平歯車（スパーギヤ）
目次
航空機や医療機器、ロボットなど、あらゆる産業で幅広く使われる歯車「平歯車」について解説します。
平歯車（スパーギヤ）とは
平歯車の読み方は「ひらはぐるま」、英語では「Spur Gear（スパーギヤ）」と呼ばれます。回転軸に対して、歯すじが平行になっており、動力伝達用に最も使用される代表的な歯車です。
対をなす2つの歯車（歯車対）のうち、歯数の少ない方の歯車を「小歯車（ピニオン）」、歯数の多い方の歯車を「大歯車（ホイール or ギヤ）」、と呼び、一方の歯車から見た他方の歯車のことを、「相手歯車」と呼びます。
平歯車（スパーギヤ）の特徴
平歯車は平行な2つの軸に使用され、歯車の歯数によって回転数が変化し、一方の軸からもう一方の軸へ回転運動を伝えるために使われます。
動力を伝達する方向によって歯車を分類すると、平行軸、交差軸、食い違い軸の3種類になります。平歯車は、はすば歯車・やまば歯車・内歯車・ラック＆ピニオンなどの「平行軸」に分類されます。
組み合わされて一対となった平歯車は、平行な2つの軸をそれぞれの反対方向に回転します。また、歯が軸に対して平行であるため、回転体の軸方向にかかる荷重である「スラスト荷重」がかかりません。そのため、平歯車は構造を簡素化することが可能で、生産性や使い勝手に優れ、精度も高いことから、コストパフォーマンスが高いという長所を持っています。
平歯車の大部分は、インボリュート曲線の一部を歯形に持つ、「インボリュート歯車」です。インボリュート曲線とは、円板に糸を巻き付け、糸がたるまないように展開したときの糸の先端が描く軌跡です。インボリュート曲線は、中心距離に誤差が生じても、正しいかみ合いが維持されるという長所があります。
平歯車（スパーギヤ）の種類
平歯車は、形状、材料、熱処理など多種多様です。
形状
円筒形が基本の形状の歯車ですが、全周歯切りされたものはもちろん、歯面が一部のみ・特殊形状の歯形や、軸と一体型であるシャフト一体型（軸付き）の歯車、2段歯車など、株式会社前田精密製作所では、多様な形状・仕様の歯車を製作することが可能です。
歯車の材料
歯車の材質は、炭素鋼やクロムモリブデン鋼といった鉄系材料、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム、樹脂材などが一般的ですが、それら以外の材料にも対応可能です。
たとえば、医療機器では人体との親和性や耐食性を考慮してTi-6AL-4V（64チタン）が用いられることがありますが、一般的に難削材に分類され、精密加工することは容易ではありません。
しかし、株式会社前田精密製作所では、精密機械加工を通じて各種チタン材やマシナブルセラミックス、モリブデンなど加工性難易度の高い材料や、エンジニアリングプラスチックなどに対する数多くのノウハウを蓄積しており、それらを歯車加工にも適用することによって、対応可能な材料の幅を広げています。
熱処理
歯車の強度向上のために、焼き入れを実施する場合もあります。
弊社でも、浸炭焼き入れ、高周波焼き入れ、全体焼き入れなどさまざまな対応をしております。
なお、振動や騒音低減が必要な場合には、熱処理後に、歯面を研磨した歯研歯車が用いられる場合もあります。
平歯車（スパーギヤ）の要素
平歯車の要素について簡単に解説します。
モジュール
モジュールは、歯の大きさを表します。数字が大きいほど、歯も大きくなります。
負荷が高ければモジュールも大きいものを選定する必要があります。
米国や英国など、寸法をインチで表す国では、DP（ダイヤメトラルピッチ）で歯の大きさを表すこともあります。
基準ピッチは、モジュールに円周率πをかけて求めることが出来ます。
圧力角
圧力角とは、歯面の1点（通常はピッチ点）において、その半径と歯形への接線とのなす角度です。
現在、圧力角は20°が広く採用されています。
歯数
歯数一つの歯車の全周にわたる歯の数です。
平歯車（スパーギヤ）の仕様
株式会社前田精密製作所では、平歯車、はすば歯車（ヘリカルギヤ）、内歯車（インターナルギヤ）、傘歯車（ベベルギヤ）、ラック・ピニオンギヤ、ねじ歯車、ウォーム・ウォームホイールなど、特注品・オーダーメイド歯車を製作しています。金属だけではなく、樹脂歯車にも対応いたします。
加工可能モジュール
モジュール m=0.04～5.0の歯車製造が可能です。
特に得意としているモジュールは、2.0以下で、小モジュールのギヤを中心に加工しております。
最大外径
外径は、米粒大～Φ600までの歯車加工設備をそろえております。
主要設備は～Φ100までの小型歯車に特に注力しております。
検査
歯車の検査にはまたぎ歯厚、オーバーピンによる測定など歯車の単体精度測定に加え、マスターギヤを用いて実際のかみ合い状態を検査する、両歯面かみ合い試験機を導入しています。その他、３次元測定器・真円度測定機、画像測定機などを含めた総合的な試験検査も可能です。
（一般的な表記 平歯車 、スパーギヤ 、スパーギア ）
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