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キー溝JIS B 1301機械設計はめあい

キー溝寸法(軸径別JIS) 計算ツール|JIS B 1301 平行キー対応

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軸径からJIS B 1301(平行キー)準拠のキー・溝寸法(キー幅×高さ・軸溝深さ・ハブ溝深さ)を即参照。締込み形(P9・P9)・普通形(N9・Js9)・滑り形(H9・D10)のキー溝幅の公差、キー材の強度(JIS B 1301は引張強さ600N/mm²以上)、押しネジ止め・両先端角取り、機械設計・切削加工現場での実務ポイント、こう配キー(JIS B 1302)や半月キー(JIS B 1303)との使い分けまで、JIS一次資料に基づいて解説します。

最終更新:2026-07-30/監修:計算ツールズ編集部

キー溝寸法(軸径別JIS)ツール

JIS B 1301 平行キー全表

JIS B 1301:2009準拠の平行キー標準寸法一覧。t1・t2の値は「基準寸法」で、実際の加工では公差(t1+0.1・t2+0.1〜0.2など)を考慮します。

軸径 d (mm)キー b×h (mm)軸溝深 t1ハブ溝深 t2キー長 L範囲
6超〜8以下2×21.21.06〜20
8〜103×31.81.46〜36
10〜124×42.51.88〜45
12〜175×53.02.310〜56
17〜226×63.52.814〜70
22〜308×74.03.318〜90
30〜3810×85.03.322〜110
38〜4412×85.03.328〜140
44〜5014×95.53.836〜160
50〜5816×106.04.345〜180
58〜6518×117.04.450〜200
65〜7520×127.54.956〜220
75〜8522×149.05.463〜250
85〜9525×149.05.470〜280
95〜11028×1610.06.480〜320
110〜13032×1811.07.490〜360
130〜15036×2012.08.4100〜400
150〜17040×2213.09.4100〜400
170〜20045×2515.010.4110〜450

はめあい公差の選定

JIS B 1301では軸溝・ハブ溝の幅とキー幅の関係で3種類のはめあいが規定されており、用途に応じて使い分けます。

はめあいキー幅軸溝幅ハブ溝幅用途
締込み形h9P9P9取外し不可・重負荷
普通形h9N9Js9汎用・中負荷
滑り形h9H9D10軸方向スライド・軽負荷

キー溝幅の許容差(数値・mm)

上の記号を、キー幅 b ごとの許容差(上の許容差 / 下の許容差)に直した表です。たとえば普通形で b=8mm なら、軸溝幅は 8mm に対して 0〜-0.036mm(N9)、ハブ溝幅は ±0.018mm(Js9)の範囲に仕上げます。

キー幅 b
(mm)
滑り形普通形締込み形キー本体の幅
h9
軸溝 H9ハブ溝 D10軸溝 N9ハブ溝 Js9軸溝・ハブ溝 P9
2・3+0.025 / 0+0.060 / +0.020-0.004 / -0.029±0.0125-0.006 / -0.0310 / -0.025
4・5・6+0.030 / 0+0.078 / +0.0300 / -0.030±0.015-0.012 / -0.0420 / -0.030
8・10+0.036 / 0+0.098 / +0.0400 / -0.036±0.018-0.015 / -0.0510 / -0.036
12・14・16・18+0.043 / 0+0.120 / +0.0500 / -0.043±0.0215-0.018 / -0.0610 / -0.043
20・22・25・28+0.052 / 0+0.149 / +0.0650 / -0.052±0.026-0.022 / -0.0740 / -0.052
32・36・40・45+0.062 / 0+0.180 / +0.0800 / -0.062±0.031-0.026 / -0.0880 / -0.062

JIS B 1301(平行キー)が溝幅に指定する公差域クラスの値を、JIS B 0401-2(ISO 286-2)の基本公差 IT9・IT10 から求めたもの。区分は上の表と同じです。溝の深さ t1・t2 の許容差は別に定められています。

各はめあいの選定基準

  • 締込み形(P9-P9) ― キーが軸・ハブ両方でわずかに締められて固定される。頻繁な分解を予定しない結合、大トルク・衝撃荷重のある用途(重機・プレス機・大型ポンプ)。組立てにハンマー・プレス圧入が必要。
  • 普通形(N9-Js9) ― 一般的な組合わせで、軸側は締り目、ハブ側はやや隙間寄り。汎用機械・モーター駆動・減速機などで使われる。ハブ側の分解が容易。
  • 滑り形(H9-D10) ― キーがハブ内で軸方向にスライドできる組合わせ。可変ピッチプーリー・スライドクラッチ・変速機構の一部で使用。トルク伝達しつつ軸方向動作が必要な場面。

キーとキー溝の役割

基本の考え方

キーは回転軸と回転体(プーリー・スプロケット・歯車・カップリング等)を確実に結合する機械要素で、軸のトルクをキーのせん断強度を介して伝達します。JIS B 1301(平行キー)では軸径ごとにキー寸法(b×h)、軸溝深さ(t1)、ハブ溝深さ(t2)、キー長さの許容範囲がすべて規定されており、標準寸法から外れると継手・プーリー・スプロケットとの互換性が失われるため、加工は必ずJIS準拠が原則です。

寸法決定の順序

  1. 軸径(d)を確定する
  2. JIS B 1301 表からキー寸法(b × h)を選定
  3. 軸溝深さ(t1)・ハブ溝深さ(t2)を表から確認
  4. 伝達トルクからキー長さ(L)を強度計算で算出
  5. 用途に応じたはめあい公差(P9/N9/JS9)を選定
  6. キー材(JIS B 1301は引張強さ600N/mm²以上。市販の規格キーはS45Cが一般的)とキー長さの規格値を選定

キー長さの強度計算

せん断:L(mm) ≧ 2T ÷ (d × b × τa)  面圧:L(mm) ≧ 4T ÷ (d × h × pa)

ここで T=伝達トルク(N・mm)、d=軸径(mm)、b=キー幅(mm)、h=キー高さ(mm)、τa=キーの許容せん断応力(MPa)、pa=キー・溝側面の許容面圧(MPa)。面圧の式はキー高さの半分で力を受けると見た近似です。両方を満たす長さにし、許容値は材料と荷重の条件(衝撃・繰返し)から決めます。キー長さは軸径の1.5〜2倍が目安とされますが、強度不足なら太い軸に変えるかキーを2本並列(180°位置)使う方法が採られます。

キー材と表面処理

JIS B 1301 はキーの引張強さを600 N/mm²以上と定めています(3.2 強度)。市販の規格キーはS45Cが一般的です。SS400(引張強さ400〜510 N/mm²、JIS G 3101)はこの強度に届かないので、JIS B 1301 のキーとしては使えません。下の表は材料の参考値です。

キー材料降伏点(MPa)用途備考
SS400(一般構造用圧延鋼)245—引張強さ400〜510 N/mm²で、JIS B 1301 のキーの強度(600以上)に届かない
S45C(機械構造用炭素鋼)490中〜重負荷調質処理で強度確保
S50C530重負荷・高精度調質+研磨仕上げ
SNCM439(クロモリ鋼)885高強度・衝撃荷重大型プレス・重機
SUS303/304205食品・薬品機械耐食性
黄銅(C3604BD)245電機・楽器非磁性・良導電

市販の「キー材」はJIS B 1301の規格寸法に精密加工された状態で流通しており、長さを切って両端の角取りを施すだけで使えます。カットキー・両端R付きキー・止めネジ用穴あきキーなど各種バリエーションが工具商・機械部品商で入手可能です。

キーの種類(平行/こう配/半月)

JISではキーの形式ごとに規格が分かれています。本ツールは平行キー(JIS B 1301)を対象としていますが、他形式との使い分けを理解することが実務で重要です。

キー形式JIS規格特徴用途
平行キーJIS B 1301断面が長方形・軸方向に平行汎用・8割の機械
こう配キーJIS B 13021/100のこう配・楔効果で締まる低速大トルク・過剰締め
半月キー(ウッドラフ)JIS B 1303半月状・首振り可能テーパ軸・自動車ステアリング
接線キーJIS B 13042本を接線方向に配置大トルク・両方向回転
丸キーJIS B 1305断面が丸・ピン状小径軸・軽負荷
スプラインJIS B 1601等軸全周に複数キー溝自動車ドライブシャフト

業界・現場での使い方

機械設計・強度計算

継手・プーリー・スプロケット・歯車の選定で、軸径とキー寸法をJIS B 1301から確定。伝達トルクとキーせん断強度からキー長を逆算し、必要な軸径・材質を組み立てます。CADライブラリの機械部品テンプレートもJIS準拠が主流。

切削加工・キー溝加工

マシニングセンター・エンドミル・キー溝盤で軸に溝を切削。エンドミル径=キー幅、切込み量=溝深さで加工。両端の抜け止め(止まり穴)か貫通か、Rつきか角ばりかの図面指示を確認します。ハブ側は形彫盤・ブローチ加工が一般的。

メンテナンス・キー交換

摩耗・変形したキーを標準寸法品と交換。軸径を測定→JIS表からキー寸法特定→両端の角取りと止めネジ用ザグリを追加加工→組み立て。軸溝が摩耗している場合は肉盛溶接+再機械加工か、軸交換の判断が必要です。

工作機械・自動組立ライン

NCマシン・ロボット・搬送コンベアのモーター軸-減速機-駆動プーリーの接続にキー溝結合。トルク検出・過負荷保護装置と組み合わせて、キーせん断を安全機構として活用する設計も。

ポンプ・送風機の羽根車固定

ポンプ・ブロワの羽根車を軸に固定。締込み形+セットネジ止めが基本、大型機ではボスにフレット防止のプレローディングを設計。定期分解メンテを予定する場合は普通形(N9-Js9)を選択。

自動車・産業車両の駆動系

クラッチ・トランスミッション・デフの伝動系ではスプライン(多歯キー)が主流ですが、補機類のプーリー・スプロケット固定には従来型のキー溝結合が今も多用されています。

よくある間違い・注意点

  • 軸径のみでキー選定して溝深さを確認せず — JIS表で軸溝深t1・ハブ溝深t2を必ず確認。キー高さhの半分より少し多いのがt1、残りがt2となる関係で、加工ミスは互換性喪失に直結。
  • 公差ミス(P9/N9/JS9) — 締込み形/普通形/滑り形を混同すると、締込み形の予定で普通形だと分解時のガタつき、逆に普通形の予定で締込み形だと組立て困難で無理にハンマー打ちして軸を曲げる事故に。図面公差の指示徹底が必須。
  • キー長さを軸径基準で決めない — キー長は軸径の1.5〜2倍が実務標準。伝達トルクに対する強度計算をせず「感覚で決める」と過負荷時に折損。特に始動衝撃・繰返し荷重のある用途は許容応力を安全率2〜3で見込みます。
  • 強度の足りない材料でキーを作る — JIS B 1301 はキーの引張強さを600 N/mm²以上と定めています。SS400の丸棒・平鋼から切り出したキーはこれを満たしません。規格キー(S45C等)を使い、過負荷対策は強度計算とキー長さ・本数、必要ならトルクリミッタなどで行います。
  • 両端の角取り(面取り)忘れ — キー両端はC0.5〜C1程度の角取りが必須。角ばったままだと溝への挿入時にバリを噛み込み、応力集中で亀裂の起点になります。
  • 止めネジ用穴の位置と深さ — ハブ側キーを固定する止めネジは、キー中央付近に位置し、キー厚の半分程度の深さの座グリを設けます。深すぎるとキー強度低下、浅すぎるとネジの効きが弱い。
  • 大型軸に平行キー1本で無理にトルク伝達 — 軸径100mm超で大トルクの用途は、平行キー2本を180°位置に配置、こう配キー、または多歯スプラインへ移行が検討されます。1本キーでの限界点を意識。

関連する規格・法令

  • JIS B 1301 ― 平行キー及びキー溝。もっとも普及。b×h・t1・t2・キー長の標準を規定。
  • JIS B 1302 ― こう配キー及びキー溝。1/100のこう配で楔止め、頭付き/頭なしのバリエーション。
  • JIS B 1303 ― 半月キー(ウッドラフキー)。首振り可能でテーパ軸に多用。
  • JIS B 1304 ― 接線キー。2本を軸接線方向に配置、両方向トルクに対応。
  • JIS B 1305 ― 丸キー(ピンキー)。小径軸の軽負荷伝動。
  • JIS B 1601 ― 角形スプライン軸(呼び方式)。ドライブシャフト・工作機械。
  • JIS B 0401-1/2 ― 製品の幾何特性仕様(GPS) 長さ寸法公差方式。P9/N9/JS9/H9/D10の公差数値を規定。
  • JIS G 3101 ― 一般構造用圧延鋼材(SS400)。引張強さ400〜510 N/mm²で、JIS B 1301 のキーの強度(600 N/mm²以上)には届かない。
  • JIS G 4051 ― 機械構造用炭素鋼鋼材(S45C・S50C等)。

参考文献・公的資料

JISキー溝寸法の最新版・詳細公差・派生規格は必ず一次資料で確認してください。

※本ページの寸法値はJIS B 1301の主要抜粋です。実際の設計・加工では、必ずJIS最新版の全文を確認し、公差(t1・t2の許容偏差)・キー長L規格値・R指示・角取り指示を含めた完全な図面情報を用いてください。特殊用途(高速回転・振動環境・食品/医療機械・防爆)では、追加の設計配慮や規格対応(ISO/EN/FDA等)が必要です。強度設計の最終判断は、機械設計技術者・機械設計事務所の判断を仰いでください。

よくある質問(FAQ)

φ30軸のキー溝は?

JIS B 1301より、軸径22超〜30以下のカテゴリでキー 8×7 mm・軸溝深さt1=4.0 mm・ハブ溝深さt2=3.3 mmとなります。キー長さは伝達トルクから逆算しますが、軸径の1.5〜2倍(45〜60mm程度)が目安とされます。伝達できるトルクはキー長さ・材料・荷重条件で変わるので、下の「キー長さはどう決める?」の式で確かめてください。

キーの公差(P9/N9/JS9)はどう使い分ける?

JIS B 1301 はキー溝を3つに区分しています。締込み形(軸溝P9・ハブ溝P9)は分解を予定しない大トルク用、普通形(軸溝N9・ハブ溝Js9)は汎用の中負荷用、滑り形(軸溝H9・ハブ溝D10)はハブが軸方向にスライドする用途です。区分に番号(1形・2形など)は付かないので、図面では「普通形」のような区分名か、溝幅の公差記号(N9・Js9 など)を明記してください。

キー材はSS400とS45Cどちらを選ぶ?

JIS B 1301 はキーの引張強さを600 N/mm²以上と定めているので、SS400(400〜510 N/mm²)のキーは規格を満たしません。市販の規格キーはS45Cが一般的です。軸の材料にかかわらず規格を満たすキーを使い、必要な長さ・本数は強度計算で決めます。

キー長さはどう決める?

伝達トルクT、軸径d、キー幅b・高さhから、せん断 L ≧ 2T ÷ (d × b × τa)と面圧 L ≧ 4T ÷ (d × h × pa)の両方を満たす長さを求め、目安の「軸径の1.5〜2倍」と比べて大きい方を採用。許容値(τa・pa)は材料と荷重の条件(衝撃・繰返し)から決めます。強度不足なら軸径を大きくするか、2本キー(180°位置)への変更を検討。

両端はRつきと角ばりどちらを使う?

Rつき(先端半円形)は止まり穴の溝用で、エンドミル加工の自然な形状。角ばり(先端平ら)は貫通溝や形彫盤加工用。図面ではRつき指示が主流で、キー長Lは「両先端Rの丸みも含めた全長」で指定するのが標準です。

キー溝の面取り(角取り)は必要?

必須です。両端はC0.5〜C1程度の角取りを施し、応力集中の防止とキー挿入時のバリ噛み込み防止を図ります。市販の両先端R加工品を使えばこの処理は不要ですが、自社加工の場合は必ず指示に含めてください。

止めネジ(セットスクリュー)はどこに打つ?

ハブ側からキー中央を軸方向に押さえる位置に、六角穴付き止めネジ(M4〜M10程度)を配置。キー厚の1/2〜1/3程度の座グリを設けて先端が食い込むようにします。ゆるみ止めにはネジロック(ロックタイト)を併用するのが実務標準。

大トルクで平行キー1本では足りない場合は?

選択肢は3つ。①2本キー(180°位置に平行に配置)で伝達能力を約2倍化、②こう配キー(JIS B 1302)で楔効果を活用、③スプライン軸(JIS B 1601)で軸全周に多数の歯を配置。大型建設機械・工作機械のスピンドルなどではスプラインが主流です。

半月キー(ウッドラフ)はいつ使う?

テーパ軸との組合わせで、キーが首を振ってテーパ角度に自動追従する用途に。自動車のステアリングコラム、農業機械のPTO軸、小型モーターの出力軸などに使われます。JIS B 1303準拠。キー溝は半円状の切込みで加工。

キー溝加工の公差測定はどうする?

幅はスライドキャリパー・マイクロメータ・ピンゲージ、深さはデプスゲージ・ハイトゲージ、精密検査は三次元測定機(CMM)を使用。量産では専用の合格/不合格ゲージ(GO/NG ゲージ)で判定効率化するのが一般的です。

キー溝は軸強度を下げる?

下げます。キー溝断面での断面二次モーメントが減り、応力集中係数も1.5〜2倍程度になります。強度設計では「キー溝有り軸強度」で計算し、キー溝部分の許容応力を10〜20%減じて安全率を確保するのが実務推奨です。特に高速回転軸(タービン等)ではキー溝を避けた圧入・焼ばめ結合を選択します。

キー溝結合と焼ばめ・圧入の使い分けは?

キー溝結合は分解可能・トルク方向明確・追加工少のメリット、焼ばめ・圧入は高剛性・振動吸収・キー溝加工不要のメリット。大型プーリー・軸受内輪等は焼ばめ、駆動プーリー・スプロケットはキー溝結合の使い分けが多いです。両者併用(焼ばめ+キー)で回転方向決めるのも典型的な設計。