JP4892763B2 - 電動機式のカム軸調節装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の、内燃機関のクランク軸に対して内燃機関のカム軸を回転角調節するための電動機式のカム軸調節装置に関する。

背景技術
電動機式のカム軸調節装置は、内燃機関の全運転範囲における迅速かつ正確なカム軸調節の点で傑出している。このことは冷機時始動及び、内燃機関の停止後における再始動に対しても言える。

電動機式のカム軸調節装置は、カム軸と回動不能に結合された調節機構と、内燃機関に固定された電動機式の調節駆動装置とから成っており、この調節駆動装置のモータ軸は、カム軸回転数で回転する調節機構の調節軸に係合している。

調節機構としては多くの場合、下記の３軸伝動装置（Dreiwellengetriebe）が使用される。

回転斜板伝動装置
この回転斜板伝動装置は単純な構造を有している。しかしながら大量生産におけるその製造可能性は、解明されていない。さらに回転斜板伝動装置は、製作誤差が生じやすく、歯列部分の製造には高いコストがかかる。それというのは、歯列部分は高負荷のため及び精度の理由から切削加工によって製造されねばならないからである。

ダブル・内部偏心伝動装置
この伝動装置形式は、機能の点で優れていて、運転が静かであるが、構成部材の数が多いために高コストである。

遊星及びサイクロイド伝動装置（いわゆるハーモニック・ドライブ・伝動装置）
ＤＥ４０２２７３５Ａ１に記載されているこの伝動装置では、内燃機関のクランク軸に対して内燃機関カム軸の回転角を調節するための電動機式のカム軸調節装置が開示されており、このカム軸調節装置には３軸伝動装置が設けられていて、この３軸伝動装置は、スプロケット又は歯付きベルト車として形成されたクランク軸固定の駆動車と、カム軸固定の被駆動部分と調節軸とを有しており、この調節軸は、電気式の調節モータのロータと回動不能に結合されていて、調節モータのスタータは内燃機関に固定されている。

このサイクロイド伝動装置は、構造空間が小さいことと機能確実性が大きいことによって傑出しているが、しかしながら高い製作費を必要とする。

発明の課題
ゆえに本発明の課題は、低い製造コストしか必要としない、電動機駆動式のカム軸調節装置用の３軸伝動装置を提供することである。

発明の開示
この課題を解決するために本発明では、請求項１の特徴部に記載のように構成した。

回転斜板伝動装置及びシングル・内部偏心伝動装置は、製造コストを下げるための種々様々な可能性を提供する。両伝動装置形式はしかも切削加工なしに製造することができる。回転斜板伝動装置はさらに簡単なバックラッシュ調整を可能にし、シングル・内部偏心伝動装置は、構成部材数を低減するための多くの可能性を有している。

電気式の調節モータとしては、ブラスレスの直流モータ、特に希土類マグネット及びバイポーラ運転形式のブラシレスの直流モータが有利である。このようなモータは、整流子がないことに基づいて、単純な構造、高加速及び事実上摩耗なしの運転の点で傑出している。

回転斜板伝動装置の第１及び第２のかさ歯車並びに両側に歯列を備えた回転斜板は、粉末冶金法による製造のための適しており、有利である。これらの構成部材の強度及び硬度は、部品精度を損なうことなしに、焼結後に、例えば歯列の仕上げ転造又は熱間プレスもしくは高圧プレスによって高めることができる。上に述べた構成部材は、鋼ブランクから揺動プレス又はアキシャル圧延によっても製造することができる。

調節伝動装置の品質のための重要な特徴は、歯列対の正確なバックラッシュである。動的なカム軸回転モーメントによって、大きすぎるバックラッシュは運転中に、両かさ歯車の間において回転振動を生ぜしめることがある。これによって騒音又は調整ミスの問題の生じることがある。また、遊びが小さすぎると、調節伝動装置が動かなくなったり、効率が劣化してしまう。そしてバックラッシュは避けることができない。バックラッシュの大きさは、回転斜板及びかさ歯車の歯列品質によって並びに、軸方向間隔と整合を規定する歯車対の形状誤差によって影響される。

形状誤差を高い製造精度によってその許容最高値に制限できるようにすることは、条件付きでしか成功しない。この理由から、バックラッシュを調節可能にすることが有利である。バックラッシュ調整は、構成部材の製造誤差の許容上限において最小の回動遊びが生じるように行われる。構成部材の寸法が許容下限にある場合又は許容下限と許容上限との間にある場合には、理論的には歯列同士が互いに重なり合う、もしくはオーバラップすることになる。そこでバックラッシュは、第１のかさ歯車とハウジングとの間に挿入されるシム板によって調整される。

遊びに基づく相応形成を回避するために、択一的に、スプロケット駆動装置とカム軸被駆動装置及び／又は調節駆動装置との間における歯列を、ばねによって予負荷もしくはプリロードすることができる。この方法における困難は、小さな伝動装置騒音と高い伝動装置効率とを組み合わせる最適な予負荷もしくはプリロードを維持することにある。

コストの点で有利な構成では、内部偏心伝動装置がシングル・内部偏心伝動装置として形成されていて、第１及び第２の平歯車のためにただ１つの内部偏心体だけを有しており、両平歯車が互いに回動不能に結合されていて、第１及び第２の内歯車に沿って転動するようになっている。この場合第１の平歯車及び内歯車はもっぱら位相調節における減速のためにだけ働き、第２の平歯車及び内歯車は、駆動出力及び調節出力をカム軸に導くためのクラッチ歯列としても、又はこのようなクラッチ歯列としてだけ働く。

第２の平歯車は、この第２の平歯車と第１の平歯車とが互いに回動不能に結合されていることに基づいて、第１の平歯車と同じ偏心運動を実施する。第２の内歯車／平歯車対が、第１の内歯車／平歯車対と同じ歯数差を有している場合には、調節伝動装置の全減速比のためには寄与しない歯付クラッチとしてだけ働く。しかしながらまた、全減速比を両方の歯車対に分配することも可能であり、これによって歯列の選択時においてより大きな自由度が得られる。

基本的にはまた、ダブル・内部偏心伝動装置においても、歯付クラッチの代わりに、噛み合いクラッチ、セグメントクラッチ又はピンクラッチがクラッチ機能を引き受けることができる。この場合シングル・内部偏心伝動装置は確かに単純な構造を有しているが、しかしながらピンもしくは爪は偏心運動の補償時にその対応面において滑らなくてはならない。これによって、第２の平歯車が第２の内歯車内において低摩擦で転動する歯付クラッチによるよりも、効率は低下する。

摩擦をさらに減じるために有利な構成では、シングル・内部偏心体及び両平歯車並びに場合によっては駆動車が、ころがり軸受によって支承されており、この場合駆動車は有利には４点軸受を有している。ころがり軸受としては、玉軸受、ころ軸受又はニードル軸受が挙げられる。４点軸受は特に、駆動車において生じ得る傾倒モーメントを受容するために適している。モジュール及び構造空間に対する軸受摩擦があまり問題にならない場合には、調節軸の駆動装置を相応に寸法設定して、すべてのころがり軸受の代わりに滑り軸受を使用することができる。

低い製造コストのために有利な別の構成では、内歯車及び平歯車が、内歯もしくは外歯を備えた歯付リングとして形成されており、このような歯付リングは、内歯もしくは外歯を成形された管から必要な長さに切断される。成形された管は例えば深絞り又は冷間プレス又は焼結によって製造することができる。

コストを下げるための別の構成では、内歯車及び平歯車が、歯を成形された帯材が歯付リングに変形され、該歯付リングが溶接又はクリップ結合によって閉鎖され、次いで口径調整される。

製造コストを下げるための別の構成では、第１の平歯車が第２の平歯車の幅だけ拡大されていて、同じ歯列を有する両方の内歯車と噛み合うようになっている。

バックラッシュ調整は、シングル・内部偏心伝動装置では両方の平歯車／内歯車対において別個に行われ、この場合第１の内歯車／平歯車対におけるバックラッシュ調整が、該第１の内歯車／平歯車対に合う偏心体の選択によって行われ、これに対して第２の内歯車／平歯車対におけるバックラッシュ調整が、該第２の内歯車／平歯車の歯の相応な位相シフトによって行われるか又は、第１の偏心体とは無関係に調節可能で調節軸に回動不能に固定された付加的な調整偏心体によって行われる。バックラッシュ調整の特に安価な形態では、バックラッシュ調整が、幾分円錐形に形成されていて軸方向で互いに線接触する直前まで互いに入れ子式に移動させられる平歯車及び内歯車によって行われ、この際に平歯車及び内歯車の製造に基づく円錐度が有利に使用される。

最適なバックラッシュを得るために有利な別の安価な構成では、調節伝動装置の走入装置が設けられていて、該走入装置が、調節伝動装置の歯に装着された比較的軟質で滑りやすい摩耗層、例えば銅又はプラスチック製の摩耗層を備えていて、該摩耗層が、所定のバックラッシュの得られるまで予負荷もしくはプリロード下で走入するようになっている。

バックラッシュ調整による代わりに、歯の騒音は、はす歯を備えた平歯車及び内歯車によっても低減することができる。両平歯車及び内歯車の歯列が互いに逆向きの傾斜を有していることによって、両平歯車及び内歯車の軸方向力が相殺され、これによって支承が簡単になる。

回転斜板伝動装置におけると同様に、シングル・内部偏心伝動装置においても、歯における騒音を低減するためにカム軸被駆動装置と駆動車及び／又は調節駆動装置との間における歯列にばね予負荷もしくはプリロードをかけることが可能である。

本発明の製造上有利な別の構成では、第２の内歯車が被駆動フランジと、かつ場合によっては中間部材と一体的に形成可能であり、例えば揺動プレス又はアキシャルプレス、焼結又は深絞りによって製造可能である。このように構成すると、構成部材の数を著しく減じることができる。

製造技術的に有利な構成では、偏心体と歯付クラッチを備えた調節軸とが一体的に形成されているか又は２部分から形成されている。一体的な構成では、構成部材の数が小さくなるという利点が得られる。このような構成は焼結、揺動プレス及び深絞りによって実現可能である。２部分から成る構成には、偏心体を偏心した管から安価に製造でき、これに歯付クラッチディスクをプレス嵌めすることができるという利点がある。

単純な構造と僅かな摩擦と遊びのなさを得るために有利な構成では、シングル・内部偏心伝動装置が、カム軸回転モーメントを伝達する内歯車／平歯車対の代わりに、いわゆるボールオービタルクラッチ（Kugelorbitalkupplung）を有しており、該ボールオービタルクラッチでは、ボールのそれぞれ半分の側が、軸方向において予負荷もしくはプリロード下にある２つの等しい鋼円板の円形軌道において案内されていて、かつ偏心運動を補償するようになっている。一方の鋼円板は１つの平歯車と回動不能に結合されていて、他方の鋼円板はカム軸固定の部分と回動不能に結合されている。

軸方向における構造長さが短いシングル・内部偏心伝動装置を得るために有利な構成では、駆動車、被駆動部分、第１及び第２の内歯車並びに第１及び第２の平歯車が、互いに同軸艇に配置されており、駆動車が第１の内歯車と、第１の平歯車がフランジによって第２の内歯車と、かつ第２の平歯車が被駆動部分と回動不能に結合されており、さらに第１の内歯車が第１の平歯車と噛み合い、第２の内歯車が第２の平歯車と噛み合っている。

特定の使用例のために有利な構成では、シングル・内部偏心伝動装置において第２の内歯車が第２の平歯車として形成され、第２の平歯車が第２の内歯車として形成されており、そして第２の内歯車と第２の平歯車とが相互に入れ子式に係合している。

しかしながらまた、シングル・内部偏心伝動装置の平歯車及び内歯車の代わりに、相応な摩擦車を使用することも可能である。このような構成は、騒音の少なさと耐摩耗性の点で傑出しているが、この場合には十分な圧着力が必要である。

図面の簡単な説明
次に図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

図１は、回転斜板伝動装置を示す縦断面図であり、
図２は、シングル・内部偏心伝動装置を示す縦断面図であり、
図３は、図２に示されたシングル・内部偏心伝動装置を示す平面図であり、
図４〜図７は、図２に示されたシングル・内部偏心伝動装置の種々の変化実施例を示す縦断面図であり、
図８は、図４に示されたシングル・内部偏心伝動装置を示す横断面図であり、第２の内歯車と駆動フランジと中間部材とが一体的に形成されている構成を示す図であり、
図９は、ボールオービタルクラッチを示す側面図であり、
図１０は、図９に示されたボールオービタルクラッチの１つの円板を示す斜視図であり、
図１１は、歯車が同軸的に配置されているシングル・内部偏心伝動装置を示す横断面図であり、
図１２は、図１１に示されたシングル・内部偏心伝動装置の横断面図であるが、第２の内歯車と平歯車とが交換されている構成を示す図である。

実施例の記載
図１には回転斜板伝動装置１が縦断面図で示されている。この回転斜板伝動装置１は、スプロケットとして形成された駆動車２を有しており、この駆動車２は、図示されていないチェーンを介して、内燃機関のクランク軸と回動不能に結合され、かつ回転対称的な伝動装置ハウジング３と一体的に形成されている。

伝動装置ハウジング３はその自由端部に、ねじ山付孔５を備えた外側フランジ４を有しており、この外側フランジ４には第１のかさ歯車６がねじ７を用いてフランジ結合されている。伝動装置ハウジング３の駆動車側の端部には、内側フランジ８が設けられており、この内側フランジ８は、伝動装置ハウジング３及び駆動車２を半径方向及び軸方向において支承もしくは位置固定するために働く。駆動車２の半径方向における支承は、第２のかさ歯車１０の段部９に対して行われ、これに対して駆動車２の軸方向における位置固定は第２のかさ歯車１０の肩部１１によって、駆動車２にプレス嵌め及び／又は溶接されたスラストワッシャ１２との関連において実施される。

第２のかさ歯車１０は中央の緊締ねじ１３によってカム軸１４と回動不能に結合されている。カム軸１４の自由端部における中空フランジ１５は、第２のかさ歯車１０及びスラストワッシャ１２の軸方向及び半径方向の位置固定のために働く。

両かさ歯車６，１０の間には、両側に歯列を備えた適宜な回転斜板１６が設けられている。この回転斜板１６の傾斜は、回転斜板１６の各側の歯列がそれぞれのかさ歯車６，１０と持続的に係合するように選択されている。回転斜板１６は、固定軸受として形成された２つの溝付玉軸受１７によって調節軸１８に支承されており、この調節軸１８自体は、浮遊軸受として形成された２つのニードル軸受１９によって、第２のかさ歯車１０の円筒形部分２０に支承されている。

調節軸１８は、ブラシレスの切換え制御可能な直流モータのロータ（図示せず）と回動不能に結合されている。両かさ歯車６，１０及び回転斜板１６は、粉末冶金法で製造される。両かさ歯車６，１０及び回転斜板１６の歯は、部品精度を同じに維持したままで強度を高めるために、例えば歯列の仕上げ転造（Verzahnungsnachwaelzen）又は熱間プレスもしくは高圧プレスによって後処理される。

回転斜板伝動装置１にはオイル管路２１を介してオイル供給され、このオイル管路２１は、カム軸軸受２２を起点として、リング室２３に向かって延びており、さらに図示されていない半径方向孔を通って、軸受１９，１７及び歯列に通じている。第１のかさ歯車６の相応な構成によって、回転斜板伝動装置１における十分なオイルレベルが保証される。

バックラッシュは回転斜板伝動装置１において簡単に調節することができる。伝動装置ハウジング３の外側フランジ４と第１のかさ歯車６との間に挿入可能な相応なシム板２４によって、バックラッシュは０に調節される。このシム板２４をバックラッシュ分だけ厚いシム板と交換することによって、バックラッシュが調節される。

回転斜板伝動装置１の作用形式は以下の通りである：
通常運転時、つまり相位置がコンスタントな場合、回転斜板伝動装置１は、電気式の調節モータ（図示せず）のロータを含めて全体として、カム軸回転数で回転する。制御時間の早め調節もしくは遅め調節のために初めて、調節モータはそのロータをカム軸１４に対して加速もしくは遅延させる。これによって調節軸１８は伝動装置ハウジング３に対して前進回動もしくは後退回動させられ、これにより回転斜板１６はかさ歯車６，１０の上を回転斜板とかさ歯車との間における僅かな歯数の差に相応して、大きな減速比で転動し、位相調節を実行する。

図２には、シングル・内部偏心伝動装置（Einzel- Innenexzentergetriebe）２５が縦断面図で示され、図３にはこの内部偏心伝動装置２５の被駆動側が平面図で示されている。

図２の縦断面図に示された、スプロケットとして形成された駆動車２ａは、第１の内歯車２６と回動不能に結合されている。この結合は、両側に刻み目を付けられた後におけるプレス嵌め及び／又はレーザ溶接によって達成することができる。

第１の内歯車２６は、第２の平歯車２８とプレス結合によって回動不能に結合された第１の平歯車２７と噛み合っている。第２の平歯車２８はニードル軸受２９を介してシングル・内部偏心伝動装置２５に支承されており、この内部偏心伝動装置２５はスプライン軸継手３１を介して、図示されていない電気式の調節モータのロータ（図示せず）と回動不能に結合されている。内部偏心体３０は第２のニードル軸受３２を介して中間部材３３に支承されており、この中間部材３３は、図示されていない中央の緊締ねじによって被駆動フランジ３４を介して、同様に図示されていないカム軸と回動不能に緊締されている。第２の平歯車２８は第２の内歯車３５と噛み合っており、この第２の内歯車３５の外周部には、駆動車２ａを備えた第１の内歯車２６が滑り支承されている。

第２の内歯車３５は、カム軸固定の被駆動フランジ３４と回動不能に結合されている。第２の内歯車３５及び被駆動フランジ３４は軸方向でストッパ円板３６に接触しおり、このストッパ円板３６は第１の内歯車２６と回動不能に結合されている。

被駆動フランジ３４は、図３にも示されているように、ノーズ３７を有しており、このノーズ３７は、シングル・内部偏心伝動装置２５の調節領域を制限する、２つのストッパ３９，４０の間におけるストッパ円板３６のリング切欠き３８内において、旋回可能である。被駆動フランジ３４は、焼結、揺動プレス（Taumelpressen）又は軸方向圧延によってチップなしにつまり非切削式に製造することができる。被駆動フランジ３４は第２の内歯車３５と一緒に焼結されることもできる。

シングル・内部偏心伝動装置２５の調節モータ側には金属薄板カバー４１が設けられており、この金属薄板カバー４１は、凹部４２にプレス嵌めされていて、両方の平歯車２７，２８と調節軸１８′との軸方向運動を制限する。

このシングル・内部偏心伝動装置２５は以下に記載のように働く：
通常運転時に、シングル・内部偏心伝動装置２５及び調節モータのロータは全体としてカム軸回転数で回転する。カム軸の早め又は遅め調節時に、調節モータは内部偏心体３０を備えた調節軸１８′を加速もしくは遅延させる。これによって平歯車２７，２８は内歯車２６，３５に沿って転動し、互いに噛み合っている平歯車と内歯車との僅かな歯数差に基づいて、大きな減速比を伴う位相調節を生ぜしめる。

図４には、図２のシングル・内部偏心伝動装置２５の構造上の変化実施例としてのシングル・内部偏心伝動装置２５′が示されている。駆動車２ａは第１の内歯車２６′及びその歯列と一緒に一体的に焼結されている。歯列は必要とあれば、より高い歯の強度を得るために、仕上げ転造されることもできる。

第２の内歯車３５′は被駆動フランジ３４′とプレス結合及び溶接によって結合されている。両方の部材は有利には一体的に焼結によって製造されることもできる。

第１の平歯車２７′は第２の平歯車２８′の幅だけ拡大されている。内歯車２６′，３５′の歯列は、歯数が異なっているにもかかわらず位相シフト（Profilverschiebung）によって等しい内径を有しており、かつこのようにして第１の平歯車２７′との噛み合いを可能にする。第１の平歯車２７′は焼結によって、しかしながらまた揺動プレス、冷間プレス又は冷間押出しによっても製造することができる。

第１の平歯車２７′は第１のニードル軸受２９′′を介してシングル・内部偏心体３０′に支承され、この内部偏心体３０′は第２のニードル軸受３２′を介して中間部材３３′に支承されている。この中間部材３３′は特に焼結、冷間押出し又は深絞りによって製造することができる。この中間部材３３′の、中間部材３３に比べて減じられた外径及び内径は、中間部材３３′の端面４３における中央の緊締ねじのねじ頭の載置を必要とする。その結果調節軸１８′′の形状が変化させられている。この調節軸１８′′は冷間押出し又は深絞りによって製造され、スプライン軸継手３１は打出しによって製造されることができる。

金属薄板カバー４１′はこの実施例においても第１の平歯車２７′及び調節軸１８′′のための軸方向のストッパとして、かつ潤滑オイルガイドとして働く。拡開リング４４は被駆動側における第２の内歯車３５′の軸方向におけるストッパとして働く。

図５に示されたシングル・内部偏心伝動装置２５′′がシングル・内部偏心伝動装置２５；２５′に対して異なっているのは、第１の内歯車２６′′におけるストッパ円板３６′の固定形式である。この場合の固定は、第１の内歯車２６′′のスリット４５に挿入されるストッパ円板３６′のピン４６によって接線方向で行われ、これに対して軸方向における固定装置としては拡開リング４４′が働く。

別の相違点としては、２部分から成るシングル・内部偏心体３０′′が挙げられ、この内部偏心体３０′′は、相応に成形された押し出し成形された管から切断可能であり、そして打ち抜かれたスプライン軸継手３１′′とプレス嵌め及び溶接可能である。焼結された被駆動フランジ３４′′には、半径方向に延びる潤滑オイル通路４７がエンボス加工されており、この潤滑オイル通路４７はニードル軸受３２′′，２９′′と平歯車２７′′，２８′′及び内歯車２６′′，３５′′の歯列とに潤滑オイルを供給する。両方の平歯車２７′′，２８′′は一体的に、かつその歯列を含めて、焼結されている。

図６に示されたシングル・内部偏心伝動装置２５′′′は、上に述べた実施例に比べて下記の点で異なっている。すなわち、
第１の内歯車２６′′′の一体的な駆動車２ａ′′′がその寸法に基づいて揺動プレス部品として適している。
深絞りされたストッパ円板３６′′が駆動車２ａ′′とプレス嵌め及びレーザ溶接によって回動不能に結合されている。深絞りされたストッパ円板はその内周部が、駆動車２ａ′′及び第１の内歯車２６′′′のための滑り軸受として働き、さらに第２の内歯車３５′′′及びこの第２の内歯車に結合された被駆動フランジ３４′′′のための軸方向ストッパとして働く。

図７に示されたシングル・内部偏心伝動装置２５′′′′では、第１の平歯車２７′′′′及び第１の内歯車２６′′′′が方形の横断面を有している。これらのリングは、相応に内歯もしくは外歯を備えた管を分断して形成するのに特に適している。同じことは、図２の第１の平歯車２７及び図６の第１の平歯車２７′′′に対しても言える。

第１の内歯車２６′′′は駆動車２ａ′′′内にプレス嵌めされており、これに対して第２の内歯車３５′′′は駆動車２ａ′′′内に滑り支承されていて、この駆動車２ａ′′′に溶接されたストッパ円板３６′′′によって軸方向において案内されている。

図８には、図４に示されたシングル・内部偏心伝動装置２５′が横断面図で示されており、しかしながらこの場合、中間部材３３′は駆動フランジ３４′及び内歯車３５′と一体的に形成されている。これによって構成部材の数は著しく減じられる。製造方法としては特に焼結が有利である。

図９には、いわゆる玉軌道クラッチもしくはボールオービタルクラッチ（Kugelorbitalkupplung）４９が側面図で示されており、このボールオービタルクラッチは、噛み合いクラッチ、セグメントクラッチ又はピンクラッチと同様に、偏心体運動の補償を目的として内歯車／平歯車-スプライン軸継手の代わりとして働く。ボールオービタルクラッチ４９は２つの鋼円板５０を有しており、両鋼円板５０の間にはボール５１が軸方向に予負荷もしくはプリロードされてクランプされている。ボール５１は、半分の側が鋼円板５０の円形軌道５２内において案内されており（図１０も参照）、そこでボール５１は、遊びを必要とすることなしに円運動を実施する。鋼円板５０のうちの１つは、シングル・内部偏心伝動装置の平歯車のうちの１つと回動不能に結合されていて、他方の鋼円板は伝動装置のカム軸固定の部分と回動不能に結合されている。

図１１に示されたシングル・内部偏心伝動装置２５′′′′′は、エラストマクラッチ４８を介して図示されていないカム軸と回動不能に結合されている。この伝動装置の特徴は、第１の内歯車２６′′′′′及び第２の内歯車３５′′′′′と第１の平歯車２７′′′′′及び第２の平歯車２８′′′′′とが同軸的に配置されていることにある。これによって軸方向における構造空間はかなり僅かしか必要ない。さらに第１の内歯車２６′′′′′とダブルの溝付玉軸受５３との間隔はかなり小さくなり、この溝付玉軸受５３は、第１の内歯車２６′′′′′の傾倒モーメント及び駆動車２ａ′′′′の負荷を受容する。このことは、半径方向における変位が小さいことに基づいて、歯列の転動特性に対して有利に作用する。駆動車２ａ′′′′は第１の内歯車２６′′′′′と一体的に形成されており、同様に第１の平歯車２７′′′′′と第２の内歯車３５′′′′′も、フランジ５４によって互いに結合されている。第２の平歯車２８′′′は被駆動部分５５と一体的に形成されていて、調節軸１８′′′′はシングル・内部偏心体３０′′′と一体的に形成されている。シングル・内部偏心体３０′′′と、第２の内歯車３５′′′′′を備えた第１の平歯車２７′′′′′とは、第２及び第３のダブル溝付玉軸受５６，５７に支承されている。

図１２に示されたシングル・内部偏心伝動装置２５′′′′′′は、図１１に示された第２の内歯車及びそこに示された第２の平歯車との交換によって、図１１に示された内部偏心伝動装置と異なっている。第２の内歯車及び第２の平歯車は、ここでは異なった形式の第２の内歯車３５′′′′′′及び第２の平歯車２８′′′′′′として形成されていて、互いに係合している。駆動車２ａ′′′′′、フランジ５４′及び被駆動部分５５′は、変更された構造に合わせられている。シングル・内部偏心伝動装置２５′′′′′，２５′′′′′′の機能は、図２〜図８に示された伝動装置の機能に相当している。

回転斜板伝動装置を示す縦断面図である。 シングル・内部偏心伝動装置を示す縦断面図である。 図２に示されたシングル・内部偏心伝動装置を示す平面図である。 図２に示されたシングル・内部偏心伝動装置の変化実施例を示す縦断面図である。 図２に示されたシングル・内部偏心伝動装置の変化実施例を示す縦断面図である。 図２に示されたシングル・内部偏心伝動装置の変化実施例を示す縦断面図である。 図２に示されたシングル・内部偏心伝動装置の変化実施例を示す縦断面図である。 図４に示されたシングル・内部偏心伝動装置を示す横断面図であり、第２の内歯車と駆動フランジと中間部材とが一体的に形成されている構成を示す図である。 ボールオービタルクラッチを示す側面図である。 図９に示されたボールオービタルクラッチの１つの円板を示す斜視図である。 歯車が同軸的に配置されているシングル・内部偏心伝動装置を示す横断面図である。 図１１に示されたシングル・内部偏心伝動装置の横断面図であるが、第２の内歯車と平歯車とが交換されている構成を示す図である。

符号の説明

１ 回転斜板伝動装置
２，２ａ，２ａ′，２ａ′′，２ａ′′′，２ａ′′′′，２ａ′′′′′ 駆動車
３ 伝動装置ハウジング
４ 外側フランジ
５ ねじ山付孔
６ 第１のかさ歯車
７ ねじ
８ 内側フランジ
９ 段部
１０ 第２のかさ歯車
１１ 肩部
１２ スラストワッシャ
１３，１３′ 中央の緊締ねじ
１４ カム軸
１５ 中空フランジ
１６ 回転斜板
１７ 溝付玉軸受
１８，１８′，１８′′，１８′′′，１８′′′′ 調節軸
１９ ニードル軸受
２０ 円筒形の部分
２１ オイル管路
２２ カム軸軸受
２３ リング室
２４ シム板
２５，２５′，２５′′，２５′′′，２５′′′′，２５′′′′′，２５′′′′′′ シングル・内部偏心伝動装置
２６，２６′，２６′′，２６′′′，２６′′′′，２６′′′′′ 第１の内歯車
２７′，２７′′，２７′′′，２７′′′′，２７′′′′′ 第１の平歯車
２８，２８′，２８′′，２８′′′，２８′′′′ 第２の平歯車
２９，２９′，２９′′ 第１のニードル軸受
３０，３０′，３０′′，３０′′′ シングル・内部偏心体
３１，３１′，３１′′ スプライン軸継手
３２，３２′，３２′′ 第２のニードル軸受
３３，３３′′ 中間部材
３４，３４′，３４′′，３４′′′ 被駆動フランジ
３５，３５′，３５′′，３５′′′，３５′′′′，３５′′′′′，３５′′′′′′ 第２の内歯車
３６，３６′，３６′′，３６′′′ ストッパ円板
３７ ノーズ
３８ リング区分
３９ 第１のストッパ
４０ 第２のストッパ
４１，４１′ 金属薄板カバー
４２ 凹部
４３ 端面
４４，４４′ 拡開リング
４５ スリット
４６ ピン
４７ 潤滑オイル通路
４８ エラストマ
４９ ボールオービタルクラッチ
５０ 鋼円板
５１ 玉
５２ 円形軌道
５３ 第１のダブルの溝付玉軸受
５４，５４′ フランジ
５５，５５′′ 被駆動部分
５６ 第２のダブルの溝付玉軸受
５７ 第３のダブルの溝付玉軸受
５８ 第３の平歯車

Claims (20)

1. 内燃機関のクランク軸に対して内燃機関のカム軸（１４）を回転角調節するための電動機式のカム軸調節装置であって、３軸伝動装置が設けられていて、該３軸伝動装置が、クランク軸によって駆動される駆動車（２，２ａ，２ａ′，２ａ′′，２ａ′′′，２ａ′′′′，２ａ′′′′′）とカム軸固定の被駆動部分と調節軸（１８，１８′，１８′′，１８′′′，１８′′′′）とを有しており、該調節軸（１８，１８′，１８′′，１８′′′，１８′′′′）が電気式の調節モータのロータと回動不能に結合されていて、該調節モータのステータが内燃機関に固定されている形式のものにおいて、シングル・内部偏心伝動装置（２５，２５′，２５，′′，２５′′′，２５′′′′，２５′′′′′，２５′′′′′′）として形成された３軸伝動装置が、非切削加工によって製造された歯車セットとハウジング部分とから成っていて、バックラッシュを調節もしくは調整するための装置を有しており、シングル・内部偏心伝動装置（２５，２５′，２５′′，２５′′′，２５′′′′，２５′′′′′，２５′′′′′′）がシングル・内部偏心体（３０，３０′，３０′′，３０′′′）を備え、シングル・内部偏心体（３０，３０′，３０′′，３０′′′）に第１及び第２の平歯車（２７，２７′，２７′′，２７′′′，２７′′′′，２７′′′′′；２８，２８′，２８′′，２８′′′，２８′′′′）が取り付けられていて、第１及び第２の平歯車が互いに回動不能に結合されていて、第１及び第２の内歯車（２６，２６′，２６′′，２６′′′，２６′′′′，２６′′′′′；３５，３５′，３５′′，３５′′′，３５，′′′′，３５′′′′′，３５′′′′′′）に沿って転動するようになっており、第１の平歯車（２７，２７′，２７′′，２７′′′，２７′′′′，２７′′′′′）及び第１の内歯車（２６，２６′，２６′′，２６′′′，２６′′′′，２６′′′′′）がもっぱら位相位置の減速のために働き、第２の平歯車（２８，２８′，２８′′，２８′′′，２８′′′′）及び第２の内歯車（３５，３５′，３５′′，３５′′′，３５′′′′，３５′′′′′，３５′′′′′′）が、カム軸（１４）への駆動出力及び調節出力を導くためのクラッチ歯列としても又は該クラッチ歯列としてだけ働くことを特徴とする、電動機式のカム軸調節装置。
2. 電気式の調節モータとして、ブラシレスの直流モータが設けられている、請求項１記載のカム軸調節装置。
3. 前記ブラシレスの直流モータは、希土類マグネットを備えた又はバイポーラ運転形式のブラシレスの直流モータである、請求項２記載のカム軸調節装置。
4. シングル・内部偏心体（３０，３０′，３０′′，３０′′′）及び両方の平歯車（２７，２７′，２７′′，２７′′′，２７′′′′，２７′′′′′；２８，２８′，２８′′，２８′′′，２８′′′′）がころがり軸受によって支承されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のカム軸調節装置。
5. 駆動車（２，２ａ，２ａ′，２ａ′′，２ａ′′′，２ａ′′′′，２ａ′′′′′）がころがり軸受によって支承されている、請求項４記載のカム軸調整装置。
6. 駆動車が４点軸受を有している、請求項４又は５記載のカム軸調整装置。
7. 内歯車（２６′′′）及び平歯車（２７，２７′′，２７′′′）が内歯もしくは外歯を備えた歯付リングとして形成されており、該歯付リングが内歯もしくは外歯を成形された管から必要な長さに切断可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載のカム軸調節装置。
8. 前記管が引き抜き、冷間プレス、又は焼結によって製造されている、請求項７記載のカム軸調整装置。
9. 内歯車（２６′′′′）及び平歯車（２７，２７′′′，２７′′′′）が歯を成形された帯材から歯付リングに変形可能であり、溶接又はクリップ結合によって閉鎖可能であり、次いで口径調整可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載のカム軸調節装置。
10. 第１の内歯車（２６′）の歯数が第２の内歯車（３５′）の歯数と異なっている、請求項１記載のカム軸調節装置。
11. 第１の内歯車（２６，２６′，２６′′，２６′′′）及び平歯車（２７，２７′，２７′′，２７′′′，２７′′′′）におけるバックラッシュ調整が、該第１の内歯車及び平歯車に合うシングル・内部偏心体（３０，３０′，３０′′）の取付けによって行われ、これに対して第２の内歯車（３５，３５′，３５′′，３５′′′，３５′′′′）及び平歯車（２８，２８′）におけるバックラッシュ調整が、該第２の内歯車及び平歯車の歯の相応な位相シフトによって行われるか又は、シングル・内部偏心体（３０，３０′，３０′′）とは無関係に調節可能で調節軸（１８，１８′，１８′′）に回動不能に固定された付加的な調整偏心体によって行われる、請求項１から３までのいずれか１項記載のカム軸調節装置。
12. バックラッシュ調整が、幾分円錐形に形成されていて互いに線接触するまで互いに入れ子式に軸方向シフト可能な平歯車及び内歯車によって行われる、請求項１から３までのいずれか１項記載のカム軸調節装置。
13. 製造に基づいて生じる歯の円錐度を利用して前記バックラッシュ調整が行われる請求項１２記載のカム軸調整装置。
14. 内歯車（２６，２６′，２６′′，２６′′′，２６′′′′，２６′′′′′；３５，３５′，３５′′，３５′′′，３５，′′′′，３５′′′′′，３５′′′′′′）及び平歯車（２７，２７′，２７′′，２７′′′，２７′′′′，２７′′′′′；２８，２８′，２８′′，２８′′′，２８′′′′）の歯列が、延性材料から成る被覆層を備えていて、互いに噛み合う歯列が予負荷もしくはプリロードをかけられて取り付けられており、延性材料が銅又はプラスチックである、請求項１記載のカム軸調節装置。
15. 調節伝動装置の走入装置が設けられていて、該走入装置が、調節伝動装置の歯に装着された比較的軟質で滑りやすい摩耗層を備えていて、該摩耗層が、所定のバックラッシュの得られるまで予負荷もしくはプリロード下で走入する、請求項１記載のカム軸調節装置。
16. 前記摩耗層は銅又はプラスチック製である、請求項１５記載のカム軸調整装置。
17. 第２の内歯車（３５，３５′）が被駆動フランジ（３４，３４′）と一体的に形成可能であり、かつ揺動プレス又はアキシャルプレス、焼結又は深絞りによって製造可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載のカム軸調節装置。
18. 第２の内歯車（３５，３５′）が被駆動フランジ（３４，３４′）及び中間部材（３３，３３′）と一体的に形成可能である、請求項１７記載のカム軸調整装置。
19. 偏心体（３０，３０′，３０′′）とスプライン軸継手（３１，３１′，３１′′）を備えた調節軸（１８，１８′，１８′′）とが一体的に、又は２部分から形成可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載のカム軸調節装置。
20. シングル・内部偏心伝動装置（２５，２５′，２５′′，２５′′′，２５′′′′）が、カム軸回転モーメントを伝達する内歯車／平歯車対の代わりに、いわゆるボールオービタルクラッチ（４９）を有しており、該ボールオービタルクラッチでは、ボール（５１）の半分の側が、軸方向において予負荷もしくはプリロード下にある２つの等しい鋼円板（５０）の円形軌道（５２）において案内されていて、回転モーメントを遊びなしに伝達し、かつ偏心運動を補償するようになっており、一方の鋼円板（５０）が、伝動装置の平歯車と回動不能に結合され、かつ他方の鋼円板（５０）が、伝動装置のカム軸固定の部分と回動不能に結合されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のカム軸調節装置。

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