HONPINEのデュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブは、産業オートメーションでどのように市場シェアを獲得しているのでしょうか?

デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブとは何ですか?

一般的なハーモニックドライブには, カップ型とハット型という2種類のフレクスプラインがあります。ストレート歯部に加えて, カップ型の内側フランジとハット型の外側フランジの両方が出力回転の駆動に用いられます。"デュアルサーキュラースプライン"という用語は, 2つのサーキュラースプラインが存在することを指します。第1のサーキュラースプライン, フレクスプライン, およびウェーブジェネレータは標準的なハーモニックドライブと同様に動作します: サーキュラースプラインはフレクスプラインより歯数が2つ多いため, ウェーブジェネレータが1回転するごとにフレクスプラインは2歯分逆方向に回転します。主な違いは, デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブのフレクスプラインが, 出力を駆動するためのフランジを持たないストレート円筒構造である点にあります。したがって, 第2のサーキュラースプラインが導入されます。この第2のサーキュラースプラインはフレクスプラインと同じ歯数を持つため, フレクスプラインとまったく同じ角度だけ回転します。

デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブの開発背景

従来のハーモニックギヤドライブにおける減速比範囲の制約と高コストという課題に対応し, またロボット関節における"小型化, 軽量化, 高速応答, 高精度"という工学的要求を満たすため, 伝達方式の再設計と主要部品の性能向上を通じた技術的ブレークスルーが必要でした。デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブでは, リング型フレクスプラインが優れた負荷支持能力とシンプルな構造を備えています。ウェーブジェネレータの作用下でも軸方向変形は発生せず, 歯形設計において軸方向の反りによる干渉問題を考慮する必要がありません。

デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブの特長

軽量, コンパクトサイズ, 高トルク, 向上した重量対トルク比

デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブはよりコンパクトな構造を採用しており, 従来のハーモニックドライブと比較して小型化が可能です。最大外径は17%縮小, 重量は最大24%削減, 減速機の慣性は最大42%低減できます。これにより加減速に必要なトルクが低減され, ロボット全体の消費電力を最大29%削減できます。デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブは, 産業用自動化装置のような高トルク負荷用途において, シングルサーキュラースプライン版よりも適しています。

従来のハーモニックドライブより高速なトルク応答

他のハーモニックドライブでは, トルクはフレクスプラインの歯を介して接続フランジ(カップ型またはハット型)に伝達され, 歯部とフランジの間には円筒部があります。これによりフレクスプラインにわずかなねじれが生じます。ストレート円筒設計はこの点を大幅に改善し, 中間の柔軟な伝達を排除することで, より高速な応答と高い剛性を実現します。

他のハーモニックドライブより高い剛性と長寿命

デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブは従来のハーモニックドライブより優れた剛性を提供しますが, これは主にウェーブジェネレータ内のボールをローラーに置き換えたこと, およびストレート円筒フレクスプラインによってより長い接触線が得られることによります。シングルサーキュラースプラインハーモニックドライブでは, カップ型またはハット型のフレクスプラインは歯輪面とフランジの間に90°の曲げ部を持ち, ここが最も弱い箇所です。この部分は耐衝撃性が低く, 突発的な高トルク下でねじれ変形を起こしやすくなります。デュアルサーキュラースプライン設計では, フレクスプラインのフランジを動的サーキュラースプラインに置き換え, フレクスプラインをストレート円筒構造へと進化させています。これにより90°の曲げ部がなくなり, 耐衝撃性が大幅に向上し, 使用寿命も延長されます。

より容易な取り付け

デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブのフレクスプラインは, 両方のサーキュラースプラインとのクリアランスを調整できるため, 組み立てがより容易になります。

HONPINEがデュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブの生産課題をどのように克服しているか

デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブには2つのサーキュラースプラインと2組の噛み合い歯があり, それぞれに精度と効率の考慮が必要なため, 加工はより困難になります。ストレート円筒フレクスプラインであるため, 楕円の寸法公差には特別な注意を払う必要があります。HONPINEはベアリング内輪とサーキュラースプラインの一体設計を採用し, 部品点数を削減し, サイズと慣性を最小限に抑え, 組立時間を短縮し, 同軸度を向上させています。HONPINEの確立されたサプライチェーンシステムも, このプロセスで重要な役割を果たしています。

デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブの各部品における加工誤差と組立偏差は, 周期的な剛性変動をもたらす主な要因です。フレクスプラインまたはサーキュラースプラインに加工時の取付偏心がある場合, ギヤには累積ピッチ誤差が現れます。そのようなギヤが内歯噛み合いを行うと, デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブのねじり剛性は周期的に変動しますが, その周波数は比較的低くなります。歯形設計理論に基づき, HONPINEは独自に"P"歯形を開発しました。P型歯形は歯丈が低く, 歯幅が広く, 歯元曲率が大きく, 半径方向変形が最小限であることが特徴です。これによりフレクスプライン変形時の交番応力が低減され, 歯元破断のリスクが下がり, その結果フレクスプラインの疲労寿命が向上します。しかし, P型歯形は噛み合い深さが浅いため, 伝達時の噛み合い歯数がS型歯形より少なくなり, 剛性と負荷支持能力がわずかに低下します。

なぜHONPINEデュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブを選ぶのか?

HONPINEは成長, 顧客フィードバック, およびR&D投資を重視する企業です。2018年以来, HONPINEはデュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブの開発に投資しており, この分野における日本のHarmonic Drive Systemsの独占を打破し, この技術にいち早く取り組んだ中国企業の1つとなっています。

R&Dを重視する一方で, 当社は製品品質保証も同様に重視しています。すべてのハーモニックドライブは出荷前に厳格な試験を受けており, これにはねじり振動試験とねじり座屈試験が含まれます。多次元の機能試験を通じて, 当社は製品品質を確保するとともに, デュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブの強みと弱みをより深く把握し, 継続的にR&Dの方向性を改善しています。

現在, HONPINEデュアルサーキュラースプラインハーモニックドライブは主に産業用自動化装置向けとして市場で実証されています。複数の顧客による試験と使用を経て, 非常に高い評価を得ています。