中空軸減速機と中実軸減速機の違いとは？

中空軸減速機と中実軸減速機の違いとは？

コンベア、攪拌機、スクリューコンベア、包装機、またはその他の産業用駆動システム向けの減速機を選定する際、出力、出力回転数、減速比に加えて、出力軸のタイプも非常に重要な要素となります。その中でも、最も一般的なタイプが中空軸減速機（ホローシャフト型）と中実軸減速機（ソリッドシャフト型）です。

出力は適切であっても軸タイプを誤ると、設置時に困難が生じ、カップリングの追加工や機械構造の変更が必要となり、組立コストが増大するケースが多くあります。そのため、中空軸と中実軸の違いを明確に理解し、最初から適切なタイプを選定することが重要です。

中空軸減速機とは？

中空軸減速機とは、出力部が中空（穴あき）構造になっている減速機です。外部に突き出した中実軸の代わりに、減速機の内部に機械側や負荷側の軸を直接差し込めるように設計されています。

この設計タイプは一般的にhollow shaft gear motor（中空軸ギヤードモーター）と呼ばれます。中空軸は、コンパクトな設置、直接駆動、および中間部品の削減が必要なシステムでよく使用されます。

実際には、中空軸減速機は以下のような用途でよく見られます：

• 産業用コンベア

• 包装機

• 供給機

• 中小型攪拌機

• 機械軸に直接取り付ける駆動システム

• 設置スペースの節約が必要な機械ユニット

中空軸の強みは、負荷軸に直接取り付けられるため、システムをよりコンパクトにでき、場合によってはカップリング、プーリー、スプロケットなどの部品を削減できる点にあります。

中実軸減速機とは？

中実軸減速機とは、減速機から中実の軸が外部に突き出しているタイプの減速機です。これは産業用駆動システムにおいて非常に一般的なタイプです。

このタイプは一般的にsolid shaft gear motor（中実軸ギヤードモーター）と呼ばれます。中実軸を使用する場合、ユーザーはカップリング、スプロケット、プーリー、ギヤ、またはその他の中間伝達機構を介して減速機と負荷を接続できます。

中実軸減速機は通常、以下の用途で使用されます：

• コンベア

• 攪拌機

• スクリューコンベア

• 粉砕機

• 混合機

• 巻取機

• カップリングを介した駆動システム

• スプロケットやプーリーで二次的な減速比の変更が必要なシステム

中実軸の利点は汎用性が高く、さまざまな機構と接続しやすいため、多様な機械設計に適していることです。

中空軸減速機と中実軸減速機の違い

最大の違いは、設置方法と負荷への動力伝達方法にあります。

中空軸の場合、減速機は通常、機械の軸に直接取り付けられます。この設計により、駆動ユニットがよりコンパクトになり、設置長さを短縮し、いくつかの中間部品を削減することが可能になります。

中実軸タイプの場合、減速機は出力軸を介して動力を伝達します。この軸から、カップリング、スプロケット、プーリー、またはその他の伝動装置を使用して負荷に接続することができます。

簡潔に説明すると以下の通りです：

• 中空軸：機械の軸に直接取り付けるため、コンパクトで省スペースです。

• 中実軸：軸が外部に出ているため、多様な伝動機構と容易に接続できます。

中空軸減速機のメリット

中空軸減速機は、コンパクトな設計が求められるシステムにおいて多くのメリットがあります。

第一に、中空軸タイプは伝動ユニット全体の長さを短縮できます。減速機を負荷軸に直接取り付けられるため、設計上可能であれば、長いカップリングや補助的な伝動装置を追加する必要がありません。

第二に、中空軸は中間部品の数を削減できます。部品数が減ることでシステムがコンパクトになり、調整箇所が減るため、設置時のミスアライメントのリスクを低減できます。

第三に、中空軸減速機は設置スペースが限られた機械に適しています。これが、コンベア、包装機、供給機、または自動化機械ユニットでこのタイプがよく使用される理由です。

ただし、中空軸は適切な技術で取り付ける必要があります。機械の軸サイズが不適切であったり、同心度が保たれていなかったり、取り付けが不十分な場合、システムに振動、キーの摩耗、軸のガタつきが発生したり、メンテナンス時の取り外しが困難になる可能性があります。

中実軸減速機のメリット

中実軸減速機の大きなメリットは柔軟性です。中実タイプの出力軸により、さまざまな伝動方式と容易に接続できます。

例えば、中実軸は以下と接続可能です：

• フレキシブルカップリング

• 剛性カップリング

• スプロケット

• ベルトプーリー

• 歯車

• 中間軸

中実軸タイプは、減速機と負荷の距離が直接取り付けを許容しない場合に適しています。また、スプロケットやプーリーを使用して補助的な変速比を変更する必要があるシステムにも適しています。

メンテナンス面では、軸、カップリング、または外部伝動装置を直接目視できるため、中実軸は点検が比較的容易です。システムの取り外し、構造変更、または機械の改造が必要な場合、中実軸は中空軸よりも柔軟性が高い傾向があります。

中空軸減速機を選択すべき場合は？

システムがコンパクトな設置を必要とし、直接取り付けに適した機械軸がある場合は、中空軸減速機の選択を検討すべきです。

適したケースの例：

• コンパクトな伝動ユニットが必要なコンベア

• 設置スペースが限られている包装機

• 直接伝動が必要な供給機

• カップリングやスプロケットを追加したくない機械ユニット

• 中空軸径に適合する軸が既に設計されている機械

• 伝動システム全体の長さを短縮する必要がある場合

ただし、中空軸を選択する前に、機械軸の直径、キー、取り付け長さ、取り付け方向、ラジアル荷重、およびメンテナンス時の取り外し可能性を十分に確認する必要があります。単に見た目がコンパクトだからという理由だけで、機械構造に適していないにもかかわらず中空軸を選択すべきではありません。

中実軸（ソリッドシャフト）減速機を選ぶべき時は？

中実軸減速機は、システムが負荷と柔軟に接続する必要がある場合や、中間伝動装置を使用する必要がある場合に選択すべきです。

適したケースの例：

• カップリングを介した動力伝達

• チェーンスプロケットを介した動力伝達

• ベルトプーリーを介した動力伝達

• モーターと負荷の間に一定の距離が必要なシステム

• 補助伝動装置によって速度変更が必要な機械

• 中空軸への直接取り付けに適さない負荷構造

• 取り外し、芯出し、メンテナンスの容易さが必要な場合

システムが高負荷、衝撃荷重を伴う場合、または頻繁なメンテナンスが必要な場合は、中実軸の方が操作が容易です。ただし、中実軸を使用する場合は、振動、異音、またはベアリングの摩耗を防ぐために、カップリングの芯出し、チェーンの張り、ベルトの張り、および同心度に注意を払う必要があります。

中空軸減速機と中実軸減速機の比較表

軸タイプ選定ミスによるよくある不具合

中空軸または中実軸の減速機を選定する際に発生しやすい実務上の不具合は以下の通りです。

中空軸を選定したが、機械側の軸と適合しない。
軸径、キー、または取付長さが不適切な場合、取り付けが困難になり、追加工が必要になるか、直接取り付けができなくなる可能性があります。

中実軸を選定したが、カップリングの取付スペースが不足している。
機械によっては設置スペースが狭い場合があり、中実軸を選定するとカップリング、プーリー、またはスプロケットを取り付けるためのスペースが不足する可能性があります。

同心度を確認していない。
中空軸・中実軸を問わず、芯出しが不十分な状態で取り付けると、振動、異音、ベアリングの摩耗が発生し、機器の寿命を縮める原因となります。

チェーンやベルトを過度に張りすぎている。
中実軸の減速機において、スプロケットやプーリーを使用する場合、張力が強すぎると軸およびベアリングにかかるラジアル荷重が増大します。

出力のみで選定し、取付タイプを無視している。
同じ出力のモーターでも軸タイプが異なると、機械に取り付けられない場合があります。そのため、交換時には寸法図、軸タイプ、取付タイプ、出力軸の位置をすべて確認する必要があります。

減速機選定時に必要な情報とは？

中空軸または中実軸の減速機を正しく選定するために、以下の情報を準備することをお勧めします。

• モーター出力

• 要求出力回転数

• 減速比（既知の場合）

• 希望する軸タイプ：中空軸または中実軸

• 出力軸径

• キー寸法

• 取付タイプ：脚取付、フランジ取付、中空軸、中実軸

• 用途：コンベア、攪拌機、スクリューコンベア、包装機

• 負荷の重さ（重負荷または軽負荷）

• 1日あたりの稼働時間

• インバータ制御の有無

• 交換の場合は、古い減速機の図面または写真

古い減速機を交換する場合、銘板の写真と取付図面が非常に重要です。同じ出力であっても軸寸法、減速比、取付タイプが異なる可能性があるため、モーター出力だけで判断しないでください。

DSK減速機の軸タイプについて

韓国DSK社の減速機シリーズは、シリーズ、出力、減速比、取付タイプに応じて多様な構成が可能です。用途に応じて、中実軸、中空軸、脚取付、フランジ取付、直交軸タイプなどを検討できます。

例：

• ヘリカルギアシリーズ：多くの直線駆動システムに適しています。

• スパイラルベベルギアシリーズ：直交軸駆動が必要な用途に適しています。

• 平行軸または重負荷シリーズ：より大きなトルクが必要なシステムに適しています。

• ウォームギアまたはヘリカルウォームシリーズ：コンパクトな設計と大きな減速比が必要な用途に使用できます。

DSKギアモーターを選定する際は、各モデルの仕様書と図面を必ず確認してください。外観写真だけで交換可能かどうかを判断しないでください。

結論

中空軸および中実軸の減速機はどちらも産業界で広く使用されていますが、それぞれ適した取付方法や駆動方式が異なります。

システムがコンパクトな設置を必要とし、機械軸への直接駆動が可能で、かつスペースが限られている場合は、中空軸減速機（ホローシャフト型）の検討をお勧めします。逆に、カップリング、スプロケット、プーリーなどを介した柔軟な接続が必要な場合や、構造の変更が容易である必要がある場合は、中実軸減速機（ソリッドシャフト型）の方が適しています。

減速機を選定する際、出力（kW）だけで判断するのは避けるべきです。出力回転数、減速比、負荷トルク、取付形式、軸径、キー寸法、および実際の運転条件を同時に確認する必要があります。

MDriveTechでは、各アプリケーションに応じた減速機、ギアボックス、インバータ、および産業用駆動ソリューションの選定をサポートしています。DSK減速機の新規選定や交換をご検討の際は、システムへの適切な取り付けを確保するため、仕様および図面を十分にご確認ください。

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FAQ

中空軸減速機とは何ですか？

中空軸減速機とは、出力部が中空（穴）形状になっている減速機で、機械の軸や負荷機構に直接取り付けることが可能です。

中実軸減速機とは何ですか？

中実軸減速機とは、出力軸が外部に突き出ているタイプで、通常はカップリング、スプロケット、プーリー、または中間伝動装置を介して負荷と接続します。

コンベアには中空軸と中実軸のどちらを選ぶべきですか？

コンベアの駆動ユニットをコンパクトにまとめ、直接取り付け可能な軸がある場合は、中空軸を検討できます。カップリング、スプロケット、プーリーを介した接続が必要な場合は、中実軸の方が柔軟に対応できます。

中空軸は中実軸よりも優れていますか？

すべてのケースにおいて中空軸が中実軸より優れているとは限りません。各軸タイプは異なる機械設計に適しています。取り付け方法、負荷、スペース、およびメンテナンス要件に基づいて選定する必要があります。

古い減速機を交換する際、何を確認すべきですか？

出力、出力回転数、減速比、軸タイプ、軸径、キー、取付形式、フランジまたはベースの寸法、および取付図面を確認する必要があります。