ハーモニックドライブのソースを表示

{{複数の問題
|出典の明記=2019-8
|宣伝=2019-8
}}
[[画像: HarmonicDriveAni.gif|right|thumb|200px|'''波動歯車装置の原理'''<br />（青：サーキュラ・スプライン、緑：ウェーブ・ジェネレータ、赤：フレックススプライン）]]

'''ハーモニックドライブ'''は、[[ハーモニック・ドライブ・システムズ]]社の[[商標]]（日本では商標登録番号第801166号と第943799号）である。一般名称は後述の通り「波動歯車装置」である。

== 概要 ==
[[楕円]]と[[真円]]の[[差動]]を利用した[[減速機]]である。'''[[波動歯車装置]]（Strain wave gearing）'''の機構を用いている。

サーキュラ・スプライン（C/S）、ウェーブ・ジェネレータ（W/G）、フレクスプライン（F/S）から構成される歯車装置であり、特徴として高減速比、軽量、コンパクト、[[バックラッシュ (機械)|バックラッシュ]]が少ないなどがある。

== 歴史 ==
* [[1957年]] - ハーモニックドライブの原理がクラレンス・ウォルトン・マッサー（[[Clarence Walton Musser]]）により発明される。
* [[1964年]] - 株式会社[[長谷川歯車]]が[[USM Co.,Ltd]]と技術提携を行い、日本で初めてハーモニックドライブの実用化に成功する。
* [[1970年]] - 両社の共同出資により、ハーモニック・ドライブ・システムズ社が創立。

== 部品 ==
;サーキュラ・スプライン（C/S：circular spline）
:剛体リング状の部品。内周に歯が刻まれており、フレクスプラインより歯数が2枚多くなっている。通常、[[ケーシング]]に固定される。
;ウェーブ・ジェネレータ（W/G：wave generator）
:楕円状[[カム (機械要素)|カム]]の外周に薄肉の[[ボールベアリング|ボール・ベアリング]]を組み合わせた部品。ベアリングの内輪はカムに固定されているが、外輪はボールを介して[[弾性|弾性変形]]する。通常は入力軸に取り付けられる。
;フレクスプライン（F/S：flexspline）
:薄肉カップ状の金属弾性体の部品。開口部外周に歯が刻まれている。フレクスプラインの底を'''ダイヤフラム'''と呼び、通常、出力軸に取り付けられる。

== 動作原理 ==
[[画像:HarmonicDriveAni.gif|動作説明|right|200px]]
フレクスプラインは、ウェーブ・ジェネレータにより楕円状にたわめられ、長軸の部分でサーキュラ・スプラインと歯が噛み合い、短軸の部分では歯が完全に離れた状態になる。サーキュラ・スプラインを固定し、ウェーブ・ジェネレータ（入力とする）を時計方向へ回すと、フレクスプラインは弾性変形し、サーキュラ・スプラインとの歯の噛み合い位置が順次移動していく。ウェーブ・ジェネレータが1回転すると、歯数差2枚分だけフレクスプラインは反時計方向へ移動する。

== 種類 ==
* カップ型
* シルクハット型
* デファレンシャル型
* フラット型
* シールド型

== 減速比 ==
波動歯車装置の減速比は次のように求められる。

フレクスプラインを出力としたときの減速比 <math>i</math> は、サーキュラ・スプラインのピッチ円直径を <math>D_c</math> 、フレクスプラインのピッチ円直径を <math>D_f</math> とすると、
: <math> i = \frac{\pi D_c - \pi D_f}{\pi D_f} = \frac{D_c - D_f}{D_f} </math>
となる。

また、サーキュラ・スプラインの歯数を <math>Z_c</math> 、フレクスプラインの歯数を <math>Z_f</math> とすると、減速比 <math>i</math> は、
: <math> i = \frac{Z_c - Z_f}{Z_f} = \frac{\Delta Z}{Z_f} </math>
となる。

== 関連項目 ==
*[[波動歯車装置]]
*[[サーボモータ]]
* [[減速機]]
* [[歯車]]
* [[ハーモニック・ドライブ・システムズ]]

==外部リンク==
{{commonscat|Harmonic drives}}
*[http://www.hds.co.jp/ (株)ハーモニック・ドライブ・システムズ]
*[http://www.waltmusser.org/HD.htm Waltmusser.org]
*[http://www.harmonicdrive.net/reference/operatingprinciples/ Harmonicdrive.net]
*[http://www.chrisdesign.com/projects/hdinfonet/firstpage.htm Chrisdesign.com]

{{Gears}}


{{DEFAULTSORT:はもにつくとらいふ}}
[[Category:減速機]]