CN111577420A - 气门正时变更装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种气门正时变更装置，谋求气门正时变更装置的结构的简化、低成本化、小型化等，并确保应用于排气门的凸轮轴时的故障保护功能。为了变更凸轮轴(2)和与曲轴的旋转联动的外壳转子(10)的相对的旋转相位，将由凸轮轴驱动的排气门的开闭时期变更成提前角侧或滞后角侧，而包括：旋转构件(80)，受到旋转驱动力而被旋转驱动；外齿轮(50)，与旋转构件联动；第一内齿轮(20)，与外齿轮直接或间接地咬合，并且与外壳转子一体地旋转；以及第二内齿轮(30)，与外齿轮直接或间接地咬合，并且与凸轮轴一体地旋转，且具有比第一内齿轮的齿数少的齿数。据此，可达成低成本化、小型化等，并确保应用于排气门的凸轮轴时的故障保护功能。

Description

气门正时变更装置

技术领域

本发明涉及一种内燃发动机的气门正时(valve timing)变更装置，且特别涉及一种在变更排气门(exhaust valve)的开闭时期(气门正时)时应用的气门正时变更装置。

背景技术

作为先前的气门正时变更装置，已知有如下的气门正时变更装置，其包括：正时链轮，与曲轴的旋转联动；从动构件，与排气侧的凸轮轴一体地旋转；相位变更机构，插装在正时链轮与从动构件之间，变更两者的相对旋转相位；以及扭转弹簧，相对于正时链轮，朝提前角(advance angle)侧对排气侧的凸轮轴施力(例如，参照专利文献1)。

此处，相位变更机构包含电动马达、使电动马达的输出减速的减速机构，在电动马达等发生了故障的情况下，扭转弹簧作为相对于正时链轮，朝提前角侧对排气侧的凸轮轴施力的故障保护(fail safe)用元件发挥功能。

但是，在所述装置中，由于采用扭转弹簧，因此导致由确保其配置空间所引起的装置的大型化、伴随零件的增加的成本的增加，且为了胜过扭转弹簧所施加的力来使相位变更成为可能，而导致电动马达的大型化等。

另外，在扭转弹簧已破损成折损等的情况下，无法获得故障保护功能。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第6054760号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是鉴于所述情况而成者，其目的在于解决所述先前技术的问题点，提供一种可谋求结构的简化、低成本化、小型化等，且可确保应用于排气门的凸轮轴时的故障保护功能的气门正时变更装置。

解决问题的技术手段

本发明的气门正时变更装置是变更凸轮轴和与曲轴的旋转联动的外壳转子(housing rotor)的相对的旋转相位，将由凸轮轴驱动的排气门的开闭时期变更成提前角侧或滞后角(retard angle)侧的气门正时变更装置，其包括：旋转构件，受到旋转驱动力而被旋转驱动；外齿轮，与旋转构件联动；第一内齿轮，与外齿轮直接或间接地咬合，并且与外壳转子一体地旋转；以及第二内齿轮，与外齿轮直接或间接地咬合，并且与凸轮轴一体地旋转，且具有比第一内齿轮的齿数少的齿数。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：外齿轮为了与第一内齿轮及第二内齿轮直接地咬合而形成为可弹性变形，且旋转构件包含凸轮部，所述凸轮部对外齿轮带来产生椭圆变形并使其咬合的凸轮作用。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：旋转构件的凸轮部经由可进行椭圆变形的轴承而嵌入外齿轮的内侧。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：外齿轮为了与第一内齿轮及所述第二内齿轮直接地咬合而形成为圆环状，且旋转构件包含偏心部，所述偏心部带来使外齿轮偏心并与第一内齿轮及第二内齿轮咬合的偏心作用。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：旋转构件的偏心部经由轴承而嵌入外齿轮的内侧。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：第二内齿轮的齿数与外齿轮的齿数相同。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：外齿轮以经由行星齿轮而与第一内齿轮及第二内齿轮间接地咬合的方式配置，且旋转构件作为外齿轮的一部分而一体地形成在外齿轮。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：外壳转子经由第二内齿轮，环绕凸轮轴的轴线可旋转地得到支撑。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：包括与凸轮轴接合的间隔构件，第二内齿轮经由间隔构件而固定在凸轮轴，且间隔构件以相对于外壳转子，相对的旋转范围受到限制的方式形成。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：外壳转子包括在外周具有链轮的圆筒状的第一外壳、及与第一外壳结合并具有使旋转构件的端部露出的开口部的圆板状的第二外壳。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：包括对旋转构件施加旋转驱动力的电动马达。

在所述气门正时变更装置中，也可以采用如下的结构：电动马达包括外壳、及转动自如地支撑在外壳并与旋转构件连结的旋转轴，且外壳固定在发动机的盖构件。

发明的效果

根据形成所述结构的气门正时变更装置，可达成结构的简化、低成本化、小型化等，并确保应用于排气门的凸轮轴时的故障保护功能。

附图说明

图1是示意性地表示将本发明的第一实施方式的气门正时变更装置应用于发动机的排气用的凸轮轴的结构的立体图。

图2是表示第一实施方式的气门正时变更装置及电动马达的关系的部分剖面图。

图3是表示第一实施方式的气门正时变更装置与凸轮轴的关系的图，且为从斜前方观察的分解立体图。

图4是表示第一实施方式的气门正时变更装置与凸轮轴的关系的图，且为从斜后方观察的分解立体图。

图5是第一实施方式的气门正时变更装置已被组装在凸轮轴的状态下的立体剖面图。

图6是从斜前方观察第一实施方式的气门正时变更装置的分解立体图。

图7是从斜后方观察第一实施方式的气门正时变更装置的分解立体图。

图8是从斜前方观察本发明的第二实施方式的气门正时变更装置的外观立体图。

图9是第二实施方式的气门正时变更装置的立体剖面图。

图10是第二实施方式的气门正时变更装置的剖面图。

图11是从斜前方观察第二实施方式的气门正时变更装置的分解立体图。

图12是从斜后方观察第二实施方式的气门正时变更装置的分解立体图。

图13是从斜前方观察本发明的第三实施方式的气门正时变更装置的外观立体图。

图14是第三实施方式的气门正时变更装置的立体剖面图。

图15是第三实施方式的气门正时变更装置的剖面图。

图16是从斜前方观察第三实施方式的气门正时变更装置的分解立体图。

图17是从斜后方观察第三实施方式的气门正时变更装置的分解立体图。

[符号的说明]

1a：盖构件

2：凸轮轴

S：轴线

5：电动马达

5a：外壳

5b：旋转轴

10、110、210：外壳转子

11、111、211：第一外壳

11a：链轮

12、112、212：第二外壳

12a、112c、212a：开口部

20、120、220：第一内齿轮

Z2、Z22、Z32：第一内齿轮的齿数

30、130、230：第二内齿轮

Z3、Z23、Z33：第二内齿轮的齿数

40、140、240：转子(间隔构件)

50、150：外齿轮

70、170：轴承

80：旋转构件

81：环状部(旋转构件的端部)

82：连结部(旋转构件的端部)

83：凸轮部

180：旋转构件

181：圆筒部(旋转构件的端部)

182：连结部(旋转构件的端部)

183：偏心部

250：外齿轮(旋转构件)

254：环状部(旋转构件的端部)

255：连结部(旋转构件的端部)

260：行星齿轮

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式进行说明。

本发明的气门正时变更装置应用于内燃式的发动机1。

此处，如图1所示，发动机1包括：对排气门进行开闭驱动的凸轮轴2，对进气门(intake valve)进行开闭驱动的凸轮轴3，对应于凸轮轴2来安装的气门正时变更装置M、气门正时变更装置M2、气门正时变更装置M3，对应于凸轮轴3来安装的气门正时变更装置D，使曲轴的旋转与装置M、装置M2、装置M3的链轮11a及装置D的链轮联动的正时链条4。

此处，凸轮轴2是朝环绕轴线S的一方向(图1中的R方向)进行旋转，如图3所示，包括：凸缘状的嵌合部2a、螺钉孔2b、油通道2c、定位销P的嵌合孔2d。

另外，凸轮轴3也与凸轮轴2相同。

而且，气门正时变更装置M、气门正时变更装置M2、气门正时变更装置M3由电动马达5适宜进行驱动控制，由此变更由凸轮轴2驱动的排气门的开闭时期(气门正时)。

另外，气门正时变更装置D也由电动马达6适宜进行驱动控制，由此变更由凸轮轴3驱动的进气门的开闭时期。

此处，如图2所示，电动马达5包括：外壳5a、转动自如地支撑在外壳5a的旋转轴5b。

外壳5a固定在发动机1的一部分，例如盖构件1a。

旋转轴5b环绕凸轮轴2的轴线S产生旋转驱动力，安装在其端部的连结块5c与构成气门正时变更装置M、气门正时变更装置M2、气门正时变更装置M3的一部分的旋转构件连结而施加旋转驱动力。

另外，电动马达6的结构及功能也相同。

如图2、图5～图7所示，第一实施方式的气门正时变更装置M包括：外壳转子10、第一内齿轮20、第二内齿轮30、作为间隔构件的转子40、外齿轮50、承接构件60、轴承70、旋转构件80。

外壳转子10包括：环绕轴线S旋转自如地得到支撑的第一外壳11、通过螺钉b1而与第一外壳11结合的第二外壳12。

第一外壳11使用金属材料来形成为大致圆筒状，包括：链轮11a、圆筒部11b、内周面11c、环状的底壁面11d、油通道11e、油通道11f、提前角侧止动部11g、滞后角侧止动部11h、使螺钉b1拧入的多个螺钉孔11j。

内周面11c为了第一外壳11环绕轴线S旋转自如地得到支撑，而滑动自如地接触第二内齿轮30的外周面31a。

底壁面11d为了第一外壳11被定位在轴线S方向，而滑动自如地接触第二内齿轮30的接合面34的外周区域。

油通道11e在内周面11c中形成为与轴线S平行地伸长的槽状，将经过凸轮轴2的油通道2c及转子40的油通道45而已被引导至第二内齿轮30的内部的润滑油引导至第二内齿轮30的外周面31a与内周面11c的滑动区域。

油通道11f在圆筒部11b的前端面形成为在径向上伸长的槽状，将已被引导至外壳转子10内的润滑油引导至外壳转子10的外部。

提前角侧止动部11g使转子40的提前角侧抵接部46抵接，将凸轮轴2定位在最大提前角位置。

滞后角侧止动部11h使转子40的滞后角侧抵接部47抵接，将凸轮轴2定位在最大滞后角位置。

第二外壳12使用金属材料来形成为圆板状，包括将轴线S作为中心的圆形的开口部12a、使螺钉b1穿过的多个圆孔12b。

开口部12a在旋转构件80的周围空开间隙，使作为旋转构件80的端部的环状部81及连结部82露出。

而且，在相对于第一外壳11，组装已使转子40嵌合的第二内齿轮30，已使承接构件60、第一内齿轮20、外齿轮50及轴承70嵌合的旋转构件80后，通过螺钉b1来将第二外壳12与第一外壳11结合，由此形成环绕轴线S进行旋转的外壳转子10。

此处，外壳转子10经由第二内齿轮30而环绕轴线S可旋转地得到支撑，因此可将固定在凸轮轴2的第二内齿轮30作为基准，进行外壳转子10、外齿轮50、第一内齿轮20的定位。

另外，作为外壳转子10，采用包含第一外壳11及第二外壳12的结构，相对于第一外壳11，收容所述各种零件并结合第二外壳12，由此可容易地组装气门正时变更装置M。

如图6及图7所示，第一内齿轮20使用金属材料，并例如通过锻造来形成为大致圆环状，包括将轴线S作为中心的圆筒部21、齿列22、凸缘部23、使螺钉b1穿过的多个圆孔24。

圆筒部21形成为嵌入第一外壳11的内周面11c的外径尺寸。

齿列22包含齿数Z2，在圆筒部21的内周面上排列成将轴线S作为中心的圆环状来形成，与外齿轮50的齿列51的轴线S方向上的大致一半的前侧区域咬合。此处，所谓“前侧”，在图2中是指轴线S方向的左侧，即，配置电动马达5之侧。

凸缘部23形成为与轴线S垂直的平板状，被夹入第一外壳11与第二外壳12之间来组装。

即，第一内齿轮20通过螺钉b1，以与外壳转子10一体地旋转的方式得到固定，并与外齿轮50咬合。

另外，第一内齿轮20与外壳转子10分开形成且随后安装在外壳转子10，因此与将第一内齿轮20一体形成在外壳转子10的情况相比，制造变得容易，生产性提升。

如图6及图7所示，第二内齿轮30使用金属材料，并例如通过锻造来形成为有底圆筒状，包括：圆筒部31、齿列32、底壁面33、接合面34、嵌合孔35、油通道36、油通道37、内周角R部38。

圆筒部31为了与第一外壳11的内周面11c滑动自如地接触，而划定将轴线S作为中心的外周面31a。

齿列32包含比第一内齿轮20的齿数Z2少的齿数Z3，在圆筒部31的内周面上排列成将轴线S作为中心的圆环状来形成，与外齿轮50的齿列51的轴线S方向上的大致一半的里侧区域咬合。此处，所谓“里侧”，在图2中是指轴线S方向的右侧，即，配置凸轮轴2之侧。

底壁面33作为与轴线S垂直的平坦面来形成，使承接构件60抵接来配置，并且作为紧固螺栓b2的座面发挥功能。

接合面34为了使转子40接合，而形成与底壁面33平行的平坦面。

嵌合孔35为了使转子40的筒状嵌合部42嵌合，而形成将轴线S作为中心的圆形状。

油通道36在底壁面33上，作为在径向上伸长的槽来形成，将经过了转子40的油通道45及筒状嵌合部42的内侧的润滑油引导至第二内齿轮30的内部。

油通道37在圆筒部31的前端面上，作为在径向上伸长的槽来形成，将第二内齿轮30内的润滑油引导至第一外壳11的油通道11e、油通道11f。

内周角R部38是在从底壁面33的边缘连接至圆筒部31的内周面的区域中弯曲来形成的，且在轴线S方向上不存在齿列32的区域。

转子40使用金属材料来形成为大致平板状，如图6及图7所示，包括：贯穿孔41、筒状嵌合部42、嵌合凹部43、定位孔44、油通道45、提前角侧抵接部46、滞后角侧抵接部47。

贯穿孔41以空开润滑油流动的间隙而使紧固螺栓b2穿过的方式，形成将轴线S作为中心的圆形状。

筒状嵌合部42划定贯穿孔41的一部分，并且嵌合在第二内齿轮30的嵌合孔35，另外，以在嵌合状态下不堵塞油通道36的方式，形成将轴线S作为中心的圆筒状。

嵌合凹部43为了使凸轮轴2的嵌合部2a嵌合，而形成将轴线S作为中心的圆形状。

定位孔44以使固定在凸轮轴2的嵌合孔2d的定位销P嵌合的方式形成，起到对环绕轴线S的角度位置进行定位的作用。

油通道45在嵌合凹部43的底壁面上，作为在径向上伸长而与贯穿孔41连通，并且与凸轮轴2的油通道2c连通的槽来形成，将从凸轮轴2的油通道2c供给的润滑油经由贯穿孔41而引导至第二内齿轮30内。

提前角侧抵接部46可脱离地抵接在第一外壳11的提前角侧止动部11g。

滞后角侧抵接部47可脱离地抵接在第一外壳11的滞后角侧止动部11h。

而且，转子40通过筒状嵌合部42嵌合在嵌合孔35，而事先一体地组装在第二内齿轮30。

继而，在已将第一外壳11旋转自如地安装在第二内齿轮30的状态下，使转子40靠近凸轮轴2，将定位销P嵌合在定位孔44，并将嵌合部2a嵌合在嵌合凹部43。由此，将转子40与凸轮轴2接合。

其后，使紧固螺栓b2穿过贯穿孔41而拧入螺钉孔2b，由此第二内齿轮30经由转子40而固定在凸轮轴2。

另外，转子40通过提前角侧抵接部46抵接在提前角侧止动部11g而被定位在最大提前角位置，通过滞后角侧抵接部47抵接在滞后角侧止动部11h而被定位在最大滞后角位置。

即，凸轮轴2的相对于外壳转子10的相对的旋转范围经由转子40而受到限制。

由此，可将可变更气门正时的旋转相位的范围，即从最大滞后角位置至最大提前角位置为止的可调整的角度范围限制成所期望的范围。

此处，通过采用作为间隔构件的转子40，在凸轮轴2的嵌合部2a的形状对应于发动机的规格而不同的情况下，只要对应于各种凸轮轴2来设定转子40，便可将气门正时变更装置M应用于各种发动机。

如图6及图7所示，外齿轮50使用金属材料来形成为可弹性变形的壁厚薄的圆筒状，在其外周面包括齿列51。

齿列51包含与第一内齿轮20的齿数Z2不同的齿数Z1，轴线S方向上的大致一半的前侧区域与第一内齿轮20的齿列22咬合，轴线S方向上的大致一半的里侧区域与第二内齿轮30的齿列32咬合。

另外，在本实施方式中，表示了齿数Z1与齿数Z2不同的情况，但并不限定于此，在满足齿数Z3比齿数Z2少这一条件的前提下，齿数Z1也可以与齿数Z2相同。

而且，外齿轮50经由轴承70而受到旋转构件80的凸轮部83的凸轮作用，由此变形成椭圆状，在两个区域与第一内齿轮20直接地咬合，并且在两个区域与第二内齿轮30直接地咬合。

如图6及图7所示，承接构件60使用金属材料来形成为构成平板的圆环状，并且以形成第二内齿轮30的内周角R部38的轴线S方向上的长度尺寸以上的厚度的方式形成。

而且，承接构件60以接触第二内齿轮30的底壁面33的方式来组装，起到如下的作用：在轴线S方向上承接外齿轮50的端面，并且限制外齿轮50进入内周角R部38侧。

如此，通过采用承接构件60，在第二内齿轮30中不需要追加的切削作业等，作为整体，可达成低成本化。

另外，当在第二内齿轮30中，不存在内周角R部38，在内周角区域形成环状槽时，或者当在轴线S方向的整个区域中形成齿列33时，也可以废除承接构件60。

如图2所示，轴承70包括：环状的内圈71、环状的外圈72、转动自如地配置在内圈71与外圈72之间的多个转动体73，保持多个转动体73的保持器74。

内圈71使用金属材料来形成为可弹性变形的环形带状，旋转构件80的凸轮部83嵌入其内侧。

外圈72使用金属材料来形成为可弹性变形的环形带状，嵌入外齿轮50的内侧。

多个转动体73使用金属材料来形成为球体，被夹入内圈71与外圈72之间，并且环绕轴线S等间隔地由保持器74保持。

保持器74使用金属材料来形成为可弹性变形的环形带状，且以等间隔转动自如地保持多个转动体73。

而且，轴承70的内圈71及外圈72沿着旋转构件80的凸轮部83变形成椭圆状。

如此，轴承70在进行了椭圆变形的状态下介于旋转构件80的凸轮部83与外齿轮50之间，因此可伴随旋转构件80的旋转，使外齿轮50顺利地进行椭圆变形。

如图6及图7所示，旋转构件80使用金属材料来形成为大致圆筒状，包括环状部81、连结部82、凸轮部83。

环状部81形成将轴线S作为中心的圆环状。

连结部82在环状部81的内侧，作为朝向与轴线S垂直的径向中心开口的U字状肋材来形成，与构成旋转轴5b的一部分的连结块5c连结。

另外，连结部82为了具有脆弱性，以在产生了过大负荷时断绝与旋转轴5b之间的旋转力的传达，一部分也可以包括树脂材料。

凸轮部83形成为划定其外周面在与轴线S垂直的直线方向上具有长轴的椭圆形的椭圆环状，对外齿轮50带来产生椭圆变形的凸轮作用。

而且，旋转构件80连结电动马达5的旋转轴5b而被施加旋转驱动力，另外，通过旋转构件80进行旋转，凸轮部83对外齿轮50带来凸轮作用。

由此，处于与第一内齿轮20及第二内齿轮30咬合的状态下的外齿轮50进行椭圆变形，且其咬合位置环绕轴线S连续地进行变化。

在所述结构中，对外齿轮50的齿数Z1、第一内齿轮20的齿数Z2、及第二内齿轮30的齿数Z3(Z3＜Z2)的关系进行说明。

此处，若将与由电动马达5进行旋转驱动的旋转构件80联动的外齿轮50设为输入，将与凸轮轴2一体地旋转的第二内齿轮30设为输出，通过上胶法来固定与外壳转子10一体地旋转的第一内齿轮20，并计算速度比i，则变成i＝1－(Z2/Z3)。

而且，由于将第二内齿轮30的齿数Z3设定得比第一内齿轮20的齿数Z2少，因此速度比i的值始终变成负值。

即，相对于输入侧的旋转方向，输出侧的旋转方向变成反向，仅通过第一内齿轮20的齿数Z2与第二内齿轮30的齿数Z3的齿数的关系，便可决定相对于输入侧的旋转的输出侧的旋转方向。

在本实施方式中，例如设定成外齿轮50的齿数Z1＝200、第一内齿轮20的齿数Z2＝202、第二内齿轮30的齿数Z3＝200。

在此情况下，速度比i＝1－(202/200)＝-0.01。

即，作为减速机构，输入侧的旋转速度被减速至1/100且作为逆旋转被输出。因此，作为电动马达5，可实现省电力、小型化。

继而，对将第一实施方式的气门正时变更装置M应用于发动机1时的运行进行说明。

首先，在不变更排气门的气门正时的情况下，电动马达5以如下的方式得到驱动控制：以与凸轮轴2的旋转速度相同的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的旋转方向，对旋转构件80施加旋转驱动力。

因此，外齿轮50与第一内齿轮20在相互咬合的位置上被锁定，外齿轮50与第二内齿轮30在相互咬合的位置上被锁定。

由此，凸轮轴2与外壳转子10环绕轴线S朝一方向(图1中的R方向)一体地旋转。

在变更排气门的气门正时的情况下，电动马达5以如下的方式得到驱动控制：以与凸轮轴2的旋转速度不同的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向，对旋转构件80施加旋转驱动力。

例如，若电动马达5以如下的方式得到驱动控制，即以比凸轮轴2的旋转速度快的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向，对旋转构件80施加旋转驱动力，则输入侧的旋转构件80相对于凸轮轴2朝环绕轴线S的一方向(图1中的CW方向)相对地进行旋转，输出侧的第二内齿轮30相对于第一内齿轮20朝反向的另一方向(图1中的CCW方向)相对地进行旋转。

即，通过旋转构件80朝一方向(CW方向)相对地进行旋转，相对于外壳转子10，凸轮轴2的旋转相位延迟，排气门的开闭时期被变更成滞后角侧。

另一方面，若电动马达5以如下的方式得到驱动控制，即以比凸轮轴2的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向，对旋转构件80施加旋转驱动力，则输入侧的旋转构件80相对于凸轮轴2朝环绕轴线S的另一方向(图1中的CCW方向)相对地进行旋转，输出侧的第二内齿轮30相对于第一内齿轮20朝反向的一方向(图1中的CW方向)相对地进行旋转。

即，通过旋转构件80朝另一方向(CCW方向)相对地进行旋转，相对于外壳转子10，凸轮轴2的旋转相位前进，排气门的开闭时期被变更成提前角侧。

此处，旋转构件80以如下的方式设定：当通过电动马达5，以比凸轮轴2的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴2的旋转方向(R方向)相同的方向(CW方向)来对其施加旋转驱动力时，进行提前角动作。

因此，假设在电动马达5变成不工作的情况下，通过电动马达5的齿槽转矩(cogging torque)、摩擦力、凸轮轴2的交变转矩(alternating torque)等，而与电动马达5以比凸轮轴2的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向对旋转构件80施加旋转驱动力的情况同样地发挥功能。

即，旋转构件80相对于凸轮轴2朝环绕轴线S的另一方向(图1中的CCW方向)相对地进行旋转，相对于外壳转子10，凸轮轴2的旋转相位前进，排气门的开闭时期被变更成提前角侧。

而且，转子40的提前角侧抵接部46抵接在外壳转子10的提前角侧止动部11g，排气门的开闭时期被维持在最大提前角位置。

如此，排气门的开闭时期被定位在最大提前角位置，因此可减小发动机1的起动时的气门重叠(valve overlap)，可防止进气跑向排气侧的吹过而维持起动性。

即，当电动马达5发生了故障时，可确保发动机1中的故障保护功能。

另外，在所述气门正时变更装置M中，贮存在发动机1的油底壳(oil pan)的润滑油通过油泵等而被供给至凸轮轴2，经过油通道2c、油通道45、贯穿孔41、油通道36，而被引导至第二内齿轮30的内部，经过开口部12a、油通道37、油通道11f而被引导至外壳转子10的外部，在盖构件1a的内部流动而返回至油底壳。如此，也确实地发挥润滑作用，因此可抑制滑动区域的磨耗或劣化，可顺利地变更气门正时。

如上所述，根据第一实施方式的气门正时变更装置M，不需要如先前那样的作为故障保护功能的扭转弹簧，因此可达成结构的简化、低成本化、小型化等，并可在排气门的凸轮轴2中确保故障保护功能。

图8～图12是表示本发明的第二实施方式的气门正时变更装置M2的图，对与所述第一实施方式相同的结构赋予相同的符号并省略说明。

第二实施方式的气门正时变更装置M2包括：外壳转子110、第一内齿轮120、第二内齿轮130、作为间隔构件的转子140、外齿轮150、扣环160、轴承170、旋转构件180、轴承190。

外壳转子110包括：环绕轴线S旋转自如地得到支撑的第一外壳111、通过螺钉b1而与第一外壳111结合的第二外壳112。

第一外壳111使用金属材料来形成为大致圆筒状，包括：链轮11a、圆筒部11b、内周面111c、环状的底壁面111d、提前角侧止动部111g、滞后角侧止动部111h、使螺钉b1拧入的多个螺钉孔11j。

内周面111c为了第一外壳111环绕轴线S旋转自如地得到支撑，而滑动自如地接触第二内齿轮130的外周面131a。

底壁面111d为了第一外壳111被定位在轴线S方向，而滑动自如地接触第二内齿轮130的接合面134的外周区域。

提前角侧止动部111g使转子140的提前角侧抵接部144抵接，将凸轮轴2定位在最大提前角位置。

滞后角侧止动部111h使转子140的滞后角侧抵接部145抵接，将凸轮轴2定位在最大滞后角位置。

第二外壳112使用金属材料来形成为大致圆板状，包括：将轴线S作为中心的圆筒部112a、环状内壁面112b、开口部112c、使螺钉b1穿过的多个圆孔112d。

圆筒部112a以使转动自如地支撑旋转构件180的轴承190嵌合在其内周面的方式形成。

环状内壁面112b与嵌合在旋转构件180的圆筒部181的轴承190邻接来配置，起到限制轴承190在轴线S方向上脱落的作用。

开口部112c在旋转构件180的周围空开间隙，使作为旋转构件180的端部的圆筒部181及连结部182露出。

而且，在相对于第一外壳111，组装已使转子140嵌合的第二内齿轮130，已使第一内齿轮120、外齿轮150及扣环160以及轴承170、轴承190嵌合的旋转构件180后，通过螺钉b1来将第二外壳112与第一外壳111结合，由此形成环绕轴线S进行旋转的外壳转子110。

此处，外壳转子110经由第二内齿轮130而环绕轴线S可旋转地得到支撑，因此可将固定在凸轮轴2的第二内齿轮130作为基准，进行外壳转子110、外齿轮150、第一内齿轮120的定位。

另外，作为外壳转子110，采用包含第一外壳111及第二外壳112的结构，相对于第一外壳111，收容所述各种零件并结合第二外壳112，由此可容易地组装气门正时变更装置M2。

如图11及图12所示，第一内齿轮120使用金属材料，并例如通过锻造来形成为大致圆环状，包括将轴线S作为中心的圆筒部121、齿列122、凸缘部123、使螺钉b1穿过的多个圆孔124。

圆筒部121形成为嵌入第一外壳111的内周面111c的外径尺寸。

齿列122包含齿数Z22，在圆筒部121的内周面上排列成将轴线S作为中心的圆环状来形成，与外齿轮150的齿列151的轴线S方向上的大致一半的前侧区域咬合。此处，所谓“前侧”，在图10中是指轴线S方向的左侧，即，配置电动马达5之侧。

凸缘部123形成为与轴线S垂直的平板状，被夹入第一外壳111与第二外壳112之间来组装。

即，第一内齿轮120通过螺钉b1，以与外壳转子110一体地旋转的方式得到固定，并与外齿轮150咬合。

另外，第一内齿轮120与外壳转子110分开形成且随后安装在外壳转子110，因此与将第一内齿轮120一体形成在外壳转子110的情况相比，制造变得容易，生产性提升。

如图11及图12所示，第二内齿轮130使用金属材料，并例如通过锻造来形成为有底圆筒状，包括：圆筒部131、齿列132、底壁面133、接合面134、贯穿孔135、筒状嵌合部136、定位孔137。

圆筒部131为了与第一外壳111的内周面111c滑动自如地接触，而划定将轴线S作为中心的外周面131a。

齿列132包含比第一内齿轮120的齿数Z22少的齿数Z23，在圆筒部131的内周面上排列成将轴线S作为中心的圆环状来形成，与外齿轮150的齿列151的轴线S方向上的大致一半的里侧区域咬合。此处，所谓“里侧”，在图10中是指轴线S方向的右侧，即，配置凸轮轴2之侧。

底壁面133作为与轴线S垂直的平坦面来形成，作为紧固螺栓b2的座面发挥功能。

接合面134为了使转子140接合，而形成与底壁面133平行的平坦面。

贯穿孔135为了使紧固螺栓b2穿过，而形成将轴线S作为中心的圆形状。

筒状嵌合部136划定贯穿孔135的一部分，并且为了嵌合在转子140的嵌合孔141，而形成将轴线S作为中心的圆筒状。

定位孔137以使固定在凸轮轴2的嵌合孔2d的定位销P嵌合的方式形成，起到对环绕轴线S的角度位置进行定位的作用。

转子140使用金属材料来形成为大致平板状，如图11及图12所示，包括：嵌合孔141、嵌合凹部142、定位孔143、提前角侧抵接部144、滞后角侧抵接部145。

嵌合孔141为了使第二内齿轮130的筒状嵌合部136嵌合，而形成将轴线S作为中心的圆形状。

嵌合凹部142为了使凸轮轴2的嵌合部2a嵌合，而形成将轴线S作为中心的圆形状。

定位孔143以使固定在凸轮轴2的嵌合孔2d的定位销P嵌合的方式形成，起到环绕轴线S进行定位的作用。

提前角侧抵接部144可脱离地抵接在第一外壳111的提前角侧止动部111g。

滞后角侧抵接部145可脱离地抵接在第一外壳111的滞后角侧止动部111h。

而且，转子140通过筒状嵌合部136嵌合在嵌合孔141，而事先组装在第二内齿轮130。

继而，在已将第一外壳111旋转自如地安装在第二内齿轮130的状态下，使转子140靠近凸轮轴2，将定位销P嵌合在定位孔143、定位孔137，并将嵌合部2a与嵌合凹部142接合。由此，将转子140与凸轮轴2接合。

其后，使紧固螺栓b2穿过贯穿孔135而拧入螺钉孔2b，由此第二内齿轮130经由转子140而固定在凸轮轴2。

另外，转子140通过提前角侧抵接部144抵接在提前角侧止动部111g而被定位在最大提前角位置，通过滞后角侧抵接部145抵接在滞后角侧止动部111h而被定位在最大滞后角位置。

即，凸轮轴2的相对于外壳转子110的相对的旋转范围经由转子140而受到限制。

由此，可将可变更气门正时的旋转相位的范围，即从最大滞后角位置至最大提前角位置为止的可调整的角度范围限制成所期望的范围。

此处，通过采用作为间隔构件的转子140，在凸轮轴2的嵌合部2a的形状对应于发动机的规格而不同的情况下，只要对应于各种凸轮轴2来设定转子140，便可将气门正时变更装置M2应用于各种发动机。

如图11及图12所示，外齿轮150使用金属材料来形成为具有刚性的圆环状，包括：齿列151、内周面152、环状底壁面153、环状凸部154。

齿列151排列成将轴线S作为中心的圆环状来形成，包含与第一内齿轮120的齿数Z22不同的齿数Z21，轴线S方向上的大致一半的前侧区域与第一内齿轮120的齿列122咬合，轴线S方向上的大致一半的里侧区域与第二内齿轮130的齿列132咬合。

内周面152为了使已嵌合在旋转构件180的轴承170的外圈172嵌合，而形成将轴线S作为中心的圆筒面。

环状底壁面153使已嵌合在旋转构件180的轴承170的外圈172的端面抵接而在轴线S方向上进行定位。

环状凸部154滑动自如地接触第二内齿轮130的底壁面133，起到使齿列151的里侧与底壁面133仅隔开规定量的作用。

另外，在本实施方式中，表示了齿数Z21与齿数Z22不同的情况，但并不限定于此，在满足齿数Z23比齿数Z22少这一条件的前提下，齿数Z21也可以与齿数Z22相同。

而且，外齿轮150经由轴承170而受到旋转构件180的偏心部183的偏心作用，由此在一个区域与第一内齿轮120直接地咬合，并且在一个区域与第二内齿轮130直接地咬合。

扣环160使用金属材料来形成为大致C形状，嵌入旋转构件180的环状槽185，限制已嵌入旋转构件180的偏心部183的轴承170的脱落。

轴承170是具有刚性的径向轴承，包括：内圈171、外圈172、排列在内圈171与外圈172之间并由保持器保持的多个转动体173。

而且，轴承170介于旋转构件180的偏心部183与外齿轮150的内周面152之间，转动自如地支撑外齿轮150。

如图11及图12所示，旋转构件180使用金属材料来形成为大致圆筒状，包括：圆筒部181、连结部182、偏心部183、凸缘部184、环状槽185。

圆筒部181为了使轴承190的内圈191嵌合，而划定将轴线S作为中心的外周面。

连结部182在圆筒部181的内侧，作为朝向与轴线S垂直的径向中心开口的U字状槽来形成，与构成旋转轴5b的一部分的连结块5c连结。

偏心部183为了使轴承170的内圈171嵌合，而划定将从轴线S朝径向仅偏倚了规定量的轴线作为中心的外周面。即，偏心部183经由轴承170而嵌入外齿轮150的内侧。

凸缘部184以形成比圆筒部181及偏心部183大的外径的方式形成，在轴线S方向上对轴承170、轴承190进行定位。

环状槽185以安装扣环160的方式形成。

而且，旋转构件180连结电动马达5的旋转轴5b而被施加旋转驱动力，另外，通过旋转构件180环绕轴线S进行旋转，偏心部183带来使外齿轮150偏心并与第一内齿轮120及第二内齿轮130咬合的偏心作用。

由此，处于与第一内齿轮120及第二内齿轮130咬合的状态下的外齿轮150偏心，且其咬合位置环绕轴线S连续地进行变化。

轴承190是具有刚性的径向轴承，包括：内圈191、外圈192、排列在内圈191与外圈192之间并由保持器保持的多个转动体193。

而且，轴承190介于旋转构件180的圆筒部181与外壳转子110的圆筒部112a之间，相对于外壳转子110，环绕轴线S转动自如地支撑旋转构件180。

在所述结构中，对外齿轮150的齿数Z21、第一内齿轮120的齿数Z22、及第二内齿轮130的齿数Z23(Z23＜Z22)的关系进行说明。

此处，若将与由电动马达5进行旋转驱动的旋转构件180联动的外齿轮150设为输入，将与凸轮轴2一体地旋转的第二内齿轮130设为输出，通过上胶法来固定与外壳转子110一体地旋转的第一内齿轮120，并计算速度比i，则变成i＝1－(Z22/Z23)。

而且，由于将第二内齿轮130的齿数Z23设定得比第一内齿轮120的齿数Z22少，因此速度比i的值始终变成负值。

即，相对于输入侧的旋转方向，输出侧的旋转方向变成反向，仅通过第一内齿轮120的齿数Z22与第二内齿轮130的齿数Z23的齿数的关系，便可决定相对于输入侧的旋转的输出侧的旋转方向。

在本实施方式中，例如设定成外齿轮150的齿数Z21＝60、第一内齿轮120的齿数Z22＝61、第二内齿轮130的齿数Z23＝60。

在此情况下，速度比i＝1－(61/60)＝-0.0166。

即，作为减速机构，输入侧的旋转速度被减速至约1/60且作为逆旋转被输出。因此，作为电动马达5，可实现省电力、小型化。

继而，对将第二实施方式的气门正时变更装置M2应用于发动机1时的运行进行说明。

首先，在不变更排气门的气门正时的情况下，电动马达5以如下的方式得到驱动控制：以与凸轮轴2的旋转速度相同的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的旋转方向，对旋转构件180施加旋转驱动力。

因此，外齿轮150与第一内齿轮120在相互咬合的位置上被锁定，外齿轮150与第二内齿轮130在相互咬合的位置上被锁定。

由此，凸轮轴2与外壳转子110环绕轴线S朝一方向(图1中的R方向)一体地旋转。

在变更排气门的气门正时的情况下，电动马达5以如下的方式得到驱动控制：以与凸轮轴2的旋转速度不同的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向，对旋转构件180施加旋转驱动力。

例如，若电动马达5以如下的方式得到驱动控制，即以比凸轮轴2的旋转速度快的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向，对旋转构件180施加旋转驱动力，则输入侧的旋转构件180相对于凸轮轴2朝环绕轴线S的一方向(图1中的CW方向)相对地进行旋转，输出侧的第二内齿轮130相对于第一内齿轮120朝反向的另一方向(图1中的CCW方向)相对地进行旋转。

即，通过旋转构件180朝一方向(CW方向)相对地进行旋转，相对于外壳转子110，凸轮轴2的旋转相位延迟，排气门的开闭时期被变更成滞后角侧。

另一方面，若电动马达5以如下的方式得到驱动控制，即以比凸轮轴2的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向，对旋转构件180施加旋转驱动力，则输入侧的旋转构件180相对于凸轮轴2朝环绕轴线S的另一方向(图1中的CCW方向)相对地进行旋转，输出侧的第二内齿轮130相对于第一内齿轮120朝反向的一方向(图1中的CW方向)相对地进行旋转。

即，通过旋转构件180朝另一方向(CCW方向)相对地进行旋转，相对于外壳转子110，凸轮轴2的旋转相位前进，排气门的开闭时期被变更成提前角侧。

此处，旋转构件180以如下的方式设定：当通过电动马达5，以比凸轮轴2的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴2的旋转方向(R方向)相同的方向(CW方向)来对其施加旋转驱动力时，进行提前角动作。

因此，假设在电动马达5变成不工作的情况下，通过电动马达5的齿槽转矩、摩擦力、凸轮轴2的交变转矩等，而与电动马达5以比凸轮轴2的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向对旋转构件180施加旋转驱动力的情况同样地发挥功能。

即，旋转构件180相对于凸轮轴2朝环绕轴线S的另一方向(图1中的CCW方向)相对地进行旋转，相对于外壳转子110，凸轮轴2的旋转相位前进，排气门的开闭时期被变更成提前角侧。

而且，转子140的提前角侧抵接部144抵接在外壳转子110的提前角侧止动部111g，排气门的开闭时期被维持在最大提前角位置。

如此，排气门的开闭时期被定位在最大提前角位置，因此可减小发动机1的起动时的气门重叠，可防止进气跑向排气侧的吹过而维持起动性。

即，当电动马达5发生了故障时，可确保发动机1中的故障保护功能。

另外，在所述气门正时变更装置M2中，也与第一实施方式同样地设置润滑油的供给路径，由此可将贮存在发动机1的油底壳的润滑油经由凸轮轴2而供给至外壳转子110的内部，并引导至外壳转子110的外部，然后穿过盖构件1a的内部而返回至油底壳。由此，也确实地发挥润滑作用，因此可抑制滑动区域的磨耗或劣化，可顺利地变更气门正时。

如上所述，根据第二实施方式的气门正时变更装置M2，不需要如先前那样的作为故障保护功能的扭转弹簧，因此可达成结构的简化、低成本化、小型化等，并可在排气门的凸轮轴2中确保故障保护功能。

图13～图17是表示本发明的第三实施方式的气门正时变更装置M3的图，对与所述第一实施方式或第二实施方式相同的结构赋予相同的符号并省略说明。

第三实施方式的气门正时变更装置M3包括：外壳转子210、第一内齿轮220、第二内齿轮230、作为间隔构件的转子240、外齿轮250、行星齿轮260、托架270、轴承280、支撑构件290。

外壳转子210包括：环绕轴线S旋转自如地得到支撑的第一外壳211、通过螺钉b1而与第一外壳211结合的第二外壳212。

第一外壳211使用金属材料来形成为大致圆筒状，包括：链轮11a、圆筒部11b、内周面211c、环状的底壁面211d、提前角侧止动部211g、滞后角侧止动部211h、使螺钉b1拧入的多个螺钉孔11j。

内周面211c为了第一外壳211环绕轴线S旋转自如地得到支撑，而滑动自如地接触第二内齿轮230的外周面231a。

底壁面211d为了第一外壳211被定位在轴线S方向，而滑动自如地接触第二内齿轮230的接合面234的外周区域。

提前角侧止动部211g使转子240的提前角侧抵接部244抵接，将凸轮轴2定位在最大提前角位置。

滞后角侧止动部211使转子240的滞后角侧抵接部245抵接，将凸轮轴2定位在最大滞后角位置。

第二外壳212使用金属材料来形成为大致圆板状，包括：将轴线S作为中心的圆形的开口部212a、使螺钉b1穿过的多个圆孔212b。

开口部212a在外齿轮250的周围空开间隙，使作为与外齿轮250一体地形成的旋转构件的端部的环状部254及连结部255露出。

而且，在相对于第一外壳211，组装已使转子240嵌合的第二内齿轮230、第一内齿轮220、保持在托架270的行星齿轮260、嵌入有轴承280的外齿轮250，并将支撑构件290组装在轴承280及第二内齿轮230后，通过螺钉b1来将第二外壳212与第一外壳211结合，由此形成环绕轴线S进行旋转的外壳转子210。

此处，外壳转子210经由第二内齿轮230而环绕轴线S可旋转地得到支撑，因此可将固定在凸轮轴2的第二内齿轮230作为基准，进行外壳转子210、外齿轮250、第一内齿轮220的定位。

另外，作为外壳转子210，采用包含第一外壳211及第二外壳212的结构，相对于第一外壳211，收容所述各种零件并结合第二外壳212，由此可容易地组装气门正时变更装置M3。

如图16及图17所示，第一内齿轮220使用金属材料，并例如通过锻造来形成为大致圆环状，包括：将轴线S作为中心的圆筒部221、齿列222、凸缘部223、使螺钉b1穿过的多个圆孔224。

圆筒部221形成为嵌入第一外壳211的内周面211c的外径尺寸。

齿列222包含齿数Z32，在圆筒部221的内周面上排列成将轴线S作为中心的圆环状来形成，与三个行星齿轮260的齿列261的轴线S方向上的大致一半的前侧区域咬合。此处，所谓“前侧”，在图15中是指轴线S方向的左侧，即，配置电动马达5之侧。

凸缘部223形成为与轴线S垂直的平板状，被夹入第一外壳211与第二外壳212之间来组装。

即，第一内齿轮220通过螺钉b1，以与外壳转子210一体地旋转的方式得到固定，并经由行星齿轮260而与外齿轮250咬合。

另外，第一内齿轮220与外壳转子210分开形成且随后安装在外壳转子210，因此与将第一内齿轮220一体形成在外壳转子210的情况相比，制造变得容易，生产性提升。

如图16及图17所示，第二内齿轮230使用金属材料，并例如通过锻造来形成为有底圆筒状，包括：圆筒部231、齿列232、底壁面233、接合面234、贯穿孔235、筒状嵌合部236、定位孔237、嵌合凹部238。

圆筒部231为了与第一外壳211的内周面211c滑动自如地接触，而划定将轴线S作为中心的外周面231a。

齿列232包含比第一内齿轮220的齿数Z32少的齿数Z33，在圆筒部231的内周面上排列成将轴线S作为中心的圆环状来形成，与三个行星齿轮260的齿列261的轴线S方向上的大致一半的里侧区域咬合。此处，所谓“里侧”，在图15中是指轴线S方向的右侧，即，配置凸轮轴2之侧。

底壁面233作为与轴线S垂直的平坦面来形成，空开间隙而与托架270及行星齿轮260的端面相向，承接支撑构件290的环状阶差部294。

接合面234为了使转子240接合，而形成与底壁面233平行的平坦面。

贯穿孔235为了使紧固螺栓b2穿过，而形成将轴线S作为中心的圆形状。

筒状嵌合部236划定贯穿孔235的一部分，并且为了嵌合在转子240的嵌合孔241，而形成将轴线S作为中心的圆筒状。

定位孔237以使固定在凸轮轴2的嵌合孔2d的定位销P嵌合的方式形成，起到对环绕轴线S的角度位置进行定位的作用。

嵌合凹部238为了使支撑构件290的筒状嵌合部293嵌合，而形成将轴线S作为中心的圆形状。

转子240使用金属材料来形成为大致平板状，如图16及图17所示，包括：嵌合孔241、嵌合凹部242、定位孔243、提前角侧抵接部244、滞后角侧抵接部245。

嵌合孔241为了使第二内齿轮230的筒状嵌合部236嵌合，而形成将轴线S作为中心的圆形状。

嵌合凹部242为了使凸轮轴2的嵌合部2a嵌合，而形成将轴线S作为中心的圆形状。

定位孔243以使固定在凸轮轴2的嵌合孔2d的定位销P嵌合的方式形成，起到环绕轴线S进行定位的作用。

提前角侧抵接部244可脱离地抵接在第一外壳211的提前角侧止动部211g。

滞后角侧抵接部245可脱离地抵接在第一外壳211的滞后角侧止动部211h。

如图16及图17所示，外齿轮250使用金属材料来形成为具有刚性的圆环状，包括：齿列251、内周面252、环状底壁面253、环状部254、连结部255。

齿列251排列成将轴线S作为中心的圆环状来形成，包含与第一内齿轮220的齿数Z32及第二内齿轮230的齿数Z33不同的齿数Z31，与三个行星齿轮260的齿列261咬合。

即，外齿轮250经由三个行星齿轮260，在三个区域与第一内齿轮220及第二内齿轮230间接地咬合。

内周面252为了使已嵌合在支撑构件290的轴承280的外圈282嵌合，而形成将轴线S作为中心的圆筒面。

环状底壁面253使已嵌合在支撑构件290的轴承280的外圈282的端面抵接而在轴线S方向上进行定位。

环状部254是在轴线S方向上，在齿列251的前侧形成为圆筒状，作为旋转构件发挥功能。即，旋转构件作为外齿轮250的一部分而一体地形成在外齿轮250。

连结部255作为在与轴线S垂直的径向上切割环状部254的端部而成的切割槽来形成，与构成旋转轴5b的一部分的连结块5c连结。

如图16及图17所示，行星齿轮260使用金属材料来形成为具有刚性的圆柱状，包括齿列261、轴承孔262。

齿列261排列成将轴承孔262作为中心的圆环状来形成，包含齿数Z34，轴线S方向上的大致一半的前侧区域与第一内齿轮220的齿列222咬合，轴线S方向上的大致一半的里侧区域与第二内齿轮230的齿列232咬合。

轴承孔262为了使托架270的支轴273滑动自如地嵌合，而形成圆筒状。

托架270使用金属材料来形成，如图16及图17所示，包括：第一环板271、具有三个圆孔的第二环板272、固定在第一环板271的三个支轴273。

而且，行星齿轮260分别嵌入三个支轴273，三个支轴273的端部被实施穿过第二环板272的圆孔的铆接处理，由此组装托架270，并且行星齿轮260转动自如地得到支撑。

而且，行星齿轮260可自转地支撑在托架270的支轴273，且经由托架270而可环绕轴线S进行公转地得到支撑。

轴承280是具有刚性的径向轴承，包括：内圈281、外圈282、排列在内圈281与外圈282之间并由保持器保持的多个转动体283。

而且，轴承280介于支撑构件290的圆筒部291与外齿轮250的内周面252之间，相对于支撑构件290，转动自如地支撑外齿轮250。

如图16及图17所示，支撑构件290使用金属材料来形成为大致圆筒状，包括：圆筒部291、凸缘部292、筒状嵌合部293、环状阶差部294、贯穿孔295。

圆筒部291为了使轴承280的内圈281嵌合，而形成将轴线S作为中心的圆筒状。

凸缘部292形成比圆筒部291大的外径，以与外齿轮250的环状底壁面253协作来夹入已嵌入圆筒部291的轴承280的方式发挥功能。

筒状嵌合部293为了嵌合在第二内齿轮230的嵌合凹部238，而形成将轴线S作为中心的圆筒状。

环状阶差部294抵接在第二内齿轮230的底壁面233，以与嵌合部2a协作来夹入转子240及第二内齿轮230的方式发挥功能。

贯穿孔295形成将轴线S作为中心的圆形状，以使紧固螺栓b2穿过。

在所述结构中，转子240通过筒状嵌合部236嵌合在嵌合孔241，而事先组装在第二内齿轮230。

继而，在已将第一外壳211旋转自如地安装在第二内齿轮230的状态下，使转子240靠近凸轮轴2，将定位销P嵌合在定位孔243、定位孔237，并将嵌合部2a与嵌合凹部242接合。由此，将转子240与凸轮轴2接合。

其后，将支撑构件290的筒状嵌合部293嵌合在第二内齿轮230的嵌合凹部238，使紧固螺栓b2穿过贯穿孔295、贯穿孔235而拧入螺钉孔2b，由此第二内齿轮230经由转子240而固定在凸轮轴2。

另外，转子240通过提前角侧抵接部244抵接在提前角侧止动部211g而被定位在最大提前角位置，通过滞后角侧抵接部245抵接在滞后角侧止动部211h而被定位在最大滞后角位置。

即，凸轮轴2的相对于外壳转子210的相对的旋转范围经由转子240而受到限制。

由此，可将可变更气门正时的旋转相位的范围，即从最大滞后角位置至最大提前角位置为止的可调整的角度范围限制成所期望的范围。

此处，通过采用作为间隔构件的转子240，在凸轮轴2的嵌合部2a的形状对应于发动机的规格而不同的情况下，只要对应于各种凸轮轴2来设定转子240，便可将气门正时变更装置M3应用于各种发动机。

在所述结构中，对外齿轮250的齿数Z31、第一内齿轮220的齿数Z32、第二内齿轮230的齿数Z33(Z33＜Z32)、及行星齿轮260的齿数Z34的关系进行说明。

此处，若将由电动马达5进行旋转驱动的外齿轮250设为输入，将与凸轮轴2一体地旋转的第二内齿轮230设为输出，通过上胶法来固定与外壳转子210一体地旋转的第一内齿轮220，并计算速度比i，则变成i＝[1－(Z32/Z33)]/[1+(Z32/Z31)]。

而且，由于将第二内齿轮230的齿数Z33设定得比第一内齿轮220的齿数Z32少，因此速度比i的值始终变成负值。

即，相对于输入侧的旋转方向，输出侧的旋转方向变成反向，仅通过第一内齿轮220的齿数Z32与第二内齿轮230的齿数Z33的齿数的关系，便可决定相对于输入侧的旋转的输出侧的旋转方向。

在本实施方式中，例如设定成外齿轮250的齿数Z31＝27，第一内齿轮220的齿数Z32＝63，第二内齿轮230的齿数Z33＝60，行星齿轮260的齿数Z34＝18。

在此情况下，速度比i＝[1－(63/60)]/[1+(63/27)]＝-0.015。

即，作为减速机构，输入侧的旋转速度被减速至约1/66.7且作为逆旋转被输出。因此，作为电动马达5，可实现省电力、小型化。

继而，对将第三实施方式的气门正时变更装置M3应用于发动机1时的运行进行说明。

首先，在不变更排气门的气门正时的情况下，电动马达5以如下的方式得到驱动控制：以与凸轮轴2的旋转速度相同的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的旋转方向，对外齿轮250施加旋转驱动力。

因此，外齿轮250与第一内齿轮220在经由行星齿轮260而相互咬合的位置上被锁定，外齿轮250与第二内齿轮230在经由行星齿轮260而相互咬合的位置上被锁定。

由此，凸轮轴2与外壳转子210环绕轴线S朝一方向(图1中的R方向)一体地旋转。

在变更排气门的气门正时的情况下，电动马达5以如下的方式得到驱动控制：以与凸轮轴2的旋转速度不同的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向，对外齿轮250施加旋转驱动力。

例如，若电动马达5以如下的方式得到驱动控制，即以比凸轮轴2的旋转速度快的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向，对外齿轮250施加旋转驱动力，则输入侧的外齿轮250相对于凸轮轴2朝环绕轴线S的一方向(图1中的CW方向)相对地进行旋转，输出侧的第二内齿轮230相对于第一内齿轮220朝反向的另一方向(图1中的CCW方向)相对地进行旋转。

即，通过外齿轮250朝一方向(CW方向)相对地进行旋转，相对于外壳转子210，凸轮轴2的旋转相位延迟，排气门的开闭时期被变更成滞后角侧。

另一方面，若电动马达5以如下的方式得到驱动控制，即以比凸轮轴2的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向，对外齿轮250施加旋转驱动力，则输入侧的外齿轮250相对于凸轮轴2朝环绕轴线S的另一方向(图1中的CCW方向)相对地进行旋转，输出侧的第二内齿轮230相对于第一内齿轮220朝反向的一方向(图1中的CW方向)相对地进行旋转。

即，通过外齿轮250朝另一方向(CCW方向)相对地进行旋转，相对于外壳转子210，凸轮轴2的旋转相位前进，排气门的开闭时期被变更成提前角侧。

此处，外齿轮250以如下的方式设定：当通过电动马达5，以比凸轮轴2的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴2的旋转方向(R方向)相同的方向(CW方向)来对其施加旋转驱动力时，进行提前角动作。

因此，假设在电动马达5变成不工作的情况下，通过电动马达5的齿槽转矩、摩擦力、凸轮轴2的交变转矩等，而与电动马达5以比凸轮轴2的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴2相同的方向对外齿轮250施加旋转驱动力的情况同样地发挥功能。

即，外齿轮250相对于凸轮轴2朝环绕轴线S的另一方向(图1中的CCW方向)相对地进行旋转，相对于外壳转子210，凸轮轴2的旋转相位前进，排气门的开闭时期被变更成提前角侧。

而且，转子240的提前角侧抵接部244抵接在外壳转子210的提前角侧止动部211g，排气门的开闭时期被维持在最大提前角位置。

如此，排气门的开闭时期被定位在最大提前角位置，因此可减小发动机1的起动时的气门重叠，可防止进气跑向排气侧的吹过而维持起动性。

即，当电动马达5发生了故障时，可确保发动机1中的故障保护功能。

另外，在所述气门正时变更装置M3中，也与第一实施方式同样地设置润滑油的供给路径，由此可将贮存在发动机1的油底壳的润滑油经由凸轮轴2而供给至外壳转子210的内部，并引导至外壳转子210的外部，然后穿过盖构件1a的内部而返回至油底壳。由此，也确实地发挥润滑作用，因此可抑制滑动区域的磨耗或劣化，可顺利地变更气门正时。

如上所述，根据第三实施方式的气门正时变更装置M3，不需要如先前那样的作为故障保护功能的扭转弹簧，因此可达成结构的简化、低成本化、小型化等，并可在排气门的凸轮轴2中确保故障保护功能。

在所述实施方式中，作为减速机构，表示了包含第一内齿轮20、第二内齿轮30、及外齿轮50的波动齿轮式减速机构，包含第一内齿轮120、第二内齿轮130、及外齿轮150的复合内摆线式减速机构，包含第一内齿轮220、第二内齿轮230、外齿轮250、及行星齿轮260的奇异行星齿轮减速机构，但并不限定于此，在针齿轮减速机构、其他减速机构等中，也可以采用本发明。

在所述实施方式中，作为外壳转子，表示了一分为二的外壳转子10、外壳转子110、外壳转子210，但并不限定于此，也可以采用形成其他形态的外壳转子。

另外，在第一实施方式～第三实施方式中，表示了采用轴承70、轴承170、轴承190、轴承280的情况，但并不限定于此，也可以采用适宜废除轴承的结构。

在所述实施方式中，表示了将包含第一内齿轮20、第一内齿轮120、第一内齿轮220及第二内齿轮30、第二内齿轮130、第二内齿轮230的气门正时变更装置M、气门正时变更装置M2、气门正时变更装置M3应用于将发动机1的排气门开闭的凸轮轴2的情况，但通过使第一内齿轮的齿数比第二内齿轮的齿数少，也可以构成应用于将发动机1的进气门开闭的凸轮轴3的气门正时变更装置D。

在此情况下，旋转构件或外齿轮以如下的方式设定：当通过电动马达6，以比凸轮轴3的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴3的旋转方向(R方向)相同的方向(CW方向)来对其施加旋转驱动力时，进行滞后角动作。

因此，假设在电动马达6变成不工作的情况下，通过电动马达6的齿槽转矩、摩擦力、凸轮轴3的交变转矩等，电动马达6相对于旋转构件或外齿轮，以比凸轮轴3的旋转速度慢的旋转速度，朝与凸轮轴3相同的方向进行旋转，旋转构件或外齿轮相对于凸轮轴3朝环绕轴线S的另一方向(图1中的CCW方向)相对地进行旋转，相对于外壳转子，凸轮轴3的旋转相位延迟，进气门的开闭时期被变更成滞后角侧。

而且，转子的滞后角侧抵接部抵接在外壳转子的滞后角侧止动部，进气门的开闭时期被维持在最大滞后角位置。

如此，进气门的开闭时期被定位在最大滞后角位置，因此可减小发动机1的起动时的气门重叠，可防止燃烧气体朝进气侧的吹回，而可维持起动性。即，当电动马达6发生了故障时，可确保发动机1中的故障保护功能。

如上所述，气门正时变更装置M、气门正时变更装置M2、气门正时变更装置M3与气门正时变更装置D除使齿数不同以外，可共用零件，因此有助于发动机整体的低成本化等。

在所述实施方式中，表示了在气门正时变更装置M、气门正时变更装置M2、气门正时变更装置M3中，不包含电动马达5作为构成元件的一部分的情况，但也可以包含电动马达5作为构成元件的一部分。

如上所述，本发明的气门正时变更装置可达成结构的简化、低成本化、小型化等，并确保应用于排气门的凸轮轴时的故障保护功能，因此当然可用作发动机的气门正时变更装置，也可以用作其他减速机、增速机、或变速机等。

Claims (12)

1.一种气门正时变更装置，其变更凸轮轴和与曲轴的旋转联动的外壳转子的相对的旋转相位，将由所述凸轮轴驱动的排气门的开闭时期变更成提前角侧或滞后角侧，其特征在于包括：

旋转构件，受到旋转驱动力而被旋转驱动；

外齿轮，与所述旋转构件联动；

第一内齿轮，与所述外齿轮直接或间接地咬合，并且与所述外壳转子一体地旋转；以及

第二内齿轮，与所述外齿轮直接或间接地咬合，并且与所述凸轮轴一体地旋转，且具有比所述第一内齿轮的齿数少的齿数。

2.根据权利要求1所述的气门正时变更装置，其特征在于，

所述外齿轮为了与所述第一内齿轮及所述第二内齿轮直接地咬合而形成为能够弹性变形，且

所述旋转构件包含凸轮部，所述凸轮部对所述外齿轮带来产生椭圆变形并使其咬合的凸轮作用。

3.根据权利要求2所述的气门正时变更装置，其特征在于，

所述旋转构件的凸轮部经由能够进行椭圆变形的轴承而嵌入所述外齿轮的内侧。

4.根据权利要求1所述的气门正时变更装置，其特征在于，

所述外齿轮为了与所述第一内齿轮及所述第二内齿轮直接地咬合而形成为圆环状，且

所述旋转构件包含偏心部，所述偏心部带来使所述外齿轮偏心并与所述第一内齿轮及所述第二内齿轮咬合的偏心作用。

5.根据权利要求4所述的气门正时变更装置，其特征在于，

所述旋转构件的偏心部经由轴承而嵌入所述外齿轮的内侧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气门正时变更装置，其特征在于，

所述第二内齿轮的齿数与所述外齿轮的齿数相同。

7.根据权利要求1所述的气门正时变更装置，其特征在于，

所述外齿轮以经由行星齿轮而与所述第一内齿轮及所述第二内齿轮间接地咬合的方式配置，且

所述旋转构件作为所述外齿轮的一部分而一体地形成在所述外齿轮。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的气门正时变更装置，其特征在于，

所述外壳转子经由所述第二内齿轮，环绕所述凸轮轴的轴线能够旋转地得到支撑。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的气门正时变更装置，其特征在于，

包括与所述凸轮轴接合的间隔构件，

所述第二内齿轮经由所述间隔构件而固定在所述凸轮轴，且

所述间隔构件以相对于所述外壳转子，相对的旋转范围受到限制的方式形成。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的气门正时变更装置，其特征在于，

所述外壳转子包括：圆筒状的第一外壳，在外周具有链轮；以及圆板状的第二外壳，与所述第一外壳结合，并且具有使所述旋转构件的端部露出的开口部。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的气门正时变更装置，其特征在于，

包括对所述旋转构件施加所述旋转驱动力的电动马达。

12.根据权利要求11所述的气门正时变更装置，其特征在于，

所述电动马达包括外壳、及转动自如地支撑在所述外壳并与所述旋转构件连结的旋转轴，且

所述外壳固定在发动机的盖构件。

Images