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歯車の色々：
歯車には大きく分けて2種類の形状があります。
ひとつは歯面形状が横に一列である物を「平歯車」と呼びます。
もう一つは歯面形状が斜めにはしっている物を「はすば歯車」と言います。
形状としてはこれらのものになりますが、角度をつけたり、垂直方向に噛合わせたりする事によって使用方法が定められ、それらは
「かさ歯車」、「すぐ歯かさ歯車」、「ウォームギヤ」などと呼ばれていく様になります。
斜めの歯面を対称的に合わせて使うかさ歯車などに、「ベベルギヤ」とよばれる特殊な構造などもあります。
歯車の構成は、インボリュート曲線とピッチ円、歯と歯の感覚を保つ圧力角度から成るもので、このピッチ円も大きく分けて2種類あります。
インチ系のものを「ダイヤメトラルピッチ」と呼び、メートル計の物を「モジュール」と呼びます。当然、日本国内ではこのモジュールが標準的に
用いられています。
叉、圧力角度もやはり大きく分けて2種類です。
１４．５度と２０度ですが、これはインチ、ｍｍに関係なく殆どが20度を用いる事が通常的です。
ウォームギヤ：
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写真は米国コーンドライブ社製「鼓型」ウォームギヤ＆ウォームホイルです。
横から来る運動（入力）を縦方向（垂直：出力）に変換したり、この時に
入力から来る速度を必要な分だけ出力側に減速して与えてあげる機構として
この様なウォームギヤ＆ホイルがあります。
上記写真の上側をウォームと呼び、下側の部分をウォームホイルと呼びます。 |
先にも述べた様に、主として減速させる目的に用いられる事が殆どで、機械動力の為だけではなく、例えば人間がハンドルをまわして物を動かす時に１回転で済ませたいが、そのままではもの凄い力が必要である場合、１／１０と言うレシオを設ける事によって必要な力がいままでの１／１０で済む様に至ります。そのかわりハンドルを１０回転で一人前の仕事をしてくれると言う事です。
実際に１００KGも必要としたら並の人では動かす事もままなりませんよね？
そんな時にこの方式だと１／１０ですから、およそ１０KGのちからで同じ仕事が出来ると言うことです。
もう一つは主に電気からの入力、つまりモーターなどから入ってくる速度を最後の使用物である出力側に対し、決められた速度に変換＝減速してあげる場合にも使用されます。
モーターは意外と融通が利かない機器の一つで、自分自身が安定して回転する為に必要とされる回転数（これを定格と呼びますが）があって大変高速で動いています。
毎分１７５０回転必要なモーターは常時この速度でなくてはなりません。
しかしここから動力をもらったその先の出力物は１７５回転／分しか必要なかったとします。
ここで要される減速比率は１/１０なのでレシオ＝１０：１と言う製品が必要となるわけです。
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先程の写真は内容物そのものですが、実際に組みたっている製品だと、この様な感じになります。
写真は床置き型のものですが、フランジ型で壁面に取付けるタイプの物もあります。
参考までにレシオは１／１０程を表現していますが、この比率はかなりの種類があり、大手の鉄工所などで重量何十トンもある品物を移動させたりする際に用いる物などとしては１／？？？（何百）と言うレシオのものまで存在します。
旋回台などで、１／５００とあれば入力軸が５００回転でターンテーブル１回転という事になります。 |
歯車の素材：
液体や気体でないかぎりおおよそ作れない事はないでしょう。
固形物からであれば何でも可能です。但し、その使用に際して目的や条件があらかじめしっかりとしていなければなりません。
例えば運転してしまうと中々給油が出来ない：
こんな場合は鉄ではない歯車をお薦めします。主に樹脂系統やエンジニアリングプラスチックと呼ばれる物で歯車を形成します。
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写真はベイクライト樹脂製、4箇所見える溝にはスプリングがはいります。
大事な事は、ウォームギヤなどの場合を除いて歯車は相手どうしがほぼ同質の材料と処理がされている事が長くにわたる維持につながります。
片方の歯車は焼きいれがしてあって硬さがものすごく入っているのに、歯の数がちょうど合うからと普通の鉄材の物を持ってきてとりつけたとします。
この様な場合はそのただの焼き無し鉄である方がたちまちボロボロになる事でしょう。
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最近、安いギヤを見つけたのだがどうも長く持たないなんて言う事はありませんか？
それはこうした事が原因である場合が殆どです。
そしてこの材料選定や識別と言う行為が中々専門でないと見分けがつきにくいのです。
弊社ではこうした内容の御相談も含めて常にユーザー様が事実必要としている物にたどり着く事でしょう。
特殊な使い方：
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先程のベイクライトギヤです。これにはまだ内部溝にスプリングが入っていない状態です。
その為手で合せた通り歯面は右も左も揃っています。
普通は歯車とはこの様にして相手に噛み合わせます。
そしてこれにスプリングをはめ込んで左右をネジでとめると・・
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あらら？歯面がずれてしまいましたね！これではまともに使えません？
と言うのは冗談で、これえは右と左に加工されているネジの通り道がほんのわずか意図的に角度を設けてずらしてあります。
埋め込んだスプリングを押して、取付け穴が合うまで絞り込むとネジは通りますが、その後ずれたままスプリングの力によって常時この位置を保ちます。
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目的は歯車には歯と歯の間にある隙間、（これをバックラッシと呼びます）があって、実際はこの隙間が０だと歯車は破壊されてしまいます。
しかし、限りなく極限までこの遊び分である隙間を減らしたい場合、特殊としてこの様なギヤが用いられます。
ずれているとは言え、ピッチ上隣の歯までには接触する前に相手に噛み合うので、その後は相手の歯に押し戻されて一列になります。
但し、スプリングでいつでも元に戻ろうとしているこのギヤは隙間を作らせてくれない効果となって現れます。
さらにそれが固定であった場合、相手から大きな力がかかれば破壊されるので、そんな時はまたもやスプリングが負けてくれる分だけくっついたままで逃げます。
この様なギヤ構造を「アンチバックラッシュギヤ」と呼んでいます。
どう言う所に使われるかと言うと、出力物上で、１／１００ｍｍ程のズレも許されない様な所、印刷機だったら印刷物に直接あたるシャフト上とか、かなりシビアな部分に用いられています。
歯車である意味：
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写真はフランジ固定型ギヤカップリングです。
歯車はその姿から位置保持を重要とする機器にはかかせません。
ただつなぐだけなら普通の連結機器もありますが、右と左の位置関係を常に正確に再現したい箇所などにはむいていません。
駆動も、それだけならプーリーの方が安価で静寂、取付けも楽といい所ばかりの様ではありますが、やはり出力物上で精密度が要求される箇所にはこうした歯車はかかせない存在なのです。
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写真のギヤカップリングはフランジの取付け穴が対称ではなく、相手にはある部分でしか合いません。
その上、相手とを結ぶ区間に連結を外している間だけ自由になる物が存在していて、出力物上での位置が確認できたらセットします。
次回切り離すまでは２度と位置が狂う事はありません。
弊社ではかなりの種類における歯車を取り扱っています。
小さな物は模型用から、大きな物は直径で１．５ｍもある物まで多種多彩です。
きっと皆様の御要望にお答え出来る物と思います。
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これは直径が１ｍ以上もある歯車の図面の一部です。
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コーナーシェービング歯車：
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写真はコーナーシェーブ処理を施したギヤです。
コーナーシェービングとは？：
通常用いる歯車には必要のない処理ですが、歯車と歯車をかみ合わせる際にその方向が歯面に対して垂直方向、いわゆるスライドさせながら脱着する場合には各々の角がぶつかりやすく歯面にキズをつけたり歯こぼれの原因となったりします。
この様な事を防ぐ為に、各歯車の角を写真の様にR状に仕上げる処理をコーナーシェービングと呼んでいます。
この形状であれば、歯と歯がぶつかろうとした時であってもおおよその位置であればR面を使って滑り込んでかみ合いはじめるので安全です。
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