ベベルギアとは？| ベベルギアとは？

スティーブ・ヤン

7か月前

動力伝達は機械において重要な役割を果たします。かさ歯車は、様々な用途でスムーズな動作を保証する重要な部品の一つです。この記事では、かさ歯車とその特徴、多様な用途について説明します。

ベベルギアに関する貴重な情報をお探しのエンジニアの方にも、初心者の方にも、このガイドブックは、機械部品へのあなたの興味を広げてくれることでしょう。

ベベルギアで動力の伝達方向を変えれば、1つのソースからあらゆる方向に動力を伝達することができる。

ベベルギアとは？

ベベルギアは、他のベベルギアと組み合わせて使用される。円錐形の側面に歯が刻まれており、2つの軸が直角に交差するように回転を伝達するために使用される。動力軸の向きを別の軸に変えるときや、かさ歯車を組み合わせるときに、回転軸が交差するように取り付ける。

かさ歯車の種類

ストレートベベルギア：
スパイラルベベルギア
ゼロールベベルギア：
ハイポイドギア：
マイターギア：

かさ歯車はあらゆる産業で広く使用されており、いくつかの種類に分けられます。傘歯車製品は、全世界で膨大な量が生産されています。また、市場シェアはおよそ 42%中国が16%、韓国が6%で他の2カ国をリードしている。同様に、アメリカの歯車メーカーも大きなシェアを占めている。

以下は、最も一般的なベベルギアの種類である：

ストレートベベルギア

ストレートベベルギアの市場シェアは43%で、ベベルギアの中で最大の製品カテゴリーである。ストレートベベルギアは、傘歯車の一種で、歯が直線に切り込まれ、頂点に向かって先細りになっている。軸方向に作用する力が小さいため、スラスト荷重を嫌う場所に多く使用される。

また、ベアリングがシンプルになるという利点もある。デメリットは、高速回転すると騒音や振動が大きくなることです。このような特徴から、コストを優先し、高速回転を必要とせず、騒音が気にならない場合はストレートベベルギアがおすすめです。

一般に比較的低速（周速2m/s以下）で使用される。製造が比較的容易で、特に工作機械、印刷機械などに適しており、動力伝達用として最も普及している差動装置用傘歯車である。

スパイラルベベルギア

スパイラルベベルギアもベベルギアの一種です。歯筋がらせん状に入り、はす角ができ、交差する2つの歯車が互いに絡み合うことで、より強固なかみ合わせとなる。高速回転でも騒音や振動が少なく、歯面強度が高く、歯面へのストレスが少ないなどの利点がある。

また、ピッチコーンの歯筋が湾曲（一般的には円弧）しているため、ストレートベベルギアよりも滑らかな運転が可能です。主にピッチ周速10m/s以上の高速運転に使用される。

ゼロールベベルギア（スパイラルベベルギア）

ねじれ角が0度のスパイラルベベルギアは、ゼロベベルギアとも呼ばれます。ストレートベベルギアとスパイラルベベルギアの特性を持ち、歯に加わる力が同じであるベベルギアです。

スパイラルベベルギアと比べ、スラスト荷重を抑えられるのが大きなメリット。産業機械や自動車などに使われている。歯筋は曲線で、外観は非常に美しい。しかし、スパイラルベベルギアの歯形のように、外周部で歯が円錐状にねじれ合う歯形はない。

ハイポイドギア

ハイポイドギアは、歯筋がらせん状になっており、軸が平行でもなく、入力側でも出力側でも交差していない。スパイラルベベルギアと似ていますが、軸が交差している点が異なります。

どちらも大きな減速比を利用し、大きなトルクで使用される点で似ている。これらの歯車は主に自動車駆動システム、列車駆動システム、減速機（バス、トラック、高級自家用車）などに使用される。

ハイポイドギアの長所は、減速比が大きいこと、騒音や振動が少ないこと、大きなトルクに耐えられる強度があることです。減速比については、入力側（ハイポイドピニオン）と出力側（ハイポイドギア）の歯数を増やすことができます。

マイターギア

同じ歯数の歯車をマイターギアという。軸の角度は90度、ピッチ面は45度が標準です。また、45度、60度、120度のマイターギアもあり、マイターには、木目、継ぎ目という意味があります。これらは機器の動力伝達、駆動、運搬の部分である。

直交軸を介して動力を伝達することができる。ギアを交換する必要がなく、シャフトの回転方向を変えるだけで動力を伝達できるため、ギアを交換する必要がない用途でよく使用される。

マイターギアは、主に半導体産業、食品産業、一般産業機械、農業機械での使用に適しています。

スパイラルギアとは？

ヘリカルギアとも呼ばれるスパイラルギア。歯車の表面に沿って斜めにカットされた歯を持つ歯車の一種です。

主な特徴は以下の通り：

ヘリカルティース：
騒音と振動の低減：
より高い効率：
スラスト荷重：

ベベルギアとスパイラルギアの違いを理解する

ストレートベベルギアとスパイラルベベルギアの比較

特徴	ストレートベベルギア	スパイラルベベルギア
歯のプロフィール	コーンの軸に沿ってカットされたまっすぐな歯	湾曲した形状のヘリカル歯
騒音レベル	噛み合わせ時の歯の衝撃による騒音	歯が徐々に噛み合うため、より静か
振動	衝撃による振動が大きい	スムーズな噛み合わせによる低振動
スラスト荷重	低アキシャルスラスト荷重	ヘリカル角度による高いアキシャルスラスト荷重
効率性	高速走行時の効率低下	高速走行時の高効率化
アプリケーション	– Low-speed applications – Cost-sensitive applications – Applications where noise is not a major concern	– High-speed applications – Applications requiring smooth operation – Applications where noise reduction is important
製造の複雑さ	製造がより簡単	製造がより複雑
コスト	一般的に低コスト	一般的に高コスト

かさ歯車の技術的側面

アスペクト	説明
定義	円錐の側面に沿って歯が切られた歯車。
主な特徴	円錐形で、シャフトが角度（通常は90度）で交差している。
主な機能	交差するシャフト間で動力を伝達し、回転方向を変える。
メリット	– Compact design for changing shaft direction. – Cost-effective (straight bevel gears).
デメリット	– Straight bevel gears can be noisy at high speeds. – Some types generate axial thrust load.

かさ歯車は、金属やプラスチック製の歯車に比べて経済的で、摩耗寿命が長く、高い機能性を持っています。ウォームギヤよりも効率的で、低比率のため高速回転や高速移動が可能です。

一般的に、ベベルギヤジャッキはセルフロック機能を維持しながら、より高い移動速度を提供します。これ以外にも、以下のような特徴があります：

交差軸間の動きとパワーの伝達

ベベルギアは、交差する軸の間で運動と動力を伝達する役割を果たす。ベベルギアでは、ギアのねじ山がほぼ90度で交差しているため、回転力の方向を直角に変えることができる。

傘のような円錐形をしており、かさ歯車と組み合わせて使われる。また、かさ歯車の回転速度を変えるには、平歯車と同様に歯数の異なる歯車を使用する。

スムーズで効率的な動力伝達

ベベルギアは通常、合金鋼、炭素鋼、硬化鋼などの材料から作られています。これらの材料は、強度、耐衝撃性、耐摩耗性に優れ、スムーズで効果的な動力伝達を保証します。

強力な耐薬品性と耐腐食性

ベベルギアは、非常に強い耐薬品性と耐腐食性を持つことで知られており、過酷な条件下での使用が可能です。

これらの歯車は、他の歯車に比べて、高い強度、精度等級の向上、高い信頼性など、いくつかの利点があります。より高い温度に耐え、長期間の耐久性を保証します。

大型の専用歯切盤が必要

傘歯車の製造には、大型の専用歯切盤が必要である。代表的な方式はグリーソン方式で、他にクリンゲルンベルグ方式、フィアット方式などがある。

これはストレートベベルギアの歯切り方法の特殊な例ですが、この方法は効率が悪いと言われています。円錐角度に相当する傾斜を作ることができる割出盤と、円筒専用のフライスカッターを使用して各歯溝を切削する。

良好な潤滑性と成形のしやすさ

ベベルギアは成形が容易なため、製造工程で汎用性の高い部品として重宝されている。また、潤滑性に優れ、歯車間の摩擦や磨耗を低減します。これらの特性により、かさ歯車は滑らかな動作と耐久性が不可欠な様々な用途に適しています。

ベベルギアの例と用途

傘歯車は、円錐形で軸が交差しているのが特徴で、さまざまな機械システムに欠かせない部品です。その汎用性により、回転方向を90度変えたり、動力を伝達したりと、様々な用途に使用されています。ベベルギヤの用途をご紹介します：

自動車

ベベルギアは、自動車のディファレンシャルドライブ、トランスミッションシステム、後輪駆動システムなどの自動車用途で広く利用されている。ベベルギアは、特に旋回時にトラクションと安定性を維持しながら、車輪を様々な速度で回転させることを可能にする。その製品の中で、ストレートベベルギアは最大のセグメントであり、その中で自動車は 53% シェアする。

軽重機

ベベルギアは、芝刈り機、小型トラクター、セメント・ミル、コーン・クラッシャー、サンド・ミキサー、フォークリフト、鉱山機械などの軽重機器の推進用や補助ユニットの走行用に使用される。

エンジンから車輪やカッティングブレードへの効率的な回転運動の伝達を可能にすることで、動力の伝達に不可欠である。

鉄道ドライブ

ベベルギアは、鉄道車両のギアボックスやディファレンシャルにも利用され、機関車の前進や後退を可能にしている。スムーズな動作と効率的な動力分配を保証している。

建設機械

ショベルカー、ローダー、ブルドーザーなどの建設車両のドライブシャフトに一般的に採用されている。建設機械に使用されるベベルギアは、重量物の持ち上げや位置決めを正確かつ制御するための信頼性の高いトルク伝達を提供します。

産業用ギアボックス

ベベルギアは、コンベヤーシステム、エレベーター、マテリアルハンドリング機器に採用され、産業施設内での効率的な荷物の移動と搬送を保証している。

特殊用途

ベベルギアは、大きな手回しハンドルのコーヒーグラインダー、手回しのハンドミキサーやハンドドリル、ラジコン機器などに使われている。また、航空機のエンジンや海洋産業、医療分野でも、最適な性能と安全性を実現するために不可欠な部品です。

ベベルギア比較表（ダイカスト）

特徴	ベベルギア	スパイラルベベルギア	ヘリカルベベルギア (スパイラルベベルと同じ）	マイターギア (ベベルギアタイプ）
寛容	±0.1 – 0.3 mm (depending on complexity)	±0.1 – 0.2 mm (tighter tolerances due to helical teeth)	±0.1 – 0.2 mm (tighter tolerances due to helical teeth)	±0.1 – 0.3 mm (depending on complexity)
素材	亜鉛合金（ZA-8、ZA-12）	アルミニウム合金（A356、A380）	アルミニウム合金（A356、A380）	亜鉛合金（ZA-8、ZA-12）またはアルミニウム合金（A356、A380）
おおよその費用	より低い	ストレート・ベベルより高い	ストレート・ベベルより高い	ベベルギアと似ている
納期	4～6週間	6～8週間	6～8週間	4～6週間

よくあるご質問

ベベルギアとは？

傘歯車は、円錐の表面に沿って歯が切られた歯車の一種です。この歯車は、互いに平行でない交差するシャフト間で運動や動力を伝達するために使用されます。

ベベルギアは何に使うのですか？

傘歯車は、異なる角度で交差するシャフト間で運動と動力を伝達するために利用されます。その汎用性の高さと、角度をつけて効率よく運動を伝達する能力から、幅広い産業や用途で欠かせない部品となっています。

ベベルギアは何に使うのですか？

Bevel gears change the direction of power transmission between intersecting shafts, typically at 90 degrees. They’re crucial components in cars, gearboxes, and various machines.

ベベルギアの利点は何ですか？

ベベルギアは、シャフトの方向を変えるコンパクトな方法を提供し、製造が比較的簡単であるため、多くの用途で費用対効果が高くなります。

ベベルギアの欠点は何ですか？

ストレートベベルギアは、高速回転時に騒音が発生することがあり、タイプによってはアキシャルスラスト荷重が発生するため、追加のベアリングサポートが必要になります。

What’s the difference between a bevel gear and a miter gear?

どちらもベベルギアだが、マイターギアは同じ歯数で、90度シャフトの交差点用に特別に設計されており、速度比を変えるのではなく、単に方向を変えるだけである。