ギヤの種類のひとつであるのが「球状歯車」と呼ばれるものです。球状歯車とはその名の通り、ボールのような形をした歯車のこと。一般的な歯車とは違い、さまざまな方向に回転できることが特徴です。本記事ではギヤメーカーについて知るための参考として、球状歯車の特徴や長所・短所、実際の製品事例をご紹介します。
球状歯車とは
球状歯車とは1組の組み合わせの歯車によって、さまざまな方向に回転できる歯車機能のことを指します。一般的な歯車であれば、ひとつの方向もしくは二方向にしか回らないことがほとんどです。しかし球状歯車はその名の通り、ボールのような形をしていてさまざまな方向に回転できます。
凸部分があるボールのような部品の周りに、その凸に合う凹を持つ歯車を設置すれば、360°範囲で回転させられるようになります。
球状歯車の長所と短所
長所
- 構造が単純になる
- 省スペースで設置できる小型ロボットを製作できる
- 回転中でも角度を変更できる
- 騒音や振動が起こりにくい
- CO2削減に貢献できる可能性が高い
球状歯車は構造が単純となり、省スペースで設置できる小型ロボット製作にも対応できます。モーターやケーブルが少なくなるため、複雑な構造は必要ありません。またロボットに活用したい場合でも、ロボット全体を小型化できることは大きなメリットと言えます。小型にすることにより、CO2削減効果も見込めるでしょう。
さらに歯車の性能として、回転中に角度を変更できること、騒音や振動が起こりにくいことも長所です。したがって球状歯車であれば、よりさまざまな用途で採用しやすいかもしれません。
短所
- すべての場所に同じ形の凸をつけることが難しい
- かみ合わせる歯車に特殊な構造が必要となる
球状歯車の短所と言えることは、球状であるがゆえに、すべての場所に同じ形の凸部分をつけにくいことです。そのためかみ合わせる歯車には特殊な構造が必要となり、製造が難しいことが短所であると考えられます。
主な用途（対応している分野）
- ロボットアーム
- ドローンの首振り部分
- ジンバル
ギヤメーカーにて球状歯車を製造しているのは、ロボットアームやドローンの首振り部分に使用するなどの用途で用いることができるためです。またカメラの揺れを防ぐためのジンバルにも応用できます。
球状歯車は活用場所が広く、センサーを入れたり、バッテリーを組み込んだり、ロボットの視覚を制御したりすることも可能です。そのため今後もアイデア次第で、さまざまな分野へと活用されていくことでしょう。
球状歯車の製品例
引用元：兼松公式HP
（https://www.kanematsu.co.jp/business/motorvehicles_aerospace/motor_vehicles_parts_no2/active_ball_joint）
兼松の例
兼松株式会社では山形大学との連携によって、球状歯車機構を製造しています。コンパクトでCO2削減効果が期待できるため、地球に優しい部品として社会的実装を目指しており、人のように柔らかな関節で動くロボットアームを製造。関西ロボットワールドや国際宇宙産業展にも出展しています。