2019年12月6日
遊星ギヤボックスとスパーギヤボックスの特徴
遊星ギヤボックスとスパーギヤボックスの特徴を比較してみました。
特徴の比較
| 遊星ギヤボックス | スパーギヤボックス | |
|---|---|---|
| 重量 | ▲ 重い | ○ 軽い |
| サイズ（低減速比） | ▲ 小型化が難しい | ○ 小型 |
| サイズ（高減速比） | ○ 1段で高減速比 | ▲ 歯数や段数が増える |
| 伝達効率 | ▲ 下がりやすい | ○ 理論的に高い |
| 耐久性 | ○ | ▲ |
| 耐荷重 | ○ | ▲ |
| 耐衝撃 | ○ | × |
| ギヤ精度 | ▲ 高い精度が必要 | ○ 一般的な精度 |
| 減速比設計 | ▲ 計算が複雑 | ○ 計算が簡単 |
| 高減速比 | ○ | × |
| 出力軸位置の制約 | ▲ 入出力軸が同軸上 | ○ 自由に設計可 |
| メンテナンス性 | ▲ 構造が複雑 | ○ 構造が単純 |
| ギヤボックスの固定 | ▲ | ○ |
| バックトルク | ▲ | ○ |
| 価格 | ▲ 高価 | ○ 安価 |
構造
遊星ギヤボックス
遊星ギヤボックスは、太陽歯車（sun gear）と遊星歯車（planetary gear）、遊星キャリア（planetary carrier）、内歯車（ring gear）の4つの要素を組み合わせた構造をしています。
回転は、太陽歯車、遊星キャリア、内歯車の3つの要素の内1つを固定し、1つを駆動回転させると、残りが従動回転し力を伝達します。
写真の遊星ギヤボックスでは、内歯車が固定、入力として太陽歯車を回転すると遊星歯車が回転し、連動して遊星キャリアが回転し出力となります。
ギヤが多く複雑な構造になりますが、複数の遊星歯車で負荷分散して力を伝達するため、耐久性が高く、大きなトルクを伝達できる特徴があります。
スパーギヤボックス
スパーギヤボックスは、スパーギヤ（spur gear: 平歯車）を組み合わせて減速するギヤボックスです。
回転は、スパーギヤの歯のかみ合いで伝達し、歯数の比で減速比が決まります。
構造が簡単なため安価で効率が良い使いやすいギヤボックスです。ひとつ歯が全ての力を伝達するため、歯が欠けたり固定軸が滑ったり壊れやすい欠点もあります。
ギヤボックスの選択
遊星ギヤボックスを選択する大きな点は、耐久性・衝撃荷重の良さです。価格、重量、サイズと不利な面も多いですが、負荷が変動しやすいトルク伝達部（駆動輪やアーム部など）に遊星ギヤボックスを選択すると、壊れにくく安定した動作が期待できます。
スパーギヤボックスは、安価で伝達効率も良く、負荷が安定した部分や、過負荷や衝撃を防ぐ機構がある箇所で使いやすい万能選手です。