WO2017199625A1

WO2017199625A1 - 位相変更ユニット及びバルブタイミング変更装置

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Publication number: WO2017199625A1
Application number: PCT/JP2017/014442
Authority: WO
Inventors: 貴彦木村; 剛資大野; 孝大島; 俊紀稲船; 弘二菅野; 高橋　晃
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2017-11-23
Anticipated expiration: 2018-11-18
Also published as: JP2017206990A; DE112017002555T5

Abstract

本発明の位相変更ユニットは、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（２０）、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フェースギヤと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（４０）、第２フェースギヤを弾性変形させてその歯列（４３）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軸線（Ｓ）回りに回転調整される回転調整部材（５０）を含む。これによれば、構造の簡素化、部品点数の削減、装置の小型化、位相変更の容易化等を達成できる。

Description

位相変更ユニット及びバルブタイミング変更装置

　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。

　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）。

　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。

特許第３９３７１６４号公報

　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、上記従来技術の問題点等を解消して、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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

本発明に係る位相変更ユニットの一実施形態を採用したバルブタイミング変更装置を示す外観斜視図である。図１に示すバルブタイミング変更装置において、電動モータ及びカムシャフトを省略した外観斜視図である。図２に示すバルブタイミング変更装置の分解斜視図である。図２に示すバルブタイミング変更装置の断面図である。図１ないし図４に示す装置に含まれる位相変更ユニットを構成する第１フェースギヤ及び第２フェースギヤを示す分解斜視図である。図５に示す位相変更ユニットを後方斜めから見た分解斜視図である。図２に示す位相変更ユニットに含まれる第１フェースギヤ、第２フェースギヤ、回転調整部材の押圧部（転動体）の関係を示す斜視図である。図２に示す位相変更ユニットに含まれる第１フェースギヤ、第２フェースギヤ、回転調整部材の押圧部（転動体）の関係を示す側面図ある。図２に示す位相変更ユニットに含まれる第１フェースギヤ、第２フェースギヤ、回転調整部材の押圧部（転動体）の関係を示す側面図ある。本発明に係る位相変更ユニットの他の実施形態を採用したバルブタイミング変更装置を示す分解斜視図である。図１０に示すバルブタイミング変更装置の断面図である。図１０及び図１１に示す装置に含まれる位相変更ユニットを構成する第１フェースギヤ及び第２フェースギヤを示す分解斜視図である。図１２に示す位相変更ユニットを後方斜めから見た分解斜視図である。

　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一実施形態としての位相変更ユニットＵ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。

　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。

　位相変更ユニットＵは、図１ないし図９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を備えている。

　ハウジングロータ１０は、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を備えている。

　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を備えている。

　内周部１１ｂは、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、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。

　第２ハウジングロータ１２は、図４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を備えている。
　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。

　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。

　第１フェースギヤ２０は、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。

　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、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。

　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。

　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。

　スペーサ部材３０は、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を備えている。

　中心孔３１は、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、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。

　端面３４は、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、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。

　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。

　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。

　第２フェースギヤ４０は、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。
　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を備えている。
　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。

　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。

　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、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。

　回転調整部材５０は、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を備えている。

　円筒部５１は、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、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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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を備えている。

　ハウジングロータ１０´は、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を備えている。

　第１ハウジングロータ１１´は、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を備えている。

　内周部１１ｂ´は、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。

　第１フェースギヤ２０´は、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´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、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。

　嵌合凹部２３´は、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、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、軸受ＲＢ´を嵌合する外径寸法に形成されている。

　第２フェースギヤ４０´は、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。
　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´を備えている。

　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、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。

　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を除いた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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

ＣＳ　カムシャフト（第２回転体）
Ｓ　軸線
ＲＢ，ＲＢ´　軸受（ラジアル軸受）
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
１１ｃ´　掛止凹部
１１ｄ　被規制部
１２　第２ハウジングロータ
２０，２０´　第１フェースギヤ
２２　歯列
２３´　嵌合凹部
２４´　軸受部
３０　スペーサ部材
３２　軸受部
３６　規制部
４０，４０´　第２フェースギヤ
４１，４１´　中心孔
４３　歯列
４４´　掛止片
５０　回転調整部材
５３　押圧部
５３ａ　転動体

Claims

　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、
　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、位相変更ユニット。
　前記第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、前記軸線を中心とする円錐状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の位相変更ユニット。
　前記回転調整部材は、前記第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、
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。
　前記押圧部は、前記第２フェースギヤに接触しつつ転動する転動体を含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の位相変更ユニット。
　前記第１回転体は、前記第１フェースギヤ、前記第２フェースギヤ、及び前記回転調整部材を収容するハウジングロータを含み、
　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。
　前記第２フェースギヤは、スペーサ部材を介して、前記第２回転体に連結され、
　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。
　前記スペーサ部材は、前記第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、
　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。
　前記ハウジングロータは、前記第１フェースギヤが配置された第１ハウジングロータと、前記第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、
　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。
　前記第１回転体は、前記第１フェースギヤ、前記第２フェースギヤ、及び前記回転調整部材を収容するハウジングロータを含み、
　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。
　前記第１フェースギヤは、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９に記載の位相変更ユニット。
　前記第２フェースギヤは、その外縁領域において、掛止片を有し、
　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。
　前記ハウジングロータは、前記第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、前記第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、
　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。
　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と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、前記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、
　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。