CN112585338B - 相位变更单元及气门正时变更装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种相位变更单元及气门正时变更装置。相位变更单元将第一旋转体及第二旋转体的相对的旋转相位加以变更，包括：旋转构件(80)，连结于外部的驱动轴而被施加旋转驱动力；以及相对旋转机构(20、40)，通过旋转构件的旋转而在第一旋转体(CS)与第二旋转体(10)之间产生相对的旋转；并且旋转构件(80)包括：金属制的作用部(84)，作用于相对旋转机构；树脂制的连结部(82)，连结于驱动轴；以及树脂制的脆弱部(82)，发挥在产生过大负荷时阻断与驱动轴之间的旋转力的传递的功能。由此，能够达成结构的简化、组件的件数的削减、低噪音化、低成本化等，在产生过负荷时也能够防止电动马达的破损等。

Description

相位变更单元及气门正时变更装置
技术领域
本发明涉及一种将两个旋转体的旋转相位加以变更的相位变更单元，尤其涉及一种在将内燃引擎的吸气阀或排气阀的开闭时期(气门正时)加以变更时所应用的相位变更单元及使用其的气门正时变更装置。
背景技术
现有的气门正时变更装置已知包括：与曲轴的旋转连动的驱动旋转体、与凸轮轴一体地旋转的从动旋转体、行星式载体、行星齿轮、包括马达轴的电动马达、以及将电动马达的马达轴与行星式载体连结的可动轴接头机构等(例如参照专利文献1)。
此处，可动轴接头机构包括金属制的两个接头构件，成为如下结构：形成将电动马达的旋转驱动力传递至行星式载体的作用，并且在产生过扭力时使设置于接头构件的低强度部破损。
然而，在所述可动轴接头机构及行星式载体的结构中，结构复杂，需要用以对接头构件设置低强度部等的机械加工，导致高成本化。
另外，由于马达轴、两个接头构件、行星式载体等为金属制，故而整体为重量物，因此惯性力矩大，电动马达要求大的输出扭力。
进而，在扭力变动等时，存在金属制的组件彼此碰撞而产生碰撞声的顾虑。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6314816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形成，其目的在于提供一种消除所述现有技术的问题点，实现结构的简化、轻量化、低噪音化、低成本化等，并且在产生过负荷时也能够防止电动马达的破损等的相位变更单元及使用其的气门正时变更装置。
解决问题的技术手段
本发明的相位变更单元是将围绕规定的轴线而旋转的第一旋转体及第二旋转体的相对的旋转相位加以变更的相位变更单元，成为如下结构，其包括：旋转构件，连结于外部的驱动轴而被施加旋转驱动力；以及相对旋转机构，通过利用驱动轴的旋转驱动力，旋转构件旋转，而在第一旋转体与第二旋转体之间产生相对的旋转；并且旋转构件包括：金属制的作用部，作用于相对旋转机构；树脂制的连结部，连结于驱动轴；以及树脂制的脆弱部，发挥在产生过大负荷时阻断与驱动轴之间的旋转力的传递的功能。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：旋转构件是将包括作用部的金属构件与包括连结部及脆弱部的树脂构件一体地结合的构件。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：旋转构件是金属构件与树脂构件通过嵌入成形而一体成形的成形品。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：相对旋转机构包括：第一内齿轮，与第一旋转体一体地旋转；以及环状的外齿轮，与第二旋转体一体地或者以同相位来旋转，并且具有与第一内齿轮不同的齿数且通过旋转构件的作用部发挥作用，能够弹性变形以与第一内齿轮部分地咬合。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：旋转构件的作用部包括凸轮面，对外齿轮施加产生椭圆变形的凸轮作用。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：在外齿轮，经由能够椭圆变形的轴承嵌入有旋转构件的作用部。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：轴承包括：供旋转构件的作用部嵌入的能够弹性变形的环状的内轮、嵌入至外齿轮的内侧的能够弹性变形的环状的外轮、以及配置于内轮与外轮之间的多个转动体。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：包括第二内齿轮，与第二旋转体一体地旋转，并且外齿轮部分地咬合。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：第二旋转体的齿数与外齿轮的齿数相同。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：第二旋转体包括收容相对旋转机构及旋转构件的壳体转子，且第二内齿轮是以与壳体转子一体地旋转的方式来安装。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：壳体转子经由第一内齿轮，以能够围绕所述轴线来旋转的方式而支撑。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：包括与第一旋转体接合的间隔构件，第一内齿轮经由间隔构件而固定于第一旋转体，并且间隔构件是为了对壳体转子限制相对的旋转范围而形成。
所述相位变更单元中，也可采用如下结构：壳体转子包括：圆筒状的第一壳体，在外周具有链轮；以及圆板状的第二壳体，与第一壳体结合，并且具有使旋转构件的连结部露出的开口部。
本发明的气门正时变更装置成为如下结构：包括将凸轮轴和与曲轴连动的壳体转子的相对的旋转相位加以变更的相位变更单元，是将由凸轮轴所驱动的吸气用或排气用的阀的开闭时期变更为提前角侧或滞后角侧的引擎的气门正时变更装置，并且相位变更单元是形成所述结构的任一种相位变更单元，相位变更单元中的第一旋转体为凸轮轴，相位变更单元中的第二旋转体为壳体转子。
所述气门正时变更装置中，也可采用如下结构：包括对相位变更单元所包含的旋转构件施加旋转驱动力的电动马达。
所述气门正时变更装置中，也可采用如下结构：相位变更单元所包含的旋转构件设定为：在以较凸轮轴的旋转速度更快的旋转速度，对与凸轮轴的旋转方向相同的方向施加旋转驱动力时，进行提前角动作。
发明的效果
根据形成所述结构的相位变更单元，能够达成结构的简化、轻量化、低噪音化、低成本化等，并且在产生过负荷时也能够防止电动马达的破损等。
附图说明
图1是自斜前方来看采用本发明的一实施方式的相位变更单元的气门正时变更装置的外观立体图。
图2是在图1所示的气门正时变更装置中，将电动马达自相位变更单元分离而自斜后方来看的分解立体图。
图3是图1所示的气门正时变更装置的剖面图。
图4是本发明的相位变更单元组装于作为第一旋转体的凸轮轴的状态下的立体剖面图。
图5表示本发明的相位变更单元与作为第一旋转体的凸轮轴的关系，是自斜前方来看的分解立体图。
图6表示本发明的相位变更单元与作为第一旋转体的凸轮轴的关系，是自斜后方来看的分解立体图。
图7是自斜前方来看本发明的相位变更单元的分解立体图。
图8是自斜后方来看本发明的相位变更单元的分解立体图。
图9是表示本发明的相位变更单元所包含的旋转构件、轴承、外齿轮、电动马达的驱动轴的相互关系的立体图。
图10是表示本发明的相位变更单元所包含的旋转构件、轴承、外齿轮、电动马达的驱动轴的相互关系的剖面图。
图11是表示将本发明的相位变更单元所包含的旋转构件的树脂构件与金属构件分离的状态的分解立体图。
图12是图11所示的旋转构件的立体剖面图。
图13是表示本发明相位变更单元所包含的旋转构件的其他实施方式的分解立体图。
图14是图13所示的旋转构件的立体剖面图。
[符号的说明]
CS：凸轮轴(第一旋转体)
S：轴线
D：电动马达
D1：驱动轴
D2：连结陀螺(驱动轴)
U：相位变更单元
10：壳体转子(第二旋转体)
11：第一壳体
11a：链轮
12：第二壳体
12a：开口部
20：第一内齿轮(相对旋转机构)
Z1：第一内齿轮的齿数
30：转子(间隔构件)
40：外齿轮(相对旋转机构)
Z2：外齿轮的齿数
60：第二内齿轮
Z3：第二内齿轮的齿数
70：轴承
71：内轮
72：外轮
73：转动体
80、180：旋转构件
A、A2：树脂构件
B、B2：金属构件
82：连结部(脆弱部)
84：作用部
84a：凸轮面
182：连结部
183：脆弱部
具体实施方式
以下，参照随附附图，对本发明的实施方式进行说明。
一实施方式的气门正时变更装置如图1所示，包括相位变更单元U，将凸轮轴CS与链轮11a的相对的旋转相位加以变更。
此处，凸轮轴CS是作为向围绕轴线S的一方向(图1中的R方向)旋转的第一旋转体而发挥功能，如图5所示，包括：帽檐状的嵌合部CS1、螺孔CS2、油通道CS3、定位销P的嵌合孔CS4。
链轮11a形成向围绕轴线S的一方向(R方向)旋转的第二旋转体的一部分，经由链条而与曲轴的旋转连动。
而且，通过相位变更单元U由电动马达D来适当驱动控制，而将由凸轮轴CS所驱动的吸气阀或排气阀的开闭时期(气门正时)加以变更。
此处，电动马达D固定于引擎的一部分、例如链罩构件，如图2及图3所示，包括围绕轴线S而产生旋转驱动力的驱动轴D1。
而且，形成驱动轴D1的一部分的连结陀螺D2与相位变更单元U所包含的旋转构件80的连结部82连结而被施加旋转驱动力。
相位变更单元U如图3、图7、图8所示，包括：作为第二旋转体的壳体转子10、第一内齿轮20、作为间隔构件的转子30、外齿轮40、间隔构件50、第二内齿轮60、轴承70、旋转构件80。
此处，通过利用第一内齿轮20及外齿轮40，旋转构件80旋转，而构成在作为第一旋转体的凸轮轴CS与作为第二旋转体的壳体转子10之间产生相对的旋转的相对旋转机构。
壳体转子10包括：以围绕轴线S而旋转自如的方式来支撑的第一壳体11、以及利用螺钉b1而与第一壳体11结合的第二壳体12。
第一壳体11是使用金属材料而形成为大致圆筒状，包括：链轮11a、圆筒部11b、内周面11c、油通道11d、油通道11e、提前角侧挡件11f、滞后角侧挡件11g、及拧入螺钉b1的多个螺孔11h。
内周面11c是以滑动自如的方式与第一内齿轮20的外周面21a密接，且以围绕轴线S而旋转自如的方式来支撑。
油通道11d形成为在内周面11c与轴线S平行地伸长的槽。而且，油通道11d将经由凸轮轴CS的油通道CS3及转子30的油通道35而引导至第一内齿轮20的内部的润滑油，向第一内齿轮20的外周面21a与内周面11c的滑动区域引导。
油通道11e在圆筒部11b的前端面，形成为在直径方向上向外伸长的槽。而且，油通道11e将经引导至壳体转子10内的润滑油，向壳体转子10的外部引导。
提前角侧挡件11f使转子30的提前角侧抵接部36抵接，而将凸轮轴CS定位于最大提前角位置。
滞后角侧挡件11g使转子30的滞后角侧抵接部37抵接，而将凸轮轴CS定位于最大滞后角位置。
第二壳体12是使用金属材料而形成为圆板状，包括以轴线S为中心的圆形的开口部12a、使螺钉b1通过的多个圆孔12b。
开口部12a于直径方向上在旋转构件80的周围空出间隙，为了使旋转构件80的连结部82露出而形成。
而且，对于第一壳体11组装：使转子30嵌合的第一内齿轮20、间隔构件50、第二内齿轮60、外齿轮40以及使轴承70嵌合的旋转构件80后，第二壳体12利用螺钉b1而与第一壳体11结合，由此形成作为围绕轴线S而旋转的第二旋转体的壳体转子10。
此处，壳体转子10由于经由第一内齿轮20，而以能够围绕轴线S旋转的方式来支撑，故而能够以固定于凸轮轴CS的第一内齿轮20为基准，来进行壳体转子10、外齿轮40、第二内齿轮60的定位。
另外，作为壳体转子10，采用包括第一壳体11及第二壳体12的结构，且对于第一壳体11，收容所述各种组件而结合第二壳体12，由此能够容易地组装相位变更单元U。
第一内齿轮20是使用金属材料，如图7及图8所示，例如通过锻造而形成为有底圆筒状，包括：圆筒部21、齿列22、底壁面23、接合面24、嵌合孔25、油通道26、油通道27、内周角R部28。
圆筒部21为了以滑动自如的方式与第一壳体11的内周面11c接触，而划定以轴线S为中心的外周面21a。
齿列22包括齿数Z1，在圆筒部21的内周面，排列形成为以轴线S为中心的圆环状。
底壁面23形成为与轴线S垂直的平坦面，间隔构件50抵接而配置，并且作为紧固螺栓b2的支承面而发挥功能。
接合面24为了供转子30接合，而形成为与底壁面23平行的平坦面。
嵌合孔25形成为以轴线S为中心的圆形形状，为了使转子30的筒状嵌合部32嵌合而形成。
油通道26在底壁面23，形成为在直径方向上伸长的槽。而且，油通道26将在转子30的油通道35以及筒状嵌合部32的内侧经过的润滑油向第一内齿轮20的内部引导。
油通道27在圆筒部21的前端面，形成为在直径方向上伸长的槽。而且，油通道27将第一内齿轮20内的润滑油向第一壳体11的油通道11d、油通道11e引导。
内周角R部28是在自底壁面23的周缘与圆筒部21的内周面相连的区域中弯曲而形成的区域，是在轴线S方向上不存在齿列22的区域。
转子30是使用金属材料而形成为大致平板状，如图7及图8所示，包括：贯穿孔31、筒状嵌合部32、嵌合凹部33、定位孔34、油通道35、提前角侧抵接部36、滞后角侧抵接部37。
贯穿孔31是为了空出润滑油所流通的间隙，使紧固螺栓b2通过，而形成为以轴线S为中心的圆形形状。
筒状嵌合部32划定贯穿孔31的一部分，并且嵌合于第一内齿轮20的嵌合孔25，另外，为了在嵌合状态下不堵塞油通道26而形成为以轴线S为中心的圆筒状。
嵌合凹部33是为了使凸轮轴CS的嵌合部CS1嵌合，而形成为以轴线S为中心的圆形形状。
定位孔34为了将围绕轴线S的角度位置定位，而以固定于凸轮轴CS的嵌合孔CS4的定位销P嵌合的方式来形成。
油通道35在嵌合凹部33的底壁面，形成为在直径方向伸长而与贯穿孔31连通，并且与凸轮轴CS的油通道CS3连通的槽。
而且，油通道35将自凸轮轴CS的油通道CS3所供给的润滑油，经过贯穿孔31而向第一内齿轮20内引导。
提前角侧抵接部36是以能够脱离地抵接于第一壳体11的提前角侧挡件11f的方式来形成。
滞后角侧抵接部37是以能够脱离地抵接于第一壳体11的滞后角侧挡件11g的方式来形成。
而且，转子30通过筒状嵌合部32嵌合于嵌合孔25，而预先一体地组装于第一内齿轮20。
继而，在第一壳体11以旋转自如的方式安装于第一内齿轮20的状态下，转子30接近凸轮轴CS，定位销P嵌合于定位孔34，且嵌合部CS1嵌合于嵌合凹部33。由此，转子30与凸轮轴CS接合。
然后，紧固螺栓b2在贯穿孔31中通过而拧入螺孔CS2中，由此第一内齿轮20经由转子30而固定于凸轮轴CS。
另外，转子30通过提前角侧抵接部36抵接于提前角侧挡件11f而定位于最大提前角位置，且通过滞后角侧抵接部37抵接于滞后角侧挡件11g而定位于最大滞后角位置。
即，凸轮轴CS经由转子30来限制相对于壳体转子10的相对的旋转范围。
由此，能够将可变更气门正时的旋转相位的范围，即，自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于所需范围。
如此，通过采用作为间隔构件的转子30，在凸轮轴CS的嵌合部CS1的形状根据引擎的规格而不同的情况下，仅通过使转子30与各种凸轮轴CS对应而设定，能够将相位变更单元U应用于各种引擎的气门正时变更装置。
外齿轮40是使用金属材料，如图7及图8所示，形成为能够弹性变形的薄壁的圆筒状，且在其外周面包括齿列41。
齿列41包含与第一内齿轮20的齿数Z1不同的齿数Z2，轴线S方向上的大致一半的深处侧区域与第一内齿轮20的齿列22咬合，且轴线S方向上的大致一半的前侧区域与第二内齿轮60的齿列62咬合。
此处，所谓“前侧”，是指图3中轴线S方向的左侧，所谓“深处侧”，是指图3中轴线S方向的右侧。
而且，外齿轮40通过经由轴承70，受到旋转构件80的作用部84的凸轮作用而变形为椭圆状，与第一内齿轮20在两处部分地咬合，并且与第二内齿轮60在两处部分地咬合。
间隔构件50使用金属材料，如图7及图8所示，形成为呈平板的圆环状，并且以形成第一内齿轮20的内周角R部28的轴线S方向上的长度尺寸以上的厚度的方式来形成。
而且，间隔构件50是以与第一内齿轮20的底壁面23接触的方式来组装，在轴线S方向上承受外齿轮40的端面，并且起到限制外齿轮40进入至内周角R部28侧的作用。
如此，通过采用间隔构件50，则在第一内齿轮20中不需要追加的切削作业等，整体能够达成低成本化。
此外，第一内齿轮20中，于不存在内周角R部28，在内周角区域形成环状槽的情况或者在轴线S方向的全域中形成齿列22的情况下，也可将间隔构件50废止。
第二内齿轮60是使用金属材料，如图7及图8所示，例如通过锻造而形成为大致圆环状，包括以轴线S为中心的圆筒部61、齿列62、帽檐部63、使螺钉b1通过的多个圆孔64。
圆筒部61形成为嵌入至第一壳体11的内周面11c的外径尺寸。
齿列62包含齿数Z3，在圆筒部61的内周面，排列形成为以轴线S为中心的圆环状。
而且，齿列62是以与外齿轮40的齿列41的轴线S方向上的大致一半的前侧区域咬合的方式来配置。
此处，齿列62的齿数Z3设定为与外齿轮40的齿列41的齿数Z2相同。如此，通过将齿数Z3、齿数Z2设为相同(Z3＝Z2)，则能够仅利用第一内齿轮20的齿数Z1及外齿轮40的齿数Z2，来容易地设定将旋转相位加以变更时的变速比(例如减速比)。
帽檐部63形成为与轴线S垂直的平板状，夹持于第一壳体11与第二壳体12之间而组装。
即，第二内齿轮60利用螺钉b1，以与壳体转子10一体地旋转的方式来固定，与外齿轮40咬合。
如此，通过采用以与壳体转子10一体地旋转的方式来连结，并且外齿轮40部分地咬合的第二内齿轮60，则与将外齿轮40直接固定于壳体转子10的情况相比，能够将外齿轮40形成为环状的简单形态，能够降低外齿轮40的制造成本。
另外，第二内齿轮60由于与壳体转子10分别形成，且附加于壳体转子10，故而与将第二内齿轮60与壳体转子10一体形成的情况相比，容易制造，能够提高生产性。
轴承70如图3及图10所示，包括：环状的内轮71、环状的外轮72、以转动自如的方式配置于内轮71与外轮72之间的多个转动体73、以及将多个转动体73加以保持的保持器74。
内轮71是使用金属材料而形成为能够弹性变形的环形带状，供旋转构件80的作用部84嵌入。
外轮72是使用金属材料而形成为能够弹性变形的环形带状，嵌入至外齿轮40的内侧。
多个转动体73是使用金属材料而形成为球体，夹入至内轮71与外轮72之间，并且利用保持器74而在轴线S周围保持为等间隔。
保持器74是使用金属材料而形成为能够弹性变形的环形带状，且形成为以等间隔将多个转动体73保持为转动自如。
而且，轴承70的外轮72根据旋转构件80的作用部84的凸轮作用而变形为椭圆状。
如此，由于轴承70以椭圆变形的状态介于旋转构件80的作用部84与外齿轮40之间，故而随着旋转构件80的旋转，能够使外齿轮40顺利地椭圆变形。
旋转构件80如图9、图11及图12所示，包括：使用树脂材料来形成的树脂构件A、以及使用金属材料来形成的金属构件B。
而且，旋转构件80与形成外部的驱动轴D1的一部分的连结陀螺D2连结而被施加旋转驱动力，另外，通过旋转构件80旋转，作用部84施加凸轮作用，处于与第一内齿轮20及第二内齿轮60咬合的状态的外齿轮40进行椭圆变形，并且其咬合位置围绕轴线S而连续地变化。
树脂构件A例如是利用将树脂进行射出成形的模具来形成，包括：环状部81、连结部82、以及供金属构件B的环状肋85埋设的环状槽83。
金属构件B例如通过烧结而形成，包括：作用部84、以及在作用部84的前端面向轴线S方向突出的环状肋85。
环状部81形成为以轴线S为中心的圆形形状。
连结部82在环状部81的内侧，形成为朝向与轴线S垂直的直径方向中心而开口的U字状的肋。
而且，在连结部82，形成驱动轴D1的一部分的连结陀螺D2插入而连结。
另外，连结部82发挥在产生过大负荷时阻断与驱动轴D1之间的旋转力的传递的功能，具体而言也作为破裂的脆弱部而发挥功能。
作用部84形成为椭圆环状，其外周面划定在与轴线S垂直的直线L方向上具有长轴的椭圆形的凸轮面84a。
凸轮面84a对外齿轮40施加产生椭圆变形的凸轮作用。
环状肋85是以埋设于树脂构件A的环状槽83的方式来形成，且起到提高树脂构件A与金属构件B的结合力的作用。
此处，作用部84的长轴方向的外径形成为小于呈圆形形状的环状部81的外径。因此，在树脂构件A与金属构件B的边界区域，划定环状端面81a。
环状端面81a起到如下作用，即，在将轴承70嵌入时，将内轮71在轴线S方向上定位。
包括所述树脂构件A及金属构件B的旋转构件80是以如下方式来形成。
首先，通过烧结等来预先形成金属构件B。
继而，在金属构件B配置于树脂成形的模具内的状态下，进行向模具内射出树脂材料的嵌入成形。
由此，形成作为树脂构件A与金属构件B一体地成形的成形品的旋转构件80。
如此，旋转构件80是将树脂构件A与金属构件B一体地结合而成，对于旋转构件80的树脂制的连结部82，连结形成驱动轴D1的一部分的连结陀螺D2来传递旋转驱动力，因此能够抑制或者防止金属组件彼此碰撞时可能产生的碰撞声等的发生。
另外，相位变更单元U中，在产生过大负荷的情况下，作为旋转构件80的树脂制脆弱部的连结部82发挥将与驱动轴D1之间的旋转力的传递加以阻断的功能，故而能够防止包括驱动轴D1的电动马达D等的破损。
另外，由于旋转构件80的一部分形成为树脂构件A，故而能够减少旋转构件80的机械加工的工时，因此能够达成低成本化。
另外，能够使旋转构件80轻量化，另外，能够减少惯性力矩，因此能够达成电动马达D的省力化。
进而，由于树脂构件A与金属构件B是通过嵌入成形而一体成形，故而不需要用于进行结合的螺钉或结合剂等，另外，能够与各种驱动轴D1对应地使连结部的形状容易地进行树脂成形。
对构成所述相对旋转机构的第一内齿轮20及外齿轮40、与第二内齿轮60的关系进行说明。
第一内齿轮20的齿数Z1与外齿轮40的齿数Z2的关系由于产生相对旋转，故而设定为：当将第一内齿轮20与外齿轮40的咬合部位的个数设为N且将正的整数设为n时，Z2＝Z1±n·N的关系成立。此实施方式中，由于N＝2，故而例如设定为Z1＝162、Z2＝160。
另外，第二内齿轮60的齿数Z3与外齿轮40的齿数Z2的关系为了如上所述不产生相对旋转而以同相位来旋转，则选定同一值。此实施方式中，例如设定为Z3＝160、Z2＝160。
由此，能够仅利用第一内齿轮20的齿数Z1及外齿轮40的齿数Z2来决定减速比，因此减速比的设定容易。
此外，第二内齿轮60的齿数Z3也可不与外齿轮40的齿数Z2相同，而为不同的值。
其次，对形成所述结构的相位变更单元U的组装作业加以说明。
在组装作业时，准备第一壳体11、第二壳体12、螺钉b1、第一内齿轮20、转子30、外齿轮40、间隔构件50、第二内齿轮60、轴承70、旋转构件80。
首先，对于旋转构件80，组装轴承70及外齿轮40。
继而，对于第一内齿轮20接合转子30而一体地组装。
然后，对于第一壳体11嵌入第一内齿轮20，自其外侧前方嵌入间隔构件50。
接着，使第一内齿轮20的齿列22与外齿轮40的齿列41的深处侧部分咬合，而将旋转构件80嵌入。
继而，使齿列62咬合于外齿轮40的齿列41的前侧部分，第二内齿轮60嵌入，自其外侧前方配置第二壳体12。
而且，螺钉b1通过圆孔12b、圆孔64而拧入螺孔11h中，由此在夹入有第二内齿轮60的状态下，第二壳体12结合于第一壳体11。
由此，相位变更单元U的组装完毕。另外，在此组装状态中，成为通过壳体转子10的开口部12a，旋转构件80的连结部82露出的状态。
此外，组装作业并不限定于所述顺序，也可采用其他顺序。
根据形成所述结构的相位变更单元U，能够达成结构的简化、轻量化、低噪音化、低成本化、组装作业的容易化等，另外，在产生过负荷时也能够防止电动马达D的破损等。
继而，对所述相位变更单元U作为引擎的气门正时变更装置来应用的情况下的动作进行说明。
首先，在不进行相位的变更，即，不变更气门正时的情况下，电动马达D是以对于旋转构件80，以与凸轮轴CS的旋转速度相同的旋转速度，向与凸轮轴CS相同的方向施加旋转驱动力的方式来驱动控制。
因此，第一内齿轮20与外齿轮40在相互咬合的位置锁定。
另外，外齿轮40与第二内齿轮60在相互咬合的位置锁定。
由此，凸轮轴CS与壳体转子10在轴线S周围向一方向(图1中的R方向)一体地旋转。
另一方面，在变更相位，即，变更气门正时的情况下，电动马达D是以对于旋转构件80，以与凸轮轴CS的旋转速度不同的旋转速度，向与凸轮轴CS相同的方向施加旋转驱动力的方式来驱动控制。
例如，若电动马达D是以对于旋转构件80，以较凸轮轴CS的旋转速度更快的旋转速度，向与凸轮轴CS相同的方向施加旋转驱动力的方式来驱动控制，则旋转构件80向围绕轴线S的一方向(图1中的CW方向)相对地旋转，旋转构件80的作用部84一边向一方向旋转，一边对外齿轮40施加凸轮作用。
而且，若旋转构件80向一方向旋转一圈，则外齿轮40相对于第一内齿轮20，与齿数差(162－160)相应地产生旋转差，而向另一方向(图1中的CCW方向)偏移。
另一方面，即便旋转构件80向一方向旋转，外齿轮40的齿数Z2与第二内齿轮60的齿数Z3也相同，因此保持同相位。
即，通过旋转构件80向一方向(CW方向)连续且历经多次而旋转，则相对于壳体转子10，凸轮轴CS的旋转相位推进，吸气阀或排气阀的开闭时期变更为提前角侧。
另一方面，若电动马达D是以对于旋转构件80，以较凸轮轴CS的旋转速度更慢的旋转速度，向与凸轮轴CS相同的方向施加旋转驱动力的方式来驱动控制，则旋转构件80向围绕轴线S的另一方向(图1中的CCW方向)相对地旋转，旋转构件80的作用部84一边向另一方向旋转，一边对外齿轮40施加凸轮作用。
而且，若旋转构件80向另一方向旋转一圈，则外齿轮40相对于第一内齿轮20，与齿数差(162－160)相应地产生旋转差，而向一方向(图1中的CW方向)偏移。
另一方面，即便旋转构件80向另一方向旋转，外齿轮40的齿数Z2与第二内齿轮60的齿数Z3也相同，因此保持同相位。
即，通过旋转构件80向另一方向(CCW方向)连续且历经多次而旋转，则相对于壳体转子10，凸轮轴CS的旋转相位延迟，吸气阀或排气阀的开闭时期变更为滞后角侧。
在进行此变更动作时，驱动轴D1的连结陀螺D2是与旋转构件80的树脂制的连结部82连结而传递旋转驱动力，因此能够抑制或防止在金属组件彼此碰撞时可产生的碰撞声等的发生。
另外，相位变更单元U中，在产生过大负荷的情况下，作为旋转构件80的树脂制脆弱部的连结部82断裂。
由此，相位变更单元U与驱动轴D1之间的旋转力的传递被阻断，因此防止包括驱动轴D1的电动马达D的破损等。
此处，旋转构件80设定为：当通过电动马达D，以较凸轮轴CS的旋转速度更快的旋转速度，向与凸轮轴CS的旋转方向(R方向)相同的方向(CW方向)施加旋转驱动力时，进行提前角动作。
因此，在相位变更单元U是与吸气阀对应而设置的情况下，当假定电动马达D不工作时，旋转相位自动地变更为滞后角侧，因此能够维持引擎的起动性。
其次，对所述相位变更单元U中的润滑作用进行说明。
储存于引擎的油底壳中的润滑油通过油泵等而引导至凸轮轴CS的油通道CS3。
经引导至油通道CS3的润滑油经过转子30的油通道35以及贯穿孔31、第一内齿轮20的油通道26，而向第一内齿轮20的内部引导。
经引导至第一内齿轮20的内部的润滑油向轴承70供给，并且向外齿轮40与第一内齿轮20的咬合区域以及外齿轮40与第二内齿轮60的咬合区域供给。
然后，润滑油自第二壳体12的开口部12a引导至相位变更单元U的外部，在链罩构件的内部流动而返回至油底壳。
另外，自开口部12a流出的润滑油还有助于旋转构件80的连结部82与驱动轴D1的连结陀螺D2的连结区域的润滑作用，因此连结区域中的磨耗或或碰撞声等得以抑制。
另一方面，第一内齿轮20内的润滑油利用离心力，经过第一内齿轮20的油通道27及第一壳体11的油通道11d，而供给至第一壳体11的内周面11c与第一内齿轮20的外周面21a的滑动面。
然后，润滑油利用离心力，经过第一壳体11的油通道11e而引导至相位变更单元U的外部，在链罩构件的内部流动，返回至油底壳。
如此，根据本发明的相位变更单元U，润滑作用也确实地进行，因此能够达成顺利的相位的变更动作，能够抑制滑动区域的磨耗或劣化。
图13及图14表示本发明的相位变更单元所包含的旋转构件的其他实施方式，对与所述实施方式相同的结构标注同一符号，且省略说明。
此实施方式的旋转构件180包括：使用树脂材料而形成的树脂构件A2、以及使用金属材料而形成的金属构件B2。
树脂构件A2例如是利用将树脂进行射出成形的模具而形成，包括环状部81、连结部182、脆弱部183。
金属构件B2例如通过烧结而形成，包括：作用部84；以及结合孔185，在作用部84的端面开口，并且向轴线S方向伸长。
连结部182在环状部81的内侧形成为朝向与轴线S垂直的直径方向中心而开口的U字槽，U字槽的周围增厚，机械强度提高。
而且，在连结部182，插入形成驱动轴D1的一部分的连结陀螺D2而连结。
脆弱部183形成为自环状部81的后端面向轴线S方向突出的棒状，配置于金属构件B2的结合孔185。
而且，脆弱部183发挥在产生过大负荷时阻断与驱动轴D1之间的旋转力的传递的功能，具体而言，以在端面81a的位置断裂的方式发挥功能。
此处，脆弱部183及结合孔185的个数是根据所要求的机械强度而适当选定。
包括所述树脂构件A2及金属构件B2的旋转构件180是以如下方式形成。
首先，金属构件B2是通过烧结等而预先形成。
接着，在金属构件B2配置于树脂成形的模具内的状态下，进行向模具内射出树脂材料的嵌入成形。
由此，形成作为树脂构件A2与金属构件B2一体地成形的成形品的旋转构件180。
如此，旋转构件180是树脂构件A2与金属构件B2一体地结合而成，对于旋转构件180的树脂制的连结部182，连结形成驱动轴D1的一部分的连结陀螺D2而传递旋转驱动力，因此能够抑制或防止在金属组件彼此碰撞时可产生的碰撞声等的发生。
另外，相位变更单元U中，在产生过大负荷的情况下，旋转构件180的树脂制的脆弱部183以阻断与驱动轴D1之间的旋转力的传递的方式发挥功能，因此能够防止包括驱动轴D1的电动马达D等的破损。
此处，即便脆弱部183断裂，也留在金属构件B2的结合孔185内，因此不产生断裂片。因此，能够在相位变更单元U内防止断裂片的咬入等。
另外，与所述同样，由于旋转构件180的一部分形成为树脂构件A2，故而能够减少旋转构件180的机械加工的工时，因此能够达成低成本化。
另外，能够使旋转构件180轻量化，而且，能够减小惯性力矩，因此能够达成电动马达D的省力化。
进而，由于树脂构件A2与金属构件B2通过嵌入成形而一体成形，故而不需要用于结合的螺钉或结合剂等，另外，对应于各种驱动轴D1，能够将连结部的形状容易地进行树脂成形。
所述实施方式中，作为相位变更单元U所包含的旋转构件，示出作为树脂构件A、树脂构件A2与金属构件B、金属构件B2通过嵌入成形而一体成形的成形品的旋转构件80、旋转构件180，但并不限定于此。
例如，可将包括树脂制的连结部的树脂构件与包括金属制的作用部的金属构件分别形成，将两者以树脂制的螺钉来紧固而一体地结合，形成旋转构件，从而使树脂制的螺钉发挥作为脆弱部的功能。
另外，也可将包括树脂制的连结部的树脂构件与包括金属制的作用部的金属构件分别形成，利用树脂制的粘接剂将两者一体地结合，形成旋转构件，从而使粘接剂发挥作为树脂制脆弱部的功能。
进而，树脂制的脆弱部只要是以阻断旋转力的传递的方式来发挥功能者，则也可以是即便断裂，也弹性变形而容许驱动轴D1的空转者。
所述实施方式中，作为使第一旋转体与第二旋转体之间产生相对的旋转的相对旋转机构，已示出包括第一内齿轮20及外齿轮40的波动齿轮机构，但并不限定于此，若为产生相对旋转的机构，则能够采用行星齿轮机构、其他的减速机构等。
所述实施方式中，已示出采用第二内齿轮60，在相位变更时与外齿轮40以同相位来旋转的结构，但并不限定于此，作为外齿轮，可采用一体地包括具有齿列的筒状部与帽檐状的安装部的外齿轮，也可采用外齿轮与第二旋转体一体地旋转的结构。
所述实施方式中，已示出采用壳体转子10的情况，所述壳体转子10包括引擎的凸轮轴CS来作为第一旋转体，以及与曲轴连动的链轮11a来作为第二旋转体，但并不限定于此，在应用作为第一旋转体的壳体转子以及作为第二旋转体的凸轮轴CS的结构中，也可采用本发明的旋转构件。
所述实施方式中，已示出在外齿轮40与旋转构件80、旋转构件180之间存在有轴承70的结构，但并不限定于此，只要旋转构件80、旋转构件180的作用部84能够对外齿轮40施加凸轮作用，则也可采用在作用部84直接嵌入外齿轮40的结构。
另外，已示出包括内轮71、转动体73、外轮72的轴承70来作为轴承，但并不限定于此，只要能够制造且机械强度得以确保，则也可采用由内轮及转动体来构成轴承且应用外齿轮40来代替外轮的结构。
如上所述，本发明的相位变更单元能够达成结构的简化、轻量化、低噪音化、低成本化等，在产生过负荷时也能够防止电动马达的破损等，因此当然能够作为引擎中的气门正时变更装置的相位变更单元来应用，也能够作为其他的减速机、增速机、或变速机等来应用。

Claims (16)

1.一种相位变更单元，将围绕规定的轴线而旋转的第一旋转体及第二旋转体的相对的旋转相位加以变更，包括：
旋转构件，连结于外部的驱动轴而被施加旋转驱动力；以及
相对旋转机构，通过利用所述驱动轴的旋转驱动力而所述旋转构件旋转，在所述第一旋转体与所述第二旋转体之间产生相对的旋转，
其中所述旋转构件包括：金属制的作用部，作用于所述相对旋转机构；树脂制的连结部，连结于所述驱动轴；以及树脂制的脆弱部，发挥在产生过大负荷时阻断与所述驱动轴之间的旋转力的传递的功能。
2.根据权利要求1所述的相位变更单元，其特征在于，
所述旋转构件是将包括所述作用部的金属构件与包括所述连结部及所述脆弱部的树脂构件结合为一体的构件。
3.根据权利要求2所述的相位变更单元，其特征在于，
所述旋转构件是通过嵌入成形而将所述金属构件与所述树脂构件一体成形的成形品。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的相位变更单元，其特征在于，
所述相对旋转机构包括：第一内齿轮，与所述第一旋转体一体地旋转；以及环状的外齿轮，与所述第二旋转体一体地或者以同相位旋转，并且具有与所述第一内齿轮不同的齿数，且通过所述作用部发挥作用而能够弹性变形以与所述第一内齿轮部分地咬合。
5.根据权利要求4所述的相位变更单元，其特征在于，
所述作用部包括凸轮面，所述凸轮面对所述外齿轮施加产生椭圆变形的凸轮作用。
6.根据权利要求5所述的相位变更单元，其特征在于，
在所述外齿轮，经由能够椭圆变形的轴承嵌入有所述作用部。
7.根据权利要求6所述的相位变更单元，其特征在于，
所述轴承包括：供所述作用部嵌入的能够弹性变形的环状的内轮、嵌入至所述外齿轮的内侧的能够弹性变形的环状的外轮、以及介于所述内轮与所述外轮之间的多个转动体。
8.根据权利要求4所述的相位变更单元，其特征在于，包括：
第二内齿轮，与所述第二旋转体一体地旋转，并且所述外齿轮部分地咬合。
9.根据权利要求8所述的相位变更单元，其特征在于，
所述第二旋转体的齿数与所述外齿轮的齿数相同。
10.根据权利要求8所述的相位变更单元，其特征在于，
所述第二旋转体包括收容所述相对旋转机构及所述旋转构件的壳体转子，并且
所述第二内齿轮是以与所述壳体转子一体地旋转的方式来安装。
11.根据权利要求10所述的相位变更单元，其特征在于，
所述壳体转子经由所述第一内齿轮，以能够围绕所述轴线而旋转的方式来支撑。
12.根据权利要求10所述的相位变更单元，其特征在于，
包括与所述第一旋转体接合的间隔构件，
所述第一内齿轮经由所述间隔构件而固定于所述第一旋转体，并且
所述间隔构件是以对所述壳体转子限制相对的旋转范围的方式而形成。
13.根据权利要求10所述的相位变更单元，其特征在于，
所述壳体转子包括：圆筒状的第一壳体，在外周具有链轮；以及圆板状的第二壳体，与所述第一壳体结合，并且具有使所述旋转构件的连结部露出的开口部。
14.一种气门正时变更装置，包括将凸轮轴和与曲轴连动的壳体转子的相对的旋转相位进行变更的相位变更单元，是将通过所述凸轮轴来驱动的吸气用或排气用的阀的开闭时期变更为提前角侧或滞后角侧的引擎的阀时序变更装置，其特征在于，
所述相位变更单元是根据权利要求1至13中任一项所述的相位变更单元，
所述相位变更单元所包含的第一旋转体为所述凸轮轴，并且
所述相位变更单元所包含的第二旋转体为所述壳体转子。
15.根据权利要求14所述的气门正时变更装置，其特征在于，包括：
电动马达，对所述相位变更单元所包含的旋转构件施加旋转驱动力。
16.根据权利要求14或15所述的气门正时变更装置，其特征在于，
所述相位变更单元所包含的旋转构件设定为：当以较所述凸轮轴的旋转速度更快的旋转速度，对与所述凸轮轴的旋转方向相同的方向施加旋转驱动力时，进行提前角动作。
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