(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの回転に連動してカムシャフトの回転中心線上で回転する駆動回転体と、前記駆動回転体に対して前記回転中心線上で相対的に回転可能でかつカムシャフトと一体的に回転する従動回転体と、エンジンの運転状態に応じて前記駆動回転体と前記従動回転体との相対的な回転位相を変更すると共に所定位置に維持する位相変更機構と、を備えたバルブタイミング変更装置であって、
前記位相変更機構は、前記回転中心線周りに配列して前記従動回転体に設けられた複数のフォロワと、前記回転中心線周りに配列して前記駆動回転体に自転可能に保持されると共に前記回転位相を変更させるカム作用を前記フォロワに及ぼす位相変更カムをそれぞれ有する複数の遊星カム部材と、前記複数の遊星カム部材を同期して自転及び停止させる駆動機構を含み、
前記位相変更カムは、前記フォロワを内接させると共に前記遊星カム部材の自転中心線からの距離が遅角側から進角側に向けて徐々に短くなる渦巻状をなす溝カムに形成されている、
ことを特徴とするバルブタイミング変更装置。
【請求項２】
前記位相変更カムは、前記フォロワの内接点及び前記自転中心線を通る第１直線と前記内接点における法線とのなす角度が一定になるように、かつ、前記回転中心線及び自転中心線を通る第２直線に対する前記法線の傾斜角度が前記第１直線の傾斜角度よりも小さくなるように形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項３】
前記位相変更カムは、前記フォロワの内接点における前記第１直線と前記法線とがなす圧力角をα、前記内接点における摩擦係数をμとするとき、０＜α＜（ｔａｎ−１μ）なる関係式を満足するように形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記回転中心線上において回動自在に配置された太陽ギアと、前記太陽ギアに噛合すると共に前記遊星カム部材と一体的に自転するように前記回転中心線周りに配列された複数の遊星ギアと、前記太陽ギアを回転駆動する電動モータを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項５】
前記従動回転体は、前記カムシャフトに対して着脱自在に固定され、
前記太陽ギアは、前記電動モータの駆動軸を着脱自在に連結する連結部と、前記従動回転体を前記カムシャフトに固定するボルトを締結するための工具を通す貫通孔を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載のバルブタイミング変更装置。
【請求項６】
前記太陽ギアを回動自在にかつ前記遊星カム部材を自転自在に支持すると共に前記駆動回転体に着脱自在に固定されるハウジングを含み、
前記ハウジングは、前記太陽ギアの貫通孔及び連結部を露出させる開口部を有する、
ことを特徴とする請求項５に記載のバルブタイミング変更装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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）を運転状況に応じて変更するバルブタイミング変更装置に関し、特に、電動モータ等を駆動力として用いるバルブタイミング変更装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルブタイミング変更装置としては、クランクシャフトと同期して回転するスプロケットと、カムシャフトと同期して回転する従動回転体（出力軸）と、クランクシャフトの回転に伴い回転する電動機の回転軸と、回転軸からトルクを伝達されることでスプロケットに対して相対回転する伝達回転体（伝達部材）と、スプロケットに固定されると共に内周面に内歯を有するリングギアと、リングギアの内歯に部分的に噛合するべく外周面に外歯を有しかつ中央部に貫通孔を有する遊星歯車と、遊星歯車の貫通孔に嵌合されると共に電動機の回転軸に連結固定される偏心軸と、従動回転体（出力軸）に形成された長孔及び伝達回転体（伝達部材）に形成された弧状の溝カムに係合する制御部材等を備え、スプロケットに対する伝達回転体（伝達部材）の相対回転運動をスプロケットに対する従動回転体（出力軸）の相対回転運動に変換することで、クランクシャフトとカムシャフトとの回転位相を変換させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この装置においては、部品点数が多く、構造が複雑であり、又、スプロケットと従動回転体との相対的な回転位相を変更するためのカム作用をなす３つの溝カムを一つの伝達回転体（伝達部材）に設けているため、各々の溝カムの作用角度は略１２０度であり、それ故に大きな減速比が得られず、回転位相を微調整するのは困難である。
【０００３】
一方、溝カムの作用角度を大きく設定するべく、一つのガイドプレート（上記装置の伝達回転体に相当するもの）に対して、それぞれ略３６０度の作用角度をもつ３つの溝カムを設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、３つの溝カムが円周方向においてそれぞれオーバラップするように形成されているため、ガイドプレートの寸法を小さくすると隣接する溝カム同士の隙間が狭くなって強度が低下し、一方、強度を確保すべく隣接する溝カム同士の隙間を広くするとガイドプレートの外径が大きくなって装置全体の大型化を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１６６３５号公報
【特許文献２】特開２００２−２２７６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、低コスト化、装置全体の小型化等を図りつつ、回転位相を微調整することができ、又、回転位相を所定位置に維持する際に駆動源等の負荷を軽減でき又は負荷を必要とせずに確実に維持することができるバルブタイミング変更装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のバルブタイミング変更装置は、クランクシャフトの回転に連動してカムシャフトの回転中心線上で回転する駆動回転体と、駆動回転体に対して回転中心線上で相対的に回転可能でかつカムシャフトと一体的に回転する従動回転体と、エンジンの運転状態に応じて駆動回転体と従動回転体との相対的な回転位相を変更すると共に所定位置にロックする位相変更機構と、を備えたバルブタイミング変更装置であって、上記位相変更機構は、回転中心線周りに配列して従動回転体に設けられた複数のフォロワと、回転中心線周りに配列して駆動回転体に自転可能に保持されると共に回転位相を変更させるカム作用をフォロワに及ぼす位相変更カムをそれぞれ有する複数の遊星カム部材と、複数の遊星カム部材を同期して自転及び停止させる駆動機構を含み、位相変更カムは、フォロワを内接させると共に遊星カム部材の自転中心線からの距離が遅角側から進角側に向けて徐々に短くなる渦巻状をなす溝カムに形成されている。
この構成によれば、駆動機構により複数の遊星カム部材が同期して所定角度だけ自転させられると、それぞれの位相変更カムが対応するフォロワにカム作用を及ぼして、駆動回転体と従動回転体（及びカムシャフト）との間の回転位相を所定位置に変更し、一方、駆動機構による遊星カム部材の自転を停止させると、所定位置にて遊星カム部材（位相変更カム）がフォロワを維持して、回転駆動体と従動回転体（及びカムシャフト）は一体的に回転する。
ここで、駆動機構として、回転中心線周りに配列された複数の遊星カム部材及び複数のフォロワを採用し、一つの遊星カム部材が一つフォロワに作用する一つの位相変更カムを有する構成を採用したことにより、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化、装置全体の小型化等を達成しつつ、遊星カム部材の回転（自転）角度に対する従動回転体の回転（フォロワの公転）角度を小さく、すなわち、減速比を大きく設定することができ、それ故に回転位相を（進角側又は遅角側に）微調整することができる。
特に、位相変更カムが、フォロワを内接させると共に遊星カム部材の自転中心線からの距離が遅角側から進角側に向けて徐々に短くなる渦巻状をなす溝カムに形成されているため、遊星カム部材の正逆自転により、位相変更カム（溝カムの内向きカム面）に内接してフォロワが位相変更のカム作用を受けることで回転位相を（吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを進角側又は遅角側に）変更することができ、一方、遊星カム部材の自転停止により、位相変更カム（溝カムの内向きカム面及び外向きカム面）によりフォロワのガタツキを防止しつつ所定位置に維持することができ、所定の回転位相を維持した状態で駆動回転体と従動回転体（及びカムシャフト）を一体的に回転させることができる。
【０００８】
上記構成において、位相変更カムは、フォロワの内接点及び自転中心線を通る第１直線と内接点における法線とのなす角度が一定になるように、かつ、回転中心線及び自転中心線を通る第２直線に対する法線の傾斜角度が第１直線の傾斜角度よりも小さくなるように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、フォロワ（すなわち従動回転体及びカムシャフト）が、駆動回転体に対して遅角側に相対的に回転しようとする力がいずれの回転位相で作用しても、フォロワが溝カムに当接してロックされ、その相対回転を阻止することができる。したがって、駆動機構の駆動源として電動モータを採用する場合は、電動モータにより相対回転を規制する（回転位相を所定位置に維持する）負荷を軽減することができ又は負荷を及ぼす必要がなく、電動モータを小型化することができる。
【０００９】
上記構成において、位相変更カムは、フォロワの内接点における上記第１直線と法線とがなす圧力角をα、上記内接点における摩擦係数をμとするとき、０＜α＜（ｔａｎ−１μ）なる関係式を満足するように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、上記の関係式を満たすように位相変更カムが形成されることにより、カムシャフト（すなわち、従動回転体及びフォロワ）に対して遅角側への負荷トルクが作用するとき、位相変更カム（溝カム）とフォロワとの摩擦力により、位相変更カムがフォロワを自動的にロックして、駆動回転体（及びクランクシャフト）と従動回転体（及びカムシャフト）との回転位相を所定位置に固定することができる。したがって、駆動機構の駆動源として電動モータを採用する場合は、電動モータにより相対回転を規制する（回転位相を所定位置に維持する）負荷を軽減することができ又は負荷を及ぼす必要がなく、電動モータを小型化することができる。
【００１０】
上記構成において、駆動機構は、回転中心線上において回動自在に配置された太陽ギアと、太陽ギアに噛合すると共に遊星カム部材と一体的に回転するように回転中心線周りに配列された複数の遊星ギアと、太陽ギアを回転駆動する電動モータを含む、構成を採用できる。
この構成によれば、電動モータにより太陽ギアが駆動回転体と同期して回転させられると、遊星ギア（遊星カム部材）は自転せずに駆動回転体と一緒に回転（回転中心線回りに公転）し、駆動回転体と従動回転体との回転位相が所定位置に固定される。ここで、電動モータにより太陽ギアが駆動回転体よりも遅く回転させられると、遊星ギア（遊星カム部材）が一方向に自転してフォロワに位相変更のカム作用を及ぼすことで、従動回転体（及びカムシャフト）を所定位置に進角させることができ、一方、電動モータにより太陽ギアが駆動回転体よりも速く回転させられると、遊星ギア（遊星カム部材）が他方向に自転してフォロワに位相変更のカム作用を及ぼすことで、従動回転体（及びカムシャフト）を所定位置に遅角させることができる。
このように、駆動機構として、太陽ギア、遊星ギア、電動モータを採用することで、構造の簡素化、部品点数の削減等を達成しつつ、位相変更を高精度に確実に行うことができる。
【００１１】
上記構成において、従動回転体は、カムシャフトに対して着脱自在に固定され、太陽ギアは、電動モータの駆動軸を着脱自在に連結する連結部と、従動回転体をカムシャフトに固定するボルトを締結するための工具を通す貫通孔を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、従動回転体、複数の遊星カム部材及び遊星ギア、太陽ギアを組み付けた状態で、太陽ギアの貫通孔を通して外部から工具を挿入し、ボルトを捩じ込むことで従動回転体をカムシャフトに固定することができ、一方、ボルトを緩めることで従動回転体をカムシャフトから外すことができる。
【００１２】
上記構成において、太陽ギアを回動自在にかつ遊星カム部材を自転自在に支持すると共に駆動回転体に着脱自在に固定されるハウジングを含み、ハウジングは、太陽ギアの貫通孔及び連結部を露出させる開口部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、駆動回転体、従動回転体、複数の遊星カム部材及び遊星ギア、太陽ギア、ハウジングを組み付けてモジュールとして取り扱うことができ、又、ハウジングの外側から工具を通してボルトを捩じ込み又は緩めることで、このモジュールをカムシャフトに対して容易に着脱することができ、取り扱い性及び組付け性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成をなすバルブタイミング変更装置によれば、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化、装置全体の小型化等を達成しつつ、回転位相を微調整することができ、又、回転位相を所定位置に維持する際に駆動源等の負荷を軽減でき又は負荷を必要とせずに確実にロックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るバルブタイミング変更装置の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】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３】図１に示すバルブタイミング変更装置の内部を示す正面図である。
【図４】図１に示すバルブタイミング変更装置の内部を示す断面図である。
【図５】図１に示すバルブタイミング変更装置の内部を示す正面図である。
【図６】図１に示すバルブタイミング変更装置の動作を説明するための最遅角位置での正面図である。
【図７】図１に示すバルブタイミング変更装置の動作を説明するための中間位置での正面図である。
【図８】図１に示すバルブタイミング変更装置の動作を説明するための最進角位置での正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
この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に着脱自在に固定され得る本体モジュールＢＭ、本体モジュールＢＭに着脱自在に連結されると共にエンジンの一部であるチェーンカバー等（不図示）に固定されるモータモジュールＭＭにより構成されている。
尚、カムシャフトＣＳは、エンジンの吸気バルブ又は排気バルブをカム作用により開閉駆動するものであり、クランクシャフトは、チェーン等を介してその回転駆動力をカムシャフトに及ぼすものである。
【００１６】
本体モジュールＢＭは、図２ないし４に示すように、クランクシャフト（不図示）に（チェーンを介して）連動する駆動回転体としてのスプロケット１０、カムシャフトＣＳに着脱自在に固定される従動回転体として機能すると共に複数（ここでは、３つ）のフォロワ２５を有するフォロワホルダ２０、スプロケット１０に保持された複数（ここでは、３つ）の遊星カム部材３０、カムシャフトＣＳの回転中心線Ｓ１上に回動自在に配置される太陽ギア４０、各々の遊星カム部材３０に対応して設けられた複数（ここでは、３つ）の遊星ギア５０、スプロケット１０に連結されるハウジング６０等を備えている。
【００１７】
モータモジュールＭＭは、図１及び図２に示すように、外部ケース７０、外部ケース７０に保持された電動モータ８０、外部ケース７０に収容された制御基板９０、制御基板９０に接続された配線用のコネクタ（不図示）等を備えている。
外部ケース７０は、エンジンのチェーンカバー等に固定する際に用いるネジ孔７１等を備えている。
電動モータ８０は、図４に示すように、後述する太陽ギア４０の連結部４３に着脱自在に連結されて回転駆動力を及ぼす駆動軸８１を備えている。
【００１８】
ここでは、上記太陽ギア４０、複数（３つ）の遊星ギア５０、電動モータ８０等により、複数（３つ）の遊星カム部材３０を同期して自転させると共に自転を停止させる駆動機構が構成されている。
また、上記複数（３つ）のフォロワ２５、複数（３つ）の遊星カム部材３０、駆動機構（太陽ギア４０、複数（３つ）の遊星ギア５０、電動モータ８０）等により、エンジンの運転状態に応じて、駆動回転体（スプロケット１０）と従動回転体（フォロワホルダ２０）との相対的な回転位相を変更すると共に所定位置に維持する位相変更機構が構成されている。
【００１９】
カムシャフトＣＳは、図４に示すように、回転中心線Ｓ１回りに回転して、吸気バルブ又は排気バルブを開閉駆動する（カムを有する）ものであり、その一端側において、スプロケット１０をスラスト方向に当接させると共にラジアル方向に回動自在に軸支する鍔部ＣＳ１及び円筒部ＣＳ２、フォロワホルダ２０を嵌合させて固定する円形の嵌合凹部ＣＳ３、フォロワホルダ２０をカムシャフトＣＳに固定するボルトＢＴを捩じ込むネジ穴ＣＳ４、フォロワホルダ２０の取付け角度の位置決めを行う位置決めピンＣＳ５等を備えている。
【００２０】
スプロケット１０は、図１ないし図４に示すように、クランクシャフトの回転駆動力を伝達するチェーンが巻回される歯列１１、カムシャフトＣＳの円筒部ＣＳ２に回動自在に嵌合させられる嵌合孔部１２、鍔部ＣＳ１に当接させられる端面部１３、回転中心線Ｓ１を中心とする所定円上において回転中心線Ｓ１周りに１２０度の等間隔で設けられた３つの軸受カラー１４、ハウジング６０を締結するボルトｂｔを捩じ込む３つのネジ孔１５等を備えている。
そして、スプロケット１０は、カムシャフトＣＳの回転中心線Ｓ１上でカムシャフトＣＳに対して相対的に回転自在に支持され、又、チェーンを介してクランクシャフトの回転に連動して、図１及び図２に示すように矢印Ｒの向きに回転するようになっている。
【００２１】
フォロワホルダ２０は、図３及び図４に示すように、カムシャフトＣＳの嵌合凹部ＣＳ３に嵌合される有底円筒部２１、有底円筒部２１に形成されてボルトＢＴを通す円孔２２、有底円筒部２１の底に設けられた位置決め用の２つのダボ穴２３、有底円筒部２１の一端部から径方向に拡がる円環状の鍔部２４、鍔部２４に設けられた３つのフォロワ２５等を備えている。
鍔部２４は、スプロケット１０の嵌合孔部１２の内径よりも大きい外径を有し、カムシャフトＣＳに組み付けられた状態で、スプロケット１０の脱落を規制しつつ相対的な回転を許容するように形成されている。
フォロワ２５は、回転中心線Ｓ１を中心とする所定円上において回転中心線Ｓ１周りに１２０度の等間隔で配列されると共に、回転中心線Ｓ１の方向に突出する円柱状のピンとして形成されている。
そして、フォロワホルダ２０は、ダボ穴２３に位置決めピンＣＳ５を嵌合させて所定角度に位置決めしボルトＢＴにより締結されることで、カムシャフトＣＳと一体的に回転すると共に、回転中心線Ｓ１上でスプロケット１０と相対的に回転可能になっている。
【００２２】
遊星カム部材３０は、図３ないし図５に示すように、自転軸線Ｓ２を画定する軸部３１、フォロワ２５に対して回転位相を変更させるカム作用を及ぼす位相変更カム３２等を備えている。
軸部３１は、図４に示すように、スプロケット１０の軸受けカラー１４に回動（自転）自在に支持され、又、後述するハウジング６０の軸受け６３に回動（自転）自在に支持されるようになっている。
位相変更カム３２は、図３及び図５に示すように、フォロワ２５を内接させると共に、自転中心線Ｓ２からの距離が遅角側から進角側に向けて徐々に短くなる渦巻状の溝カムとして形成されている。
このように、一つの遊星カム部材３０が一つフォロワ２５に作用する一つの位相変更カム３２を有する構成を採用したことにより、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化、装置全体の小型化等を達成しつつ、遊星カム部材３０の回転（自転）角度に対するフォロワホルダ２０の回転（フォロワ２５の公転）角度を小さく、すなわち、減速比を大きく設定することができ、それ故に回転位相を（進角側又は遅角側に）微調整することができる。
例えば、ここでは、位相変更カム３２の自転軸線Ｓ２回りの回転（自転）角度（カム作用角度）が略３００度であるのに対して、フォロワホルダ２０（フォロワ２５）の回転中心線Ｓ１回りの回転角度が略３０度であるため、１０倍の高減速比を設定することができ、より高精度に回転位相を微調整することができる。
また、位相変更カム３２を渦巻き状の溝カムとして形成することにより、遊星カム部材３０の自転により、フォロワ２５がその内向きカム面に内接して位相変更のカム作用を受けることで回転位相を変更することができ（すなわち、吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを進角側又は遅角側に変更することができ）、一方、遊星カム部材３０の自転停止により、位相変更カム３２（溝カムの内向きカム面及び外向きカム面）によりフォロワ２５のガタツキを防止しつつ所定位置にロックすることができ、所定の回転位相を維持した状態でスプロケット１０とフォロワホルダ２０（カムシャフトＣＳ）を一体的に回転させることができる。
【００２３】
また、位相変更カム３２は、図５に示すように、フォロワ２５の内接点Ｐ１及び自転中心線Ｓ２を通る第１直線Ｌ１と内接点Ｐ１における法線Ｎとのなす角度（圧力角）αが、カム作用を及ぼす角度範囲において、常に一定になるように形成されており、又、カム作用を及ぼす角度範囲において、回転中心線Ｓ１及び自転中心線Ｓ２を通る第２直線Ｌ２に対する法線Ｎの傾斜角度β２が、第２直線Ｌ２に対する第１直線Ｌ１の傾斜角度β１よりも小さくなるように形成されている。
これにより、フォロワ２５（すなわち、フォロワホルダ２０及びカムシャフトＣＳ）が、スプロケット１０に対して遅角側に相対的に回転しようとする力がいずれの回転位相で作用しても、フォロワ２５が溝カムに当接してロックされ、その相対回転を阻止することができる。
【００２４】
さらに、位相変更カム３２は、フォロワ２５の内接点Ｐ１における第１直線Ｌ１と法線Ｎとがなす角度（圧力角）をα、内接点Ｐ１における摩擦係数をμとするとき、０＜α＜（ｔａｎ−１μ）なる関係式を満足するように形成されている。
このように、上記の関係式を満たすように位相変更カム３２が形成されることにより、カムシャフトＣＳ（すなわち、フォロワホルダ２０及びフォロワ２５）に対して遅角側への負荷トルクが作用するとき、位相変更カム３２（溝カム）とフォロワ２５との摩擦力により、位相変更カム３２がフォロワ２５を自動的にロックして、スプロケット１０（すなわち、クランクシャフト）とフォロワホルダ２０（すなわち、カムシャフトＣＳ）との回転位相を所定位置に固定することができる。
したがって、駆動機構の駆動源として電動モータ８０を採用する場合は、電動モータ８０により相対回転を規制する（回転位相を所定位置に維持する）負荷を軽減することができ又は負荷を及ぼす必要がなく、電動モータ８０を小型化することができる。
尚、圧力角αの具体的な値としては、摩擦係数μを０．１とするとき、α≦６（ｄｅｇ）に設定することが好ましい。
【００２５】
上記構成をなす３つの遊星カム部材３０は、それぞれ、軸部３１の一端がスプロケット１０の軸受カラー１４に嵌合されて自転可能に保持され、全体として回転中心線Ｓ１周りに等間隔（１２０度間隔）で配列された状態となる。尚、後述するハウジング６０がスプロケット１０に組み付けられる際に、その軸受け６３により軸部３１の他端が自転可能に保持されるようになっている。
【００２６】
太陽ギア４０は、図２ないし図４に示すように、３つの遊星ギア５０に噛合する歯列４１、貫通孔４２ａを画定する円筒部４２、円筒部４２の一端側において電動モータ８０の回転軸８１を着脱自在に連結する連結部４３等を備えている。
そして、太陽ギア４０は、その円筒部４２が後述するハウジング６０の軸受け６１により回動自在に支持され、ハウジング６０がスプロケット１０に連結固定された状態で、カムシャフトＣＳの回転軸線Ｓ１上において回動自在に配置されるようになっている。
このように、太陽ギア４０に貫通孔４２ａ及び連結部４３を設けたことにより、フォロワホルダ２０、３つの遊星カム部材３０及び遊星ギア５０、太陽ギア４０を組み付けた状態で、太陽ギア４０の貫通孔４２ａを通して外部から工具を挿入し、ボルトＢＴを捩じ込むことでフォロワホルダ２０をカムシャフトＣＳに固定することができ、一方、ボルトＢＴを緩めることでフォロワホルダ２０をカムシャフトＣＳから取り外すことができる。
【００２７】
遊星ギア５０は、図２ないし図４に示すように、太陽ギア４０（歯列４１）に噛合する歯列５１、遊星カム部材３０の軸部３１に外嵌される嵌合孔５２、嵌合孔５２及び軸部３１に嵌め込まれて両者を一体的に回転（自転）するように連結する連結キー（不図示）等を備えている。
そして、３つの遊星ギア５０は、それぞれ、軸部３１に嵌合固定されて遊星カム部材３０と一体的に自転すると共に、全体として回転中心線Ｓ１周りに等間隔（１２０度間隔）で配列された状態となる。
【００２８】
ハウジング６０は、図１、図２、図４に示すように、スプロケット１０と対向して組み付けられることで、遊星カム部材３０、太陽ギア４０、遊星ギア５０を全て覆うように形成され、回転中心線Ｓ１上に太陽ギア４０を回動自在に支持する軸受け６１、太陽ギア４０の貫通孔４２ａ及び連結部４３を露出させる開口部６２、遊星カム部材３０の軸部３１の他端を自転可能に支持する３つの軸受け６３、ボルトｂｔの頭部を座ぐり面に当接させてスプロケット１０のネジ孔１５に捩じ込むための３つの座ぐり貫通孔６４等を備えている。
このように、ハウジング６０を設けたことにより、スプロケット１０、フォロワホルダ２０、３つの遊星カム部材３０及び遊星ギア５０、太陽ギア４０、ハウジング６０を予め組み付けることで、本体モジュールＢＭとして取り扱うことができ、又、ハウジング６０に開口部６２を設けたことにより、ハウジング６０の外側から工具を通してボルトＢＴを捩じ込み又は緩めることで、本体モジュールＢＭをカムシャフトＣＳに対して容易に着脱することができ、取り扱い性及び組付け性を向上させることができる。
【００２９】
上記構成をなす装置の組付け手順について説明する。
先ず、カムシャフトＣＳの円筒部ＣＳ２にスプロケット１０を回動自在に嵌め込む。
続いて、ダボ穴２３に位置決めピンＣＳ５を挿入させるようにして、フォロワホルダ２０をカムシャフトＣＳの嵌合凹部ＣＳ４に嵌め込み、その外側からボルトＢＴを捩じ込んで、フォロワホルダ２０をカムシャフトＣＳと一体的に回転するように固定する。
続いて、３つのフォロワ２５がそれぞれ対応する位相変更カム３２に挿入されるようにして、３つの遊星カム部材３０をスプロケット１０（の軸受カラー１４）に自転可能に取り付ける。
続いて、３つの遊星ギア５０を、それぞれ、対応する遊星カム部材３０の軸部３１に嵌め込んで一体的に自転するように連結する。
続いて、軸受け６１及び軸受け６３並びに太陽ギア４０を予め組み込んだハウジング６０を、回転中心線Ｓ１方向の外側から近づけて、３つの回転軸３１の他端をそれぞれ対応する軸受け６３に嵌め込むと同時に、太陽ギア４０を３つの遊星ギア５０に噛合させ、３つのボルトｂｔを捩じ込んで、ハウジング６０をスプロケット１０に連結固定する。
これにより、バルブタイミング変更装置の本体モジュールＢＭが、カムシャフトＣＳに組み付けられた状態となり、一方、ハウジング６０の開口部６２から露出する太陽ギア４０の貫通孔４２ａを通して、外部から工具を挿入し、ボルトＢＴを緩めることで、本体モジュールＢＭをカムシャフトＣＳから取り外すことができる。
このように、従来に比べて部品点数が少なく、構造が簡素化されているため、組付けの容易化、装置の低コスト化、装置全体の小型化等を達成することができる。
【００３０】
一方、予め組み立てた本体モジュールＢＭをカムシャフトＣＳに組み付ける場合は、先ず、スプロケット１０、フォロワホルダ２０、遊星カム部材３０、太陽ギア４０、遊星ギア５０、ハウジング６０、ボルトＢＴを予め組付けて本体モジュールＢＭを作製する。
そして、本体モジュールＢＭをカムシャフトＣＳに近づけて、スプロケット１０（の嵌合孔１２）を円筒部ＣＳ２に嵌め込みかつフォロワホルダ２０を嵌合孔部ＣＳ３に嵌め込み、ハウジング６０の外側から開口部６２及び貫通孔４２ａを通して工具を挿入し、ボルトＢＴをネジ穴ＣＳ４に捩じ込むことで、本体モジュールＢＭをカムシャフトＣＳに取り付けることができる。
このように、予め組み立てられたモジュールとして用いることができるため、取り扱い性及び組付け性を向上させることができる。
尚、モータモジュールＭＭは、エンジンのチェーンカバー等に取り付けられて、電動モータ８０の駆動軸８１が太陽ギア４０の連結部４３に連結される。これにより、電動モータ８０の回転駆動力が太陽ギア４０に伝達される。
【００３１】
次に、このバルブタイミング変更装置の動作について、図６ないし図８を参照しつつ説明する。尚、図６は回転位相が最遅角位置にある状態、図７は回転位相が中間位置にある状態、図８は回転位相が最進角位置にある状態、をそれぞれ示すものである。
先ず、図６に示す状態において、電動モータ８０により、太陽ギア４０がスプロケット１０と同期して時計回りに回転させられると、遊星ギア５０（遊星カム部材３０）は自転せずにスプロケット１０と一緒に時計回りに回転（回転中心線Ｓ１回りに公転）し、スプロケット１０とフォロワホルダ２０（及びカムシャフトＣＳ）との回転位相が、最遅角位置に固定される。
【００３２】
次に、電動モータ８０により、太陽ギア４０がスプロケット１０よりも遅く時計回り（同一方向）に回転させられると、遊星ギア５０（遊星カム部材３０）が時計回りに自転して、位相変更カム３２がフォロワ２５に位相変更のカム作用を及ぼし、フォロワホルダ２０（カムシャフトＣＳ）を、図７に示す中間位置に進角させ、又、さらに図８に示す最進角位置に進角させる。
【００３３】
一方、図８に示す状態において、電動モータ８０により、太陽ギア４０がスプロケット１０よりも速く時計回り（同一方向）に回転させられると、遊星ギア５０（遊星カム部材３０）が反時回りに自転して、位相変更カム３２がフォロワ２５に位相変更のカム作用を及ぼし、フォロワホルダ２０（カムシャフトＣＳ）を、図７に示す中間位置に遅角させ、又、さらに図６に示す最遅角位置に遅角させる。
【００３４】
このように、スプロケット１０（すなわち、クランクシャフト）とフォロワホルダ２０（すなわち、カムシャフト）との相対的な回転位相を進角側又は遅角側の所望の位相に調整する際に、位相変更カム３２の自転軸線Ｓ２回りの回転（自転）角度（カム作用角度）が略３００度であるのに対して、フォロワホルダ２０（フォロワ２５）の回転中心線Ｓ１回りの回転角度が略３０度であるため、１０倍の高減速比が設定され、回転位相を高精度に微調整することができる。
【００３５】
上記最遅角位置〜最進角位置の途中の回転位相に固定する場合は、仮にカムシャフトＣＳ（すなわち、フォロワホルダ２０及びフォロワ２５）に対して遅角側への負荷トルクが作用する場合であっても、位相変更カム３２とフォロワ２５との摩擦力により、位相変更カム３２がフォロワ２５を自動的にロックして、スプロケット１０とフォロワホルダ２０（及びカムシャフトＣＳ）との回転位相を所定位置に固定することができる。
したがって、電動モータ８０により相対回転を規制する（回転位相を所定位置に維持する）負荷を軽減することができ又は負荷を及ぼす必要がなく、電動モータ８０を小型化することができる。
【００３６】
上記実施形態においては、複数の遊星カム部材、複数のフォロワ、複数の遊星ギアとして、３つの遊星カム部材３０、３つのフォロワ２５、３つの遊星ギア５０を示したが、これに限定されるものではなく、２つ又は４つ以上を採用してもよい。
また、複数の遊星カム部材３０を同期して自転させ又は自転を停止させる駆動機構として、太陽ギア４０、３つの遊星ギア５０、太陽ギア４０を回転駆動する電動モータ８０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、駆動力を確実に伝達できるものであれば、ギア機構以外の駆動機構、例えばトラクション力を用いるトラクション機構、あるいは、その他の駆動機構を採用してもよい。
【００３７】
上記実施形態においては、遊星カム部材３０の位相変更カム３２として、貫通して形成された溝カムを示したが、これに限定されるものではなく、貫通せずにフォロワ２５を挿入させて内接させることができる底付きの溝カムを採用してもよい。
上記実施形態においては、遊星カム部材３０と遊星ギア５０を別体に形成し、その後一体的に回転（自転）するように組み付ける構成を示したが、これに限定されるものではなく、位相変更カム３２及び歯列３１の成型が可能であれば、両者を一体的に形成したものを採用してもよい。
【００３８】
上記実施形態においては、駆動回転体として、歯列１１を有するスプロケット１０を示したが、これに限定されるものではなく、クランクシャフトの回転駆動力を伝達する手段がその他の構造をなすもの（例えば、タイミングベルト等）であれば、その構造に合ったもの（歯付きプーリ等）を採用することができる。
上記実施形態においては、従動回転体として、フォロワ２５を一体的に設けたフォロワホルダ２０を示したが、これに限定されるものではなく、カムシャフトＣＳに予め一体的に形成されたフォロワホルダを採用し、このフォロワホルダに対してフォロワを後付する構成を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上述べたように、本発明のバルブタイミング変更装置は、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化、装置全体の小型化等を達成しつつ、回転位相を微調整することができ、又、回転位相を所定位置に維持する際に駆動源等の負荷を軽減でき又は負荷を必要とせずに確実にロックすることができるため、自動車等に搭載された内燃式のエンジンに適用できるのは勿論のこと、二輪車等に搭載された小型のエンジン等においても有用である。
【符号の説明】
【００４０】
ＣＳ  カムシャフト
Ｓ１  回転中心線
ＢＭ  本体モジュール
ＭＭ  モータモジュール
ＢＴ，ｂｔ  ボルト
１０  スプロケット（駆動回転体）
１１  歯列
１２  嵌合孔部
１３  端面部
１４  軸受カラー
１５  ネジ穴
２０  フォロワホルダ（従動回転体）
２１  有底円筒部
２２  円孔
２３  ダボ穴
２４  鍔部
２５  フォロワ（位相変更機構）
３０  遊星カム部材（位相変更機構）
３１  軸部
Ｓ２  自転中心線
３２  位相変更カム
Ｐ１  内接点
Ｈ  法線
Ｌ１  内接点及び自転中心線を通る第１直線
Ｌ２  回転中心線及び自転中心線を通る第２直線
α  第１直線と法線とのなす角度（圧力角）
β１  第２直線に対する第１直線の傾斜角度
β２  第２直線に対する法線の傾斜角度
４０  太陽ギア（駆動機構、位相変更機構）
４１  歯列
４２  円筒部
４２ａ  貫通孔
４３  連結部
５０  遊星ギア（駆動機構、位相変更機構）
５１  歯列
５２  嵌合孔
６０  ハウジング
６１  軸受け
６２  開口部
６３  軸受け
６４  座ぐり貫通孔
７０  外部ケース
７１  ネジ孔
８０  電動モータ（駆動機構、位相変更機構）
８１  駆動軸
９０  制御基板
【図１】
0005562104.tif 000002
【図２】
0005562104.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005562104.tif 000007
【図７】
0005562104.tif 000008
【図８】
0005562104.tif 000009