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「回転出来る二軸に固定する剛体に凹凸面（歯）を設け、一方の凸面が相手の凹面に次々に入り込み、
滑り接触を行うことによって、1つの軸から他の軸に回転運動を伝える機械要素」と定義されています。
簡単にいえば、歯が次々に噛合うことによって動力を伝達する製品です。
動力を伝達するその他の製品としては、ローラーチェーンやベルト等がありますが、確実に滑りなく
動力を伝達する点においては歯車が最も優れているといえます。
歯車の形状や歯のピッチを自由に決められることで、その伝達動力の範囲が広いことや、回転数や
力の強さを的確に調整できること等が挙げられます。
歯車がいつ頃からこの世界に登場したのか定かではないようですが、記録に残っているものでは、ギリシャの
アリストテレスが著した「機械の問題」に、金属製の歯車が登場します。
約2300年前当時にすでに金属製歯車が使われていたということです。
15世紀後半になると、レオナルド・ダ・ヴィンチが、歯車の技術史上にも特筆されるような成果を残しています。
レオナルド・ダ・ヴィンチが以下のスケッチに残している通り、現在使われている歯車の原形の多くを考案しました。
↑ レオナルド・ダ・ヴィンチが描いた各種歯車装置のスケッチ
その後の歯車の進歩は時計と共にあったともいえます。中世の頃から歯車は時計に使われるようになり、
歯車の正確さが重要となってきました。これによって、歯形の研究が大きく進んでいくことになります。
そして、産業革命を経て、本格的な機械工業の成長と共に現在のような歯車の製作方法の発展へと
繋がっていくのです。
歯車は、その形状や用途等によって、様々な種類に分けられますが、歯車軸によって大きく三種類に
分類されます。
① 二軸が互いに平行である歯車
平歯車 はすば歯車 内歯車
② 二軸が一点で交わる歯車
すぐば傘歯車 曲がり歯傘歯車
③ 二軸が平行でなく、かつ二軸が交わることもない歯車
ハイポイドギヤ ウォーム ウォームホイール
各歯車の特徴、詳細については、製品案内ページよりご覧下さい。
歯車の回転比を決めるのは歯数と歯の大きさです。歯の大きさが同じである歯車で、設定した歯数のものを
組み合わせることで、希望する回転比が得られます。
その大きさを表す基本寸法として以下の3つの単位が使用されます。
① モジュール（ｍ）
最も一般的な単位です。このモジュールをπ倍すると歯車の基準ピッチ（Ｐ）となるように決められています。
モジュール（ｍ） ＝ 基準ピッチ（Ｐ） ÷ π
モジュールが大きくなるほど、歯の大きな歯車になります。
② ダイヤメトラルピッチ（ＤＰ）
基準円直径1インチ（25.4）当たりの歯数で表します。
インチ単位を使用する英米では、この単位が多く用いられています。
モジュール（ｍ）と換算したい場合には以下の式で算出することができます。
モジュール ＝ 25.4（1インチ） ÷ ダイヤメトラルピッチ（ＤＰ）
③ 円ピッチ
送り機構において、簡単に適切な送り量（円ピッチＰ×歯数Ｚ）を得られるようにした単位です。
円ピッチ（ＣＰ） ＝ π × モジュール（m）
歯の形には、大きく分けて「インボリュート歯形」と「サイクロイド歯形」がありますが、動力伝達用には
歯車の強度を決定する上で、精度と素材が非常に重要な要素となります。
折損 素材の疲労限度以上の曲げ応力が歯に繰り返し加わった時に生じる亀裂のこと。
特に疲労折損は設計不良、過負荷等が原因で発生してしまう。
磨耗 歯形の多くがインボリュート曲線であるため、歯の噛合いは滑りを伴う転がり接触で
あり、歯面間の潤滑油膜が不足すると、歯面の磨耗が発生してしまう。
歯面疲労 歯面に繰り返し負荷が加わることで、歯の表面下材料が疲労を起こすことで起こる
損傷。
熱的損傷 歯面の摩擦等による発熱が原因で生じる温度上昇により歯面が受ける損傷のこと。
歯車の高速化も大きな要因のひとつ。
