普通齒輪只能朝一個方向旋轉，球形齒輪可實現360度朝上下、左右、前後任何方向無限制旋轉，能夠擴大可動範圍。有望通過減少零部件數量來輕量化和省力化。被期待用於人型機器人及人造衛星的太陽能電池板等……兼松與山形大學共同開發的球形齒輪日本綜合商社兼松最早將於2027年在全球首次量產球形齒輪。受托生產這種齒輪的兄弟工業旗下企業最近確立了量產工藝，並開始著手研發具體的裝置零部件。球形齒輪的可動範圍擴大，有望通過減少零部件數量來輕量化和省力化。有可能加快人型機器人及人造衛星的太陽能電池板等的進化速度。兄弟工業旗下的齒輪巨頭NISSEI（愛知縣安城市）確立了能以穩定品質量產球形齒輪的工藝。為了推動工業裝置及精密裝置的零部件採用球形齒輪，兼松已經開始與約3家企業展開磋商。據悉，考慮將球形齒輪用於機器人用途的亞洲企業也在進行洽購。自2022年起，兼松便開始與山形大學聯合開發金屬材質的球形齒輪。以前的球形齒輪由樹脂材質製成，改為金屬材質後耐用性大幅提升，使得用於工業零部件成為可能。2025年3月，兼松從山形大學獲得獨家生產和銷售球形齒輪的權利（授權），並與NISSEI簽訂再許可協議（Sub-license），授權其生產和銷售具體產品。球形齒輪由帶有齒狀凸起的球形零部件、以及兩個與之齧合驅動球體旋轉的“鞍形齒輪”（共3個零部件）共同構成一套可轉動的結構，由山形大學教授多田隈理一郎等人開發。普通齒輪只能朝一個方向旋轉，球形齒輪可實現360度朝上下、左右、前後任何方向無限制旋轉，能夠擴大可動範圍。以往需要組合多個零部件才能實現的動作，將可以用一個齒輪來代替，能夠減少裝置等的零部件數量。兼松表示，由於能夠減輕驅動源的負荷，還有助於減排二氧化碳。以用於防止相機抖動的“雲台”為例，為了實現上下、左右、前後3軸旋轉，需要組合使用3個方向的框架，以後可以換成一個球形齒輪，能夠減輕3成重量。球形齒輪還有望發揮自由度高的特性來實現其他應用場景。設想用於人形機器人的手臂關節部位，實現更接近人類的動作，或者把無人機用相機安裝在齒輪的球體部分，不僅能減少機身動作還可實現360度拍攝。備受期待的用途是太空。在維護條件受限的太空環境中，有助於提升能源效率、降低故障風險的球形齒輪很有可能擴大用途。如果將其用於人造衛星太陽能電池板的軸部，可使電池板朝光源旋轉或傾斜，從而提高發電效率。球形齒輪還有望應用於化工及醫藥領域的研究裝置。兼松認為，球形齒輪可通過程序精確控制球體的旋轉速度和方向，甚至能改變球體內的重力。在球體內的液體混合與攪拌實驗中，可通過更加細緻地設定條件來擴大研究範圍。據調查公司Global Information透露，預計2025年全球齒輪市場規模將達到2221億美元，到2030年將增長32％，達到2940億美元。齒輪不僅在汽車零部件中被大量採用，隨著以亞洲為中心機械化處理程序的推進以及全球風力發電裝置的增加，齒輪需求將會擴大。目前以兼松和NISSEI為中心正在開發和生產用於各種用途的齒輪。不過，當球形齒輪的需求進一步擴展到市場規模較大的汽車變速器等動力傳動系統用途的產品時，由於這些產品需要大規模生產，球形齒輪的生產能力可能會出現不足。為此，兼松也在考慮將部分工序委託給其他廠商。 (日經中文網)