バイラテラルギア活用で人の触覚再現、小型サイズで広範囲のトルク制御機能：FAニュース

日本精工（NSK）は、触覚伝達装置向け減速機としてバイラテラルギアを開発した。

[長沢正博，MONOist]

　日本精工（NSK）は2025年10月23日、触覚伝達装置向け減速機としてバイラテラルギアを開発したことを発表した。

開発したバイラテラルギア 出所：日本精工

開発品を搭載した触覚伝達装置の例（左：手術操作用ハプティックシステム、右：搬送ロボット用力検知グリッパ） 出所：日本精工

　人手不足などを背景として、作業の自動化や機械の遠隔操作のニーズが高まっている。その中で重要なのが、サービスロボットのハンド部分などにおける触覚の伝達だ。例えば製造現場では多様な対象物を把持、搬送するロボットハンド、医療機関では手術器具の遠隔操作において、人間の触覚を再現する必要がある。

　ロボットハンドに収まる手のひら程度のサイズで、人間の繊細な触覚を再現するためには、コンパクトでありながら幅広いトルクを制御する触覚伝達装置が必要となり、それに対応した減速機の開発が課題となっている。従来技術で開発された減速機は、大型サイズであれば幅広いトルクに対応できるが、小型になると高トルクの駆動や繊細な制御が実現できない、という問題があった。そのため、小型でありながら広範囲のトルク制御を両立する減速機が求められている。

バイラテラルギアの内部構造 出所：日本精工

　そこでNSKでは、入力軸と出力軸の双方向から高効率で力と位置を伝達する減速機であるバイラテラルギアを、触覚伝達装置向け減速機として開発することで、小型化と広範囲のトルク制御の両立に成功した。

　このバイラテラルギアは、横浜国立大学の特許技術を用いた遊星歯車を中心に構成されている。NSKと横浜国立大学は2021年から、バイラテラルギアの社会実装に関する共同研究を行ってきた。

　バイラテラルギアを触覚伝達装置向け減速機として小型サイズで開発するに当たっては技術課題があった。バイラテラルギアの構造上、遊星歯車と固定歯車／出力歯車のかみ合いにおいて大きな反力が発生。遊星歯車を支持する軸受として、一般的に採用されている滑り軸受を使用した場合、その軸受の摩擦が増大し、動力の伝達効率が悪化する。

小型サイズでありながら大きなトルクで駆動可能 出所：日本精工

　NSKは、遊星歯車を支持する軸受に玉径0.5mmという小径の転がり軸受を採用し、軸受周辺の設計を最適化した。これにより、限られたスペースでも反力を受け止め、歯車の回転を支持し、伝達効率を保つことができるようになった。

　同社によれば、同等サイズの市販の減速機の中では最も大きなトルク駆動に対応でき、他社類似製品（波動歯車）に対しては安定的に駆動できる最大トルク（定格トルク）は約3倍、その出力軸を動かすのに必要な力（出力軸の摩擦トルク）は約20分の1になったという。

大小幅広いトルクの制御が可能 出所：日本精工

　なお、今回の開発品は、「2025国際ロボット展（iREX 2025）」（同年12月3〜6日、東京ビッグサイト）に出展し、市場ニーズの調査や共同開発先の探索を実施する。2026年度にはサンプルを出荷し、2027年度の商品投入を見込んでいる。

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