ユニバーサルジョイントとは？自在継手の構造・種類・サイズ表の読み方

ユニバーサルジョイントとは

軸を一直線に並べられない機械で、角度を付けて回転の力を伝える部品です。自在継手・カルダンジョイントとも呼びます。ナジコは、同一線上にない回転軸に動力を伝達する継手として案内しています。総合カタログには船舶用プロペラシャフトへの使用例も載っています。

ユニバーサルジョイントの比較ページには、メーカー公式資料で確認した代表品番を載せています。一般のカップリング、配管をつなぐ継手、ソケット工具用のジョイント、交換用のクロスやブーツだけの品は含めません。

単式・複式・伸縮式の構造の違い

• 単式は、継手が一段の構成です。三好キカイのB-10、協和工業のSC-12-00A、マイティのMZ-7を掲載しています
• 複式は、継手が二段の構成です。三好キカイのBD-10、マイティのMZD-7のように、二段を短くまとめています
• 伸縮式は、中間軸が伸び縮みします。協和工業のSP-12-00AやナジコのA100Rのように、角度と軸間距離の変化を受け持ちます

伸縮式にも継手が二段あります。この比較では、伸縮部のある製品を伸縮式へまとめています。

等速に回すための位相合わせ

単式の自在継手に角度を付けると、入力が一定速でも出力側の回転速度が変動します。二段で変動を打ち消すには、取付条件をそろえます。

• 中間軸の両端のヨークの向きを、メーカーの取付図どおりに合わせます
• 入力側と出力側の曲り角をそろえます
• 入力軸・中間軸・出力軸を同一平面に配置します

三好キカイのカタログは、複式または二個のジョイント使用を原則とし、位相合わせを求めています。複式を付けるだけで、どの配置でも等速になるわけではありません。

許容トルクと最大伝達トルクを分ける

トルクの数字は、見出しの定義と一緒に読みます。最大伝達トルク、疲れ限度トルク、許容トルクを同じ連続運転の上限として扱わないでください。

• 協和工業のSC-12-00Aは、許容トルク46N・mです
• 三好キカイのB-10は、最大伝達容量31N・mです
• ナジコのA100Rは、最大伝達トルク2,300N・m、疲れ限度トルク1,600N・mです
• サノヤス精密工業のKUJ-30は、最大伝達トルク30kg・mです。公式表の単位を残し、N・mへ換算していません

正逆転、起動停止、衝撃の有無を伝えて選定します。軸径が同じでも、継手の方式や使用条件が違えば伝達能力は変わります。

許容角度と回転数を一緒に見る

各欄の最大値を同時に使えるとは限りません。協和工業はSC-12の選定例で、回転数800min⁻¹・作動角15°・伝達トルク10N・mについて、条件変数と角度係数を確認しています。

三好キカイのB-10は最大回転数1,300min⁻¹ですが、曲折角10°以下で強制潤滑する条件です。通常潤滑では、カタログが示す常用回転数の考え方に従います。最大曲り角30°という別の数値だけを見て、同時に最大回転数まで回さないでください。

サイズ表で軸穴径・全長・伸縮量を確認する

• 軸穴径は、軸の寸法と固定方法を合わせます。SC-12-00Aは12mm、MZ-7は4mm・5mmの内径を選べます
• 全長は、継手を付ける空間から決めます。B-10は全長68mm、BD-10は全長102mmです
• 伸縮量は、運転中の距離変化を吸収できる範囲で選びます。SP-12-00Aは標準全長225mm、伸縮+16mm・-16mmです
• 縮めた長さの基準も確認します。A100Rの形状0.01は、縮めた全長570mm、伸び80mmです

フランジ接続の製品では、軸穴径だけでは決まりません。取付面の寸法・ボルト配置・相手側フランジを確認します。

分解できるかは型式・サイズで確認する

三好キカイの総合カタログには、型式・サイズごとの分解・組立方法が載っています。分解できない型式も明記されているため、軸穴加工の前に該当する型式の注意事項を確認します。加工用の分解品は、分解仕様で発注し、加工後の組立を同社へ依頼するよう案内されています。

給油・寿命・見積もりの確認

三好キカイは、ジョイントの寿命を延ばすためにブーツとオイルパックの利用を案内しています。協和工業には無給油で連続運転できるFシリーズもあります。給油が必要かどうかは、同じメーカーでも製品ごとに確認します。

寿命は、負荷・回転数・角度・潤滑条件で変わります。全製品に共通する交換年数は決められません。三好キカイの公式価格表では、B-10が4,120円、BD-10が7,260円です。税込・税抜の記載はありません。公式サイトが現在案内する資料ですが、表内の改定日は2024-12-01です。加工費を含む金額は、次の条件をそろえて見積もりを取ります。

• 軸径と軸穴の加工・固定方法
• 負荷トルク、回転数、曲り角
• 正逆転、起動停止、衝撃の有無
• 取付可能な全長と、伸縮式で必要な移動量
• 潤滑方法と、周囲の使用環境

出典は三好キカイの総合カタログ、協和工業のSC型・SP型、ナジコの総合カタログです。その他の品番別仕様は、比較ページの各公式リンクにまとめています。

価格の出典は三好キカイの公式価格表です。