シャフトホルダのシャフトクランプ力(保持力)について

 

今日は「シャフトホルダのシャフトクランプ力(保持力)について」のメモです。

 

この記事は シャフトホルダを扱う際のクランプ力(保持力)に関する情報をまとめた記事になります。

 

私は簡単なユニットなら組立作業を行う事があります。 先日も、自分が設計したユニット一部の組立を自ら行った中で少し勉強になったことがありました。

 

それは、今まで目立って意識した事がなかったシャフトホルダのシャフトクランプ力です。 組立している最中に シャフトホルダのシャフトクランプ力が弱いことに気がつきました。 

 

そのシャフトホルダは、皆さんも良く使うスリットタイプの物です。 正式には側方スリットタイプのモノですね。

 

 

あと、別のユニットでも使っていました。 こっちはスリットタイプのシャフトホルダです。

 

このシャフトホルダ、締め付けを規定トルクで行ったんですが、確認の為に軸方向トントンとプラハンを軽く当てただけで 軸方向に動きました。

 

「げっ・・・・・」 その事態に早めに気づけたので、強めに締め込んで組み直しは完了。

 

今回は事故が起きるような部分ではないけれど 事故が起きたら大変なことだと思った ので、この機会に シャフトホルダにクランプ力には保証値があるのか、無い場合はどう理解して選定すれば良いのか を調べることにしました。

 

今日はその情報をメモしておきます。設計初心者の方は是非参考にしてみてください。




シャフトホルダ

では早速、シャフトホルダのクランプ力についてメモしていきます。

 

シャフトホルダのシャフトクランプ(保持)力

シャフトホルダにはいくつか種類があります。 まずは一般的な知識から形状と特徴をメモします。 ここでは私がよく使うミスミさんの参考型式(φ10固定)と(その時の)価格をメモしますので、価格も一緒に見ていただければとお思います。

 

・止めねじでシャフトを直接押えて固定するスタンダードタイプ

→シャフトの保持力は弱くシャフトの挿入方法が横からのみ
※参考型式:SHTBM1020(ミスミ)990

 

・縦or横に切り欠きのあるスリットタイプ

→シャフトの保持力は比較的強いがシャフトの挿入方法が横からのみ
※参考型式:SHAM10(ミスミ)970

 

・上下分割できるセパレートタイプ

→シャフトを両側からボルト締めするので保持力が強くシャフトも組み立てやすい
※参考型式:SHTDM1020(ミスミ)1,560

 

・ヒンジタイプ

→スリットタイプよりクランプ力が強い、シャフトも組立易いがヒンジが可動するため周辺にスペースが必要
※参考型式:SHHTM10-20(ミスミ)2,650

 

価格と機能で見ると スリットタイプはシャフトホルダとしてのコスパが良い ことが解りますし、今回の保持力においても ミスミさんの情報で、スリットタイプは「シャフトの保持力は強く信頼性が得られる」とされています。https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/machine_design/md01/c1223.html)

 

しかし、その信頼性は特に数値化されているものでは無いようです。

 

保証値がない理由は、恐らくシャフトの径(公差)とホルダ側の穴公差との関係にバリエーションが多くあるためかもしれません。 あと材質ですね、ホルダ側にS45CやSUS、アルミ材質などがあります。

 

 

シャフトホルダの保持力を優先した選定方法

では、その 保持力を優先して選定する場合はどんな選定になるでしょうか。

 

よく考えてみれば簡単なことですが・・・・、保持力が高い順に言うと

セパレート(1,560円) → ヒンジ(2,650円) → スリット(970円) → 止めねじ式(990円)

 

このようになります。 保持力の保証値がないので設計側である程度保証できる(しやすい)のはセパレートタイプになるはずです。  それは締め付ける2本のねじの軸力をそのままクランプ力に変えられるためで、ヒンジでは片方が回転部(その部分は固定で尚且つねじが1本)がありセパレートより保持力が弱くなります。

 

スリットは基本ねじが1本なのですが、反対側からくる材料の反発を受けるため保持力はヒンジより下がりますね。 今回はS45C材質だったので余計に反発が強かったのかもしれません。 例えばアルミ材質だったら反発力が少ないのでクランプ力は上がっていたと思います。

 

最後に

今回はとても良い経験ができました。 恥ずかしい事ですが 今まで価格と形状を優先して設計してきたことを反省しました。 これからは理由を持って選定・利用出来そうです。

 

以上です。

 

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