WO2020217562A1

WO2020217562A1 - 波動歯車ユニット、歯車変速装置及びバルブタイミング変更装置

Info

Publication number: WO2020217562A1
Application number: PCT/JP2019/035432
Authority: WO
Inventors: 雄平實方
Original assignee: 株式会社ミクニ
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-10-29
Also published as: JP2020180665A; US11761525B2; US20220107013A1; DE112019007262T5; JP7353789B2; CN113330230B; CN113330230A

Abstract

本発明の波動歯車ユニットは、円筒部（２１）に形成された内歯（２３）及び円筒部に底壁部（２２）が一体的に連続する隅部領域（ＣＡ）において内歯の歯底よりも内側に突出する歯非形成部（２４）を有する有底円筒状の第１内歯車（２０）と、第１内歯車の内歯に噛合する外歯（４１），歯非形成部と隙間をおいて対向する対向部（４３），及び底壁部に接触し得るように対向する端部（４２ａ）を有する可撓性円筒状の外歯車（４０）と、第１内歯車に隣接して配置されると共に外歯に噛合する内歯（５２）を有する第２内歯車（５０）と、外歯車を楕円変形させて第１内歯車及び第２内歯車と部分的に噛合させつつ噛合い位置を移動させる回転部材（７０）を含む。

Description

波動歯車ユニット、歯車変速装置及びバルブタイミング変更装置

　本発明は、内歯車と円筒状の外歯車を含むリング型（フラット型とも称する）の波動歯車ユニットに関し、特に、有底円筒状の内歯車を含む波動歯車ユニット、歯車変速装置及びエンジンのバルブタイミング変更装置に関する。

　従来の波動歯車ユニットとしては、円筒状に形成された二つの内歯車、二つの内歯車をそれぞれ固定する二つの板状部材、二つの内歯車と噛合するべく円筒状に形成された可撓性の外歯車、外歯車を楕円変形させる波動発生器を備えた波動歯車伝達装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

　この装置においては、円筒状の内歯車が、底壁の役割をなす板状部材に固定されることで、円筒部及び底壁部を有する有底円筒状（カップ状）の内歯車が構成されている。
　この構成では、内歯車の内周面の幅方向全域において内歯を形成することは可能であるが、円筒状の内歯車、板状部材、締結用のネジ等の複数の部品により有底円筒状の内歯車が構成されるため、部品点数が多く、組付け作業も必要となる。

　そこで、加工により、円筒部及び底壁部により画定される有底円筒状の内歯車を一体的に形成しようとすると、円筒部の幅全域に亘って内歯を形成することができず、円筒部が底壁部に連続する隅部領域において、歯が形成されないか又は完全な歯が形成されない歯非形成領域が生じる。

　これに対処するべく、切削加工等により、歯非形成領域を凹状に切削して除去することも可能であるが、加工工数の増加、製造コストの増加等を招く。
　一方、外歯車の外歯が歯非形成領域と干渉しないように、例えば、特許文献２に開示されているような押え部材等を採用して、スラスト方向の移動を規制することも可能であるが、外歯車の幅方向における装置の大型化、構造の複雑化、部品点数の増加、高コスト化等を招く。

特開２０１７－２２３２４６号公報国際公開Ｗ０２０１７／０９８６６３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、構造の簡素化、小型化、部品点数の削減、低コスト化等を図れる波動歯車ユニット、歯車変速装置及びバルブタイミング変更装置を提供することにある。

　本発明の波動歯車ユニットは、円筒部に形成された内歯及び円筒部に底壁部が一体的に連続する隅部領域において内歯の歯底よりも内側に突出する歯非形成部を有する有底円筒状の第１内歯車と、第１内歯車の内歯に噛合する外歯，歯非形成部と隙間をおいて対向する対向部，及び底壁部に接触し得るように対向する端部を有する可撓性円筒状の外歯車と、第１内歯車に隣接して配置されると共に外歯に噛合する内歯を有する第２内歯車と、外歯車を楕円変形させて第１内歯車及び第２内歯車と部分的に噛合させつつ噛合い位置を移動させる回転部材と、を含む。

　上記波動歯車ユニットにおいて、外歯車は、幅方向の両側において対向部を有する、構成を採用してもよい。

　上記波動歯車ユニットにおいて、第２内歯車は、円筒状をなし、第２内歯車には、第１内歯車と反対側に隣接して外歯車を覆うカバー部材が配置され、外歯車の幅寸法は、第１内歯車の底壁部とカバー部材の離隔寸法よりも小さく設定されている、構成を採用してもよい。

　上記波動歯車ユニットにおいて、第１内歯車は、外歯車の端部が対向する底壁部において、径方向に伸長する溝状の油通路を有する、構成を採用してもよい。

　上記波動歯車ユニットにおいて、第２内歯車は、円筒部に形成された内歯及び円筒部に底壁部が一体的に連続する隅部領域において内歯の歯底よりも内側に突出する歯非形成部を有する有底円筒状に形成されている、構成を採用してもよい。

　上記波動歯車ユニットにおいて、外歯車の幅寸法は、第１内歯車の底壁部と第２内歯車の底壁部との離隔寸法よりも小さく設定されている、構成を採用してもよい。

　上記波動歯車ユニットにおいて、対向部は、外歯車の外周領域を肉抜きして形成されている、構成を採用してもよい。

　上記波動歯車ユニットにおいて、対向部は、円錐状の傾斜面である、構成を採用してもよい。

　上記波動歯車ユニットにおいて、対向部は、外歯よりも小さい外径をなす円筒面である、構成を採用してもよい。

　上記波動歯車ユニットにおいて、対向部は、円錐状の傾斜面及び傾斜面に連続し外歯よりも小さい外径をなす円筒面である、構成を採用してもよい。

　本発明の歯車変速装置は、入力軸と、出力軸と、出力軸を回動自在に支持するハウジングと、入力軸と出力軸の間に介在する変速ユニットとを備えた歯車変速装置であって、変速ユニットは、上記構成をなすいずれかの波動歯車ユニットを含む。

　上記歯車変速装置において、波動歯車ユニットの回転部材は、入力軸と一体的に回転し、波動歯車ユニットの第１内歯車は、出力軸と一体的に回転し、波動歯車ユニットの第２内歯車は、ハウジングに固定されている、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、カムシャフトとクランクシャフトに連動するハウジングロータ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、カムシャフトにより駆動される吸気用又は排気用のバルブの開閉時期を進角側又は遅角側に変更するエンジンのバルブタイミング変更装置であって、位相変更ユニットは、上記構成をなすいずれかの波動歯車ユニットを含み、波動歯車ユニットの第１内歯車は、カムシャフトと一体的に回転するように連結され、波動歯車ユニットの第２内歯車は、ハウジングロータと一体的に回転するように連結される、構成となっている。

　上記バルブタイミング変更装置において、波動歯車ユニットの回転部材は、電動モータの回転力が伝達されるように形成されている、構成を採用してもよい。

　上記構成をなす波動歯車ユニット、歯車変速装置、及びバルブタイミング変更装置によれば、構造の簡素化、小型化、部品点数の削減、低コスト化等を達成できる。

本発明の一実施形態に係る波動歯車ユニットを採用したバルブタイミング変更装置を前方斜めから視た外観斜視図である。本発明の一実施形態に係る波動歯車ユニットを採用したバルブタイミング変更装置を後方斜めから視た外観斜視図である。図１に示すバルブタイミング変更装置の斜視断面図である。図１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分解斜視図である。本発明の波動歯車ユニットに含まれる有底円筒状の第１内歯車を示す外観斜視図である。本発明の波動歯車ユニットに含まれる円筒状の外歯車を部分的に示した部分斜視図である。本発明の波動歯車ユニットに含まれる外歯車、外歯車の対向部、有底円筒状の第１内歯車、第１内歯車の歯非形成部、円筒状の第２内歯車の相互関係を示す部分断面図である。図８に示す外歯車の対向部及び第１内歯車の歯非形成部の変形例を示す部分断面図である。図８に示す外歯車の対向部及び第１内歯車の歯非形成部の他の変形例を示す部分断面図である。本発明の一実施形態に係る波動歯車ユニットを採用した歯車変速装置を前方斜めから視た外観斜視図である。図１１に示す歯車変速装置の斜視断面図である。図１１に示すバルブタイミング変更装置を前方斜めから視た分解斜視図である。図１１に示すバルブタイミング変更装置を後方斜めから視た分解斜視図である。図１１に示す歯車変速装置の軸線を通る断面図である。図１１に示す歯車変速装置において、本発明の波動歯車ユニットに含まれる外歯車、外歯車の対向部、有底円筒状の第１内歯車、第１内歯車の歯非形成部、有底円筒状の第２内歯車、第２内歯車の歯非形成部の相互関係を示す部分断面図である。

　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。
　一実施形態に係るバルブタイミング変更装置Ｍは、図１及び図２に示すように、カムシャフト２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を備えている。ここで、カムシャフト２は、軸線Ｓ回りの一方向（図１中のＲ方向）に回転するものであり、鍔状の嵌合部２ａ、ネジ孔２ｂ、油通路２ｃ、位置決めピンＰの嵌合穴２ｄを備えている。スプロケット１１ａは、軸線Ｓ回りの一方向（Ｒ方向）に回転し、チェーンを介してクランクシャフトの回転に連動する。

　そして、位相変更ユニットが、電動モータにより適宜駆動制御されることにより、カムシャフト２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。

　位相変更ユニットは、図３ないし図５に示すように、ハウジングロータ１０、第１内歯車２０、ロータ３０、外歯車４０、第２内歯車５０、ベアリング６０、回転部材７０を備えている。
　ここでは、第１内歯車２０、外歯車４０、第２内歯車５０、及び回転部材７０により、波動歯車ユニットが構成されている。

　ハウジングロータ１０は、軸線Ｓ回りに回転自在に支持される第１ハウジング１１、第１ハウジング１１に対してネジｂ１により結合される第２ハウジング１２を備えている。

　第１ハウジング１１は、金属材料を用いて略円筒状に形成され、スプロケット１１ａ、円筒部１１ｂ、内周面１１ｃ、環状の底壁面１１ｄ、油通路１１ｅ、油通路１１ｆ、進角側ストッパ１１ｇ、遅角側ストッパ１１ｈ、ネジｂ１を捩じ込む複数のネジ孔１１ｊを備えている。

　内周面１１ｃは、第１ハウジング１１が軸線Ｓ回りに回転自在に支持されるべく、第１内歯車２０の外周面２１ａに摺動自在に接触する。
　底壁面１１ｄは、第１ハウジング１１が軸線Ｓ方向に位置決めされるべく、第１内歯車２０の接合面２２ｂの外周領域に摺動自在に接触する。
　油通路１１ｅは、内周面１１ｃにおいて軸線Ｓと平行に伸長する溝状に形成され、カムシャフト２の油通路２ｃ及びロータ３０の油通路３５を経て第１内歯車２０の内部に導かれた潤滑油を、第１内歯車２０の外周面２１ａと内周面１１ｃの摺動領域に導く。
　油通路１１ｆは、円筒部１１ｂの前端面において、径方向に伸長する溝状に形成され、ハウジングロータ１０内に導かれた潤滑油を、ハウジングロータ１０の外部に導く。
　進角側ストッパ１１ｇは、ロータ３０の進角側当接部３６を当接させて、カムシャフト２を最大進角位置に位置決めする。
　遅角側ストッパ１１ｈは、ロータ３０の遅角側当接部３７を当接させて、カムシャフト２を最大遅角位置に位置決めする。

　第２ハウジング１２は、金属材料を用いて円板状に形成され、軸線Ｓを中心とする円形の開口部１２ａ、ネジｂ１を通す複数の円孔１２ｂ、軸線Ｓ方向において外歯車４０の端部４２ｂと対向する内壁面１２ｃを備えている。
　開口部１２ａは、径方向において回転部材７０の周りに隙間をおいて、回転部材７０の連結部７２を露出させる。
　内壁面１２ｃは、外歯車４０の端部４２ｂが軸線Ｓ方向から対向して接触し得るように、軸線Ｓに垂直な平坦面として形成されている。
　すなわち、第２ハウジング１２は、ハウジングロータ１０の一部として機能すると共に、第２内歯車５０に対して第１内歯車２０と反対側に隣接して配置され、外歯車４０を覆うカバー部材としても機能するものである。

　そして、第１ハウジング１１に対して、ロータ３０を嵌合させた第１内歯車２０、第２内歯車５０、外歯車４０及びベアリング６０を嵌合させた回転部材７０が組み付けられ後に、第２ハウジング１２が第１ハウジング１１にネジｂ１で結合されることにより、軸線Ｓ回りに回転するハウジングロータ１０が形成される。

　ここで、ハウジングロータ１０は、第１内歯車２０を介して軸線Ｓ回りに回転可能に支持されているため、カムシャフト２に固定される第１内歯車２０を基準として、ハウジングロータ１０、外歯車４０、第２内歯車５０の位置決めを行うことができる。
　また、ハウジングロータ１０として、第１ハウジング１１及び第２ハウジング１２を含む構成を採用し、第１ハウジング１１に対して、上記種々の部品を収容して第２ハウジング１２を結合することにより、バルブタイミング変更装置Ｍを容易に組み付けることができる。

　第１内歯車２０は、金属材料を用いて、図４及び図６に示すように、加工により、円筒部２１及び底壁部２２を一体的に有する有底円筒状に形成され、内歯２３、歯非形成部２４、嵌合孔２５、油通路２６を備えている。

　円筒部２１は、第１ハウジング１１の内周面１１ｃと摺動自在に接触するべく、軸線Ｓを中心とする外周面２１ａを画定する。
　底壁部２２は、軸線Ｓに垂直な平坦壁として形成され、外歯車４０の端部４２ａが接触し得ると共に締結ボルトｂ２の座面として機能する内壁面２２ａと、ロータ３０が接合される接合面２２ｂを画定する。
　内歯２３は、円筒部２１の内周面において、軸線Ｓを中心とする円環状に配列して形成された歯数Ｚ１からなる歯列をなす。
　そして、内歯２３は、外歯車４０の外歯４１の軸線Ｓ方向における略半分の奥側領域と噛合する。ここで、「奥側」とは、図８において、軸線Ｓ方向の右側すなわちカムシャフト２が配置される側である。

　歯非形成部２４は、図６及び図８に示すように、円筒部２１に底壁部２２が一体的に連続する隅部領域ＣＡにおいて、内歯２３が形成されない領域又は完全な歯の形態を成さない不完全な歯形態を含む領域であり、内歯２３の歯底２３ａよりも内側に突出すると共に底壁部２２に向かうにつれて内径が小さくなる傾斜断面をなす環状凸部である。
　歯非形成部２４は、切削加工で内歯２３を成形する場合に切削刃で切削できずに残存する領域である。

　嵌合孔２５は、ロータ３０の筒状嵌合部３２が嵌合されるべく、軸線Ｓを中心とする円形状をなす。
　油通路２６は、底壁部２２の内壁面２２ａにおいて、径方向に伸長する溝として形成され、ロータ３０の油通路３５及び筒状嵌合部３２の内側を経て第１内歯車２０の内部に導かれた潤滑油を、ベアリング７０、外歯車４０の端部４２ａ、外歯車４０の外歯４１と内歯２３，５２の噛合領域、外歯車４０の端部４２ｂに供給する。
　このように、油通路２６を設けたことにより、外歯車４０の噛合領域や接触領域等の摩耗や劣化を抑制でき、円滑な動作を得ることができる。

　ロータ３０は、金属材料を用いて略平板状に形成され、図４及び図５に示すように、貫通孔３１、筒状嵌合部３２、嵌合凹部３３、位置決め孔３４、油通路３５、進角側当接部３６、遅角側当接部３７を備えている。

　貫通孔３１は、潤滑油が流れる隙間をおいて締結ボルトｂ２を通すように、軸線Ｓを中心とする円形状をなす。
　筒状嵌合部３２は、貫通孔３１の一部を画定すると共に、第１内歯車２０の嵌合孔２５に嵌合され、又、嵌合状態で油通路２６を閉塞しないように、軸線Ｓを中心とする円筒状をなす。
　嵌合凹部３３は、カムシャフト２の嵌合部２ａを嵌合させるべく、軸線Ｓを中心とする円形状をなす。

　位置決め孔３４は、カムシャフト２の嵌合穴２ｄに固定された位置決めピンＰが嵌合されるように形成され、軸線Ｓ回りの角度位置を位置決めする役割をなす。
　油通路３５は、嵌合凹部３３の底壁面において、径方向に伸長して貫通孔３１に連通すると共にカムシャフト２の油通路２ｃに連通する溝として形成され、カムシャフト２の油通路２ｃから供給される潤滑油を、貫通孔３１を経て第１内歯車２０内に導く。

　進角側当接部３６は、第１ハウジング１１の進角側ストッパ１１ｇに対して離脱可能に当接する。
　遅角側当接部３７は、第１ハウジング１１の遅角側ストッパ１１ｈに対して離脱可能に当接する。

　そして、ロータ３０は、筒状嵌合部３２が嵌合孔２５に嵌合されることで、予め第１内歯車２０に一体的に組み付けられる。
　続いて、第１ハウジング１１が第１内歯車２０に回転自在に取り付けられた状態で、ロータ３０がカムシャフト２に近づけられ、位置決め孔３４に位置決めピンＰが嵌合され、嵌合凹部３３に嵌合部２ａが嵌合される。これにより、ロータ３０がカムシャフト２に接合される。
　その後、締結ボルトｂ２が、貫通孔３１に通されてネジ穴２ｂに捩じ込まれることで、第１内歯車２０がロータ３０を介してカムシャフト２に固定される。

　また、ロータ３０は、進角側当接部３６が進角側ストッパ１１ｇに当接することで最大進角位置に位置付けられ、遅角側当接部３７が遅角側ストッパ１１ｈに当接することで最大遅角位置に位置付けられる。
　すなわち、カムシャフト２は、ロータ３０を介して、ハウジングロータ１０に対する相対的な回転範囲が規制される。
　これにより、バルブタイミングを変更可能な回転位相の範囲、すなわち、最大遅角位置から最大進角位置までの調整可能な角度範囲を所望の範囲に規制することができる。

　ここでは、ロータ３０を採用したことにより、カムシャフト２の嵌合部２ａの形状がエンジンの仕様に応じて異なる場合、ロータ３０を種々のカムシャフト２に対応させて設定するだけで、バルブタイミング変更装置Ｍを種々のエンジンに適用することができる。

　外歯車４０は、金属材料を用いて、図４、図５、図７、図８に示すように、弾性変形可能な薄い肉厚の円筒状に形成され、その外周面において外歯４１、軸線Ｓ方向における幅寸法を規定する端部４２ａ，４２ｂ、幅方向の両側の外周領域において対向部４３，４３を備えている。

　外歯４１は、外歯車４０の外周面において、軸線Ｓを中心とする円環状に配列して形成され、第１内歯車２０の歯数Ｚ１と異なる歯数Ｚ２からなる歯列をなす。
　そして、外歯４１は、軸線Ｓ方向における略半分の奥側領域が第１内歯車２０の内歯２３と噛合し、軸線Ｓ方向における略半分の前側領域が第２内歯車５０の内歯５２と噛合する。ここで、「前側」とは、図８において軸線Ｓ方向の左側すなわちカムシャフト２が配置される側と反対の電動モータが配置される側であり、「奥側」とは、図８において軸線Ｓ方向の右側である。
　端部４２ａは、軸線Ｓに垂直な円環状の平坦面をなし、第１内歯車２０の底壁部２２の内壁面２２ａに接触し得るように軸線Ｓ方向において対向する。
　端部４２ｂは、軸線Ｓに垂直な円環状の平坦面をなし、第２ハウジング１２の内壁面１２ｃに接触し得るように軸線Ｓ方向において対向する。
　尚、外歯車４０は、端部４２ｂが底壁部２２に対向し、端部４２ａが内壁面１２ｃに対向するように組み付けられてもよい。

　対向部４３は、端部４２ａ又は端部４２ｂが底壁部２２の内壁面２２ａに接触した状態で、第１内歯車２０の歯非形成部２４と所定の隙間をおいて対向するように、すなわち、歯非形成部２４の内径よりも小さい外径をなすように、外歯車４０の外周領域を肉抜きして形成されている。
　ここでは、外歯車４０を成形する際に、バリ取り等のトリミング加工時に、よろめき加工を施すことで、仕上げ加工と同時に、対向部４３が幅方向の端部４２ａ，４２ｂに向かうにつれて外径が小さくなる円錐状の傾斜面に形成されている。

　そして、外歯車４０は、ベアリング６０を介して回転部材７０のカム部７３のカム作用を受けることにより楕円状に変形させられて、第１内歯車２０と二箇所で部分的に噛合すると共に、第２内歯車５０と二箇所で部分的に噛合する。

　上記のように、外歯車４０には、端部４２ａの近傍に対向部４３、端部４２ｂの近傍に対向部４３が設けられている。したがって、外歯車４０の端部４２ｂが、第１内歯車２０の底壁部２２と対向するように、外歯車４０が組み付けられてもよい。それ故に、外歯車４０の誤組み付けを防止することができる。

　また、外歯車４０の端部４２ａが第１内歯車２０の底壁部２２に接触した状態で、対向部４３が歯非形成部２４と隙間をおいて対向するため、外歯４１と歯非形成部２４との干渉を防止できる。
　それ故に、端部４２ａと底壁部２２の間にスペーサ部材等を介在させて外歯４１と歯非形成部２４との干渉を防止する場合に比べて、部品点数を削減でき、又、軸線Ｓ方向における寸法の幅狭化を達成することができる。

　第２内歯車５０は、金属材料を用いて、図３ないし図５に示すように、略円筒状又は円環状に形成され、軸線Ｓを中心とする円筒部５１、内歯５２、鍔部５３、ネジｂ１を通す複数の円孔５４を備えている。
　円筒部５１は、第１ハウジング１１の内周面１１ｃに嵌め込まれる外径寸法に形成されている。
　内歯５２は、円筒部２１の内周面において、軸線Ｓを中心とする円環状に配列して形成された歯数Ｚ３からなる歯列をなす。
　そして、内歯５２は、外歯車４０の外歯４１の軸線Ｓ方向における略半分の前側領域と噛合する。

　ここで、内歯５２の歯数Ｚ３は、外歯車４０の内歯４１の歯数Ｚ２と同一に設定されている。このように、歯数Ｚ３，Ｚ２を同一（Ｚ３＝Ｚ２）とすることにより、第１内歯車２０の歯数Ｚ１と外歯車４０の歯数Ｚ２だけで、回転位相を変更する際の変速比（例えば、減速比）を容易に設定することができる。

　鍔部５３は、軸線Ｓに垂直な平板状に形成され、第１ハウジング１１と第２ハウジング１２の間に挟み込まれて組み付けられる。
　すなわち、第２内歯車５０は、ネジｂ１により、ハウジングロータ１０と一体的に回転するように固定されて、外歯車４０と噛合するようになっている。

　上記構成において、外歯車４０は、図８に示すように、軸線Ｓ方向において、第１内歯車２０の底壁部２２の内壁面２２ａと第２ハウジング１２の内壁面１２ｃとの間に隙間Ｃをおいて配置されている。
　すなわち、軸線Ｓ方向において、外歯車４０の幅寸法は、第１内歯車２０の底壁部２２とカバー部材としての第２ハウジング１２の内壁面１２ｃの離隔寸法よりも小さく設定されている。
　これにより、外歯車４０が、底壁部２２と内壁面１２ｃの両方に同時に接触するのを防止できるため、摺動抵抗を低減することができる。

　ベアリング６０は、図３及び図８に示すように、環状の内輪６１、環状の外輪６２、内輪６１と外輪６２の間に転動自在に配置された複数の転動体６３、複数の転動体６３を保持するリテーナ６４を備えている。

　内輪６１は、金属材料を用いて弾性変形可能な無端ベルト状に形成され、回転部材７０のカム部７３が嵌め込まれる。
　外輪６２は、金属材料を用いて弾性変形可能な無端ベルト状に形成され、外歯車４０の内側に嵌め込まれる。
　複数の転動体６３は、金属材料を用いて球体に形成され、内輪６１と外輪６２の間に挟み込まれると共にリテーナ６４により軸線Ｓ回りに等間隔に保持される。
　リテーナ６４は、金属材料を用いて弾性変形可能な無端ベルト状に形成され、複数の転動体６３を等間隔で転動自在に保持する。

　そして、ベアリング６０の内輪６１及び外輪６２は、回転部材７０のカム部７３に沿って楕円状に変形する。
　このように、ベアリング７０が、楕円変形させられた状態で回転部材７０のカム部７３と外歯車４０の間に介在するため、回転部材７０の回転に伴って、外歯車４０を円滑に楕円変形させることができる。

　回転部材７０は、金属材料を用いて、図３ないし図５に示すように、略円筒状に形成され、環状部７１、連結部７２、カム部７３を備えている。
　環状部７１は、軸線Ｓを中心とする円環状をなす。
　連結部７２は、環状部７１の内側において、軸線Ｓに垂直な径方向中心に向けて開口するＵ字状溝として形成され、電動モータの回転軸と連結される。
　カム部７３は、その外周面が軸線Ｓに垂直な直線方向において長軸をもつ楕円形を画定する楕円環状に形成され、外歯車４０に対して楕円変形を生じさせるカム作用を及ぼす。
　ここでは、環状部７１とカム部７３がネジにより結合されているため、仕様に応じて、環状部７１又はカム部７３を交換することが可能である。
　また、連結部７２は、過大負荷が生じた際に回転軸との間の回転力の伝達を断つように、脆弱性を持たせた形状にして、環状部７１を樹脂材料により形成してもよい。

　そして、回転部材７０は、電動モータの回転力が及ぼされることで、カム部７３が外歯車４０にカム作用を及ぼす。
　これにより、第１内歯車２０及び第２内歯車５０と噛合した状態にある外歯車４０が、楕円変形しつつその噛合位置が軸線Ｓ回りに連続的に変化する。

　上記構成において、第１内歯車２０、外歯車４０、及び第２内歯車５０との関係について説明する。
　第１内歯車２０の歯数Ｚ１と外歯車４０の歯数Ｚ２の関係は、相対回転を生じさせるため、第１内歯車２０と外歯車４０の噛合箇所の個数を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。この実施形態においては、Ｎ＝２であるため、例えば、Ｚ１＝１６２、Ｚ２＝１６０に設定される。
　また、第２内歯車５０の歯数Ｚ３と外歯車４０の歯数Ｚ２の関係は、前述したように相対回転を生じないで同位相で回転するように、同一の値が選定される。この実施形態においては、例えば、Ｚ３＝１６０、Ｚ２＝１６０に設定される。
　これによれば、第１内歯車２０の歯数Ｚ１と外歯車４０の歯数Ｚ２だけで減速比を決定できるため、減速比の設定が容易である。
　尚、第２内歯車５０の歯数Ｚ３は、外歯車４０の歯数Ｚ２と同一ではなく、異なる値でもよい。

　次に、上記構成をなすバルブタイミング変更装置Ｍの組み付け作業について説明する。
　組付け作業に際して、第１ハウジング１１、第２ハウジング１２、ネジｂ１、第１内歯車２０、ロータ３０、外歯車４０、第２内歯車５０、ベアリング６０、回転部材７０が準備される。

　先ず、回転部材７０に対して、ベアリング６０及び外歯車４０が組み付けられる。
　続いて、第１内歯車２０に対してロータ３０が接合されて一体的に組み付けられる。
　続いて、第１ハウジング１１に対して、第１内歯車２０が嵌め込まれ、外歯車４０の歯列４１の奥側部分を第１内歯車２０の内歯２３に噛合させるようにして、回転部材７０が嵌め込まれる。
　続いて、外歯車４０の内歯４１の前側部分に内歯５２を噛合させるようにして、第２内歯車５０が嵌め込まれ、その外側前方から第２ハウジング１２が配置される。

　そして、ネジｂ１が、円孔１２ｂ，５４を通して、ネジ穴１１ｊに捩じ込まれることにより、第２内歯車５０を挟み込んだ状態で、第２ハウジング１２が第１ハウジング１１に結合される。
　これにより、バルブタイミング変更装置Ｍの組付けが完了する。また、この組付け状態において、ハウジングロータ１０の開口部１２ａを通して、回転部材７０の連結部７２が露出した状態となる。
　尚、組付け作業は、上記の手順に限るものではなく、その他の手順を採用してもよい。
　上記構成をなすバルブタイミング変更装置Ｍによれば、構造の簡素化、小型化、部品点数の削減、低コスト化等を達成できる。

　次に、上記のバルブタイミング変更装置Ｍがエンジンに適用される場合の動作を説明する。
　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、電動モータは、回転部材７０に対して、カムシャフト２の回転速度と同一の回転速度でカムシャフト２と同一方向に回転駆動力を及ぼすように駆動制御される。
　したがって、第１内歯車２０と外歯車４０は、互いに噛合った位置でロックされる。
　また、外歯車４０と第２内歯車５０とは、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２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Ｒ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、電動モータは、回転部材７０に対して、カムシャフト２の回転速度と異なる回転速度でカムシャフト２と同一方向に回転駆動力を及ぼすように駆動制御される。
　例えば、電動モータが、回転部材７０に対して、カムシャフト２の回転速度よりも速い回転速度でカムシャフト２と同一方向に回転駆動力を及ぼすように駆動制御されると、回転部材７０が軸線Ｓ回りの一方向に相対的に回転させられることになり、回転部材７０のカム部７３は、一方向に回転しつつ外歯車４０に対してカム作用を及ぼす。
　そして、回転部材７０が一方向に一回転すると、外歯車４０は、第１内歯車２０に対して、歯数差（１６２－１６０）分だけ回転差を生じ、他方向にずれる。
　一方、回転部材７０が一方向に回転しても、外歯車４０の歯数Ｚ２と第２内歯車５０の歯数Ｚ３は同一であるため、同位相を保持する。

　すなわち、回転部材７０が一方向に相対的に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２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、電動モータが、回転部材７０に対して、カムシャフト２の回転速度よりも遅い回転速度でカムシャフト２と同一方向に回転駆動力を及ぼすように駆動制御されると、回転部材７０が軸線Ｓ回りの他方向に相対的に回転させられることになり、回転部材７０のカム部７３は、他方向に回転しつつ外歯車４０に対してカム作用を及ぼす。
　そして、回転部材７０が他方向に一回転すると、外歯車４０は、第１内歯車２０に対して、歯数差（１６２－１６０）分だけ回転差を生じ、一方向にずれる。
　一方、回転部材７０が他方向に回転しても、外歯車４０の歯数Ｚ２と第２内歯車５０の歯数Ｚ３は同一であるため、同位相を保持する。

　すなわち、回転部材７０が他方向に相対的に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２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。

　この変更動作に際して、外歯車４０の外歯４１に対する内歯２３と内歯５２との噛合い状態の違いにより生じるスラスト力により、外歯車４０は軸線Ｓ方向に移動する。
　外歯車４０が、軸線Ｓ方向の奥側に向けて移動して、端部５２ａが第１内歯車２０の底壁部２２に接触した場合、対向部４３が歯非形成部２４と隙間をおいて対向するため、外歯４１と歯非形成部２４との干渉を防止できる。これにより、外歯車４０の外歯４１は、第１内歯車２０の内歯２３に正常に噛合して円滑に回転することができる。
　一方、外歯車４０が、軸線Ｓ方向の前側に向けて移動して、端部５２ｂが第１ハウジング１２の内壁面１２ｃに接触しても、第２内歯車５０には歯非形成部が無いため、外歯車４０の外歯４１は、第２内歯車５０の内歯５２に正常に噛合して円滑に回転することができる。

　また、外歯車４０は、図８に示すように、第１内歯車２０の底壁部２２（内壁面２２ａ）と第１ハウジング１２の内壁面１２ｃとの間に隙間Ｃをおいて配置されているため、外歯車４０は底壁部２２と内壁面１２ｃの両方に同時に接触することはなく、その分だけ摺動抵抗を低減することができる。
　さらに、上記バルブタイミング変更装置Ｍにおいては、エンジンのオイルパンに貯留された潤滑油が、オイルポンプ等によりカムシャフト２に供給され、油通路２ｃ、油通路３５、貫通孔３１を経て、第１内歯車２０の内部に導かれ、又、油通路２６を経て、ベアリング６０、外歯車４０の外歯４１と内歯２３，５２の噛合領域にも供給される。
　そして、潤滑油は、開口部１２ａ、油通路１１ｆを経てハウジングロータ１０の外部に導かれ、エンジンのカバー部材の内部を流れてオイルパンに戻される。このように、潤滑作用も確実に行われるため、外歯車４０等の摺動領域や噛合い領域の摩耗や劣化を抑制でき、バルブタイミングを円滑に変更できる。

　尚、上記の実施形態においては、第２内歯車として円筒状の第２内歯車５０を採用し、第２内歯車５０に隣接するカバー部材としての第２ハウジング１２を採用した構成を示したが、これに限定されるものではない。
　例えば、第２内歯車として、第２ハウジングとしての機能も兼ねるように、円筒部に形成された内歯及び円筒部に底壁部が一体的に連続する隅部領域において内歯の歯底よりも内側に突出する歯非形成部を有する有底円筒状の第２内歯車を採用してもよい。
　この場合、外歯４０の端部４２ｂは、第２内歯車の底壁部に接触し得るように対向し、端部４２ｂの近傍に形成された対向部４３は、第２内歯車の歯非形成部と隙間をおいて対向するように機能する。

　図９は、第１内歯車２０の歯非形成部２４の変形例及び外歯車４０の対向部４３の変形例を示すものである。
　この変形例では、第１内歯車２０が、歯非形成部２４に替えて、歯非形成部２７を備えている。
　また、外歯車４０が、対向部４３に替えて、対向部４４を備えている。

　歯非形成部２７は、切削加工で内歯２３を成形する場合に切削刃で切削できずに残存する領域であり、内歯２３の歯底２３ａよりも内側に突出する矩形断面をなす環状凸部である。

　対向部４４は、端部４２ａ又は端部４２ｂが底壁部２２の内壁面２２ａに接触した状態で、第１内歯車２０の歯非形成部２７と所定の隙間をおいて対向するように、すなわち、歯非形成部２７の内径よりも小さい外径をなすように、外歯車４０の外周領域を肉抜きして形成されている。
　ここでは、外歯車４０を成形する際に、外周領域に切削加工等を施すことで、対向部４３が、外歯４１よりも小さい外径をなす円筒面に形成されている。

　この変形例においても、外歯車４０の端部４２ａが第１内歯車２０の底壁部２２に接触した状態で、対向部４４が歯非形成部２７と隙間をおいて対向するため、外歯４１と歯非形成部２７との干渉を防止できる。
　それ故に、前述同様に、端部４２ａと底壁部２２の間にスペーサ部材等を介在させて外歯４１と歯非形成部２７との干渉を防止する場合に比べて、部品点数を削減でき、又、軸線Ｓ方向における寸法の幅狭化を達成することができる。

　図１０は、第１内歯車２０の歯非形成部２４の他の変形例及び外歯車４０の対向部４３の他の変形例を示すものである。
　この変形例では、第１内歯車２０が、歯非形成部２４に替えて、歯非形成部２８を備えている。
　また、外歯車４０が、対向部４３に替えて、対向部４５を備えている。

　歯非形成部２８は、切削加工で内歯２３を成形する場合に切削刃で切削できずに残存する領域であり、内歯２３の歯底２３ａよりも内側に突出し、底壁部２２に向かうにつれて外径が小さくなる傾斜断面と矩形断面が結合した断面をなす環状凸部である。

　対向部４５は、端部４２ａ又は端部４２ｂが底壁部２２の内壁面２２ａに接触した状態で、第１内歯車２０の歯非形成部２８と所定の隙間をおいて対向するように、すなわち、歯非形成部２８の内径よりも小さい外径をなすように、外歯車４０の外周領域を肉抜きして形成されている。
　ここでは、外歯車４０を成形する際に、外周領域に切削加工等を施すことで、対向部４５が、幅方向の端部４２ａ，４２ｂに向かうにつれて外径が小さくなる円錐状の傾斜面及び傾斜面に連続し外歯４１よりも小さい外径をなす円筒面に形成されている。

　この変形例においても、外歯車４０の端部４２ａが第１内歯車２０の底壁部２２に接触した状態で、対向部４５が歯非形成部２８と隙間をおいて対向するため、外歯４１と歯非形成部２８との干渉を防止できる。
　それ故に、前述同様に、端部４２ａと底壁部２２の間にスペーサ部材等を介在させて外歯４１と歯非形成部２８との干渉を防止する場合に比べて、部品点数を削減でき、又、軸線Ｓ方向における寸法の幅狭化を達成することができる。

　図１１ないし図１６は、一実施形態に係る歯車変速装置Ｍ２を示すものである。
　一実施形態に係る歯車変速装置Ｍ２は、入力軸１０２を有する電動モータ１００、ハウジング１１０、出力軸１２５を有する第１内歯車１２０、外歯車１３０、第２内歯車１４０、ベアリング１５０、回転部材１６０を備えている。
　ここでは、第１内歯車１２０、外歯車１３０、第２内歯車１４０、及び回転部材１６０により、波動歯車ユニットが構成されている。

　電動モータ１００は、図１５に示すように、本体部１０１、本体部１０１により回転駆動される入力軸１０２、フランジ部１０３を備えている。
　本体部１０１は、磁石、励磁用のコイル、回転子を有する。
　入力軸１０２は、軸線Ｓ上に伸長して本体部１０１から突出し、回転部材１６０を嵌合させる嵌合部１０２ａ、回転部材１６０を固定するべくワッシャＷを備えた締結ボルトｂ３を捩じ込むネジ穴１０２ｂを有する。
　フランジ部１０３は、軸線Ｓに垂直な環状の平坦面として形成され、ネジｂ４を通す円孔１０３ａを備えている。そして、フランジ部１０３は、第２内歯車１４０の鍔部１４５に接合される。

　ハウジング１１０は、軸線Ｓを中心とする有底円筒状に形成され、円筒部１１１、支持部１１２、嵌合凹部１１３、ネジ穴１１４を備えている。
　円筒部１１１は、第１内歯車１２０を軸線Ｓ回りに回転自在に収容するように、軸線Ｓを中心とする円筒状をなす。
　支持部１１１は、軸線Ｓを中心とする円筒状に形成され、軸受ＢＲを介して、第１内歯車１２０の出力軸１２５を軸線Ｓ回りに回転自在に支持する。
　嵌合凹部１１３は、第２内歯車１４０の鍔部１４５を嵌合させて固定するべく、軸線Ｓを中心とする円環状の凹部をなす。

　第１内歯車１２０は、金属材料を用いて、図１３及び図１５に示すように、加工により、円筒部１２１及び底壁部１２２を一体的に有する有底円筒状に形成され、内歯１２３、歯非形成部１２４、底壁部１２２から軸線Ｓ方向に突出する出力軸１２５を備えている。

　円筒部１２１は、軸線Ｓを中心とし、ハウジング１１０の内部に非接触に配置される外径寸法をなす外周面を画定する。
　底壁部１２２は、軸線Ｓに垂直な多段状の平坦面として形成され、外歯車１３０の端部１３２ａが接触し得る内壁面１２２ａと、出力軸１２５が突出する外壁面１２２ｂを画定する。
　内歯１２３は、円筒部１２１の内周面において、軸線Ｓを中心とする円環状に配列して形成された歯数Ｚ１１からなる歯列をなす。
　そして、内歯１２３は、外歯車１３０の外歯１３１の軸線Ｓ方向における略半分の奥側領域と噛合する。ここで、「奥側」とは、図１５において、軸線Ｓ方向の右側すなわち出力軸１２５が配置される側である。

　歯非形成部１２４は、図１３及び図１６に示すように、円筒部１２１に底壁部１２２が一体的に連続する隅部領域ＣＡにおいて、内歯１２３が形成されない領域又は完全な歯の形態を成さない不完全な歯形態を含む領域であり、内歯１２３の歯底１２３ａよりも内側に突出すると共に底壁部１２２に向かうにつれて内径が小さくなる傾斜断面をなす環状凸部である。
　歯非形成部１２４は、切削加工で内歯１２３を成形する場合に切削刃で切削できずに残存する領域である。
　出力軸１２５は、円柱状に形成され、支持部１１２において軸受ＢＲを介して軸線Ｓ回りに回転自在に支持される。

　外歯車１３０は、金属材料を用いて、図１３、図１４、図１６に示すように、弾性変形可能な薄い肉厚の円筒状に形成され、その外周面において外歯１３１、軸線Ｓ方向における幅寸法を規定する端部１３２ａ，１３２ｂ、幅方向の両側の外周領域において対向部１３３，１３４を備えている。

　外歯１３１は、外歯車１３０の外周面において、軸線Ｓを中心とする円環状に配列して形成され、第１内歯車１２０の歯数Ｚ１１と異なる歯数Ｚ１２からなる歯列をなす。
　そして、外歯１３１は、軸線Ｓ方向における略半分の奥側領域が第１内歯車１２０の内歯１２３と噛合し、軸線Ｓ方向における略半分の前側領域が第２内歯車１４０の内歯１４３と噛合する。ここで、「前側」とは、図１５において軸線Ｓ方向の左側すなわち電動モータ１００が配置される側であり、「奥側」とは、図１５において軸線Ｓ方向の右側である。
　端部１３２ａは、軸線Ｓに垂直な円環状の平坦面をなし、第１内歯車１２０の底壁部１２２の内壁面１２２ａに接触し得るように軸線Ｓ方向において対向する。
　端部１３２ｂは、軸線Ｓに垂直な円環状の平坦面をなし、第２内歯車１４０の底壁部１４２の内壁面１４２ａに接触し得るように軸線Ｓ方向において対向する。

　対向部１３３は、端部１３２ａが第１内歯車１２０の底壁部２２の内壁面２２ａに接触した状態で、第１内歯車１２０の歯非形成部１２４と所定の隙間をおいて対向するように、すなわち、歯非形成部１２４の内径よりも小さい外径をなすように、外歯車１３０の外周領域を肉抜きして形成されている。
　対向部１３４は、端部１３２ｂが第２内歯車１４０の底壁部１４２の内壁面１４２ａに接触した状態で、第２内歯車１４０の歯非形成部１４４と所定の隙間をおいて対向するように、すなわち、歯非形成部１４４の内径よりも小さい外径をなすように、外歯車１３０の外周領域を肉抜きして形成されている。
　ここでは、外歯車１３０を成形する際に、バリ取り等のトリミング加工時に、よろめき加工を施すことで、仕上げ加工と同時に、対向部１３３が幅方向の端部１３２ａに向かうにつれて外径が小さくなる円錐状の傾斜面に形成され、又、対向部１３４が幅方向の端部１３２ｂに向かうにつれて外径が小さくなる円錐状の傾斜面に形成されている。

　そして、外歯車１３０は、ベアリング１５０を介して回転部材１６０のカム部１６２のカム作用を受けることにより楕円状に変形させられて、第１内歯車１２０と二箇所で部分的に噛合すると共に、第２内歯車１４０と二箇所で部分的に噛合するようになっている。

　第２内歯車１４０は、金属材料を用いて、図１４及び図１５に示すように、加工により、円筒部１４１及び底壁部１４２を一体的に有する有底円筒状に形成され、内歯１４３、歯非形成部１４４、鍔部１４５を備えている。

　円筒部１４１は、軸線Ｓを中心とし、ハウジング１１０の内部に非接触に配置される外径寸法をなす外周面を画定する。
　底壁部１４２は、軸線Ｓに垂直な平坦面として形成され、外歯車１３０の端部１４２ｂが接触し得る内壁面１４２ａと、電動モータ１００の本体部１０１に対向する外壁面１４２ｂ、入力軸１０２を通す貫通孔１４２ｃを画定する。
　内歯１４３は、円筒部１４１の内周面において、軸線Ｓを中心とする円環状に配列して形成された歯数Ｚ１３からなる歯列をなす。
　そして、内歯１４３は、外歯車１３０の外歯１３１の軸線Ｓ方向における略半分の前側領域と噛合する。
　ここで、内歯１４３の歯数Ｚ１３は、外歯車１３０の内歯１３１の歯数Ｚ１２と同一に設定されている。このように、歯数Ｚ１３，Ｚ１２を同一（Ｚ１３＝Ｚ１２）とすることにより、第１内歯車１２０の歯数Ｚ１１と外歯車１３０の歯数Ｚ１２だけで、変速比、例えば減速比を容易に設定することができる。

　歯非形成部１４４は、図１４及び図１６に示すように、円筒部１４１に底壁部１４２が一体的に連続する隅部領域ＣＡにおいて、内歯１４３が形成されない領域又は完全な歯の形態を成さない不完全な歯形態を含む領域であり、内歯１４３の歯底１４３ａよりも内側に突出すると共に底壁部１４２に向かうにつれて内径が小さくなる傾斜断面をなす環状凸部である。
　歯非形成部１４４は、切削加工で内歯１４３を成形する場合に切削刃で切削できずに残存する領域である。
　鍔部１４５は、ハウジング１１０の嵌合凹部１１３に嵌合される外径寸法に形成され、ネジｂ４を通す円孔１４５ａを有する。

　そして、第２内歯車１４０は、内歯１４３が外歯車１３０の外歯１３１と噛合した状態で、鍔部１４５がハウジング１１０の嵌合凹部１１３に嵌合されて、電動モータ１００のフランジ部１０３により挟み込まれ、ネジｂ４が捩じ込まれることにより、ハウジング１１０に固定される。

　上記のように、外歯車１３０の端部１３２ａが第１内歯車１２０の底壁部１２２に接触した状態で、対向部１３３が歯非形成部１２４と隙間をおいて対向するため、外歯１３１と歯非形成部１２４との干渉を防止できる。
　また、外歯車１３０の端部１３２ｂが第２内歯車１４０の底壁部１４２に接触した状態で、対向部１３４が歯非形成部１４４と隙間をおいて対向するため、外歯１３１と歯非形成部１４４との干渉を防止できる。
　それ故に、端部１３２ａと底壁部１２２の間及び端部１３２ｂと底壁部１４２の間にスペーサ部材等を介在させて外歯１３１と歯非形成部１２４，１４２との干渉を防止する場合に比べて、部品点数を削減でき、又、軸線Ｓ方向における寸法の幅狭化を達成することができる。

　また、上記構成において、外歯車１３０は、図１６に示すように、軸線Ｓ方向において、第１内歯車１２０の底壁部１２２の内壁面１２２ａと第２内歯車１４０の底壁部１４２の内壁面１４２ａとの間に隙間Ｃをおいて配置されている。
　すなわち、軸線Ｓ方向において、外歯車１３０の幅寸法は、第１内歯車１２０の底壁部１２２と第２内歯車１４０の底壁部１４２との離隔寸法よりも小さく設定されている。
　これにより、外歯車１３０が、底壁部１２２と底壁部１４２の両方に同時に接触するのを防止できるため、摺動抵抗を低減することができる。

　ベアリング１５０は、図１５及び図１６に示すように、環状の内輪１５１、環状の外輪１５２、内輪１５１と外輪１５２の間に転動自在に配置された複数の転動体１５３、複数の転動体１５３を保持するリテーナ１５４を備えている。

　内輪１５１は、金属材料を用いて弾性変形可能な無端ベルト状に形成され、回転部材１６０のカム部１６２が嵌め込まれる。
　外輪１５２は、金属材料を用いて弾性変形可能な無端ベルト状に形成され、外歯車１３０の内側に嵌め込まれる。
　複数の転動体１５３は、金属材料を用いて球体に形成され、内輪１５１と外輪１５２の間に挟み込まれると共にリテーナ１５４により軸線Ｓ回りに等間隔に保持される。
　リテーナ１５４は、金属材料を用いて弾性変形可能な無端ベルト状に形成され、複数の転動体１５３を等間隔で転動自在に保持する。

　そして、ベアリング１５０の内輪１５１及び外輪１５２は、回転部材１６０のカム部１６２に沿って楕円状に変形する。
　このように、ベアリング１５０が、楕円変形させられた状態で回転部材１６０のカム部１６２と外歯車１３０の間に介在するため、回転部材１６０の回転に伴って、外歯車１３０を円滑に楕円変形させることができる。

　回転部材１６０は、図１３ないし図１５に示すように、略円筒状に形成され、嵌合孔１６１、カム部１６２を備えている。
　嵌合孔１６１は、回転部材１６０が入力軸１０２と一体的に回転するべく、電動モータ１００の入力軸１０２が嵌合されるように形成されている。
　カム部１６２は、その外周面が軸線Ｓに垂直な直線方向において長軸をもつ楕円形を画定する楕円環状に形成され、外歯車１３０に対して楕円変形を生じさせるカム作用を及ぼす。

　そして、回転部材１６０は、電動モータの回転力が及ぼされることで、カム部１６２が外歯車１３０にカム作用を及ぼす。
　これにより、第１内歯車１２０及び第２内歯車１４０と噛合した状態にある外歯車１３０が、楕円変形しつつその噛合位置が軸線Ｓ回りに連続的に変化する。

　上記構成において、第１内歯車１２０、外歯車１３０、及び第２内歯車１４０との関係について説明する。
　第１内歯車１２０の歯数Ｚ１１と外歯車１３０の歯数Ｚ１２の関係は、相対回転を生じさせるため、第１内歯車１２０と外歯車１３０の噛合箇所の個数をＮ、正の整数をｎとするとき、Ｚ１２＝Ｚ１１±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であるため、例えば、Ｚ１１＝１６２、Ｚ１２＝１６０に設定される。
　また、第２内歯車１４０の歯数Ｚ１３と外歯車１３０の歯数Ｚ１２の関係は、前述したように相対回転を生じないで同位相で回転するように、同一の値が選定される。この実施形態においては、例えば、Ｚ１３＝１６０、Ｚ１２＝１６０に設定される。

　上記構成をなす歯車変速装置Ｍ２では、電動モータ１００の駆動力により入力軸１０２が回転すると、波動歯車ユニットにより減速されて、出力軸１２５が回転する。
　この変速動作に際して、外歯車１３０の外歯１３１に対する内歯１２３と内歯１４３との噛合い状態の違いにより生じるスラスト力により、外歯車１３０は軸線Ｓ方向に移動する。

　外歯車１３０が、軸線Ｓ方向の奥側に向けて移動して、端部１３２ａが第１内歯車１２０の底壁部１２２に接触した場合、対向部１３３が歯非形成部１２４と隙間をおいて対向するため、外歯１３１と歯非形成部１２４との干渉を防止できる。これにより、外歯車１３０の外歯１３１は、第１内歯車１２０の内歯１２３に正常に噛合して円滑に回転することができる。
　一方、外歯車１３０が、軸線Ｓ方向の前側に向けて移動して、端部１３２ｂが第２内歯車１４０の底壁部１４２に接触した場合、対向部１３４が歯非形成部１４４と隙間をおいて対向するため、外歯１３１と歯非形成部１４４との干渉を防止できる。これにより、外歯車１３０の外歯１３１は、第２内歯車１４０の内歯１４３に正常に噛合して円滑に回転することができる。

　また、外歯車１３０は、図１６に示すように、第１内歯車１２０の底壁部１２２（内壁面１２２ａ）と第２内歯車１４０の底壁部１４２（内壁面１４２ａ）との間に隙間Ｃをおいて配置されているため、外歯車１３０は底壁部１２２と底壁部１４２の両方に同時に接触することはなく、その分だけ摺動抵抗を低減することができる。
　上記構成をなす歯車変速装置Ｍ２によれば、構造の簡素化、小型化、部品点数の削減、低コスト化等を達成できる。

　尚、上記実施形態においては、第２内歯車として、円筒部１４１及び底壁部１４２が一体的に形成された第２内歯車１４０を示したが、これに限定されるものではなく、第２内歯車を円筒状に形成し、カバー部材を第２内歯車に隣接して配置すると共に第２内歯車に固定する構成を採用してもよい。

　上記のバルブタイミング変更装置Ｍに係る実施形態においては、外歯車４０と回転部材７０の間にベアリング７０を介在させた構成を示したが、これに限定されるものではなく、カム部７３に外歯車４０を直接嵌め込む構成を採用してもよい。
　また、ベアリングとして、内輪６１、転動体６３、外輪６２を含むベアリング６０を示したが、これに限定されるものではなく、ベアリングを内輪と転動体により構成し、外輪の代わりに外歯車４０を適用する構成を採用してもよい。

　上記の歯車変速装置Ｍ２に係る実施形態においては、外歯車１３０と回転部材１６０の間にベアリング１５０を介在させた構成を示したが、これに限定されるものではなく、カム部１６２に外歯車１３０を直接嵌め込む構成を採用してもよい。
　また、ベアリングとして、内輪１５１、転動体１５３、外輪１５２を含むベアリング１５０を示したが、これに限定されるものではなく、ベアリングを内輪と転動体により構成し、外輪の代わりに外歯車１３０を適用する構成を採用してもよい。

　以上述べたように、本発明の波動歯車ユニットは、構造の簡素化、小型化、部品点数の削減、低コスト化等を達成できるため、バルブタイミング変更装置の位相変更ユニットとして、又、歯車変速装置の変速ユニットとして適用できることは勿論のこと、その他の回転伝達装置における減速機、増速機、あるいは変速機等としても適用できる。

Ｓ　軸線
Ｍ　バルブタイミング変更装置
２　カムシャフト
１０　ハウジングロータ
１１ａ　スプロケット
１２　第２ハウジング（カバー部材）
２０　第１内歯車（波動歯車ユニット、位相変更ユニット）
２１　円筒部
２２　底壁部
ＣＡ　隅部領域
２３　内歯
２３ａ　歯底
２４　歯非形成部
２６　油通路
４０　外歯車（波動歯車ユニット、位相変更ユニット）
４１　外歯
４２ａ，４２ｂ　端部
４３，４４，４５　対向部
５０　第２内歯車（波動歯車ユニット、位相変更ユニット）
５２　内歯
７０　回転部材（波動歯車ユニット、位相変更ユニット）
Ｍ２　歯車変速装置
１００　電動モータ
１０２　入力軸
１１０　ハウジング
１２０　第１内歯車（波動歯車ユニット、変速ユニット）
１２１　円筒部
１２２　底壁部
１２３　内歯
１２３ａ　歯底
１２４　歯非形成部
１２５　出力軸
１３０　外歯車
１３１　外歯
１３２ａ，１３２ｂ　端部
１３３，１３４　対向部
１４０　第２内歯車（波動歯車ユニット、変速ユニット）
１４１　円筒部
１４２　底壁部
１４３　内歯
１４３ａ　歯底
１４４　歯非形成部
１６０　回転部材（波動歯車ユニット、変速ユニット）

Claims

　円筒部に形成された内歯及び前記円筒部に底壁部が一体的に連続する隅部領域において前記内歯の歯底よりも内側に突出する歯非形成部を有する有底円筒状の第１内歯車と、
　前記第１内歯車の内歯に噛合する外歯，前記歯非形成部と隙間をおいて対向する対向部，及び前記底壁部に接触し得るように対向する端部を有する可撓性円筒状の外歯車と、
　前記第１内歯車に隣接して配置されると共に前記外歯に噛合する内歯を有する第２内歯車と、
　前記外歯車を楕円変形させて前記第１内歯車及び前記第２内歯車と部分的に噛合させつつ噛合い位置を移動させる回転部材と、
を含む、波動歯車ユニット。
　前記外歯車は、幅方向の両側において前記対向部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の波動歯車ユニット。
　前記第２内歯車は、円筒状をなし、
　前記第２内歯車には、前記第１内歯車と反対側に隣接して前記外歯車を覆うカバー部材が配置され、
　前記外歯車の幅寸法は、前記第１内歯車の底壁部と前記カバー部材の離隔寸法よりも小さく設定されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波動歯車ユニット。
　前記第１内歯車は、前記端部が対向する前記底壁部において、径方向に伸長する溝状の油通路を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つに記載の波動歯車ユニット。
　前記第２内歯車は、円筒部に形成された前記内歯及び前記円筒部に底壁部が一体的に連続する隅部領域において前記内歯の歯底よりも内側に突出する歯非形成部を有する有底円筒状に形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の波動歯車ユニット。
　前記外歯車の幅寸法は、前記第１内歯車の底壁部と前記第２内歯車の底壁部との離隔寸法よりも小さく設定されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の波動歯車ユニット。
　前記対向部は、前記外歯車の外周領域を肉抜きして形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか一つに記載の波動歯車ユニット。
　前記対向部は、円錐状の傾斜面である、
ことを特徴とする請求項７に記載の波動歯車ユニット。
　前記対向部は、前記外歯よりも小さい外径をなす円筒面である、
ことを特徴とする請求項７に記載の波動歯車ユニット。
　前記対向部は、円錐状の傾斜面及び前記傾斜面に連続し前記外歯よりも小さい外径をなす円筒面である、
ことを特徴とする請求項７に記載の波動歯車ユニット。
　入力軸と、出力軸と、前記出力軸を回動自在に支持するハウジングと、前記入力軸と前記出力軸の間に介在する変速ユニットと、を備えた歯車変速装置であって、
　前記変速ユニットは、請求項１ないし１０いずれか一つに記載の波動歯車ユニットを含む、
ことを特徴とする歯車変速装置。
　前記波動歯車ユニットの回転部材は、前記入力軸と一体的に回転し、
　前記波動歯車ユニットの第１内歯車は、前記出力軸と一体的に回転し、
　前記波動歯車ユニットの第２内歯車は、前記ハウジングに固定されている、
ことを特徴とする請求項１０に記載の歯車変速装置。
　カムシャフトとクランクシャフトに連動するハウジングロータ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用又は排気用のバルブの開閉時期を進角側又は遅角側に変更するエンジンの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１０いずれか一つに記載の波動歯車ユニットを含み、
　前記波動歯車ユニットの第１内歯車は、前記カムシャフトと一体的に回転するように連結され、
　前記波動歯車ユニットの第２内歯車は、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る、
ことを特徴とするバルブタイミング変更装置。
　前記波動歯車ユニットの回転部材は、電動モータの回転力が伝達されるように形成されている、
ことを特徴とする請求項１３に記載のバルブタイミング変更装置。