歯のない歯車とは、その名のとおり『歯』がついていない歯車を指します。ここでは歯のない歯車について、より詳しく紹介しています。
歯のない歯車とは
歯のない歯車は、通常の歯車とは構造が異なり、ギヤの歯がない形状の歯車のことです。一般的な歯車のように直接動力を伝えるのではなく、磁力を使って非接触で動力を伝達する仕組みです。
使用するのは、永久磁石や電磁石などの磁石です。駆動側に配置されている磁石が回転すると、磁場が被駆動側に配置されている部品に働きかけ、接触することなく回転運動が伝達されます。
外部の磁場や干渉による誤作動が発生する恐れがあるため、内部の動作を保護するために、金属シールドを使用するケースが多くあります。
歯のない歯車の長所と短所
長所
- 塵の発生や摩耗の心配がない
- 潤滑油やグリスの塗布が必要ない
- 静音性に優れている
- 動力部分を完全密閉できる
- メンテナンスをせずに長寿命
歯のない歯車は接触することがないため、塵の発生や摩耗の心配がありません。また、潤滑油やグリスを塗布する必要がなく、メンテナンスをほとんど行わずに長期間使用できる点も利点です。使用しているのは永久磁石なので、長期間の使用にも適しているでしょう。
さらに、静音性に優れているのもメリットです。歯車同士が噛み合う音が発生しないため、音がほとんど発生しません。騒音を抑える必要がある環境での使用に向いています。
ほかにも、動力伝達部分を完全に密閉できる点も長所です。完全に密閉されることで、異物の侵入を防げます。防水性や防塵性があるため、衛生的な環境でも使用しやすいといえます。
短所
- エネルギー損失が発生しやすい
- コストがかさむ
- 設置できる環境や温度が限られている
磁気同士が引き合って力を伝達させているため、物理的にかみ合って動力を伝えている歯車と比べると、エネルギー損失が発生しやすいでしょう。特に、高負荷時や大きなトルクの伝達時には、効率が低下する可能性があります。
また、高性能な磁石を使用しているため、製造コストが通常のギヤに比べると高くなりやすいでしょう。より高品質な部品を求めるほど、導入にかかるコストがかさみます。
さらに、磁力を効率よく活用させるために、ある程度の距離が必要です。そのため、小型機器やスペースの限られている環境では設計が難しい場合もあるでしょう。高温になる環境でも磁石の性能が低下する恐れがあるため、使用環境が制約される点も短所として留意してください。
歯のない歯車の主な用途（対応している分野）
- 食品加工：密閉構造により、生産ラインでの異物混入を防ぎながら、衛生的に動力を伝達できます。
- 医療機器：潤滑油を使用する必要がないため、クリーンな環境を維持できます。また静音性に優れているため、手術用ロボットや検査機器などへの使用にも適しています。
- 化学プラント：耐腐食性を持つため、化学薬品の供給ポンプや攪拌装置などで使用できます。
- 精密機械：非接触のため、振動や摩耗が少なく、半導体製造などの精密な動作を必要とする分野に適しています。
- 低温環境：潤滑油が使用できない低温環境でも、歯のない歯車を使用できます。そのため、冷凍機器などで使用できます。
- 輸送機：電車・船舶など、静音性が求められる環境で利用されています。
歯のない歯車の製品例
引用元：株式会社エフ・イー・シー公式HP
（https://www.ipros.jp/product/detail/2000167981/）
株式会社エフ・イー・シーの例
歯のない歯車、マグトランです。株式会社エフ・イー・シーが開発した量産型のマグネットギヤとして、さまざまな業種の製造ラインで用いられています。また、日本国内に限らず、アジアや北米、EU地域などでも使用されています。
非接触で、以下の伝達に対応可能です。
- 90°直交軸伝達（ねじ歯車タイプ:FD型/FB型）
- 平行軸伝達（平歯車タイプ:FD型/FB型）
- 同軸伝達（カップリングタイプ:FDS型/FBS型）
- 90°直交軸伝達（かさ歯車タイプ:FDS型/FBS型）
- ラック＆ピニオンタイプ:FDR型
引用元：ザ・ビジネスモール(https://www.b-mall.ne.jp/ProductDetail-109333.html)