(57)【要約】  本発明は、内燃機関のカム軸とクランク軸との間の位相位置を調節して固定するための電動式のカム軸調節装置であって、三軸式伝動装置を備えており、三軸式伝動装置はスリーブ構造形式の波動伝動装置（１９，１９′）として形成されていて、クランク軸に固定された駆動車（１）を有し、該駆動車は第１の中空輪（２）を備え、カム軸に固定された被動部分（４）を有し、該被動部分は前記第１の中空輪（２）の横に配置された第２の中空輪（５）を備え、かつ電動式の調節モータによって駆動可能な調節軸（１０，１０′，１０″，１０″′）を有し、さらに波動発生装置（１７，１７′，１７″）を備えており、該波動発生装置は前記たわみ変形可能なスリーブ（１８）の楕円形の変形のための手段を有している。スリーブ構造形式の波動伝動装置を改善して、波動発生装置（１７，１７′，１７″）の変更によって波動伝動装置（１９，１９′）の構成費用を節減し、かつ互いに入れ子式に配置された駆動車（１）及び被動部分（４）内に中空輪（２，５）を組み込むことによって波動伝動装置の軸線方向の構成スペースを減少させる。
2007527968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のカム軸とクランク軸との間の位相位置を調節して規定するための電動式のカム軸調節装置であって、
クランク軸に相対回動不能に結合された駆動車（１）を備え、
カム軸に固定された被動部分（４）を備え、かつ
少なくとも１つの中空輪形円筒車対から成る波動伝動装置を備えており、この場合に中空輪形円筒車対の両方の構成部分のうちの一方の構成部分は前記駆動車（１）と相対回動不能に結合されており、かつ他方の構成部分は前記被動部分（４）に対してトルク伝達可能に結合されており、
円筒車は弾性的にたわみ変形可能なスリーブ（１８）として形成されていて、少なくとも部分的に第１の中空輪（２，５）の内側に配置されており、
さらに電動式の調節モータによって調節軸（１０，１０′，１０″，１０″′）を介して駆動可能な波動発生装置（１７，１７′，１７″）を備えており、
該波動発生装置は前記たわみ変形可能なスリーブ（１８）の楕円形の変形のための手段を有しており、該手段によって前記スリーブ（１８）は変形されて、該スリーブ（１８）の相対する２つの箇所でかつ該スリーブ（１８）と前記中空輪（２，５）との間にトルク伝達可能な連結部を形成している形式のものにおいて、
中空輪形円筒車対の円筒輪のうちの少なくとも１つは、駆動車（１）若しくは被動部分（４）と一体に形成されていることを特徴とする、電動式のカム軸調節装置。
【請求項２】
内燃機関のカム軸とクランク軸との間の位相位置を調節して規定するための電動式のカム軸調節装置であって、
クランク軸に相対回動不能に結合された駆動車（１）を備え、
カム軸に固定された被動部分（４）を備え、
波動伝動装置を備え、かつ
少なくとも１つの中空輪形円筒車対を備えており、この場合に
前記中空輪形円筒車対の両方の構成部分のうちの一方の構成部分は前記駆動車（１）に相対回動不能に結合されており、かつ他方の構成部分は前記被動部分（４）に対してトルク伝達可能に結合されており、
円筒車は弾性的にたわみ変形可能なスリーブ（１８）として形成されていて、少なくとも部分的に第１の中空輪（２，５）の内側に配置されており、
さらに電動式の調節モータによって調節軸（１０″，１０″′）を介して駆動可能な波動発生装置（１７″）を備えており、
前記波動発生装置は前記たわみ変形可能なスリーブ（１８）の楕円形の変形のための手段を有しており、該手段によって前記スリーブ（１８）は変形されて、該スリーブ（１８）の相対する２つの箇所でかつ該スリーブ（１８）と前記中空輪（２，５）との間にトルク伝達可能な結合部を形成している形式のものにおいて、
弾性的にたわみ変形可能なスリーブ（１８）の楕円形の変形のための手段は、
調節軸（１０″，１０″′）に取り付けられていてかつスリーブ（１８）の相対する２つの領域に作用している２つの支承ピン（２９）によって形成されており、該支承ピン上にそれぞれころがり軸受（１３″′）を配置してあることを特徴とする、電動式のカム軸調節装置。
【請求項３】
スリーブ（１８）はコップ状に形成されている請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項４】
軸線方向で第１の中空輪（２）の横に並べてかつ該中空輪と同軸に第２の中空輪（５）を配置してあり、スリーブ（１８）は少なくとも部分的に前記第２の中空輪（５）の内側に配置されて、相対する２つの箇所で前記第２の中空輪（５）とトルク伝達可能に連結されている請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項５】
中空輪（２，５）とスリーブ（１８）との間のトルク伝達可能な連結は、中空輪（２，５）の内側歯部（３，６）とスリーブ（１８）の外側歯部（２８）とのかみ合いによって行われており、中空輪（２，５）の内側歯部（３，６）の歯数はスリーブ（１８）の外側歯部（２８）の歯数と異なっている請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項６】
中空輪（２，５）とスリーブ（１８）との間のトルク伝達可能な連結は、中空輪（２，５）の平滑に形成された内周面とスリーブ（１８）の平滑に形成された外周面との間の摩擦接続によって行われている請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項７】
電動式の調節モータは、ブラシレス及び両極作動方式の直流モータ（BLDC-Motor）として形成されている請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項８】
直流モータのモータ軸と調節軸（１０，１０′，１０″，１０″′）とは、相対回動不能でありかつ半径方向運動可能若しくはたわみ可能な連結部若しくは継ぎ手（２６）によって互いに連結されている請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項９】
駆動車（１）にストッパーリング（２２）を取り付けてあり、該ストッパーリングは突起部（８）を有しており、該突起部は、被動部分（４）に設けられていて所定の回動角度を画定する円弧区分状の切欠き部（９）内に係合している請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項１０】
第１の中空輪（２）内に固定リング（２０）を圧入してあり、該固定リングの外径は少なくとも前記第１の中空輪の歯部の歯先円に相応している請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項１１】
少なくとも調節軸（１０，１０′，１０″，１０″′）は重量軽減のために切欠き部を有し、及び／又は軽金属、プラスチック若しくは複合材料から成っている請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項１２】
歯部構成部分（３，６，２８）の少なくとも１つは、重量軽減のために軽金属、プラスチック若しくは複合材料から成っている請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項１３】
波動伝動装置（１９，１９′）のすべての構成部分、若しくは幾つかの構成部分、殊に歯部構成部分（３，６，２８）は非切削加工によって成形されている請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【請求項１４】
波動伝動装置（１９，１９′）の構成部分は非切削加工によって成形されており、歯部構成部分（３，６，２８）は前記非切削加工の後に硬化され若しくは窒化処理されている請求項５に記載のカム軸調節装置。
【請求項１５】
弾性的にたわみ変形可能なスリーブ（１８）の楕円形の変形のための手段は、楕円形の外側輪郭（１２）を有する波動リング（１１，１１′）及び該波動リング上に配置されていて楕円形に変形させられたころがり軸受（１３，１３′，１３″）から成っている請求項１に記載のカム軸調節装置。
【請求項１６】
弾性的にたわみ変形可能なスリーブ（１８）の楕円形の変形のための手段は、楕円形の外側輪郭（１２）を有する波動リング（１１，１１′）及び該波動リング上に配置されていて楕円形に変形させられたころがり軸受（１３′，１３″）から成っており、かつ該ころがり軸受（１３′，１３″）の外輪（１５″）と外歯の付けられたスリーブ（１８）とは互いに一体に形成されている請求項５に記載のカム軸調節装置。
【請求項１７】
楕円形の波動リング（１１′）ところがり軸受（１３″）の内輪（１４′）とは互いに一体に形成されている請求項１５に記載のカム軸調節装置。
【請求項１８】
支承ピン（２９′）は偏心的な固定手段を介して調節軸（１０″′）に相対回動可能に取り付けられ、かつ該調節軸に対して適切な回動角度位置で該調節軸に固定されるようになっている請求項２に記載のカム軸調節装置。
【請求項１９】
ころがり軸受（１３″′）は、偏心的に形成された内輪（２５）を有しており、該内輪は支承ピン（２９）に対して適切な回動角度位置で該支承ピン上に締りばめされている請求項２に記載のカム軸調節装置。
【請求項２０】
カム軸調節装置の構成部分は打ち抜き片セットによって形成されている請求項１又は２に記載のカム軸調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のカム軸とクランク軸との間の位相位置を調節して規定する、つまり固定するための電動式のカム軸調節装置であって、クランク軸に相対回動不能に結合された、つまりクランク軸と一緒に回転可能に該クランク軸に結合若しくは固定された駆動車を備え、カム軸に固定された被動部分を備え、かつ少なくとも１つの中空輪形円筒車対から成る波動伝動装置を備えており、この場合に中空輪形円筒車対の両方の構成部分のうちの一方の構成部分は前記駆動車に相対回動不能に結合されており、かつ他方の構成部分は前記被動部分に対して少なくともトルク伝達可能に結合されており、円筒車は弾性的にたわみ変形可能なスリーブとして形成されていて、少なくとも部分的に第１の中空輪の内側に配置されており、さらに伝動装置に結合された調節軸を介して電動式の調節モータによって駆動可能な波動発生装置を備えており、該波動発生装置は前記たわみ変形可能なスリーブの楕円形の変形のための手段を有しており、該手段によって前記スリーブは変形されて、該スリーブの相対する２つの箇所で該スリーブと前記中空輪との間にトルク伝達可能な結合部を形成している形式のものに関する。
【０００２】
電動式のカム軸調節装置において、電動式の調節モータの低いトルクは、カム軸の調節のために必要な高いトルクに変換されねばならない。このために例えば三軸式伝動装置若しくは直列連結式伝動装置を用いてある。三軸式伝動装置の入力は、クランク軸に固定された駆動車及び駆動軸を介して行われるのに対して、出力は出力軸及び、カム軸に固定された出力部分を介して行われる。調節力は電動式の調節モータから調節軸を介して三軸式伝動装置内に導入される。
【０００３】
三軸式伝動装置には高い要求を課せられている。高い効率を得るために電動式の調節モータ及びその熱損失は小さく保たれねばならない。さらに歯面間のすきまはできるだけ小さくされねばならず、それというのは歯面間の大きいすきまは、大きく変化する交番荷重に際して不都合な騒音を発生させる原因になるからである。調節軸、入力軸及び出力軸の歯部の歯面間のすきま若しくは遊びは、伝動装置の伝達路内で順次に加算されて増大し、ひいては騒音を大きくすることになる。
【０００４】
さらに、三軸式伝動装置のための所要スペースは、車両エンジンをコンパクトに形成して、車体と車両エンジンとの間の安全性にとって必要な最小間隔を保つために、できるだけ小さくされねばならない。
【０００５】
最終的に伝動装置を経済的に製造して、調節力伝動装置及び調節モータ並びに電子制御装置から成る電動式のカム軸調節装置のための構成費用を節減しなければならない。
【０００６】
三軸式伝動装置は例えばダブルプラネタリーギア装置、偏心式伝動装置並びに波動伝動装置（ハーモニックドライブ）によって形成される。特に波動伝動装置は、前述の要求を満たすために適しているものであると判断される。この場合に２つの形式の波動伝動装置、つまりカップ形の波動伝動装置とスリーブ形の波動伝動装置が知られている。
【０００７】
ヨーロッパ特許出願だい１０３９１００Ａ２号明細書及びヨーロッパ特許出願だい１０３９１０１Ａ２号明細書には、カップ形の波動伝動装置を開示してある。該カップ形の波動伝動装置は大きな軸方向寸法を有していて、軸線方向移動を生ぜしめ、軸線方向移動は相応の支承を必要としている。さらに該波動伝動装置においてはスリーブの歯部に起因する波動発生装置の傾倒及びロック若しくは締め付けのおそれがあり、波動発生装置若しくはスリーブの浮動式の支承はスリーブの側方のねじ結合に基づき不可能である。スリーブの歯部若しくは歯列は特殊な断面形状を有しており、該特殊な断面形状（プロフィール）は変形加工による製造を困難にしている。さらに、経済的な規格品のみぞ付き玉軸受の代わりに高価な薄肉軌道輪形軸受を必要としている。
【０００８】
国際公開第９５／００７４８号パンフレットには、スリーブ形の波動伝動装置から成るカム軸調節装置を開示してある。該波動伝動装置においては軸線方向移動は、スリーブの歯部内での傾倒力を波動発生装置の浮動式の支承に基づき補償して、波動発生装置の傾倒及びロック若しくは締め付けを防止することによって生じないようにしてある。スリーブ形の波動伝動装置の軸方向寸法若しくは軸線方向の構成スペースは小さくなっている。しかしながらスリーブ形の波動伝動装置の場合にも波動発生装置のために高価な薄肉軌道輪形軸受を使用してある。さらに駆動車及び出力軸並びに中空輪（リング体、回転中空体、若しくは回転ホイール）の配置は大きな構成スペースを必要としている。
【０００９】
本発明の課題は、軸線方向の構成寸法ができるだけ小さくかつ構造ができるだけ簡単である電動式のカム軸調節装置を提供し、該カム軸調節装置の調節力伝動装置はスリーブ形の波動伝動装置として形成されていて、軽量でかつ経済的に製造されるようにする。
【００１０】
前記課題を解決するために本発明に基づき、中空輪形円筒車対（中空輪形円筒ギア対若しくはリング形円筒車対）の円筒車（円筒ギア）のうちの少なくとも１つは、駆動車（駆動輪又は駆動ギア）若しくは被動部分と一体に形成されている。
【００１１】
本発明の実施態様では、弾性的にたわみ変形可能なスリーブの楕円状の変形のための手段は、調節軸に設けられていてスリーブの相対する２つの領域に接触する２つの支承ピン（支承ジャーナル）であり、該支承ピン上にそれぞれ１つのころがり軸受を配置してある。
【００１２】
本発明は、波動発生装置（高周波発生器）及びスリーブの構成部分を改良し、かつ駆動車及び被動部分、並びに第１及び第２の中空輪を統合して配置することに関連している。
【００１３】
駆動車（入力車）と被動部分（出力部分）との入れ子式の配置は、一方の部材を他方の部材の上に支承することによって可能である。このために用いられる軸受は四点支持式軸受である。みぞ付き玉軸受、円筒ころ軸受若しくは滑り軸受も用いられる。
【００１４】
波動伝動装置の歯車とカム軸調節装置の駆動車及び／又は被動部分とを一体に構成することによって、構成部分（構成部品）の数、ひいては組立費用を削減している。さらに非切削加工技術を用いることによって構成部分の加工費用若しくは製造費用を減少させるようになっている。非切削加工技術には、薄板からの裁断片若しくは打ち抜き片をプレス加工若しくは曲げ加工し、或いは積層することも含まれる。歯車の歯部も、非切削加工技術を用いて、例えば打ち抜き片を積層して成る打ち抜き片セット若しくは打ち抜き片積層体によって成形されてよい。
【００１５】
スリーブをコップ状若しくはシャーレ状に形成することも可能である。弾性的にたわみ変形可能なスリーブは、外周面でもって中空輪の内周面と協働して、該外周面と該内周面との間にトルク伝達可能な連結部（結合部）を形成している。中空輪とスリーブとの間のトルク伝達可能な連結部は、中空輪の内側歯部とスリーブの外側歯部とを互いに噛み合わせることによって実施されてよく、この場合に中空輪の内側歯部の歯数はスリーブの外側歯部の歯数と異ならせてある。
【００１６】
別の実施態様では、円筒車対（円筒車ペア）を摩擦車対によって形成してある。この場合に、中空輪とスリーブとの間のトルク伝達可能な連結（結合）は中空輪の平滑な、つまり凹凸若しくは起伏のない内周面とスリーブの同じく平滑な外周面との摩擦接続（摩擦接触若しくは摩擦係合）によって実現される。機能を改善するために、前記内周面及び前記外周面、つまり接触面に摩擦ライニングを設けることも可能である。
【００１７】
波動伝動装置の減速は中空輪とスリーブとの歯数の少ない差若しくは半径の小さい差によって実現される。スリーブは該スリーブの軸線方向の一方の端部から半径方向内側へ延びる底部若しくはフランジ部でもって直接にカム軸に結合されていてよい。該結合はねじによって、若しくは形状係合（形状結合）の部材又は部分によって行われてよい。形状係合（形状結合）は、形状による束縛に基づき両方の構成部分（例えばスリーブとカム軸）を互いに結合することを、例えば一方の構成部分の凹部に他方の構成部分の凸部を嵌め合わせる若しくは孔にピンを差し込むことによる結合を意味している。
【００１８】
コップ構造の実施態様と異なって別の実施態様では、軸線方向で第１の中空輪の横に並べてかつ該第１の中空輪と同軸に第２の中空輪を配置してあり、かつスリーブは少なくとも部分的に前記第２の中空輪の内側に配置されて、相対する２つの箇所で前記第２の中空輪に対してトルク伝達可能な連結部を形成して、つまり前記第２の中空輪（リングギア）とかみ合い係合している。この場合に、スリーブは軸線方向で少なくとも一部分に歯部（歯列）を備え、かつ少なくとも１つの中空輪は歯部（歯列）を備えている。該両方の歯部は楕円の円周と楕円の長軸との２つの交差点の領域で互いに係合して、つまり互いにかみ合っており、これによってトルク伝達可能な連結部（結合部）は形成されている。第２の円筒車形中空輪対は摩擦車対として形成され、若しくは同じく歯車対として形成されていてよい。
【００１９】
簡単でかつ摩耗のない電流供給のために有利には、電動式の調節モータは、両極方式で作動するブラシレスの直流モータ（BLDC-Motor）として形成されており、直流モータは希土類製永久磁石とシリンダーヘッドに固定された固定子から成っていてよい。ブラシ付きの直流モータ、若しくは非同期式モータ、或いはアウターロータ式の電動機を用いることも可能である。
【００２０】
波動発生装置を波動伝動装置の歯部内に浮動式に支承してあるので、直流モータのモータ軸と調節軸とは、相対回動不能であるものの、半径方向で運動可能若しくは半径方向で変位可能或いは半径方向でたわみ可能な継ぎ手（カップリング）、例えばポリマー製カップリングによって互いに結合（連結）されている。
【００２１】
波動伝動装置の歯部は互いに歯形をずらされ、若しくは互いに異なるピッチを有している。スリーブの歯部と第１及び第２の中空輪（リングギア若しくは環状歯車）の歯部とは互いにかみ合っているものの、両方の中空輪の歯部は、スリーブに対して適合された同じ内径を有し、かつ互いに異なる数の歯を備えている。
【００２２】
本発明に基づく波動伝動装置の有利な実施態様では、変速段を摩擦車伝動装置として形成してあり、摩擦車伝動装置は中空輪の歯部及びスリーブの対応する部分の歯部の代わりに平滑な面を有している。その結果、１：１の連結段の歯部の製造は簡単になり、騒音並びに摩耗は減少される。
【００２３】
有利な実施態様では、駆動車（駆動輪）にストッパーリングを取り付けてあり、該ストッパーリングは突起部（突出部若しくは張り出し部）を有しており、該突起部は被動部分（出力部分）に所定の調節角度で画成された対応する円弧区分状（セグメント状）の切欠き部（凹設部）内に係合している。このことは、両方の摩擦車を互いに必ずしも正確な角度で係合させる必要のない摩擦伝動手段（摩擦車対）にも当てはまる。
【００２４】
別の有利な実施態様では、固定リング（止め輪若しくは位置決め輪）を設けてあり、該固定リングは第１の中空輪の歯先円の直径に相応する外径を有していて、該中空輪内に軸線方向で圧入されている。該固定リングは調節軸、波動発生装置及びスリーブを軸線方向で確保し（止めて）、つまり位置決めしている。
【００２５】
運動特性若しくは起動性を向上させるために、少なくとも調節軸は重量軽減のために切欠き部若しくは凹設部を有し、及び／又は軽金属、プラスチック若しくは複合材料から成っている。さらに有利な実施態様では、歯付き構成部分の少なくとも１つ、有利にはすべては、重量軽減のために軽金属、プラスチック若しくは複合材料から成っている。
【００２６】
波動伝動装置の製作にとって有利な実施態様では、波動伝動装置の構成部分は硬化してない状態で非切削加工によって成形され、次いで少なくとも歯部は、後から、つまり非切削加工成形の後に硬化され若しくは窒化処理される。この場合には、スリーブは引抜加工によって製造されてよい。中空輪を打ち抜き片セット若しくは打ち抜き片積層体によって形成することも可能である。
【００２７】
弾性的にたわみ変形可能なスリーブを楕円形に変形するための手段は、本発明の１つの実施態様では、楕円形の外周を有する波動リングと該波動リング上に取り付けられて楕円形に変形されたころがり軸受から形成されている。歯付きの円筒車（円筒歯車若しくは環状歯車）から成る波動伝動装置においては、ころがり軸受の外輪と外歯付きのスリーブとを一体に形成してよく、これによって部品数、ひいては組立費用は節減される。ころがり軸受としては、みぞ付き玉軸受、若しくは円筒ころ軸受、若しくはニードル軸受を使用できる。滑り軸受の使用も可能である。
【００２８】
さらに別の実施態様では、楕円形の波動リングところがり軸受の内輪とは互いに一体に形成されている。波動発生装置の楕円形の表面若しくは外周面を転動体のための転動面若しくは軌道面として用いると、標準仕様若しくは規格仕様（規格寸法で形成）のころがり軸受（規格品ころがり軸受）の内輪も省略できる。これによって波動伝動装置の構成部品を削減することができる。
【００２９】
本発明の別の実施態様では、弾性的にたわみ変形可能なスリーブを楕円形に変形するための手段として、中実軸若しくは中空軸の代わりに、調節軸に設けられてスリーブの相対する２つの領域に作用する２つの支承ピンを用いてある。これによって、カム軸調節装置の重量、殊に回転する部分の重量、ひいては慣性モーメントを著しく減少させてある。
【００３０】
摩擦を最小にするために、各支承ピンにころがり軸受を配置してある。ころがり軸受の内輪は支承ピンに支持されているのに対して、スリーブはころがり軸受の外輪に支持されている。調節軸と駆動車とを互いに異なる回転数で回転させると、ころがり軸受の外輪はスリーブの内周面に沿って転動する。
【００３１】
本発明の別の有利な実施態様では、支承ピンは離心した、つまり偏心的な固定手段を介して調節軸に回動可能に取り付けられていて、歯面間のすきまを調節するために調節軸に対して適切な角度位置（回動角度位置）で調節軸に固定されるようになっている。このような手段を用いることによって、スリーブの外側歯部と中空輪の内側歯部との間のかみ合い遊び（歯面間のすきま）を簡単に調節することができる。
【００３２】
別の実施態様では、スリーブの外側歯部と中空輪の内側歯部との間のかみ合い遊びを最小にするために、ころがり軸受は偏心的に形成された内輪を有しており、該内輪は適切な角度位置で支承ピンに締りばめ（プレス嵌め）されるようになっている。このような手段によって、かみ合い遊びの無段階の調節を可能にしている。調節軸の軸線からの半径方向の距離の段階的に異なる複数の孔を配列して設け、該孔のいずれかに支承ピンを差し込むことによって、かみ合い遊びの段階的な調節を行うことも可能である。
【００３３】
両方のころがり軸受は玉軸受として、有利にはみぞ付き玉軸受、殊に深みぞ玉軸受、若しくは円筒ころ軸受、若しくはニードル軸受として形成されていてよい。該両方のころがり軸受（規格品ころがり軸受）は運転中に変形させられるものではなく、従って付加的な作動負荷にさらされるものではない。楕円形の波動発生装置若しくは波動リングと異なり、スリーブは全周にわたって支えられるのではなく、歯部かみ合いの箇所でのみ支えられるようになっている。
【００３４】
次に本発明を図示の実施例に基づき説明する。図面において、
図１は、規格品みぞ付き玉軸受を有する波動発生装置から成る波動伝動装置の縦断面図であり、
図２は、複数の中空輪（リングギア）及び外歯の付けられたフレキシブルなスリーブを含む１つの波動伝動装置の平面図であり、
図３ａは、スリーブの変形前の状態のころがり軸受の平面図であり、
図３ｂは、スリーブの、所定の楕円形に変形された状態のころがり軸受の平面図であり、
図３ｃは、スリーブのころがり軸受の内輪の測定状態を示す図であり、
図４は、歯の付けられた外輪を有する規格品みぞ付き玉軸受の縦断面図であり、
図５は、図４の規格品みぞ付き玉軸受の平面図であり、
図６は、波動発生装置を備えた調節軸の縦断面図であり、
図７は、図１の波動伝動装置に対して変更された調節軸を備える別の実施例の波動伝動装置の縦断面図であり、
図８は、さらに別の調節軸を備えるカム軸調節装置の縦断面図である。
【００３５】
図１は、本発明に基づくカム軸調節装置の縦断面図である。カム軸装置は、鎖歯車として形成された駆動車１を有しており、駆動車は鎖（図示省略）を介してクランク軸（図示省略）に力伝達可能に連結されている。駆動車を、歯付きベルト伝動車若しくは円筒歯車或いは平歯車として形成することも可能であり、歯付きベルト伝動車若しくは円筒歯車は、歯付きベルト（タイミングベルト）若しくは歯車列を介して駆動されるようになっている。駆動車１と第１の中空輪２とは一体に形成されており、第１の中空輪２は第１の内側歯部３を有している。被動部分４は第２の中空輪５と一体に形成されていて、カムシャフト（図示省略）に相対回動不能に、すなわち力伝達可能に結合されている。第２の中空輪５は第２の内側歯部６を有し、第１の中空輪２に対して軸線方向で隣接してかつ同軸に配置されている。駆動車１は第１の中空輪２と一緒に、半径方向及び軸線方向で駆動車１の内側に配置された四点支持式支承部７を用いて、第２の中空輪５及び被動部分４を介して図示省略のカム軸に支承されている。四点支持式支承部は図示してあるように個別の構成部分である内輪、転動体、保持器及び外輪を用いて、つまりころがり軸受若しくは玉軸受として形成されていてよい。別の有利な実施例では転動体軌道は直接に駆動車１及び第２の中空輪５に形成され、これによってころがり軸受の内輪及び外輪は省略されて、構成部品の数量は減少される。図示の玉軸受のほかに、ニードル軸受若しくはころ軸受を使用することも可能である。駆動車１にストッパーリング２２を、例えばねじ２３、若しくはリベット、溶接結合部、或いはかしめによって固定してある。ストッパーリングは突起部８を有しており、突起部は被動部分４の、調節角度を画定する適当な円弧区分状の切欠き部９内に係合している。別の実施態様では、調節角度を画定する切欠き部９若しくは凹設部は駆動車１に設けられており、該切欠き部若しくは凹設部内へ、被動部分４に相対回動不能に結合された部材、つまり被動部分に固定された部材を係合させてある。
【００３６】
調節軸１０は電動式の調節モータ（図示省略）のための歯部連結部（かみ合い連結部）２４を有している。もちろん、伝動装置軸若しくは調節軸と電動モータ軸との間に生じた軸線方向及び半径方向のずれを補償できる別の連結部（継ぎ手又はカップリング）、例えばポリマー製連結部若しくは磁気式の連結部を用いることも可能である。調節軸１０は波動リング１１に結合されており、波動リングは楕円形の外周輪郭１２を有している。楕円形の外周輪郭上にころがり軸受１３を配置してあり、該ころがり軸受の内輪１４及び外輪１５は該内輪及び外輪のプレス嵌めによって波動リング１１の楕円形を成している。図示の玉軸受のほかに、別の構造のころがり軸受、例えば円筒ころ軸受若しくはニードル軸受も使用可能である。ころがり軸受１３は止め輪１６によって軸線方向で固定されていて、楕円形の波動リング１１と一緒に波動伝動装置１９の構成部分としての波動発生装置１７を形成している。ころがり軸受１３の外輪１５上に弾性的なスリーブ１８をプレス嵌め（締りばめ）してあり、弾性的なスリーブ１８は外側歯部２８を備えていて、プレス嵌めによって同じく楕円形を成している。スリーブ１８は、軸線方向の移動に対して形状結合式の手段によって、つまり形状による束縛に基づきころがり軸受１３に固定されていてよい。形状結合は、例えばスリーブ１８の軸線方向の端部の半径方向内側への縁曲げ若しくはつば出しによって行われている。
【００３７】
波動発生装置１７及びスリーブ１８は、波動発生装置及びスリーブを半径方向で中空輪２，５の内側に配置するように形成されている。この場合に、波動発生装置１７は軸線方向で被動部分４に接触している。波動発生装置１７及びスリーブ１８の軸線方向での位置決めのために、第１の中空輪２内の、被動部分４と反対側に位置決めリング２０を圧入（プレス嵌め）してあり、この場合に位置決めリング（固定リング）の外径は少なくとも第１の中空輪２の歯底円直径に相応していて、位置決めリングは中空輪の内側歯部３に接触している。波動発生装置１７及びスリーブ１８は軸線方向で被動部分４と位置決めリング２０との間に位置している。楕円形に形成されたスリーブ１８は該スリーブの外側歯部２８でもって、楕円円周の、楕円の長軸と交差する点を含む領域で第１及び第２の中空輪２，５の第１及び第２の内側歯部３，６に係合している。すなわち各中空輪２，５の内側歯部３，６は、２つの領域でスリーブ１８の外側歯部２８とかみ合っている。スリーブ１８の楕円状の変形は、各中空輪２，５の中心点に関連して相対する箇所の領域が各中空輪に対して位置決めされ、つまり各中空輪と接触していることを保証している。
【００３８】
図２には、スリーブ１８及び中空輪２，５から成る波動伝動装置１９を概略的に示してある。明確に示してあるように、楕円形に変形されたスリーブ１８の外側歯部２８はそれぞれ２つの領域で各中空輪２，５の内側歯部３、６に係合している。中空輪２，５の一方はスリーブ１８と同じ歯数を有しているのに対して、中空輪２，５の他方は、例えばスリーブの歯数よりも２つ多い歯を有している。楕円形のスリーブ１８の外側歯部２８は、歯数の異なる両方の中空輪２，５に、該中空輪の相対する２つの箇所で同時に係合している。スリーブ１８と同じ歯数の中空輪２若しくは中空輪５は１：１のかみ合い連結部として機能し、かつ歯数の多い中空輪２若しくは中空輪５は伝動段若しくは変速段として機能する。両方の中空輪２，５のうちのどちらを同じ歯数にして、どちらを多い歯数にするかは、波動伝動装置１９を調節軸１０に対してどちらの方向に作動させるか、すなわち正回転伝動装置として若しくは負回転伝動装置として機能させるかに依存している。すべての歯部（歯列）３，６，２８の歯数を互いに異ならせることも可能である。この場合には歯部３，６，２８のピッチの差を最小にするとよい。さらにスリーブ１８の外側歯部２８を分割された外側歯部（外側歯列）として形成することも可能であり、この場合には歯部の第１の部分は第１の内側歯部３に係合しており、かつ歯部の第２の部分は第２の内側歯部６に係合している。両方の外側歯部は互いに異なって形成されていてよい。例えば歯数若しくは歯モジュールを異なって形成していてよい。これによって、歯部のピッチの差を減少させる、つまり歯部の歯形の周方向のずれを減少させることができ、若しくは異なる歯モジュールを負荷容量の改善のために用いることができる。
【００３９】
第１の中空輪２と一体に形成された駆動車１、第２の中空輪５と一体に形成された被動車４、及びスリーブ１８は有利には、非切削の成形手段若しくは加工手段によって製造されている。非切削加工技術を用いることによって、個々の構成部分の重量、並びに大量生産の製造コストを減少させることができる。個々の構成部分は歯部３，６，２８を含めて、有利には鋼薄板から非切削の変形成形若しくは加工成形によって製造されていてよい。構成部分若しくは構成要素を打ち抜き加工によって製造することも可能であり、この場合に構成部分は、複数の打ち抜き加工部材（打ち抜き片）を組み立てて若しくは積層して形成されていてよい。
【００４０】
図１及び図２に示す波動伝動装置１９は次のように機能する、すなわち、調節軸１０の回転によって、波動発生装置１７も回転する。その際に、楕円形のスリーブ１８の外側歯部２８は同時に第１及び第２の中空輪２，５の内側歯部３，６に沿って転動する。第１の中空輪２に楕円形のスリーブ１８と同じ歯数を与えてある場合には、楕円形のスリーブ１８の第１の歯は調節軸１の一回転の後に再び第１の中空輪の同じ歯溝に係合する。すなわち楕円形のスリーブ１８の位置は第１の中空輪２に対して不変であり、第１の中空輪とスリーブとは１：１のかみ合い連結部若しくはかみ合い伝達部を形成している。
【００４１】
第２の中空輪５の第２の内側歯部６に楕円形のスリーブ１８の外側歯部２８の歯数よりも２つ多い歯を設けてある場合には、楕円形のスリーブ１８の第１の歯は調節軸１の一回転の後に、第２の中空輪５のもとの歯溝の２つ前の歯溝に係合する。つまりスリーブ１８は調節軸１０の１回転当たり２つの歯にわたって後退し、要するにスリーブ１８は第２の中空輪５の全歯数（例えば、３００個数）と差歯数との割合で、すなわち２つの歯にわたって（３００：２＝１５０：１）調節軸１０に対して逆向きに回転し、つまり１５０：１の減速比を有している。
【００４２】
本発明の別の実施例では、伝動のための一方の中空輪形円筒車対は摩擦輪対若しくは摩擦車対として形成されているのに対して、他方の中空輪円筒車対は互いに歯部を介して協働するようになっていて、つまり互いにかみ合っていて、有利には１：１の連結部若しくは伝動部として形成されている。スリーブ１８の外側歯部２８は軸線方向で、スリーブ１８が他方の中空輪２若しくは５内に位置する領域内でのみ延びている。別の領域は平らに若しくは平滑に形成されていて、対応する中空輪の同じく平らに若しくは平滑に形成された内周面と協働するようになっている。第１の中空輪形円筒車対の歯部６，２８も第２の中空輪形円筒車対の平滑な面、つまり歯部若しくは凹凸のない面（摩擦面）も、楕円形に変形されたスリーブ１８をベースに相対する２つの領域で協働するようになっている。
【００４３】
本発明の別の実施例では１つの中空輪形円筒車対のみを用いるようになっている。トルク伝達を歯部２，２８によって、つまりかみ合いによって、若しくは摩擦係合によって、つまり摩擦力に基づく連結によって行うことも可能である。駆動車１は中空輪２と一体に形成されている。スリーブ１８はコップ状若しくはシャーレ状に形成されており、この場合にカム軸はスリーブの底部に相対回動不能に取り付けられている。
【００４４】
波動発生装置１７の楕円の幾何学形状は図３ａ，３ｂ，３ｃに示すように規定される。図３ａには、変形されていない状態の標準のころがり軸受１３を示してある。図３ｂでは、標準のころがり軸受１３は外輪（外レース）１５を相対する２つの箇所で矢印Ｆの方向に圧縮されて、外輪１５に所望の最大の楕円寸法２１を達成するようになっている。図３ｃでは、内輪１４の楕円形の内側輪郭を測定して、必要に応じて調整するようになっており、次いで波動発生装置１７の波動リング１１の楕円形の外側輪郭１２を形成する。
【００４５】
図４には、みぞ付き玉軸受として形成されたころがり軸受１３′の別の実施例の縦断面を示してあり、ころがり軸受の外輪１５′はスリーブ１８の外側歯部２８を保持し、これによってスリーブを代替している。もちろんスリーブ１８の省略はコスト削減につながる。
【００４６】
図５は、外輪１５′と一体に形成された外側歯部２８を有する図４のころがり軸受１３′の正面図である。
【００４７】
図６に、調節軸１０′及び外側歯部２８を備えた波動発生装置１７′の縦断面を示してある。波動発生装置１７′は波動リング１１′及び、円筒ころ軸受として形成されたころがり軸受１３″を有している。円筒ころ軸受は複数の円筒ころ２６から成っており、該円筒ころは内輪１４′と外輪１５″との間に配置されていて、軌道輪１４′，１５″間の相対運動に際して該軌道輪に沿って転動するようになっている。内輪１４′は波動リング１１′と一体に形成されている。ころがり軸受１３″の円筒ころ２６は、適切に拡大された波動リング１１′の楕円形の外側輪郭１２′上を直接に走行する、すなわち転動するようになっている。外側歯部２８はころがり軸受１３″の外輪１５″に直接に成形されている。第１の実施例に比べて内輪１４′及びスリーブ１８を省略してある、つまり内輪１４′及びスリーブ１８の循環する変形を省略してあるので、電動式の調節モータの出力は相応に小さくなっていてよい。
【００４８】
図７には、図１の波動伝動装置１９に対する変化例、すなわち変更された波動発生装置１７″を備えた波動伝動装置１９′の縦断面を示してある。この場合には、調節軸１０″は１つの波動リングの代わりに軸線方向の２つの支承ピン２９及び、みぞ付き玉軸受として形成された標準若しくは規格の２つのころがり軸受１３″′を有している。ころがり軸受１３″′の内輪２５は支承ピン２９に固定されており、スリーブ１８は外輪１５″′に支持されている。支承ピン２９は互いに１８０°ずらされ、かつ調節軸１０″の軸線３０に対して同じ距離に配置されている。該距離は、スリーブ１８を図１の波動リング１１と同じく楕円状に変形させることができるように選ばれている。
歯面間のすきまを最小にするために、ころがり軸受１３″′の内輪２５は偏心の内輪２５として形成されていてよい。偏心的に形成した内輪を適切な相対角度位置（回動角度位置）で組み込むことによって、スリーブ１８の歯と中空輪２，５の歯との間の歯面間のすきまは調節される。
【００４９】
歯面間のすきまを調節するために、図８に示す複数構造の調節軸１０″′を用いることも可能であり、この場合には偏心的に形成された軸線方向の支承ピン２９′は、緊締ねじ２７によって任意の相対角度位置で固定されるようになっている。
【００５０】
別の実施例ではころがり軸受１３″′の内輪２５は、支承ピン２９，２９′と一体に形成され、すなわち転動体の軌道輪は支承ピン２９，２９′の外側の周面内に統合され、つまり組み込まれている。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】１つの実施例の波動伝動装置の縦断面図
【図２】複数の中空輪及び外歯の付けられたフレキシブルなスリーブを含む１つの波動伝動装置の平面図
【図３ａ】スリーブの変形前の状態のころがり軸受の平面図
【図３ｂ】スリーブの、所定の楕円形に変形された状態のころがり軸受の平面図
【図３ｃ】スリーブのころがり軸受の内輪の測定状態を示す図
【図４】歯の付けられた外輪を有する規格品みぞ付き玉軸受の縦断面図
【図５】図４の規格品みぞ付き玉軸受の平面図
【図６】波動発生装置を備えた調節軸の縦断面図
【図７】別の実施例の波動伝動装置の縦断面図
【図８】別の調節軸を備えるカム軸調節装置の縦断面図
【符号の説明】
【００５２】
１  駆動車、  ２  中空輪、  ３  内側歯部、  ４  被動部分、  ５  中空輪、  ６  内側歯部、  ７  四点支持式支承部、  ８  突起部、  ９  切欠き部、  １０，１０′，１０″，１０″′  調節軸、  １１，１１′  波動リング、  １２，１２′  外周輪郭、  １３，１３′，１３″，１３″′  ころがり軸受、  １４，１４′  内輪、１５，１５′，１５″，１５″′  外輪、  １６  止め輪、  １７，１７′，１７″  波動発生装置、  １８  スリーブ、  １９，１９′  波動伝動装置、  ２０  固定リング、  ２１  楕円寸法、  ２２  ストッパーリング、  ２３  ねじ、  ２４  歯部連結部、  ２５  内輪、  ２６  円筒ころ、  ２７  緊定ねじ、  ２８  外側歯部、  ２９，２９  支承ピン、  ３０  軸線
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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