JP4645086B2 - Wave gear device, transmission ratio variable device, and method of manufacturing wave gear device - Google Patents

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions

Description

本発明は、波動歯車装置、伝達比可変装置、及び波動歯車装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a wave gear device, a transmission ratio variable device, and a method of manufacturing a wave gear device .

従来、サーキュラスプラインと、その内側においてサーキュラスプラインと噛み合うように同軸配置される筒状のフレクスプラインと、フレクスプラインを非円形に撓ませてその外歯をサーキュラスプラインの内歯に部分的に噛み合わせるとともに、フレクスプラインの非円形形状を回転させる波動発生器とを備えた波動歯車装置がある（特許文献１参照）。 Conventionally, a circular spline, a cylindrical flexspline that is coaxially arranged so as to mesh with the circular spline on the inside thereof, and the flexspline is bent non-circularly so that its outer teeth partially mesh with the inner teeth of the circular spline. In addition, there is a wave gear device including a wave generator that rotates a non-circular shape of the flexspline (see Patent Document 1).

波動歯車装置は、上記波動発生器を回転させることで、フレクスプラインの固定端側（２つのフレクスプラインを有するものはステータ側）に対してサーキュラスプラインを高い減速比で相対回転させることができる。そして、その外形が極めて小さいという特徴を有していることから、近年、精密機械や車両用操舵装置の伝達比可変装置等、多種多様な用途に用いられるようになっている。
特許第２７１８５４０号明細書 The wave gear device can rotate the circular spline at a high reduction ratio with respect to the fixed end side of the flexspline (the one having two flexsplines is the stator side) by rotating the wave generator. And since it has the feature that the external shape is very small, in recent years, it has come to be used for a wide variety of uses, such as a transmission ratio variable device of a precision machine and a steering device for vehicles.
Japanese Patent No. 2718540

ところで、従来、波動歯車装置を構成する前述の各スプラインは、切削加工により金属ブロックから削り出すことにより形成される。このため、その作動時には、金属接触に伴う歯当たり音や振動の発生が避けられないものとなっている。 Meanwhile, conventionally, the spline of the aforementioned constituting the wave gear device is formed by cut out from the metal block by machining. For this reason, at the time of the operation | movement, generation | occurrence | production of the tooth-contact sound and vibration accompanying a metal contact is inevitable.

しかし、上記のごとく、波動歯車装置の用途は拡大の一途を辿っており、近年では、その基本性能に加えて、高い静粛性が求められるようになっている。特に、伝達比可変装置においては、その作動音及び振動がステアリングシャフトやハウジング等を介して車室に伝播しその放射ノイズが搭乗者に不快感を与えるおそれがある。そのため、こうした作動音や振動の低減が重要な課題の一つとなっている。 However, as described above, the application of the wave gear device is steadily expanding, and in recent years, high silence has been demanded in addition to its basic performance. In particular, in the transmission ratio variable device, the operation sound and vibration may propagate to the passenger compartment via the steering shaft, the housing, etc., and the radiation noise may cause discomfort to the passenger. Therefore, reduction of such operating noise and vibration has become one of the important issues.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、静粛性の高い波動歯車装置、伝達比可変装置、及び波動歯車装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wave gear device, a transmission ratio variable device, and a method for manufacturing the wave gear device with high silence.

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、サーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの内側において該サーキュラスプラインと噛み合うように同軸配置される筒状のフレクスプラインと、前記フレクスプラインを非円形に撓ませて該フレクスプラインの外歯を前記サーキュラスプラインの内歯に部分的に噛み合わせるとともに、前記撓められたフレクスプラインの非円形の形状を回転させる波動発生器とを備えた波動歯車装置であって、前記サーキュラスプライン又はフレクスプラインは二層の鋼板層の間に制振材層を挟み込んだ制振鋼板にて形成され、前記サーキュラスプラインの内歯又はフレクスプラインの外歯が該制振鋼板の表面に形成されてなること、を要旨とする。 In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 includes a circular spline, a cylindrical flex spline that is coaxially arranged so as to mesh with the circular spline inside the circular spline, and the flex spline. with partially engage by bending the non-circular external teeth of the flexspline with the internal teeth of the circular spline, and a wave generator for rotating the non-circular shape of the deflected was flexspline wave The circular spline or flexspline is formed of a damping steel plate in which a damping material layer is sandwiched between two steel plate layers, and the inner teeth of the circular spline or the outer teeth of the flexspline are The gist is that it is formed on the surface of the damping steel plate .

上記構成によれば、製造容易且つ低コストにて、作動音及び振動を抑制することができ、その結果、静粛性の高い波動歯車装置を提供することができるようになる。
請求項２に記載の発明は、前記制振鋼板にて形成された前記サーキュラスプライン又はフレクスプラインは、歯面の裏側の制振鋼板を歯面側の制振鋼板に向けて押圧して形成される少なくとも一つの凸部と、該凸部によって歯面側の制振鋼板に形成される凹部との間で前記制振材層が挟持されること、を要旨とする。 According to the above configuration, it is possible to suppress operation noise and vibration with ease of manufacture and at low cost, and as a result, it is possible to provide a wave gear device with high silence.
Formation claims The invention according to claim 2, wherein the circular spline or flexspline formed in front Symbol damping steel sheet, the back side of the vibration damping steel plate of the tooth surface and presses toward the vibration damping steel plate of the tooth surface The gist of the invention is that the damping material layer is sandwiched between at least one raised portion and a recessed portion formed in the damping steel plate on the tooth surface side by the raised portion .

上記構成によれば、同凹部を形成する際に、内側の鋼板層が制振材層に食い込むことで、同制振材層に突出する凸部が形成され、更に、その押圧により外側の鋼板層に形成される凹部との間で制振材層が挟持される状態となる。従って、スプラインに加わる応力は、この凸部及び凹部に集中することになり、これにより制振材層に作用するせん断応力や各鋼板層と制振材層とを剥離させる力を緩和することができる。その結果、低コストにて、伝達可能なトルクを増大させることができるとともに、制振材層を構成するゴムや樹脂等が経年変化により劣化した場合であっても、その破損を回避することができる。   According to the above configuration, when the concave portion is formed, the inner steel plate layer bites into the vibration damping material layer, so that the convex portion protruding to the vibration damping material layer is formed. The damping material layer is sandwiched between the concave portions formed in the layer. Therefore, the stress applied to the spline is concentrated on the convex portion and the concave portion, and this can relieve the shear stress acting on the vibration damping material layer and the force that separates each steel plate layer and the vibration damping material layer. it can. As a result, the torque that can be transmitted can be increased at a low cost, and even if the rubber or resin constituting the damping material layer is deteriorated due to secular change, the damage can be avoided. it can.

請求項３に記載の発明は、ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールの操舵角に対する操舵輪の伝達比を可変させる伝達比可変装置であって、請求項１または請求項２に記載の波動歯車装置を備えること、を要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, the second steering angle of the steering wheel based on the motor drive is added to the first steering angle of the steering wheel based on the steering angle of the steering wheel, thereby increasing the steering angle of the steering wheel. A transmission ratio variable device that varies the transmission ratio of a steered wheel, comprising the wave gear device according to claim 1 or 2 .

上記構成によれば、静粛性の高い伝達比可変装置を提供することが可能になる。
請求項４に記載の発明は、二層の鋼板層の間に制振材層を挟み込んだ制振鋼板をカップ状に押圧成形し、その外周面にスプライン歯を形成すること、を要旨とする。 According to the above configuration, it is possible to provide a transmission ratio variable device with high silence.
The invention according to claim 4, the gist, the pressing forming the vibration damping steel plate which sandwich the damping material layer between the steel layer of the two layers into a cup shape to form a spline tooth on the outer circumferential surface To do.

請求項５に記載の発明は、前記押圧成形したカップ状部材の底部を除去する工程を有すること、を要旨とする。
上記各構成によれば、製造容易且つ低コストにて静粛性の高いハーモニックギヤを製造することが可能になる。 The gist of the invention described in claim 5 is that it includes a step of removing the bottom of the press-molded cup-shaped member.
According to each of the above configurations, it is possible to manufacture a harmonic gear that is easy to manufacture and low in cost and high in quietness.

請求項６に記載の発明は、歯面の裏側の面に少なくとも一の凹部を押圧形成する工程を有すること、を要旨とする。
上記構成によれば、同凹部を形成する際に、内側の鋼板層が制振材層に食い込むことで、同制振材層に突出する凸部が形成され、更に、その押圧により外側の鋼板層に形成される凹部との間で制振材層が挟持される状態となる。従って、スプラインに加わる応力は、この凸部及び凹部に集中することになり、これにより制振材層に作用するせん断応力や各鋼板層と制振材層とを剥離させる力を緩和することができる。その結果、低コストにて、伝達可能なトルクを増大させることができるとともに、制振材層を構成するゴムや樹脂等が経年変化により劣化した場合であっても、その破損を回避することができる。 The gist of the invention described in claim 6 is that it includes a step of pressing and forming at least one concave portion on the back surface of the tooth surface.
According to the above configuration, when the concave portion is formed, the inner steel plate layer bites into the vibration damping material layer, so that the convex portion protruding to the vibration damping material layer is formed. The damping material layer is sandwiched between the concave portions formed in the layer. Therefore, the stress applied to the spline is concentrated on the convex portion and the concave portion, and this can relieve the shear stress acting on the vibration damping material layer and the force that separates each steel plate layer and the vibration damping material layer. it can. As a result, the torque that can be transmitted can be increased at a low cost, and even if the rubber or resin constituting the damping material layer is deteriorated due to secular change, the damage can be avoided. it can.

本発明によれば、静粛性の高い波動歯車装置、伝達比可変装置、及び波動歯車装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wave gear device, a transmission ratio variable device, and a method for manufacturing a wave gear device with high silence .

以下、本発明を伝達比可変装置の波動歯車装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のステアリング装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角、即ちタイヤ角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a wave gear device of a transmission ratio variable device will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a steering apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, a steering shaft 3 to which a steering wheel (steering) 2 is fixed is connected to a rack 5 via a rack and pinion mechanism 4. It is converted into a reciprocating linear motion of the rack 5 by the and pinion mechanism 4. The traveling direction of the vehicle is changed by changing the rudder angle of the steered wheels 6, that is, the tire angle, by the reciprocating linear motion of the rack 5.

また、ステアリング装置１は、モータ７を駆動源としてステアリングホイール２の舵角（操舵角）に対する操舵輪６の舵角（タイヤ角）の比率、即ち伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置８を備えている。   Further, the steering device 1 uses a motor 7 as a drive source to change the ratio of the steering angle (tire angle) of the steered wheels 6 to the steering angle (steering angle) of the steering wheel 2, that is, a transmission ratio variable that varies the transmission ratio (gear ratio). A device 8 is provided.

本実施形態では、ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト９とラックアンドピニオン機構４に連結される第２シャフト１０とからなり、これら第１シャフト９及び第２シャフト１０は、伝達比可変装置８を介して連結されている。   In the present embodiment, the steering shaft 3 includes a first shaft 9 to which the steering 2 is connected and a second shaft 10 connected to the rack and pinion mechanism 4, and the first shaft 9 and the second shaft 10 are The transmission ratio variable device 8 is connected.

図２に示すように、伝達比可変装置８は、駆動源としてのモータ７と、差動機構としての波動歯車装置１１とを備えており、第１シャフト９の回転を第２シャフト１０に伝達するとともにモータ７の回転を減速して第２シャフトに伝達する。そして、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ駆動に基づく回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト３の回転を増速（又は減速）し、これにより操舵角に対する操舵輪６の伝達比を可変させるようになっている。 As shown in FIG. 2, the transmission ratio variable device 8 includes a motor 7 as a drive source and a wave gear device 11 as a differential mechanism, and transmits the rotation of the first shaft 9 to the second shaft 10. At the same time, the rotation of the motor 7 is decelerated and transmitted to the second shaft. The rotation of the steering shaft 3 input to the rack and pinion mechanism 4 is accelerated by adding the rotation based on the motor drive to the rotation of the first shaft 9 accompanying the steering operation and transmitting it to the second shaft 10. Thus, the transmission ratio of the steered wheels 6 with respect to the steering angle is varied.

詳述すると、モータ７を収容するハウジング１２は、略有底筒状に形成されており、モータ７は、その出力軸７ａとハウジング１２とが同軸になるように同ハウジング１２内に固定されている。また、ハウジング１２の上壁部１２ａには、同ハウジング１２と同軸となる位置に筒状の嵌合部１３が設けられており、同嵌合部１３は、その軸方向外側（図中上方向）に向かって延設されている。そして、ハウジング１２は、その嵌合部１３と第１シャフト９の一端とが嵌合されることにより同第１シャフト９に固定され、これにより、第１シャフト９とともに一体回転するようになっている。   More specifically, the housing 12 that accommodates the motor 7 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape. The motor 7 is fixed in the housing 12 so that the output shaft 7a and the housing 12 are coaxial. Yes. Further, the upper wall portion 12a of the housing 12 is provided with a cylindrical fitting portion 13 at a position coaxial with the housing 12, and the fitting portion 13 is provided on the outer side in the axial direction (upward direction in the figure). ). The housing 12 is fixed to the first shaft 9 by fitting the fitting portion 13 and one end of the first shaft 9, thereby rotating integrally with the first shaft 9. Yes.

尚、ハウジング１２の上壁部１２ａには、スパイラルケーブル装置１４が設けられている。スパイラルケーブル装置１４は、ハウジング１２とともに一体回転する内筒体１４ａと、該内筒体１４ａの外側において同内筒体１４ａと相対回転可能に設けられた外筒体１４ｂとを有しており、内筒体１４ａの周囲には、同内筒体１４ａと外筒体１４ｂとを電気的に接続するＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）１４ｃが巻回されている。そして、ハウジング１２の回転に伴う内筒体１４ａの回転により同内筒体１４ａと外筒体１４ｂとの間でＦＦＣ１４ｃが巻き絞め又は巻き広げられることにより、所定の回転範囲（許容回転範囲）においてモータ７とＥＣＵ１５とが電気的に接続されるようになっている。   A spiral cable device 14 is provided on the upper wall portion 12 a of the housing 12. The spiral cable device 14 includes an inner cylindrical body 14a that rotates integrally with the housing 12, and an outer cylindrical body 14b that is provided on the outer side of the inner cylindrical body 14a so as to be relatively rotatable with the inner cylindrical body 14a. A FFC (flexible flat cable) 14c that electrically connects the inner cylinder 14a and the outer cylinder 14b is wound around the inner cylinder 14a. Then, the FFC 14c is wound or stretched between the inner cylindrical body 14a and the outer cylindrical body 14b by the rotation of the inner cylindrical body 14a accompanying the rotation of the housing 12, so that in a predetermined rotational range (allowable rotational range). The motor 7 and the ECU 15 are electrically connected.

一方、図３（ａ）（ｂ）に示すように、波動歯車装置１１は、ステータギヤ２１と、該ステータギヤ２１と異なる歯数が設定されるとともに該ステータギヤ２１と同軸に並置されるドリブンギヤ２２と、ステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２の内側に該両ギヤと噛み合うように同軸配置される筒状のフレキシブルギヤ２３とを備えている。 On the other hand, as shown in FIGS. 3A and 3B, the wave gear device 11 includes a stator gear 21, a driven gear 22 in which the number of teeth different from that of the stator gear 21 is set and coaxially arranged with the stator gear 21, A cylindrical flexible gear 23 is provided inside the stator gear 21 and the driven gear 22 so as to be coaxially arranged so as to mesh with both the gears.

図２に示すように、ステータギヤ２１は、ハウジング１２と同軸となるように同ハウジング１２に固定されており、ドリブンギヤ２２は、連結部材２５を介して第２シャフト１０と同軸に連結されている。また、図３（ａ）（ｂ）に示すように、フレキシブルギヤ２３は、楕円状に撓められた状態でステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２の内側に配置されており、その外歯２３ａはステータギヤ２１の内歯２１ａ及びドリブンギヤ２２の内歯２２ａとそれぞれ部分的に噛合されている。そして、ハウジング１２とともにステータギヤ２１が回転し、そのステータギヤ２１の回転がフレキシブルギヤ２３を介してドリブンギヤ２２に伝達されることにより、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転が第２シャフト１０に伝達されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the stator gear 21 is fixed to the housing 12 so as to be coaxial with the housing 12, and the driven gear 22 is connected coaxially to the second shaft 10 via a connecting member 25. 3 (a) and 3 (b), the flexible gear 23 is disposed inside the stator gear 21 and the driven gear 22 in a state of being bent in an elliptical shape, and the external teeth 23a thereof are arranged on the stator gear 21. The inner teeth 21 a and the inner teeth 22 a of the driven gear 22 are partially engaged with each other. Then, the stator gear 21 rotates together with the housing 12, and the rotation of the stator gear 21 is transmitted to the driven gear 22 via the flexible gear 23, whereby the rotation of the first shaft 9 accompanying the steering operation is transmitted to the second shaft 10. It has become so.

また、波動歯車装置１１は、フレキシブルギヤ２３の内側に配置される波動発生器２７を有している。波動発生器２７は、モータ７の出力軸７ａに連結されており、同モータ７に駆動されてフレキシブルギヤ２３の内側を回転することにより、上記撓められたフレキシブルギヤ２３の楕円形状、即ちステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２との噛合部を回転させる。そして、ステータギヤ２１とドリブンギヤ２２と間の歯数差に基づいて、ドリブンギヤ２２が波動発生器２７の回転と逆方向に回転することにより、モータ７の回転が減速されて第２シャフト１０に伝達されるようになっている。 In addition, the wave gear device 11 includes a wave generator 27 disposed inside the flexible gear 23. The wave generator 27 is connected to the output shaft 7a of the motor 7. The wave generator 27 is driven by the motor 7 and rotates inside the flexible gear 23, whereby the elliptical shape of the bent flexible gear 23, that is, the stator gear. 21 and the meshing part with the driven gear 22 are rotated. Then, based on the difference in the number of teeth between the stator gear 21 and the driven gear 22, the driven gear 22 rotates in the opposite direction to the rotation of the wave generator 27, whereby the rotation of the motor 7 is decelerated and transmitted to the second shaft 10. It has become so.

尚、本実施形態では、ステータギヤ２１及びフレキシブルギヤ２３の歯数は「１０２」、ドリブンギヤ２２の歯数は「１００」に設定されている。そして、これにより、波動歯車装置１１の減速比は「５０：１」となっている。 In the present embodiment, the number of teeth of the stator gear 21 and the flexible gear 23 is set to “102”, and the number of teeth of the driven gear 22 is set to “100”. As a result, the reduction gear ratio of the wave gear device 11 is “50: 1”.

（各ギヤの材質）
次に、波動歯車装置を構成する各ギヤの材質について説明する。
本実施形態では、ステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２は、金型を用いた樹脂成型により形成されている。具体的には、ステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２は、ベースポリマーとしてポリイミド系のベスペル（登録商標）又はポリエステル系のＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を、強化物としてカーボンファイバーを用いて形成されている。そして、これにより、波動歯車装置を構成するハーモニックギヤとして必要な以下の物性が確保されている。 (Material of each gear)
Next, the material of each gear constituting the wave gear device will be described.
In the present embodiment, the stator gear 21 and the driven gear 22 are formed by resin molding using a mold. Specifically, the stator gear 21 and the driven gear 22 are formed using polyimide-based Vespel (registered trademark) or polyester-based PEEK (polyether ether ketone) as a base polymer and carbon fiber as a reinforcement. As a result, the following physical properties necessary for the harmonic gear constituting the wave gear device are secured.

− 引張強度 ： １５０ＭＰａ以上、
− 線膨張率 ： ３０×１０−６／°Ｃ以下、
− 曲げ弾性率： ５ＧＰＡ以上、
− 吸水率 ： １％以下。 -Tensile strength: 150 MPa or more,
-Linear expansion coefficient: 30 x 10-6 / ° C or less,
-Flexural modulus: 5 GPA or more,
-Water absorption: 1% or less.

尚、上記各物性は、引張強度が２００ＭＰａ以上、線膨張率が２０×１０−６／°Ｃ以下、曲げ弾性率が１０ＧＰＡ以上、吸水率が０．１％以下であることが望ましく、更には、金属材料と同等の物性、即ち、８００ＭＰａ以上の引張強度、１５×１０−６／°Ｃの線膨張率、及び１００ＧＰＡ以上の曲げ弾性率を確保することが望ましい。 The above physical properties are preferably such that the tensile strength is 200 MPa or more, the linear expansion coefficient is 20 × 10 −6 / ° C. or less, the flexural modulus is 10 GPA or more, and the water absorption is 0.1% or less. It is desirable to ensure physical properties equivalent to those of metal materials, that is, a tensile strength of 800 MPa or more, a linear expansion coefficient of 15 × 10 −6 / ° C., and a flexural modulus of 100 GPA or more.

そして、本実施形態では、その各内歯２１ａ，２２ａについても、金型による成形時に同時に形成されるようになっている。
一方、図３（ａ）（ｂ）に示すように、フレキシブルギヤ２３は、二層の鋼板層３０ａ，３０ｂの間に、ゴム又はポリウレタン等の制振材（制振材層３０ｃ）を挟み込んだ制振鋼板を押圧加工することにより形成されている。 In the present embodiment, the inner teeth 21a and 22a are also formed at the same time as molding with a mold.
On the other hand, as shown in FIGS. 3A and 3B, the flexible gear 23 sandwiches a damping material (damping material layer 30c) such as rubber or polyurethane between two steel sheet layers 30a and 30b. It is formed by pressing a damping steel plate.

具体的には、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、板状の制振鋼板３０をプレス加工によりカップ状に形成し、そのカップ状部材３１の外周面に、切削加工によりスプライン歯としての外歯２３ａを形成する。そして、カップ状部材３１の底部３１ａを除去することによりフレキシブルギヤ２３が形成されている。   Specifically, as shown in FIGS. 4A to 4D, a plate-shaped damping steel plate 30 is formed into a cup shape by pressing, and splines are formed on the outer peripheral surface of the cup-shaped member 31 by cutting. External teeth 23a as teeth are formed. And the flexible gear 23 is formed by removing the bottom part 31a of the cup-shaped member 31. FIG.

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）ステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２は、金型を用いた樹脂成型により形成される。これにより、金属接触による歯当たり音を回避して作動音及び振動の低減を図ることができる。更に、金型を用いて各内歯２１ａ，２２ａを成形することにより、歯面の加工精度が向上するとともに、強化繊維の歯面への露出を防止することができ、その結果、歯当たりに起因する振動を更に低減することができる。加えて、加工が容易であることから製造コストの低減を図ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the following features can be obtained.
(1) The stator gear 21 and the driven gear 22 are formed by resin molding using a mold. As a result, it is possible to avoid tooth contact noise caused by metal contact and reduce operating noise and vibration. Further, by molding each of the internal teeth 21a and 22a using a mold, the processing accuracy of the tooth surface can be improved and the exposure of the reinforcing fiber to the tooth surface can be prevented. The resulting vibration can be further reduced. In addition, since the processing is easy, the manufacturing cost can be reduced.

（２）１５０ＭＰａ以上の引張強度を確保することで、サイズの大型化を招くことなく、必要な強度を確保することができる。
（３）３０×１０−６／°Ｃ以下の線膨張率を確保することで、温度変化に伴う変形を抑制して広い温度範囲で使用することが可能になる。 (2) By ensuring the tensile strength of 150 MPa or more, the necessary strength can be ensured without increasing the size.
(3) By securing a linear expansion coefficient of 30 × 10 −6 / ° C. or less, it is possible to suppress deformation associated with a temperature change and use in a wide temperature range.

（４）１％以下の吸水率を確保することで、湿度変化に伴う変形を防止して、使用条件を緩和することができるとともに、高い経年耐久特性を確保することができる。
（５）５ＧＰＡ以上の曲げ弾性率を確保することで、サイズの大型化を招くことなくギヤの破断を防止することができる。 (4) By securing a water absorption rate of 1% or less, it is possible to prevent deformation associated with changes in humidity, relax the use conditions, and ensure high aging durability characteristics.
(5) By ensuring a flexural modulus of 5 GPA or more, gear breakage can be prevented without increasing the size.

（６）フレキシブルギヤ２３は、二層の鋼板層３０ａ，３０ｂの間に、ゴム又はポリウレタン等の制振材（制振材層２３ｃ）を挟み込んだ制振鋼板を押圧加工することにより形成される。これにより、製造容易且つ低コストにて、作動音及び振動を抑制することができる。   (6) The flexible gear 23 is formed by pressing a damping steel plate in which a damping material (damping material layer 23c) such as rubber or polyurethane is sandwiched between two steel plate layers 30a and 30b. . Thereby, an operation sound and a vibration can be suppressed with easy manufacture and low cost.

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を伝達比可変装置の波動歯車装置に具体化したが、伝達比可変装置以外の波動歯車装置に適用してもよい。 In addition, you may change each said embodiment as follows.
In the present embodiment, the present invention is embodied in the wave gear device of the transmission ratio variable device, but may be applied to a wave gear device other than the transmission ratio variable device.

・本実施形態では、サーキュラスプラインとしてステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２を、フレクスプラインとしてフレキシブルギヤ２３を備えた所謂フラット型の波動歯車装置１１に具体化した。しかし、これに限らず、フレキシブルギヤ２３をカップ状に形成しステータギヤ２１の機能を持たせた所謂カップ型の波動歯車装置に具体化してもよい。尚、この場合、カップ状のフレキシブルギヤは、図４（ｃ）に示すカップ状部材３１の底部３１ａを除去する工程を省くことで、容易に形成することが可能である。 In the present embodiment, the stator gear 21 and the driven gear 22 are implemented as a circular spline, and the so-called flat wave gear device 11 is provided that includes a flexible gear 23 as a flexspline. However, the present invention is not limited to this, and a so-called cup-type wave gear device in which the flexible gear 23 is formed in a cup shape and has the function of the stator gear 21 may be embodied. In this case, the cup-shaped flexible gear can be easily formed by omitting the step of removing the bottom 31a of the cup-shaped member 31 shown in FIG.

・本実施形態では、ステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２を樹脂にて形成し、フレキシブルギヤ２３を制振鋼板にて形成した。しかし、これに限らず、フレキシブルギヤ２３を樹脂にて形成してもよく、ステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２を制振鋼板にて形成してもよい。更に、これら各ギヤのうちの何れかを従来と同様の金属材料にて形成してもよい。つまり、波動歯車装置を構成する各ギヤの材質の組み合わせは、樹脂又は制振鋼板を材質とするものを含む限りにおいて、いかなる組み合わせであってもよい。尚、ステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２を制振鋼板にて形成する場合には、カップ状部材３１の内周面に、切削加工によりスプライン歯としての内歯２１ａ，２２ａを形成し、底部３１ａを除去することで容易に形成することができる。 In the present embodiment, the stator gear 21 and the driven gear 22 are formed of resin, and the flexible gear 23 is formed of a damping steel plate. However, the present invention is not limited to this, and the flexible gear 23 may be formed of resin, and the stator gear 21 and the driven gear 22 may be formed of a damping steel plate. Further, any of these gears may be formed of the same metal material as in the prior art. That is, the combination of the materials of the gears constituting the wave gear device may be any combination as long as it includes a material made of a resin or a damping steel plate. When the stator gear 21 and the driven gear 22 are formed of damping steel plates, the inner teeth 21a and 22a as spline teeth are formed on the inner peripheral surface of the cup-shaped member 31 by cutting, and the bottom 31a is removed. It can be formed easily.

・本実施形態では、ステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２のベースポリマーとしては、ポリイミド系のベスペル（登録商標）又はポリエステル系のＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を用いることとした。しかし、これに限らず、ポリアミド系ポリマーのＫＭ９０００（登録商標）や、その他、ポリフェニレンサルファイト、ポリオキシベンゾイル、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン等、その他のエンジニアプラスチックを用いてもよい。また、強化物としては、アラミド強化繊維を用いてもよい。   In the present embodiment, as the base polymer of the stator gear 21 and the driven gear 22, polyimide-based Vespel (registered trademark) or polyester-based PEEK (polyether ether ketone) is used. However, not limited to this, KM9000 (registered trademark), which is a polyamide-based polymer, and other engineering plastics such as polyphenylene sulfite, polyoxybenzoyl, polyether imide, polyarylate, polyamide imide, polysulfone, and polyether sulfone. May be used. Moreover, you may use an aramid reinforcement fiber as a reinforcement.

・本実施形態では、スプライン歯としての外歯２３ａは、切削加工により形成することとしたが、カップ状部材３１を形成する際に押圧加工より形成することとしてもよい。
・本実施形態では、プレス加工により板状の制振鋼板３０をカップ状に形成したが、プレス加工に限らず、鍛造、圧造、フローフォーミング等、その他の押圧加工により形成してもよい。 In the present embodiment, the external teeth 23a as spline teeth are formed by cutting, but may be formed by pressing when the cup-shaped member 31 is formed.
-In this embodiment, although the plate-shaped damping steel plate 30 was formed in cup shape by press work, you may form not only press work but other press processes, such as forging, forging, and flow forming.

・本実施形態では、二層の鋼板層３０ａ，３０ｂの間に、ゴム又はポリウレタン等の制振材層を挟み込んだ制振鋼板を用いたが、鋼板層と制振材層とを各一層有する制振鋼板を用いても良い。 -In this embodiment, although the damping steel plate which pinched | interposed the damping material layer , such as rubber | gum or polyurethane, between the two steel plate layers 30a and 30b was used, it has each one steel plate layer and a damping material layer. A damping steel plate may be used.

・また、各ギヤを樹脂にて成形する場合には、金属材料を挿入体とするインサート成形により形成してもよく、ゴム等により制振材層を形成することとしてもよい。
・また、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、フレキシブルギヤ２３（カップ状部材４１）の内周面、即ち外歯２３ａが形成される歯面としての外周面の裏側の面に押圧加工により凹部４２を形成する構成としてもよい。このような構成とすれば、同凹部４２を形成する際に、内側の鋼板層３０ａが制振材層３０ｃに食い込むことで、同制振材層３０ｃに突出する凸部４３が形成され、更に、外側の鋼板層３０ｂに形成される凹部４４との間で制振材層３０ｃが挟持される状態となる。従って、フレキシブルギヤ２３に加わる応力は、この凸部４３及び凹部４４に集中することになり、これにより制振材層３０ｃに作用するせん断応力や各鋼板層３０ａ，３０ｂと制振材層３０ｃとを剥離させる力を緩和することができる。その結果、低コストにて、伝達可能なトルクを増大させることができるとともに、制振材層３０ｃを構成するゴムや樹脂等が経年変化により劣化した場合であっても、その破損を回避することができる。 In addition, when each gear is molded with a resin, it may be formed by insert molding using a metal material as an insert, or a damping material layer may be formed by rubber or the like.
-Moreover, as shown to Fig.5 (a)-(c), in the inner peripheral surface of the flexible gear 23 (cup-shaped member 41), ie, the surface on the back side of the outer peripheral surface as a tooth surface in which the external tooth 23a is formed. It is good also as a structure which forms the recessed part 42 by press work. With such a configuration, when the concave portion 42 is formed, the inner steel plate layer 30a bites into the vibration damping material layer 30c, thereby forming a convex portion 43 protruding into the vibration damping material layer 30c. The damping material layer 30c is sandwiched between the recess 44 formed in the outer steel plate layer 30b. Accordingly, the stress applied to the flexible gear 23 is concentrated on the convex portion 43 and the concave portion 44, whereby the shear stress acting on the damping material layer 30c and the steel plate layers 30a and 30b and the damping material layer 30c It is possible to reduce the force to peel off. As a result, the torque that can be transmitted can be increased at low cost, and even if the rubber or resin constituting the vibration damping material layer 30c deteriorates due to secular change, the damage can be avoided. Can do.

尚、カップ状部材４１の内周面に凹部４２を形成する際に外周面に形成される凸部４５は、外歯２３ａを形成する前に切削加工等により除去すればよい。また、カップ状部材４１の内周面に形成する凹部４２は、同カップ状部材４１の軸方向（図５中上下方向）に沿って延設する構成とするのが望ましく、更には、制振材層３０ｃに突出する凸部４３の高さＬが、制振材層３０ｃの厚みＤよりも大となるようにすることが望ましい。更に、上記別例のようにステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２を制振鋼板にて形成する場合には、カップ状部材４１の外周面に凹部を押圧形成すればよい。   In addition, what is necessary is just to remove the convex part 45 formed in an outer peripheral surface when forming the recessed part 42 in the internal peripheral surface of the cup-shaped member 41 by cutting etc., before forming the external tooth 23a. Further, it is desirable that the recess 42 formed on the inner peripheral surface of the cup-shaped member 41 extends along the axial direction (vertical direction in FIG. 5) of the cup-shaped member 41. It is desirable that the height L of the convex portion 43 protruding from the material layer 30c is larger than the thickness D of the vibration damping material layer 30c. Further, when the stator gear 21 and the driven gear 22 are formed of vibration-damping steel plates as in the above-described another example, a recess may be formed by pressing the outer peripheral surface of the cup-shaped member 41.

ステアリング装置の概略構成図。The schematic block diagram of a steering device. 伝達比可変装置の断面図。Sectional drawing of a transmission ratio variable apparatus. （ａ）波動歯車装置のＡ−Ａ断面図、（ｂ）波動歯車装置のＢ−Ｂ断面図。(A) A-A sectional view of the wave gear device, B-B sectional view of (b) a wave gear device. （ａ）〜（ｄ）フレキシブルギヤの製造工程を示す図。(A)-(d) The figure which shows the manufacturing process of a flexible gear. （ａ）〜（ｃ）別例のフレキシブルギヤの製造工程を示す図。(A)-(c) The figure which shows the manufacturing process of the flexible gear of another example.

２…ステアリングホイール（ステアリング）、６…操舵輪、７…モータ、８…伝達比可変装置、１１…波動歯車装置、２１…ステータギヤ、２１a…内歯、２２…
ドリブンギヤ、２２a…内歯、２３…フレキシブルギヤ、２３ａ…外歯、２７…波動発生
器、３０…制振鋼板、３０ａ，３０ｂ…鋼板層、３０ｃ…制振材層、３１，４１…カップ状部材、４２…凹部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Steering wheel (steering), 6 ... Steering wheel, 7 ... Motor, 8 ... Transmission ratio variable device, 11 ... Wave gear device, 21 ... Stator gear , 21a ... Internal tooth, 22 ...
Drive gear, 22a ... inner teeth, 23 ... flexible gear, 23a ... external teeth, 27 ... wave generator, 30 ... damping steel plate, 30a, 30b ... steel plate layer, 30c ... damping material layer, 31, 41 ... cup-shaped member , 42 ... concave portion.

Claims (6)

サーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの内側において該サーキュラスプラインと噛み合うように同軸配置される筒状のフレクスプラインと、前記フレクスプラインを非円形に撓ませて該フレクスプラインの外歯を前記サーキュラスプラインの内歯に部分的に噛み合わせるとともに、前記撓められたフレクスプラインの非円形の形状を回転させる波動発生器とを備えた波動歯車装置であって、
前記サーキュラスプライン又はフレクスプラインは二層の鋼板層の間に制振材層を挟み込んだ制振鋼板にて形成され、前記サーキュラスプラインの内歯又はフレクスプラインの外歯が該制振鋼板の表面に形成されてなること、を特徴とする波動歯車装置。 A circular spline, a cylindrical flex spline that is coaxially disposed inside the circular spline so as to mesh with the circular spline, and flexing the flex spline into a non-circular shape so that the outer teeth of the flex spline are connected to the inside of the circular spline. A wave gear device comprising a wave generator partially meshed with a tooth and rotating a non-circular shape of the deflected flexspline,
The circular spline or flexspline is formed of a damping steel plate in which a damping material layer is sandwiched between two steel plate layers, and the inner teeth of the circular spline or the outer teeth of the flexspline are formed on the surface of the damping steel plate. It is formed, The wave gear apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１に記載の波動歯車装置において、
前記制振鋼板にて形成された前記サーキュラスプライン又はフレクスプラインは、歯面の裏側の制振鋼板を歯面側の制振鋼板に向けて押圧して形成される少なくとも一つの凸部と、該凸部によって歯面側の制振鋼板に形成される凹部との間で前記制振材層が挟持されること、
を特徴とするハーモニックドライブ装置。 The wave gear device according to claim 1 ,
The circular spline or flexspline formed in front Symbol damping steel plate, at least one convex portion of the back side of the vibration damping steel plate of the tooth surfaces are formed by pressing toward the vibration damping steel plate of the tooth surface, The damping material layer is sandwiched between the convex portion and the concave portion formed in the damping steel plate on the tooth surface side ,
Harmonic drive device. ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングホイールの操舵角に対する操舵輪の伝達比を可変させる伝達比可変装置であって、
請求項１または請求項２に記載の波動歯車装置を備えること、を特徴とする伝達比可変装置。 Transmission that varies the transmission ratio of the steering wheel to the steering angle of the steering wheel by adding the second steering angle of the steering wheel based on the motor drive to the first steering angle of the steering wheel based on the steering angle of the steering wheel A variable ratio device,
A transmission ratio variable device comprising the wave gear device according to claim 1 . 二層の鋼板層の間に制振材層を挟み込んだ制振鋼板をカップ状に押圧成形し、その外周面にスプライン歯を形成すること、
を特徴とする波動歯車装置の製造方法。 The vibration damping steel plate is sandwiched damping material layer between the two layers steel layer of pressed molded in a cup shape, forming spline teeth on the outer peripheral surface,
A method of manufacturing a wave gear device characterized by the above. 請求項４に記載の波動歯車装置の製造方法において、
前記押圧成形したカップ状部材の底部を除去する工程を有すること、
を特徴とする波動歯車装置の製造方法。 In the manufacturing method of the wave gear device according to claim 4 ,
Having a step of removing the bottom of the cup-shaped member formed by pressing,
A method of manufacturing a wave gear device characterized by the above. 請求項５に記載の波動歯車装置の製造方法において、
歯面の裏側の面に少なくとも一の凹部を押圧形成する工程を有すること、
を特徴とする波動歯車装置の製造方法。 In the manufacturing method of the wave gear device according to claim 5 ,
Having a step of pressing and forming at least one concave portion on the back surface of the tooth surface;
A method of manufacturing a wave gear device characterized by the above.
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