ｃ_s：使用状況係数（表2-2）
　　　　　　　　　　　　　Ｋ_v：速度補正係数（表2-3）
　　　　　　　　　　　　　Ｋ_T：温度係数
　　　　　　　　　　　　　　　　使用温度が高い場合は温度補正しなければ
　　　　　　　　　　　　　　　　ならない。歯の曲げ疲労強度と静的曲げ強
　　　　　　　　　　　　　　　　度とはよい相関があるので、曲げ強度〜温
　　　　　　　　　　　　　　　　度の関係を使用して補正すればよい。たと
　　　　　　　　　　　　　　　　えば、80℃のときは図2-4を用いて
　　　　　　　　　　　　　　　　を得る。

　　　　　　　　　　　　　Ｋ_L：潤滑係数
　　　　　　　　　　　　　　　　無潤滑の場合　Ｋ_L＝0.8
　　　　　　　　　　　　　　　　グリスによる初期潤滑の場合　Ｋ_L＝1
　　　　　　　　　　　　　　　　油による連続潤滑の場合　Ｋ_L＝1.5〜3.0
　　　　　　　　　　　　　　　　　油潤滑の有無、フィルタの有無で潤滑効
　　　　　　　　　　　　　　　　　果が変わるので、範囲で与えてある。単に
　　　　　　　　　　　　　　　　　油槽に浸漬して運転する場合はＫ_L＝1.5と
　　　　　　　　　　　　　　　　　する。
　　　　　　　　　　　　　Ｋ_M：材質係数
　　　　　　　　　　　　　　　　ジュラコン^TM―金属の組み合わせのとき
　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｋ_M＝1
　　　　　　　　　　　　　　　　ジュラコン^TM―ジュラコン^TMの組み
　　　　　　　　　　　　　　　　合わせのとき
　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｋ_M＝0.8
　　　　　　　　　　　　　　　　　ジュラコン^TM―金属の組み合わせのとき
　　　　　　　　　　　　　　　　　に注意しなければならない点は、金属側
　　　　　　　　　　　　　　　　　の表面平滑度であり、表面が粗くなると摩
　　　　　　　　　　　　　　　　　耗が多くなる。
　　　　　　　　　　　　　Ｋ_G：材料強度補正（表2-3）係数

　　　　　　　　　　　すなわち(3)式で求めた許容曲げ応力σ_hを(1)式また

　　　　　　　　　　　または(2)式に代入すればよいわけである。

　　　　　　

　　　　　　　　　　　　図2-2を求めた時の標準条件は次のa)〜e)のと

　　　　　　　　　　　おりであり、Ｃ_s,Ｋ_v,Ｋ_T,Ｋ_L,Ｋ_M,Ｋ_Gはすべて、この条件のとき
　　　　　　　　　　　1になるようにとってあるので、(3)式によって簡単に補
　　　　　　　　　　　正ができるのである。

　　　　　　　　　　　a)使用状況：運転時間は8から10ｈ／日で荷重は一様
　　　　　　　　　　（表2-2参照）
　　　　　　　　　　　b)ピッチ円周速度：14ｍ／ｓ（図2-3参照）
　　　　　　　　　　　c)温度：常温（図2-4参照）
　　　　　　　　　　　d)潤滑：グリスによる初期潤滑
　　　　　　　　　　　e)材質係数：ジュラコン^TMＭ90―金属の組み合わせ

　　　　　　　　　　　また図2-2では、ジュラコン^TMの歯車としてよく用いら
　　　　　　　　　　れるモジュール0.8〜2.0の範囲がカバーされている。モ
　　　　　　　　　　ジュール0.8以下の場合にも、モジュール0.8の場合の
　　　　　　　　　　許容曲げ応力を用いておけば、より安全側であるので
　　　　　　　　　　問題ない。
　　　　　　　　　　　またモジュール3.0に場合は、モジュール2.0の許容
　　　　　　　　　　曲げ応力の80％をとればよい。
　　　　　　　　　　　さらに図2-2に示す曲線はバラツキを考慮して、実験
　　　　　　　　　　の平均値よりも約25％ほど低めに描いたものである。

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　(3)かみ合い率
　　　　　　　　　　　　ルイスの式は1枚の歯先に全法線荷重がかかると
　　　　　　　　　　　して歯元強度を計算しているが、実際には一枚以上か
　　　　　　　　　　　み合うことが多い。圧力角20°並歯の平歯車のかみ
　　　　　　　　　　　合い率は1と2の間にあり、たとえば歯数20と30とのも
　　　　　　　　　　　のでは、かみ合い率は約1.6となる。すなわち、1組の
　　　　　　　　　　　歯がかみ合いをはじめた瞬間には、それより1法線ピ
　　　　　　　　　　　ッチだけ進んだ点では、すでに他の1組の歯がかみ合
　　　　　　　　　　　っているので、それ以後0.6法線ピッチの間は2組の歯
　　　　　　　　　　　がかみ合っている。その後の0.4法線ピッチ間は、あと
　　　　　　　　　　　でかみ合いに参加した1組の歯だけでかみ合うことに
　　　　　　　　　　　なる。したがって、歯形係数として歯先に全荷重がか
　　　　　　　　　　　かる場合の値ｙ’を用いている。
　　　　　　　　　　　　かみ合い率が大きくなれば、歯の強度の点からも好
　　　　　　　　　　　ましいので、動力伝達用ギヤでは、とくにかみ合い率
　　　　　　　　　　　が大きくなるように配慮するのがいよい。
　　　　　　　　　　　　また圧力角が小さくなると、かみ合い率が大きくな
　　　　　　　　　　　り、たとえば、、並歯の平歯車は、かみ合い率が２
　　　　　　　　　　　以上になることもあり、かみ合い率だけからいえば、好
　　　　　　　　　　　ましい状態になる。このため、圧力角20°の標準工具
　　　　　　　　　　　カッタでプラス転位して成形されたギヤは、圧力角が
　　　　　　　　　　　20°より大きくなるので、かみ合い率の点からは不利
　　　　　　　　　　　になるといえる。

　　　　　　（２）　ヘルツの面厚による設計

　　　　　　　　　　　　油潤滑されている場合、ジュラコン^TMギヤの摩耗はあまり
　　　　　　　　　　　問題ではないが、無潤滑ギヤの場合は、歯が折損する前に摩
　　　　　　　　　　　耗で使用不能になる傾向があるので、面圧による設計をお
　　　　　　　　　　　こなわなければならない。
　　　　　　　　　　　　面圧強度の設計には、(4)式で計算されるヘルツの面圧Ｓc
　　　　　　　　　　　と図2-5の許容面圧とから使用可否の判断ができる。しか
　　　　　　　　　　　し、この両者にあまり大きな差がないときは、さらに詳細に
　　　　　　　　　　　検討する必要があり、その場合は当社にご相談ください。

　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　ここで

　　　　　　　　　　　　Ｐ：歯にかかる接線荷重Ｎ
　　　　　　　　　　　　ｂ：歯幅ｍｍ

　　　　　　　　　　　　ｄ₁：ピニオンのピッチ円直径ｍｍ
　　　　　　　　　　　　ｉ：歯数比＝Ｚ₂／ｚ₁
　　　　　　　　　　　　Ｅ：ギヤ材の弾性係数MPａ(図2-6）
　　　　　　　　　　　　α：圧力角

　　　　　　　　　　　　ただし添字1はピニオンを、また添字2はギヤを示す。
　　　　　　　　　　　　図2-5は、次に示すような条件で得られた実測値を基に
　　　　　　　　　　　して、バラツキを考慮して定めた許容面圧の値である。

　　　　　　　　　　　　(a)歯車の材質：ジュラコン^TM―鋼の組み合わせ
　　　　　　　　　　　　(b)モジュール：ｍ＝2ｍｍ
　　　　　　　　　　　　(c)温度：常温
　　　　　　　　　　　　(d)潤滑：無潤滑

　　　　　　　　　　　なお、鋼製ギヤの歯面は研削してある。もし研削しない場合
　　　　　　　　　　　（歯面の最大粗さ5μｍ)は図2-5の最大許容面圧より4〜
　　　　　　　　　　　9ＭＰａ小さくとる必要がある。
　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　ここまでジュラコン^TM平歯車の強度設計について述べてき
　　　　　　　　　　　ましたが、その他のジュラコン^TMに関しては次項の計算式を
　　　　　　　　　　　使って設計することができます。しかし、計算値が使用可否
　　　　　　　　　　　の判断をするには微妙な結果になった場合は、さらに詳細に
　　　　　　　　　　　検討する必要があり、この場合も当社にご相談ください。

　　　　　　以上ジュラコン（ポリアセタール樹脂）で、歯車の強度を検討したが、材料
　　　　　による差があるにしても、歯車の強度計算の基本に変わりはない。
　　　　　　なお、一般に歯車列で使用する場合、減速歯車機構では一番元になるピニオ
　　　　　ン歯車が最も歯車強度・歯面摩耗ともに不利となることから、このピニオンが
　　　　　寿命的に余裕あれば他の歯車は安心できると考えて良い。　また、激しく加速・
　　　　　減速を繰り返す用途において、負荷慣性モーメントを極力小さくし、且つ強度
　　　　　を大きくするために上記ピニオン歯車に金属性を用い、外径の大きな歯車材を
　　　　　軽量な樹脂製にする方法が多く見受けられる。
　　　　　　勿論減速機構でなく増速機構の場合は、上記と逆で最先端の小径歯車の強度
　　　　　が一番厳しくなることは言うまでもない。
 

---

歯車の寸法計算

---

基本的な歯車諸元に基づき、旋削加工などに必要な歯車寸法を計算していきます。

---

標準平歯車
 
 

図４．１に標準平歯車のかみあいを
示しました。
標準平歯車においては、互いのピッ
チ円が接する状態でかみ合います。

表４．１には標準平歯車の計算を示
します。
　　　　　
 

　　　　

表４．１では、はじめにモジュールｍと歯数z1、z2が決められていました。
これとは異なり初めにモジュールｍと中心距離ａと速度伝達比ｕ（注１）が決まっていて、歯数z1
z2を計算するには表４．２によります。


この例のように歯車がうまい具合に整数となって計算されるとは限りません。そんなときは歯車
歯車を転位したり、はすば歯車にすれば必要な速比に近い値を得ることが可能です。

転位平歯車
図４．２に転位平歯車のかみあいを示しまし
た。
この歯車において大切なのはかみあい

ピッチ円直径dbとかみあい圧力角αｂです。
これらは、転位平歯車の中心距離axをもと
に、次の式によって簡単に求まります。
　　　

　転位歯車はこのピッチ円が接する形でか
みあいます。かみあいピッチ円の圧力角が
かみあい圧力角です。
　表４．３には初めに転移係数x1、x2を決め
て計算する方法を示します。この転位計算
は頂げきckを０．２５ｍ保つ考えに基づいて
います。
　　　　

この計算式においてx1−x2＝0とすれば、これは標準平歯車の式になります。
計算表(1)の４番から８番までの計算項目を逆に計算するのが次に示す方法(2)です。
　　　　

この寸法計算は歯車計算ソフトＧＣＳＷ　Ｖｅｒ3.02で計算することが出来ます。

---

インボリュート曲線

---

　インボリュート曲線のことを伸開線または漸伸線と呼びますが、これはインボリュート曲線の書
き方を表しています。
　インボリュート曲線は図３．３のように円筒に巻きつけた糸をほどくとき、糸の先端が描く曲線であり
この円筒が歯車における基礎円となります。
この基礎円の接して、滑ることなく転がる定規の１点が描く曲線も、インボリュート曲線です。



基礎円の中心Ｏを座標原点としてインボリュート曲線をｘｙ直交座標系であらわすと、次のように
なります。
　　　　　　　 　この式を用いればインボリュート歯形を簡単に作図することが可能です。



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（16）ベルト・チェーン（巻掛伝動）
　　　巻掛伝動は、ベルト・チェーンの掛け方のルールを遵守して設計すること。
　　巻掛伝動では、伝動車の配置と回転方向、ベルト・チェーンの掛け方に関し、
　　基本的に次の基準に従うのが良い。
　（１）　ベルト（平ベルト・Vベルト）の掛け方は、駆動時に駆動車（通常小プーリ）
　　　に巻き付いたベルトが出口側近より弛みになる様にし（下図１（a）参照）、チ
　　　ェーンの掛け方は駆動時に駆動輪（通常小スプロケット）に巻き付いたチェー
　　　ンが出口側遠ざかり弛みになるようにする（下図２（a）参照）のが原則である。
　　　　ベルト駆動では、出来る限り大きな動力伝達が出来る様に、駆動時に駆動側
　　　小プーリのベルトの接触長さ即ち巻掛角を出来るだけ大きくする様な（出口側
　　　近より弛みになる）ベルトの掛け方をする。
　　　　一方、チェーン伝動では、駆動時に駆動側小スプロケットに巻き付いたチ
　　　ェーンが出口側近より弛みになると、スプロケットからチェーンが外れ難く
　　　なって巻き込む傾向が生じるので、そろを回避するために（ベルト伝動とは
　　　反対に）出口側遠ざかり弛みになるチェーンの掛け方をする。
　（２）　ベルトおよびチェーン伝動で、プーリまたはスプロケットを垂直に近い上下
　　　位置に配置する場合には、小径のプーリまたはスプロケットは上側に配置する
　　　のが望ましい（下図１（b）、下図２（b）参照）。　垂直に近い上下配置でのベ
　　　ルト伝動で、下側に小プーリをおけば、小プーリ側のベルトは弛む傾向が強い。
　　　一方、チェーン伝動では、一般にスプロケット中心線と水平線とのなす傾斜角
　　　が約60°以下になる様に配置するのが良いが、傾斜角が60°以上で、かつ下側
　　　に小スプロケットを配置すると、チェーンの下側スプロケットとの噛合いは悪
　　　く外れ気味になる。
　
　
　　　
　
　
　　　
　
　
　（３）　前記の標準的な配置や回転方向をとることが出来ない場合には、適宣張り車ま
　　　たは押し車をベルト・チェーンの緩み側に設け、弛みをなくす様にする（上図
　　　１（a）、（b）、上図２（a）、（c）参照）。
　　　但し、この場合には設備費が高価になるし、またベルトの寿命も短くなるなど
　　　の欠点があるので、出来るだけ張り車、押し車を使用しないで済ませられる設
　　　計を心掛けるのが望ましい。
　（４）　ロープ・ベルト伝動は、適当な初張力をかけ、伸びる事を忘れないこと。
　　　巻掛伝動のロープ・ベルトは、適当な初張力をかけるし、運転時にも駆動用の
　　　張力がかかるので、セット前（無負荷時）より当然伸びることとなる。伸び量
　　　は種類・形式・材質・組織・負荷の大きさ・長さなどによって異なるが、使用
　　　荷重が引張り強さの10％程度であっても２％程度の伸びはどうしても避けら
　　　れない。従って当初より伸び代を考慮して、プーリの軸間距離を（ｽﾗｲﾄﾞﾍﾞｰｽな
　　　どで）平行移動で調整できる様にしたり、引張り車・押し車を移動させたりし
　　　て、伸び代と張力の調整を行う必要がある。
　　　　ロープ・ベルトの材料によっては、予め初期の伸び量を除去してから使用す
　　　る場合もある。また歯付きベルトでﾊﾞｯｸﾗｯｼｭを減らすためにベルト張力が高く
　　　なり過ぎ、軸受を損傷する失敗設計が多いので要注意。
　
　

　
○力を伝え、同時に物を運ぶ三ツ星ベルトの複合機能ベルト。
　


三ツ星ベルトは伝動システムのコンパクト化に努めてきました。その代表的なも 　のには、伝動効率にロスがないタイミングベルト。多軸駆動でも高伝動力が得られ 　るＶリブドベルト。高速伝動ができる高性能平ベルトなどさまざまです。

　　　　　　　こうした精度の高い伝動ベルト群は、産業界の幅広い分野で活躍。伝動と搬送
　　　　　　　機能を持った三ツ星ベルトの複合機能ベルトは、用途により材質、特性、タイプ
　　　　　　　も多彩です。

　　　　　　　〔主な用途〕
　　　　　　　自動車、産業機械、精密機械、ＯＡ機器、家電製品、複写機、ＡＴＭ(現金自動預
　　　　　　　け払い機)、自動改札機、券売機、自販機など。
 

【Ｖリブドベルト】 自動車のファン、エアコン、オルタ ネータ、パワーステアリングなど７ 軸を1本のベルトで回す。       【Ｖリブドベルト】 大型横編機のキャリッジ駆動に 採用された幅60ミリ、長さ8424ミリ のＳ８Ｍスーパートルクタイミング ベルト。   【タイミングベルト(ゴム)】 事務機器に採用されたタイミング ベルト。チェーンやギヤに比べ て、低騒音で、メンテナンスフリー です。   【Ｖベルト／変速ベルト】 農業機械に装着されたＶベルトと 変速ベルト。耐摩耗性と耐屈曲 疲労性にすぐれています。

【タイミングベルト(ゴム)】 低騒音でフレが小さく、高速伝動の できるリブスターベルトは、ＣＮＣ旋盤 の加工精度と作業効率を高めます。       【タイミングベルト(ウレタン)】 ゴム粉の飛散が少ない、クリーンな 同期搬送、同期伝動ができます。       【ウレタンベルト】 硬度と色の組み合わせが自由で、 複雑な形状の特殊製品でも一体成 形できます。       【チャンカップリング】 漁船機関に採用されたチャンカップ リング・ノーメックスシリーズ。機械の 移動なしで、弾性体の取り替えがで きます。


 
 
 


ス−パ−トルクタイミングベルト


【特長】 　　丸歯形状のタイミングベルトで、プ−リとのかみ合いがスム−ズ 　　で高い伝動力を発揮、高速高トルク伝動、低高速トルク伝動で 　　の設計領域を広げました。多軸同期伝動が可能なダブルス− 　　パ−タイミングベルトもあります。 　【用途】 　　コンピュ−タ、複写機、プリンタ、自動販売機など、小型精密機 　　器から送風機、製紙機械など大型機械、自動車など。

タイミングベルト


【特長】 　　騒音が低く、潤滑油が不要で、チェ−ンやギヤに代わる同期伝 　　動。軽量・コンパクトな伝動が可能。耐候性にすぐれたクロロプ 　　レンゴム製（Gタイプ）と、耐摩耗性にすぐれたポリウレタン製（U 　　タイプ）があります。ほかに、多軸同期伝動が可能なダブルタイ 　　ミングベルト、ロングスパン用の長尺タイミングベルトもあります。 　　す。 　【用途】 　　ミシン、プリンタ、VTR、事務機器、家電製品など小型精密機器 　　から、工作機械、搬送機器など大型機械まで。

標準Ｖベルト


【特長】 　　動力の伝達手段として最も普及しているベルト。耐熱性、耐油 　　性、耐屈曲性など、さまざま仕様があります。また、ベルトの 　　振動や横転を防いで、安定した伝動ができる結合タイプのマル 　　チＶベルトもあります。 　【用途】 　　ＯＡ、家電機器などの軽負荷伝動から、印刷機械、工作機械、ク 　　ラッシャ−などの高負荷伝動まで、さまざまな機械。

細幅Ｖベルト（マックスタ−ウェッジベルト）


【特長】 　　楔効果で、標準Ｖベルトの2倍以上の伝動性能があります。最高 　　40ｍ/secの高速運転が可能で、省エネ、コンパクト設計ができま 　　す。ベルトの横転やプ−リから外れない、結合タイプのマルチマ 　　ックスタ−ウェッジベルトもあります。 　【用途】 　　大型ポンプ、クラッシャ、発電機、工作機械、冷凍機などさまざ 　　まな機械。

ラップドタイプ変速ベルト


【特長】 　　大型農業機械用として開発したラップドタイプの変速ベルト。 　　耐摩耗性の長寿命ベルトで、農機特有の急発進による衝撃、振 　　動にも耐えます。 　【用途】 　　大型農業機械

ロ−エッジＶベルト


【特長】 　　側面はゴムおよび心体が露出し、ゴムの中に特殊な繊維を並 　　べて、耐摩耗性と耐側圧性を向上させ、耐屈曲性を高めたベル 　　トです。コグタイプのベルトは、柔軟性にすぐれ、小プ−リによくな 　　じんで、エネルギ−ロスを小さくします。 　【用途】 　　自動車、農業機械、リフト関係など。

ロ−エッジコブタイプ変速ベルト


【特長】 　　耐側圧性と柔軟性にすぐれた無段変速様のベルトです。伝動 　　効率が高く、速度変化も正確でスム−ズにできます。大型変速 　　機用は、背面もコグ形状のものもあります。 　【用途】 　　一般産業機械の変速機、自動二輪車、ゴルフカ−ト、農業機械 　　など。

Ｖリブドベルト（リブスタ−ベルト）


【特長】 　　Ｖベルトの高伝動性と平ベルトの柔軟性を兼ね備えた高性能ベ 　　ルトです。振動や騒音が少ない、高負荷高速伝動が可能です。 　　システムの軽量・コンパクト化、省エネ化にも役立ちます。ゴム 　　製とポリウレタン製の2種類があります。 　【用途】 　　家庭用乾燥機器、健康器具、工作機械、高速印刷機、発電機、ポ 　　ンプ、自動ドア、自動車など。

高性能精密平ベルト（フレックススタ−ベルトＪシリ−ズ）


【特長】 　　ベルト厚みが極薄で、屈曲性にすぐれています。このため、プ−リ 　　径は最小8ｍｍまで適用でき、コンパクトな設計ができます。振 　　動の少ないスム−ズな運転が可能です。 　【用途】 　　ＡＴＭ、自動券売機、自動改札機、両替機、複写機、現像機、プ 　　リンタ、プロッタ−など。

高張力平ベルト（フレックスタ−ベルト）


【特長】 　　ベルト厚みが極薄で、屈曲性にすぐれています。このため、プ−リ 　　径は最小16ｍｍまで適用でき、コンパクトな設計ができます。振 　　動の少ないスム−ズな運転が可能で、最高60m/secの高速回 　　転に耐えます。 　【用途】 　　自動券売機、自動改札機、両替機、印刷機、電動工具、繊維機 　　械、工作機械、木工機械、製紙機械など。

平ベルト


【特長】 　　最高級の綿帆布を使用した平ベルト。伸縮がほとんどなく、耐 　　屈曲性にもすぐれています。耐熱性、耐水性、耐油性がありま 　　す。 　【用途】 　　農業機械、繊維機械、その他産業機械。

昇降機用平ベルト（ドライフレックス）


【特長】 　　伸びが極めて少なく、ベルトの張り直し手間が省けます。Ｖ付き 　　平ベルトは、スリップ、振れ防止機能をプラスしたベルトで、走行 　　性能が高く、横振れしません。 　【用途】 　　乾燥機、精米機、籾摺機などのバケット金具取り付け用ベルトで 　　す。

山付きＶベルト


【特長】 　　用途に応じて、Ｖベルトの背面に各種形状の突起をつけたベル 　　トです。 　【用途】 　　コンバイン、バインダ、脱穀機、ハ−ベスタなど。

広角度Ｖベルト（ポリマックス）


【特長】 　　60度の広角度ベルト。スム−ズで振動の少ない高速伝動がで 　　きます。ベルト伸びが少なく、メンテナンスフリ−です。背面をポ 　　リアミド繊維とポリウレタンで結合したマルチタイプもあります。 　　帯電防止仕様 　【用途】 　　繊維機械、工作機械、電動工具、送風機、家電製品など。

プレンロ−プ（丸、Ｖ、六角）


【特長】 　　耐摩耗性、対油性、耐候性にすぐれたポリウレタン製のベルト 　　で、オ−プンエンドです。必要な長さに簡単に熱溶着できます。 　　多軸伝動や方向変換など、複雑な伝動に対応できます。食品 　　衛生法に合格 　【用途】 　　自動改札機、自動販売機、タイル搬送、海苔すき機など軽負荷 　　伝動および食品搬送など。

穴あきＶロ−プ


【特長】 　　ドライバ一本と継手家具で、必要な長さに簡単にジョイントでき 　　るオ−プンエンドのＶベルです。 　【用途】 　　Ｖベルトの応急取替えが必要な場合、暫定処置用として使えま 　　す。多本掛けにして、搬送用途にも使えます。

伝動プ−リ


【特長】 　　タイミングベルト、Ｖリブドベルト、細幅Ｖベルトの性能を最大限 　　に生かすための、高い加工精度のプ−リです。標準化した各種 　　形状、材質のほかオ−ダ−品もあります。一部プ−リには、軸 　　穴の後加工が不要で便利なブッシングプ−リもあります。 　【用途】 　　タイミングベルト、Ｖリブドベルト、細幅Ｖベルトの各種ベルト伝動 　　に最適のプ−リです。

ブッシングシステム


【特長】 　　プ−リなどの回転体とシャフトを、スパナ一本で確実に取り付け 　　ることができます。 　　軸および軸穴の損傷もなく、芯出しが簡単です。 　【用途】 　　予めブッシング用に軸穴加工されたプ−リなど回転体をシャフト 　　に締結する。 　　このほか、シャフトとボス締結部品として「スタ−ロック」がありま 　　す。

カップリング


【特長】 　　原動機の動力を直接伝達するとともに、振動が伝わるのを緩和 　　して、機械を保護します。機械の移動なしで弾性体の取替えが 　　できるチャンカップリング・ノ−メックスシリ−ズのほか、高性能 　　小型カップリング・ケミチャンなどがあります。 　【用途】 　【チャンカップリング】各種ポンプ、送風機、コンプレッサ−、射 　　出成型機、製紙機械、発電機など。 　【ケミチャン】半導体製造装置、ＸＹテ−ブル、位置決め装置、 　　サ−ボモ−タ、複写機、制御機器、医療機器など。

ベルト張力計


【特長】 　　ベルトの固有振動数から、ベルトの張力がすぐに分かります。 　　ベルトを振動させ、その振動音を超小型マイクロフォンを組み込ん 　　だ高精度のセンサ−でキャッチして、マイクロコンピュ−タで 　　解析、周波数やベルト張力をデジタル表示します。 　【用途】 　　タイミンベルト、各種Ｖベルト、Ｖリブドベルト、平ベルトの張力 　　を測定。

ゲル（シ−ル・パッキン/衝撃・振動吸収材/パッド）


【特長】 　　固体と液体の中間の特性をもち、大きな変形性をもちながら流 　　動性の少ない特徴があります。驚異的な伸びと、低温特性の 　　ＳＰタイプ、衝撃・振動吸収能力が大きいＤタイプ、すぐれた弾力 　　性の応力分散ゲルがあります。 　【用途】 　【ＳＰタイプ】−水パッキン、段差が大きい板金溶接部のシ−ル、 　　玩具、釣り様擬似餌など。など。 　【Ｄタイプ】−工業ミシンの脚部、工作機械の天窓防震 　【応力分散ゲル】−床ずれ防止マット（車椅子用、ベッド用）

可とう保護管（ランナ−フレックス）


【特長】 　　軽量で、10ｍ/secの水平走行が可能。耐腐食性でメンテナンス 　　が容易。1000種を超える豊富な種類があります。 　【用途】 　　ＦＡ機器、工作機械、自動倉庫などの本体と電機、油圧、空圧の 　　各制御部とを連結するケ−ブル、ホ−ス、チュ−ブの保護。

　

　
　


　　　　　　　　　　 ■リンク
　
　　　　　　　　　　　　　・ベルト機能別選定表
　　　　　　　　　　　　　・ベルト特性別選定表
　
　
　
３−４、機械のベース・フレーム・筐体・カバー類その他
　　　　機械の形は、機械が果たす役割（機能）・目的によって千差満別であるが、機能
　　　を満足させるための主要機構を所定の位置に配置するため、ベース・フレーム
　　　構造を設け、ベースの上またはフレームに目的の機構を取り付ける構造とするの
　　　が一般的に多く採用される方法である。従って、ベース・フレームは主要機構が
　　　安定した動作を行うために、適切な剛性強度と位置関係を確保する精度が要求さ
　　　れる。また、組立・分解を考慮して取付け部品類の位置決めが容易に行える様に
　　　位置決めピンを設けることもよく用いられる方法である。
　　　　機能確認・評価のために開発設計される試作機の場合は、設計・製作手番を短
　　　縮するために、多少組立て調整に時間を要しても部品の形状をシンプルで設計・
　　　製作し易い形状を選ぶ傾向があり、剛性・組立て精度に注意を払う必要がある。
(１)　ベース・フレームおよび取付け部品設計上の注意点　(Ａ)　大物部品に小さな加工は極力避けること
　　　　大物部品の加工では、準備時間（段取り時間）は切削加工時間の30％程度にな
　　　るのが普通であり、加工準備のために部品の位置を移動させたり姿勢を変化させ
　　　ると作業効率が悪く、加工単価の高い大型加工機械では極力単純で簡潔な加工の
　　　みを行い、別途に小形工作機械で加工された小物部品や小形組立品をそれに取り
　　　付ける方式の方がトータルにはコスト的に有利である。
　(Ｂ)　普通の組付けボルトには引張力のみが作用し、せん断力は働かない様にする事。
　　　　従って大きな横荷重がかかる場合には、インロー・キー・側壁・スぺーサ・シャ
　　　　ーカラーなどで荷重を受けたり（下図（a）〜（e）参照）、特殊ボルトの場合に
　　　　はリーマボルト・テーパボルトで締結したりする（下図（f）（g）参照）。



　(Ｃ)　出来るだけ組立て基準やガイドを設けることにより、組立精度の出し易い、また
　　　　自動的に精度が出る設計とすること（下図（a）（b）参照）。

　　　　　
 

　(Ｄ)　相互の組立位置の正確な保持や復元性を要求される場合には、（ボルトの締付
　　　　けだけでは十分でなく）通常はノックピン（平行ピン・テーパピン・スプリン
　　　　グピン）を打込んで固定すること。稀にはリーマボルトやテーパボルトで代用
　　　　することもある。一般に位置決めピンは同一平面上に設けられるのが普通であ
　　　　るが、下図（ａ）に示す程度のピン長をとる。またピンが上下の平面上に分か
　　　　れて設置される場合には、必ず長ピンを下平面に設け、まず下平面の長ピンガイ
　　　　ドに組付品のピン穴を挿入後、（組付品の姿勢を調整し）上平面の短ピンガイ
　　　　ドにセットする。なお組付品の全重量は上平面で支持する（下図（b）参照）。

　
　(Ｅ)　衝撃荷重・振動荷重がかかる場合には、ボルトの緩み止め対策が必要。
 


 

　(Ｆ)　フレームの剛性が弱いと平行四辺形に倒れる（下図（a）参照）ことがよくあ
　　　　るが、これを防ぐ手段としてはステーを入れると良い（下図（b）参照）。

　　　　　　

(２)　筐体・カバー・その他設計上の注意事項
　(Ａ)　筐体設計に用いられる主要材料としては以下の部材がある。
　　（１）　形鋼（H形鋼・L形鋼・山形鋼…いづれもJISで規定されている）を所要寸法
　　　　に切断し、溶接接続する方法。比較的大きな筐体に向いているが、溶接時の歪
　　　　みを補正する作業が大変で、剛性が高いが重量も大きくなる欠点を伴う。
　　（２）　角パイプ材（薄肉鉄板をシームレス溶接した材料）を（１）項と同様に所要寸法に
　　　　切断し溶接接続するもので、（１）項より軽量化が可能であるが溶接歪みは同様で、
　　　　メッキ・塗装処理を指定する場合には、パイプ内に洗浄液が残らない様に液抜
　　　　き穴が必要となる。
　　（３）　板金加工チャネルをスポット溶接またはポップリベットで組立てる方法。
　　　　強度的には（１）・（２）に比べ剛性が劣るとよく言われるが、荷重の方向や性質を十
　　　　分検討すれば設計の仕方次第で十分実用可能である。軽量化は勿論、組立てに
　　　　よる歪みも少なくコスト的に最も優れた設計が出来る。特に亜鉛処理鋼板でチ
　　　　ャネルを製作し、ポップリベットで組立てれば表面処理が不要で且つ組立て歪
　　　　みも全く無くない、コストの優れた筐体が得られる。
　　（４）　引き抜きアルミ材と各種接合部材を組合せた組立式筐体。
　　　　引き抜きアルミ材には、各社標準品がカタログから選択することが可能で、夫々
　　　　の部材に合せたコーナー結合材をねじ止めして所要の形に筐体を組立てる。
　　　　この場合、材料費は比較的高価であるが、設計コスト・設計納期が短縮できる
　　　　ため試作設計・単品製作製品の場合、トータルでコストメリットが出せる。
　　　　但し、量産機や繰返し生産する製品ではコスト的に不利となる。

　　　　　
 

（４）　引き抜きアルミ材と各種接合部材

　　　　

　　　　　規格化されたモジュール式の広範なBosch BMEエレメントは、その用途
　　　　　において、無限の可能性をもっています。Boschの名は品質と信頼性を
　　　　　意味します。Boschの長年にわたる使用面での実績と経験がこの製品プ
　　　　　ログラムの中に生きているのです。そしてどの製品もBosch独自の高度
　　　　　な品質基準に適合したものです。
 

　　　　
 

　(Ｂ)　標準筐体（サーバラック）の採用
　　　　主に制御部を格納する筐体やコンソールデスクの既製品が専門メーカから市販
　　　　されている。（代表的なメーカとして摂津金属）一例を以下に紹介する。
　　　　いずれも試作用や単品生産時には設計コストが不要で、納期短縮が可能である。
 

コンソ−ルデスク 　　Comsole Desk

コンソールデスクのどの 　ような仕様にも対応でき 　るシステムです。     　　 　　■異形角度を持つ特異形状のコンソールデスクには、従来の鈑金ではできなかった多くのメリットが 　　　　　　　　　　　　20/30コンストラクショナルシステムから生まれます。 　　　■コンソールデスクのスタンダードタイプは８シリーズ22機種、設定されています。(受注発注） ■コンソールデスクは運用目的によってサイズはもとより、形状も異なってきます。20/30コンストラクシ 　　　　　　　　　　ョナルシステムでオリジナル仕様に製作することができます。 ■なおかつ強度的にもすぐれた特性を持ったもので筐体構造としてふさわしい能力を兼ね備えています。

製品概要 　 名称　サ−バ−ラック 型番　ＮＳＲ−22Ｕ 寸法（ｍｍ）　:600(Ｈ)× 900(Ｄ)×1243(Ｈ) 重量 :81kg 　 製品価格

　(Ｃ)　筐体・カバーの設計で便利な部品類の紹介
　　　　事務用機器・一般産業機械・通信機器・計測器・コンピュータ関連機器・食品
　　　機械・配分電盤　等の筐体・カバー類に使用される要素部品には、蝶番・ハンドル・
　　　キャッチ・キャスター等様々な物が有り、これらを全て自分で設計するよりも既存
　　　のメーカから標準部品が沢山発売されている。従って、カタログの中から自分の設
　　　計目的に適した部品を見つけて適用するのが得策であり、その一例を紹介する。

　　 ハンドル・つまみ


　　 キャッチ


　　 錠前


　　 丁番