クラウニングとは、**歯車の歯幅方向の中央をわずかに高くする歯面修整技術**です。
軸ズレやたわみによる片当たりを防ぎ、歯車の寿命・静音性を大きく向上させます。
この記事では、クラウニングの仕組み、必要な理由、効果、設計・加工上の注意点をわかりやすく解説します。
クラウニングとは？
クラウニングとは、
歯車の歯幅方向において、中央を高く、両端を低くした形状に加工すること
を指します。
断面で見ると「ゆるやかな山形」になっているのが特徴です。
なぜクラウニングが必要なのか？
① 軸ズレ・芯ズレが避けられないため
実機では、完全な平行・同芯を保つことは困難です。
② 歯や軸が荷重でたわむため
高負荷時には歯幅端部に荷重が集中しやすい。
③ 片当たりによる早期損傷を防ぐため
端部当たりは歯欠け・ピッチングの原因になります。
クラウニングの主な効果
- 歯面の負荷分布を均一化
- 片当たり防止
- 歯面寿命の向上
- 振動・騒音の低減
- 歯先欠け・歯面剥離の防止
クラウニングと歯面修整の違い
| 項目 | クラウニング | 歯面修整 |
|---|---|---|
| 方向 | 歯幅方向 | 歯形方向 |
| 主目的 | 片当たり防止 | 噛合衝撃低減 |
| 代表例 | 中央盛り | ティップリリーフ |
クラウニング量の考え方
- 一般的には数μm〜数十μm
- 歯幅・荷重・剛性で決定
- 過剰だと接触面積が減少
適切な量の設定が重要です。
クラウニングが使われる装置例
- 産業用減速機
- ロボット関節部
- 自動車トランスミッション
- 大型ギアボックス
設計・加工時の注意点
- 実際の組立誤差を考慮する
- 歯面修整との併用が効果的
- 低負荷用途では不要な場合もある
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まとめ
クラウニングは、歯車の信頼性を高めるために欠かせない歯面形状の工夫です。
- 歯幅方向の中央盛り形状
- 片当たり防止と寿命向上に有効
- 歯面修整と併用すると効果大
- 適正量の設計が重要
高負荷・高精度歯車では、クラウニング設計が必須です。
