2026年10月14日
歯車の種類は、2本の軸の位置関係で「平行軸」「交差軸」「食い違い軸」の3つに分けて考えると整理できます。代表的な平歯車・はすば歯車・かさ歯車・ウォームギヤは、それぞれ得意な場面が違います。軸の配置、必要な減速比、静かさ・強度・コストの順に絞り込むと、無理なく選べます。
この記事では、歯車の基本から各歯車の特徴と用途、選び方の手順までを、設計や購買を担当する方に向けてわかりやすく解説します。
このコラムの要点
- 歯車の種類は、軸の位置関係(平行・交差・食い違い)の3つで整理できます。
- 平歯車はコスト重視、はすば歯車は静かさ重視、かさ歯車は回転の向きを変える用途、ウォームギヤは大きな減速比が必要な用途に向いています。
- 選ぶときは「軸の配置→減速比→静かさ・強度・コストの優先順位」の3ステップで絞り込みます。
監修者情報
宇田川 和将
株式会社信電舎 技術部 技術課 課長
【経歴】入社23年目、信電舎生え抜きの技術者。入社以来、歯車の設計・製造に携わり、現在は技術部 技術課の課長として、技術面の取りまとめを担当している。
目次
歯車とは?ベルト・チェーンとの違い
歯車(ギヤ)とは、円筒や円盤の外周に等間隔で歯を刻み、歯同士をかみ合わせて回転と力を伝える機械部品です。モーターの回転を、機械が必要とする速さや力に変える場面で幅広く使われています。
回転を伝える部品には、ベルトやチェーンもあります。ベルトは軸の間隔を自由に取れる一方で、滑りが出るため、回転の比率を正確には保てません。これに対して歯車は、歯が直接かみ合うので滑らず、決まった比率で回転と力を伝えられます。ロボットの関節のように、回転の比率がずれてはいけない場所で歯車が使われるのは、このためです。
| 比較項目 | 歯車 | ベルト | チェーン |
|---|---|---|---|
| 伝え方 | 歯同士が直接かみ合う | 摩擦で伝える | チェーンのすき間に歯がかかる |
| 回転の比率 | 滑らず、正確に保てる | 滑りが出るため、正確には保てない | 滑りは少ない |
| 軸の間隔 | 近い位置が中心 | 自由に取りやすい | 比較的自由に取りやすい |
歯車は軸の位置関係で3つに分類できる
歯車の種類はとても多いですが、「2本の軸がどう並んでいるか」で分けると整理しやすくなります。
| 分類 | 2本の軸の関係 | 主な歯車 |
|---|---|---|
| 平行軸歯車 | 2本の軸が平行に並ぶ | 平歯車、はすば歯車、内歯車、ラックなど |
| 交差軸歯車 | 2本の軸が1点で交わる | かさ歯車など |
| 食い違い軸歯車 | 2本の軸が平行でもなく、交わりもしない | ウォームギヤ、ハイポイドギヤ、ねじ歯車など |
4種類以外にも、次のような歯車があります。
- 内歯車:円筒の内側に歯を刻んだ歯車。外歯車とかみ合わせると回転方向が同じになり、遊星歯車減速機などに使われます。
- ラック&ピニオン:直線状の歯を持つラックと、小さな歯車(ピニオン)の組み合わせ。回転運動を直線運動に変えられます。
- ハイポイドギヤ:軸が交わらず、ずれた位置で直角に配置する歯車。かさ歯車より静かで、自動車の駆動系などに使われます。
- ねじ歯車:はすば歯車を、軸を食い違わせて組み合わせたもの。軽い荷重の伝達に向いています。
装置の中で軸をどう配置したいかが決まれば、候補になる歯車はこの3つのグループのどれかにほぼ絞られます。ここからは、使用頻度の高い4種類を順に説明します。
平歯車(スパーギヤ)の特徴と用途
平歯車は、歯の向き(歯すじ)が軸と平行にまっすぐ切られた円筒形の歯車です。歯車の基本形で、動力を伝える用途に最も多く使われています。
長所は、形がシンプルで加工しやすく、精度を高めやすいことです。コストも抑えやすいため、平行な2軸の間で回転を伝えるなら、まず検討する歯車といえます。短所は、歯が一度にかみ合い始めるため、音や振動が出やすいことです。高速回転では騒音が気になる場合があります。
| 長所 | 形がシンプルで加工しやすく、精度を高めやすい。コストを抑えやすい |
|---|---|
| 短所 | 歯が一度にかみ合い始めるため、音や振動が出やすい |
| 主な用途 | 減速機、モーターのピニオン、各種の搬送装置 |
主な用途は、モーターの回転を減らす減速機や、モーターの軸に取り付けるピニオン、各種の搬送装置などです。信電舎でも、1ピッチかみ合いに高い精度(2.8μ)が求められるモーターピニオン用のスパーギヤを製作した事例があります。詳しくはモーターピニオン用のスパーギヤの製作事例をご覧ください。
はすば歯車(ヘリカルギヤ)の特徴と用途
はすば歯車は、歯すじが軸に対して斜めに切られた歯車です。歯が少しずつ当たっていくため、平歯車に比べてかみ合いがなめらかで、静かに回ります。同時にかみ合う歯の数が多くなるので、強度の面でも有利です。
注意点は、歯が斜めになっている分、軸の方向にも力(スラスト荷重)が発生することです。この力を受けるスラスト軸受が必要になり、構造はやや複雑になります。左右逆にねじれた2つのはすば歯車を組み合わせた「やまば歯車」にすると、この力を打ち消せます。なお、かみ合う2枚のはすば歯車は、ねじれの向きが逆で、角度が同じものを組み合わせます。
| 長所 | かみ合いがなめらかで静か。同時にかみ合う歯が多く、強度面でも有利 |
|---|---|
| 短所 | 軸方向の力(スラスト荷重)が発生し、スラスト軸受が必要になる |
| 主な用途 | 静かさが求められる自動車や産業機械の減速機 |
主な用途は、静かさが求められる自動車や産業機械の減速機などです。高速で回転する部分や、運転音を抑えたい装置では、平歯車の代わりにはすば歯車を選ぶのが一般的です。ねじれ角が大きいほど静かになりますが、スラスト荷重も大きくなるため、軸受の選定とあわせて検討します。
かさ歯車(ベベルギヤ)の特徴と用途
かさ歯車は、傘のような円すい形をした歯車で、軸が1点で交わる2本の軸の間で回転を伝えます。回転の向きを変えたいとき、たとえば90度向きを変えたい場面で使われます。
歯の形によっていくつか種類があります。歯すじがまっすぐな「すぐばかさ歯車」は加工しやすい反面、音が出やすい傾向があります。歯すじが曲線の「まがりばかさ歯車」は、かみ合いがなめらかで静かですが、加工の難易度は高くなります。
| 長所 | 回転の向きを変えられる(軸が交わる配置に対応) |
|---|---|
| 短所 | すぐばは音が出やすい。まがりばは静かだが加工の難易度が高い |
| 主な用途 | 電動工具、産業機械や搬送機械で回転の向きを変える部分 |
主な用途は、電動工具のほか、産業機械や搬送機械で回転の向きを変える部分などです。
ウォームギヤの特徴と用途
ウォームギヤは、ネジのような歯を持つ「ウォーム」と、これにかみ合う「ウォームホイール」を組み合わせた歯車です。2本の軸は交わらず、直角に配置されます。
最大の特徴は、1組で大きな減速比が得られ、小型にまとめやすいことです。また、ウォームホイール側からウォームを回しにくいため、負荷の力で勝手に逆回転しにくい性質(セルフロック)があります。ただし、この性質はウォームの歯の角度などの条件によります。昇降装置やコンベアのように、止めた位置を保ちたい場面で役立ちます。短所は、歯面がすべりながらかみ合うため、効率がやや低く、発熱しやすいことです。
| 長所 | 1組で大きな減速比が得られ、小型にまとめやすい。逆回転しにくい |
|---|---|
| 短所 | 歯面がすべりながらかみ合うため、効率がやや低く、発熱しやすい |
| 主な用途 | 昇降装置、コンベア |
信電舎では、自転車のギヤ変速ユニット用のウォームギヤを製作しています。耐摩耗性を高めるため、一般的なS45Cよりも硬度が高いS48Cを採用しました。ウォームギヤを1工程で加工することで、コスト面のメリットも提供しています。詳しくは自転車のギヤ変速ユニット用ウォームギヤの製作事例をご覧ください。
歯車の種類の選び方
4種類の違いを比較表で確認
| 種類 | 軸の配置 | 静かさ | 主な特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|
| 平歯車 | 平行 | 音が出やすい | 加工しやすく、コストを抑えやすい | 減速機、モーターのピニオン |
| はすば歯車 | 平行 | 静か | かみ合いがなめらか。スラスト荷重が出る | 自動車、静かさが必要な減速機 |
| かさ歯車 | 交差 | すぐば:音が出やすい まがりば:静か |
回転の向きを変えられる | 電動工具、方向変換部 |
| ウォームギヤ | 食い違い(直角) | 静か | 1組で大きな減速比。逆回転しにくい。効率は低め | 昇降装置、コンベア |
選び方の3ステップ
歯車選びの流れ
1
軸の配置を決める
平行 → 平歯車・はすば歯車
交差 → かさ歯車
直角で交わらない → ウォームギヤ
▼
2
必要な減速比を決める
減速比 = 出力側の歯数 ÷ 入力側の歯数
1組で足りない場合 → 歯車を複数段に重ねる、またはウォームギヤを検討
▼
3
静かさ・強度・コストの優先順位で絞る
コスト重視 → 平歯車
静かさ重視 → はすば歯車
小型で大きな減速比 → ウォームギヤ
ステップ1:軸の配置を決める
軸が平行なら平歯車かはすば歯車、軸が交わるならかさ歯車、軸が直角で交わらないならウォームギヤが候補です。
ステップ2:必要な減速比を決める
減速比は「出力側の歯車の歯数 ÷ 入力側の歯車の歯数」で求められます。たとえば入力側が20枚、出力側が60枚なら、減速比は3(3:1)です。回転数は3分の1になり、トルクは損失を除くと約3倍になります。1組で足りない場合は、歯車を複数段に重ねるか、1組で大きな減速比を取れるウォームギヤを検討します。
減速比とトルクの関係はなぜ減速機でトルクが上がるのか?で詳しく解説しています。計算は減速比計算ツールも使えます。
ステップ3:静かさ・強度・コストの優先順位で絞る
コストを抑えたいなら平歯車、静かさや滑らかさを重視するならはすば歯車、スペースを抑えて大きな減速比を得たいならウォームギヤが向いています。
選定の例
小型の搬送装置で、モーターの回転を平行な軸に伝えて静かに減速したい場合は、はすば歯車を中心に検討します。コストを最優先し、音がそれほど問題にならなければ平歯車で十分です。出力軸をモーターに対して直角に配置し、止めた位置を保持したい昇降機構なら、ウォームギヤが有力です。
用途や性能から最適なギヤを選ぶコツは、以下の記事でも解説しています。
信電舎で製作できる歯車の種類
信電舎は、ギヤの設計から製造、減速機の組み立てまでを一貫して対応している小型減速機メーカーです。ギヤ図鑑に掲載している、製作可能な主なギヤは次のとおりです。
- スパーギヤ(平歯車)
- ヘリカルギヤ(はすば歯車)
- ウォームギヤ
- テーパーギヤ(コニカルギヤ)
- アセンブリギヤ(ギヤ同士、またはギヤとシャフトを組み合わせたもの)
- ギヤシャフト(ギヤとシャフトを一体で加工したもの)
それぞれの特徴はギヤ図鑑で、実際の製作例はギヤの製作事例で紹介しています。上記以外の形状や、用途に合わせた特注のギヤについても、お気軽にお問い合わせください。
よくある質問
Q
歯車とギヤは同じものですか?
A
同じものです。ギヤは英語の「gear」を日本語で表した言葉で、機械の分野では歯車をギヤと呼ぶこともよくあります。
Q
平歯車とはすば歯車では、どちらが静かですか?
A
はすば歯車のほうが静かです。歯が斜めに当たっていくため、かみ合いがなめらかになります。ただし、軸方向の力(スラスト荷重)が出るので、スラスト軸受などの対策が必要です。
Q
ウォームギヤはなぜ逆回転しにくいのですか?
A
ウォームの歯がネジのような形で、ウォームホイール側から力を加えても、歯面の摩擦で回りにくい構造だからです。ウォームの歯の角度などの条件によっては、逆回転することもあります。
Q
歯車の「モジュール」とは何ですか?
A
歯の大きさを表す値で、「ピッチ円直径 ÷ 歯数」で求められます。歯車がかみ合うには、モジュールと圧力角が同じである必要があります。
Q
歯車の種類は全部でいくつありますか?
A
基本の分類は、軸の位置関係による3つです。特殊な形状や用途別のものまで含めると、数十種類あります。
