(57)【要約】      （修正有）【課題】波動歯車装置のコンポーネントとして、高頻度の周期変形に耐えるのに十分な可撓性を有しており、同時に、波動歯車装置が晒されると予想される負荷に適応するのに十分な強度を有するフレクスプラインを提供する。【解決手段】本発明の実施形態に従ったシステム及び方法で、バルク金属ガラス系波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネントを具現化する。１つの実施形態において、波動歯車装置は、波生成装置（ウェーブ・ジェネレータ）と、それ自体が第１ギア歯セットを有するフレクスプライン（フレックス・スプライン）と、それ自体が第２ギア歯セットを有する円形スプライン（サーキュラ・スプライン）とを備え、波生成装置、フレクスプライン、円形スプラインのうち少なくとも１つはバルク金属ガラス系材料を含む。【選択図】図１
2019116971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波生成装置と、
第１セットのギア歯を有するフレクスプラインと、
第２セットのギア歯を有する円形スプラインと、
を備え、
前記波生成装置、前記フレクスプライン、前記円形スプラインのうち少なくとも１つは
バルク金属ガラス系材料を含む、波動歯車装置。
【請求項２】
請求項１に記載の波動歯車装置において、前記波生成装置は、波生成装置プラグ及び軸
受を有する、波動歯車装置。
【請求項３】
請求項２に記載の波動歯車装置において、前記軸受は玉軸受である、波動歯車装置。
【請求項４】
請求項１に記載の波動歯車装置において、前記波生成装置、前記フレクスプライン、及
び前記円形スプラインのそれぞれがバルク金属ガラス系材料を含む、波動歯車装置。
【請求項５】
請求項１に記載の波動歯車装置において、前記第１セットのギア歯及び前記第２セット
のギア歯のうち少なくとも一方がバルク金属ガラス系材料を含む、波動歯車装置。
【請求項６】
請求項１に記載の波動歯車装置において、前記第１セットのギア歯及び前記第２セット
のギア歯のそれぞれがバルク金属ガラス系材料を含む、波動歯車装置。
【請求項７】
請求項６に記載の波動歯車装置において、前記波生成装置は、バルク金属ガラス系材料
を含む玉軸受を有する、波動歯車装置。
【請求項８】
請求項１に記載の波動歯車装置において、最大量で存在する前記バルク金属ガラス系材
料の元素は、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｈｆ、及びＣｕのうちの１つである、波動歯車装
置。
【請求項９】
請求項１に記載の波動歯車装置において、前記バルク金属ガラス系材料はＮｉ４０Ｚｒ
２８．５Ｔｉ１６．５Ａｌ１０Ｃｕ５である、波動歯車装置。
【請求項１０】
楕円形状の断面を有する波生成装置プラグと、
内側レース、外側レース及び複数の転動部材を有する軸受と、
を備え、
前記波生成装置プラグは前記軸受内に配置され、前記軸受が前記波生成装置プラグの前
記楕円形状に合致できるようにし、
前記波生成装置プラグ及び前記軸受のうち少なくとも一方はバルク金属ガラス系材料を
含む、波生成装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の波生成装置において、前記軸受は玉軸受である、波生成装置。
【請求項１２】
円形形状を画定する可撓性本体を備えるフレクスプラインであって、前記円形形状の外
周は一組のギア歯セットを画定し、前記可撓性本体はバルク金属ガラス系材料を含む、フ
レクスプライン。
【請求項１３】
請求項１２に記載のフレクスプラインにおいて、前記一組のギア歯セットがバルク金属
ガラス系材料を含む、フレクスプライン。
【請求項１４】
リング状本体を備える円形スプラインであって、前記リング状本体の内周は一組のギア
歯セットを画定し、前記リング状本体はバルク金属ガラス系材料を含む、円形スプライン
。
【請求項１５】
請求項１４に記載の円形スプラインにおいて、前記一組のギア歯セットがバルク金属ガ
ラス系材料を含む、円形スプライン。
【請求項１６】
波動歯車装置コンポーネントを作製する方法であって、
熱可塑性形成技術及び鋳造技術のうち一方と関連する成形型を使用してＢＭＧ系材料を
成形するステップを有し、
前記ＢＭＧ系材料は、波生成装置プラグ、内側レース、外側レース、転動素子、フレク
スプライン、一組のギア歯セットを持たないフレクスプライン、円形スプライン、一組の
ギア歯セットを持たない円形スプライン、フレクスプライン内に組み込むべき一組のギア
歯セット、及び円形スプラインに組み込むべき一組のギア歯セットのうちの一つとして成
形される、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、さらに、熱可塑性形成技術又は鋳造技術のいずれか
によって成形した後に前記ＢＭＧ系材料を機械加工するステップを有する、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、前記ＢＭＧ系材料は、一組のギア歯セットを持たな
いフレクスプライン及び一組のギア歯セットを持たない円形スプラインのうちの一方とし
て成形し、ギア歯を前記ＢＭＧ系材料に対して機械加工する、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、前記ＢＭＧ系材料は、一組のギア歯セットを持たな
いフレクスプライン及び一組のギア歯セットを持たない円形スプラインのうちの一方とし
て成形され、ギア歯は、双ロール形成技術を使用してＢＭＧ系材料に対して具現化される
、方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法において、前記ＢＭＧ系材料は、直接鋳造技術、ブロー成形技
術、及び遠心鋳造技術のうち１つを使用して成形される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦政府資金による研究開発の記載
ここで開示する本発明は、ＮＡＳＡとの契約した作業実績において作成し、また、契約
人がタイトルを維持するアメリカ合衆国公法９６-５１７（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ. §２０２）
の支配下にある。
【０００２】
本発明は、概して、バルク金属ガラス系の波動歯車装置（Strain wave gears）及び波
動歯車装置コンポーネントに関する。
【背景技術】
【０００３】
波動歯車装置は、ハーモニックドライブ（登録商標）としても知られており、独特の歯
車システムであり、高減速比、高いトルク-重量比及びトルク-体積比、ほぼゼロのバック
ラッシュ（コンポーネントの潜在的な磨耗を軽減することができる）、及び多くの他の利
点を提供することができる。通常は、波動歯車装置は、フレクスプライン（flexspline）
内に取り付ける楕円波生成装置を有し、フレクスプラインが波生成装置（ウェーブ・ジェ
ネレータ）による楕円波形に一致し、この構成は、さらに一般的には、一組の玉軸受を有
して、フレクスプラインが波生成装置に対して楕円形の中心軸線の周りに回転するように
する。フレクスプラインは、通常、リング状の円形スプライン内に配置し、フレクスプラ
インは、その外側における、楕円形の、外周に沿って配置した一組のギア歯セットを有し
、このギア歯セットは、リム状円形スプライン（サーキュラ・スプライン）の内周に沿っ
て配置したギア歯と噛み合う。通常、フレクスプラインは、円形スプラインよりも少ない
歯を有する。特に、フレクスプラインは、可撓材料から形成し、フレクスプライン及び円
形スプラインのギア歯が噛み合うとき、波生成装置が円形スプラインに対して第１方向に
回転でき、それによって、反対の第２方向にフレクスプラインの変形及び関連した回転を
生ずる。普通は、入力トルクを波生成装置に供給し、またフレクスプラインはその結果と
して出力トルクを生ずる。一般的に、波生成装置の回転速度は、フレクスプラインの回転
速度よりも相当速い。従って、波動歯車装置は、歯車システムに対して高減速比を達成す
ることができ、また、より小さいフォームファクター（形状因子）で実現することができ
る。
【０００４】
いくつかの代替的な構成において、フレクスプラインを固定状態に保持し、出力トルク
を生ずるのに円形スプラインを使用できることも付記する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
推察できるように、波動歯車装置の動作は、特に特別な意味合いを持ち、極めて正確に
設計された歯車システムに依存する。例えば、波動歯車装置における構成部品のジオメト
リ（幾何学的表面形状）は、所望動作を生ずるために、極限精度で作製しなければならな
い。さらに、波動歯車装置のコンポーネントは、所望機能を得ることができる材料から作
製しなければならない。特に、フレクスプラインは、高頻度の周期変形に耐えるのに十分
な可撓性を有していなければならず、これと同時に、波動歯車装置が晒されると予想され
る負荷に適応するのに十分な強度を有していなければならない。
【０００６】
これらの制約のために、従前の波動歯車装置は、スチールから大型に作製してきており
、なぜならスチールは必要な材料特性を有することが実証され、また、スチールは、所望
ジオメトリとなるように機械加工することができるからである。しかし、スチールを構成
コンポーネントとして機械加工することは相当費用がかかるおそれがある。例えば、多く
の事例において、スチール系の波動歯車装置は、高額な製造プロセスのために、１０００
ドルから２０００ドルのオーダーのコストがかかるおそれがある。
【０００７】
いくつかの事例において、ハーモニックドライブは熱可塑性材料から作製する。熱可塑
性材料（例えばポリマー）は、構成コンポーネントの形状に注型成形する（例えば、射出
成形プロセスにより）ことができ、それによって、スチール系の波動歯車装置の製造にお
いて一般的に実施される高額な機械加工プロセスを回避することができる。しかし、熱可
塑材料から作製した波動歯車装置は、スチールから作製した波動歯車装置ほどの強い強度
がない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態によるシステム及び方法は、バルク金属ガラス系の波動歯車装置及び
波動歯車装置コンポーネントを具現化する。一実施形態において、波動歯車装置は、波生
成装置（ウェーブ・ジェネレータ）と、それ自体第１ギア歯セットを有するフレクスプラ
イン（flexspline）と、それ自体第２ギア歯セットを有する円形スプライン（サーキュラ
・スプライン）とを備え、波生成装置、フレクスプライン、円形スプラインのうち少なく
とも１つはバルク金属ガラス系材料を含む。
【０００９】
他の実施形態において、波生成装置は、波生成装置プラグ及び軸受を有する。
【００１０】
さらに他の実施形態において、軸受は玉軸受とする。
【００１１】
他の実施形態において、波生成装置、フレクスプライン、及び円形スプラインのそれぞ
れがバルク金属ガラス系材料を含む。
【００１２】
さらに他の実施形態において、第１セットのギア歯及び第２セットギア歯の少なくとも
一方がバルク金属ガラス系材料を含む。
【００１３】
さらに他の実施形態において、第１セットのギア歯及び第２セットのギア歯のそれぞれ
がバルク金属ガラス系材料を含む。
【００１４】
さらに他の実施形態において、波生成装置はバルク金属ガラス系材料を含む玉軸受を有
する。
【００１５】
さらに他の実施形態において、最大量で存在するバルク金属ガラス系材料の元素は、Ｆ
ｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｈｆ、及びＣｕのうちの１つである。
【００１６】
さらに他の実施形態において、バルク金属ガラス系材料の元素は、Ｎｉ４０Ｚｒ２８．
５Ｔｉ１６．５Ａｌ１０Ｃｕ５である。さらに他の実施形態において、波生成装置は、楕
円形状の断面図を有する波生成装置プラグと、内側レース、外側レース、及び複数の転動
部材を有する軸受とを備え、波生成装置プラグは軸受内に配置して、軸受が波生成装置プ
ラグの楕円形状に合致できるようにし、波生成プラグ及び軸受の少なくとも一方はバルク
金属ガラス系材料を含む。
【００１７】
他の実施形態において、軸受は玉軸受である。
【００１８】
さらに他の実施形態において、フレクスプラインは円形形状を画定する可撓性本体を備
え、円形形状の外周は一組のギア歯セットを画定し、また可撓性本体はバルク金属ガラス
系材料を含む。
【００１９】
さらに他の実施形態において、一組のギア歯セットがバルク金属ガラス系材料を含む。
【００２０】
さらに他の実施形態において、円形スプラインは、リング状の本体を備え、リング状本
体の内周は一組のギア歯セットを画定し、リング状本体はバルク金属ガラス系材料を含む
。
【００２１】
さらなる実施形態において、一組のギア歯セットがバルク金属ガラス系材料を含む。
【００２２】
さらに他の実施形態において、波動歯車装置コンポーネントを作製する方法は、熱可塑
性形成技術及び鋳造技術のうち一方と関連する成形型を使用してＢＭＧ系材料を成形する
ステップを有し、ＢＭＧ系材料は、波生成装置プラグ、内側レース、外側レース、転動素
子、フレクスプライン、一組のギア歯セットを持たないフレクスプライン、円形スプライ
ン、一組のギア歯セットを持たない円形スプライン、フレクスプライン内に組み込むべき
一組のギア歯セット、及び円形スプラインに組み込むべき一組のギア歯セットのうちの一
つとして成形する。
【００２３】
さらに他の実施形態において、波動歯車装置コンポーネントを作製する方法は、さらに
、熱可塑性形成技術又は鋳造技術のいずれかによって成形した後にＢＭＧ系材料を機械加
工するステップを有する。
【００２４】
他の実施形態において、ＢＭＧ系材料は、一組のギア歯セットを持たないフレクスプラ
イン及び一組のギア歯セットを持たない円形スプラインのうちの一方として成形し、ギア
歯をＢＭＧ系材料に対して機械加工する。
【００２５】
さらに他の実施形態において、ＢＭＧ系材料は、一組のギア歯セットを持たないフレク
スプライン及び一組のギア歯セットを持たない円形スプラインのうちの一方として成形し
、ギア歯を、双ロール形成技術を使用してＢＭＧ系材料に対して具現化する。
【００２６】
さらに他の実施形態において、ＢＭＧ系材料は、直接鋳造技術、ブロー成形技術、及び
遠心鋳造技術のうち１つを使用して成形する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態により、ＢＭＧ系材料から作製することができる波動歯車装置を示す。
【図２】図２Ａは、本発明の実施形態による波動歯車装置の動作を示す。図２Ｂは、本発明の実施形態による波動歯車装置の動作を示す。図２Ｃは、本発明の実施形態による波動歯車装置の動作を示す。図２Ｄは、本発明の実施形態による波動歯車装置の動作を示す。
【図３】波動歯車装置の通常の平均寿命を示す。
【図４Ａ】本発明の実施形態による波動歯車装置コンポーネント内で具現化できるＢＭＧ系材料の疲労特性を示す。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による波動歯車装置コンポーネント内で具現化できるＢＭＧ系材料の疲労特性を示す。
【図５】本発明の実施形態による波動歯車装置コンポーネント内で具現化できるチタンニウムＢＭＧ系材料の耐磨耗性特性を示す。
【図６】本発明の実施形態によるＢＭＧ系波動歯車装置コンポーネントを形成する方法を示す。
【図７】図７Ａは、本発明の実施形態による、鋳造技術を使用したギアの形成を示す。図７Ｂは、本発明の実施形態による、鋳造技術を使用したギアの形成を示す。図７Ｃは、本発明の実施形態による、鋳造技術を使用したギアの形成を示す。図７Ｄは、本発明の実施形態による、鋳造技術を使用したギアの形成を示す。
【図８】図８Ａは、本発明の実施形態による、鋳造技術を使用した波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。図８Ｂは、本発明の実施形態による、鋳造技術を使用した波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。図８Ｃは、本発明の実施形態による、鋳造技術を使用した波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。図８Ｄは、本発明の実施形態による、鋳造技術を使用した波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。
【図９】図９Ａは、本発明の実施形態による、熱可塑性形成技術と関連してシート形態のＢＭＧ系材料を使用した、波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。図９Ｂは、本発明の実施形態による、熱可塑性形成技術と関連してシート形態のＢＭＧ系材料を使用した、波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。図９Ｃは、本発明の実施形態による、熱可塑性形成技術と関連してシート形態のＢＭＧ系材料を使用した、波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。
【図１０】図１０Ａは、本発明の実施形態による、スピン形成技術を使用した波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。図１０Ｂは、本発明の実施形態による、スピン形成技術を使用した波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。図１０Ｃは、本発明の実施形態による、スピン形成技術を使用した波動歯車装置コンポーネントの作成を示す。
【図１１】図１１Ａは、本発明の実施形態による、ブロー成形技術を使用した波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。図１１Ｂは、本発明の実施形態による、ブロー成形技術を使用した波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。図１１Ｃは、本発明の実施形態による、ブロー成形技術を使用した波動歯車装置コンポーネントの作製を示す。
【図１２】図１２Ａは、本発明の実施形態による、遠心鋳造を使用した波動歯車装置コンポーネントの形成を示す。図１２Ｂは、本発明の実施形態による、遠心鋳造を使用した波動歯車装置コンポーネントの形成を示す。
【図１３】図１３Ａは、本発明の実施形態による、粉末形態のＢＭＧ形材料を熱可塑的に形成することでの波動歯車装置コンポーネントの形成を示す。図１３Ｂは、本発明の実施形態による、粉末形態のＢＭＧ形材料を熱可塑的に形成することでの波動歯車装置コンポーネントの形成を示す。図１３Ｃは、本発明の実施形態による、粉末形態のＢＭＧ形材料を熱可塑的に形成することでの波動歯車装置コンポーネントの形成を示す。
【図１４】本発明の実施形態による、双ロール形成技術を使用して、ギア歯をＢＭＧ系波動歯車装置コンポーネントに対して具現化することを示す。
【図１５】図１５Ａは、本発明の実施形態による、図１４に概要を示したプロセスに基づくフレクスプラインの形成を示す。図１５Ｂは、本発明の実施形態による、図１４に概要を示したプロセスに基づくフレクスプラインの形成を示す。図１５Ｃは、本発明の実施形態による、図１４に概要を示したプロセスに基づくフレクスプラインの形成を示す。図１５Ｄは、本発明の実施形態による、図１４に概要を示したプロセスに基づくフレクスプラインの形成を示す。図１５Ｅは、本発明の実施形態による、図１４に概要を示したプロセスに基づくフレクスプラインの形成を示す。図１５Ｆは、本発明の実施形態による、図１４に概要を示したプロセスによるフレクスプラインの形成を示す。
【図１６】本発明の実施形態による波動歯車装置コンポーネントの作製において、鋳造プロセスがよく制御されていることを示す。
【図１７】本発明の実施形態による波動歯車装置コンポーネントを任意の適切なスケールで作成できることを示す。
【図１８】図１８Ａは、本発明の実施形態による円形スプラインの作製を示す。図１８Ｂは、本発明の実施形態による円形スプラインの作製を示す。
【図１９】本発明の実施形態による、ＢＭＧ系材料から波動歯車装置コンポーネントを鋳造又は熱可塑形成する費用便益性を示す。
【図２０】スチール系フレクスプラインを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図面につき説明すると、バルク金属ガラス系波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネ
ントを具現化するシステム及び方法を示す。多くの実施形態において、対応の波動歯車装
置における波生成装置、フレクスプライン、及び円形スプラインのうち少なくとも１つは
、バルク金属ガラス系材料を含むものとする。多くの実施形態において、少なくともフレ
クスプラインはバルク金属ガラス系材料を含むものとする。多くの実施形態において、波
生成装置、フレクスプライン、及び円形スプラインのそれぞれがバルク金属ガラス系材料
を含むものとする。
【００２９】
金属ガラスは、アモルファス合金（又は代替的にはアモルファス金属）としても知られ
、それらの金属成分元素が何にせよ、不規則な原子スケール構造によって特徴付けられ、
すなわち、普通の金属材料は一般的に高度に規則的な構造を有するが、金属ガラス材料は
不規則な原子構造によって特徴付けられる。特に、金属ガラスは、一般的に、多くの有用
な金属特性を有し、それらは高度に有効なエンジニアリング材料として具現化できる。例
えば、金属ガラスは、一般的に従来の金属よりもずっと硬く、また一般的にセラミック材
料よりも強靭である。それらはまた、比較的腐食しにくく、また、従来のガラスと異なり
、高い導電性を有することができる。重要なことには、金属ガラス材料の製造自体は、比
較的簡単な処理に適している。特に、金属ガラスの製造は、射出成形プロセス、又は任意
な同様の注型成形プロセスに適合することができる。
【００３０】
それにも関わらず、金属ガラスの製造には、エンジニアリング材料としての実現可能性
を制限する難題がある。特に、金属ガラスは、一般的に、金属合金をその融点以上に加熱
し、また急速に融解物を冷却して、その結晶化を回避するように固体化し、それによって
、金属ガラスを形成する。初期における金属ガラスは、例えば、１０６Ｋ／ｓのオーダー
の激甚な冷却速度を必要とし、またそれによって、形成できる厚さには限界があった。実
際、この厚さ限界によって、金属ガラスは、初期的にはコーティング用途に限定された。
しかし、その後、結晶化に対してより抵抗性のある特別な合金組成物が開発され、それに
よって、相当緩慢な冷却速度で金属ガラスを形成でき、従って、相当厚く作成できるよう
になった（例えば、１ｍｍよりも厚い）。これらより厚い金属ガラスは、「バルク金属ガ
ラス（bulk metallic glasses）」（「ＢＭＧｓ」）として知られている。
【００３１】
ＢＭＧの開発に加えて、「バルク金属ガラス・マトリックス複合材」（ＢＭＧＭＣｓ）
も開発された。ＢＭＧＭＣｓは、ＢＭＧｓのアモルファス構造を有するが、アモルファス
構造マトリックス内に材料の結晶相も含んでいるという特徴がある。例えば、結晶相は樹
枝状の形式で存在することができる。結晶相によって、全体がアモルファス構造で構成さ
れる材料と比較して、材料が高い延性を有することができる。
【００３２】
これらの開発があっても、現在の技術はまだＢＭＧ系材料の有益な材料特性を十分に評
価されていない（本明細書を通して、用語「ＢＭＧ系材料」は、特に断りのない限り、Ｂ
ＭＧｓ及びＢＭＧＭＣｓを含むことを意味する）。その結果、ＢＭＧ系材料はエンジニア
リング用途に使用が限定されてきた。例えば、様々な刊行物が結論付け、大きく実証され
たことには、ＢＭＧ系材料の実行可能性はマイクロスケールの構造にほぼ限定されている
（例えば、非特許文献１（G. Kumar et al., Adv. Mater. 2011, 23, 461-476）、及び非
特許文献２（M. Ashby et al., Scripta Materialia 54 (2006) 321-326）参照されたく
、これら開示は参照により本明細書に組み入れられるものとする）。これは、一つには、
破壊力学を含むＢＭＧ系材料の材料特性が試料サイズと相関するからである。例えば、Ｂ
ＭＧ材料の延性はその厚さと逆相関することが観察されている（例えば、非特許文献３（
Conner, Journal of Applied Physics, Volume 94, Number 2, July 15, 2003, pgs. 904
-911）参照されたく、この開示は参照により本明細書に組み入れられるものとする）。重
要なことには、コンポーネントの寸法が大きくなるにつれて、より一層脆性破壊を受け易
くなる。従って、これらの理由又は他の理由から、当業者が一般的に助言することには、
ＢＭＧ系材料はＭＥＭＳ装置等のマイクロスケール構造にとって優れた材料となり得るが
、一般的にはマクロスケールのコンポーネントに使用するべきではないと助言している（
例えば、非特許文献１（G. Kumar et al., Adv. Mater. 2011, 23, 461-476）参照）。実
際、Ｇ．Ｋｕｍａｒ氏らは、脆性破壊を塑性領域サイズに関連付け、塑性領域半径の約１
０倍の試料厚さは、５％の曲げ可塑度を示すことができると総括した。従って、Ｇ．Ｋｕ
ｍａｒ氏らは、Ｖｉｔｒｅｌｏｙの厚さ１ｍｍ試料は、５％の曲げ可塑度を示すことがで
きると結論付けた。
【００３３】
従来の理解によれば、ＢＭＧ系材料の用途が限定されることを示唆する一方で、ＢＭＧ
系材料の耐摩耗性を喧伝してもいる（例えば、非特許文献４（Wu, Trans. Nonferrous Me
t. Soc. China22 (2012), 585-589; Wu, Intermetallics 25 (2012) 115-125）、非特許
文献５（Kong, Tribal Lett (2009) 35:151-158; Zenebe, Tribol Lett (2012) 47:131-1
38）、非特許文献６（Chen, J. Mater. Res., Vol. 26, No. 20, Oct 28, 2011; Liu, Tr
ibol Lett (2012) 46:131-138）参照されたく、これら開示は参照によって本明細書に組
み入れられるものとする）。明確にするため、「磨耗」は通常、他の材料との力学的相互
作用の直接結果としての、材料表面の変位を示すものである。一般的には、磨耗に対する
材料の抵抗性は、一般的にその硬度につれて大きくなる、すなわち、材料が硬くなればな
るほど、磨耗を受けにくくなると理解される（例えば、非特許文献７（I.L. Singer, Wea
r, Volume 195, Issues 1-2, July 1996, Pages 7-20）参照）。これらの理解に基づいて
、ＢＭＧｓの予期した耐摩耗特性によれば、ギアには広範囲に力学的相互作用が及び、そ
れによって摩耗に晒されることから、小型歯車を作製する材料の優れた候補に挙げること
ができると示唆されてきた（例えば、非特許文献８（Chen, J. Mater. Res., Vol. 26, N
o. 20, Oct 28, 2011）、非特許文献９（Huang, Intermetallics 19 (2011) 1385-1389）
、非特許文献１０（Liu, Tribol Lett (2009) 33:205-210）、非特許文献１１（Zhang, M
aterials Science and Engineering A, 475 (2008) 124-127）、非特許文献１２（Ishida
, Materials Science and Engineering A, 449-451 (2007) 149-154）参照されたく、こ
れら開示は参照によって本明細書に組み入れられるものとする）。従って、上述の洞察に
従って、マイクロスケールのギアが作製されてきた（非特許文献１２参照されたく、この
開示は参照によって本明細書に組み入れられるものとする）。
【００３４】
しかし、上述した従来の見識に反して、Ｈｏｆｍａｎｎ氏らは、ＢＭＧ系材料は有益に
も様々な他の用途で具現化できることを実証した。例えば、特許文献１（Ｈｏｆｍａｎｎ
氏らの米国特許第１３／９２８１０９号）は、マクロスケールでのギアの作製のためＢＭ
Ｇ系材料をどのように開発できるかの方法を開示している。特に、特許文献１は、Ｉｓｈ
ｉｄａ氏がＢＭＧ系ギアの作製を実証した一方で、その実証は、作製したギアが小さい寸
法であり（また、それによって、マクロサイズのエンジニアリング部品として同一モード
の破壊を受けることがなかった）、また歯車は、脆性破壊する傾向を軽減することができ
る潤滑油を使用して動作したものである限りにおいて、限定的なものであったと、説明し
ている。概して、Ｈｏｆｍａｎｎ氏らは、従来技術は主にＢＭＧ系材料の耐摩耗特性を役
立てることに関連し、その結果、最も硬いＢＭＧ系材料を実現することに傾注している、
と説明している。この設計手法は、最も硬い材料が他の破壊モードを受け易くなる限りに
おいて限界がある。実際、Ｈｏｆｍａｎｎ氏らは、マクロスケールのギアの作製における
最も硬いＢＭＧ系材料は一般的には、動作中に破損するギアを産出することを実証してい
る。従って、Ｈｏｆｍａｎｎ氏らは、破壊靱性に関する有利な特性を有するよう、またそ
れによって、機能するのに潤滑油を必ずしも必要としないマクロスケールのギアを作製で
きるよう、ＢＭＧ系材料を開発できることを開示している。特許文献１は参照によって本
明細書に組み入れられるものとする。さらに、特許文献２（Ｈｏｆｍａｎｎ氏らの米国特
許第１３／９４２９３２号）は、ＢＭＧ系材料が他の有利な材料特性を有し、それによっ
て、マクロスケールの順応性（コンプライアンス）機構の作製に使用できることを開示し
ている。特許文献２の開示は参照によって本明細書に組み入れられるものとする。
【００３５】
この背景に反して、ＢＭＧ系材料の多用途性は十分評価されていないことは明らかであ
る。本明細書は、ＢＭＧ系材料をどのように開発し、それによって、波動歯車装置及び波
動歯車装置コンポーネント内に組み込めるかを開示する。例えば、ＢＭＧ系材料は、高疲
労耐久性、高破壊靱性、優れた滑り摩擦特性、低密度、及び高弾性を有するように開発す
ることができる。従って、これら特性を有するように開発されるとき、ＢＭＧ系材料は、
好ましくは、波動歯車装置の構成コンポーネントの製造において具現化し、それによって
、波動歯車装置の動作の多くの態様に具現化することができる。例えば、ＢＭＧ系材料を
組み込む波動歯車装置は、より大きな動作荷重に耐えることができ、より軽量にすること
ができ、また、耐用寿命を長くすることができる。さらに、ＢＭＧ系材料は、所望ジオメ
トリ（幾何学的表面形状）となるよう鋳造する又は熱可塑的に形成することができるため
、波動歯車装置の構成部品の形状に鋳造する又は熱可塑的に形成することができる。この
ようにして、スチール系の波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネントの製造において
遍在する高額な機械加工プロセスは、排除されないまでも、減らすことができる。要する
に、ＢＭＧ系材料を組み込む波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネントは、より低い
コストで相当改善した性能を提供することができる。波動歯車装置の一般的な動作を以下
で詳細に説明する。
【００３６】
波動歯車装置の動作
本発明の多くの実施形態において、波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネントは、
ＢＭＧ系材料を組み込んで提供し、それによって、改善した性能特性を有する。背景を説
明するため、波動歯車装置の基本動作原理を概説する。
【００３７】
図１は、本発明の実施形態による、ＢＭＧ系材料から作製することができる代表的な波
動歯車装置の分解図を示す。特に、波動歯車装置１００は、波生成装置（ウェーブ・ジェ
ネレータ）１０２、フレクスプライン（フレックススプライン）１０８、及び円形スプラ
イン（サーキュラ・スプライン）１１２を備える。図示の波生成装置１０２は、波生成装
置プラグ１０４及び玉軸受１０６を有する。重要なことには、波生成装置プラグ１０４は
、楕円形の形状にし、また玉軸受１０６内に配置し、玉軸受１０６が楕円形状に合致でき
るようにする。この構成において、玉軸受１０６の外側レースは、波生成装置プラグ１０
４に対して回転することができる。図示の実施形態において、フレクスプライン１０８は
、カップ形状として示し、とくに、このカップの外周縁は、一連のギア歯１１０のセット
を有する。図では、フレクスプラインを玉軸受上に装着し、フレクスプラインの外周縁が
上述の楕円形状に合致できるようにする。この実施形態において、玉軸受によってフレク
スプラインが波生成装置プラグに対して回転できることに留意されたい。円形スプライン
１１２は、リング形状であり、重要なことには、リング内周が一連のギア歯セットを有す
る点である。通常、円形スプライン１１４にはフレクスプラインのギア歯１１０よりも多
くのギア歯が存在する。多くの実施例において、円形スプライン１１２にはフレクスプラ
イン１０８よりも２つ多いギア歯が存在する。一般的には、フレクスプライン１０８は、
円形スプライン１１２内に嵌合し、この嵌合は、フレクスプラインのギア歯１１０が円形
スプライン１１４のギア歯に噛み合うよう行う。とくに、フレクスプラインのギア歯１１
０は楕円形状に合致するため、楕円形の長軸に近接するギア歯のみが、通常の場合円形ス
プライン１１４のギア歯に係合する。逆に、楕円形の短軸に近接するフレクスプラインの
ギア歯１１０は、円形スプライン１１４のギア歯から離脱する。多くの実施例において、
フレクスプラインのギア歯１１０の３０％は、円形スプライン１１４のギア歯と係合する
。この構成で、波生成装置プラグ１０４は楕円形の中心軸線周りに第１方向に回転するこ
とができ、それによって、フレクスプライン１０８を楕円形の中心軸線周りに第２反対方
向に異なる回転速度で（一般的にはより緩慢に）回転させることができる。このことは、
フレクスプライン１０８を、波生成装置プラグ１１４の回転の結果生ずる偏位に順応でき
る可撓性材料から形成することで達成し得る。
【００３８】
図２Ａ〜２Ｄは、ＢＭＧ系材料から作成することができる、本発明の実施形態による波
動歯車装置の通常動作を示す。特に、図２Ａは波動歯車装置を示し、この場合、波生成装
置プラグ２０４は、楕円形の長軸が図面に対して垂直方向となる第１配向状態にある。こ
の開始位置を「０°」と指定する。矢印２１６は、説明目的でフレクスプライン２０８の
ギア歯のうち図２Ａ〜２Ｄにおいて考慮される１個を指定する。図２Ｂは、波生成装置プ
ラグ２０４が時計回りで９０°回転したことを示す。波生成装置プラグ２０４の回転によ
って、フレクスプライン２０８を特定様態で偏位させ、その結果、矢印２１６に対応する
ギア歯は、円形スプライン２１４のギア歯から離脱する。とくに、矢印２１６に対応する
ギア歯は、波生成装置プラグ２０４の９０°の時計回りの回転に関連してわずかに反時計
回りに回転している。図２Ｃは、波生成装置プラグ２０４は、さらに他の９０°時計回り
に回転し、初期開始位置に対して１８０°時計回りに回転している。図において、矢印２
１６によって指定したギア歯は、円形スプライン２１４のギア歯と初期開始位置に対して
わずかに反時計回りの位置で再係合している。図４Ｄは、波生成装置プラグ２０４が初期
開始位置に対して完全に３６０°時計回りに回転していることを示す。その結果、２１６
によって示したギア歯は、図２Ｃにおいて示した位置よりもさらに反時計回りに回転して
いる。総じて、図２Ａ〜２Ｄにおいて、波生成装置プラグ２０４の一方向における完全な
３６０°の回転の結果、フレクスプライン２０８のわずかな逆方向回転を生ずることが分
かる。このようにして、波動歯車装置は、小さい設置面積内で比較的高い減速比を達成す
ることができる。一般的には、入力トルクを波生成装置プラグ２０４に加えるとともに、
フレクスプライン２０８が対応出力トルクを発生する。
【００３９】
当然ながら、波動歯車装置設計の実施例を図示及び詳述したが、任意の適切な波動歯車
装置設計及び波動歯車装置コンポーネントを、本発明の実施形態に従ってＢＭＧ系材料か
ら作製できることを理解されたい。例えば、フレクスプラインは、任意の適切な形状をと
ることができ、「カップ状」である必要はない。同様に、玉軸受ではなく、任意なタイプ
の軸受を実装することができる。例えば、針状ころ軸受を実装することができる。明確に
言えば、本出願明細書は、いかなる特定の波動歯車装置設計又は波動歯車装置コンポーネ
ント設計にも限定することを意図しない。以下に、ＢＭＧ系材料をどのように波動歯車装
置コンポーネント内で具現化し、本発明による波動歯車装置の性能を改善することができ
るかについて詳述する。
【００４０】
ＢＭＧ系波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネント
本発明の多くの実施形態において、ＢＭＧ系材料を波動歯車装置及び／又は波動歯車装
置コンポーネント内に組み込む。多くの実施例において、ＢＭＧ系材料を開発して、波動
歯車装置の構成コンポーネントの作製に極めて適した所望材料特性を有することができる
ようにする。例えば、上述の波動歯車装置の動作原理から、当然のことながら、玉軸受及
びフレクスプラインは、波生成装置プラグの回転により周期的に偏位する。その結果、そ
れらのコンポーネントは、高疲労強度を有する材料から作製するのが望ましい。例えば、
図３は、フレクスプラインの疲労強度が、いかに波動歯車装置の寿命の主な決定要因とな
り得るかを示す。とくに、フレクスプラインが疲労して（他の破損モードとは反する）永
久変形を引き起こすとき、波動歯車装置におけるフレクスプラインが機能不全となるのが
一般的である。
【００４１】
概して、材料の疲労限界は、材料が永久変形する前に材料に特定レベルの応力を加える
ことができる回数によって規定される。同一の周期的なサイクル荷重を多数回加えると仮
定すると、荷重が少なくなればなるほど、変形する前に材料は耐久時間が長く持続する。
材料が１０７サイクル耐えることができるサイクル荷重は、一般的に材料の疲労限界と称
される。材料にその降伏強度でサイクル荷重を受ける場合、サイクルで破損することが予
想される。従って、疲労限界は一般的に降伏強度の割合として報告される（それらの性能
を正規化する）。図示のように、３００Ｍのスチールは、その降伏強度の２０％である疲
労限界を有する。フレクスプラインにおけるような一定のジオメトリ（表面形状）の部品
が疲労していると仮定する場合、より多くの可撓性材料を組み込むことにより、１サイク
ル当たりの応力が少なくなり、その結果、疲労寿命を相当長くすることができる。
【００４２】
従って、ＢＭＧ系材料は、好ましくは、波動歯車装置のフレクスプライン内に組み込ん
で、より向上した疲労性能をもたらすことができる。例えば、ＢＭＧ系材料は、２％程の
弾性限界を有することができ、また、スチール系材料の約３倍も低い剛性にすることがで
きる。概して、このことは、ＢＭＧ系材料から作製したフレクスプラインは、同一ジオメ
トリを有するスチール系フレクスプラインと比較して変形単位あたりより低い応力を受け
ることができることを意味する。それに応じて、ＢＭＧ系材料は、より一層好ましい疲労
特性を有することができ、例えば、比較的少ないストレスを受けた材料は、より多くの荷
重サイクルに耐え得る傾向がある。さらに、剛性値が異なると、作製したコンポーネント
のジオメトリに影響を与えることに留意されたい。従って、ＢＭＧ系材料は比較的低い剛
性値を有することができ（例えばスチールと比較して）、波動歯車装置コンポーネントを
より好ましいジオメトリにすることができる。例えば、比較的低い剛性によれば、より厚
いフレクスプラインを具現化可能となり、このことは有利となる。実際、ＢＭＧ系材料の
材料特性プロファイルは、総じて、より好ましいジオメトリの開発を可能にし、即ち、剛
性に加えて、ＢＭＧ系材料の他の材料特性もまた、有利なジオメトリ開発に寄与できるよ
うになる。
【００４３】
さらに、従来技術から理解できるように、ＢＭＧ系材料は、より高い硬度値を有するこ
とができ、それに応じて、既存のエンジニアリング材料と比較して改善した磨耗性能を実
証する。高い硬度値を有する材料は、特に、波動歯車装置において有利であり、これはす
なわち、波動歯車装置の構成コンポーネントが互いに連続的に接触し、また、例えば、滑
り摩擦を受けるからである。概して、ギア歯が一定の荷重及び付随の摩擦を受けるとき、
結果として生ずる関連した弾性変形及び磨耗は「ラチェッティング（ratcheting）」を尚
早に引き起こすおそれがある。ＢＭＧ系材料は、高い硬度値、良い磨耗抵抗（良い耐磨減
性も含む）、及び高い弾力性を有することができ、それは、高い荷重を受けるときでさえ
も有することができ、波動歯車装置内で具現化するのに一層適したものにすることができ
る。例えば、ＢＭＧ系材料を波動歯車装置のギア歯に具現化すると、ラチェッティングを
抑止することができる。さらに、ＢＭＧ系材料は、広い温度範囲で高い硬度値を有するよ
う形成することができる。例えば、ＢＭＧ系材料は、１００Ｋ〜３００Ｋの温度範囲内で
温度の関数として２０％より多く変化しない硬度値を有することができる。実際、ＢＭＧ
系材料は、１００Ｋ〜３００Ｋの温度範囲内で温度の関数として２０％より多く変化しな
い強度を有することができる。総じて、ＢＭＧ系材料を波動歯車装置内で具現化すること
は、多様なレベルで好ましいものとなり得る。表１は、或るＢＭＧ系材料の材料特性が、
既存のエンジニアリング材料と比較して多くの点でどのように改善した材料特性を有する
かを示す。
【００４４】
【表１】
2019116971.tif 000003
【００４５】
重要なことには、ＢＭＧ系材料の材料特性は、構成コンポーネントの相対比の関数であ
り、また結晶構造の関数でもある。その結果、ＢＭＧ系材料の材料特性は、組成を変化さ
せることによって、また、アモルファス構造に対する結晶構造の比を変化させることによ
って調整することができる。例えば、多くの実施形態において、特定の波動歯車装置コン
ポーネント内で特定の材料プロファイルを有するＢＭＧ系材料を具現化することが望まし
い。これら実施例において、適切なＢＭＧ系材料を開発する、及び／又は開発した中から
それぞれの波動歯車装置コンポーネントを作製するように選択することができる。表２、
３及び４は、ＢＭＧ系材料の材料特性がどのように組成及び結晶構造に基づいて変化する
かを示す。
【００４６】
【表２】
2019116971.tif 000004
【００４７】
【表３】
2019116971.tif 000005
【００４８】
【表４】
2019116971.tif 000006
【００４９】
図５は、チタニウムＢＭＧ系材料の硬度が合金の組成に関連してどのように変化するか
を示す。概して、チタニウムＢＭＧ系合金は多くの特性を有する傾向にあり、それら特性
は、波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネントの作製に特に十分適したものにする。
【００５０】
以下の表５及び表６は、ＢＭＧ系材料の疲労特性がどのように組成の関数として変化す
るかを示す。
【００５１】
【表５】
2019116971.tif 000007
【００５２】
【表６】
2019116971.tif 000008
【００５３】
表５及び表６におけるデータを示したが、本明細書の発明者の一人は、独立した疲労試
験を実施し、この疲労試験は、示したデータ値とある程度相反する。図４Ａ及び４Ｂは、
実施した試験結果を示す。
【００５４】
特に、図４Ａは、モノリシックVitreloy１、複合材ＬＭ２、複合材ＤＨ３、３００-Ｍ
スチール、２０９０-Ｔ８１-アルミニウム、及びガラスリボンの疲労抵抗を示す。これら
の結果から、複合材ＤＨ３が疲労破壊に高い抵抗性を示すことを実証している。例えば、
複合材ＤＨ３は、約０.２５の応力振幅／引張強度の比で約２０,０００,０００サイクル
に耐えることができることを示す。留意すべきは、モノリシックVitreloy１は、疲労破壊
に対する比較的低い抵抗性を示し、これは、表５及び表６において示した結果と矛盾する
ように見える。この相違は、一部にはデータを得る厳密さに起因するものであり得る。特
に、本発明の発明者は、疲労抵抗が様々な用途に適切かどうかを確定する臨界的材料特性
であること理解しているため、発明者は最も厳しい試験条件下で得た疲労抵抗データを獲
得した。図４Ａは、非特許文献１３（Launey, PNAS, Vol. 106, No. 13, 4986-4991）か
ら複製したものであり、この開示は参照によって本明細書に組み入れられるものとする（
本発明者の一人が共著作者として挙げられている）。
【００５５】
同様に、図４Ｂは、ＤＶ１（「銀ボート」、すなわち半固体処理を使用して製造した）
、ＤＶ１（「インダス」、業界標準の手順を使用して製造した）、複合材ＤＨ３、複合材
ＬＭ２、モノリシックVitreloy１、３００-Ｍスチール、２０９０-Ｔ８１アルミニウム、
及びＴｉ-６Ａｌ-４Ｖバイモーダルの疲労抵抗を示す。これらの結果は、複合材ＤＶ１（
銀ボート）は、複合材ＤＨ３よりも疲労破壊に対するより大きな抵抗さえ呈することを示
す。複合材ＤＶ１の試験の結果は、どのように複合材ＤＶ１が製造されたかに大きく基づ
いて変化することに留意されたい。「銀ボート」技術を使用して製造したとき（「銀ボー
ト」は半固体製造技術に言及するものであり、非特許文献１４（Hofmann, JOM, Vol. 61,
No. 12, 11-17）に開示されており、本開示は参照によって本明細書に組み入れられるも
のとする）、業界標準の技術を使用して製造したときと比較して疲労に対して相当優れた
抵抗性を示した。本発明の発明者は、この相違は、業界標準の製造プロセスが十分純粋な
材料を生産するのに必要なタイプの厳密さ課していないという事実に起因し、また、この
ことは、疲労破壊に対する抵抗性を含めて、材料特性を決定する上で材料組成がいかに重
要かを認識していない産業界のなせる要因である。図４Ｂは、図４Ａにおける結果と合わ
せてＬａｕｎｅｙ氏が共同して作成したものであるが、図４Ｂは上述の引用文献において
発表されていない。
【００５６】
一般的に、図４Ａ及び図４Ｂは、ＢＭＧ系材料は、スチール及び既存の他のエンジニア
リング材料よりも良い疲労特性を有するよう開発できることを示す。重要なことには、図
４Ａ及び図４Ｂは、相対的応力振幅比を示し、また表１から探り出すことができるように
、ＢＭＧ系材料は多くのスチールよりも良い最大抗張力を有するように形成することがで
きる。従って、ＢＭＧ系材料は、いくつかのスチールよりも高い応力レベルでより多くの
荷重サイクルに耐えるように形成できる。さらに、ＢＭＧ系材料は、低い剛性となるよう
に形成することができるため、単位偏位あたりより少ない応力を受けるように形成するこ
とができ、それによって、より良い疲労性能さえ得られる結果となる。
【００５７】
上述の説明から、ＢＭＧ系材料は有利な材料特性を有することができ、その特性によっ
て、波動歯車装置コンポーネント内で具現化する上で極めて十分適したものにすることが
できることが明らかである。リストに挙げたＢＭＧ系材料のいずれも、本発明の実施形態
に従って波動歯車装置コンポーネント内で具現化することができる。より一般的には、Ｂ
ＭＧ系材料を調整して（例えば、合金化及び／又は熱処理を介して）、本発明の実施形態
に従って、波動歯車装置内で具現化する所望材料プロファイルを有する材料を得ることが
できる。概して、所望材料特性プロファイルは、それぞれの波動歯車装置コンポーネント
に対して決定することができ、材料特性プロファイルに合致するＢＭＧ系材料を開発し、
また具現化することができる。
【００５８】
例えば、低剛性の材料が望ましい多くの実施形態において、ＢＭＧ系組成内におけるＢ
、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｏ、及び／又はＦｅの相対的割合は減る。同様に、低い剛性の材
料が望ましい多くの実施形態において、柔らかい、延性樹枝状結晶の体積分率は高くなる
；又は、代替的には、ベータ安定元素、例えば、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、及び／又はＳｎ
の量が増加する。概して、ＢＭＧＭＣｓにおいて、材料剛性は混合ルールに従って変化し
、例えば、比較的多く樹枝状結晶が存在する場合、剛性は減少し、また、比較的少なく樹
枝状結晶が存在する場合、剛性は増加する。留意すべきは、総じて言うと、ＢＭＧ系材料
の剛性を変更するとき、剛性は、他の特性、例えば、ＢＭＧ系材料の弾性ひずみ限界又は
加工性に影響を与えることなく、大きく変更できる。他の材料特性、又は加工性に影響を
与えることと関係なく、剛性を調整できる能力は、波動歯車装置及び波動歯車装置コンポ
ーネントの設計において大きく利点である。
【００５９】
さらに、まさにＢＭＧ系材料の剛性を調整できることから、疲労破壊に対する抵抗性も
、本発明の実施形態に従って調整できる。疲労破壊に対する抵抗性を改善するのに使用す
る合金元素は、大きく実験的に決定される。しかし、破壊靱性を増強するのに使用する同
一処理技術も、疲労破壊に対する抵抗に有利に影響を与える傾向があることが観察されて
いる。
【００６０】
いずれの場合においても、上述の説明から明らかなように、上で挙げた及び説明したＢ
ＭＧ系材料のいずれも、本発明の実施形態に従って、波動歯車装置及び波動歯車装置コン
ポーネント内に組み込むことができる。より一般的には、任意のＢＭＧ系材料も、本発明
の実施形態に従って、波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネント内で具現化すること
ができる。例えば、多くの実施形態において、具現化したＢＭＧ系材料は、Ｆｅ、Ｚｒ、
Ｔｉ、Ｎｉ、Ｈｆ、又はＣｕに基づく（即ち、これらの各元素は、任意な他の元素よりも
多くの量が材料内に存在する）。いくつかの実施形態において、波動歯車装置コンポーネ
ント内で具現化したＢＭＧ系材料は、Ｃｕ-Ｚｒ-Ａｌ-Ｘ組成物であり、Ｘは、例えば、
Ｙ、Ｂｅ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ
、Ｐ、Ｚｎ及びＰｄのうち１つ又はそれ以上の元素である。いくつかの実施形態において
、波動歯車装置コンポーネント内で具現化したＢＭＧ系材料は、Ｎｉ-Ｚｒ-Ｔｉ-Ｘ組成
物であり、Ｘは、例えば、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、Ｂｅ及びＦｅのうち１つま
たはそれ以上の元素である。多くの実施形態において、波動歯車部品内で具現化したＢＭ
Ｇ系材料は、Ｚｒ-Ｔｉ-Ｂｅ-Ｘ組成物であり、Ｘは、例えば、Ｙ、Ｂｅ、Ａｇ、Ｃｏ、
Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐ、Ｚｎ及びＰｄのう
ち１つ又はそれ以上の元素である。いくつかの実施形態において、波動歯車装置コンポー
ネントは、Ｎｉ４０Ｚｒ２８．５Ｔｉ１６．５Ａｌ１０Ｃｕ５（原子割合）であるＢＭＧ
系材料を含む。いくつかの実施形態において、波動歯車装置コンポーネントは、（Ｃｕ５
０Ｚｒ５０）ｘＡｌ１〜１２Ｂｅ１〜２０Ｃｏ０.５〜５であるＢＭＧ系材料を含む。多
くの実施形態において、所望材料プロファイルを、或る波動歯車装置コンポーネントに対
して決定し、また所望特性を有するＢＭＧ系材料を、波動歯車装置コンポーネントを構成
するのに使用する。ＢＭＧ系材料は多くの有利な特質を有することができるため、波動歯
車装置コンポーネント内での具現化の結果、より一層堅牢な波動歯車装置となり得る。Ｂ
ＭＧ系波動歯車装置のこの設計手法及び作製を、以下に詳細に説明する。
【００６１】
ＢＭＧ系波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネントの作製
本発明の多くの実施形態において、波動歯車装置コンポーネントは、鋳造技術又は熱可
塑形成技術を使用してＢＭＧ系材料から作製する。鋳造技術又は熱可塑形成技術は効率を
大きく向上することができ、この技術によって波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネ
ントを作製する。例えば、スチール系波動歯車装置コンポーネントは、一般的には機械加
工するものであり、構成コンポーネントの複雑さに起因して、機械加工のコストは相当高
額となる。逆に、波動歯車装置コンポーネントの開発における鋳造技術又は熱可塑形成技
術の使用は、過剰に費用がかかる機械加工プロセスを避けることができる。
【００６２】
鋳造又は熱可塑形成技術を組み込んだ波動歯車装置コンポーネントの作製方法を図６に
示す。このプロセスは、作製すべきコンポーネントの所望材料プロファイルを決定するス
テップ６１０を有する。例えば、フレクスプラインを作成する場合、構成要素材料は、特
定の剛性、疲労破壊に対する特定の抵抗性、特定の密度、脆性破壊に対する特定の抵抗性
、腐食に対する特定の抵抗性、磨耗に対する特定の抵抗性、特定レベルのガラス形成能力
等を有するのが望ましい。多くの実施形態において、材料コストも主な考慮要因となる（
例えば、特定のＢＭＧ系材料は、他のＢＭＧ系材料よりも高い又は安いものであり得る）
。概して、いかなるパラメータも、作製すべきコンポーネントに対する材料プロファイル
を決定するステップ６１０の考慮要因となり得る。
【００６３】
波動歯車装置におけるいずれの構成コンポーネントも本発明の実施形態に従って作製で
きることに留意されたい。先に指摘したように、フレクスプライン及び玉軸受は周期的変
形に晒されるため、疲労破壊に対して高い抵抗性を有する材料から形成することは特に有
利である。さらに、フレクスプライン及び玉軸受は、磨耗に対する極めて高い抵抗性を有
する材料から形成することによっても有益であり、これはすなわち、それらコンポーネン
トは、波動歯車装置の通常動作中に一定の接触及び相対的な動きに直面する（フレクスプ
ラインのギア歯は磨耗し、また玉軸受のボール並びに内側レース及び外側レースは磨耗に
直面する）。いくつかの実施形態において、玉軸受の玉は、ＢＭＧ系材料から作成し、こ
のようにして、玉軸受のボールは、ＢＭＧ系材料がもたらし得る向上した磨耗抵抗から恩
恵を受けることができる。
【００６４】
しかし、波動歯車装置のいかなるコンポーネントも本発明の実施形態に従ってＢＭＧ系
材料から作製できることは明らかである。いくつかの実施形態において、円形スプライン
のギア歯は、ＢＭＧ系材料から作製する。このようにして、円形スプラインのギア歯は、
ＢＭＧ系材料が呈し得る向上した磨耗性能特性から恩恵を受けることができる。いくつか
の実施形態において、ＢＭＧ系材料から作製した円形スプラインのギア歯は、その後、異
なる、より剛性の高い材料、−例えば、バリリウム及びチタニウム−内に圧嵌するが、円
形スプラインを形成し、フレクスプライン及び波生成装置の動きを支持する上で比較的堅
固な円形スプラインにとって有益であることを念頭に留め置きたい。このようにして、Ｂ
ＭＧ系材料を、向上した磨耗性能を呈し得る円形スプラインのギア歯において具現化し、
より剛性の高い材料は、向上した構造的支持体を呈し得る円形スプラインの残りの部分を
形成することができる。
【００６５】
多くの実施形態において、波動歯車装置の構成コンポーネントの大部分を同一ＢＭＧ系
材料から作製し、このようにして、それぞれの波動歯車装置がより均一な熱膨張係数を有
することができる。いずれの場合においても、波動歯車装置のいかなる構成コンポーネン
トも、本発明の実施形態に従ってＢＭＧ系材料から作製することができる。
【００６６】
図６に戻って説明すると、決定した材料プロファイルを満足させるＢＭＧ系材料を選択
する（ステップ６２０）。任意の適切なＢＭＧ系材料を選択でき、これらＢＭＧ系材料と
しては、表１〜５において挙げた、また、図４Ａ〜４Ｂ及び５において示したうちのすべ
てを含む。多くの実施形態において、ＢＭＧ系材料は、ステップ６１０で決定した材料プ
ロファイルを満足させるよう特に開発し、またステップ６２０で選択する。例えば、多く
の実施形態において、或るＢＭＧ系材料は、任意の適切な方法で合金化することによって
（例えば先に詳述したように）開発し、材料特性を微調整する。多くの実施形態において
、ＢＭＧ系材料は、結晶構造のアモルファス構造に対する比を変更する（例えば先に詳述
したように）ことによって開発し、材料特性を微調整する。もちろん、ステップ６１０で
決定した材料特性を満足させるＢＭＧ系材料を開発するいかなる適切な方法も、本発明の
実施形態に従って具現化することができる。
【００６７】
ステップ６２０で選択したＢＭＧ系材料は、例えば、熱可塑的に所望形状（例えば、作
製すべきコンポーネントの形状）に形成し、又は鋳造技術を使用して形成する。ＢＭＧ系
材料からの鋳造又は熱可塑技術によるギア型のコンポーネント作製は、現在広く普及して
いないが、本発明の発明者は、このような技術の実行可能性をこの目的のために実証した
。例えば、図７Ａ〜７Ｄは、ＢＭＧ系材料から単一鋳造ステップを使用して作製した１イ
ンチ半径のギアを示す。特に、図７Ａは、ギア形成に使用したスチール鋳型を示す。図７
Ｂは、スチール鋳型からのＢＭＧＭＣ材料の取出しを示す。図７Ｃ及び７Ｄは、作製した
コンポーネントの忠実性を実証するＳＥＭ画像を示す。とくに、ギア歯もこの作製方法を
使用して具現化した。このようにして、ギア歯を複雑で高額な機械加工を回避できる（逆
に、スチール系波動歯車装置コンポーネントは、一般的には、コンポーネント形成におい
て機械加工に頼る）。従って、この教示に従って、多くの実施形態にいて、ＢＭＧ系材料
は、熱可塑的形成又は鋳造して、波動歯車装置の構成コンポーネントの形状にする。多く
の実施形態において、ＢＭＧ系材料は、熱可塑的形成又は鋳造して、ギア歯の形状を含む
構成コンポーネントの形状にする。さらに、留意すべきは、任意の適切な熱可塑的形成又
は鋳造技術は、本発明の実施形態に従って実施することができる点である。例えば、波動
歯車装置の構成コンポーネントは、直接鋳造技術、鍛造技術、スピン形成技術、ブロー成
形技術、遠心鋳造技術、ＢＭＧ系粉末を使用した熱可塑形成技術、のうち１つの技術によ
って形成することができる。当業者には理解できるように、ＢＭＧ系材料は、少なくとも
いくつかのアモルファス構造を維持するために十分に急速に冷却しなければならない。も
ちろん、留意すべきは、波動歯車装置コンポーネントは、本発明の実施形態に従って、機
械加工も含めて任意の適切な様態でＢＭＧ系材料から形成することができる。
【００６８】
実施例として、図８Ａ〜８Ｄは、本発明の実施形態に従って、波動歯車装置の構成コン
ポーネントを形成するように実施できる直接鋳造技術を示す。特に、図８Ａは、加熱して
融解状態にし、それによって鋳型８０４内に挿入する準備ができている融解ＢＭＧ系材料
８０２の状況を示す。鋳型８０４は、形成すべきコンポーネントの形状を画定するのに役
立つ。図８Ｂは、融解ＢＭＧ系材料８０２を鋳型８０４内に圧入する状況を示す。図８Ｃ
は、ＢＭＧ系材料を冷却した後に鋳型８０４を解放する状況を示す。図８Ｄは、あらゆる
過剰なフラッシュ（はみ出し部分）を除去する状況を示す。従って、波動歯車装置コンポ
ーネントは、本発明の実施形態に従って、ＢＭＧ系材料と関連して直接鋳造技術を使用し
て作製できる。留意すべきは、波動歯車装置コンポーネントにおける実施に適する結晶金
属の鋳造は一般的には実現不能である点である。
【００６９】
図９Ａ〜９Ｃは、本発明の実施形態に従って実施できる他の形成技術を示す。特に、図
９Ａ〜９Ｃは、本発明の実施形態に従って、シート形態であるＢＭＧ系材料を熱可塑形成
することを示す。特に、図９Ａは、この熱可塑形成を実施するよう加熱しておいたＢＭＧ
系材料のシート９０２を示す。図示の実施形態において、ＢＭＧ系材料のシート９０２を
容量放電技術により加熱するが、任意の適切な加熱方法も本発明の実施形態に従って実施
できることを理解されたい。図９Ｂは、ＢＭＧ系材料を鋳型９０４内に押し込むのにプレ
スを使用し、作製すべきコンポーネントを形成する状況を示す。図９Ｃは、鋳型９０４を
解放してあらゆる過剰なフラッシュを除去する状況を示す。このようにして、所望コンポ
ーネントを得る。
【００７０】
上述したように、熱可塑形成できるＢＭＧ系材料の加熱は、本発明の実施形態に従って
任意の適切な方法で達成できる。例えば、図１０Ａ〜１０Ｃは、シート形態のＢＭＧ系材
料の加熱が、スピニング摩擦によって達成できることを示す。図１０Ａ〜１０Ｃは、図９
Ａ〜９Ｃにおいて見られるのと類似しているが、ＢＭＧ系材料１００２に対して押し付け
るとともに、プレス１０１０の回転によりＢＭＧ系シート材料を摩擦加熱する点を除いて
類似している。このようにして、ＢＭＧ系材料は、熱可塑形成できる程度まで加熱するこ
とができる。この技術は、「スピン形成」と称されている。
【００７１】
留意すべきは、上述の説明は、ＢＭＧ系材料を鋳型に機械的に合致させることに関する
が、ＢＭＧ系材料は、本発明の実施形態に従って、任意の適切な方法で鋳型内に形成する
ことができる。多くの実施形態において、ＢＭＧ系材料は、鋳型に合致させるのを、鍛造
技術、真空技術、絞り技術、及び磁気形成技術のうちの１つを使用して行う。もちろん、
ＢＭＧ系材料は、本発明の実施形態に従って、任意の適切な様態で鋳型に合致させること
ができる。
【００７２】
図１１Ａ〜１１Ｃは、ブロー成形技術を使用して一部を形成する状況を示す。特に、図
１１Ａは、ＢＭＧ系材料を金型内に配置する状況を示す。図１１Ｂは、ＢＭＧ系材料１１
０２を加圧ガス又は液体に被曝させ、ＢＭＧ系材料を金型１１０４の形状に合致させる状
況を示す。一般的には、加圧した不活性ガスを使用する。従来通り、ＢＭＧ系材料を通常
通り加熱して、十分成形し易くなり、また加圧ガス又は液体によって影響を受けることが
できるようにする。やはり、任意の適切な加熱技術を本発明の実施形態に従って実施する
ことができる。図１１Ｃは、加圧ガス又は液体の力に起因して、ＢＭＧ系材料が金型１１
０４の形状に一致する状況を示す。
【００７３】
図１２Ａ及び１２Ｂは、遠心鋳造を実施して、波動歯車装置の構成コンポーネントを形
成することができることを示す。図１２Ａは、融解ＢＭＧ系材料１２０２を金型１２０４
内に注入し、また金型を回転させてＢＭＧ系材料を金型の形状に合致させる状況を示す。
【００７４】
図１３Ａ〜１３Ｃは、ＢＭＧ系材料を粉末の形態で金型内に投入し、次に加熱して、材
料を熱可塑形成可能な状態にし、それによって、本発明の実施形態に従って、所望構成コ
ンポーネントの形状をなすように形成することを示す。特に、図１３Ａは、粉末形態のＢ
ＭＧ系材料１３０２を金型内に堆積させた状況を示す。図１３Ｂは、ＢＭＧ系材料１３０
２を加熱及びプレスして、金型１３０４の形状に合致させる状況を示す。また、図１３Ｃ
は、ＢＭＧ系材料が固体化して、それによって所望コンポーネントを形成した状況を示す
。
【００７５】
概して、ＢＭＧ系材料を熱可塑形成又は鋳造するのに適した技術はいずれも、本発明の
実施形態に従って実施できることは明らかであろう。上述の実施例は、説明に役立つこと
を意味し、包括的ではない。より概括的には、ＢＭＧ系材料で構成する波動歯車装置コン
ポーネントを形成するのに適切ないかなる技術も、本発明の実施形態に従って実施するこ
とができる。
【００７６】
図６に戻って説明すると、プロセス６００はさらに、望ましい場合には、作製したコン
ポーネントを仕上げる任意の後形成作業を実施するステップ６４０を有する。例えば、い
くつかの実施形態において、フレクスプラインの全体形状は、熱可塑形成又は鋳造し、次
いで、ギア歯をフレクスプラインに対して機械加工する。いくつかの実施形態において、
双ロール成形技術を施し、ギア歯をフレクスプライン又は円形スプラインに設ける。図１
４は、ギア歯をフレクスプラインに具現化するのに使用できる双ロール成形配置を示す。
特に、配置１４００は、この配置によりフレクスプライン１４０２の動きを支持する第１
ローラーと、ギア歯をフレクスプラインに画成するよう作用する第２ローラー１４１２と
を有する。フレクスプライン１４０２は加熱して、より成形し易くなり、第２ローラーに
よって画成する準備ができるようにする。もちろん、ロール成形した部品は、本発明の実
施形態に従った任意の適切な技術を使用して仕上げることができる。例えば、ギア歯は、
慣習的な機械加工技術を使用して具現化することができる。加えて、ロール成形した部品
は、本発明の実施形態に従った任意の適切な方法で（ギア歯を画成するためだけではない
）仕上げることができる。
【００７７】
図１５Ａ〜１５Ｆは、図６において概要を示したプロセスに従った、フレクスプライン
の作製を示す。図１５Ａはフレクスプラインの全体的形状を鋳造するのに使用するマルチ
ピースの鋳型を示し、図１５Ｂはフレクスプラインの全体的形状を鋳造するのに使用する
組立状態にしたマルチピースの鋳型を示し、図１５ＣはＢＭＧ系材料を使用するフレクス
プラインの鋳造を示し、図１５Ｄは鋳型の解体状況を示し、図１５Ｅは鋳型から取り出し
たフレクスプラインを示し、図１５ＦはＢＭＧ系材料から鋳造した後にフレクスプライン
を機械加工してギア歯を設けることができることを示す。留意されたいことには、図面は
ギア歯をフレクスプラインに機械加工することを示すが、フレクスプラインは所望ギア歯
を有するよう鋳造することができる。このようにして、コストのかかる機械加工を回避す
ることができる。
【００７８】
形成技術は、プロセス制御に関して極めて繊細であることに留意されたい。概して、部
品を形成するとき、流体流、通気、温度、及び冷却を精密に制御することは有益である。
例えば、図１６は、鋳造技術を使用するフレクスプライン形成における数回の試みを示し
、多くの試みが明らかに不完全であることを示す。特に、画像における７個のサンプルは
、密度５．３ｇ／ｃｍ３を有するＴｉＺｒＣｕＢｅのＢＭＧ系材料を使用して作製した。
画像における最右側のサンンプルはＶｉｔｒｅｌｏｙ１から作製した。
【００７９】
図１７は、上述のプロセスを使用して、様々なスケールの部品を作出することを示す。
例として、図１７は、上述のプロセスに従って作製したより大きいフレクスプラインを示
すとともに、上述のプロセスに従って作成したより小さいフレクスプラインも示す。この
ようにして、上述のプロセスは多用途である。
【００８０】
理解すべきことは、図１５〜１７は、フレクスプラインの作製に関連するが、いずれの
波動歯車装置コンポーネントも本発明の実施形態に従ってＢＭＧ系材料から作製すること
ができる点である。例えば、図１８Ａ〜１８ＢはＢＭＧ系材料から作製した円形スプライ
ンを示す。特に、図１８Ａは１．５インチの円形スプラインを作製したチタンＢＭＧ系材
料を示し、図１８Ｂは作製したフレクスプラインに対する作製した円形スプラインを示す
。円形スプラインはギア歯を設けた状態として示していないが、ギア歯は、その後に円形
スプラインに機械加工することができる。
【００８１】
上述の作製技術は、波動歯車装置及び波動歯車装置コンポーネントを効率的に作製する
のに使用できる。例えば、上述の説明でそれとなく指摘したように、コンポーネントの機
械加工に関連する費用は、これらの技術を使用して回避することができる。従って、或る
波動歯車装置コンポーネントを作製するコストは、主に原料コストの関数となり、このこ
とは、コンポーネントのサイズに関係なく言える。逆に、スチール系波動歯車装置コンポ
ーネントを形成するとき、その部品を製造するコストは、幾分の臨界値を超えるサイズ減
少に伴って増大する。このことは、より小さいサイズの部品を機械加工するのが困難にな
るからである。
【００８２】
例として、図１９は、アモルファス金属の原料コストがスチールよりも高いという、フ
レクスプラインに関しての関係を示す。例えば、スチールの剛性は、フレクスプラインが
何らかの特定量、例えば５０.８ｍｍ（２インチ）よりも小さい直径を有する必要があり
、また、何らかの量、例えば１ｍｍより小さい壁厚を有する必要があり得る。状況を説明
すると、図２０は、直径５０.８ｍｍ（２インチ）で０．８ｍｍの壁厚を有するスチール
系フレクスプラインを示す。重要なことに、フレクスプラインを直径が例えば１インチ未
満になるようより小さく形成するとき、スチールの壁は機械加工し易くするのには薄すぎ
てしまう。その結果、アモルファス金属原料のコストがスチールよりも高いときでも、フ
レクスプラインはアモルファス金属からの製造の方がより安くすることができる。要する
に、手間のかかる機械加工は、ＢＭＧ系材料から部品を鋳造することによって排除でき、
また、フレクスプラインの費用もそれによって減少できる。
【００８３】
上述の説明から推察できるように、上述の概念は、本発明の実施形態に従って様々な構
成に具現化することができる。例えば、いくつかの実施形態において、波動歯車装置コン
ポーネントはポリマー材料から注型成形し、その後、バルク金属ガラス系材料でコーティ
ングする。このようにして、バルク金属ガラス系材料の耐磨耗特性を利用することができ
る。従って、本発明は特定の態様において説明したが、多くの付加的な変更及び改変は当
業者には明らかであろう。したがって、本発明は本明細書で特別に説明した以外に実施で
きることを理解されたい。従って、本発明の実施形態は、全ての点において説明目的であ
って、限定的なものではないと見なすべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】米国特許第１３／９２８１０９号明細書
【特許文献２】米国特許第１３／９４２９３２号明細書
【非特許文献】
【００８５】
【非特許文献１】G. Kumar et al., Adv. Mater. 2011, 23, 461-476
【非特許文献２】M. Ashby et al., Scripta Materialia 54 (2006) 321-326
【非特許文献３】Conner, Journal of Applied Physics, Volume 94, Number 2, July 15, 2003, pgs. 904-911
【非特許文献４】Wu, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 22 (2012), 585-589; Wu, Intermetallics 25 (2012) 115-125）
【非特許文献５】Kong, Tribal Lett (2009) 35:151-158; Zenebe, Tribol Lett (2012) 47:131-138
【非特許文献６】Chen, J. Mater. Res., Vol. 26, No. 20, Oct 28, 2011; Liu, Tribol Lett (2012) 46:131-138
【非特許文献７】I.L. Singer, Wear, Volume 195, Issues 1-2, July 1996, Pages 7-20
【非特許文献８】Chen, J. Mater. Res., Vol. 26, No. 20, Oct 28, 2011
【非特許文献９】Huang, Intermetallics 19 (2011) 1385-1389
【非特許文献１０】Liu, Tribol Lett (2009) 33:205-210
【非特許文献１１】Zhang, Materials Science and Engineering A, 475 (2008) 124-127
【非特許文献１２】Ishida, Materials Science and Engineering A, 449-451 (2007) 149-154
【非特許文献１３】Launey, PNAS, Vol. 106, No. 13, 4986-4991
【非特許文献１４】Hofmann, JOM, Vol. 61, No. 12, 11-17
【図１】
2019116971.tif 000009
【図２】
2019116971.tif 000010
【図３】
2019116971.tif 000011
【図４Ａ】
2019116971.tif 000012
【図４Ｂ】
2019116971.tif 000013
【図５】
2019116971.tif 000014
【図６】
2019116971.tif 000015
【図７】
2019116971.tif 000016
【図８】
2019116971.tif 000017
【図９】
2019116971.tif 000018
【図１０】
2019116971.tif 000019
【図１１】
2019116971.tif 000020
【図１２】
2019116971.tif 000021
【図１３】
2019116971.tif 000022
【図１４】
2019116971.tif 000023
【図１５−１】
2019116971.tif 000024
【図１５−２】
2019116971.tif 000025
【図１６】
2019116971.tif 000026
【図１７】
2019116971.tif 000027
【図１８】
2019116971.tif 000028
【図１９】
2019116971.tif 000029
【図２０】
2019116971.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月21日(2019.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波生成装置と、
第１セットのギア歯を有するフレクスプラインと、
第２セットのギア歯を有する円形スプラインと、
を備え、
前記波生成装置、前記フレクスプライン、前記円形スプラインのうち少なくとも１つは
バルク金属ガラス系材料を含む、波動歯車装置。
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月3日(2019.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波生成装置と、
第１セットのギア歯を有するフレクスプラインと、
第２セットのギア歯を有する円形スプラインと、
を備え、
前記円形スプラインはバルク金属ガラス系材料を含む、波動歯車装置。
【請求項２】
リング状本体を備える円形スプラインであって、前記リング状本体の内周は一組のギア歯セットを画定し、前記リング状本体はバルク金属ガラス系材料を含む、円形スプライン。
【請求項３】
請求項２に記載の円形スプラインにおいて、前記一組のギア歯セットがバルク金属ガラス系材料を含む、円形スプライン。
【請求項４】
波動歯車装置コンポーネントを作製する方法であって、
熱可塑性形成技術及び鋳造技術のうち一方と関連する成形型を使用して、１．８％以上の弾性限界、及び９７ＧＰａ以下の硬度を有するＢＭＧ（バルク金属ガラス）系材料を成形するステップを有し、
前記ＢＭＧ系材料は、波生成装置プラグ、内側レース、外側レース、転動素子、フレクスプライン、一組のギア歯セットを持たないフレクスプライン、円形スプライン、一組のギア歯セットを持たない円形スプライン、フレクスプライン内に組み込むべき一組のギア歯セット、及び円形スプラインに組み込むべき一組のギア歯セットのうちの一つとして成形される、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、さらに、熱可塑性形成技術又は鋳造技術のいずれかによって成形した後に前記ＢＭＧ系材料を機械加工するステップを有する、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記ＢＭＧ系材料は、一組のギア歯セットを持たないフレクスプライン及び一組のギア歯セットを持たない円形スプラインのうちの一方として成形し、ギア歯を前記ＢＭＧ系材料に対して機械加工する、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、前記ＢＭＧ系材料は、一組のギア歯セットを持たないフレクスプライン及び一組のギア歯セットを持たない円形スプラインのうちの一方として成形され、ギア歯は、双ロール形成技術を使用してＢＭＧ系材料に対して具現化される、方法。
【請求項８】
請求項４に記載の方法において、前記ＢＭＧ系材料は、直接鋳造技術、ブロー成形技術、及び遠心鋳造技術のうち１つを使用して成形される、方法。
【外国語明細書】
2019116971000001.pdf