(57)【要約】【課題】従来に比して騒音の発生を抑制するよう改善された揺動型歯車装置を供給する。【解決手段】入力軸歯車である第１歯車ｇ１と回転部材入力側歯車である第２歯車ｇ２とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、出力軸歯車である第４歯車ｇ４と回転部材出力側歯車である第３歯車ｇ３とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とすることを特徴とする。具体的には、第１歯車ｇ１の歯数ｎ１と第４歯車ｇ４の歯数ｎ４とを異なる歯数にすることにより、入力軸歯車と前記回転部材入力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、出力軸歯車と回転部材出力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とする。【選択図】図１
2010216590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側回転軸の軸方向端部に設けられる入力軸歯車と、
出力側回転軸の軸方向端部に設けられる出力軸歯車と、
前記入力側回転軸の軸心に対して偏芯して回転するとともに、回転中心軸が揺動する回転部材と、
前記回転部材の軸方向の端部に設けられるとともに、前記入力軸歯車と噛合する回転部材入力側歯車と、
前記回転部材の軸方向の端部に設けられるとともに、前記出力軸歯車と噛合する回転部材出力側歯車とを備える揺動型歯車装置において、
前記入力軸歯車と前記回転部材入力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、前記出力軸歯車と前記回転部材出力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とする
ことを特徴とする揺動型歯車装置。
【請求項２】
前記入力軸歯車の歯数と前記出力軸歯車の歯数とを異なる歯数にすることにより、前記入力軸歯車と前記回転部材入力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、前記出力軸歯車と前記回転部材出力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とする請求項１に記載の揺動型歯車装置。
【請求項３】
前記入力軸歯車と前記回転部材入力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域の整数倍の周波数帯域と、前記出力軸歯車と前記回転部材出力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域とを、更に異なる帯域とすることにより騒音発生を抑制する請求項１または２に記載の揺動型歯車装置。
【請求項４】
前記入力軸歯車と前記回転部材入力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域と、前記出力軸歯車と前記回転部材出力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域の整数倍の周波数帯域とを、更に異なる帯域とすることにより騒音発生を抑制する請求項１または２に記載の記載の揺動型歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動型歯車装置に関し、特に騒音の抑制を図った揺動型歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型で高い減速比が得られ、かつ伝導効率が高い変速機として揺動型歯車装置を用いた減速器が用いられている。例えば特許文献１に具体例が提示されている。図５および図６を用いて１例を説明する。
【０００３】
図５に示すように、略円柱形の第１の入力軸１０１は軸受１１１および軸受１２１を介して略円筒形のハウジング１０４に回転可能に支承されている。また、第１の入力軸１０１には傘歯車である第１歯車ｇ１０１（軸歯車）が歯面を軸方向において出力側（以下、単に、「出力側」という。）に向けて固定されている。また、第１歯車ｇ１０１の出力側には回転部材であるベアリングギア１０５が配設されているとともに、ベアリングギア１０５の内輪１５１の軸方向において入力側（以下、単に、「入力側」という。）には傘歯車である第２歯車ｇ１０２（回転部材入力側歯車）が形成されている。この第２歯車ｇ１０２が第１歯車ｇ１０１と噛合しているため、第１の入力軸１０１の回転状態においては、第１の入力軸１０１の回転はベアリングギア１０５に伝達される。なお、内輪１５１の円周部分を、径方向において外方（以下、単に、「外方」という。）から取り囲むように、外輪１５２が設けられ、かつ、この内輪１５１と外輪１５２との間に転動体１５３が介接されることにより、ベアリング一体型の歯車であるベアリングギア１０５が形成されている。この外輪１５２は一部図略の電動モータのロータ１０２に一体的に回転するよう取り付けられている。ロータ１０２は軸受１２２，１２３によりハウジング１０４に支持される。
【０００４】
また、ベアリングギア１０５の内輪１５１の出力側には傘歯車である第３歯車ｇ１０３（回転部材出力側歯車）が形成されている。この第３歯車ｇ１０３の、更に出力側には、出力軸１０３が、軸受１１２および軸受１２４を介してハウジング１０４に回転可能に支承されている。また、出力軸１０３には傘歯車である第４歯車ｇ１０４が歯面を入力側に向けて固定されている。この第４歯車ｇ１０４には上述の第３歯車ｇ１０３が噛合しているため、ベアリングギア１０５に伝達された回転は、出力軸１０３に伝達される。なお、上記第１の入力軸１０１および出力軸１０３は同一の回転軸１０６を有している。
【０００５】
第１歯車ｇ１０１の構造をより具体的に説明する。第１歯車ｇ１０１の第２歯車ｇ１０２と噛合する部分を拡大し、模式図として表示した図６に示すように、第１歯車ｇ１０１には半円柱状の凹溝ｇ１１１が形成されているとともに、この凹溝には円柱状の転動体ｇ１１２が転動可能に支持されている。なお、半円柱状の凹溝に円柱状の転動体ｇ１１２が支持されているため、転動体ｇ１１２の外周面の略半分が第２歯車ｇ１０２側（出力側）に突出しており、この突出部分が第１歯車ｇ１０１の凸歯として機能する。一方、第１歯車ｇ１０１に形成された凹溝ｇ１１１と同様の凹溝が、第２歯車ｇ１０２に形成されており、この凹溝が第２歯車ｇ１０２の凹歯として機能する。
【０００６】
ここで、傘歯車である第１歯車ｇ１０１に傘歯車である第２歯車ｇ１０２を噛み合わせているため、ギアの噛み合い始めと噛み合い終わりにおいて噛合部における力の掛かり方が変化する。この力の掛かり方の変化を転動体ｇ１１２がａ１方向に転動することおよび、ａ２方向に移動することにより、緩和している。
【０００７】
更に、特許文献１には、ａ２方向（歯筋方向）において外側および内側から転動体（コロ）を支持するリテーナを、弾性を有する部材とすることにより、噛み合い時に転動体がａ２方向（歯筋方向）に移動することを許す構造とすることが提示されている。係る構成により、「弾性に抗して歯筋方向に変位が可能となり、コロの端面とリテーナの外周面との間の摩擦力が大幅に低減される（〔０００８〕）。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２４７７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に係る技術により、「コロの端面とリテーナの外周面との間の摩擦力が大幅に低減され」れば、摩擦を原因とする騒音は抑制されるとしても、係る機能により、揺動型歯車装置が発生される全ての騒音が抑制されるわけではない。
【００１０】
本発明はかかる実情を鑑みてなされたもので、上記従来に比して騒音の発生を抑制するよう改善された揺動型歯車装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる揺動型歯車装置は、入力側回転軸の軸方向端部に設けられる入力軸歯車と、出力側回転軸の軸方向端部に設けられる出力軸歯車と、前記入力側回転軸の軸心に対して偏芯して回転するとともに、回転中心軸が揺動する回転部材と、前記回転部材の軸方向の端部に設けられるとともに、前記入力軸歯車と噛合する回転部材入力側歯車と、前記回転部材の軸方向の端部に設けられるとともに、前記出力軸歯車と噛合する回転部材出力側歯車とを備える揺動型歯車装置である。また、前記入力軸歯車と前記回転部材入力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、前記出力軸歯車と前記回転部材出力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とする。
【００１２】
上記構成によると、入力軸歯車と回転部材入力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、出力軸歯車と回転部材出力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とするため、騒音が発生する周波数ピークが分散し、不快を感じる騒音を抑制できる。
【００１３】
本発明にかかる揺動型歯車装置は、前記入力軸歯車の歯数と前記出力軸歯車の歯数とを異なる歯数にすることにより、前記入力軸歯車と前記回転部材入力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、前記出力軸歯車と前記回転部材出力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とすることが好ましい。
【００１４】
上記構成によると、入力軸歯車の歯数と出力軸歯車の歯数とを異なる歯数にするため、発生する騒音の周波数帯域を容易に異なるものとすることが可能となる。従って、入力軸歯車と回転部材入力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、出力軸歯車と回転部材出力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とするため、騒音が発生する周波数ピークが分散し、不快を感じる騒音を抑制できる。
【００１５】
本発明にかかる揺動型歯車装置は、前記入力軸歯車と前記回転部材入力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域の整数倍の周波数帯域と、前記出力軸歯車と前記回転部材出力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域とを、更に異なる帯域とすることにより騒音発生を抑制することが好ましい。
【００１６】
上記構成によると、入力軸歯車と回転部材入力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域の整数倍の周波数帯域と、出力軸歯車と回転部材出力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域とを、更に異なる帯域とする。従って、入力軸歯車と回転部材入力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の倍音周波数帯域、即ち、２次の騒音ピーク、３次の騒音ピークと、出力軸歯車と回転部材出力側歯車とが噛合することにより発生する騒音のピークとが重なることも防止できる。そのため、騒音発生を一層抑制できる。
【００１７】
本発明にかかる揺動型歯車装置は、前記入力軸歯車と前記回転部材入力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域と、前記出力軸歯車と前記回転部材出力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域の整数倍の周波数帯域とを、更に異なる帯域とすることにより騒音発生を抑制することが好ましい。
【００１８】
上記構成によると、入力軸歯車と回転部材入力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域と、出力軸歯車と回転部材出力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域の整数倍の周波数帯域とを、更に異なる帯域とする。従って、出力軸歯車と回転部材出力側歯車とが噛合することにより発生する騒音の倍音周波数帯域、即ち、２次の騒音ピーク、３次の騒音ピークと、入力軸歯車と回転部材入力側歯車とが噛合することにより発生する騒音のピークとが重なることも防止できる。そのため、騒音発生を一層抑制できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、上記従来に比して騒音の発生を抑制するよう改善された揺動型歯車装置を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明にかかる揺動型歯車装置の一実施形態について説明する図面であって、軸方向断面図である。
【図２】本発明にかかる揺動型歯車装置の一実施形態について説明する図面であって、（ａ）は第１歯車〜第４歯車の噛合部分についての部分拡大模式図であり、（ｂ）は第１歯車と第２歯車の噛合部分についての拡大図である。
【図３】本発明にかかる揺動型歯車装置の一実施形態について説明する図面であって、図２におけるＡ―Ａ方向から見た、第１歯車の一部拡大図である。
【図４】本発明にかかる揺動型歯車装置の一実施形態について説明する図面であって、騒音の音圧を周波数ごとに示すグラフであり、（ａ）は出力軸の回転数１ｒａｄ／ｓ、（ｂ）は出力軸の回転数２ｒａｄ／ｓ、（ｃ）は出力軸の回転数３ｒａｄ／ｓ、（ｄ）は出力軸の回転数４ｒａｄ／ｓの場合である。
【図５】従来の揺動型歯車装置について説明する図面であって、軸方向断面図である。
【図６】従来の揺動型歯車装置について説明する図面であって、第１歯車の一部拡大図である。
【図７】従来の揺動型歯車装置について説明する図面であって、騒音の音圧を周波数ごとに示すグラフであり、（ａ）は出力軸の回転数１ｒａｄ／ｓ、（ｂ）は出力軸の回転数２ｒａｄ／ｓ、（ｃ）は出力軸の回転数３ｒａｄ／ｓ、（ｄ）は出力軸の回転数４ｒａｄ／ｓの場合である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した揺動型歯車装置の一実施形態を、図１〜図４を用いて、以下に説明する。
図１に示すように、本実施形態にかかる揺動型歯車装置は、略円筒形状ハウジング４と、ハウジングに挿入された略円柱状の第１の入力軸１、略円筒状の第２の入力軸であるロータ２、略円柱状の出力軸３、および、第１から第４の歯車を含み、それぞれ軸受を介して支承されている。即ち、２つの入力軸と、１つの出力軸を有する揺動型歯車装置である。この揺動型歯車装置は、例えば自動車のステアリング装置に介装され、ステアリングホイールの回転に対する車輪の切れ角を可変とする伝達比可変機構に適用される。
【００２２】
略円柱形の第１の入力軸１は軸受１１および軸受２１を介して略円筒形のハウジング４に回転可能に支承されている。また、第１の入力軸１には、入力軸歯車であって傘歯車である第１歯車ｇ１（軸歯車）が歯面を軸方向において出力側（以下、単に、「出力側」という。）に向けて固定されている。また、第１歯車ｇ１の出力側には回転部材であるベアリングギア５が配設されている。このベアリングギア５の内輪５１の軸方向において入力側（以下、単に、「入力側」という。）には、回転部材入力側歯車であるとともに傘歯車である第２歯車ｇ２（回転部材入力側歯車）が形成されている。この第２歯車ｇ２が第１歯車ｇ１と噛合しているため、第１の入力軸１の回転状態においては、第１の入力軸１の回転はベアリングギア５に伝達される。なお、内輪５１の円周部分を、径方向において外方（以下、単に、「外方」という。）から取り囲むように、外輪５２が設けられ、かつ、この内輪５１と外輪５２との間に転動体５３が介接されることにより、ベアリング一体型の歯車であるベアリングギア５が形成されている。この外輪５２は一部図略の電動モータのロータ２に一体的に回転するよう取り付けられている。ロータ２は軸受２２，２３を介してハウジング４に回転可能に支持される。
【００２３】
また、ベアリングギア５の内輪５１の出力側には、回転部材出力側歯車であるとともに傘歯車である第３歯車ｇ３（回転部材出力側歯車）が形成されている。この第３歯車ｇ３の更に出力側には、軸受２４および軸受１２を介して、出力軸３がハウジング４に回転可能に支承されている。また、出力軸３には出力軸歯車であるとともに傘歯車である第４歯車ｇ４が歯面を入力側に向けて固定されている。この第４歯車ｇ４には上述の第３歯車ｇ３が噛合しているため、ベアリングギア５に伝達された回転は、出力軸３に伝達される。なお、上記第１の入力軸１および出力軸３は同一の回転軸６を有している。
【００２４】
上記第１歯車ｇ１〜第４歯車ｇ４を外方から取り囲むように、略円筒形の第２の入力軸であるロータ２が、軸受２２および軸受２３を介して、ハウジング４に支承されている。このロータ２の内周面２５は、回転軸６に対して偏芯した円筒形をなしている。更に、この内周面２５に上述のベアリングギア５の外輪５２が内嵌されている。その結果、外輪５２ひいてはベアリングギア５は回転軸６に対して偏芯した状態で備えられている。
【００２５】
まず、第１の入力軸１および第２の入力軸であるロータ２からの入力と出力軸３との関係について説明する。
最初に、図１の状態において、第２の入力軸であるロータ２を固定し、第１の入力軸１が回転状態にある場合について説明する。ロータ２が固定されているため、内嵌されたベアリングギア５の外輪５２も固定されている。従って、ベアリングギア５はその回転軸が固定された状態に保たれる。この状態において第１の入力軸１の回転は、第１歯車ｇ１および第２歯車ｇ２を介して、ベアリングギア５の内輪５１に伝達されるとともに、内輪５１に伝達された回転は、第３歯車ｇ３および第４歯車ｇ４を介して、出力軸３に伝達されるため、第１の入力軸１の回転は、第１歯車ｇ１〜第４歯車ｇ４のギア比に応じて減速され出力軸３に伝達される。
【００２６】
次に、図１の状態において第１の入力軸１を固定し、第２の入力軸であるロータ２が回転状態にある場合について説明する。ロータ２が回転しているため、内嵌されたベアリングギア５の外輪５２も回転する。ここで、ロータ２の内周面２５は、回転軸６に対して偏芯した円筒形をなしているため、外輪５２を介してベアリングギア５全体が偏芯軸を変化させながら回転する揺動運動を行うことになる。ここで第１の入力軸１は固定されているため、ロータ２の回転は外輪５２を介して、ベアリングギア５に伝達されるとともに、ベアリングギア５に伝達された回転は、第３歯車ｇ３および第４歯車ｇ４を介して、出力軸３に伝達されるため、ロータ２の回転は、第１歯車ｇ１〜第４歯車ｇ４のギア比に応じて減速され出力軸３に伝達される。このように第１の入力軸１または第２の入力軸であるロータ２のいずれかが固定されている場合においては、固定されていない入力軸からの回転が第１歯車ｇ１〜第４歯車ｇ４のギア比に応じて減速され出力軸３に伝達される。
【００２７】
更に、図１の状態において第１の入力軸１および第２の入力軸であるロータ２が回転状態にある場合について説明する。この場合にはベアリングギア５全体が揺動運動することによって第２の入力軸であるロータ２の回転が出力軸３に伝達されるとともに、第１の入力軸１の回転も出力軸３に伝達される。従って、第１の入力軸１の回転と第２の入力軸であるロータ２の回転とを出力軸３に伝達することができる。このように第１の入力軸１または第２の入力軸であるロータ２のいずれもが固定されていない場合においては第１の入力軸１および第２の入力軸であるロータ２からの回転が、第１歯車ｇ１〜第４歯車ｇ４のギア比に応じて減速され出力軸３に伝達される。即ち、第２の入力軸であるロータ２の回転を制御することにより、第１の入力軸１から出力軸３への伝達比を自在に変化させることが可能である。
【００２８】
次に減速比について、場合を分けて説明する。まず、第２の入力軸であるロータ２を固定し、第１の入力軸１が回転状態にある場合について説明する。第１歯車ｇ１の歯数ｎ１と第２歯車ｇ２の歯数ｎ２の比、つまりｎ１／ｎ２に対応して、第１の入力軸１の回転がベアリングギア５に伝達される。例えば、第１歯車ｇ１の歯数ｎ１が３８であり、第２歯車ｇ２の歯数ｎ２が４０であれば、第１の入力軸１が１回転することにより第１歯車ｇ１が１回転すると第２歯車ｇ２が３８／４０回転し、第１の入力軸１の回転がベアリングギア５に伝達される。即ち、この場合３８／４０の第１段の減速が行われることとなる。
【００２９】
同様に、第３歯車ｇ３の歯数ｎ３と第４歯車ｇ４の歯数ｎ４の比、つまりｎ３／ｎ４に対応して、第２の入力軸であるロータ２の回転がベアリングギア５に伝達される。例えば、第３歯車ｇ３の歯数ｎ３が４０であり、第４歯車ｇ４の歯数ｎ４が４０であれば、ベアリングギア５の内輪５１が１回転することにより第３歯車ｇ３が１回転すると第４歯車ｇ４が４０／４０回転し、第１の入力軸１の回転がベアリングギア５に伝達される。即ち、この場合４０／４０の第２段の減速が行われることとなる。従って、第１段および第２段の減速により、第１の入力軸１の回転は、ｎ３／ｎ４×ｎ１／ｎ２＝（ｎ１・ｎ３）／（ｎ２・ｎ４）の減速比で減速されることとなる。上記例であれば３８／４０×４０／４０＝（４０・３８）／（４０・４０）＝０．９５、即ち約９５．０％の減速比が得られる。
【００３０】
次に、第１の入力軸１を固定し、第２の入力軸であるロータ２が回転状態にある場合について説明する。第１歯車ｇ１の歯数ｎ１と第２歯車ｇ２の歯数ｎ２の差、つまりｎ２−ｎ１に対応して、ロータ２の回転がベアリングギア５の内輪５１に伝達される。例えば、第１歯車ｇ１の歯数ｎ１が３８であり、第２歯車ｇ２の歯数ｎ２が４０であれば、ロータ２が１回転することにより外輪５２が１回転すると第２歯車ｇ２が４０−３８即ち２歯分の回転として、ロータ２の回転が内輪５１に伝達される。従って減速比は（ｎ２−ｎ１）／ｎ２となる。即ち、この場合（４０−３８）／４０の第１段の減速が行われることとなる。
【００３１】
第２の入力軸であるロータ２が回転状態にある場合、一方において、第４歯車ｇ４の歯数ｎ４と第３歯車ｇ３の歯数ｎ３の差、つまりｎ４−ｎ３に対応して、ロータ２の回転がベアリングギア５を介して出力軸３に伝達される。例えば、第３歯車ｇ３の歯数ｎ３が４０であり、第４歯車ｇ４の歯数ｎ４が４０であれば、ベアリングギア５の内輪５１が１回転することにより第３歯車ｇ３が１回転すると第４歯車ｇ４が、４０−４０即ち０歯分の回転として、ロータ２の回転が出力軸３に伝達される。従って減速比は（ｎ４−ｎ３）／ｎ４となる。ここで、第１段の減速によって第１歯車ｇ１の歯数ｎ１と第２歯車ｇ２との比だけ第３歯車ｇ３の回転数が減ぜられるため、（ｎ４−ｎ３）／ｎ４×ｎ１／ｎ２、即ち、この場合（４０−４０）／４０×３８／４０の第２段の減速が行われることとなる。従って、第１段の減速と第２段の減速をあわせて、
（ｎ２−ｎ１）／ｎ２＋（ｎ４−ｎ３）／ｎ４×ｎ１／ｎ２
即ち、（４０−３８）／４０＋（（４０−４０）／４０×３８／４０
＝０．０５
即ち約５．００％の減速比が得られる。
【００３２】
このように第１歯車ｇ１〜第４歯車ｇ４の歯数ｎ１〜ｎ４を変えることにより減速比を自在に変えることが可能であり、特に第２の入力軸であるロータ２からの入力に対しては、大きな減速比を容易に得ることが可能である。
【００３３】
ところで、第１歯車ｇ１と第２歯車ｇ２との噛合部分を模式図的に表現した図２（ａ）および、第１歯車ｇ１と第２歯車ｇ２の噛合部分を拡大表示した図２（ｂ）に示すように、第１歯車ｇ１には半円柱状の凹溝ｇ１１が形成されているとともに、この凹溝ｇ１１には円柱形の転動体ｇ１２が転動可能に支持されている。なお、半円柱状の凹溝ｇ１１に円柱形の転動体ｇ１２が支持されているため、転動体ｇ１２の外周面の略半分が第２歯車ｇ２側に突出しており、この突出部分が第１歯車ｇ１の凸歯として機能する。一方、第１歯車ｇ１に形成された凹溝ｇ１１と同様の凹溝ｇ２１が、第２歯車ｇ２に形成されている。この凹溝ｇ２１が第２歯車ｇ２の凹歯として機能する。即ち、転動体ｇ１２の第２歯車ｇ２側に突出した部分が第２歯車ｇ２の凹溝ｇ２１と噛合する。従って、転動体ｇ１２と凹溝ｇ２１の噛合時に生ずる摺動は、図２（ｂ）に矢印ａ１で示した、転動体ｇ１２の転動によって吸収される。よって、バックラッシュを設ける必要がないため、噛み合わせ調整を精密に行うことが可能となり、振動や騒音を低減することができる。また、各歯車間に予圧を与えることができるため、噛み合わせ調整を一層精密に行うことが可能となり、振動や騒音を低減することができる。
【００３４】
同様に、第４歯車ｇ４には半円柱状の凹溝ｇ４１が形成されているとともに、この凹溝ｇ４１には円柱形の転動体ｇ４２が転動可能に支持されている。なお、半円柱状の凹溝ｇ４１に円柱形の転動体ｇ４２が支持されているため、転動体ｇ４２の外周面の略半分が第３歯車ｇ３側に突出しており、この突出部分が第４歯車ｇ４の凸歯として機能する。一方、第４歯車ｇ４に形成された凹溝ｇ４１と同様の凹溝ｇ３１が、第３歯車ｇ３に形成されている。この凹溝ｇ３１が第３歯車ｇ３の凹歯として機能する。即ち、転動体ｇ４２の第３歯車ｇ３側に突出した部分が第３歯車ｇ３の凹溝ｇ３１と噛合する。従って、転動体ｇ４２と凹溝ｇ３１の噛合時に生ずる摺動は、転動体ｇ４２の転動によって吸収される。よって、バックラッシュを設ける必要がないため、噛み合わせ調整を精密に行うことが可能となり、振動や騒音を低減することができる。また、各歯車間に予圧を与えることができるため、噛み合わせ調整を一層精密に行うことが可能となり、振動や騒音を低減することができる。
【００３５】
第１歯車ｇ１の構造をより具体的に説明する。第１歯車ｇ１の第２歯車ｇ２と噛合する部分を図２のＡ―Ａ方向からの一部拡大図として表示した図３に示すように、第１歯車ｇ１には半円柱状の凹溝ｇ１１が形成されているとともに、この凹溝には円柱形の転動体ｇ１２が転動可能に支持されている。なお、半円柱状の凹溝に円柱形の転動体ｇ１２が支持されているため、転動体ｇ１２の外周面の略半分が第２歯車ｇ２側（出力側）に突出しており、この突出部分が第１歯車ｇ１の凸歯として機能する。一方、第１歯車ｇ１に形成された凹溝ｇ１１と同様の凹溝ｇ２１が、第２歯車ｇ２に形成されており、この凹溝ｇ２１が第２歯車ｇ２の凹歯として機能する。係る構造により、突出部分が第１歯車ｇ１の凸歯として機能する転動体ｇ１２が、矢印ａ２で示した方向に直線移動することにより、転動体ｇ１２と凹溝ｇ２１の噛合時に生ずる摺動が更に吸収される。このことによっても上記と同様に噛み合わせ調整を精密に行うことが可能となり、振動や騒音を低減することができる。
【００３６】
上述した、一般的な減速比率を有する揺動型歯車装置の騒音を、図１に示す集音機８によって測定した結果の一例を図７に示す。第１の入力軸１を固定し、ロータ２を回転させることにより、出力軸３を回転させ、回転数ごとに騒音を測定した。図７（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ出力軸３の回転数１〜４ｒａｄ／ｓにおける騒音の発生する周波数と、音圧の関係を示すグラフである。ｇ１〜ｇ４の歯数比は上述したように、
ｇ１：ｇ２：ｇ３：ｇ４＝ｎ１：ｎ２：ｎ３：ｎ４＝３８：４０：４０：４０である。
【００３７】
図７（ａ）に示した出力軸３の回転数１ｒａｄ／ｓの場合においては明確ではないものの、図７（ｂ）に示した回転数２ｒａｄ／ｓの場合以降、回転数が多いほど、所定の周波数における音圧がピークとして観測されている。これは、図中にも示したように、ｇ１〜ｇ４の各歯車の歯数ｎ１〜ｎ４に比例した特定の周波数帯域に発生していると考えられる。即ち、図７（ｂ）・２ｒａｄ／ｓにおいて２５０Ｈｚ，５００Ｈｚ，７５０Ｈｚ近辺に見られるピークと同様のピークが、図７（ｃ）・３ｒａｄ／ｓにおける３７５Ｈｚ，７５０Ｈｚ，１０２５Ｈｚ近辺と、図７（ｄ）・４ｒａｄ／ｓにおける５００Ｈｚ，１０００Ｈｚ，１５００Ｈｚ近辺に見られる。２ｒａｄ／ｓの場合に比して、それぞれ１．５倍、２倍の周波数帯域に同様のピークが発生していることから、かかる特定の周波数帯域における騒音のピークは歯車の歯数に依存しているものと考えられる。つまり、歯数と回転数に比例した騒音が、図７（ｂ）〜（ｄ）にピークとしてしめされたものだと考えられる。また、最も低い周波数のピークを基準とすると周波数が２倍のピークおよび３倍のピークが現れていることから、高周波側のピークはそれぞれ２倍音、３倍音のピークであると考えられる。以後、最も低い周波数のピークを１次ピークとし、高周波側のピークを順に２次ピーク、３次ピークとする。
【００３８】
ところで、音圧総量が同じであっても、特定の周波数帯域にピークを持つ騒音は体感的に不快に感じられることが知られている。逆に、全波長帯において満遍なく音圧が分布している騒音は、いわゆるホワイトノイズといわれ、不快度が小さいことが知られている。
【００３９】
一方、上述した例においては、歯車ｇ１〜ｇ４の、歯数ｎ１〜ｎ４は歯数ｎ１のみ３８であり他は全て４０であったため、互いに共鳴し、同一周波数帯に１次ピーク、２次ピーク、３次ピークを持つ騒音を発生させたと考えられる。
【００４０】
そこで、本実施形態においては、入力軸歯車である第１歯車ｇ１と回転部材入力側歯車である第２歯車ｇ２とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、出力軸歯車である第４歯車ｇ４と回転部材出力側歯車である第３歯車ｇ３とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とすることを特徴とする。具体的には、第１歯車ｇ１の歯数ｎ１と第４歯車ｇ４の歯数ｎ４とを異なる歯数にすることにより、入力軸歯車と回転部材入力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、出力軸歯車と回転部材出力側歯車とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とする。係る構成により、騒音の発生する周波数帯域が分散され、体感する騒音量を減らすことが可能である。
【００４１】
例えば、
ｇ１：ｇ２：ｇ３：ｇ４＝ｎ１：ｎ２：ｎ３：ｎ４＝３８：４０：２０：２０とした場合の、騒音の発生する周波数と音圧との関係を示すグラフを図４（ａ）〜（ｄ）に示す。測定条件は、同じく第１の入力軸１を固定し、ロータ２を回転させることにより、出力軸３を回転させ、回転数ごとに騒音を測定した。
【００４２】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、低回転域では、図７（ａ）〜（ｃ）においては見られた音圧の目立ったピークの発生が抑制されている。一方、図４（ｄ）に示す４ｒａｄ／ｓの場合においては、５つの音圧のピークが認められる。これは周波数の低いほうから順に歯車ｇ４の（１次）共振ピーク、歯車ｇ１の（１次）共振ピークと歯車ｇ４の倍音（２次）共振ピークの合成ピーク、歯車ｇ４の３倍音（３次）共振ピーク、歯車ｇ１の倍音（２次）共振ピーク、歯車ｇ１の３倍音（３次）共振ピークであると考えられる。従って、低回転領域において、音圧のピークの発生は抑制されており、高回転域においてピークは発生するものの、分散させること成功している。
【００４３】
この場合の減速比を計算する。
（ｎ２−ｎ１）／ｎ２＋（ｎ４−ｎ３）／ｎ４×ｎ１／ｎ２
即ち、（４０−３８）／４０＋（（２０−２０）／２０×３８／４０
＝０．０５
即ち約５．００％の減速比であり、上述した例と変化しない。つまり、ｎ３とｎ４との歯数を揃えれば、２次減速比は常に０となるため、全体の減速比に影響を与えずにｎ３とｎ４とを設定することが可能であることが確認される。
【００４４】
上記実施形態の揺動型歯車装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態の揺動型歯車装置によると、入力軸歯車である第１歯車ｇ１と回転部材入力側歯車である第２歯車ｇ２とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、出力軸歯車である第４歯車ｇ４と回転部材出力側歯車である第４歯車ｇ４とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とするため、騒音が発生する周波数ピークが分散し、不快を感じる騒音を抑制できる。
【００４５】
（２）上記実施形態の揺動型歯車装置によると、入力軸歯車である第１歯車ｇ１の歯数ｎ１と出力軸歯車である第４歯車ｇ４の歯数ｎ４とを異なる歯数にするため、発生する騒音の周波数帯域を容易に異なるものとすることが可能となる。従って、第１歯車ｇ１と回転部材入力側歯車である第２歯車ｇ２とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域と、第４歯車ｇ４と回転部材出力側歯車である第３歯車ｇ３とが噛合するために発生する騒音の周波数帯域とを異なる帯域とするため、騒音が発生する周波数ピークが分散し、不快を感じる騒音を抑制できる。
【００４６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、
ｇ１：ｇ２：ｇ３：ｇ４＝ｎ１：ｎ２：ｎ３：ｎ４＝３８：４０：２０：２０とした場合を示したが、他の構成であってもよい。 
即ち、全体の減速比を変えなければよいのであるから、歯数ｎ３と歯数ｎ４とを同じ歯数とすれば良い。例えば、第１歯車ｇ１と第２歯車ｇ２とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域の整数倍の周波数帯域と、第４歯車ｇ４と第３歯車ｇ３とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域とを、異なる帯域とすることにより騒音発生を抑制してもよい。係る構成によると、第１歯車ｇ１と第２歯車ｇ２とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域の整数倍の周波数帯域と、第４歯車ｇ４と第３歯車ｇ３とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域とを、更に異なる帯域とすることができる。従って、第１歯車ｇ１と第２歯車ｇ２とが噛合することにより発生する騒音の倍音周波数帯域、即ち、２次の騒音ピーク、３次の騒音ピークと、第４歯車ｇ４と第３歯車ｇ３とが噛合することにより発生する騒音のピークとが重なることも防止できる。そのため、騒音発生を一層抑制できる。
【００４７】
より具体的には、歯数ｎ１の整数倍に歯数ｎ４が一致しなければ良いのであって、例えば、
ｇ１：ｇ２：ｇ３：ｇ４＝ｎ１：ｎ２：ｎ３：ｎ４＝３８：４０：５７：５７
としても良い。
【００４８】
・更に、第１歯車ｇ１と第２歯車ｇ２とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域と、第４歯車ｇ４と第３歯車ｇ３とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域の整数倍の周波数帯域とを、更に異なる帯域とすることにより騒音発生を抑制してもよい。係る構成によると、第１歯車ｇ１と第２歯車ｇ２とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域と、第４歯車ｇ４と第３歯車ｇ３とが噛合することにより発生する騒音の周波数帯域の整数倍の周波数帯域とを、更に異なる帯域とする。従って、第４歯車ｇ４と第３歯車ｇ３とが噛合することにより発生する騒音の倍音周波数帯域、即ち、２次の騒音ピーク、３次の騒音ピークと、第１歯車ｇ１と第２歯車ｇ２とが噛合することにより発生する騒音のピークとが重なることも防止できる。そのため、騒音発生を一層抑制できる。
【００４９】
より具体的には、第４歯車ｇ４の歯数ｎ４の整数倍と第１歯車ｇ１の歯数ｎ１とが一致しなければいいのであって、例えば、
ｇ１：ｇ２：ｇ３：ｇ４＝ｎ１：ｎ２：ｎ３：ｎ４＝３８：４０：２８：２８
としても良い。
【００５０】
・上記実施形態においては、第３歯車の歯数ｎ３と第４歯車ｇ４の歯数ｎ４とを同数とした状態を維持することで、全体の減速比に影響を与えず、歯数ｎ１と歯数ｎ４とを異なる数としているが、他の構成であっても良い。要は、全体の減速比を変えなければよいのであるから、歯数ｎ１〜ｎ４を全体的に調整して、歯数ｎ１と歯数ｎ４とを異なる数としても良い。この場合であっても同様に、騒音発生を抑制させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、騒音が抑制された揺動型歯車装置に関するものであるため、小型で高減速比を要する機器に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１…第１の入力軸、２…ロータ（第２の入力軸）、３…出力軸、４…ハウジング、５…ベアリングギア（回転部材）、６…回転軸、８…集音機、１１…軸受、１２…軸受、２１…軸受、２２…軸受、２３…軸受、２５…内周面、５１…内輪、５２…外輪、５３…転動体、５５…保持器、ｇ１…第１歯車（入力軸歯車）、ｇ２…第２歯車（回転部材入力側歯車）、ｇ３…第３歯車（回転部材出力側歯車）、ｇ４…第４歯車（出力軸歯車）、ｇ１１…凹溝、ｇ１２…転動体、ｇ２１…凹溝、ｇ３１…凹溝、ｇ４１…凹溝、ｇ４２…転動体、１０１…第１の入力軸、１０２…ロータ（第２の入力軸）、１０３…出力軸、１０４…ハウジング、１０５…ベアリングギア、１０６…回転軸、１１１…軸受、１２１…軸受、１２２…軸受、１２３…軸受、１５１…内輪、１５２…外輪、１５３…転動体、ｇ１０１…第１歯車（入力軸歯車）、ｇ１０２…第２歯車（回転部材入力側歯車）、ｇ１０３…第３歯車（（回転部材出力側歯車）、ｇ１０４…第４歯車（出力軸歯車）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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