半月キーに適応する軸径
機械要素において回転軸と歯車、プーリー、カップリングなどの部品を連結する際には、動力伝達のためにキーが使用される。その中でも半月キー（Woodruff key）は、主に小型の機械や軽荷重の伝達に適しており、軸と嵌合部品との間でトルクを伝える手段として広く使用されている。
半月キーの特徴
半月キーは、文字通り半円形の外周を持ち、断面が扇形をした短いキーである。軸の片側にキー溝（キーシート）を成形し、その中にキーを差し込み、被駆動側の部品（ハブ）には通常の直線的なキー溝を加工してはめ合う構造となる。軸とハブの両方を変形させることなくトルクを伝えられ、キーの端面が斜めになっていることで自己整合性が高く、組み立てやすいという利点がある。
ガレージを掃除してたら半月キーが落ちていた????
これってオルタのかなぁ？ pic.twitter.com/IVcRXzoqqs— スシオのチンク (@susiboy) December 8, 2024
用途に応じた選定
半月キーの使用は主に中小型機械の回転要素に限定される。特に汎用モーター、農業機械、小型の減速機、ベアリングなどで多く見られる。軸の加工が容易で、キーの組付けや取り外しが簡便なため、保守性にも優れる。ただし、過大なトルクを要する場合や繰り返し荷重が加わるような用途には向かない。このような場合には、平行キーやスプラインなどの強固な機械結合方式が用いられる。
設計上の留意点
半月キーを設計に組み込む際は、キーの高さや幅だけでなく、嵌合部の面圧にも注意する必要がある。軸に形成するキー溝が深すぎると、軸の強度低下を招き破損の原因となる。一方で浅すぎるとキーが脱落しやすくなる。また、半月キーはその形状上、回転中に飛び出す危険性もあるため、しっかりと締結された状態で使用することが前提となる。さらに、JIS規格ではキーとキー溝の寸法公差も定められており、製造誤差の吸収にも一定の配慮が必要である。
半月キーがガタガタ。
どんな整備士が組んだらこんな事になるんかな。ディーラーとかだと街乗りが主な客層だから、多少無茶な事しても納車されたら分からないみたいな所あって、チェンジニア以下のメカが居たりするんだよね。
わたしも働いてた時期があるけど、アホらしくてすぐ辞めた。 pic.twitter.com/S82qhbf3j8
— くま＠東海車両 (@Wrecker2020) May 7, 2025
半月キーの材質
半月キーは一般的にS45CやSCM材などの中炭素鋼が用いられ、焼入れや焼戻しを行い、十分な硬度と靱性を持たせる。これにより、繰り返しトルクに対する耐久性が確保される。安価な用途では鉄製やリン青銅などの非鉄金属が使われることもあるが、強度面では鋼製が推奨される。
加工と取付方法
半月キー溝の加工には主にエンドミルやブローチ加工が用いられる。軸には専用の治具を使って溝を垂直方向に切削し、ハブ側にはキーに対応する直線溝を加工する。キーをはめ込む際には、圧入または軽く打ち込んで固定するが、過大な打撃は避けるべきである。再使用する際には摩耗や変形がないか確認し、不具合があれば交換することが望ましい。
実際の使用例と選定実務
例えば、10 mmのモーター軸に小型のVプーリーを取り付ける場合、JISで定められた3 × 3.7 mmの半月キーを選ぶのが標準となる。このような場面では、キーの寸法よりもまず軸径が優先的に決定され、その後に対応するキーを選定するのが通例である。部品メーカーのカタログでも「適用軸径」に対応した半月キーが一覧表示されており、そこから選ぶことで設計ミスを防止できる。
何故こんな面倒な事をしているのか､､､
二番軸を作り直さなければならないからなのだおん。かなりの力が加わったのか半月キーが破断し、軸が曲がっているのだ。かみ合いクラッチの滑りキーは無事だった。他の軸も連動しているから曲がっているかもしれないが恐ろしくて測っていない。 pic.twitter.com/7hx5IH47KW— 草重工(の備忘録) (@himadainagon) December 8, 2024
適応する軸径の範囲
半月キーは、軸径に応じて標準化されたサイズのものが選定される。JIS B 1301に準拠する代表的な対応表によれば、例えば「A形半月キー」の代表的な規格では、軸径6 mmには2 × 2のキー、軸径8 mmには3 × 3のキー、軸径10 mmには3 × 3.7のキーが適応する。このように、軸径が大きくなるに従い、キーの幅（b）および高さ（h）も大きくなる。対応表による軸径とキーサイズの関係について、参考値を下記に示した。詳細はJISやメーカーカタログを参考すること。
軸径とキーサイズ
- 軸径 6 mm：キーサイズ 2 × 2（幅 × 高さ）
- 軸径 8 mm：キーサイズ 3 × 3
- 軸径 10 mm：キーサイズ 3 × 3.7
- 軸径 12 mm：キーサイズ 4 × 5
- 軸径 14 mm：キーサイズ 4 × 5.5
- 軸径 16 mm：キーサイズ 5 × 6.5
- 軸径 18 mm：キーサイズ 5 × 6.5
- 軸径 20 mm：キーサイズ 6 × 7
- 軸径 22 mm：キーサイズ 6 × 7
- 軸径 25 mm：キーサイズ 6 × 7.5
半月キーに適応する軸径 1×4-(6×28)
| キーの 呼び寸法 |
系列1 | 系列2 | 系列3 | せん断 断面積 mm² |
キーの 呼び寸法 |
系列1 | 系列2 | 系列3 | せん断 断面積 mm² |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1×4 | 3~4 | 3~4 | – | – | (6×32) | – | – | 24~34 | 180 |
| 1.5×7 | 4~5 | 4~6 | – | – | (7×22) | – | – | 20~29 | 139 |
| 2×7 | 5~6 | 6~8 | – | – | (7×25) | – | – | 22~32 | 159 |
| 2×10 | 6~7 | 8~10 | – | – | (7×28) | – | – | 24~34 | 179 |
| 2.5×10 | 7~8 | 10~12 | 7~12 | 21 | (7×32) | – | – | 26~37 | 209 |
| (3×10) | – | – | 8~14 | 26 | (7×38) | – | – | 29~41 | 249 |
| 3×13 | 8~10 | 12~15 | 9~16 | 35 | (7×45) | – | – | 31~45 | 288 |
| 3×16 | 10~12 | 15~18 | 11~18 | 45 | (8×25) | – | – | 24~34 | 181 |
| (4×13) | – | – | 11~18 | 46 | 8×28 | 28~32 | 40~- | 26~37 | 203 |
| 4×16 | 12~14 | 18~20 | 12~20 | 57 | (8×32) | – | – | 28~40 | 239 |
| 4×19 | 14~16 | 20~22 | 14~22 | 70 | (8×38) | – | – | 30~44 | 283 |
| 5×16 | 16~18 | 22~25 | 14~22 | 72 | 10×32 | 32~38 | – | 31~46 | 295 |
| 5×19 | 18~20 | 25~28 | 15~24 | 86 | (10×45) | – | – | 38~54 | 406 |
| 5×22 | 20~22 | 28~32 | 17~26 | 102 | (10×55) | – | – | 42~60 | 477 |
| 6×22 | 22~25 | 32~36 | 19~28 | 121 | (10×65) | – | – | 46~65 | 558 |
| 6×25 | 25~28 | 36~40 | 20~30 | 141 | (12×65) | – | – | 50~73 | 660 |
| (6×28) | – | – | 22~32 | 155 | (12×80) | – | – | 58~82 | 834 |
| キーの 呼び寸法 |
系列1 | 系列2 | 系列3 | せん断 断面積 mm² |
キーの 呼び寸法 |
系列1 | 系列2 | 系列3 | せん断 断面積 mm² |
かっこをつけた呼び寸法のものは、対応国際規格には存在しない。
系列1および系列2は、対応する国際規格に掲げられた軸径であって、次による。
系列1:キーによってトルク伝達する結合に適応する。
系列2:キーによって位置決めをする場合、たとえば、軸とハブとがしまりばめではまい、キーによってトルクを伝達しない場合に適応する。
系列3:上表に示すせん断断面積でのキーのせん断強さに対応する。このせん断断面積は、キーがキー溝に完全に沈んでいるときの、せん断を受ける部分の計算値である。