超扁平执行器 “FLEXWAVE” דAxial Flux Motor”

充分运用形状上的优势，开发出装有减速器的轻薄短小型执行器

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充分运用形状上的优势，开发出装有减速器的轻薄短小型执行器

日本的老年人口不断增加，预计在2025年将达到总人口的30%。护理设施已出现严重的人才短缺，减轻护理工作人员的负担已成为一项重要的社会课题。在这种状况下，对能够辅助身体功能的动力服的需求越来越高。据推算，动力服的市场规模有望达到120亿日元，未来五年将实现5倍以上的增长。
关节驱动用执行器是构成动力服不可缺少的部件。该执行器由起到控制作用的减速器和产生驱动力的电机所构成，安装到人体之后，能结合人体的行动，发挥较大的力量，从而减轻腰部、腿部的负担。

目前的行情为60～300万日元。执行器的安装位置因型号不同而有所差异，大部分是安装在腰部和膝部，需要两个轴左右。高级型号具有四个以上的轴。

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通过采用“可变形齿轮”结构，实现无缝控制和薄型化。

驱动部件的原理是，如果需要较大的力，则执行器就会变大、变厚。 但是，在护理现场，需要穿过狭窄的通道或门，而且需要格外小心避免伤害到使用者。因此，动力服用执行器需要轻薄、紧凑。

日本电产新宝从2015年起提供的减速器——“FLEXWAVE”就是能满足这一护理现场需求的薄型减速机构。即使是腰用的中型款，相对于90mm的直径，厚度也只有20mm。此外，为了实现护理工作人员的正确动作，执行器需要进行非常精密的控制。在这里就出现了一个课题，即齿轮和齿轮之间产生的齿隙（间隙）。FLEXWAVE虽然采用将外齿轮和内齿轮组合的方式，但在内侧设置了变形为椭圆形的弹性轴承。另外，通过将具有高延展性的薄型钢材用于外齿轮并将其与轴承一起变形，作为与内齿轮啮合的设计，可实现低齿隙。齿轮比的自由度从而也得到改善，并且实现了50～120相差悬殊的无缝控制。

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通过与新方式电机组合，实现了薄型及高功率密度。

另一方面，超扁平执行器用“Axial Flat Motor(AFM)”是尼得科的台湾电机基础技术研究所开发的、近年来备受瞩目的电机结构。为了确保扭矩，常规的Radial Flux Motor(RFM)垂直方向较长，而AFM具有增大直径以获得扭矩的优点。

AFM可以通过增大直径而无需垂直加长来获得扭矩。

 

因此，当输出高达170W时，其厚度约为21mm。
日本电产新宝发挥该集团内的协作效应，企划设计了将FLEXWAVE与AFM相结合的执行器。厚度相对于上述直径90mm，为41.5mm。实现了非常扁平且轻量的执行器。本公司推出了输出功率和尺寸各异的三种产品，根据使用部位和工作性质，以满足各种动力服的应用。

日本电产新宝的执行器，在功率密度（相对于一定质量的功率）方面远超其他公司的产品

 

目前，除了动力服之外，本公司还在商讨将其应用于包括电动轮椅在内的个人移动车辆领域。此外，也可向以SCARA机器人为代表的生产设备、自主移动式的多关节机器人等领域推广。在大街小巷、家庭中，与机器人一同生活的社会离我们绝不遥远。未来，对小型化且高功率执行器的需求将迅速增长。为此，尼得科集团将进一步加快研发力度。