(57)【要約】  波動歯車装置（１）のウエーブジェネレータ（４）のウエーブプラグ（１１）は、楕円状のウエーブプラグ外周面（１２）が形成された金属製の外側中空体（２１）と、ウエーブプラグ内周面（１５）が形成された金属製の内側中空体（２２）と、外側中空体（２１）と内側中空体（２２）の間に挟まれた中間中空体（２３）とを備えている。中間中空体（２３）はＣＦＲＰ層（２５、２６）を備えている。必要とされる剛性を確保しつつ、大きな中空部を形成可能な軽量のウエーブプラグを実現できる。当該ウエーブプラグを用いれば、歯飛びが発生する負荷トルクが高く、大中空部を備えた軽量の波動歯車装置を実現できる。
2015151146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性内歯歯車と、
可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車を非円形に撓めて前記剛性内歯歯車に部分的にかみ合わせ、これら両歯車のかみ合い位置を円周方向に移動させるウエーブジェネレータと、
を有し、
前記ウエーブジェネレータは、非円形のプラグ外周面が形成された中空状のウエーブプラグと、前記プラグ外周面に装着したウエーブベアリングとを備え、
前記剛性内歯歯車および前記ウエーブプラグのうちの少なくとも一方は多層中空体から形成されており、
前記多層中空体は、金属製の外側中空体と、金属製の内側中空体と、前記外側中空体と前記内側中空体の間に挟まれた中間中空体とを備え、
前記中間中空体は、少なくとも一層の炭素繊維強化プラスチック層を備えていることを特徴とする波動歯車装置。
【請求項２】
前記ウエーブプラグは前記多層中空体から形成され、
前記外側中空体の外周面に前記プラグ外周面が形成されている、
請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項３】
前記剛性内歯歯車は前記多層中空体であり、
前記内側中空体の内周面には内歯が形成されている、
請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項４】
前記外側中空体および前記内側中空体の素材は、鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金およびチタン合金のうちのいずれか一つである請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項５】
前記中間中空体は、
金属製の第１中空体と、
前記第１中空体の外周面と前記外側中空体の内周面との間に挟まれた第１炭素繊維強化プラスチック層と、
前記第１中空体の内周面と前記内側中空体の外周面との間に挟まれた第２炭素繊維強化プラスチック層と、
を備えている請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項６】
前記第１中空体の素材は、鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金およびチタン合金のうちのいずれか一つである請求項５に記載の波動歯車装置。
【請求項７】
請求項５に記載のウエーブプラグあるいは剛性内歯歯車を製造するために用いる多層中空体の製造方法であって、
前記内側中空体を形成するための内側中空体ブランク材の外周面に、前記第２炭素繊維強化プラスチック層を積層して第１中空積層体を製造する工程と、
前記第１中空体を形成するための第１中空体ブランク材の外周面に、前記第１炭素繊維強化プラスチック層を積層して、第２中空積層体を製造する工程と、
前記第２中空積層体に前記第１中空積層体を圧入し、前記第２炭素繊維強化プラスチック層を前記第１中空体ブランク材の内周面に固定して、第３中空積層体を製造する工程と、
前記外側中空体を形成するための外側中空体ブランク材に前記第３中空積層体を圧入し、前記第１炭素繊維強化プラスチック層を前記外側中空体ブランク材の内周面に固定して、第４中空積層体を製造する工程と、
前記第４中空積層体の前記外側中空体ブランク材、および、前記第４中空積層体の前記内側中空体ブランク材の少なくとも一方に後加工を施す工程と、
を含むことを特徴とする多層中空体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波動歯車装置のウエーブジェネレータのウエーブプラグおよび剛性内歯歯車に関する。また、ウエーブプラグおよび剛性内歯歯車の製造に用いる多層中空体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
波動歯車装置では、ウエーブジェネレータによって、可撓性外歯歯車を楕円状に撓めて剛性内歯歯車に部分的にかみ合わせ、ウエーブジェネレータを回転させて、両歯車のかみ合い位置を周方向に移動させる。これにより、両歯車の歯数差分だけ、両歯車の間に相対回転が生ずる。【０００３】
一方の歯車を回転しないように固定しておけば、ウエーブジェネレータに入力される回転が、他方の歯車から、両歯車の歯数差に応じて減速された減速回転として出力される。可撓性外歯歯車を楕円状に撓めるウエーブジェネレータは、一般に、楕円状外周面を備えた金属製の剛性プラグと、この楕円状外周面に装着したウエーブベアリングとを備えている。【０００４】
波動歯車装置としては、その中心部分に軸線方向に中空部が貫通して延びている中空タイプのものが知られている。中空タイプの波動歯車装置では、そのウエーブジェネレータのウエーブプラグとして、その中心部を貫通して延びる中空部を備えた円筒状のウエーブプラグが用いられる。【０００５】
ここで、波動歯車装置の使用トルクの増大および大中空径が求められている。使用トルクが大きい場合に、中空径を大きくすると、波動歯車装置の歯とび（ラチェッテイング）が懸念される。特に、フラットタイプ、シルクハットタイプの波動歯車装置では、より大きな内径の中空部を形成するためには、ウエーブプラグに、より大きな中空部を形成する必要がある。ウエーブプラグに大きな中空部を形成すると、その肉厚が小さくなり、その半径方向の剛性が低下する。この結果、両歯車の間に歯飛びが発生する負荷トルクも低下する。これを回避するには、限れられた断面形状（肉厚、幅）でも高剛性を有するウエーブプラグが必要になる。【０００６】
一般的にウエーブプラグの材料として使用されている鋼（縦弾性率：２１０ＧＰａ）よりも大きな縦弾性率を有する材料としては、セラミック（アルミナ：３５０ＧＰａ、窒化珪素：３２０ＧＰａ）、炭素繊維強化プラスチック（以下、「ＣＦＲＰ」と呼ぶ場合もある。）が知られている。【０００７】
炭素繊維強化プラスチックは、使用炭素繊維の弾性率によって、５５〜４００ＧＰａと広範囲の縦弾性係数を有する。ＣＦＲＰを用いた素材は、特許文献１に開示されている。当該特許文献１では、ロボットハンドのフォークを形成する矩形筒状のフレームに、制振板の表裏にＣＦＲＰ層を積層したサンドイッチ構造の素材を用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１８０３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、セラミックは加工性が悪いのでウエーブプラグの素材としては適していない。また、特許文献１において提案されているサンドイッチ構造の素材を用いてウエーブプラグを製造することが考えられるが、当該素材の表裏の面はＣＦＲＰ層によって規定されており、加工性が悪い。【００１０】
ウエーブプラグの外周面は精度の良い楕円形状に加工する必要があり、その内周部にはモーター軸との取付け等のために複雑な加工を必要とする。したがって、ウエーブプラグは、高剛性であることが要求されると同時に、その外周部および内周部が精度良く加工可能であることが要求される。従来においては、ウエーブプラグの素材として、双方の要求を満たす適切なものが無い。【００１１】
一方、波動歯車装置の剛性内歯歯車についても、高剛性であることが要求されると同時に、その内周面には精度良く内歯を加工可能であることが要求される。また、剛性内歯歯車は、その外周面によって、ボール軸受け等の軸受けを介して、可撓性外歯歯車を支持する場合がある。このような場合には、剛性内歯歯車の外周面に軸受け内輪軌道面を一体形成して、波動歯車装置を小型、軽量に構成することもある。したがって、剛性内歯歯車は高剛性であると共に、その外周面に精度良く軸受け軌道面などを加工可能であることが要求される。【００１２】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、限られた断面（肉厚、幅）で大きな剛性を確保でき、加工性にも優れたウエーブプラグを備えたウエーブジェネレータを有する波動歯車装置を提供することにある。【００１３】
また、本発明の課題は、歯飛びが発生する負荷トルクの低下を抑制し、かつ、大きな中空部を形成可能な波動歯車装置を提供することにある。【００１４】
さらに、本発明の課題は、限られた断面で大きな剛性を確保でき、加工性にも優れた剛性内歯歯車を有する波動歯車装置を提供することにある。【００１５】
一方、本発明の課題は、このような限られた断面で大きな剛性を確保でき、加工性にも優れたウエーブプラグおよび剛性内歯歯車の製造に用いる多層中空体の製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明の波動歯車装置は、
剛性内歯歯車と、
可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車を楕円状等の非円形に撓めて前記剛性内歯歯車に部分的にかみ合わせ、これら両歯車のかみ合い位置を円周方向に移動させるウエーブジェネレータと、
を有し、
前記ウエーブジェネレータは、楕円状等の非円形のプラグ外周面が形成された中空状のウエーブプラグと、前記プラグ外周面に装着したウエーブベアリングとを備え、
前記剛性内歯歯車および前記ウエーブプラグのうちの少なくとも一方は多層中空体から形成されており、
前記多層中空体は、金属製の外側中空体と、金属製の内側中空体と、前記外側中空体と前記内側中空体の間に挟まれた中間中空体とを備え、
前記中間中空体は、少なくとも一層の炭素繊維強化プラスチック層を備えていることを特徴としている。【００１７】
本発明の波動歯車装置では、ウエーブプラグあるいは剛性内歯歯車、または、その双方が、ＣＦＲＰ層を挟み外側中空体および内側中空体が積層された多層中空体から形成されている。金属素材の単体からなるウエーブプラグ、剛性内歯歯車に比べて、これらの部材は、限られた断面（肉厚と幅）で大きな剛性が確保され、より軽量である。また、多層中空体の外周面は金属製の外側中空体によって規定され、その内周面は金属製の内側中空体によって規定されている。よって、多層中空体は、その外周部分および内周部分に対する加工が容易であり、ウエーブプラグ、剛性内歯歯車の素材として用いるのに適している。【００１８】
本発明において、前記ウエーブプラグが前記多層中空体から形成される場合には、前記外側中空体の外周面に前記プラグ外周面が形成される。ウエーブプラグは、金属素材の単体からなるウエーブプラグに比べて、限られた断面（肉厚と幅）で大きな剛性を確保でき、軽量化も図ることができる。よって、必要とされる剛性を確保しつつ、大きな中空部を形成可能な軽量のウエーブプラグを実現できる。【００１９】
また、ウエーブプラグの外周部分は金属製の外側中空体によって形成され、その内周部分は金属製の内側中空体によって形成されている。よって、ウエーブプラグの外周面を、精度良く、楕円状外周面等の非円形外周面に加工することが容易であり、その内周部分にモーター軸取付け用の複雑な加工を行うことも容易である。【００２０】
このように、本発明の波動歯車装置は、限られた断面で大きな剛性を確保でき、加工性にも優れたウエーブプラグを用いている。したがって、ウエーブプラグに大きな中空部を形成しても、当該ウエーブプラグの剛性を確保できる。よって、ウエーブジェネレータによって確実に可撓性外歯歯車を支持できるので、歯飛びが発生する負荷トルクの低下を抑制し、大きな中空部を形成可能な軽量の波動歯車装置を実現できる。【００２１】
ここで、前記中間中空体は、金属製の第１中空体と、前記第１中空体の外周面と前記外側中空体の内周面との間に挟まれた第１炭素繊維強化プラスチック層と、前記第１中空体の内周面と前記内側中空体の外周面との間に挟まれた第２炭素繊維強化プラスチック層と、
を備えていることが望ましい。複数のＣＦＲＰ層を積層することにより、ウエーブプラグの剛性等の機械的強度の等方性を確保し、かつ、ウエーブプラグの剛性を高め、その軽量化を図ることができる。【００２２】
前記外側中空体、前記内側中空体、前記第１中空体の金属素材としては、鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金およびチタン合金のうちのいずれか一つを用いることができる。各筒を相互に異なる金属素材を用いて製造することも可能である。【００２３】
次に、上記構成のウエーブプラグに用いる多層中空体の製造方法は、
前記内側中空体を形成するための内側中空体ブランク材の外周面に、前記第２炭素繊維強化プラスチック層を積層して第１中空積層体を製造する工程と、
前記第１中空体を形成するための第１中空体ブランク材の外周面に、前記第１炭素繊維強化プラスチック層を積層して、第２中空積層体を製造する工程と、
前記第２中空積層体に前記第１中空積層体を圧入し、前記第２炭素繊維強化プラスチック層を前記第１中空体ブランク材の内周面に固定して、第３中空積層体を製造する工程と、
前記外側中空体を形成するための外側中空体ブランク材に前記第３中空積層体を圧入し、前記第１炭素繊維強化プラスチック層を前記外側中空体ブランク材の内周面に固定して、第４中空積層体を製造する工程と、
前記第４中空積層体の前記外側中空体ブランク材、および、前記第４中空積層体の前記内側中空体ブランク材の少なくとも一方に後加工を施す工程と、
を含むことを特徴としている。【００２４】
一方、剛性内歯歯車を多層中空体から形成することができる。この場合には、多層中空体の前記内側中空体の内周面に内歯が形成される。また、前記外側中空体の外周面に、ボール軸受けあるいはコロ軸受けの内輪軌道面が形成される場合もある。【００２５】
剛性内歯歯車を多層中空体から形成する場合においても、前記中間中空体は、金属製の第１中空体と、前記第１中空体の外周面と前記外側中空体の内周面との間に挟まれた第１炭素繊維強化プラスチック層と、前記第１中空体の内周面と前記内側中空体の外周面との間に挟まれた第２炭素繊維強化プラスチック層とを備えていてもよい。また、前記外側中空体、前記内側中空体および前記第１中間体の金属素材は、鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金およびチタン合金のうちのいずれか一つとすればよい。【００２６】
本発明の剛性内歯歯車は、ＣＦＲＰ層を挟み外筒および内筒が積層された多層中空体から形成されている。金属素材の単体からなる剛性内歯歯車に比べて、限られた断面（肉厚と幅）で大きな剛性を確保でき、軽量化も図ることができる。また、剛性内歯歯車の外周部分は金属製の外側中空体によって形成され、その内周部分は金属製の内側中空体によって形成されている。よって、その内周面に精度良く内歯を加工することが容易である。また、その外周面に精度良く軸受け外輪軌道面を一体形成することが容易である。【００２７】
次に、上記構成の剛性内歯歯車の製造に用いる多層中空体の製造方法は、
前記内側中空体を形成するための内側中空体ブランク材の外周面に、前記第２炭素繊維強化プラスチック層を積層して第１中空積層体を製造する工程と、
前記第１中空体を形成するための第１中空体ブランク材の外周面に、前記第１炭素繊維強化プラスチック層を積層して、第２中空積層体を製造する工程と、
前記第２中空積層体に前記第１中空積層体を圧入し、前記第２炭素繊維強化プラスチック層を前記第１中空体ブランク材の内周面に固定して、第３中空積層体を製造する工程と、
前記外側中空体を形成するための外側中空体ブランク材に前記第３中空積層体を圧入し、前記第１炭素繊維強化プラスチック層を前記外側中空体ブランク材の内周面に固定して、第４中空積層体を製造する工程と、
前記第４中空積層体の前記内側中空体ブランク材の内周面に内歯を加工する工程と、
を含むことを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用したシルクハットタイプの波動歯車装置の左側面図、縦断面図および右側面図である。
【図２】図１の波動歯車装置のウエーブジェネレータのウエーブプラグの断面構成を示す模式図、ウエーブプラグの別の例を示す模式図、およびウエーブプラグの更に別の例を示す模式図である。
【図３】図２のウエーブプラグの製造手順を示す説明図である。
【図４】多層中空体から形成した剛性内歯歯車の例を示す断面図である。
【図５】本発明を適用可能な波動歯車装置の三例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した波動歯車装置の実施の形態を説明する。図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本実施の形態に係るシルクハットタイプの波動歯車装置の左側面図、縦断面図および右側面図である。
【００３０】
波動歯車装置１は、円環状の剛性内歯歯車２と、この内側に同軸に配置したシルクハット形状の可撓性外歯歯車３と、可撓性外歯歯車３の内側に同軸に嵌めたウエーブジェネレータ４とを備えている。可撓性外歯歯車３は、半径方向に撓み可能な円筒状胴部５と、この円筒状胴部５の一方の端から半径方向の外方に広がっているダイヤフラム６と、円筒状胴部５における他方の開口端の側の外周面部分に形成した外歯７とを備えている。剛性内歯歯車２は、クロスローラーベアリング９を介して、可撓性外歯歯車３を相対回転自在の状態で支持している。本例では、剛性内歯歯車２の円形外周面にクロスローラーベアリング９の内輪軌道面９ａが形成されている。クロスローラーベアリング９の外輪９ｂには、可撓性外歯歯車３が同軸に締結されている。
【００３１】
可撓性外歯歯車３の外歯７の形成部分は、ウエーブジェネレータ４によって、非円形状、一般的には楕円状に撓められて、その楕円形状の長軸両端の外歯７の部分が、剛性内歯歯車２の内歯８の部分にかみ合っている。ウエーブジェネレータ４は不図示のモーターによって回転駆動される。ウエーブジェネレータ４は、剛性のウエーブプラグ１１と、このウエーブプラグ１１の楕円状のウエーブプラグ外周面１２に装着されて楕円状に撓められているウエーブベアリング１３とを備えている。ウエーブプラグ１１にはその中心部を軸線１１ａの方向に貫通する中空部１４が形成されている。
【００３２】
（ウエーブプラグ）
図２（ａ）はウエーブプラグ１１の断面構成を示す模式図である。ウエーブプラグ１１はＣＦＲＰ層を含む多層中空体から形成されており、楕円状のプラグ外周面１２が形成された金属製円筒からなる外側中空体２１と、ウエーブプラグ内周面１５が形成された金属製円筒からなる内側中空体２２と、外側中空体２１と内側中空体２２の間に挟まれている中間中空体２３とを備えている。
【００３３】
中間中空体２３は、金属製円筒からなる第１中空体２４と、第１中空体２４の外周面２４ａと外側中空体２１の内周面２１ｂとの間に挟まれている第１炭素繊維強化プラスチック層２５と、第１中空体２４の内周面２４ｂと内側中空体２２の外周面２２ａとの間に挟まれている第２炭素繊維強化プラスチック層２６とを備えている。
【００３４】
外側中空体２１、内側中空体２２および第１中空体２４の素材としては、鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金およびチタン合金等を用いることができる。通常は、炭素鋼Ｓ４５Ｃが用いられる。各中空体２１、２２、２４に同一の素材を用いることが可能であり、相互に異なる素材を用いることも可能である。また、外側中空体２１、内側中空体２２に同一素材を用い、中間の第１中空体２４に別素材を用いることも可能である。
【００３５】
第１、第２ＣＦＲＰ層２５、２６では、プリプレグのシートワインディングまたは炭素繊維を樹脂母材に所定密度で所定方向に巻き付けるフィラメントワインディングによって、炭素繊維がワインディングされている。ワインディング方向は、円周方向、円周方向とは異なる方向にすることができる。第１、第２ＣＦＲＰ層のワインディング方向を相互に異なる方向とすることもできる。
【００３６】
第１、第２ＣＦＲＰ層２５、２６に用いる樹脂としては、強度の高いエポキシ樹脂、ポリミド樹脂を用いることができ、一般的にはエポキシ樹脂を用いることができる。炭素繊維としては、ピッチ系、ＰＡＮ系のいずれの炭素繊維も用いることができるが、加工性、弾性、熱伝導、振動減衰能等の観点から、ピッチ系を用いることが望ましい。
【００３７】
また、第１、第２ＣＦＲＰ層２５、２６における炭素繊維の体積分率Ｖｆは、フィラメントワインディング、シートワインディングのいずれの場合においても、５５〜６５％とすることができる。樹脂部と炭素繊維との接合強度の観点から、最も良い値がＶｆ６５％であると言われている。
【００３８】
さらに、環状のウエーブプラグ１１の径方向の撓みを小さくするために、その円周方向の引張弾性率を大きくすることが望ましい。このためには、第１、第２ＣＦＲＰ層２５、２６における炭素繊維のワインディング方向を、円周方向（０ｄｅｇ配向）とすればよい。ＣＦＲＰ層の厚みが薄い場合、例えば１．５ｍｍ位までであれば、Ｏｄｅｇ配向のみで良い。しかし、ＣＦＲＰ層の厚みが増す場合には、その厚みに応じて、その全体の強度を所定レベル以上とするために、０ｄｅｇ配向に４５ｄｅｇ配向を組み合せることが望ましい。
【００３９】
次に、図２（ｂ）に示すように、中間中空体２３を第１炭素繊維強化プラスチック層２５のみから形成することも可能である。この場合には、ウエーブプラグ１１Ａは、楕円状のプラグ外周面１２が形成された金属製の外側中空体２１と、プラグ内周面１５が形成された金属製の内側中空体２２と、外側中空体２１と内側中空体２２の間に挟まれている中間中空体２３としての第１ＣＦＲＰ層２５とから構成される。
【００４０】
また、図２（ｃ）に示すように、中間中空体２３が構成されたウエーブプラグ１１Ｂを用いることも可能である。この場合の中間中空体２３は、図２（ａ）に示す第１中空体２４、第１、第２ＣＦＲＰ層２５、２６に加え、金属製円筒からなる内側の第２中空体２７と第３ＣＦＲＰ層２８とが追加されている。
【００４１】
なお、波動歯車装置のウエーブジェネレータとしては、オルダム機構付きのものが知られている。例えば、特許第４１５５４２０号公報の図６に記載されている構造のオルダム機構付きウエーブジェネレータが知られている。この場合においても、ウエーブジェネレータのオルダム機構を構成している各ウエーブプラグに本発明を適用可能である。
【００４２】
（ウエーブプラグの製造方法）
次に、図３は、上記構成のウエーブプラグ１１の製造方法（多層中空体の製造方法）の一例を示す説明図である。図３を参照して説明すると、まず、内側中空体２２を形成するための円筒状の内側中空体ブランク材２２Ａ、第１中空体２４を形成するための円筒状の第１中空体ブランク材２４Ａ、および外側中空体２１を形成するための円筒状の外側中空体ブランク材２１Ａを製造する（工程ＳＴ１−１、ＳＴ１−２、ＳＴ１−３）。内側中空体ブランク材２２Ａの代わりに、金属製の丸棒からなるブランク材を用いることも可能である。
【００４３】
次に、内側中空体ブランク材２２Ａの円形外周面に第２炭素繊維強化プラスチック層２６を積層して第１中空積層体３１を製造する（ＳＴ２−１）。同様に、第１中空体ブランク材２４Ａの円形外周面に第１炭素繊維強化プラスチック層２５を積層して第２中空積層体３２を製造する（ＳＴ２−２）。
【００４４】
次に、第２中空積層体３２の円形内周面に第１中空積層体３１を圧入して加熱し、第２ＣＦＲＰ層２６と第２中空積層体３２の円形内周面との間を接着剤によって接着固定する。これにより、第３中空積層体３３が得られる（工程ＳＴ３）。この後は、外側中空体ブランク材２１Ａの円形内周面に第３中空積層体３３を圧入し、第１炭素繊維強化プラスチック層２５と外側中空体ブランク材２１Ａの円形内周面との間を接着剤によって接着固定する。これにより、第４中空積層体３４が得られる（工程ＳＴ４）。
【００４５】
最後に、第４中空積層体３４の外側中空体ブランク材２１Ａの円形外周面を加工して、楕円形状のウエーブプラグ外周面１２を形成する。また、第４中空積層体３４の内側中空体ブランク材２２Ａに後加工を施して、ボルト穴等を形成すると共に、所定径の中空部１４を形成する（工程ＳＴ５）。このような工程を経て、ウエーブプラグ１１が製造される。
【００４６】
（剛性内歯歯車の例）
次に、上記の剛性内歯歯車２を、ＣＦＲＰ層を備えた多層中空体から製造することも可能である。図４に多層中空体から形成した剛性内歯歯車２Ａを示す断面図であり、剛性内歯歯車２Ａは図１に示す剛性内歯歯車２の代わりに用いることができる。
【００４７】
剛性内歯歯車２Ａは、クロスローラーベアリング（図示せず）の内輪軌道面１０９ａが形成された金属製円筒からなる外側中空体１２１と、内歯１０８が形成された金属製円筒からなる内側中空体１２２と、外側中空体１２１と内側中空体１２２の間に挟まれている中間中空体１２３とを備えている。中間中空体１２３は一層の炭素繊維強化プラスチック層１２５から形成されている。
【００４８】
外側中空体１２１、内側中空体１２２の素材、ＣＦＲＰ層は、先に述べたウエーブプラグ１１の場合と同様とすることができる。また、中間中空体１２３は、図２（ａ）、（ｃ）に示すような多層構造とすることも可能である。
【００４９】
剛性内歯歯車２Ａの製造に用いるＣＦＲＰ層を備えた多層中空体の製造方法としては、図３に示すウエーブプラグに用いる多層中空体の製造方法と同様な方法を採用することができる。剛性内歯歯車２Ａの製造工程には、製造された多層中空体の内周面に内歯１０８を加工する工程、その外周面に内輪軌道面１０９ａを加工する工程等が含まれる。
【００５０】
（その他の実施の形態）
本発明を適用した上記の剛性内歯歯車２Ａは、クロスローラーベアリングの内輪軌道面１０９ａが一体形成され、所謂、図１に示すユニット型の波動歯車装置に用いられるものである。本発明は、図１に示すユニット型の波動歯車装置以外の各種形態の波動歯車装置に用いる各種構造の剛性内歯歯車にも適用可能である。
【００５１】
例えば、図５（ａ）はカップ型の波動歯車装置を示す縦断面図であり、図５（ｂ）は単列玉軸受けを備えた波動発生器を有するフラット型の波動歯車装置を示す縦断面図であり、図５（ｃ）は複列玉軸受けを備えた波動発生器を有するフラット型の波動歯車装置を示す縦断面図である。図５（ａ）に示す剛性内歯歯車２Ｂ、図５（ｂ）に示す２個の剛性内歯歯車２Ｃ１、２Ｃ２、および図５（ｃ）に示す２個の剛性内歯歯車２Ｄ１、２Ｄ２を、本発明による多層中空体から製造することが可能である。
【図１】
2015151146.tif 000003
【図２】
2015151146.tif 000004
【図３】
2015151146.tif 000005
【図４】
2015151146.tif 000006
【図５】
2015151146.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月4日(2015.3.4)
【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】
剛性内歯歯車と、
可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車を非円形に撓めて前記剛性内歯歯車に部分的にかみ合わせ、これら両歯車のかみ合い位置を円周方向に移動させるウエーブジェネレータと、
を有し、
前記ウエーブジェネレータは、非円形のプラグ外周面が形成された中空状のウエーブプラグと、前記プラグ外周面に装着したウエーブベアリングとを備え、
前記剛性内歯歯車および前記ウエーブプラグのうちの少なくとも一方は多層中空体から形成されており、
前記多層中空体は、金属製の外側中空体と、金属製の内側中空体と、前記外側中空体と前記内側中空体の間に挟まれた中間中空体とを備え、
前記中間中空体は、
金属製の第１中空体と、
前記第１中空体の外周面と前記外側中空体の内周面との間に挟まれた第１炭素繊維強化プラスチック層と、
前記第１中空体の内周面と前記内側中空体の外周面との間に挟まれた第２炭素繊維強化プラスチック層と、
を備えていることを特徴とする波動歯車装置。
【請求項２】
前記ウエーブプラグは前記多層中空体から形成され、
前記外側中空体の外周面に前記プラグ外周面が形成されている、
請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項３】
前記剛性内歯歯車は前記多層中空体であり、
前記内側中空体の内周面には内歯が形成されている、
請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項４】
前記外側中空体および前記内側中空体の素材は、鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金およびチタン合金のうちのいずれか一つである請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
前記第１中空体の素材は、鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金およびチタン合金のうちのいずれか一つである請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項７】
請求項１に記載のウエーブプラグあるいは剛性内歯歯車を製造するために用いる多層中空体の製造方法であって、
前記内側中空体を形成するための内側中空体ブランク材の外周面に、前記第２炭素繊維強化プラスチック層を積層して第１中空積層体を製造する工程と、
前記第１中空体を形成するための第１中空体ブランク材の外周面に、前記第１炭素繊維強化プラスチック層を積層して、第２中空積層体を製造する工程と、
前記第２中空積層体に前記第１中空積層体を圧入し、前記第２炭素繊維強化プラスチック層を前記第１中空体ブランク材の内周面に固定して、第３中空積層体を製造する工程と、
前記外側中空体を形成するための外側中空体ブランク材に前記第３中空積層体を圧入し、前記第１炭素繊維強化プラスチック層を前記外側中空体ブランク材の内周面に固定して、第４中空積層体を製造する工程と、
前記第４中空積層体の前記外側中空体ブランク材、および、前記第４中空積層体の前記内側中空体ブランク材の少なくとも一方に後加工を施す工程と、
を含むことを特徴とする多層中空体の製造方法。
【国際調査報告】
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