ARCHIVE 04歯切り盤の系譜

輸入機で歯を切り、ホブ盤を国産化する（1897〜1926 年）

日本で機械を使って歯車の歯を切った最初は、1897 年に米シンシナチ社の 2 番万能フライス盤と成形フライス（歯溝の形の刃物）で鋳物歯車を 1 溝ずつ削ったこととされます^[1][2]。1901 年には米 G&E 社、1903 年には米シンシナチ社の自動歯切盤が買われ、歯切りの能率と精度が上がりました^[1]。

最初のホブ盤

ホブで連続して歯を切るホブ盤は、1906 年ごろ独ファウター社の機械が石川島と呉海軍工廠に輸入されたのが最初といわれます^[1][2]。大正に入ると民間にも広がり、1914 年には大阪市西区九条の歯切り専門の工場（丸三製作所）が英国製のホブ盤を据え付けました。歯切業者が外国製のホブ盤を置いた最初とされます。同じ年に大阪府立西野田職工学校にもファウター社のホブ盤が入り、翌 1915 年には大阪の植田鉄工所に米国製の 600mm ホブ盤が入っています^[5][1]。かさ歯車では、米グリーソン社の創成式のかさ歯車歯切盤が 1915〜16 年に汽車会社と池貝鉄工所に入りました^[1]。

40 インチホブ盤：国産化

第一次世界大戦で輸入が細ると、ホブ盤の国産化が一気に進みます。会田俊夫『歯車の技術史』によると、1917 年に園池製作所が 40 インチ（約 1m の歯車まで切れる）ホブ盤を作りました。差動歯車付きで、はすば歯車を切りやすく、当時広く使われていた差動歯車のない輸入機より優れると好評だったといいます。1918 年には池貝鉄工所が 24 インチホブ盤を作り、1920 年には京都の樫藤鉄工所（いまのカシフジ）で、独ファウター社のホブ盤を手本にした 40 インチホブ盤が完成しました^[1]。カシフジ自身の沿革は、創業者の樫藤留三郎が 1918 年に 40 インチのホブ盤の 1 号機を試作し、京都市電の修理用の歯車を作り始めたとしていて（同社は「国内初のホブ盤」とします）、年が 2 年ずれています^[6]。試作と完成の違いかもしれませんが、確かめられていません。

大きなホブ盤では、佐賀県の唐津鐵工所が 1921 年に蒸気タービン用のピニオンを切るホブ盤、1923 年に 6 フィートのウォームホイールホブ盤、1924 年に 7 フィートのホブ盤を作りました。会田は「大正の末には各種のホブ盤の国産化が一応完成した」とまとめています。ただし、軍艦や商船の主機のタービン歯車を切る大形の歯切盤は、英ウイリアムミュアー社や米ウェスチングハウス社などの外国製でした^[1]。

1921 年に大阪で開かれた国産機械の展覧会では、出品された旋盤の歯車の作り方を調べると、専門の歯切り機械で切ったものが 15、フライス盤で切ったものが 6、歯形を研磨したものが 1 でした^[1]。旋盤のメーカーにも歯切り機械が行き渡りつつあったことがわかります。

「40 インチ」「7 フィート」とは。ホブ盤の大きさは、切れる歯車の最大の直径で呼びます。40 インチは約 1,000mm、7 フィートは約 2,100mm です。差動歯車は、はすば歯車を切るときにホブの送りに合わせて歯車を少しずつ余分に回す仕掛けで、これがあるとはすば歯車の歯のねじれ角を換え歯車で決めやすくなります。

昭和の初めと戦時：歯車形削り盤と歯車研削盤（1926〜1945 年）

昭和に入ると、ホブ盤は汎用機の品ぞろえを広げます。樫藤鉄工所は 1928 年に 14 インチの K0、1930 年に 24 インチの K1、1931 年に 40 インチの K2 を出しました^[6]。ホブ盤以外の歯切盤や、焼入れした歯車を研ぐ歯車研削盤も作られ始め、1930 年には岡本工作機械製作所が呉海軍工廠の注文で国産初の平歯車研削盤 ASG-2 形を完成させています（第 3 章）^[7][1]。それでも自動車や航空機の精密な歯車は、まだ輸入の機械で切られていました^[1]。

戦時の試作命令

1938 年の工作機械製造事業法で、国が指定する工作機械の試作に奨励金が出るようになります。その品目には歯車研磨盤と、歯切盤（ウォーム歯切盤を含む。ただしホブ盤は除く）が入っていました^[8]。1940 年に米国が対日工作機械輸出を禁止すると、商工省は国産化すべき工作機械のリストを作って各社に試作を命じ、外国の一流メーカーの機械をそのまま手本にした歯切機械が作られます。航空機第一の方針に合わせ、航空機の発動機の歯車を切る機械が中心でした^[1]。唐津鐵工所は 1940 年に政府の特命で歯車形削り盤を開発し、同社はこれを国産第一号機としています^[3]。

戦時中の国産ホブ盤の精度について、大阪の歯車業者の回想が残っています。樫藤の 14 インチホブ盤でモジュール 2.5・20 枚の歯車を切ると、またぎ歯厚の誤差は 0.03〜0.04mm ほどで、当時としては最良の部類だったといいます^[5]。

自動車の歯車の量産と技術提携（1945〜1978 年）

戦後、歯切り盤は最も輸入に頼る工作機械の 1 つになります。統制価格の時代から 1949 年の市場価格まで、ホブ盤の値段は 39 倍に上がりました^[8]。自動車の変速機の歯車は、ホブで切ったあとシェービング（歯面を薄くそぐ仕上げ）で整えるのが量産の型になりますが、シェービングのカッタは輸入に頼り、カッタを研ぎ直せる会社も限られていました。不二越鋼材工業（いまの不二越）は自動車メーカーに国産化を求められ、1953 年 11 月に米ミシガンツール社とシェービングカッタの製造技術で提携しています^[2]。

生産ホブ盤の時代

量産向けの「生産ホブ盤」も国産で出てきます。樫藤鉄工所は 1954 年に KS20、1956 年に KS14 を出し^[6]、1963 年の『国産工作機械綜合カタログ』では、精密生産ホブ盤 KS-14・KS-20 形と万能ホブ盤 KR 形を載せています。同じカタログのホブ盤の欄には、唐津鉄工所・岡本工作機械製作所・新三菱重工業（三菱ローレンツ）・東芝機械（大形）・浜井産業・豊和産業（小形自動）・岩佐鉄工・清和鉄工などが並び、歯車形削盤・傘歯車歯切盤・歯車研削盤・歯車仕上盤の欄もあります^[10]。工具メーカーの不二越は、自社の歯切工具を生かすため 1961 年に生産ホブ盤を開発して 1962 年から売り出し、1966 年には高速の歯車形削り盤も出しました^[2]。

三菱ローレンツと技術提携

三菱重工業は 1961 年、西独ローレンツ社と歯切機械で技術提携し、京都製作所で立形ホブ盤「三菱ローレンツ」の生産を始めます（ニデックマシンツールの「製品の歴史」は 1962 年とします）。1964 年にはスプラインホブ盤を開発し、1966 年にはスイスのライスハウエル社の技術で歯車研削盤 NZA 型の生産を始めて、1968 年 3 月に国産化に成功しました^[9][11]。自動車の生産が伸びた 1960 年代後半には、三菱のホブ盤は 1963 年度ごろの倍近く作られても、1967 年度には納期 1 年以上の受注残を抱えるほどでした^[9]。

それでも、1968 年の機械振興協会の調査は「国内の工作機械の需要の中で最も外国の機械に頼っているのは歯切盤と歯車仕上機械」とまとめ、曲がり歯のかさ歯車歯切盤は国内の市販品が少なく、米グリーソン社が世界的に有名だと書いています^[12]。同じ年に日本工作機械工業会がまとめた NC 工作機械のカタログを「ホブ盤」「歯切」で引いても、歯切り盤は出てきません^[23]。

自社技術へ

1970 年代の初めに、各社は提携先の技術から自社の技術へ移ります。三菱重工業は 1971 年にローレンツ社との提携を解消して自社の技術での生産に切り替え、1972 年に高性能ホブ盤 GH シリーズ（GH200・GH300）を出し、続いて高速ギヤシェーパ SH シリーズや SV 形歯車シェービング盤を出しました^[9]。不二越は 1971 年、西独のホブ盤専業メーカーと、内歯車のスカイビングマシンと生産ホブ盤（SH-180 形など）で技術提携しています^[14][2]。

超硬ホブで速く切る「超硬ホブ切り」も、この時期に機械の側から実用になりました。不二越は 1974 年、ホブ軸を直接駆動して振動を大きく減らしたホブ盤で、超硬ホブ切りが実用になることを示します^[2]。樫藤鉄工所は 1976 年に超硬ホブ切りの実用機 KS300HD を完成させました^[6]。大きな歯車では、唐津鐵工所が 1975 年に直径 13,000mm の歯車を切れる超大形ホブ盤を作っています（同社は世界最大級とします）^[3]。

NC ホブ盤（1979〜1993 年）

ホブ盤は、ホブと歯車の回転をぴったり合わせて回し続ける機械で、長く親歯車（マスタウォームホイール）と換え歯車で機械的に合わせていました。NC 化は、1950 年代に始まった旋盤やフライス盤より 20 年ほど後になります。樫藤鉄工所は 1979 年にホブ盤を CNC 化し（同社は「業界で初めて」とします）、1982 年に CNC ホブ盤 KB200 を出しました^[6]。三菱重工業は 1980 年に NC ホブ盤 GH400NC を開発します。国立科学博物館のデータベースは、これを国産初の NC ホブ盤とし、モジュール 12 までの重切削ができ、ホブ軸は毎分 60〜350 回転の無段変速、5 つの軸を NC で制御したと書いています^[15][11]。

1985 年の『三菱重工技報』は、NC 装置に FANUC 6MB を使った NC ホブ盤 GA シリーズを紹介しています^[16]。三菱の歯切機械は 1986 年 11 月に、1961 年からの累計で 3,000 台に達しました^[9]。歯車形削り盤では唐津鐵工所が 1980 年に自動車・オートバイ向けの 250mm 高速歯車形削り盤を作り、1989 年に成形歯車研削盤の販売を始めています^[3]。

★ドライカット・スカイビング・歯車研削（1994 年〜）

1990 年代からの歯車づくりは、「ホブで切る → 焼入れ → 研削で仕上げる」の流れを速く、きれいにする方向に進みます。三菱重工業は 1994 年に電着 CBN 砥石を使う CNC 歯車研削盤 ZG400 を出し（第 3 章）^[17]、2009 年には量産用の内歯車研削盤 ZI20A を出しました（同社は世界初とします）^[11]。

ドライカット

1997 年、三菱重工業は切削油を一切使わない歯車のドライカットシステムを完成させます（同社は世界初とします）。2002 年にはこれをドライカットホブ盤 GE シリーズとして製品にしました^[11]。

スカイビング

内歯車を速く切るスカイビング（歯車形の刃物を傾けて歯車と同期回転させ、そぐように削る方法）は古くからある考え方で、1969 年には業界誌に西独パウター社のギヤスカイビング盤が載り^[13]、1971 年には不二越が内歯車スカイビングマシンの技術を導入しています^[14]。国内の各社から機械と工具が出そろうのは 2014 年で、カシフジのギヤスカイビング盤 KPS20、唐津鐵工所のギヤスカイビングマシン GSV-25N、三菱重工業のスーパースカイビングカッタが出そろい^[6][3][11]、2016 年の三菱重工工作機械のスーパースカイビング盤 MSS300 は 2017 年に日本機械学会賞（技術）を受けました^[11]。スカイビングとドライカットの技術の中身は、読みもの「ギヤスカイビングの 2 つの弱点を解く新技術」（ドライのエアスカイビングと焼入れ後の内歯車の仕上げ）で詳しく書いています。

いまの顔ぶれ

三菱重工業の工作機械事業は 2015 年に三菱重工工作機械として分かれ、2021 年に事業譲渡でニデックの傘下に入りました（いまのニデックマシンツール）^[18]。唐津鐵工所は 2016 年に唐津プレシジョンに社名を変え、2024 年に国内最大クラスのギヤシェーパ GS-4N 形を完成させています^[3]。歯車の仕上げ機では、ヤンマーグループの神崎高級工機製作所がシェービング盤を軸に、ギヤシェーパ・歯車研削盤・歯車ホーニング盤を作り、ユーザーの 9 割が自動車関連だとしています^[22]。いまの歯切り盤・歯車研削盤のメーカーは歯切り工具・歯車加工機のメーカーにまとめています。

現場で何に効くか。中古の歯切り盤や古い図面を読むとき、「差動歯車はあるか（はすば歯車を切れるか）」「親歯車（マスタウォーム）で同期しているか、NC の電子ギヤか」「超硬ホブの回転数まで出るか」「切削油が要るか」を見ると、その機械の世代と得意な仕事がわかります。