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非円形歯車

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歯車の中には、円形ではないものが存在します。このような歯車を、非円形歯車といいます。非円形歯車の特徴は、円形の歯車とは異なる動きを行えることです。この点を生かして、田植え機など、さまざまな製品で用いられています。ここでは、非円形歯車の特徴、長所・短所、主な用途と製品例を紹介しています。

非円形歯車とは

非円形歯車は、円形ではない歯車の総称です。「円形でなければ稼働しないのでは」と思われがちですが、歯車の噛み合いなどを適切に調整すれば問題なく稼働します。形状の例として、楕円形や三角形、四角形などがあげられます。また、大きさの異なる円形の歯車を部分的に組み合わせたような非円形歯車もあります。このような形状の代表例といえるのが段階変速歯車です。段階変速歯車は、回転速度を段階的に変化させられます。

非円形歯車の特徴は、動力を伝達する働きに加え不等速運動を行えることです。不等速運動は、1回転の中で回転速度を早くしたり遅くしたりする(回転速度を変化させる)ことといえるでしょう。非円形歯車は、不等速運動を求められる機構に使用されています。具体的な使用例として、田植え機・印刷機などがあげられます。例えば、田植え機では、田んぼに稲苗をゆっくり挿して、素早く次の苗を取る動作に活用されています。

非円形歯車の長所と短所

長所

非円形歯車の長所は、通常の円形歯車では得られない不等速回転伝達を得られることです。その動きを詳細に設定できる点も見逃せません。製品などの用途によっては、非常に大きな長所になりうるでしょう。耐久性に優れる点も魅力です。噛み合い歯面のすべり接触が小さいためこの特徴が生まれます。大きな負荷をかけることも可能です。

短所

代表的な短所として、設計が難しいことがあげられます。非円形歯車における各歯型の大きさは異なります。隣接する歯車とのピッチも同様です。これらを計算するソフトウェアは市販されていないため、設計には独自のノウハウが求められます。設計を誤ると、歯抜けなどのトラブルが生じるでしょう。

駆動装置に組み込むことが難しい点も短所としてあげられます。製造だけでなく、組み込みにも一定のノウハウと高度な技術力が求められます。円形歯車と比べて、製造や取り扱いが難しい歯車といえるかもしれません。

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非円形歯車の製品例

長岡歯車製作所の例

引用元:長岡歯車製作所公式サイト
(http://nagaha.net/?page_id=14)

長岡歯車製作所の例

「量より質」「易より難」をモットーに、高精度歯車・高機能歯車の研究・開発・製作に取り組む長岡歯車製作所の公式サイトに掲載されている製品例(イラスト)です。上記の非円形歯車は、右側が一定の速度で回転します。これを受けて、左側の歯車は早くなったり遅くなったりしながら回転します。非円形歯車の強みである不等速運動を繰り返す点が特徴です。長岡歯車製作所の公式サイトに、材質・表面処理・モジュールなどの情報は記載されていません。

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