ISO 1328 vs DIN 3962：歯車精度の解説

ISO 1328 vs DIN 3962：歯車精度の解説

図面に「DIN 5」または「ISO 6」と指定されている場合、それは実際の歯車が理論形状からどれだけ逸脱してよいかを表しています。欧州およびアジアの多くでこの議論を支配している2つの規格があります：DIN 3962とISO 1328です。両者は精神において関連していますが、構造は同一ではなく、混同すると過剰または過小な仕様の部品につながる可能性があります。本記事では、各システムが何を管理し、どこで分岐し、要求を製造可能な仕様に変換する方法を説明します。

歯車精度規格が実際に管理するもの

歯車はインボリュート歯面、リード（ねじれ）方向、および等間隔に配置された歯によって定義されます。これを正確に再現するプロセスは存在しないため、規格は測定可能な偏差を定義しています：

• 歯形（フランクフォーム）偏差 — 実際のインボリュートが理論値からどれだけ離れているか。
• リード（ねじれ）偏差 — 歯幅に沿った傾きまたは曲率誤差。
• ピッチ偏差 — 円周上の単一ピッチおよび累積ピッチ誤差。
• 半径方向振れ — ボアまたは基準に対する歯環の偏心。
• 歯厚とバックラッシ — 通常、嵌合・組立上の関心事として別途扱われます。

各偏差は、モジュール、直径、および選択された公差等級に依存する許容値と比較されます。等級番号が低いほど、許容差は厳しくなります。これが重要な点です：等級は相対的な尺度であり、ミクロン値自体はサイズに紐づいた計算式から導かれます。

DIN 3962：確立された等級システム

DIN 3962は、なじみ深い1～12の等級尺度を確立したドイツ規格群（定義に関するDIN 3961、バックラッシに関するDIN 3967と並ぶ）の一部です。実際には、等級1～4は極めて精密、5～7はほとんどの精密動力伝達をカバーし、8～12はより粗い商用製品をカバーします。

DINの構造は、各偏差タイプが独自の公差系列を持ち、等級が歯形、リード、ピッチ間で概ね比較可能であるため便利です。これにより、「歯形DIN 5、リードDIN 5、ピッチDIN 6」といった図面を書き、工場が一貫して解釈することが容易になります。何十年もの間、これによりDINは欧州および輸出志向のアジア製造業における歯車調達の事実上の言語となりました。

ISO 1328：調和されたサイズ依存公差

ISO 1328（パート1および2）は、単一の国際的枠組みを構築するために開発されました。これも数値等級尺度を使用し、等級はDIN尺度と概ね整合しているため、多くの一般的なサイズにおいて「ISO 5」と「DIN 5」は同様の厳しさを表します。重要な違いは、基礎となる公差計算式と、モジュールおよび直径に応じたスケーリング方法にあります。

ISO 1328は、公差をモジュール、基準直径、および等級の関数として定義し、歯形、リード、ピッチに対して別々の式を持ちます。計算式が明示的であるため、異なる国の2つのサプライヤーが同じ図面指示から同じ許容値を計算できます。ISOはまた、全偏差と評価範囲の概念を形式化し、歯車測定機が結果を報告する方法の曖昧さを軽減します。

実用的な結果：モジュールと直径の一部の組み合わせでは、ISO等級と「同じ番号」のDIN等級が同一のミクロン許容差をもたらしません。差は通常、精密等級では小さいですが、粗いモジュールや大きな直径では重要になることがあります。設計が公差上重要な場合、規格および等級を指定し、理想的には許容ミクロン値を指定してください。

歯車精度レポートの読み方

現代の検査では、すべての歯面をトレースし、歯形、リード、ピッチ偏差、および振れを報告する歯車測定機を使用します。有用なレポートには以下が含まれます：

1. 適用された規格と等級（例：ISO 1328-1、等級5）。
2. 実際のモジュールと直径における各特性の計算許容値。
3. 各特性の測定最大偏差。
4. 全体判定だけでなく、特性ごとの合否判定。

これは、歯車が歯形とピッチの要件を満たしながらリードで不合格になる場合、またはその逆があるため重要です。どの特性が騒音、負荷容量、または伝達誤差を左右するかを理解することで、公差予算をどこに配分すべきかがわかります。静かで高速なかみ合いでは、通常、歯形とピッチが支配的です。重負荷で広い歯幅の歯車では、エッジコンタクトを避けるためにリード管理が重要になります。

規格から製造ルートへ

公差等級は自由な選択ではなく、プロセス能力から導かれます。業界全体の一般的な状況として：

• ホブ切りとシェーピング は中程度の等級をカバーし、広いモジュール範囲で効率的です。
• フライス加工 は大型または粗い歯車、および非標準形状に適しています。
• 研削（成形または創成）は最も厳しい等級に到達する方法であり、通常、熱処理後に歪みを修正するために適用されます。
• 熱処理 — 浸炭、窒化、高周波焼入れ、または焼入れ焼戻し — は寸法を変化させるため、軟加工、熱処理、硬仕上げの順序を一緒に計画する必要があります。

これが、等級指示を現実的なプロセス計画と組み合わせるべき理由です。切削後に浸炭焼入れされる部品に非常に厳しい等級を要求することは、通常、熱処理後の研削工程を指定することを意味し、コストとリードタイムに影響します。早い段階でルートを議論することで、予期せぬ事態を避けられます。当社の能力ページでは関連するプロセスを概説し、技術ライブラリでは関連する基礎をカバーしています。

2つのシステムの選択

新規設計には、ISO 1328が国際的に調和されており、計算式が明確であるため、より安全なデフォルトです。旧図面、継承された工具、または検査ソフトウェアがDINをデフォルトとするサプライヤーには、DIN指示を維持することは完全に合理的です — ただし、等級番号が正確に転用されると仮定するのではなく、ミクロン許容差を確認してください。

どちらのシステムを使用する場合でも、仕様には規格、等級、対象特性、および基準を記載する必要があります。バックラッシが重要な場合は、別のバックラッシ規格を参照するか、明示的に定義してください。歯車が組立品の一部である場合は、バックラッシはシステム特性であり、単一歯車の特性ではないため、相手部品と中心距離を記載してください。

まとめ

DIN 3962とISO 1328はどちらも歯車精度を等級別許容偏差として表現し、その等級番号は概ね比較可能です。公差の定式化とモジュールおよび直径に応じたスケーリング方法が異なるため、同一の等級番号が常に同一のミクロン許容差を意味するわけではありません。規格、等級、および特性を指定し、計算された許容差を検証し、実際に達成可能な製造ルートと公差を整合させてください。これらを一緒に行うことで、精度指示が意図した通りに機能する部品になります。

精密歯車の指定に関するご質問、またはプロジェクトについてのご相談は、お問い合わせページからご連絡ください。製品範囲を閲覧して、これらの原則が業界およびアプリケーション全体でどのように適用されるかをご確認いただけます。検査の詳細は品質と検査に、カスタム作業はカスタム歯車製造に記載されています。