ヒューマノイドロボット ほとんどの動作を人間のような方法で実行するように設計されており、 高い柔軟性 このような柔軟性を実現するために、ロボットの 重さ は不可欠です。重量が大きすぎるとサーボモーターのトルク負担が大幅に増加し、ロボットの応答性、積載量、バッテリー寿命に影響を及ぼします。

軽量設計により、様々な部品の重量が軽減され、駆動システムに必要なトルクと出力が低減されます。これにより、ロボットの耐荷重性が向上します。 エネルギー消費を削減し、動作寿命を延ばします そのため、軽量化は性能向上と大規模な商用展開を可能にする上で極めて重要です。大手ロボットメーカーはいずれも、製品開発において軽量化への明確な傾向を示しています。

例えば、テスラの第2世代ヒューマノイドロボットは、 オプティマス第2世代 2023年12月にリリースされたこのプロジェクトは、 10キロ 第一世代と比較して軽量化を実現し、歩行速度が30%向上したほか、安定性、敏捷性、そして全体的なパフォーマンスが大幅に向上しました。この軽量化の大きな要因の一つは、バイオニックジョイントと軽量ギア部品にPEEK（ポリエーテルエーテルケトン）を多用したことです。

01
PEEK素材とは？
ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）は、ポリアリールエーテルケトン（PAEK）ファミリーに属する高性能結晶性芳香族熱可塑性ポリマーです。エーテル結合とケトン結合で連結されたフェニレン環で構成されています。 世界で最も高性能な熱可塑性材料の1つ PEEK は、金属や他のほとんどのプラスチック材料に比べて優れた特性を備えています。

主要なエンジニアリングプラスチックや高性能特殊プラスチックと比較して、PEEKは バランスの取れたパフォーマンス ほとんどの特殊エンジニアリングプラスチックを凌駕するだけでなく、 剛性 、優れた 強靭さ 包括的な機械的特性を示し、さらに、優れた 抵抗 熱 、摩耗、腐食 。

従来の金属と比較して、PEEKは大幅に 鋼鉄やアルミニウム合金よりも高い比強度 これにより、強度要件を満たしながら材料重量を大幅に削減できるため、軽量設計に最適なソリューションとなります。さらに、PEEKは一般的な金属よりも優れた性能を発揮します。 電気絶縁性と耐薬品性 。

要約すると、PEEK の優れた総合的な性能により、ヒューマノイド ロボットの軽量設計において幅広い応用が期待できる有望な材料となっています。

02
ヒューマノイドロボットにおけるPEEKの応用

PEEKは主にヒューマノイドロボットの四肢骨格や関節伝達部品に使用されます。

ジョイントギア/ベアリングおよびその他のトランスミッション部品：
PEEKは優れた耐摩耗性と自己潤滑性を備え、超低摩擦係数（0.1～0.2）と低熱膨張係数（約30×10⁻⁶/K）を誇ります。そのため、関節ギアやベアリングに最適です。PEEKを使用することで、部品の摩耗が低減し、消費電力と騒音も低減します。また、PEEKは高い強度と優れた寸法安定性を備え、金属材料よりも軽量であるため、ヒューマノイドロボットの関節におけるトルク対重量比を向上させ、より効率的で精密な動作と長寿命化を実現します。

軽量構造部品
PEEKは次のような材料で強化することができます。 ガラス繊維または炭素繊維 そして使用される ロボットのフレームまたはハウジング これにより、 大幅な体重減少 その間 高い剛性を維持 、動作効率が向上します。

PEEKは、ヒューマノイドロボットの軽量化という目標を達成するのに理想的な素材です。ヒューマノイドロボットの商用化が進むにつれて、この分野におけるPEEKの市場ポテンシャルも拡大すると予想されます。