波動歯車減速機(ハーモニックドライブ) — 歯数差 2 が生む大減速比
Drag the central ellipse (wave generator = input shaft) to rotate it.
The flexspline (30 external teeth = output shaft) flexes around the ellipse and
meshes with the fixed circular spline (32 internal teeth) only at the two ends of
the major axis. One input revolution advances the output by the 2-tooth difference —
in the opposite direction — giving a gear ratio of −1/15.
Compare the input and output rotations with the ▲ markers and the angle readouts.
中央の楕円(ウェーブジェネレータ=入力軸)をマウスでドラッグして回してください。
楕円に沿ってたわむフレックススプライン(外歯 30 枚=出力軸)は、
固定されたサーキュラスプライン(内歯 32 枚)と長軸の 2 箇所だけで噛み合います。
入力が 1 回転すると、歯数差 2 枚ぶんだけ出力が逆方向に送られ、
減速比は −1/15 になります。▲マーカーと角度表示で入出力の回転を比べてみましょう。
The wave generator (elliptical cam + bearing) is the input shaft. The thin-walled cup around it — the flexspline — is flexed into an ellipse and meshes with the rigid outer ring, the fixed circular spline, only at the two ends of the major axis.
ウェーブジェネレータ(楕円カム+ベアリング)が入力軸。 その外側の薄肉カップフレックススプラインが楕円形にたわみ、 最外周の剛体リングサーキュラスプライン(固定)と楕円の長軸 2 箇所でのみ噛み合います。 短軸側では歯が完全に離れているため、噛み合い位置は楕円の回転とともに一周します。
The flexspline has 2 fewer teeth than the circular spline, so while the meshing point travels once around (= one input revolution), the teeth re-mesh shifted by exactly 2 teeth. That leftover is the output rotation.
フレックススプラインの歯はサーキュラスプラインより 2 枚少ないので、 噛み合い位置が 1 周する(=入力 1 回転)あいだに、歯は 2 枚ぶんだけ「ずれて」かみ直します。 この取り残しが出力の回転です。
符号がマイナス=入力と逆方向。実機では歯数 160/162 などを使い、1/80〜1/160 を 1 段で実現します。
It delivers a large reduction ratio in a coaxial, compact package, and because many teeth mesh simultaneously, backlash is nearly zero — converting a motor's high-speed low-torque output into the low-speed high-torque motion joints need.
同軸・薄型で大減速比が得られ、多数の歯が同時に噛み合うため バックラッシがほぼゼロ。モータの高速・低トルクを、関節に必要な低速・高トルクへ変換します。 産業用ロボットや手術支援ロボットの関節減速機として広く使われています。