モータやスピンドル、ポンプなどの高速回転軸を接続する際、シャフトカップリングの選定は非常に重要です。
カップリングの選び方を誤ると、
振動増加
異音・共振
軸受やシールの早期損傷
カップリング本体の破損
といったトラブルにつながり、装置全体の寿命低下や停止リスクを招きます。
この記事では、高速回転に適した
シャフトカップリングを選定するための主な基準を、ポイントごとにわかりやすく解説します。
1. 高速回転で特に重要になる「バランス」と「慣性モーメント」
● 動バランス性能（バランシング）
高速回転になるほど、カップリングのわずかな偏心や質量偏りが大きな遠心力となり、
振動・騒音・軸受負荷の増大につながります。
チェックしたいポイント：
メーカーが保証する許容回転数（max rpm）
バランスグレード（ISO G2.5 など）に対応しているか
高速用として設計された専用シリーズかどうか
高速用途では、「高速対応」と明記されたカップリングを選ぶことが基本です。
● 慣性モーメント（回転体の軽さ）
高速応答が必要なサーボ軸やスピンドルでは、
カップリングの慣性モーメントが小さいほど有利です。
軸の立ち上がり・停止が速くなる
サーボチューニングが安定しやすい
モータへの負担（慣性比）が減る
アルミや高強度樹脂を用いた軽量タイプは、高速・高応答の軸に適しています。
2. 許容回転数とトルクの確認
● 許容回転数（Max rpm）
カップリングには必ず「許容回転数」の仕様があります。
高速用途では、実際に使う最大回転数に対して、
1.2～1.5倍以上の余裕を見て選定するのが安全です。
例）
運転条件：6000 min⁻¹ → 仕様上 8000～9000 min⁻¹ 以上のカップリングを選定 など。
● 許容トルク・ピークトルク
高速回転で急加速・急減速を行う軸では、
定常トルクだけでなく**ピークトルク（加減速時）**も考慮します。
定格トルクに対して**安全率（1.5～2倍程度）**を見込む
負荷側の慣性・加速度から必要トルクを計算しておく
トルク余裕が少ないカップリングは、
疲労破壊やスリップ、ゴム・樹脂部の早期劣化につながります。
3. 軸ずれ許容量とそのタイプ
高速回転軸でも、実際には
平行ミスアライメント（平行ずれ）
アンギュラミスアライメント（角度ずれ）
軸方向変位（スラスト方向の伸び縮み）
といった軸ずれが必ず生じます。
● 高速時ほど「過度な軸ずれ」は大敵
軸ずれが大きいと、高速では：
カップリング内部での弾性変形が大きくなり発熱・摩耗が増加
振動が増え、軸受やシールにも悪影響
そのため、
装置側の芯出し精度を高める
カップリングの許容ミスアライメント値以内に収める
ことが重要です。
● 高速用途でよく使われるカップリング例
ディスクカップリング（メタルディスク）
高速・高精度・高剛性
角度・平行ミスアライメントを板バネ変形で吸収
ベローズカップリング
高いねじり剛性と柔軟性
サーボ軸の高速精密位置決めに好適
ゴム継手など柔らかいタイプは、減衰性は高いものの、
超高速用途では遠心力や変形が大きく、条件によっては不利になることがあります。
4. ねじり剛性・バックラッシの有無
● ねじり剛性（Torsional Stiffness）
高速かつ高精度な位置決め軸では、
ねじり剛性の高いカップリングが求められます。
剛性が低い → 軸の「ねじれ」が大きく、指令に対する応答遅れや位置誤差が発生
剛性が高い → サーボ制御の応答が良くなり、振動抑制にもつながる
特にサーボモータ軸・同期制御軸では、
**高ねじり剛性タイプ（メタルディスク・ベローズなど）**がよく選ばれます。
● バックラッシ（がた）の有無
高精度な位置決め
正逆転を頻繁に行う高速サーボ
では、バックラッシゼロ構造のカップリングがほぼ必須です。
歯車式カップリングなど、構造上バックラッシを持つものは、
高速高精度軸には原則不向きです。
5. 材質・構造と環境条件
● 材質選定のポイント
よく使われる材質：
アルミ合金：軽量・加工性良好・中トルク向け
ステンレス・高張力鋼：高強度・耐久性が必要な用途
ベローズ部：ステンレス薄板
スペーサ部：アルミやステンレスなど
高速回転では、
強度と剛性
質量・慣性のバランス
の両面を見ながら、カップリング全体の構造を選ぶことが大切です。
● 使用環境
高温・低温環境
オイルミスト・粉塵・薬品雰囲気
真空・クリーンルーム
など、環境条件によっては、
グリースレス構造
シール構造
表面処理（ニッケルめっき、アルマイトなど）
が求められることがあります。
高速軸では潤滑油飛散や発熱にも注意が必要です。
6. 取り付け方法と芯出し性
● クランプ式 or セットスクリュー式
クランプ式
高速・高精度用途で一般的
軸への傷が少なく、芯出し調整がしやすい
セットスクリュー式（止めネジ）
構造はシンプルだが、高速では偏心・振れが出やすい場合も
高速回転では、クランプ式の高精度タイプを選ぶのが無難です。
● 取り付け誤差を最小に
軸の公差（h7 など）とカップリングの穴公差の適合
軸端面の直角度・振れ
実際の芯出し作業のしやすさ
これらも最終的な回転精度・振動レベルに大きく影響します。
7. 共振・危険速度の確認
高速回転軸では、
系全体（モータ＋カップリング＋負荷）の固有振動数と運転回転数の関係も重要です。
危険速度付近で運転 → 振動・騒音・破損リスク
カップリングの剛性・質量・長さが、固有振動数に影響
可能であれば、
メーカーの技術資料
振動解析結果
などを参考にして、常用回転数が共振域から十分離れているかを確認すると安心です。
8. まとめ：高速回転用シャフトカップリングの選定基準
高速回転に最適なシャフトカップリングを選ぶ際は、次のポイントを総合的にチェックします。
許容回転数と動バランス性能
高速対応シリーズか、回転数に十分な余裕があるか
トルク容量とピークトルクの安全率
定常＋加減速トルクに対して余裕を持った選定
ミスアライメント許容量と軸芯出し性
実際の取付精度に見合った許容値を持つタイプか
ねじり剛性とバックラッシの有無
高精度位置決めには高剛性・ゼロバックラッシタイプ
材質・構造と環境条件の適合性
強度・慣性・耐環境性のバランス
取り付け方式（クランプ式推奨）と芯出しのしやすさ
共振・危険速度との関係
系全体の振動特性も視野に入れる
これらを押さえて選定すれば、
高速回転軸でも安定・高精度・長寿命な駆動系を構築することができます。
