JP2017206990A - Phase change unit and valve timing change device - Google Patents
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- F01L2250/00—Camshaft drives characterised by their transmission means
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Abstract
Description
本発明は、二つの回転体の回転位相を変更する位相変更ユニットに関し、特に、内燃エンジンの吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期(バルブタイミング)を変更する際に適用される位相変更ユニット及びそれを用いたバルブタイミング変更装置に関する。 The present invention relates to a phase changing unit that changes the rotational phase of two rotating bodies, and more particularly to a phase changing unit that is applied when changing the opening / closing timing (valve timing) of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine. The present invention relates to a valve timing changing device used.
従来のバルブタイミング変更装置としては、カムシャフトの中心軸線周りに回転するスプロケット及び内歯車、中心軸線に対して偏心する偏心軸、偏心軸の回りに回動自在に支持されると共に内歯車に噛合する遊星歯車、カムシャフトに連結されると共に遊星歯車に係合することで遊星歯車の回転に伴いカムシャフトと一体的に回転する出力軸、偏心軸に連結される作用軸、作用軸にトルクを付与する電磁部等を備えたものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventional valve timing changing devices include a sprocket and an internal gear that rotate around the central axis of the camshaft, an eccentric shaft that is eccentric with respect to the central axis, and is supported rotatably around the eccentric shaft and meshes with the internal gear. The planetary gear is connected to the camshaft and engaged with the planetary gear to rotate the planetary gear as the planetary gear rotates. An apparatus provided with an electromagnetic part to be applied is known (see, for example, Patent Document 1).
上記バルブタイミング変更装置においては、スプロケットとカムシャフトとの相対的な回転位相を変更する位相変更ユニットとして、サイクロ減速機構である内接式遊星歯車機構を採用するものである。
しかしながら、このような内接式遊星歯車機構では、内歯車の径方向内側に遊星歯車を配置するため、径方向の小型化等を図るには限界があり、又、高減速比の要求と小型化の要求を両立させるのは困難である。
The valve timing changing device employs an inscribed planetary gear mechanism that is a cyclo reduction mechanism as a phase changing unit that changes the relative rotational phase of the sprocket and the camshaft.
However, in such an inscribed planetary gear mechanism, since the planetary gear is disposed radially inside the internal gear, there is a limit in reducing the size in the radial direction, and there is a demand for a high reduction ratio and a small size. It is difficult to satisfy the demands of making it compatible.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化等を図りつつ、位相を容易に変更でき、例えば減速機として用いる場合に減速比を大きくでき、小さい出力の電動モータ等の外力を用いて二つの回転体の回転位相を容易に変更できる、位相変更ユニット及びそれを用いたバルブタイミング変更装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to easily change the phase while simplifying the structure, reducing the number of parts, downsizing the apparatus, and the like. For example, a phase change unit and a valve timing change device using the phase change unit that can increase the reduction ratio when used as a speed reducer and can easily change the rotation phase of two rotating bodies using an external force such as a small output electric motor. It is to provide.
本発明の位相変更ユニットは、所定の軸線回りに回転する第1回転体及び第2回転体の相対的な回転位相を変更する位相変更ユニットであって、上記第1回転体及び第2回転体の一方と一体的に回転する第1フェースギヤと、上記第1回転体及び第2回転体の他方と一体的に回転すると共に第1フェースギヤの歯数とは異なる歯数を有しかつ弾性変形可能な薄板状の第2フェースギヤと、第2フェースギヤを弾性変形させてその歯列の一部を第1フェースギヤに噛合させると共に第2フェースギヤの噛合領域を移動させるべく,外力により上記軸線回りに回転調整される回転調整部材を含む、構成となっている。 The phase change unit of the present invention is a phase change unit that changes the relative rotation phases of the first rotating body and the second rotating body that rotate around a predetermined axis, and the first rotating body and the second rotating body. A first face gear that rotates integrally with one of the first rotating body and the other of the first rotating body and the second rotating body, and has a number of teeth that is different from the number of teeth of the first face gear and is elastic. A deformable thin plate-like second face gear and an external force that elastically deforms the second face gear so that a part of the tooth row meshes with the first face gear and moves the meshing region of the second face gear. The configuration includes a rotation adjusting member that is rotated and adjusted around the axis.
この構成によれば、位相の変更を行わない場合は、回転調整部材に外力が及ぼされず、第1フェースギヤ及び第2フェースギヤが互いに噛合してロックされた状態で第1回転体と第2回転体は、所定の軸線回りに一体的に回転する。
一方、位相を変更する場合は、例えば電動モータ等の駆動源により、回転調整部材に外力を及ぼして、回転調整部材を軸線回りにおいて一方向又は他方向に適宜回転させると、第2フェースギヤの弾性変形位置の移動に伴って、第1フェースギヤに対する第2フェースギヤの噛合領域が軸線回りにおいて一方向又は他方向に回転移動する。
この場合、第2フェースギヤと第1フェースギヤとは歯数が異なるため、第2フェースギヤと第1フェースギヤの間に回転位相差を生じる。その結果、第1回転体と第2回転体との相対的な回転位相が変更される。
According to this configuration, when the phase is not changed, no external force is applied to the rotation adjusting member, and the first rotating body and the second rotating body are locked in a state where the first face gear and the second face gear are engaged with each other and locked. The rotating body rotates integrally around a predetermined axis.
On the other hand, when changing the phase, for example, by applying an external force to the rotation adjusting member by a driving source such as an electric motor and rotating the rotation adjusting member in one direction or the other direction around the axis as appropriate, the second face gear As the elastic deformation position moves, the meshing region of the second face gear with respect to the first face gear rotates in one direction or the other direction around the axis.
In this case, since the number of teeth is different between the second face gear and the first face gear, a rotational phase difference is generated between the second face gear and the first face gear. As a result, the relative rotation phase between the first rotating body and the second rotating body is changed.
このように、位相変更ユニットとして、フェースギヤ同士の噛合い構造を採用するため、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化等を達成しつつ、位相を容易に変更することができる。
特に、フェースギヤ同士の噛合い構造をなす一方のフェースギヤとして、第1フェースギヤとの噛合領域が連続的に変えられるべく弾性変形可能な薄板状の第2フェースギヤを採用するため、軸線方向における寸法を小さくできる。
また、この位相変更ユニットによれば、減速比を大きくできるため、小さい出力の電動モータ等の外力を用いて、第1回転体と第2回転体の相対的な回転位相を容易に変更できる。
As described above, since the meshing structure of the face gears is adopted as the phase changing unit, the phase can be easily changed while achieving simplification of the structure, reduction in the number of parts, miniaturization of the apparatus, and the like. .
In particular, as the one face gear that forms the meshing structure of the face gears, a thin plate-like second face gear that can be elastically deformed so that the meshing area with the first face gear can be continuously changed is adopted. The size at can be reduced.
Moreover, according to this phase change unit, since the reduction ratio can be increased, the relative rotational phase of the first rotating body and the second rotating body can be easily changed using an external force such as a small output electric motor.
ここでは、第1回転体及び第2回転体が同一方向に回転する状態において、回転調整部材を適宜一方向又は他方向に回転させることにより、第2回転体の回転位相を第1回転体に対して進め又は遅らせることができる。
すなわち、一方の回転体に対して他方の回転体の速度を変化させる変速機として機能させることができ、特に、一方の回転体に対して他方の回転体を減速する減速機として機能させることができる。
また、フェースギヤ同士の噛合いは、噛合いの中心を対称面とした鏡面対称となるため、バックラッシを抑制できる。
Here, in a state where the first rotating body and the second rotating body rotate in the same direction, the rotation adjusting member is appropriately rotated in one direction or the other direction, so that the rotational phase of the second rotating body is changed to the first rotating body. It can be advanced or delayed.
That is, it can function as a transmission that changes the speed of the other rotating body with respect to one rotating body, and in particular, can function as a speed reducer that decelerates the other rotating body with respect to one rotating body. it can.
Further, since the meshing between the face gears is mirror-symmetric with the center of meshing as the symmetry plane, backlash can be suppressed.
上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、第1フェースギヤの歯列及び第2フェースギヤの歯列の一方は、上記軸線を中心とする円錐状に形成されている、構成を採用してもよい。
この構成によれば、回転調整部材により第2フェースギヤが部分的に弾性変形させられて、第2フェースギヤの歯列の一部が第1フェースギヤの歯列に噛合う際に、歯筋に沿った全域を噛合わせることができる。それ故に、確実な噛合関係が得られ、歯飛び等の現象を防止でき、確実なトルク伝達を得ることができる。
In the phase changing unit configured as described above, a configuration may be adopted in which one of the teeth of the first face gear and the teeth of the second face gear is formed in a conical shape centering on the axis.
According to this configuration, when the second face gear is partially elastically deformed by the rotation adjusting member and a part of the tooth row of the second face gear meshes with the tooth row of the first face gear, The whole area along can be meshed. Therefore, a reliable meshing relationship is obtained, a phenomenon such as tooth skipping can be prevented, and reliable torque transmission can be obtained.
上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、回転調整部材は、第2フェースギヤを複数箇所において押圧して弾性変形させる複数の押圧部を含む、構成を採用してもよい。
この構成によれば、複数の押圧部により、第2フェースギヤを複数箇所において弾性変形させて、第1フェースギヤとの噛合領域を軸線回りの周方向において複数箇所に設定することができる。例えば、複数の噛合領域を周方向において等間隔に設定することにより、軸線回りのバランスを確保して、円滑な回転動作を得ることができる。
In the phase changing unit configured as described above, the rotation adjusting member may include a plurality of pressing portions that press and elastically deform the second face gear at a plurality of locations.
According to this configuration, the second face gear can be elastically deformed at a plurality of locations by the plurality of pressing portions, and the meshing area with the first face gear can be set at a plurality of locations in the circumferential direction around the axis. For example, by setting a plurality of meshing regions at equal intervals in the circumferential direction, it is possible to secure a balance around the axis and obtain a smooth rotation operation.
上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、押圧部は、第2フェースギヤに接触しつつ転動する転動体を含む、構成を採用してもよい。
この構成によれば、押圧部の転動体が、回転調整部材の回転に伴って転動しつつ第2フェースギヤを弾性変形させるため、摩擦抵抗等を抑制しつつ、噛合領域を円滑に移動させることができる。
In the phase changing unit configured as described above, the pressing portion may include a rolling element that rolls while being in contact with the second face gear.
According to this configuration, the rolling element of the pressing portion elastically deforms the second face gear while rolling with the rotation of the rotation adjusting member, so that the meshing region is smoothly moved while suppressing frictional resistance and the like. be able to.
上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、第1回転体は、第1フェースギヤ、第2フェースギヤ、及び回転調整部材を収容するハウジングロータを含み、第1フェースギヤは、ハウジングロータと一体的に回転するように連結され、第2フェースギヤは、第2回転体と一体的に回転するように連結され、回転調整部材は、ハウジングロータに対して回動自在に支持されている、構成を採用してもよい。
この構成によれば、第1回転体が、第1フェースギヤ及び第2フェースギヤ並びに回転調整部材を収容するハウジングロータを含む構成であり、かつ、ハウジングロータが回転調整部材を回動自在に支持する役割も兼ねるため、軸線方向におけるハウジングロータの寸法を短くでき、位相変更ユニットとしての幅狭化を達成できる。
In the phase changing unit configured as described above, the first rotating body includes a first face gear, a second face gear, and a housing rotor that houses a rotation adjusting member, and the first face gear rotates integrally with the housing rotor. The second face gear is connected so as to rotate integrally with the second rotating body, and the rotation adjusting member is rotatably supported with respect to the housing rotor. May be.
According to this configuration, the first rotating body includes the first face gear, the second face gear, and the housing rotor that houses the rotation adjusting member, and the housing rotor rotatably supports the rotation adjusting member. Therefore, the dimension of the housing rotor in the axial direction can be shortened, and the width of the phase change unit can be reduced.
上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、第2フェースギヤは、スペーサ部材を介して第2回転体に連結され、スペーサ部材は、ハウジングロータを回動自在に支持する軸受部を有する、構成を採用してもよい。
この構成によれば、スペーサ部材を第2回転体に対して着脱自在とすることができるため、スペーサ部材を個々の第2回転体に対応させるだけで、位相変更ユニットを種々の第2回転体に適用することができる。また、スペーサ部材を基準として、第1回転体と第2回転体の位置合わせを行うことができる。
In the phase changing unit configured as described above, the second face gear is connected to the second rotating body via a spacer member, and the spacer member has a bearing portion that rotatably supports the housing rotor. May be.
According to this configuration, since the spacer member can be freely attached to and detached from the second rotating body, the phase changing unit can be changed to various second rotating bodies only by making the spacer member correspond to each second rotating body. Can be applied to. Further, the first rotating body and the second rotating body can be aligned with respect to the spacer member.
上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、スペーサ部材は、第1回転体と第2回転体との相対的な回転範囲を規制する規制部を有し、ハウジングロータは、規制部が当接する被規制部を有する、構成を採用してもよい。
この構成によれば、ハウジングロータの被規制部がスペーサ部材の規制部に当接することにより、第2回転体に対する第1回転体の一方向及び他方向への回転位相の変更の範囲を規制することができる。
In the phase change unit configured as described above, the spacer member has a restricting portion that restricts a relative rotation range between the first rotating body and the second rotating body, and the housing rotor is a restricted portion with which the restricting portion abuts. You may employ | adopt the structure which has these.
According to this configuration, the restricted portion of the housing rotor contacts the restricting portion of the spacer member, thereby restricting the range of change in the rotational phase in one direction and the other direction of the first rotating body relative to the second rotating body. be able to.
上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、ハウジングロータは、第1フェースギヤが配置された第1ハウジングロータと、第1ハウジングロータに連結される第2ハウジングロータを含み、第2ハウジングロータは、回転調整部材を上記軸線回りに回動自在に支持する軸受部を有する、構成を採用してもよい。
この構成によれば、ハウジングロータが、第1ハウジングロータと第2ハウジングロータを含むため、第1フェースギヤ、第2フェースギヤ、回転調整部材等を組み込んで、第2ハウジングロータを第1ハウジングロータに連結することにより、位相変更ユニットを容易に組み立てることができる。
In the phase changing unit configured as described above, the housing rotor includes a first housing rotor in which a first face gear is disposed, and a second housing rotor connected to the first housing rotor, and the second housing rotor is configured to adjust rotation. You may employ | adopt the structure which has a bearing part which supports a member rotatably about the said axis line.
According to this configuration, since the housing rotor includes the first housing rotor and the second housing rotor, the first housing gear is assembled by incorporating the first face gear, the second face gear, the rotation adjusting member, and the like. By connecting to the phase change unit, the phase change unit can be easily assembled.
また、上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、第1回転体は、第1フェースギヤ、第2フェースギヤ、及び回転調整部材を収容するハウジングロータを含み、第1フェースギヤは、第2回転体と一体的に回転するように連結され、第2フェースギヤは、第1回転体と一体的に回転するように連結され、回転調整部材は、ハウジングロータに対して回動自在に支持されている、構成を採用してもよい。
この構成によれば、第1回転体が、第1フェースギヤ及び第2フェースギヤ並びに回転調整部材を収容するハウジングロータを含む構成であり、かつ、ハウジングロータが回転調整部材を回動自在に支持する役割も兼ねるため、軸線方向におけるハウジングロータの寸法を短くでき、位相変更ユニットとしての幅狭化を達成できる。
Further, in the phase change unit configured as described above, the first rotating body includes a first face gear, a second face gear, and a housing rotor that houses a rotation adjusting member, and the first face gear includes the second rotating body and The second face gear is connected to rotate integrally with the first rotating body, and the rotation adjusting member is rotatably supported with respect to the housing rotor. A configuration may be adopted.
According to this configuration, the first rotating body includes the first face gear, the second face gear, and the housing rotor that houses the rotation adjusting member, and the housing rotor rotatably supports the rotation adjusting member. Therefore, the dimension of the housing rotor in the axial direction can be shortened, and the width of the phase change unit can be reduced.
上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、第1フェースギヤは、ハウジングロータを回動自在に支持する軸受部を有する、構成を採用してもよい。
この構成によれば、第1フェースギヤを第2回転体に対して着脱自在とすることができるため、第1フェースギヤを個々の第2回転体に対応させるだけで、位相変更ユニットを種々の第2回転体に適用することができる。また、第1フェースギヤを基準として、第1回転体と第2回転体の位置合わせを行うことができる。
In the phase changing unit configured as described above, the first face gear may be configured to include a bearing portion that rotatably supports the housing rotor.
According to this configuration, since the first face gear can be attached to and detached from the second rotating body, the phase changing unit can be installed in various ways only by making the first face gear correspond to each second rotating body. It can be applied to the second rotating body. Further, the first rotating body and the second rotating body can be aligned with respect to the first face gear.
上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、第2フェースギヤは、その外縁領域において掛止片を有し、ハウジングロータは、その内周壁において掛止片を掛止する掛止凹部を有する、構成を採用してもよい。
この構成によれば、第2フェースギヤの掛止片をハウジングロータの掛止凹部に嵌め込んで掛止するだけで、第2フェースギヤがハウジングロータと一体的に回転するように、両者を容易に組み付けることができる。
In the phase change unit configured as described above, the second face gear has a latching piece in the outer edge region, and the housing rotor has a latching recess that latches the latching piece on the inner peripheral wall. May be.
According to this configuration, the second face gear can be easily rotated so that the second face gear rotates integrally with the housing rotor simply by fitting the latching piece of the second face gear into the latching recess of the housing rotor. Can be assembled.
上記構成をなす位相変更ユニットにおいて、ハウジングロータは、第2フェースギヤを一体的に回転するように連結する第1ハウジングロータと、第1ハウジングロータに連結される第2ハウジングロータを含み、第2ハウジングロータは、回転調整部材を上記軸線回りに回動自在に支持する軸受部を有する、構成を採用してもよい。
この構成によれば、ハウジングロータが、第1ハウジングロータと第2ハウジングロータを含むため、第1フェースギヤ、第2フェースギヤ、回転調整部材等を組み込んで、第2ハウジングロータを第1ハウジングロータに連結することにより、位相変更ユニットを容易に組み立てることができる。
In the phase changing unit configured as described above, the housing rotor includes a first housing rotor that is coupled to rotate the second face gear integrally, and a second housing rotor that is coupled to the first housing rotor. The housing rotor may have a configuration including a bearing portion that supports the rotation adjusting member so as to be rotatable about the axis.
According to this configuration, since the housing rotor includes the first housing rotor and the second housing rotor, the first housing gear is assembled by incorporating the first face gear, the second face gear, the rotation adjusting member, and the like. By connecting to the phase change unit, the phase change unit can be easily assembled.
本発明のバルブタイミング変更装置は、第1回転体をなすハウジングロータと第2回転体をなすカムシャフトの相対的な回転位相を変更する位相変更ユニットを備え、カムシャフトにより駆動される吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期を変更するバルブタイミング変更装置であって、位相変更ユニットとして、上記構成をなすいずれかの位相変更ユニットを採用するものである。 A valve timing changing device according to the present invention includes a phase changing unit that changes a relative rotational phase of a housing rotor forming a first rotating body and a camshaft forming a second rotating body, and an intake valve driven by the camshaft or This is a valve timing changing device that changes the opening / closing timing of the exhaust valve, and employs any one of the phase changing units configured as described above as the phase changing unit.
この構成によれば、位相を変更しない場合は、位相変更ユニットがロックされた状態であり、ハウジングロータがクランクシャフトに連動して一方向に回転すると、ハウジングロータと一体的にカムシャフトが回転する。そして、カムシャフトの回転により、吸気バルブ又は排気バルブが所定のバルブタイミングで開閉駆動される。
一方、位相を変更する場合は、例えば電動モータ等の駆動源により、位相変更ユニットの回転調整部材を軸線回りの一方向又は他方向に適宜回転させる。これにより、ハウジングロータの回転に対するカムシャフトの回転が遅角側又は進角側に変更され、吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期が変更される。
According to this configuration, when the phase is not changed, the phase changing unit is locked, and when the housing rotor rotates in one direction in conjunction with the crankshaft, the camshaft rotates integrally with the housing rotor. . The intake valve or the exhaust valve is driven to open and close at a predetermined valve timing by the rotation of the camshaft.
On the other hand, when changing the phase, the rotation adjusting member of the phase changing unit is appropriately rotated in one direction or the other direction around the axis by a driving source such as an electric motor. Thereby, the rotation of the camshaft with respect to the rotation of the housing rotor is changed to the retard side or the advance side, and the opening / closing timing of the intake valve or exhaust valve is changed.
上記構成をなす位相変更ユニットによれば、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化等を達成しつつ、位相を容易に変更することができる。例えば、減速機として用いる場合に減速比を大きくすることができる。それ故に、小さい出力の電動モータ等の外力を用いて二つの回転体の回転位相を容易に変更できる。例えば、エンジンのバルブタイミング変更装置に適用することにより、装置の小型化、薄型化等を達成しつつ、バルブタイミングを容易に変更できる。 According to the phase changing unit configured as described above, the phase can be easily changed while achieving simplification of the structure, reduction in the number of parts, miniaturization of the apparatus, and the like. For example, the reduction ratio can be increased when used as a reduction gear. Therefore, the rotational phases of the two rotating bodies can be easily changed using an external force such as a small output electric motor. For example, by applying the present invention to an engine valve timing changing device, the valve timing can be easily changed while achieving downsizing and thinning of the device.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
この実施形態に係るバルブタイミング変更装置は、図1に示すように、カムシャフトCSとスプロケット11aの相対的な回転位相を変更する位相変更ユニットU等を備えている。
ここで、スプロケット11aは、軸線S回りの一方向(図1中のCR方向)に回転する第1回転体の一部を形成し、チェーンを介してクランクシャフトの回転に連動する。
カムシャフトCSは、軸線S回りの一方向(図1中のCR方向)に回転する第2回転体を形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the valve timing changing device according to this embodiment includes a phase changing unit U that changes the relative rotational phase of the camshaft CS and the
Here, the
The camshaft CS forms a second rotating body that rotates in one direction around the axis S (the CR direction in FIG. 1).
そして、位相変更ユニットUが、電動モータDMにより適宜駆動制御されることにより、カムシャフトCSにより駆動される吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期(バルブタイミング)が変更されるようになっている。 The phase change unit U is appropriately driven and controlled by the electric motor DM, so that the opening / closing timing (valve timing) of the intake valve or the exhaust valve driven by the camshaft CS is changed.
位相変更ユニットUは、図1ないし図4に示すように、第1回転体としてのハウジングロータ10、ハウジングロータ10と一体的に回転する第1フェースギヤ20、第2回転体としてのカムシャフトCSに連結されるスペーサ部材30、スペーサ部材30を介してカムシャフトCSと一体的に回転する第2フェースギヤ40、回転調整部材50等を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the phase change unit U includes a
ハウジングロータ10は、図2ないし図5に示すように、軸線S回りに回動自在に支持される第1ハウジングロータ11、第1ハウジングロータ11に対してボルトb1により連結される第2ハウジングロータ12等を備えている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
第1ハウジングロータ11は、図3ないし図5に示すように、スプロケット11a、スペーサ部材30の軸受部32を嵌め込む環状の内周部11b、第1フェースギヤ20の背面を固定する固定部11c、被規制部11d、円筒部11e、円筒部11eの外周においてボルトb1を捩じ込む複数のネジ孔11f等を有する。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
内周部11bは、図4に示すように、スペーサ部材30の軸受部32を摺動自在に嵌合する内径寸法に形成されている。
固定部11cは、第1フェースギヤ20の固定部23を固定するように形成されている。固定部11cとしては、例えば、固定部23が凹部を有する場合に、その凹部に嵌め込まれる凸部として形成されてもよく、その他、ネジ止め構造等であってもよい。
被規制部11dは、図3に示すように、スペーサ部材30の規制部36を軸線S回りの回転方向において離脱可能に当接させるべく、内壁を扇状に肉抜きされた段差部として形成されている。
As shown in FIG. 4, the inner
The fixing
As shown in FIG. 3, the
第2ハウジングロータ12は、図3ないし図5に示すように、第1ハウジングロータ11の円筒部11eに接合される環状部12a、軸受RBを嵌め込む環状の内周部12b、回転調整部材50の端部を露出させる開口部12c、ボルトb1を通す複数の円孔12d等を有する。
開口部12cは、回転調整部材50の連結部54を露出させるように円形に形成されている。
内周部12bは、軸受RBを介して回転調整部材50を軸線S回りに回動自在に支持する軸受部として機能する。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
The
The inner
そして、第1ハウジングロータ11がスペーサ部材30を介してカムシャフトCSの軸線S回りに回動自在に支持され、第1フェースギヤ20、第2フェースギヤ40、回転調整部材50等を収容した状態で、第2ハウジングロータ12が第1ハウジングロータ11に連結されることにより、軸線S回りに回転する第1回転体としてのハウジングロータ10が構成される。
このように、ハウジングロータ10が、第1ハウジングロータ11と第2ハウジングロータ12を含むため、第1フェースギヤ20、第2フェースギヤ40、回転調整部材50等を組み込んで、第2ハウジングロータ12を第1ハウジングロータ11に連結することにより、位相変更ユニットUを容易に組み立てることができる。
The
As described above, since the
第1フェースギヤ20は、図4、図5、図7ないし図9に示すように、環状平板部21、環状平板部21に形成された歯列22、固定部23等を備えている。
歯列22は、歯数Z1からなり、軸線S方向の前方Fを向く面において環状に配列して形成されている。
ここで、歯列22は、図9に示すように、軸線Sを中心とすると共に軸線Sに対して所定の傾斜角度θをなす円錐状に形成されている。すなわち、第1フェースギヤ20は、かさ歯車と同様の歯列形状を有するように形成されている。
As shown in FIGS. 4, 5, 7 to 9, the
The
Here, as shown in FIG. 9, the
傾斜角度θは、回転調整部材50の押圧部53により弾性変形させられた第2フェースギヤ40の歯列43の傾斜角度と一致するように形成されている。
これにより、第2フェースギヤ40の歯列43の一部が第1フェースギヤ20の歯列22に噛合う際に、図9に示すように、歯筋に沿った全域を噛合わせることができる。
それ故に、確実な噛合関係が得られ、歯飛び等の現象を防止でき、確実なトルク伝達を得ることができる。
The inclination angle θ is formed so as to coincide with the inclination angle of the
As a result, when a part of the
Therefore, a reliable meshing relationship is obtained, a phenomenon such as tooth skipping can be prevented, and reliable torque transmission can be obtained.
尚、本発明において、フェースギヤとは、回転軸線(軸線S)に垂直な面において環状に配列された歯列を有する歯車、上述の如く回転軸線に対して所定の傾斜角度θをなす円錐面おいて環状に配列された歯列を有する歯車等を含む概念である。 In the present invention, the face gear is a gear having teeth arranged in an annular shape in a plane perpendicular to the rotation axis (axis S), and a conical surface having a predetermined inclination angle θ with respect to the rotation axis as described above. It is a concept including a gear having teeth arranged in a ring shape.
固定部23は、第1ハウジングロータ11の固定部11cに対して、第1フェースギヤ20を固定するように形成されている。固定部23としては、例えば、固定部11cが凸部を有する場合に、その凸部を嵌め込む凹部として形成されてもよく、その他、ネジ止め構造等であってもよい。
すなわち、第1フェースギヤ20は、固定部23を介して第1ハウジングロータ11に固定され、軸線S回りにおいてハウジングロータ10と一体的に回転するようになっている。
The fixing
That is, the
スペーサ部材30は、図3及び図4に示すように、中心孔31、軸受部32、接合面33、端面34、環状鍔部35、環状鍔部35から径方向に突出する二つの規制部36等を有する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
中心孔31は、図4に示すように、締結ボルトBを通す内径寸法に形成されている。
軸受部32は、第1ハウジングロータ11の内周部11bに嵌め込まれて、ハウジングロータ10を軸線S回りに回動自在に支持するように円筒面として形成されている。
接合面33は、図4に示すように、カムシャフトCSの端面に接合されるように形成されている。尚、接合面33には、カムシャフトCSの位置決めピン(不図示)を嵌め込む嵌合穴(不図示)が設けられていてもよい。
As shown in FIG. 4, the
The bearing
As shown in FIG. 4, the joining
端面34は、図4に示すように、第2フェースギヤ40の円板部42の中央領域を当接させ、締結ボルトBと協働して第2フェースギヤ40を挟持するように、環状に突出して形成されている。
環状鍔部35は、図4に示すように、カムシャフトCSの端面と協働して第1ハウジングロータ11が軸線S方向に移動するのを規制するように形成されている。
As shown in FIG. 4, the
As shown in FIG. 4, the
規制部36は、第1ハウジングロータ11の被規制部11dに対して、軸線S回りの回転方向に離脱可能に当接するように形成されている。
すなわち、ハウジングロータ10の被規制部11dが、軸線S回りの回転方向においてスペーサ部材30の規制部36に当接することにより、カムシャフトCSに対するハウジングロータ10の一方向及び他方向への回転位相の変更の範囲が規制されるようになっている。
The restricting
That is, the
このように、スペーサ部材30を設けることにより、スペーサ部材30を介して第2フェースギヤ40をカムシャフトCSに連結することができ、又、スペーサ部材30を介してハウジングロータ10を軸線S回りに回動自在に支持することができる。
すなわち、スペーサ部材30をカムシャフトCSに対して着脱自在とすることができるため、スペーサ部材30を仕様の異なる個々のカムシャフトCSに対応させるだけで、位相変更ユニットUを種々のエンジンのバルブタイミング変更装置に適用することができる。また、スペーサ部材30を基準として、ハウジングロータ10とカムシャフトCSの位置合わせを行うことができる。
Thus, by providing the
That is, since the
第2フェースギヤ40は、図3ないし図9に示すように、全体が弾性変形可能な薄板状の材料、例えば、1ミリメートル以下あるいは数ミリメートル程度の厚さをなすバネ鋼板あるいはその他の弾性材料等により形成されている。
そして、第2フェースギヤ40は、締結ボルトBを通す中心孔41、前面42a及び背面42bをなす円板部42、円板部42の背面42bに形成された歯列43等を有する。
歯列43は、第1フェースギヤ20の歯数Z1と異なる歯数Z2からなり、軸線S方向の後方Rを向く背面42bの外縁領域において環状に配列して形成されている。尚、歯列43は、円板部42をプレス成型あるいは切削することにより形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 9, the
The
The
そして、第2フェースギヤ40は、図4に示すように、円板部42の背面42bの中央領域がスペーサ部材30の端面34に当接され、締結ボルトBを中心孔41,31に通してカムシャフトCSのネジ穴CS1に捩じ込むことにより、カムシャフトCSと一体的に回転するように組み付けられる。
As shown in FIG. 4, the
また、第2フェースギヤ40は、上記のように組み付けられた状態において、図4、図7ないし図9に示すように、円板部42の前面42aの外縁領域において、回転調整部材50の二つの押圧部53が押し付けられ、軸線Sと直交する直線上に並ぶ二箇所において押圧されて弾性変形させられ、それらの領域における歯列43の一部が第1フェースギヤ20の歯列22に噛合させられるようになっている。
Further, in the assembled state as described above, the
回転調整部材50は、図3、図4、図7ないし図9に示すように、軸線Sを中心とする円筒部51、円筒部51から径方向に伸長する二つの腕部52、腕部52の先端側に設けられた二つの押圧部53、円筒部51に形成されたスリット状の連結部54等を有する。
As shown in FIGS. 3, 4, 7 to 9, the
円筒部51は、図4に示すように、締結ボルトBを挿通し得る内径寸法に形成されている。また、円筒部51の外周面51aは、軸受RBを介して第2ハウジングロータ12により回動自在に支持されるように形成されている。
各々の腕部52は、図4及び図9に示すように、組付けられた状態で、押圧部53が第2フェースギヤ40を角度θだけ弾性変形させるように、軸線Sに対して傾斜角度θをなす直線L方向に伸長するように形成されている。
As shown in FIG. 4, the
As shown in FIGS. 4 and 9, each
各々の押圧部53は、腕部52の先端側に形成された取付け孔52aに取り付けられた転動体53aを備えている。
転動体53aは、第2フェースギヤ40の前面42aを押圧して弾性変形させつつ転動するようになっている。
ここで、転動体53aとしては、内輪及び外輪を含むボールベアリング、取付け孔52aにおいて支軸により回動自在に支持されたローラ、取付け孔52aに転動自在に嵌め込まれた球体、その他種々の形態なすものを採用することができる。
連結部54は、外力としての回転駆動力を及ぼす電動モータDMの駆動軸(不図示)が着脱自在に連結されるべく、円筒部51を切り欠いたスリット状に形成されている。
Each
The rolling
Here, as the rolling
The connecting
したがって、回転調整部材50は、図4に示すように組み込まれた状態で、二つの押圧部53が第2フェースギヤ40の二箇所を押圧して弾性変形させて、それらの領域における歯列43の一部を第1フェースギヤ20の歯列22に噛合させる。
そして、回転調整部材50が、電動モータDMの駆動力により軸線S回りにおいて一方向又は他方向に回転させられることにより、第2フェースギヤ40の噛合領域を連続的に移動させるようになっている。
Therefore, in the state where the
The
ここでは、二つの押圧部53により、第2フェースギヤ40を二箇所において押圧して弾性変形させて、第1フェースギヤ20との噛合領域が、軸線S回りの周方向において等間隔の二箇所に設定されているため、軸線S回りのバランスが確保され、円滑な回転動作が得られる。
また、押圧部53のローラ53aが、回転調整部材50の回転に伴って転動しつつ第2フェースギヤ40を弾性変形させるため、摩擦抵抗等を抑制しつつ、噛合領域を円滑に移動させることができる。
さらに、上記構成をなす第1フェースギヤ20と第2フェースギヤ40のフェースギヤ同士の噛合いは、噛合いの中心を対称面とした鏡面対称となるため、バックラッシを抑制することができる。
Here, the
In addition, since the
Further, the meshing of the face gears of the
また、第1フェースギヤ20の歯数Z1、第2フェースギヤ40の歯数Z2は、適宜選択されることにより、第1回転体(ハウジングロータ10)に対して第2回転体(カムシャフトCS)を減速させ又は増速させることができる。この装置において、位相変更ユニットUは、減速機として機能する。
In addition, the number of teeth Z1 of the
ここで、上記構成をなす位相変更ユニットUにおいて、第1フェースギヤ20の歯数Z1、第2フェースギヤ40の歯数Z2の関係は、第2フェースギヤ40の噛合箇所の個数をN、正の整数をnとすると、Z2=Z1±n・Nの関係が成立するように設定される。
この実施形態においては、N=2、n=1として、Z1=102、Z2=Z1−2=100として設定されている。
Here, in the phase changing unit U configured as described above, the relationship between the number of teeth Z1 of the
In this embodiment, N = 2 and n = 1, and Z1 = 102 and Z2 = Z1-2 = 100 are set.
また、回転調整部材50の回転を入力、第2フェースギヤ40の回転を出力とするとき、減速比i=(Z1−Z2)/Z2=(102−100)/100=1/50となる。
これによれば、回転調整部材50の1回転に対して、第2フェースギヤ40の回転を1/50まで減速することができる。
したがって、第1フェースギヤ20の歯数Z1と第2フェースギヤ40の歯数Z2を適宜設定するだけで、大きな減速比を得ることができ、又、減速比の設定が容易である。
これにより、外力として電動モータDMを使用する場合、電動モータDMを小型化することができる。
When the rotation of the
According to this, the rotation of the
Therefore, a large reduction ratio can be obtained and the reduction ratio can be easily set only by appropriately setting the number of teeth Z1 of the
Thereby, when using the electric motor DM as an external force, the electric motor DM can be reduced in size.
次に、上記の位相変更ユニットUの動作を説明する。
先ず、位相の変更を行わない、すなわち、バルブタイミングを変更しない場合は、回転調整部材50に回転駆動力が及ぼされない。
したがって、第1フェースギヤ20と第2フェースギヤ40は、互いに噛合った位置でロックされる。
これにより、カムシャフトCSとハウジングロータ10は、軸線S回りにおいて一方向(図1中のCR方向、すなわちCW方向)に一体的に回転する。
Next, the operation of the phase change unit U will be described.
First, when the phase is not changed, that is, when the valve timing is not changed, no rotation driving force is exerted on the
Therefore, the
As a result, the camshaft CS and the
一方、位相を変更する、すなわち、バルブタイミングを変更する場合は、電動モータDMにより、回転調整部材50に回転駆動力が及ぼされる。
例えば、回転調整部材50が軸線S回りの一方向(図1中のCW方向)に回転させられると、第2フェースギヤ40及びカムシャフトCSが、第1フェースギヤ20及びハウジングロータ10に対して、相対的に他方向(図1中のCCW方向)に回転する。
したがって、回転調整部材50が一方向(CW方向)に連続して複数回に亘って回転させられることにより、ハウジングロータ10に対してカムシャフトCSの回転位相が遅らせられて、吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期が遅角側に変更される。
On the other hand, when the phase is changed, that is, when the valve timing is changed, a rotation driving force is exerted on the
For example, when the
Accordingly, when the
一方、回転調整部材50が軸線S回りの他方向(図1中のCCW方向)に回転させられると、第2フェースギヤ40及びカムシャフトCSが、第1フェースギヤ20及びハウジングロータ10に対して、相対的に一方向(図1中のCW方向)に回転する。
したがって、回転調整部材50が他方向(CCW方向)に連続して複数回に亘って回転させられることにより、ハウジングロータ10に対してカムシャフトCSの回転位相が進められて、吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期が進角側に変更される。
すなわち、回転調整部材50を一方向(図1中のCW方向)に回転させると遅角動作が行われ、回転調整部材50を他方向(図1中のCCW方向)に回転させると進角動作が行われる。
On the other hand, when the
Therefore, when the
That is, when the
以上述べたように、上記構成をなす位相変更ユニットUによれば、フェースギヤ同士の噛合い構造を採用するため、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化等を達成しつつ、位相を容易に変更することができる。
特に、フェースギヤ同士の噛合い構造をなす一方のフェースギヤとして、第1フェースギヤ20との噛合領域が連続的に変えられるべく弾性変形可能な薄板状の第2フェースギヤ40を採用するため、軸線S方向における寸法を小さくできる。
また、この位相変更ユニットUによれば、減速比を大きくできるため、小さい出力の電動モータDM等の外力を用いて、ハウジングロータ10とカムシャフトCSの相対的な回転位相を容易に変更できる。
As described above, according to the phase change unit U configured as described above, since the meshing structure of the face gears is adopted, the structure is simplified, the number of parts is reduced, the apparatus is downsized, and the like. The phase can be easily changed.
In particular, as one face gear forming the meshing structure between the face gears, a thin plate-like
Further, according to the phase changing unit U, the reduction ratio can be increased, and therefore the relative rotational phase between the
上記実施形態においては、第1フェースギヤ20が、第1ハウジングロータ11と別個に形成された後に固定される形態を示したが、これに限定されるものではなく、第1フェースギヤが第1ハウジングロータに一体成型されてもよい。
上記実施形態においては、スペーサ部材30の軸受部32が第1ハウジングロータ11の内周部11bに直接嵌め込まれて回動自在に支持する構成を示したが、これに限定されるものではなく、軸受RBと同様の軸受を両者の間に介在させてもよい。
In the above embodiment, the
In the above-described embodiment, the configuration in which the bearing
図10ないし図13は、他の実施形態に係る位相変更ユニットU´を備えたバルブタイミング変更装置を示すものである。
この実施形態においては、前述のスペーサ部材30を廃止し、第1フェースギヤ20´をカムシャフトCSに連結し、弾性変形可能な第2フェースギヤ40´をハウジングロータ10´に連結した以外は、前述の実施形態と同一である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
10 to 13 show a valve timing changing apparatus including a phase changing unit U ′ according to another embodiment.
In this embodiment, the
位相変更ユニットU´は、図10ないし図13に示すように、第1回転体としてのハウジングロータ10´、第2回転体としてのカムシャフトCSと一体的に回転する第1フェースギヤ20´、ハウジングロータ10´と一体的に回転する第2フェースギヤ40´、回転調整部材50等を備えている。
As shown in FIGS. 10 to 13, the phase changing unit U ′ includes a
ハウジングロータ10´は、図10及び図11に示すように、第1ハウジングロータ11´、第1ハウジングロータ11´に対してボルトb1により連結される第2ハウジングロータ12等を備えている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
第1ハウジングロータ11´は、図10及び図11に示すように、スプロケット11a、第1フェースギヤ20´の軸受部24´を嵌め込む環状の内周部11b´、第2フェースギヤ40´の掛止片44´を掛止する複数の掛止凹部11c´、円筒部11e、円筒部11eの外周においてボルトb1を捩じ込む複数のネジ孔11f等を有する。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
内周部11b´は、図11に示すように、第1フェースギヤ20´の軸受部24´に嵌合された軸受RB´を嵌合する内径寸法に形成されている。
複数の掛止凹部11c´は、円筒部11eの内周壁において周方向に複数配列して形成されている。
そして、複数の掛止凹部11c´は、第2フェースギヤ40´の複数の掛止片44´を受け入れて掛止することにより、第2フェースギヤ40´をハウジングロータ10´と一体的に回転させるように形成されている。
As shown in FIG. 11, the inner
A plurality of latching
The plurality of latching
第1フェースギヤ20´は、図10ないし図13に示すように、環状平板部21、環状平板部21に形成された歯列22、カムシャフトCSが嵌合される嵌合凹部23´、円筒状の軸受部24´、締結ボルトBが通される中心孔25´等を備えている。
As shown in FIGS. 10 to 13, the
歯列22は、歯数Z1からなり、軸線S方向の前方Fを向く面において環状に配列して形成されている。
ここで、歯列22は、前述の実施形態と同様に、軸線Sを中心とすると共に軸線Sに対して所定の傾斜角度θをなす円錐状に形成されている。すなわち、第1フェースギヤ20´は、かさ歯車と同様の歯列形状を有するように形成されている。
The
Here, the
嵌合凹部23´は、図11に示すように、カムシャフトCSの端部を嵌合させる内径寸法に形成されている。
嵌合凹部23´の底面には、図12及び図13に示すように、カムシャフトCSの位置決めピン(不図示)を嵌め込む嵌合孔23a´が設けられている。
軸受部24´は、図11及び図13に示すように、軸受RB´を嵌合する外径寸法に形成されている。
As shown in FIG. 11, the
As shown in FIGS. 12 and 13, a
As shown in FIGS. 11 and 13, the bearing
第2フェースギヤ40´は、図10ないし図13に示すように、全体が弾性変形可能な薄板状の材料、例えば、1ミリメートル以下あるいは数ミリメートル程度の厚さをなすバネ鋼板あるいはその他の弾性材料等により、環状平板に形成されている。
そして、第2フェースギヤ40´は、中心孔41´、前面42a´及び背面42b´をなす環状円板部42´、環状円板部42´の背面42b´に形成された歯列43、環状円板部42´の外縁領域において径方向外向きに突出する複数の掛止片44´等を有する。
As shown in FIGS. 10 to 13, the
The second face gear 40 'includes a center hole 41', an annular disk portion 42 'forming a
歯列43は、第1フェースギヤ20´の歯数Z1と異なる歯数Z2からなり、軸線S方向の後方Rを向く背面42b´の外縁領域において環状に配列して形成されている。
尚、歯列43は、環状円板部42´をプレス成型あるいは切削することにより形成されている。
The
The
そして、第2フェースギヤ40´は、図11に示すように、第1ハウジングロータ11´内に配置されて、複数の掛止片44´が複数の掛止凹部11c´に掛止されることにより、ハウジングロータ10´と一体的に回転するように組み込まれる。
また、第2フェースギヤ40´は、上記のように組み込まれた状態で、回転調整部材50の二つの押圧部53が押し付けられ、軸線Sと直交する直線上に並ぶ二箇所において押圧されて弾性変形させられ、それらの領域における歯列43の一部が第1フェースギヤ20´の歯列22に噛合させられるようになっている。
尚、第2フェースギヤ40´は、押圧部53による押圧領域及び噛合領域の他の領域においては、押圧部53及び第1フェースギヤ20´と非接触の状態で保持されている。
As shown in FIG. 11, the
In addition, the
The
上記構成によれば、第1フェースギヤ20´が、カムシャフトCSに対して着脱自在であると共にハウジングロータ10´を回動自在に支持するため、第1フェースギヤ20´を個々のカムシャフトCSに対応させるだけで、位相変更ユニットU´を種々のカムシャフトCSに適用することができる。また、第1フェースギヤ20´を基準として、ハウジングロータ10´とカムシャフトCSの位置合わせを行うことができる。
According to the above configuration, the first face gear 20 'is detachably attached to the camshaft CS and rotatably supports the housing rotor 10'. Therefore, the first face gear 20 'is supported by each camshaft CS. It is possible to apply the phase changing unit U ′ to various camshafts CS simply by making it correspond. Further, the
また、第2フェースギヤ40´がその外縁領域において複数の掛止片44´を有し、ハウジングロータ10´がその内周壁において複数の掛止凹部11c´を有するため、第2フェースギヤ40´の掛止片44´をハウジングロータ10´の掛止凹部11c´に嵌め込んで掛止するだけで、第2フェースギヤ40´がハウジングロータ10´と一体的に回転するように、両者を容易に組み付けることができる。
Further, since the second face gear 40 'has a plurality of latching pieces 44' in the outer edge region and the housing rotor 10 'has a plurality of latching
上記構成をなす位相変更ユニットU´によれば、前述の実施形態と同様に、フェースギヤ同士の噛合い構造を採用するため、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化等を達成しつつ、位相を容易に変更することができる。
特に、フェースギヤ同士の噛合い構造をなす一方のフェースギヤとして、第1フェースギヤ20´との噛合領域が連続的に変えられるべく弾性変形可能な薄板状の第2フェースギヤ40´を採用するため、軸線S方向における寸法を小さくできる。
また、この位相変更ユニットU´によれば、減速比を大きくできるため、小さい出力の電動モータDM等の外力を用いて、ハウジングロータ10´とカムシャフトCSの相対的な回転位相を容易に変更できる。
According to the phase change unit U ′ having the above-described configuration, the face gear meshing structure is adopted as in the above-described embodiment, so that the structure is simplified, the number of parts is reduced, and the apparatus is downsized. However, the phase can be easily changed.
In particular, a thin plate-like
Further, according to this phase change unit U ′, the reduction ratio can be increased, so that the relative rotational phase between the
次に、上記の位相変更ユニットU´の動作を説明する。
先ず、位相の変更を行わない、すなわち、バルブタイミングを変更しない場合は、回転調整部材50に回転駆動力が及ぼされない。
したがって、第1フェースギヤ20´と第2フェースギヤ40´は、互いに噛合った位置でロックされる。
これにより、カムシャフトCSとハウジングロータ10´は、軸線S回りにおいて一方向(図1中のCR方向、すなわちCW方向)に一体的に回転する。
Next, the operation of the phase change unit U ′ will be described.
First, when the phase is not changed, that is, when the valve timing is not changed, no rotation driving force is exerted on the
Accordingly, the first face gear 20 'and the second face gear 40' are locked at the positions where they are engaged with each other.
Thereby, the camshaft CS and the
一方、位相を変更する、すなわち、バルブタイミングを変更する場合は、電動モータDMにより、回転調整部材50に回転駆動力が及ぼされる。
例えば、回転調整部材50が軸線S回りの一方向(図1中のCW方向)に回転させられると、第2フェースギヤ40´及びハウジングロータ10´が、第1フェースギヤ20´及びカムシャフトCSに対して、相対的に他方向(図1中のCCW方向)に回転する。
したがって、回転調整部材50が一方向(CW方向)に連続して複数回に亘って回転させられることにより、ハウジングロータ10´に対してカムシャフトCSの回転位相が進められて、吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期が進角側に変更される。
On the other hand, when the phase is changed, that is, when the valve timing is changed, a rotation driving force is exerted on the
For example, when the
Therefore, when the
一方、回転調整部材50が軸線S回りの他方向(図1中のCCW方向)に回転させられると、第2フェースギヤ40´及びハウジングロータ10´が、第1フェースギヤ20´及びカムシャフトCSに対して、相対的に一方向(図1中のCW方向)に回転する。
したがって、回転調整部材50が他方向(CCW方向)に連続して複数回に亘って回転させられることにより、ハウジングロータ10´に対してカムシャフトCSの回転位相が遅らせられて、吸気バルブ又は排気バルブの開閉時期が遅角側に変更される。
すなわち、回転調整部材50を一方向(図1中のCW方向)に回転させると進角動作が行われ、回転調整部材50を他方向(図1中のCCW方向)に回転させると遅角動作が行われる。
On the other hand, when the
Accordingly, when the
That is, when the
以上述べたように、上記構成をなす位相変更ユニットU´によれば、フェースギヤ同士の噛合い構造を採用するため、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化等を達成しつつ、位相を容易に変更することができる。
特に、フェースギヤ同士の噛合い構造をなす一方のフェースギヤとして、第1フェースギヤ20´との噛合領域が連続的に変えられるべく弾性変形可能な薄板状の第2フェースギヤ40´を採用するため、軸線S方向における寸法を小さくできる。
また、この位相変更ユニットU´によれば、減速比を大きくできるため、小さい出力の電動モータDM等の外力を用いて、ハウジングロータ10´とカムシャフトCSの相対的な回転位相を容易に変更できる。
As described above, according to the phase change unit U ′ configured as described above, since the meshing structure of the face gears is adopted, the structure is simplified, the number of parts is reduced, and the apparatus is downsized. The phase can be easily changed.
In particular, a thin plate-like
Further, according to this phase change unit U ′, the reduction ratio can be increased, so that the relative rotational phase between the
上記実施形態においては、第2フェースギヤ40´に複数の掛止片44´を設け、第1ハウジングロータ11´に複数の掛止凹部11c´を設けた場合を示したが、これに限定されるものではなく、相対的な回転を規制できる構成であれば、一つの掛止片と一つの掛止凹部を採用してもよく、又、別の規制手段を採用してもよい。
In the above embodiment, the case where the plurality of latching
上記二つの実施形態においては、回転調整部材50の押圧部として、二つの押圧部53を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、一つの押圧部、あるいは、3つの押圧部、それ以上の押圧部を採用してもよい。
この場合、第1フェースギヤの歯数Z1と第2フェースギヤの歯数Z2の関係は、第2フェースギヤの押圧部の個数に対応した噛合箇所の個数をN、正の整数をnとするとき、Z2=Z1±n・Nの関係が成立するように設定される。
また、上記二つの実施形態においては、第1フェースギヤ20,20´の歯数Z1=102、第2フェースギヤ40,40´の歯数Z2=100の場合を示したが、これに限定されるものではなく、上記公式を満たす範囲で適宜選択され得る。
In the above two embodiments, the case where the two
In this case, the relationship between the number of teeth Z1 of the first face gear and the number of teeth Z2 of the second face gear is such that the number of meshing locations corresponding to the number of pressing portions of the second face gear is N, and a positive integer is n. Is set so that the relationship Z2 = Z1 ± n · N is established.
In the above two embodiments, the number of teeth Z1 = 102 of the first face gears 20 and 20 ′ and the number of teeth Z2 = 100 of the second face gears 40 and 40 ′ are shown. However, the present invention is not limited to this. It is not a thing and can be suitably selected in the range which satisfies the above formula.
上記二つの実施形態においては、第1フェースギヤ20,20´の歯列22が、軸線Sを中心とする円錐状に形成された場合を示したが、これに限定されるものではなく、逆に、第1フェースギヤの歯列が軸線Sに垂直な面上に形成され、第2フェースギヤの歯列が軸線を中心とする円錐状に形成されてもよい。
In the above two embodiments, the case where the
上記二つの実施形態においては、位相変更ユニットとして、バルブタイミング変更装置に適用される減速機としての位相変更ユニットU,U´を示したが、これに限定されるものではなく、二つの回転体の相対的な回転位相を変更する必要のある機構及び装置等において、減速機あるいは変速機等としても適用することができる。 In the above-described two embodiments, the phase change units U and U ′ as speed reducers applied to the valve timing change device are shown as the phase change unit. However, the present invention is not limited to this. It can also be applied as a speed reducer or a transmission in a mechanism or device that needs to change the relative rotational phase of the motor.
CS カムシャフト(第2回転体)
DM 電動モータ
S 軸線
RB,RB´ 軸受(ラジアル軸受)
b1 ボルト
B 締結ボルト
10,10´ ハウジングロータ(第1回転体)
11,11´ 第1ハウジングロータ
11a スプロケット
11b,11b´ 内周部
11c 固定部
11c´ 掛止凹部
11d 被規制部
11e 円筒部
11f ネジ孔
12 第2ハウジングロータ
12a 環状部
12b 内周部
12c 開口部
12d 円孔
20,20´ 第1フェースギヤ
21 環状平板部
22 歯列
θ 傾斜角度
23 固定部
23´ 嵌合凹部
23a ´ 嵌合孔
24´ 軸受部
25´ 中心孔
30 スペーサ部材
31 中心孔
32 軸受部
33 接合面
34 端面
35 環状鍔部
36 規制部
40,40´ 第2フェースギヤ
41,41´ 中心孔
42 円板部
42´ 環状円板部
42a,42a´ 前面
42b,42b´ 背面
43 歯列
44´ 掛止片
50 回転調整部材
51 円筒部
51a 外周面
52 腕部
52a 取付け孔
53 押圧部
53a 転動体
54 連結部
CS camshaft (second rotating body)
DM Electric motor S Axes RB, RB 'Bearing (radial bearing)
b1 bolt
11, 11 '
Claims (13)
前記第1回転体及び第2回転体の一方と一体的に回転する第1フェースギヤと、
前記第1回転体及び第2回転体の他方と一体的に回転すると共に,前記第1フェースギヤの歯数とは異なる歯数を有しかつ弾性変形可能な薄板状の第2フェースギヤと、
前記第2フェースギヤを弾性変形させてその歯列の一部を前記第1フェースギヤに噛合させると共に前記第2フェースギヤの噛合領域を移動させるべく,外力により前記軸線回りに回転調整される回転調整部材と、を含む、
ことを特徴とする位相変更ユニット。 A phase changing unit for changing a relative rotational phase of the first rotating body and the second rotating body rotating around a predetermined axis,
A first face gear that rotates integrally with one of the first rotating body and the second rotating body;
A thin plate-like second face gear that rotates integrally with the other of the first rotating body and the second rotating body, has a number of teeth different from the number of teeth of the first face gear, and is elastically deformable;
The second face gear is elastically deformed so that a part of the tooth row is meshed with the first face gear and the meshing area of the second face gear is moved, and the rotation is adjusted around the axis by an external force. An adjustment member,
A phase change unit characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の位相変更ユニット。 One of the tooth row of the first face gear and the tooth row of the second face gear is formed in a conical shape centering on the axis.
The phase changing unit according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の位相変更ユニット。 The rotation adjusting member includes a plurality of pressing portions that press and elastically deform the second face gear at a plurality of locations.
The phase change unit according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項3に記載の位相変更ユニット。 The pressing portion includes a rolling element that rolls in contact with the second face gear.
The phase changing unit according to claim 3.
前記第1フェースギヤは、前記ハウジングロータと一体的に回転するように連結され、
前記第2フェースギヤは、前記第2回転体と一体的に回転するように連結され、
前記回転調整部材は、前記ハウジングロータに対して回動自在に支持されている、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一つに記載の位相変更ユニット。 The first rotating body includes a housing rotor that houses the first face gear, the second face gear, and the rotation adjusting member,
The first face gear is coupled to rotate integrally with the housing rotor;
The second face gear is coupled to rotate integrally with the second rotating body,
The rotation adjusting member is rotatably supported with respect to the housing rotor.
The phase changing unit according to claim 1, wherein the phase changing unit is provided.
前記スペーサ部材は、前記ハウジングロータを回動自在に支持する軸受部を有する、
ことを特徴とする請求項5に記載の位相変更ユニット。 The second face gear is connected to the second rotating body via a spacer member,
The spacer member has a bearing portion that rotatably supports the housing rotor.
The phase changing unit according to claim 5, wherein:
前記ハウジングロータは、前記規制部が当接する被規制部を有する、
ことを特徴とする請求項6に記載の位相変更ユニット。 The spacer member has a restricting portion that restricts a relative rotation range of the first rotating body and the second rotating body,
The housing rotor has a regulated portion with which the regulating portion abuts.
The phase changing unit according to claim 6.
前記第2ハウジングロータは、前記回転調整部材を前記軸線回りに回動自在に支持する軸受部を有する、
ことを特徴とする請求項5ないし7いずれか一つに記載の位相変更ユニット。 The housing rotor includes a first housing rotor in which the first face gear is disposed, and a second housing rotor connected to the first housing rotor,
The second housing rotor has a bearing portion that rotatably supports the rotation adjusting member around the axis.
The phase changing unit according to claim 5, wherein the phase changing unit is a unit.
前記第1フェースギヤは、前記第2回転体と一体的に回転するように連結され、
前記第2フェースギヤは、前記第1回転体と一体的に回転するように連結され、
前記回転調整部材は、前記ハウジングロータに対して回動自在に支持されている、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一つに記載の位相変更ユニット。 The first rotating body includes a housing rotor that houses the first face gear, the second face gear, and the rotation adjusting member,
The first face gear is coupled to rotate integrally with the second rotating body,
The second face gear is connected to rotate integrally with the first rotating body,
The rotation adjusting member is rotatably supported with respect to the housing rotor.
The phase changing unit according to claim 1, wherein the phase changing unit is provided.
ことを特徴とする請求項9に記載の位相変更ユニット。 The first face gear has a bearing portion that rotatably supports the housing rotor.
The phase changing unit according to claim 9.
前記ハウジングロータは、その内周壁において、前記掛止片を掛止する掛止凹部を有する、
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の位相変更ユニット。 The second face gear has a latching piece at an outer edge region thereof,
The housing rotor has a latching recess for latching the latching piece on the inner peripheral wall thereof.
The phase changing unit according to claim 9 or 10, characterized in that
前記第2ハウジングロータは、前記回転調整部材を前記軸線回りに回動自在に支持する軸受部を有する、
ことを特徴とする請求項9ないし11いずれか一つに記載の位相変更ユニット。 The housing rotor includes a first housing rotor that connects the second face gear so as to rotate integrally, and a second housing rotor that is connected to the first housing rotor,
The second housing rotor has a bearing portion that rotatably supports the rotation adjusting member around the axis.
The phase changing unit according to claim 9, wherein the phase changing unit is a unit.
前記位相変更ユニットは、請求項1ないし12いずれか一つに記載の位相変更ユニットである、
ことを特徴とするバルブタイミング変更装置。
A phase changing unit for changing the relative rotation phase of the housing rotor forming the first rotating body and the camshaft forming the second rotating body is provided, and the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve driven by the camshaft is changed. A valve timing changing device,
The phase change unit is the phase change unit according to any one of claims 1 to 12.
A valve timing changing device characterized by that.
Priority Applications (3)
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US7137370B2 (en) * | 2002-05-22 | 2006-11-21 | Aft Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh | Gearbox comprising two rotatable disks which are arranged inside each other and are connected by means of a swash plate |
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2016
- 2016-05-18 JP JP2016099211A patent/JP2017206990A/en active Pending
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2017
- 2017-04-07 WO PCT/JP2017/014442 patent/WO2017199625A1/en active Application Filing
- 2017-04-07 DE DE112017002555.9T patent/DE112017002555T5/en not_active Withdrawn
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