WO2019054377A1 - 減速装置 - Google Patents

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WO2019054377A1
WO2019054377A1 PCT/JP2018/033650 JP2018033650W WO2019054377A1 WO 2019054377 A1 WO2019054377 A1 WO 2019054377A1 JP 2018033650 W JP2018033650 W JP 2018033650W WO 2019054377 A1 WO2019054377 A1 WO 2019054377A1
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WO
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internal gear
input shaft
case
gear
bearing
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/033650
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English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤　光司
齋藤　隆英
慎太朗 石川
Original Assignee
Ntn株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear

Definitions

  • the present invention relates to a roller type reduction gear.
  • a reduction gear In general, a reduction gear is known as a device that decelerates the rotation of an input shaft that receives a driving force from a driving source such as a DC motor and transmits the rotation to the output shaft to drive a mating machine connected to the output shaft.
  • a driving source such as a DC motor
  • Such a reduction gear is used, for example, as a reduction mechanism of a variable valve timing device, and includes first and second reduction gears of a two-stage roller type connected in the axial direction.
  • the first and second reduction mechanisms include a first and a second input shaft having an eccentric shaft portion, a first and a second internal gear having teeth formed at an equal pitch in the circumferential direction, and an eccentric shaft of the first input shaft
  • a holder portion provided with a plurality of rollers interposed between the portion and the first internal gear and between the eccentric shaft portion of the second input shaft and the second internal gear, and a pocket for holding the plurality of rollers It has the 1st, 2nd middle axis which it has (refer to patent documents 1).
  • the first input shaft and the first intermediate shaft are coaxially arranged in the axial direction, and radially inward with the first intermediate shaft coaxially aligned with the second input shaft.
  • the second intermediate shaft and the second input shaft are coaxially arranged in axial alignment on the opposite side of the first intermediate shaft in the axial direction.
  • the reduction gear described in Patent Document 1 can reduce the rotation of the output shaft of the electric motor as the input shaft by each of the first and second reduction mechanisms and transmit it to the camshaft as the output shaft. it can.
  • the holder portion of the first intermediate shaft serves as an output member for transmitting the rotation of the first input shaft, and the holder portion of the second intermediate shaft rotates the second input shaft. It becomes an output member to transmit, and the torque transmitted with the deceleration is increased.
  • the rotation of the second input shaft decelerated by the first reduction mechanism is further decelerated, so that the torque transmitted as the deceleration is further increased.
  • Such cages of the first intermediate shaft and the cages of the second intermediate member, which are output members, have strict strength requirements, and it is required to secure rigidity.
  • first input shaft and the first intermediate shaft, and the second input shaft and the second intermediate shaft of the first reduction gear mechanism are arranged in line in the axial direction, it is possible to reduce the size in the axial direction and achieve thinning. Is difficult.
  • the diameter of the first intermediate shaft and the second input shaft are coaxially axially aligned.
  • the arrangement is integrated through the direction inward ring portion. In this arrangement, it is difficult to reduce the axial dimension and to reduce the thickness.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a reduction gear which secures the rigidity of the output member and has a compact axial dimension.
  • the reduction gear concerning this invention is: With the case, A first internal gear fixed to the case and having a plurality of teeth formed on its inner periphery; A second internal gear rotatably supported with respect to the case and having a plurality of teeth formed on its inner periphery; An input shaft disposed radially inward of and coaxial with the first internal gear and the second internal gear, and having an eccentric shaft portion eccentric to the first internal gear and the second internal gear; A bearing disposed on the outer periphery of the eccentric shaft portion; A plurality of rollers interposed between the first internal gear and the second internal gear, and the bearing; And a holder member rotatably holding the roller, The roller is disposed across the first internal gear and the second internal gear.
  • the roller is moved in the circumferential direction by one tooth of the first internal gear per one rotation of the input shaft, and the second internal gear is rotated by rotating the second internal gear by one tooth.
  • the second internal gear rotates in the same direction as the rotation of the retainer member. Furthermore, when the input shaft makes one rotation, the second internal gear is circumferentially pushed by the plurality of rollers pushed by the eccentric shaft portion with respect to the holder member, and decelerated to rotate by one tooth.
  • the axial dimension does not increase.
  • the axial dimension can be reduced.
  • the holder member to which the rotation of the input shaft is decelerated and transmitted, and the second internal gear to which the rotation of the holder member is transmitted do not have a complicated structure, so that the rigidity as the output member can be easily ensured. .
  • the output member to which the rotation of the input shaft and the rotation of the holder member are transmitted is the second internal gear which can easily ensure the rigidity, it copes with the increase of the torque transmitted with the deceleration. can do.
  • the roller is pressed against the teeth of the first internal gear and the teeth of the second internal gear by the outer ring outer peripheral portion of the bearing. Since the outer ring of the bearing is rotatable, pressing to the teeth can be performed smoothly.
  • the eccentric shaft portion of the input shaft can adopt a configuration including an annular eccentric plate portion provided on the outer periphery of the input shaft.
  • the case has a small diameter step extending inward in the radial direction from the other axial end of the inner circumferential portion, and the small diameter step faces in the axial direction toward the one end in the axial direction.
  • the first internal gear has an engagement hole formed in the axial direction, and the engagement hole of the first internal gear is fitted to the projection of the small diameter step portion. Can be adopted.
  • the first internal gear disposed in the inner peripheral portion of the case is easily fixed in a non-rotatable manner in the inner peripheral portion of the case by fitting the projection of the small diameter step portion into the engagement hole.
  • the case has a convex portion projecting radially inward from the inner peripheral portion, and the first internal gear is provided on the outer peripheral portion thereof.
  • a configuration may be employed in which there is a recess formed radially inward, and the recess of the first internal gear fits into the protrusion of the case.
  • the first gear may be integrally formed on the inner peripheral surface of the case.
  • the second internal gear has a bearing fitted to the outer peripheral portion thereof and the bearing is fitted to the inner peripheral portion of the case, the second internal gear is smoothly rotated by the bearing. It can be done. Further, the second gear may be integrally formed with a member on the output side (not shown).
  • the reduction gear according to the present invention can be applied to a variable valve timing device.
  • the output member It is easy to secure the rigidity as.
  • the cage member is positioned at the outer peripheral portion of the eccentric shaft portion of the input shaft and the cage member is positioned at the inner peripheral portion of the second internal gear, the axial dimension does not increase, and the axial dimension Can be made thinner.
  • the reduction gear transmission 1 includes a cylindrical case 10, a first internal gear 20 fixed in the case 10, and a first case rotatably supported in the case 10.
  • An input shaft 40 having two internal gears 30, an eccentric shaft 41 positioned radially inward of the first internal gear 20 and the second internal gear 30, a first internal gear 20 and a second internal gear 30, and an eccentric shaft
  • An annular retainer member 50 rotatable between them and 41 and a plurality of rollers 60 held by the retainer member 50 are provided.
  • the case 10 has a cylindrical shape, and has an inner circumferential portion 11 having a cylindrical surface in one axial direction, and a small diameter step 12 extending radially inward from the other axial end of the inner circumferential portion 11.
  • the small diameter step portion 12 has a protrusion 14 formed in one end in the axial direction on the end surface 13 facing in the axial direction.
  • axial direction a direction along the central axis of the input shaft 40
  • radial direction a direction orthogonal to the central axis of the input shaft 40
  • a circumferential direction about the central axis of the input shaft 40 Is called "circumferential direction”.
  • the protrusions 14 are provided at six places at equal intervals in the circumferential direction of the end face 13 of the small diameter step 12 as shown in FIG.
  • the inner peripheral portion of the small diameter step portion 12 is a cylindrical surface, and the bearing 15 is fitted.
  • the bearing 15 is a ball bearing, and rotatably supports the other axial end of the input shaft 40.
  • the number of protrusions 14 is not limited to six. As long as the first internal gear 20 can be fixed to the case 10 in a non-rotatable manner, it may be provided at one place or at multiple places in the circumferential direction.
  • the first internal gear 20 has engagement holes 21 axially penetrating at six circumferential directions.
  • the respective engagement holes 21 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the projections 14 of the case 10 are in a fitted state.
  • the first internal gear 20 is non-rotatably fixed to the other axial side in the inner circumferential portion 11 of the case 10.
  • the number of engagement holes 21 is not limited to six. If it is the same number as the projections 14, it may be provided at one place or at multiple places in the circumferential direction.
  • a plurality of teeth 22 are formed at equal intervals in the circumferential direction at the inner peripheral portion (59 in the case of FIG. 2), and the tooth grooves 23 of the respective teeth 22 have a sectional curve shape There is no.
  • the shape of one pitch of the teeth 22 of the first internal gear 20 is parallel to the locus described by the center of the roller 60 which revolves along the outer periphery of the bearing 43 of the eccentric shaft 41 described later when the input shaft 40 rotates. And the curve (outer side envelope) on the radially outer side of the roller 60 among the curves.
  • the second internal gear 30 has engagement holes 31 axially penetrating at six circumferential directions.
  • the respective engagement holes 31 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the second internal gear 30 is rotatably supported on one side in the axial direction of the first internal gear 20 in the inner circumferential portion 11 of the case 10.
  • the second internal gear 30 has a plurality of teeth 32 formed at equal intervals in the circumferential direction at its inner circumferential portion (61 in the case of FIG. 3).
  • the groove 33 has a cross-sectional curved shape.
  • the shape of one pitch of the teeth 32 of the second internal gear 30 is parallel to the locus described by the center of the roller 60 which revolves along the outer periphery of the bearing 43 of the eccentric shaft 41 described later when the input shaft 40 rotates.
  • the curve (outer side envelope) on the radially outer side of the roller 60 is matched.
  • the second internal gear 30 has the same outer diameter as the first internal gear 20, and the tip and bottom surfaces also have the same internal diameter.
  • the input shaft 40 has a cylindrical shape, and the other end in the axial direction is rotatably supported by the small diameter step 12 of the case 10 via a bearing 15.
  • the input shaft 40 is coaxially disposed with the first internal gear 20 and the second internal gear 30 and has an eccentric shaft portion 41 located radially inward of the first internal gear 20 and the second internal gear 30.
  • the eccentric shaft portion 41 has an eccentric plate portion 42 integrally formed with the input shaft 40 and a bearing 43 fitted on the outer peripheral portion of the eccentric plate portion 42.
  • the eccentric plate portion 42 is eccentric to the central axis of the input shaft 40 by ⁇ .
  • a ball bearing can be employed as the bearing 43 (see FIGS. 2 and 3).
  • the retainer member 50 is formed in a cylindrical shape, and is rotatably disposed between the first internal gear 20 and the second internal gear 30 and the eccentric shaft portion 41 of the input shaft 40. .
  • the holder member 50 has a plurality of pockets 51 formed at equal pitches in the circumferential direction.
  • the plurality of pockets 51 are a few minutes larger than the number of teeth 22 of the first internal gear 20 and one less than the number of teeth 32 of the second internal gear 30 of the retainer member 50. It is provided at 30 positions thinned out every other one of division points when divided equally (60 in the case of FIGS. 2 and 3) in the circumferential direction at equal pitches.
  • the pocket 51 is not only provided at a position partially thinned out with respect to the dividing point at the holder member 50, but is also provided at all positions. It is also good.
  • Each pocket 51 has a roller 60 movably held therein in the radial direction.
  • the respective rollers 60 are sequentially meshed with the inner surface of the tooth groove 23 of the first internal gear 20 by the eccentric rotation of the eccentric shaft portion 41 of the input shaft 40.
  • Each roller 60 moves in the circumferential direction by one tooth of the teeth 22 of the first internal gear 20 per one rotation of the eccentric shaft portion 41 to reduce and rotate the cage member 50.
  • each roller 60 is sequentially meshed with the inner surface of the tooth groove 33 of the second internal gear 30 by the eccentric rotation of the eccentric shaft portion 41 of the input shaft 40.
  • Each roller 60 moves the second internal gear 30 circumferentially by one tooth of its teeth 32 with respect to the holder member 50 per rotation of the eccentric shaft portion 41, and thereby the second internal gear 30 is moved. Decelerating and rotating.
  • the number N1 of division points in the pocket 51 is a common divisor of the reduction ratio of the first internal gear 20 (60 in the present specification) and the reduction ratio of the second internal gear 30 (60 in the present specification) Good.
  • the reduction gear transmission 1 according to the first embodiment is configured as described above, and the operation of the reduction gear transmission 1 will be described based on the drawings.
  • the eccentric shaft portion 41 rotates in the same direction.
  • the maximum portion A of the first annular space S1 formed between the outer ring outer peripheral surface of the bearing 43 of the eccentric shaft portion 41 and the first internal gear 20 is at the position of 0 degrees clockwise. Is 180 degrees, the maximum A and the minimum B move clockwise with the rotation of the eccentric shaft 41, and the left half of the annular space tends to narrow, the right half of the annular space is wide.
  • the roller 60 present in the left half of the first annular space S1 is pushed by the outer ring outer peripheral surface of the bearing 43 of the eccentric shaft 41 with the rotation of the eccentric shaft 41 and the teeth of the first internal gear 20 are
  • the roller 60 present in the right half of the first annular space S1 radially outwards upwards 22 moves radially inwards down the teeth 22 of the first internal gear 20, as shown by the arrows in FIG.
  • the holder member 50 rotates clockwise.
  • each rotation of the input shaft 40 causes each roller 60 to have one tooth
  • the holder member 50 which revolves clockwise by an amount and holds the roller 60 decelerates and rotates.
  • each roller 60 revolves counterclockwise, and the input shaft 40 and the cage member 50 rotate in the same direction. Do.
  • the eccentric shaft portion 41 rotates in the same direction.
  • the local maximum C of the second annular space S2 formed between the outer ring outer peripheral surface of the bearing 43 of the eccentric shaft 41 and the second internal gear 30 is located at the position of 0 degrees clockwise. Is 180 degrees, the maximum C and the minimum D move clockwise with the rotation of the eccentric shaft 41, and the left half of the second annular space S2 tends to narrow, the right of the annular space Half tends to be wider.
  • the roller 60 existing in the left half of the second annular space S2 is pushed by the outer ring outer peripheral surface of the bearing 43 of the eccentric shaft 41 with the rotation of the eccentric shaft 41 and the teeth of the second internal gear 30 are
  • the roller 60 present in the right half of the second annular space S2 radially outwards downwards 32 presses the teeth 32 in such a way as to move radially inwards up the teeth 32 of the second internal gear 30.
  • the roller 60 held in the pocket 51 of the holder member 50 is a portion including the minimal portion B in the first annular space S 1 and is provided on the teeth 22 of the first internal gear 20. It is engaged.
  • the second internal gear 30 whose teeth 32 are pressed by the roller 60 decelerates and rotates clockwise with respect to the holder member 50 by one pitch of the teeth 32. That is, assuming that the number of teeth 32 of the second internal gear 30 is B1 (61), when the input shaft 40 makes one rotation, the second internal gear 30 rotates in the same direction with respect to the retainer member 50. Rotate by 1 / B1 min.
  • the second internal gear 30 rotates in the opposite direction to the input shaft 40 with respect to the cage member 50.
  • the holder member 50 rotates in the same direction as the input shaft 40 by 1 / A1. Furthermore, the second internal gear 30 rotates by 1 / B1 relative to the holder member 50.
  • the second internal gear 30 is further rotated by 1 / B1 in addition to the rotation (1 / A1) of the holder member 50.
  • the reduction ratio of the second internal gear 30 to the input shaft 40 is 1 / (1 / A1 + 1 / B1), That is, A1 ⁇ B1 / (A1 + B1).
  • the reduction ratio is 3599/120 ⁇ 29.99, and the rotation of the input shaft 40 is decelerated and rotated in the same direction as the rotation direction. It is transmitted to the two internal gears 30.
  • the cage member 50 is positioned on the outer ring outer peripheral portion of the bearing 43 of the eccentric shaft portion 41 of the input shaft 40, and the cage member 50 is positioned on the inner peripheral portion of the second internal gear 30. There is. Therefore, the axial dimension does not increase, and the axial dimension can be reduced.
  • the second internal gear 30 to which the rotation of the input shaft 40 is decelerated and transmitted has a degree of freedom in radial thickness, it is easy to ensure rigidity.
  • the eccentric shaft portion 41 of the input shaft 40 has an eccentric plate portion 42 integral with the input shaft 40 and a bearing 43 fitted to the outer peripheral portion of the eccentric plate portion 42.
  • the roller 60 is pressed against the teeth 22 of the first internal gear 20 and the teeth 32 of the second internal gear 30 by the outer ring outer peripheral portion of the bearing 43.
  • the outer ring of the bearing 43 is rotatable, so that the roller 60 can be pressed smoothly.
  • the eccentric shaft portion 41 of the input shaft 40 may be configured only by the eccentric plate portion 42 without fitting the bearing 43.
  • the number of teeth 22 of the first internal gear 20 is smaller than the number of teeth 32 of the second internal gear 30, but the invention is not limited thereto.
  • the number B1 of the teeth 22 of the first internal gear 20 May be greater than the number A1 of the teeth 32 of the second internal gear 30.
  • the reduction ratio of the second internal gear 30 to the input shaft 40 is 1 / (-1 / B1-1 / A1), that is, -A1 ⁇ B1 / (A1 + B1).
  • the first internal gear 20 is non-rotatably fixed to the inner peripheral portion of the case 10 by the protruding portion 16 projecting radially inward. It differs from the one embodiment.
  • components considered to be the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • convex portions 16 protruding radially inward from the inner circumferential portion 11 are provided at six circumferential positions at equal intervals. As shown in FIG. 5B, each of the convex portions 16 has an arc shape in which the cross-sectional shape in the radial direction protrudes inward in the radial direction.
  • the first internal gear 20 is provided with concave portions 34 directed radially inward at equal intervals at six circumferential positions on the outer peripheral portion thereof.
  • Each of the recesses 34 has an arc shape in which the cross-sectional shape in the radial direction is recessed inward in the radial direction, and is in a state of being fitted with no gap in the protrusion 16 of the case 10.
  • the number of convex portions 16 is not limited to six, and may be provided at a plurality of places in the circumferential direction.
  • the number of recesses 34 is not limited to six, and may be provided at a plurality of locations in the circumferential direction as long as the number of protrusions 14 is the same.
  • the second internal gear 30 has a bearing 17 fitted on the outer peripheral portion thereof, and the bearing 17 is in a state of being fitted on the inner peripheral portion of the case 10 This is different from the first embodiment described above.
  • components considered to be the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the reduction gear 1 can adopt a ball bearing as the bearing 17 of the second internal gear 30.
  • the bearing 17 in a state of being fitted to the outer circumferential portion of the second internal gear 30 is fitted to the inner circumferential portion 11 of the case 10 by an intermediate fitting or an interference fit.
  • the second internal gear 30 can be smoothly rotated.
  • FIG. 7 shows a variable valve timing device 70 to which the reduction gear transmission 1 according to the first embodiment is applied.
  • a camshaft 71 for driving at least one of the intake valve and the exhaust valve (not shown) of the engine and a sprocket 72 for transmitting rotation from the engine to rotationally drive the camshaft 71 can be relatively rotated.
  • Rotation of the input shaft 40, which is the output shaft 74 of the electric motor 73 coaxially disposed with the camshaft 71 is transmitted to the camshaft 71 via the reduction gear 1, and the sprocket of the camshaft 71
  • the opening / closing timing of the intake valve exhaust valve
  • the case 10 has a cylindrical shape, is open at the other end in the axial direction, and has a flange 10a extending radially inward at one axial end.
  • the case 10 is disposed such that the sprocket 72 is integrally rotated at the other axial end.
  • the eccentric shaft 41 is provided at one end in the axial direction of the input shaft 40 of the reduction gear 1, and the bearing 15 is fitted to the outer peripheral portion closer to the other side in the axial direction than the eccentric shaft 41.
  • the sprocket 72 is rotatably supported on the input shaft 40 by the bearing 15.
  • the sprockets 72 protrude in one axial direction on the end surface 72 a on one axial side, and have projections 72 b provided at equal intervals at six circumferential positions. Each protrusion 72 b fits into the engagement hole 21 of the first internal gear 20, and the first internal gear 20 is non-rotatably fixed to the case 10 via the sprocket 72.
  • the second internal gear 30 of the reduction gear transmission 1 has a flange 30a extending radially inward from one end in the axial direction, and a connecting shaft portion 30b integrally formed radially inward of the flange 30a.
  • the connecting shaft portion 30 b is coaxially disposed on the other side in the axial direction of the input shaft 40, and is connected by the fixing bolt 75 in a state where the camshaft 71 is integrally rotated.
  • variable valve timing device 70 does not increase the axial dimension, and the axial dimension can be reduced.
  • variable valve timing device 70 to which the reduction gear 1 is applied will be described.
  • the rotation of the sprocket 72 rotates the case 10 of the reduction gear 1 and the integrated first inside of the case 10
  • the gear 20 rotates integrally with the case 10.
  • the roller 60 interposed between the bearing 43 of the eccentric shaft portion 41 and the first internal gear 20 is maintained along the outer ring outer peripheral portion of the bearing 43 while maintaining the engagement relationship with the respective teeth 22.
  • the revolution is synchronized with the rotation of the sprocket 72. For this reason, the holder member 50 to which the revolution of the roller 60 is transmitted rotates in synchronization with the sprocket 72.
  • the roller 60 interposed between the bearing 43 of the eccentric shaft portion 41 and the second internal gear 30 maintains the engagement relationship with the respective teeth 32.
  • the second internal gear 30 which revolves along the outer ring outer peripheral portion of the bearing 43 and to which the revolution is transmitted rotates in synchronization with the sprocket 72.
  • the camshaft 71 drives the intake valve of the engine
  • the output shaft of the electric motor 73 which is the input shaft 40 by known means, for example, electronic control.
  • the rotation of the sprocket 72 and the input shaft 40 are made to rotate relative to each other by rotating the shaft 74 relatively slower or faster than the rotational speed of the sprocket 72.
  • the second internal gear 30 is decelerated and rotated in the same direction as the rotation direction of the input shaft 40 by the operation of the reduction gear 1 described above.
  • the rotation of the decelerated second internal gear 30 causes the camshaft 71 to rotate relative to the sprocket 72, and the rotational phase of the camshaft 71 relative to the sprocket 72 is changed to a rotational phase suitable for low rotation.
  • variable valve timing device is applied in the present embodiment, it is possible to apply the variable valve timing device without limiting to the variable valve timing device as long as it is used in high deceleration and high output.
  • SYMBOLS 1 Reduction gear 10 case, 10a flange, 11 inner peripheral part, 12 small diameter step part, 13 end surface, 14 protrusion, 15 bearing, 16 convex part, 17 bearing, 20 1st internal gear, 21 engagement hole, 22 teeth, 23 tooth groove, 30 second internal gear, 30a flange, 30b connecting shaft portion, 31 engaging hole, 32 teeth, 33 tooth groove, 34 recessed portion, 40 input shaft, 41 eccentric shaft portion, 42 eccentric plate portion, 43 bearing, Reference Signs List 50 retainer member, 51 pocket, 60 roller, 70 variable valve timing device, 71 camshaft, 72 sprocket, 72a end face, 72b projection, 73 electric motor, 74 output shaft, 75 fixing bolt, A, C maximum part, B, D minimal part, S1 first annular space, S2 second annular space

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

ケース（１０）内に固定される第一内歯車（２０）およびケース（１０）内に回転可能に支持される第二内歯車（３０）と、入力軸（４０）の偏心軸部（４１）との間で円筒状の保持器部材（５０）が回転可能に配置される。保持器部材（５０）は、複数のローラ（６０）をそれぞれ保持するポケット（５１）が周方向に等間隔に配置されたものである。ローラ（６０）が入力軸（４０）の偏心軸部（４１）の一回転当たりに第一内歯車（２０）の一歯分だけ周方向に移動し、ローラ（６０）が入力軸（４０）の偏心軸部（４１）の一回転当たりに、保持器部材（５０）に対して、第二内歯車（３０）をその一歯分だけ回転させる。

Description

減速装置
　この発明は、ローラ式の減速装置に関する。
　一般に、ＤＣモータ等の駆動源から駆動力を受けた入力軸の回転を減速して出力軸に伝達し、出力軸に接続した相手機械を駆動する装置として、減速装置が知られている。
　このような減速装置は、例えば、可変バルブタイミング装置の減速機構として使用され、軸方向に連結される二段のローラ式の第一、第二減速機構を備えている。
　第一、第二減速機構は、偏心軸部を有する第一、第二入力軸と、歯が周方向に等ピッチで形成された第一、第二内歯車と、第一入力軸の偏心軸部と第一内歯車との間および第二入力軸の偏心軸部と第二内歯車との間に介在される複数のローラと、複数のローラを保持するポケットが設けられた保持器部を有する第一、第二中間軸とを備えている（特許文献１参照）。
　特許文献１に記載された減速装置としては、第一入力軸の偏心軸部と第一内歯車との間に介在された複数のローラが、第一中間軸の保持器部に保持され、第二入力軸の偏心軸部と第二内歯車との間に介在された複数のローラが、第二中間軸の保持器部に保持されている。
　そして、第一入力軸と第一中間軸とは、軸方向に並ぶ状態で同軸状に配置され、第一中間軸が第二入力軸に対して同軸状に軸方向並ぶ状態で径方向内向きの円環部を介して一体化されている。また、第二中間軸、第二入力軸に対して第一中間軸と軸方向反対側に軸方向に並ぶ状態で同軸状に配置されている。
　このような特許文献１に記載された減速装置は、入力軸としての電動モータの出力軸の回転を第一、第二減速機構のそれぞれで減速し、出力軸としてのカムシャフトに伝達することができる。
特開２０１０－２４２５９５号公報
　特許文献１に記載された減速装置では、第一中間軸の保持器部は、第一入力軸の回転を伝達する出力部材となり、第二中間軸の保持器部は第二入力軸の回転を伝達する出力部材となって、減速に伴って伝達されるトルクが増大する。特に、第二中間軸の保持器部は、第一減速機構により減速された第二入力軸の回転がさらに減速されるので、減速に伴って伝達されるトルクがさらに増大する。
　このような出力部材である第一中間軸の保持器部や第二中間部材の保持器部は、強度要件が厳しいものとなり、剛性の確保が求められる。
　また、第一減速機構の第一入力軸と第一中間軸および第二入力軸と第二中間軸が軸方向に並んで配置されているため、軸方向寸法を小さくして薄型化を図ることが難しい。
　また、第一減速機構の第一中間軸の回転を第二減速機構の第二入力軸に伝達するために、第一中間軸と第二入力軸とは、同軸状に軸方向並ぶ状態で径方向内向きの円環部を介して一体化された配置となっている。この配置では、軸方向寸法を小さくして薄型化を図ることが難しい。
　そこで、この発明が解決しようとする課題は、出力部材の剛性を確保し、軸方向寸法をコンパクトに形成した減速装置を提供することにある。
　前記の課題を解決するために、この発明に係る減速装置は、
　ケースと、
　前記ケースに固定され、内周に複数の歯が形成された第一内歯車と、
　前記ケースに対して回転可能に支持され、内周に複数の歯が形成された第二内歯車と、
　前記第一内歯車および前記第二内歯車と同軸上で径方向内側に配置され、前記第一内歯車および前記第二内歯車に対して偏心した偏心軸部を有する入力軸と、
　前記偏心軸部の外周に配置された軸受と、
　前記第一内歯車および前記第二内歯車と、前記軸受との間に介在された複数のローラと、
　前記ローラを回転可能に保持する保持器部材と、を備え、
　前記ローラは前記第一内歯車と前記第二内歯車に跨って配置され、
　前記入力軸の一回転当たりに、前記ローラが前記第一内歯車の一歯分だけ周方向に移動すると共に、前記第二内歯車をその一歯分だけ回転させることで、前記第二内歯車が前記入力軸に対して減速して回転する構成を採用することができる。
　この構成では、入力軸が一回転すると、偏心軸部により保持器部材のポケットに保持された複数のローラが第一内歯車の歯に押され、第一内歯車の一歯分だけ周方向に移動し、保持器部材が減速回転する。
　このとき、保持器部材のポケットに保持されているローラは第二内歯車の歯に噛み合っているので、第二内歯車が保持器部材の回転と同方向に回転する。さらに、入力軸が一回転すると、保持器部材に対して、偏心軸部に押された複数のローラにより第二内歯車が周方向に押され、その一歯分だけ減速して回転する。
　この構成によると、入力軸の偏心軸部の外周部に保持器部材が位置し、その保持器部材は第二内歯車の内周部に位置しているので、軸方向寸法が大きくならず、軸方向寸法の薄型化を図ることができる。
　また、入力軸の回転が減速して伝達される保持器部材および保持器部材の回転が伝達される第二内歯車は、複雑な構造を有していないため出力部材としての剛性を確保し易い。特に、上述のように、入力軸の回転および保持器部材の回転が伝達される出力部材が、剛性を確保し易い第二内歯車であるので、減速に伴って伝達されるトルクの増大に対応することができる。
　この構成での入力軸部の偏心軸部では、軸受の外輪外周部によりローラが、第一内歯車の歯および第二内歯車の歯に押し付けられる。軸受の外輪は回転可能であるので、歯への押し付けを円滑に行うことができる。
　この構成において、前記入力軸の偏心軸部は、前記入力軸の外周に設けられた円環状の偏心板部からなる構成を採用することができる。
　上記構成において、前記ケースが前記内周部の軸方向他方の端部から径方向内向きに延びる小径段部を有し、前記小径段部が軸方向一方を向く端面に軸方向一方へ向かって形成される突起を有し、前記第一内歯車が軸方向に形成された係合孔を有し、前記小径段部の突起に前記第一内歯車の係合孔が嵌り合う状態である構成を採用することができる。
　この構成により、ケースの内周部内に配置される第一内歯車は、その係合孔に小径段部の突起を嵌め合わせることで、容易にケースの内周部内に回転不能に固定される。
　また、第一内歯車をケース内周部に回転不能に固定する手段として、前記ケースが前記内周部から径方向内向きに突き出す凸部を有し、前記第一内歯車がその外周部に径方向内向きに形成される凹部を有し、前記ケースの凸部に前記第一内歯車の凹部が嵌り合う状態である構成を採用してもよい。また、前記第一歯車が前記ケースの内周面に一体に形成されていてもよい。
　前記第二内歯車は、その外周部に嵌め合わされる軸受を有し、前記軸受が前記ケースの内周部に嵌め合う状態である構成を採用すると、その軸受により第二内歯車を円滑に回転させることができる。また、前記第二歯車は図示しない出力側の部材と一体に形成されていてもよい。
　また、この発明に係る減速装置は、可変バルブタイミング装置に適用することができる。
　以上のように、この発明は、入力軸の回転が減速して伝達される保持器部材および保持器部材の回転が伝達される第二内歯車は、複雑な構造を有していないため出力部材としての剛性を確保し易い。
　また、入力軸の偏心軸部の外周部に保持器部材が位置し、その保持器部材は第二内歯車の内周部に位置しているので、軸方向寸法が大きくならず、軸方向寸法の薄型化を図ることができる。
この発明の実施形態に係る減速装置の図２中のＩ‐Ｉ線における縦断面図 図１中のＩＩ－ＩＩ線における断面図 図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図 同上の減速装置の分解斜視図 この発明の第二の実施形態に係る減速装置の縦断側面図 図５Ａ中のＶ－Ｖ線における断面図 この発明の第三の実施形態に係る減速装置の縦断面図 同上の減速装置を使用した可変バルブタイミング装置の縦断面図
　この発明の減速装置に係る第一の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１から図４に示すように、この発明の減速装置１は、円筒状のケース１０と、ケース１０内に固定される第一内歯車２０と、ケース１０内に回転可能に支持される第二内歯車３０と、第一内歯車２０および第二内歯車３０の径方向内側に位置する偏心軸部４１を有する入力軸４０と、第一内歯車２０および第二内歯車３０と偏心軸部４１との間で回転可能な環状の保持器部材５０と、保持器部材５０に保持される複数のローラ６０とを備えている。
　ケース１０は、円筒状をなし、軸方向一方に円筒面をなす内周部１１と、内周部１１の軸方向他方の端部から径方向内向きに延びる小径段部１２とを有する。小径段部１２は、軸方向一方を向く端面１３に軸方向一方へ向かって形成される突起１４を有する。なお、本明細書において、入力軸４０の中心軸に沿った方向を「軸方向」、入力軸４０の中心軸に直交する方向を「径方向」、入力軸４０の中心軸周りの円周方向を「周方向」と呼ぶ。
　突起１４は、図２に示すように、小径段部１２の端面１３の周方向に等間隔で六箇所に設けられる。小径段部１２の内周部は円筒面であり、軸受１５が嵌め合わされている。軸受１５は、玉軸受であり、入力軸４０の軸方向他方側の端部を回転可能に支持している。なお、突起１４の数は、六箇所に限られない。ケース１０に対して、第一内歯車２０を回転不能に固定することができれば、一箇所または周方向に複数箇所に設けられていればよい。
　第一内歯車２０は、周方向六箇所に軸方向へ貫通する係合孔２１を有する。それぞれの係合孔２１は、周方向に等間隔に配置されており、ケース１０の突起１４が嵌り合う状態となっている。突起１４と係合孔２１との嵌め合いにより、第一内歯車２０がケース１０の内周部１１内における軸方向他方側に回転不能に固定される。なお、係合孔２１の数は、六箇所に限られない。突起１４と同数であれば一箇所、または周方向に複数箇所に設けられていればよい。
　また、第一内歯車２０は、その内周部に歯２２が周方向に等ピッチで複数形成され（図２の場合では、５９個）、それぞれの歯２２の歯溝２３が断面曲線形状をなしている。
　第一内歯車２０の歯２２の１ピッチ分の形状は、入力軸４０が回転するとき、後述する偏心軸部４１の軸受４３の外周部に沿って公転するローラ６０の中心が描く軌跡と平行な曲線のうちローラ６０の径方向外側にある曲線（外径側包絡線）と合致している。
　第二内歯車３０は、周方向六箇所に軸方向へ貫通する係合孔３１を有する。それぞれの係合孔３１は、周方向に等間隔に配置されている。第二内歯車３０は、ケース１０の内周部１１内において、第一内歯車２０の軸方向一方側に回転可能に支持される。
　また、第二内歯車３０は、図３に示すように、その内周部に歯３２が周方向に等ピッチで複数形成され（図３の場合では、６１個）、それぞれの歯３２の歯溝３３が断面曲線形状をなしている。
　第二内歯車３０の歯３２の１ピッチ分の形状は、入力軸４０が回転するとき、後述する偏心軸部４１の軸受４３の外周部に沿って公転するローラ６０の中心が描く軌跡と平行な曲線のうち、ローラ６０の径方向外側にある曲線（外径側包絡線）と合致している。
　第二内歯車３０は、第一内歯車２０と同じ外径寸法を有し、また、歯先面および歯底面も同じ内径寸法を有する。
　入力軸４０は、円柱状をなし、軸方向他方側の端部がケース１０の小径段部１２に軸受１５を介して回転可能に支持されている。入力軸４０は、第一内歯車２０および第二内歯車３０と同軸状に配置されており、第一内歯車２０および第二内歯車３０の径方向内側に位置する偏心軸部４１を有する。
　偏心軸部４１は、図１に示すように、入力軸４０に一体に形成される偏心板部４２と、偏心板部４２の外周部に嵌め合わされ軸受４３とを有する。偏心板部４２は、入力軸４０の中心軸に対してδ分だけ偏心している。軸受４３としては、玉軸受を採用することができる（図２、３参照）。
　保持器部材５０は、図１に示すように、円筒状に形成され、第一内歯車２０および第二内歯車３０と入力軸４０の偏心軸部４１との間に回転可能に配置されている。保持器部材５０は、周方向に等ピッチで形成される複数のポケット５１を有する。
　複数のポケット５１は、保持器部材５０を、第一内歯車２０の歯２２の数より一つ多い数分であって、かつ、第二内歯車３０の歯３２の数よりも一つ少ない数分（図２、３の場合は６０個分）だけ周方向に等ピッチで分割したときの分割点に対して、一つおきに間引いた３０箇所の位置に設けられている。
　また、ポケット５１は、図２、３に示すように、保持器部材５０での分割点に対して一部の間引いた位置に設けられる状態のみならず、全ての位置に設けられる状態であってもよい。
　それぞれのポケット５１は、その内部にローラ６０が径方向に移動可能に保持されている。それぞれのローラ６０は、入力軸４０の偏心軸部４１の偏心回転により第一内歯車２０の歯溝２３の内面に順次噛合するようになっている。それぞれのローラ６０は、偏心軸部４１の一回転当たりに第一内歯車２０の歯２２の一歯分だけ周方向に移動して保持器部材５０を減速回転させるものである。
　また、それぞれのローラ６０は、入力軸４０の偏心軸部４１の偏心回転により第二内歯車３０の歯溝３３の内面に順次噛合するようになっている。それぞれのローラ６０は、偏心軸部４１の一回転当たりに、保持器部材５０に対して、第二内歯車３０をその歯３２の一歯分だけ周方向に移動させて、第二内歯車３０を減速して回転させるものである。
　なお、ポケット５１での分割点の数Ｎ１は、第一内歯車２０の減速比（本明細書では６０）及び第二内歯車３０の減速比（本明細書では６０）の公約数であればよい。
　第一実施形態に係る減速装置１は上記の構成からなり、この減速装置１の作用を図面に基づいて説明する。
　まず、図２のように入力軸４０の軸方向他方から一方へ向かって見た場合、入力軸４０が時計回りに回転すると、偏心軸部４１が同方向に回転する。ここで、偏心軸部４１の軸受４３の外輪外周面と、第一内歯車２０との間に形成される第一環状空間Ｓ１の極大部Ａが時計回りに０度の位置に、極小部Ｂが１８０度の位置にある場合、偏心軸部４１の回転に伴い、極大部Ａと極小部Ｂは、時計回りに移動し、環状空間の左半分は狭くなる傾向、環状空間の右半分は広くなる傾向となる。
　このとき、第一環状空間Ｓ１の左半分に存在するローラ６０は、偏心軸部４１の回転に伴って、偏心軸部４１の軸受４３の外輪外周面に押され、第一内歯車２０の歯２２を上る径方向外向きへ、第一環状空間Ｓ１の右半分に存在するローラ６０は、第一内歯車２０の歯２２を下る径方向内向きへ移動し、図２中の矢印で示すように、保持器部材５０が時計回りに回転する。
　保持器部材５０におけるポケット５１での分割点の数Ｎ１が第一内歯車２０の歯２２の数よりも一つ多いので、入力軸４０が一回転するとそれぞれのローラ６０は、歯２２の一歯分だけ時計回りに公転し、ローラ６０を保持する保持器部材５０が減速回転する。
　すなわち、第一内歯車２０の歯２２の歯数をＡ１（５９個）とした場合、入力軸４０が一回転すると、保持器部材５０が入力軸４０と同方向に１／Ａ１分だけ回転する。
　なお、第一内歯車２０の減速比に対し、歯２２の数が一つだけ少ない場合は、それぞれのローラ６０は反時計回りに公転し、入力軸４０と保持器部材５０は同方向に回転する。
　また、図３に示すよう入力軸４０の軸方向他方から一方へ向かって見た場合、入力軸４０が時計回りに回転すると、偏心軸部４１が同方向に回転する。ここで、偏心軸部４１の軸受４３の外輪外周面と、第二内歯車３０との間に形成される第二環状空間Ｓ２の極大部Ｃが時計回りに０度の位置に、極小部Ｄが１８０度の位置にある場合、偏心軸部４１の回転に伴い、極大部Ｃと極小部Ｄは、時計回りに移動し、第二環状空間Ｓ２の左半分は狭くなる傾向、環状空間の右半分は広くなる傾向となる。
　このとき、第二環状空間Ｓ２の左半分に存在するローラ６０は、偏心軸部４１の回転に伴って、偏心軸部４１の軸受４３の外輪外周面に押され、第二内歯車３０の歯３２を下る径方向外向きへ、第二環状空間Ｓ２の右半分に存在するローラ６０は、第二内歯車３０の歯３２を上る径方向内向きへ移動するように歯３２を押し付ける。
　ここで、図２に示すように、保持器部材５０のポケット５１内に保持されるローラ６０は、第一環状空間Ｓ１での極小部Ｂを含む部位で、第一内歯車２０の歯２２に噛み合っている。
　このため、入力軸４０が一回転すると、ローラ６０に歯３２が押された第二内歯車３０は、保持器部材５０に対して、歯３２の一ピッチ分だけ時計回りに減速回転する。すなわち、第二内歯車３０の歯３２の歯数をＢ１（６１個）とした場合、入力軸４０が一回転すると、第二内歯車３０は、保持器部材５０に対して、これと同方向に１／Ｂ１分だけ回転する。
　なお、第二内歯車３０の減速比に対し、歯３２の数が一つだけ多い場合は、保持器部材５０に対して、第二内歯車３０は、入力軸４０と反対方向に回転する。
　上述のように、入力軸４０が一回転すると、保持器部材５０は、入力軸４０と同方向に１／Ａ１分だけ回転する。さらに、第二内歯車３０は、保持器部材５０に対して、１／Ｂ１分回転する。
　したがって、入力軸４０が一回転すると、第二内歯車３０は、保持器部材５０の回転（１／Ａ１）に加えて、さらに１／Ｂ１ 分回転することとなる。
　ここで、時計回りの回転を正の値、反時計回りの回転を負の値と規定すると、入力軸４０に対する第二内歯車３０の減速比は、１／（１／Ａ１＋１／Ｂ１）となり、すなわち、Ａ１×Ｂ１／（Ａ１＋Ｂ１）となる。この実施形態では、Ａ１＝５９、Ｂ１＝６１、であるので、減速比は、３５９９／１２０≒２９．９９となり、入力軸４０の回転が、その回転方向と同方向に減速回転されて、第二内歯車３０に伝達される。
　また、この実施形態では、入力軸４０の偏心軸部４１の軸受４３の外輪外周部に保持器部材５０が位置し、その保持器部材５０は第二内歯車３０の内周部に位置している。このため、軸方向寸法が大きくならず、軸方向寸法の薄型化を図ることができる。
　さらに、入力軸４０の回転が減速して伝達される第二内歯車３０は、径方向の肉厚に自由度があるため剛性を確保し易い。
　また、入力軸４０の偏心軸部４１は、入力軸４０と一体の偏心板部４２と偏心板部４２の外周部に嵌め合わされた軸受４３とを有するものである。この場合、軸受４３の外輪外周部によりローラ６０が第一内歯車２０の歯２２および第二内歯車３０の歯３２に押し付けられる。
　軸受４３の外輪は、回転可能であるので、ローラ６０の押し付けを円滑に行うことができる。なお、入力軸４０の偏心軸部４１としては、軸受４３を嵌め合わせずに偏心板部４２のみで構成してもよい。
　この実施形態では、第一内歯車２０の歯２２の歯数を第二内歯車３０の歯３２の歯数よりも少なくしているが、これに限られない。
　例えば、第一内歯車２０の歯２２の歯数Ａ１と、第二内歯車３０の歯３２の歯数Ｂ１とを相互に入れ替えた歯数とし、第一内歯車２０の歯２２の歯数Ｂ１を第二内歯車３０の歯３２の歯数Ａ１よりも多くしてもよい。
　この場合、入力軸４０の軸方向他方から一方へ向かって見た場合、入力軸４０が時計回りに一回転すると、第一内歯車２０の歯２２に押し付けられたローラ６０により保持器部材５０が反時計回りに１／Ｂ１分だけ回転する。また、第二内歯車３０は、ローラ６０に押し付けられ、保持器部材５０に対して、反時計回りに１／Ａ１分だけ回転する。
　ここで、時計回りの回転を正の値、反時計回りの回転を負の値と規定すると、入力軸４０が一回転すると、第二内歯車３０は、保持器部材５０の回転分（－１／Ｂ１）に加えて、さらに－１／Ａ１ 分回転することとなる。
　したがって、入力軸４０に対する第二内歯車３０の減速比は、１／（－１／Ｂ１－１／Ａ１）となり、すなわち、－Ａ１×Ｂ１／（Ａ１＋Ｂ１）となる。
　次に、この発明の第二の実施形態を図面に基づいて説明する。
　この実施形態では、図５Ａ、図５Ｂに示すように、第一内歯車２０がケース１０の内周部に径方向内向きに突き出す凸部１６により回転不能に固定される点で、上述した第一の実施形態と相違する。その他の構成において、第一の実施形態と同じ構成と考えられるものは、同じ符号を付して、その説明を省略する。
　この実施形態のケース１０は、内周部１１に径方向内向きに突き出す凸部１６が周方向六箇所に等間隔に設けられたものである。それぞれの凸部１６は、図５Ｂに示すように、径方向の断面形状が径方向内向きに突き出す円弧状をなしている。
　第一内歯車２０は、その外周部に径方向内向きの凹部３４が周方向六箇所に等間隔に設けられたものである。それぞれの凹部３４は、径方向の断面形状が径方向内向きに凹む円弧状をなし、ケース１０の凸部１６にすき間なく嵌り合う状態となっている。なお、凸部１６の数は、六箇所に限らず周方向に複数箇所に設けられていればよい。
　ケース１０の内周部１１内に第一内歯車２０を嵌め合わせながら、凸部１６を凹部３４に嵌め合わせると、ケース１０の内周部１１内に第一内歯車２０が回転不能に固定される。なお、凹部３４の数は、六箇所に限らず突起１４と同数であれば周方向に複数箇所に設けられていればよい。
　この発明の第三の実施形態に係る減速装置を図面に基づいて説明する。
　この実施形態では、図６に示すように、第二内歯車３０が、その外周部に嵌め合わせられる軸受１７を有し、その軸受１７がケース１０の内周部に嵌り合う状態である点で、上述した第一の実施形態と相違する。その他の構成において、第一の実施形態と同じ構成と考えられるものは、同じ符号を付して、その説明を省略する。
　この減速装置１は、第二内歯車３０の軸受１７としては、玉軸受を採用することができる。第二内歯車３０の外周部に嵌め合わされた状態の軸受１７は、ケース１０の内周部１１に対して、中間嵌め、または締まり嵌めにより嵌め合わされている。
　この実施形態では、第二内歯車３０の外周部に軸受１７を嵌め合わせることにより、第二内歯車３０を円滑に回転させることができる。
　さらに、第一の実施形態に係る減速装置１を適用した可変バルブタイミング装置７０を図７に示す。この可変バルブタイミング装置７０は、エンジンの吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方（図示省略）を駆動するカムシャフト７１と、エンジンから回転を伝達されカムシャフト７１を回転駆動するスプロケット７２とが相対回転可能に同軸上に配置され、カムシャフト７１と同軸上に配置された電動モータ７３の出力軸７４である入力軸４０の回転が減速装置１を介してカムシャフト７１に伝達され、カムシャフト７１のスプロケット７２に対する回転位相差を変化させて、吸気バルブ（排気バルブ）の開閉タイミングを変更するものである。
　この可変バルブタイミング装置７０に適用される減速装置１では、ケース１０は、円筒状をなし、軸方向他方が開放し、軸方向一端部に径方向内向きに延びるフランジ１０ａを有する。また、ケース１０は、軸方向他端部にスプロケット７２が一体回転する状態に配置されたものである。
　減速装置１の入力軸４０は、偏心軸部４１が軸方向一端部に設けられ、偏心軸部４１よりも軸方向他方側寄りの外周部に軸受１５が嵌め合わされる。軸受１５によりスプロケット７２が入力軸４０に対して回転可能に支持される。
　スプロケット７２は、軸方向一方側の端面７２ａに軸方向一方へ向かって突き出し、周方向の六箇所に等間隔に設けられる突起７２ｂを有する。それぞれの突起７２ｂが第一内歯車２０の係合孔２１に嵌り合い、第一内歯車２０がスプロケット７２を介してケース１０に対して回転不能に固定される。
　減速装置１の第二内歯車３０は、軸方向一端部から径方向内向きに延びるフランジ３０ａと、フランジ３０ａの径方向内側に一体に形成される連結軸部３０ｂとを有する。連結軸部３０ｂは、入力軸４０の軸方向他一方側に同軸状に配置され、固定ボルト７５により、カムシャフト７１が一体回転する状態に連結されるものである。
　このように上述の減速装置１を適用することで、可変バルブタイミング装置７０は、軸方向寸法が大きくならず、軸方向寸法の薄型化を図ることができる。
　次に、減速装置１が適用される可変バルブタイミング装置７０の動作について説明する。まず、エンジンを始動し、クランクシャフトからタイミングチェーンを介してスプロケット７２に回転が伝達されると、スプロケット７２の回転により減速装置１のケース１０が回転し、ケース１０内の一体化した第一内歯車２０がケース１０と一体に回転する。
　この状態において、スプロケット７２と、電動モータ７３の出力軸７４である入力軸４０とが同期回転するときは、入力軸４０の偏心軸部４１が、第一内歯車２０に対して同期回転する。
　この同期回転によって、偏心軸部４１の軸受４３と第一内歯車２０との間に介在したローラ６０が、それぞれの歯２２との係合関係を維持しながら、軸受４３の外輪外周部に沿って公転し、その公転はスプロケット７２の回転に同期する。このため、ローラ６０の公転が伝達される保持器部材５０がスプロケット７２に対して同期回転する。
　保持器部材５０がスプロケット７２に対して同期回転すると、偏心軸部４１の軸受４３と第二内歯車３０との間に介在したローラ６０が、それぞれの歯３２との係合関係を維持しながら、軸受４３の外輪外周部に沿って公転し、その公転が伝達される第二内歯車３０は、スプロケット７２に対して同期回転する。
　第二内歯車３０がスプロケット７２に対して同期回転すると、第二内歯車３０に連結軸部３０ｂを介して連結されるカムシャフト７１がスプロケット７２に対して同期回転し、カムシャフト７１のスプロケット７２に対する回転位相は維持される。
　その後、エンジンがアイドル運転などの低回転域に移行すると、カムシャフト７１がエンジンの吸気バルブを駆動させる場合、公知の手段、例えば、電子制御などによって、入力軸４０である電動モータ７３の出力軸７４を、スプロケット７２の回転速度よりも相対的に遅くまたは早く回転させて、スプロケット７２の回転と入力軸４０とを相対回転させる。
　この相対回転により、上述した減速装置１の動作で、第二内歯車３０が入力軸４０の回転方向と同方向に減速回転する。減速された第二内歯車３０の回転によって、カムシャフト７１がスプロケット７２に対して相対回転し、カムシャフト７１のスプロケット７２に対する回転位相が低回転に適した回転位相に変更される。これによって、アイドル運転時のエンジンの回転の安定化と燃費の向上が図れる。
　また、アイドル状態からエンジンの運転が通常運転に移行して、例えば、高回転時になると、スプロケット７２と入力軸４０である電動モータ７３の出力軸７４との回転速度差を大きくして、スプロケット７２の回転と入力軸４０とを相対回転の速度差を大きくする。
　これにより、上記と同様の作用でカムシャフト７１のスプロケット７２に対する回転位相が高回転に適した回転位相に変更され、エンジンの高出力化が図られる。なお、本実施形態では可変バルブタイミング装置に適用しているが、高減速、高出力で使用される環境であれば、可変バルブタイミング装置に限らず適用することが可能である。
１　減速装置、１０　ケース、１０ａ　フランジ、１１　内周部、１２　小径段部、１３　端面、１４　突起、１５　軸受、１６　凸部、１７　軸受、２０　第一内歯車、２１　係合孔、２２　歯、２３　歯溝、３０　第二内歯車、３０ａ　フランジ、３０ｂ　連結軸部、３１　係合孔、３２　歯、３３　歯溝、３４　凹部、４０　入力軸、４１　偏心軸部、４２　偏心板部、４３　軸受、５０　保持器部材、５１　ポケット、６０　ローラ、７０　可変バルブタイミング装置、７１　カムシャフト、７２　スプロケット、７２ａ　端面、７２ｂ　突起、７３　電動モータ、７４　出力軸、７５　固定ボルト、Ａ、Ｃ　極大部、Ｂ、Ｄ　極小部、Ｓ１　第一環状空間、Ｓ２　第二環状空間

Claims (6)

  1. 　ケースと、
    　前記ケースに固定され、内周に複数の歯が形成された第一内歯車と、
    　前記ケースに対して回転可能に支持され、内周に複数の歯が形成された第二内歯車と、
    　前記第一内歯車および前記第二内歯車と同軸上で径方向内側に配置され、前記第一内歯車および前記第二内歯車に対して偏心した偏心軸部を有する入力軸と、
    　前記偏心軸部の外周に配置された軸受と、
    　前記第一内歯車および前記第二内歯車と、前記軸受との間に介在された複数のローラと、
    　前記ローラを回転可能に保持する保持器部材と、を備え、
    　前記ローラは前記第一内歯車と前記第二内歯車に跨って配置され、
    　前記入力軸の一回転当たりに、前記ローラが前記第一内歯車の一歯分だけ周方向に移動すると共に、前記第二内歯車をその一歯分だけ回転させることで、前記第二内歯車が前記入力軸に対して減速して回転することを特徴とする減速装置。
  2. 　前記入力軸の偏心軸部は、前記入力軸の外周に設けられた円環状の偏心板部からなる請求項１に記載された減速装置。
  3. 　前記ケースが前記内周部の軸方向他方の端部から径方向内向きに延びる小径段部を有し、前記小径段部が軸方向一方を向く端面に軸方向一方へ向かって形成される突起を有し、前記第一内歯車が軸方向に形成された係合孔を有し、前記小径段部の突起に前記第一内歯車の係合孔が嵌り合う状態である請求項１または２に記載された減速装置。
  4. 前記ケースが前記内周部から径方向内向きに突き出す凸部を有し、前記第一内歯車がその外周部に径方向内向きに形成される凹部を有し、前記ケースの凸部に前記第一内歯車の凹部が嵌り合う状態である請求項１または２に記載された減速装置。
  5. 　前記第二内歯車は、その外周部に嵌め合わされる軸受を有し、前記軸受が前記ケースの内周部に嵌め合う状態である請求項１～４のいずれか１項に記載された減速装置。
  6. 　可変バルブタイミング装置に適用される請求項１～５のいずれか１項に記載された減速装置。
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