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平行軸歯車の代表的な5つの種類と特徴をご紹介!

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平行軸歯車種類の5つの種類とは?

まず、平行軸歯車とは、2つの歯車の軸が平行な歯車のことを指します。平行軸歯車は最も一般的に使用されている歯車で、幅広い動力伝達部に用いられています。この平行軸歯車には主に平歯車、内歯車、ラック歯車、はすば歯車、やまば歯車の5つの種類があります。そこで、今回は平行軸歯車のそれぞれの種類・特徴についてご紹介します。

 

平歯車の特徴

平歯車とは、円筒形の形状を持つ歯車であり、スパーギヤと呼ばれることもあります。「歯すじが直線で軸に平行な円筒歯車」と一般に定義されており、歯車と言われて大半の方がイメージされる歯車でしょう。
形状が単純で精度の高いものが得られるため、純粋に動力を伝達用する際には非常に優れています。具体的には、平行な2軸りそれぞれに貼るぐまを取り付け、それぞれの歯を組み合わせて回転させることで回転運動を伝えていきます。この際、歯数の多い方の歯車を大歯車(ギヤ)、少ない方の歯車を小歯車(ピニオン)と呼ぶことが一般的です。(速度比の観点などから駆動側の歯車がピニオン、被動側の歯車をギヤと呼ぶこともあります。)
また、平行な2軸に歯車が取り付けられるため軸方向(スラスト方向)に力が発生しないことも大きな特徴です。

 

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内歯車の特徴

内歯車とは、円の内側に歯がある歯車のことを指します。歯が内側にあることから、インターナルギアと呼ばれることも多いです。円筒上の形状をしており、内歯車の内側に平歯車を噛み合わせて使用されることが多いです。また、内歯車の場合この内側に来る平歯車のことをピニオンと呼びます。

内歯車の特徴は、内歯車と平歯車を噛み合わせた際、同じ方向に回転を伝えることができる点です。この特徴から、減速機の一種である遊星歯車装置で使用されることが多く、装置のコンパクト化に用いられます。

内歯車と平歯車の歯数の差が大きすぎるとインボリュート干渉が、歯数差が少なすぎるとトロコイド干渉や逃げ干渉(トリミング)が起きてしまうので、組み合わせる歯車選びには注意しましょう。

 

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ラック歯車の特徴

ラック歯車とは、一言で言うと回転運動を直線運動に変換する歯車です。また同様に、直線運動を回転運動に変換する際にもラック歯車は活用されます。ラック歯車に噛み合う歯車のことをピニオンと呼び、2つの歯車を合わせてラック&ピニオンと呼ぶこともあります。ラック歯車は平板上の棒に歯切り加工を施したもので、歯車の歯を一直線に並べたような形状をしています。そのため、ピニオンはどこかで回転方向を切り替える必要があります。

主に搬送装置などに活用されており、身近な例だと自動車のステアリング機構(ハンドルをタイヤに伝える機構)にもラック歯車は使われています。

 

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はすば歯車の特徴

はすば歯車とは、軸に対して歯すじがねじれ、螺旋状になっている歯車を指します。はすば歯車は別名:ヘリカルギヤと呼ばれます。平歯車(スーパーギヤ)は歯車の凹凸の一枚一枚が噛み合います。対して、はすば歯車はねじれているため複数枚が同時に噛み合います。

はすば歯車の特徴は噛み合いが非常に滑らかなので、強度に優れており音も非常に静かな点です。この特徴から、はすば歯車は自動車や産業機器など幅広い用途で使用されています。

また、はすば歯車の歯すじのねじれ方向は歯すじの正面からみて右肩上がりのものを右ねじれといい、反対に左肩上がりのものを左ねじれといいます。

はすば歯車使用の際に注意すべきことは、スラスト荷重(ギヤ軸の方向にかかる力)が発生する点です。スラスト荷重を考慮せず、設計通りにはすば歯車を組み込むと、摩耗や回転不良の原因となります。

 

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やまば歯車の特徴

やまば歯車とは、右ねじれの歯をもつ歯幅の部分と左ねじれの歯をもつ歯幅の部分を持つ円筒歯車です。左ねじれと右ねじれのはすば歯車(ヘリカルギヤ)を組み合わせた形から、ダブルヘリカルギヤとも呼ばれています。

やまば歯車の特徴は、2つの歯車がそれぞれ軸方向の力(スラスト)を打ち消し合うことができる点です。さらに、高速回転時にも噛み合わせは非常に滑らかで動力伝達ができ、歯の強度も優れています。まさに、はすば歯車の長所は保有したまま、弱点の克服に成功した歯車といえるでしょう。

使用用途としては、はすば歯車と同じように自動車や産業機器など幅広く活用されており、特に回転速度を低減させる役割を持つ減速装置などに使用されています。

 

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