オールドハム社のカップリングカタログには、外径、内径、トルク定格、ミスアライメント許容値、慣性値、速度制限など、膨大な数値が羅列されています。それぞれのパラメータの意味と数値間の関係を明確に理解していなければ、これらの数値を効率的に活用することは困難です。用途に対して小さすぎるカップリングは早期に故障し、大きすぎるカップリングは不必要な慣性とコスト増につながります。サイズチャートを正しく読み取ることが、選定プロセス全体の基礎となります。
この記事では、標準的なオールドハムカップリングのサイズ表に記載されているすべての寸法とパラメータについて説明し、それらの相互関係を解説するとともに、実際の選定例を最初から最後まで順を追って説明します。
OD — 外径: カップリングアセンブリの最大外径は、ハブ本体を横切るように測定されます。この寸法によって、カップリングがシャフト周囲の利用可能な半径方向の空間内に収まるかどうかが決まります。機械ハウジング内、隣接する部品間、またはシャフトの肩部付近など、設置場所が狭い場合は、選定を進める前に、外径にクリアランスマージンを加えた値が利用可能な空間内に収まることを確認してください。
L — 全長: ディスクが所定の軸方向位置に取り付けられた状態で、ハブ面からハブ面までを組み立てたカップリングの全長。この寸法によって、モータと被駆動機械間の必要な軸方向スペースが決まります。カップリングの長さに加えて、モータシャフトが熱膨張によって伸びた際に発生する軸方向の遊び分も含め、十分なクリアランスが確保されていることを確認してください。
LH — ハブ長さ: 各ハブの軸方向長さは、ハブがシャフトにどれだけ深くかみ合うかを決定します。ハブが長いほど、同じ外径であれば、クランプ面積が大きくなり、通常はより高いスリップトルクが得られます。LHはまた、シャフトの最小かみ合い長さも決定します。つまり、ハブファスナーが設計されたクランプゾーン内でしっかりと固定されるように、シャフトはハブ内に十分に突き出ている必要があります。
D — 穴径: ハブ穴の内径は、シャフトの直径と一致させる必要があります。ほとんどのサイズ表には、各カップリングサイズで使用可能な穴径範囲が記載されています。これは、ハブの壁厚や締め付け能力を損なうことなく、標準ハブ本体に加工できる最小穴径と最大穴径を示しています。両方のシャフトの直径が同じ場合は、1つの穴径が両方のハブに適用されます。シャフトの直径が異なる場合（モーターとボールねじの接続でよく見られます）、駆動穴と被動穴を別々に指定してください。
ディスク外径／ディスク厚さ： データシートによっては、センターディスクの寸法が別途記載されている場合があります。ディスクの外径はハブ内の最大スロット長を決定し、したがってカップリングが対応できる最大横方向オフセットを決定します。ディスクの厚さは、ハブ面間の軸方向の遊びを決定します。
定格トルク（T_N）： カップリングが基準ミスアライメントおよび基準速度条件下で伝達できる連続トルク。これは主要な性能パラメータであり、トルクに基づくサイズ選定の出発点となります。重要：これは連続定格であり、ピーク定格ではありません。ピークトルク容量は、短時間負荷の場合、通常、連続定格の2～3倍になります。
最大横方向オフセット（ΔKr）： The maximum permissible lateral displacement between the two shaft axes. As discussed throughout this site, this is the maximum possible value — for long service life, operate at 50 percent or less of this value. The symbol ΔKr appears in European and ISO-aligned catalogues; North American catalogues may use terms like “parallel misalignment” or simply “lateral offset.”
最大角度ずれ (ΔKw): 軸中心線間の最大角度偏差（度）。オールドハムカップリングの場合、この値は通常、すべてのサイズで0.5～1.0度です。横方向オフセット容量のように、カップリングのサイズが大きくなるにつれて大きく増加することはありません。
最大軸方向変位（ΔKa）： ディスクがハブ面に接触することなく、一方のシャフトが他方のシャフトに対して軸方向に最大で移動できる範囲。カップリングのサイズに応じて、通常は0.5～2.0mmです。
最大速度 (n_max): 基準となるミスアライメント状態および周囲温度における最大回転速度。速度に関する記事で説明したように、この値は運転時のミスアライメントが増加するにつれて減少します。速度とミスアライメントの両方の定格値の50%を超えて運転する場合は、速度とミスアライメントの組み合わせ表を参照してください。
質量慣性モーメント（J）： カップリングアセンブリ全体（ハブとディスクの両方）の回転慣性モーメント（g·cm²またはkg·m²）。これは、サーボドライブのサイズ決定における総反射慣性モーメントの計算に含める必要があります。カタログの値は、標準ハブ材質とディスク材質、公称ボア径の場合の値です。実際の慣性モーメントは、ボア径（ハブ材質の除去により慣性モーメントが減少）とハブ材質（アルミニウムとステンレス鋼）によってわずかに変化します。
ねじり剛性（C_T）： The angular stiffness of the coupling under torsional load, in N·m/degree or N·m/rad. Higher torsional stiffness means less angular deflection per unit torque. For servo applications, torsional stiffness affects the drive system’s resonant frequency — higher stiffness raises the resonance, allowing higher servo bandwidth.
| 外径（mm） | 長さL（mm） | 口径範囲（mm） | 定格トルク（N・m） | 最大オフセット（mm） | 最高回転数（RPM） | 慣性モーメント（g・cm²） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 16 | 28 | 3～6 | 0.5 | 0.20 | 8,000 | 0.12 |
| 20 | 34 | 4～8 | 1.5 | 0.30 | 7,000 | 0.35 |
| 25 | 40 | 5～12歳 | 3.0 | 0.40 | 6,000 | 0.85 |
| 32 | 52 | 6～16歳 | 7.0 | 0.50 | 5,000 | 2.8 |
| 40 | 62 | 8～20 | 15.0 | 0.70 | 4,000 | 8.5 |
| 50 | 76 | 10～25 | 30.0 | 0.90 | 3,500 | 22.0 |
| 63 | 95 | 14～32 | 60.0 | 1.20 | 2,800 | 68.0 |
| 80 | 118 | 18～40歳 | 120.0 | 1.50 | 2,200 | 195.0 |
Values shown are representative for standard aluminium-hub, acetal-disc Oldham couplings at 0.2 mm lateral offset and 25°C ambient. Always verify against the specific manufacturer’s datasheet for the coupling being selected.
応用： CNCルーター軸上のボールねじをサーボモーターで駆動。モーター定格トルク4.0 N·m、最大トルク12.0 N·m。モーター軸径10 mm、ボールねじ軸径12 mm。動作速度2,500 RPM。測定された横方向オフセット0.25 mm。角度ずれは0.3度以下に補正済み。標準的な屋内環境、周囲温度25℃。
ステップ1 — 設計トルク： 最大トルク 12.0 N·m × サービス係数 2.0 (反転機能付きサーボ) = 24.0 N·m 設計トルク。
ステップ2 — 穴のサイズ： 駆動穴径10mm、被駆動穴径12mmが必要です。この穴径範囲に対応するカップリングについては、サイズ表をご確認ください。
ステップ3 — トルクチェック： 外径40mmのサイズは、連続定格トルクが15.0N·mです。設計トルクは24.0N·mで、これは40mmの定格を超えています。外径50mm（連続定格30.0N·m）に変更してください。設計トルク24.0N·mはこの定格の範囲内です。50mmサイズは最大25mmの穴に対応しており、10mmと12mmはどちらも範囲内です。外径50mmで進めてください。
ステップ4 — スピードチェック： 50 mmは、0.2 mmオフセットで3,500 RPMの定格回転数です。0.25 mmオフセットで2,500 RPMで動作しています。オフセットは基準値よりわずかに高いため、実効速度制限はわずかに低く、0.25 mmオフセットで約3,200 RPMとなります。2,500 RPMの動作速度はこの範囲内に十分に収まっています。許容範囲内です。
ステップ5 — 位置ずれチェック： 最大オフセット量0.90mmに対応する50mmディスク。0.25mm（最大オフセット量の28%）で動作。これは非常に優れており、推奨動作限界である50%を大きく下回っています。ディスクの長寿命が期待できます。
ステップ6 — 慣性チェック： 50 mmカップリングの慣性モーメントは22.0 g·cm²です。モーターローターの慣性モーメント（4 N·mサーボモーターの標準値）は約180 g·cm²です。カップリングの慣性モーメントはローター慣性モーメントの12.2%で、ガイドラインの10%をわずかに上回っていますが、標準帯域幅のCNC軸としては許容範囲内です。サーボの調整が難しい場合は、慣性モーメントを低減するために、より定格の高いディスク材料を使用した40 mmカップリングの使用を検討してください。
結果： 外径50mmのオールドハムカップリング、クランプハブ、駆動穴径10mm、被駆動穴径12mm、標準アセタールディスク、アルミニウムハブ。すべてのパラメータは十分な余裕をもって仕様を満たしています。
Reading an Oldham coupling size chart correctly means engaging with every parameter, not just bore and torque rating. OD and length determine physical fit. Bore range determines shaft compatibility. Rated torque combined with service factor determines the minimum acceptable size. Speed rating, misalignment capacity, and inertia verify that the selected size meets the application’s operational requirements. Working through each parameter systematically — as demonstrated in the selection example — produces a specification that delivers reliable, long-service-life performance. Skipping any parameter risks selecting a coupling that is physically correct but operationally mismatched.
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