長尺・大径シャフトの加工における3つのポイント｜なぜ大手メーカー中途半端なサイズのシャフトの加工・調達を断るのか？

シャフトとは？

シャフトは、動力を伝達するための回転軸として、機械の心臓部ともいえる存在です。エンジンやモーターからの回転エネルギーを機械内部の他の部品に伝え、統一された動作を実現します。例えば、コンベアの駆動軸、ポンプの回転軸、ロボットアームのジョイントなど、シャフトはあらゆる分野で不可欠な部品です。そのため、シャフトの性能が機械の稼働効率と寿命に直接的な影響を与えます。

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長尺・大径シャフトとは？産業設備におけるその重要性

長尺・大径シャフトとは、その名の通り、長く、そして直径が大きいシャフトを指します。明確な定義があるわけではありませんが、一般的には長さが1,000mm以上、直径がφ100mmを超えるものが該当します。これらのシャフトは、産業設備や機械装置において、回転運動を伝えたり、荷重を支えたりする重要な役割を担っています。例えば、大型の搬送コンベア、製鉄所の圧延機、船舶の推進軸、排送風機部品です。このような環境下で使用されるため、長尺・大径シャフトには高い真円度、寸法精度、表面粗さ、そして十分な強度と耐摩耗性が求められます。

長尺・大径シャフトに求められる精度と品質

長尺・大径シャフトは、わずかでも歪みや曲がりがあると、回転バランスが崩れ、振動や騒音の発生、最悪の場合は装置全体の破損につながる可能性もあります。そのため、高い真円度や寸法精度が不可欠です。また、回転する部品であることから、表面粗さも非常に重要な要素となります。表面が滑らかでないと、ベアリングやシールとの摩擦が増加し、寿命を縮める原因となります。さらに、高荷重がかかる用途では、十分な強度と耐摩耗性が求められます。これらの品質を確保するためには、適切な材質選定と、それを実現するための高度な加工技術が不可欠です。

用途に応じた材質選定の重要性

シャフトに求められる精度や材質は、その用途や使用環境によって多岐にわたります。高荷重がかかる箇所ではSCM435などの合金鋼が、耐食性や耐熱性が求められる箇所ではステンレス鋼（SUS304, SUS316）などが選定されます。それぞれの材質には、強度、硬度、靭性、耐食性など異なる特性があり、加工の難易度も変わります。例えば、高硬度な材料は切削加工が困難になり、ステンレス鋼は切削時の工具摩耗が激しくなる傾向があります。

長尺・大径シャフトの加工・調達における課題

長尺・大径シャフトは産業設備に不可欠な部品ですが、その加工・調達には特有の課題が伴います。これらの課題は、産業装置設備の購買担当者や現場の生産技術者にとって、サプライヤー選定の大きなハードルとなります。ここでは、特に問題となりやすい3つの課題について解説します。

【課題1】大型設備が必要な一方で、単品・小ロットでは採算が合わない

長尺・大径シャフトの加工には、大型の旋盤や研削盤、そしてそのワーク（加工物）を安全に設置・移動させるためのクレーン設備が不可欠です。これらの設備は導入コストが高く、維持管理にも多大な費用がかかります。

そのため、大手メーカーなど大量生産を主とする企業は、設備をフル稼働させて初めて採算が取れるような体制を構築しています。結果として、急な修理や交換で必要となる単品・小ロットの依頼に対しては、生産ラインの調整が難しく、対応を断られるケースが多々発生します。特に、既存の製品の保守部品など、緊急性の高いケースでは、この課題が顕著になります。

【課題2】加工が難しく、高い精度を出すのが困難

長尺・大径シャフトの加工は、技術的にも非常に難しいとされています。主な課題は、切削加工時の「たわみ」や「びびり」です。ワークが長いために自重でたわんだり、切削抵抗によって振動が発生したりすることで、正確な寸法が出にくくなります。これを防ぐためには、経験豊富な熟練の技術者による加工条件の最適化や、振れ止めなどの特殊な工具・治具の使用が不可欠です。

また、熱処理を行う際にも、熱による歪みが発生しやすく、後の研磨加工で精度を出すのが困難になります。そのため、加工から熱処理、研磨まで、各工程で高い技術力とノウハウが求められます。

【課題3】納期やコストの交渉が難航する

前述の通り、大型設備と熟練の技術が必要な長尺・大径シャフトの加工は、どうしてもコストが高くなりがちです。また、単品・小ロットでは対応してくれるサプライヤー自体が少ないため、価格競争が働きにくく、適正なコストかどうか判断が難しいという側面もあります。さらに、複数の加工工程（旋削、熱処理、研磨など）が必要な場合、それぞれの工程を異なる協力会社に依頼すると、手配や納期調整に手間と時間がかかり、結果的にコスト増や納期遅延の原因となります。

そのため、加工から仕上げまで一貫して対応できる体制を持つサプライヤーを見つけることが、長尺・大径シャフト加工品の調達には必要不可欠です。

なぜ「中途半端なサイズ」のシャフト加工を断る企業が多いのか？

長尺・大径シャフトの加工・調達における課題を理解した上で、次に多くの企業が直面する、より具体的な問題について掘り下げていきます。それは、大手メーカーが「中途半端なサイズ」のシャフト加工を断ることが多いという現実です。

大手メーカーは設備全体でしか対応できない

大手メーカーの多くは、高価で大型の専用設備を導入しています。そのため、例えばφ1,000mmを超えるような超大径のシャフトや、全長5,000mmを超えるような超長尺のシャフトには対応できても、ごく少量の「中途半端なサイズ」の部品、例えばφ300～600mm程度のシャフトを単品で製作するとなると、設備全体での納品と比較すると、採算が合わなくなってしまいます。 結果として、大手メーカーはこうした依頼を断らざるを得ないのです。

工場にクレーンと中型旋盤がある企業でないと対応できない

「中途半端なサイズ」のシャフトは、手に乗るような小物部品ではないため、加工には工場内にクレーン設備が必須となります。しかし、町工場などの小規模な企業では、シャフト加工を主に行っている企業は小型シャフトが多く、クレーン設備を保有しておりません。またたとえクレーン設備があったとしても、そもそも対応できる中型旋盤や加工技術を持っていないケースが多く、ここでも依頼を断られるという問題が発生します。つまり、「中途半端なサイズ」のシャフトを加工できるのは、クレーン設備と中型旋盤を両方持ち、小ロットにも柔軟に対応できる体制を構築している企業に限られるのです。

加工以外の焼入れや表面処理まで対応できない

長尺・大径シャフトには、切削加工だけでなく、焼入れや表面処理などの後工程が必要となるケースが多々あります。これらの後工程は、専門の協力会社に依頼するのが一般的です。しかし、単品・小ロットの案件では、加工から後工程までを全て手配するとなると、サプライヤーの選定、納期調整、品質管理に多大な工数がかかります。この手配の手間を嫌い、後工程まで対応できない企業は、最初から依頼を断ってしまう傾向にあります。これは、「加工だけ」ではなく「完成品」として納品してほしいというお客様のニーズと、サプライヤー側の体制との間に大きなギャップがあることを示しています。

平野鉄工だからこそ可能な、長尺・大径シャフトの加工における3つのポイント

「中途半端なサイズ」の長尺・大径シャフト加工を依頼する際、多くの企業が直面する課題について解説しました。こうした課題は、特定の設備とノウハウ、そして柔軟な対応力を持つ企業でなければ解決できません。ここでは、金属コーディネーターである平野鉄工が、お客様の課題をどのように解決するのか、3つのポイントをご紹介します。

【ポイント1】大手メーカーが対応できない「中途半端なサイズ」に特化した設備とノウハウ

当社が最も得意とするのは、大手メーカーが採算の都合で対応を断りがちなφ300〜600mm程度の「中途半端なサイズ」の長尺・大径シャフトです。当社の工場には、このサイズのシャフト加工に最適な中型旋盤とクレーン設備が常設されており、お客様の多様なニーズに柔軟に対応できる体制が整っています。大手メーカーのように、設備全体で依頼を受けるのではなく、設備部品の一部品であるシャフトのみのリバースエンジニアリング等に対応しておりますので、特定のサイズに特化した専門性の高い加工サービスを提供することができます。これにより、お客様は「このサイズのシャフトはどこに頼めばいいのか」という悩みを解決することができます。

【ポイント2】加工から焼入れ・表面処理まで一貫対応できる協力会社ネットワーク

長尺・大径シャフトの調達において、加工、熱処理、表面処理といった複数の工程を異なるサプライヤーに依頼することは、納期遅延やコスト増加につながります。

当社では、創業以来培ってきた独自の協力会社ネットワークを駆使することで、切削加工から焼入れ、円筒研削（円筒研磨）などの仕上げ加工まで、すべての工程を一貫して対応することが可能です。お客様は窓口を一本化できるため、手配の手間を削減し、品質管理の不安を解消できます。金属コーディネーターとして、お客様の製品の要求仕様を正確に把握し、最適な協力会社を選定することで、高品質な完成品を確実にお届けいたします。

【ポイント3】お客様の真のニーズに応える最適なVA/VE提案

「長持ちさせたい」というお客様の漠然とした要望に対し、安易に高価な材料や表面処理を提案するのではなく、お客様の製品の使用目的や環境を丁寧にヒアリングします。その上で、本当に必要な機能とコストのバランスを考慮した、最適なVA/VE提案を行うのが当社の強みです。例えば、「あえて相手部材より消耗しやすくしてコストを抑える」といった斬新な提案も可能です。部品全体の寿命を延ばすために、一部の部品を定期的に交換する設計を提案することで、全体のメンテナンスコストを下げることができます。単なる加工業者ではなく、お客様の課題を本質的に解決する「金属コーディネーター」として、型にはまらない最適な解決策をご提案いたします。

当社だからこそできるシャフトの長寿命化提案

当社では創業以来、当社では自動車業界の部品を中心に生産しており、特にシャフトの製造を行っておりました。シャフトは、消耗が激しい丸物加工品で、なるべく交換をせずに長く使用したいというニーズが強い一方で、精度は高くなければいけないという、要求仕様も多い製品です。当社ではこうしたシャフトに対して、歪みが少なく、高強度・高硬度を実現する焼入れ・表面処理をご提案しております。
独自の加工ネットワークであらゆる種類の処理に対応しております。これまでに培ってきた実績やノウハウをもとに、最適な表面処理のご提案を行い、シャフトの長寿命化を実現いたします。

以下に、当社が選ばれる理由を具体的にご紹介します。

耐摩耗性・高強度が必要な製品への長寿命化提案に自信あります！

当社ではローラーやシャフト、シリンダー、ピンなど、消耗が激しい丸物加工品を多く取り扱っており、これらの製品に対する長寿命化を実現する技術提案に自信があります。

創業以来、当社では自動車業界の部品を中心に生産しており、現在は産業機械装置の部品も含めて多品種少量生産を行っております。特に当社にご依頼いただくのは、消耗が激しい丸物加工品が多くなっています。ローラーやシャフトは、なるべく交換をせずに長く使用したいというニーズが強い一方で、精度は高くなければいけないという、要求仕様も多い製品です。当社ではこうした丸物部品に対して、歪みが少なく、高強度・高硬度を実現する焼入れ・表面処理をご提案しております。

一方で当社では、「とにかく硬く、長持ちするようにしたい」というお客様に対して、「あえて消耗しやすくして交換頻度は多くするが、コストを抑える」というご提案も行っております。必要以上に製品の強度や硬度を向上させると、仕上げ加工が困難となり、コストも異常なほど高くなってしまいます。そのため当社では、あえて相手部材より負けさせてコストを抑えるという提案も行っています。

当社では、金属コーディネーターとして丁寧にヒアリングを行い、お客様が本当に必要とする機能を実現するための焼入れ・表面処理を選定しております。焼入れや表面処理については、独自の加工ネットワークであらゆる種類の処理に対応しております。さらに長寿命化だけでなく、機能を改善するための形状変更や機構改善など、型にはまらない斬新なVE・VA提案を幅広い範囲で行っております。耐摩耗性や高強度が必要な丸物製品は、金属コーディネーターに一度ご相談いただければ、当社から最適な技術提案をいたします。

金属コーディネーターとは？

小径から大径まで、様々なシャフトの旋盤加工に対応

当社にご相談いただくことが多いのは、ローラーやギヤシャフト、シリンダー、ピンなどの丸物加工品です。φ5の小さいピンからφ100のピンまで、長さも様々な丸物製品に対応しております。当社が最も得意とするのは、手にのるくらいのサイズがメインです。特にΦ300～600までの、馬力がない旋盤では削ることができないような、クレーンを用いて機械にセットする必要がある、やや取り回しがしづらいような中型丸物部品について、多くのお客様からご相談をいただいております。協力会社の加工ネットワークも駆使することで、最大φ900までの比較的大径な丸物加工まで対応可能です。

さらに当社では、シャフトなどの高精度な丸物部品のご相談も多くいただいておりますが、このような製品については円筒研削（円筒研磨）による仕上げ加工まで対応しております。耐摩耗や強度が求められる丸物製品は、回転運動しながら使用される製品のため、寸法公差や真円度など、高い精度が求められます。こうした精度が必要なシャフトについても、安心して当社にお任せいただけます。
※長さ、形状、材質など各種条件によりますが、軸物の寸法公差はh7級にて基本的には対応しております。

そして形状についても、歯切り加工が必要なギヤシャフト、キー溝加工にも対応しております。小径から大径まで、高精度かつ複雑形状な製品まで、丸物加工でお困りの製品はなんでもご相談ください。

丸物加工から溶接組立まで一貫対応

当社の特徴として、丸物や角物の加工、その後の表面処理・熱処理だけでなく、溶接組立まで対応していることが挙げられます。特にΦ300以上の中型・大型フランジのような円形の丸物になると、付随した部品を溶接組立して使用するケースも多くなります。当社では、独自の外注加工ネットワークも駆使して、このような大型丸物加工品への溶接組立まで一貫対応しております。

また当社では、旋盤を中心とした丸物加工が多くなっていますが、マシニングセンタを使用した角物加工にも対応しております。機械・装置部品については角物のフレームやガイド部品も多く、溶接組立が必要な製品もあります。当社ではこうした溶接組立製品の取り回しも行っていますので、お客様の製品管理工数を削減する部品調達代行も行っています。

単品、小ロットでも短納期・特急対応

当社にご依頼いただくことが多いのは、耐摩耗・高強度で長寿命化が求められる製品です。このような製品は、生産ラインや機械装置においても重要な機構部品であることが多く、万が一修理やトラブルになった際は、すぐに必要となる製品であることが多いです。そして緊急時には、個数は200個のようなロットではなく、少数や単品での発注が多くなります。しかし単品・小ロットでの依頼は、小回り対応や緊急対応が求められるため、対応不可とお断りされるケースも多くなります。

当社では、このような他社でお断りされた単品・小ロットの製品の加工依頼を多くいただいております。特に当社の特急対応には、既存のお客様からは価値を感じていただいているポイントです。いますぐ製品を加工してほしい！という場合も、まずは金属コーディネーターの当社にご相談ください。

既存製品のコスト削減についても、製品の使用目的や環境をお伺いした上で、最適な部品設計をいたしますので、コストダウンについてもお任せください！

シャフトの加工事例

続いて、実際に当社で製作したシャフトの加工事例をご紹介いたします。

シャフト

こちらは工業設備で使用されるシャフトです。サイズはΦ32×325mmで、材質はS45Cを使用しております。加工工程としては、まず旋盤加工を行い形状を作り、その後フライス加工を施し、最後に窒化処理を実施しております。

本製品は、精度（0〜-0.025）を必要としながらも、耐摩耗性を得るために窒化処理を施しております。このように、高精度と高耐久性を兼ね備えたシャフトを提供するために、精密な加工技術と最適な表面処理技術を駆使しています。

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設備用シャフト

こちらは線材圧延時に使用される設備用シャフトです。サイズはΦ38×127mmで、材質はSNC415を使用しております。加工工程としては、まず旋盤加工を行い形状を作り、その後マシニング、浸炭焼入れ、そして研磨加工を実施しています。

本製品は、精度が求められるため、焼入後に研磨加工を行っています。お客様からの要望で、硬度を増したい一方で材料費も抑えたいとのことでした。そこで当社から詳細ヒアリングをさせていただき、時間がかかってもいいとのことだったため、元々は材質をS45Cで製作する予定でしたが、SNC系を使用し、焼入処理は浸炭焼入れをご提案いたしました。これにより硬度向上による長寿命化と交換頻度の低減につながり、結果としてコストダウンにもつなげることができました。

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設備用段付きシャフト

こちらは線材圧延時に使用される設備用段付きシャフトです。サイズはΦ38×127mmで、材質はSNC415を使用しております。加工工程としては、まず旋盤加工を行い段付き形状を作り、その後マシニング、浸炭焼入れ、そして研磨加工を実施しています。

本製品は、精度が求められるため、焼入後に研磨加工を行っています。お客様からの要望で、硬度を増したい一方で材料費も抑えたいとのことでした。そこで当社から詳細ヒアリングをさせていただき、時間がかかってもいいとのことだったため、材質はSNC系を使用し、焼入処理は浸炭焼入れをご提案いたしました。これにより硬度向上による長寿命化と交換頻度の低減につながり、結果としてコストダウンにもつなげることができました。

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シャフト・ピン・軸に関する加工事例はこちら

シャフトのことなら平野鉄工にお任せください！

ローラー・シャフト旋盤加工 長寿命化ナビを運営する平野鉄工株式会社は、丸物加工品を専門とし、耐摩耗性や高強度が求められる製品の長寿命化と機能向上を実現する技術提案に自信を持っています。当社の金属コーディネーターが丁寧なヒアリングを行い、焼入れや表面処理の最適な選定を行うだけでなく、形状変更や機構改善などの斬新な提案も行い、お客様にとって最適な解決策を提供します。

対応可能な製品は、直径φ5の小さいピンからφ100のピンまで、長さも様々な丸物製品に対応しております。特にΦ300～600までの、馬力がない旋盤では削ることができないような、クレーンを用いて機械にセットする必要がある、やや取り回しがしづらいような中型丸物部品について、多くのお客様からご相談をいただいております。協力会社の加工ネットワークも駆使することで、最大φ900までの比較的大径な丸物加工まで対応可能です。

ローラー・シャフト旋盤加工　長寿命化ナビでは、多様なニーズに応える高い技術力と柔軟な対応力を持ち、お客様の製品開発を強力に支援します。丸物加工品の製造において、耐久性や精度を求めるなら、ぜひローラー・シャフト旋盤加工　長寿命化ナビにお任せください。お客様のご相談をお待ちしておりますので、どうぞお気軽にお声がけください。