ラック＆ピニオンの各種分類と機能

歯車とは、歯が噛み合う機械部品の一種です。機械式トランスミッション、さらには機械産業全体や日常生活で広く使用されています。歯車の応用には長い歴史があり、機械産業においても不可欠な重要な部分です。

ラックとピニオンの動作原理は客観的です

ラックとピニオンの動作原理は、ギアの回転運動をラックの往復直線運動に、またはラックの往復直線運動をギアの回転運動に変えることです。

歯車の分類

平行軸ギヤ＆平歯車＆ラック 

平歯車

歯線が軸線と平行な円筒歯車。加工が容易なため、動力伝達に広く使用されています。

ラック

平歯車とかみ合った直歯帯歯車です。平歯車のピッチ円径が無限大になる特殊なケースと言えます。

内歯車・はすば歯車 

内歯車

平歯車とかみ合い、リングの内側に歯を加工した歯車です。主に遊星歯車回転機構と歯車結合に使用されます

はすば歯車

ヘリカル歯列の円筒歯車。平歯車よりも強度があり、滑らかに動くので広く使われています。送信時に軸推力が発生します。

ヘリカルラック＆ヘリンボーンギア

ヘリカルラック

はすば歯車とかみ合うストリップギヤです。はすば歯車のピッチ径が無限大になった場合に相当します。

ヘリンボーンギア

歯列は左右回転のはすば歯車2枚で構成されています。軸方向の推力が発生しないという利点があります。

直ベベルギヤ

直ベベルギヤ

歯線とピッチコーン線の母線が一致したかさ歯車です。かさ歯車の中でも製作しやすいタイプに属します

スパイラルベベルギア & ゼロ度ベベルギア

スパイラルベベルギア

歯列は、ねじれ角を持ったカーブベベルギヤです。直ベベル歯車に比べて製作難易度は高くなりますが、高強度・低騒音の歯車として広く使用されています。

ゼロ度かさ歯車

ねじれ角ゼロの湾曲ベベル歯

ゼロ度かさ歯車

ねじれ角ゼロのスパイラルベベルギヤです。直ベベルギヤと曲ベベルギヤの両方の特性を持っているため、歯面にかかる力は直ベベルギヤと同じです。

千鳥軸歯車

円筒ウォームペア＆千鳥はすば歯車

円筒形ウォームペア

その他特殊ギア

ドラムウォームペア＆ハイポイドギア

フェイスギア

フェイスギア

平歯車またははすば歯車とかみ合わせることができます。直軸と千鳥軸の間で駆動します。

ピニオンとラック

ラック＆ピニオン機構は歯車とラックで構成されています。その前に歯車の詳しい説明があります。ラックはストレートラックとヘリカルラックに分けられます。ラックの歯形はインボリュートではなく直線であり、分割円半径が無限大の円筒歯車に相当します。

ラックの主な特長

ラックの歯形は直線であるため、歯形の各点は同じ圧力角を持ち、これは歯形の傾斜角に等しくなります。この角度を歯形角度といい、標準値は20°です。

アデンダムに平行な直線は、同じピッチとモジュラスを持ちます。

歯先ラインと歯厚が歯溝の幅に平行な直線を分割線（中心線）と呼び、ラックサイズを算出する際の基準線となります。

ラック＆ピニオン駆動の適用範囲

1.高速で正確な位置決め機構に適しています

2.高負荷、高精度、高剛性、高速、ロングストロークのCNC工作機械、マシニングセンター、切断機、溶接機に適しています

3. ファクトリーオートメーションの高速移植機、産業用ロボットのアーム把持機構などに適しています。