(57)【要約】      （修正有）【課題】ドライブトレインにおけるエネルギー又はデータのより包括的でより柔軟な、若しくは改善された伝送構成を提供する。【解決手段】歯車装置出力シャフト１０２を有する、モータ２００と歯車装置の組合せのための歯車装置１００である。駆動インターフェース１１０と、歯車装置出力シャフト上の出力インターフェース１２０と、伝送デバイス１３０とを有し、伝送デバイスが、駆動インターフェースと出力インターフェースとの間で無線双方向データ伝送するよう構成されると共に、駆動インターフェースから出力インターフェースへ無線エネルギー伝送するよう構成されている。【選択図】図１
2020020469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車装置出力シャフト（１０２）を有する、モータと歯車装置の組合せのための歯車装置（１００）であって、
駆動インターフェース（１１０）と、
前記歯車装置出力シャフト（１０２）上の出力インターフェース（１２０）と、
伝送デバイス（１３０）と、を有し、
前記伝送デバイス（１３０）が、前記駆動インターフェース（１１０）と前記出力インターフェース（１２０）との間で無線双方向データ伝送するよう構成されると共に、
前記駆動インターフェース（１１０）から前記出力インターフェース（１２０）へ無線エネルギー伝送するよう構成されている、歯車装置（１００）。
【請求項２】
前記歯車装置（１００）が、アングル歯車装置又は同軸歯車装置、特に、遊星歯車装置又は円盤カム歯車装置の形態である、請求項１に記載の歯車装置（１００）。
【請求項３】
前記伝送デバイス（１３０）が、誘導性エネルギー伝送するよう構成されている、請求項１又は２に記載の歯車装置（１００）。
【請求項４】
前記出力インターフェース（１２０）が、前記歯車装置出力シャフト（１０２）に割り当てられた電気接点構成、典型的には、プラグ若しくはソケットの形態、又は前記歯車装置出力シャフト（１０２）に割り当てられた平坦コイルの形態である、先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置（１００）。
【請求項５】
前記エネルギー伝送が、少なくとも０．１Ｗ又は最大で１００Ｗの出力側電力消費のために構成されている、先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置（１００）。
【請求項６】
前記無線データ伝送及び前記無線エネルギー伝送が、異なる伝送方法で構成されている、先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置（１００）。
【請求項７】
前記伝送デバイス（１３０）が、多数の伝送ユニット（１３１、１３２、１４１、１４２）を備え、互いに割り当てられた前記伝送デバイス（１３０）の伝送ユニット（１３１、１３２；１４１、１４２）が、いずれの場合も相互位置が可変である、先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置（１００）。
【請求項８】
前記伝送デバイスの前記伝送ユニット（１３１、１３２、１４１、１４２）の第１のユニット（１３１）が、ハウジングに対して固定されるように形成され、前記伝送デバイス（１３０）の前記伝送ユニット（１３１、１３２、１４１、１４２）の第２のユニット（１３２）が、前記歯車装置（１２０）の遊星段の遊星キャリア上又は前記歯車装置の歯キャリア上に配置されている、請求項７に記載の歯車装置（１２０）。
【請求項９】
少なくとも二段の遊星歯車装置の形態であり、
前記伝送デバイス（１３０）が、前記二段の遊星歯車装置の前記２つの遊星キャリア上に配置され、相互作用する更なる伝送ユニット（１４１、１４２）を備える、請求項８に記載の歯車装置（１００）。
【請求項１０】
前記伝送ユニット（１３１、１３２、１４１、１４２）のうちの少なくとも１つが、歯車装置に関する回転角度及び／又は歯車装置に関する間隔及び／又は歯車装置に関する回転速度及び／又は歯車装置に関するオイルレベル及び／又は歯車装置に関するオイル状態を検出し伝送するよう構成されている、請求項７〜９のいずれか一項に記載の歯車装置（１００）。
【請求項１１】
前記伝送ユニット（１３１、１３２、１４１、１４２）のうちの少なくとも１つが、更なる伝送ユニットから独立してエネルギーを伝送するよう構成されている、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の歯車装置（１００）。
【請求項１２】
電気式の消費装置（４００）を更に有し、
前記電気式の消費装置（４００）が、前記歯車装置（１００）の出力側に配置されており、
前記電気式の消費装置（４００）が、電気エネルギーの供給並びにデータの伝送及び／又は受信のために、前記出力インターフェース（１２０）に接続されている、先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置（１００）。
【請求項１３】
モータと歯車装置の組合せであって、
先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置（１００）と、
前記歯車装置（１００）の駆動側を駆動するよう構成され、モータインターフェース（２１０）を有するモータ（２００）であって、前記モータインターフェース（２１０）が、前記歯車装置（１００）の前記駆動インターフェース（１１０）に対して位置固定されている、モータ（２００）と、
前記歯車装置（１００）の前記駆動インターフェース（１１０）を前記モータインターフェース（２１０）に結合、特に、無線結合するよう構成されたインターフェース結合デバイス（２２０）と、
を備える、モータと歯車装置の組合せ。
【請求項１４】
シャフトと歯車装置の組合せであって、
出力インターフェース（１２０）を有する遊星歯車装置（１００）と、
前記歯車装置（１００）に挿入されたモータシャフト（２５０）と、
伝送デバイス（１５０）と、を備え、
前記伝送デバイス（１５０）が、前記モータシャフト（２５０）から前記出力インターフェース（１２０）へ無線双方向データ伝送するよう構成されると共に、
前記モータシャフト（２５０）から前記出力インターフェース（１２０）への無線エネルギー伝送するよう構成されている、シャフトと歯車装置の組合せ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、歯車装置、モータと歯車装置の組合せ、及びシャフトと歯車装置の組合せに関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許第ＥＰ２２０１５８４Ａ１号は、非接触エネルギー伝送のための誘導性結合要素及びデータ伝送のための容量性結合要素を開示している。従来技術の場合、エネルギー及びデータは、静的部分からモータの一部に伝送される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の目的は、ドライブトレインにおけるエネルギー又はデータのより包括的でより柔軟な、若しくは改善された伝送を規定することである。
【０００４】
この目的は、歯車装置に関して、独立請求項１の特徴によって達成される。この目的は、モータと歯車装置の組合せに関して、請求項１３の特徴によって達成される。この目的は、シャフトと歯車装置の組合せに関して、請求項１４の特徴によって達成される。
【０００５】
一態様によれば、歯車装置が規定される。歯車装置は、歯車装置出力シャフトを備えるモータと歯車装置の組合せのために設計されている。歯車装置は、駆動インターフェースと、歯車装置出力シャフト上の出力インターフェースと、伝送デバイスとを備える。伝送デバイスは、駆動インターフェースと出力インターフェースとの間で無線双方向データ伝送するように構成されており、伝送デバイスは、駆動インターフェースから出力インターフェースへ無線エネルギー伝送するように構成されている。
【０００６】
本明細書に記載される態様、特徴、及び実施形態はすべて、モータと歯車装置の組合せに適用可能である。
【０００７】
更なる態様によれば、本明細書に記載される歯車装置を備えるモータと歯車装置の組合せが規定される。モータと歯車装置の組合せは、モータと、インターフェース結合デバイスとを更に備える。モータは、歯車装置の駆動側を駆動するように構成されており、モータは、モータインターフェースを備え、モータインターフェースは、歯車装置の駆動インターフェースに対して位置固定されている。インターフェース結合デバイスは、歯車装置の駆動インターフェースをモータインターフェースに無線結合するように構成されている。
【０００８】
更なる態様によれば、シャフトと歯車装置の組合せが規定される。シャフトと歯車装置の組合せは、出力インターフェースを有する遊星歯車装置と、歯車装置に挿入されたモータシャフトと、伝送デバイスとを備える。伝送デバイスは、モータシャフトから出力インターフェースへ無線双方向データ伝送するように構成されており、また、伝送デバイスは、モータシャフトから出力インターフェースへ無線エネルギー伝送するように構成されている。
【０００９】
本明細書で使用される場合、駆動及び出力は、歯車装置の対応する部分に関する。典型的には、歯車装置の駆動は、モータ、例えば、サーボモータによって加えられる入力トルクを有し、歯車装置は、トルク変換機能を果たし、出力トルクは、例えば、機械的消費装置のために、歯車装置の出力に提供される。駆動インターフェースは、歯車装置の駆動側、例えば、歯車装置のハウジング又は歯車装置の入力シャフト上に設けられている。出力インターフェースは、歯車装置の出力側又は出力シャフト上に設けられている。
【００１０】
本明細書で使用される場合、出力歯車装置シャフトは、例えば、その上にピニオンが溶接又は挟持され得る、トルク伝送のための出力シャフト、又は例えば、ねじ穴のような端部側の締結要素を有する、トルク伝送のための出力フランジを含む。
【００１１】
本明細書で使用される場合、駆動インターフェースは、例えば、１つ以上の電気接点
を有するか、又は非接触のもの、例えば、誘導性、容量性、若しくは光学設計のものである。駆動インターフェースは、典型的には、電気エネルギー源に接続可能である。実施形態では、エネルギー伝送のために設けられた接点及びデータ伝送のために設けられた接点は、１つの同じ接点として設けられている。
【００１２】
本明細書で使用される場合、出力インターフェースは、例えば、１つ以上の電気接点を有するか、又は非接触のもの、例えば、誘導性、容量性、若しくは光学設計のものである。出力インターフェースは、典型的には、出力側の電気式の消費装置に接続可能である。実施形態では、エネルギー伝送のために設けられた接点及びデータ伝送のために設けられた接点は、１つの同じ接点として設けられている。
【００１３】
実施形態では、出力インターフェースは、歯車装置出力シャフトに割り当てられた電気接点構成として形成されている。歯車装置出力シャフトに割り当てられるとは、例えば、歯車装置出力シャフトに締結されているか、又はそれに一体化されている接点構成を包含する。接点構成は、典型的には、プラグ若しくはソケット、又は電気接触を有する可撓性接続デバイスを含む。可撓性接続デバイスは、例えば、電気接触を有するケーブルであり、ケーブルは、歯車装置出力シャフトから引き出されている。代替的に、出力インターフェースは、歯車装置出力シャフトに割り当てられた平坦コイルとして形成されている。平坦コイルは、例えば、歯車装置出力シャフトに一体化されており、典型的には、出力フランジに一体化されている。
【００１４】
しかしながら、本明細書で使用される場合、インターフェースは、例えば、構造ユニット等の論理的又は空間的関係を含意しない。例えば、エネルギー伝送のために設けられた接点は、データ伝送のために設けられた接点とは構造的又は空間的に別個である。
【００１５】
実施形態では、歯車装置は、出力側に配置された消費装置を更に有する。電気式の消費装置は、電気エネルギーの供給のために、出力インターフェースに接続されている。電気式の消費装置は更に、データの伝送及び／又は受信のために、出力インターフェースに接続されている。出力側の消費装置は、エネルギー源から電気エネルギーが供給されてもよい。典型的には、電気式の消費装置の連続的な動作のための専用の電気エネルギー源は出力側には設けられていない。
【００１６】
出力側の電気式の消費装置は、典型的には、機械的消費装置と計量学的観点において相互作用する。実施形態では、出力側の電気式の消費装置は、交換可能なもの、特に、モジュール形式のものである。
【００１７】
出力側の消費装置の例としては、センサ、センサ−アクチュエータシステム、プロセッサ、局所的分散型センサノード、及び／又は局所的分散型プロセッサノードが挙げられるが、これらに限定されない。センサ及びプロセッサを有する出力側の消費装置のための具体的で非限定的な例として、加工物を保持するための電気作動式挟持デバイスを有する慣性計測装置（ＩＭＵ）又は複数の誘導性近接センサを挙げることができる。
【００１８】
出力側の消費装置は、典型的には、データ、例えば、センサデータ又は測定データを、出力インターフェースを介して駆動インターフェースに伝送するように設計され、データ、例えば、出力インターフェースから駆動インターフェースに入力された制御コマンドを受信するように設計されている。
【００１９】
実施形態では、無線双方向データ伝送用に構成された伝送デバイスは、駆動インターフェースと出力インターフェースとの間のデータの双方向通信機能のための多重機能性を有する。例えば、伝送デバイスは、時間多重機能性を有する。
【００２０】
実施形態では、歯車装置は、同軸又はアングル歯車装置の形態である。同軸歯車装置の例としては、遊星歯車装置や円盤カム歯車装置が挙げられる。
【００２１】
遊星歯車装置は、典型的には、内歯車、太陽歯車、及び複数の遊星歯車を含む。遊星歯車は、遊星歯車キャリア上に搭載されている。太陽歯車が駆動され、出力シャフトが遊星歯車キャリア上に配置されている一例では、太陽歯車は駆動側に割り当てられ、遊星歯車キャリアは出力側に割り当てられている。駆動インターフェースは、駆動側に設けられている。出力インターフェースは、出力側に設けられている。エネルギー伝送は、駆動側（太陽歯車側）から出力側（出力インターフェース側）へと行われる。データ伝送は、駆動側（太陽歯車側）から出力側（出力インターフェース側）へ、及び／又は反対方向で行われる。
【００２２】
円盤カム歯車装置は、例えば、ＷＯ２００８／１０７１６８Ａ２に記載されているように構築されており、遊星歯車装置に関して記載される位置関係は、円盤カム歯車装置の場合にも同様に当てはまり、駆動する円盤カムは太陽歯車に対応し、円盤カム歯車装置の歯キャリアは遊星キャリアに対応する。
【００２３】
伝送デバイスは、例えば、誘導性エネルギー伝送のために構成されている。実施形態では、伝送デバイスは、互いに割り当てられた多数の誘導性伝送ユニット、典型的には、コイル、例えば、平坦コイル、円盤、又は中空円筒等を備える。実施形態では、誘導性伝送ユニットは、誘導性データ伝送のために構成されている。誘導性伝送ユニットは、典型的には、それらが駆動側から出力側へ電気エネルギーを伝送し得るように構成され、かつそれらが駆動側から出力側へ及び出力側から駆動側へデータを伝送し得るように構成されている。
【００２４】
伝送は、誘導性伝送に限定されない。実施形態では、エネルギー伝送及び双方向データ伝送のうちの少なくとも１つは、光学又は容量性手段によって行われる。光学エネルギー伝送又は光学双方向データ伝送の場合、典型的には、いずれの場合も一対の発光要素及び受光要素がそれぞれの伝送方向に対して設けられている。発光要素の例としては、発光ダイオード、半導体レーザ等が挙げられる。受光要素の例としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ等が挙げられる。
【００２５】
実施形態では、無線データ伝送及び無線エネルギー伝送は、異なる伝送方法で構成されている。伝送方法は、例えば、誘導性伝送、容量性伝送、超音波伝送、及び光学伝送を含む群から選択される。
【００２６】
伝送デバイスは、典型的には、そのエネルギー及びデータの両方に関する伝送電力に関して、センサ又はより複雑なセンサ−アクチュエータシステムの要件に適合されている。ここで、歯車装置によって伝送され得る最大の機械的動力と出力側最大消費電力との比は、典型的な実施形態では、５０：１〜１０，０００：１の間である。現代の工作機械の二次軸に使用される歯車装置の場合、歯車装置によって伝送され得る電力は、１００Ｗ〜２０ｋＷの間にある。したがって、上述のタイプの歯車装置の伝送電力は、典型的には、０．１Ｗ〜２０Ｗの間、特に、１Ｗ〜１０Ｗの間にあることになる。
【００２７】
実施形態では、エネルギー伝送は、少なくとも０．１Ｗ又はせいぜい１００Ｗの出力側消費電力用に構成されている。任意選択で、エネルギー伝送は、少なくとも１Ｗ及び最大で１０Ｗの出力側消費電力用に構成されている。出力側消費電力は、出力側に設けられた電気式の消費装置がその動作のために必要とする電力である。少なくとも１つの対応する電線が出力インターフェース上に設けられている場合、出力側消費電力を特定の大きさとすることが可能である。
【００２８】
実施形態では、歯車装置によって伝送され得る最大の機械的動力と出力側最大消費電力との比は、５０：１〜１０，０００：１の間である。
【００２９】
実施形態では、伝送デバイスは、多数の伝送ユニットを備え、互いに割り当てられた伝送デバイスの伝送ユニットは、いずれの場合も互いに対応する位置に関して可変である。互いに割り当てられた伝送ユニットは、典型的には、それらの間に、エネルギー及び／又はデータのためのそれぞれの無線伝送機能を提供する。例えば、互いに割り当てられた誘導性伝送ユニットは、エネルギー伝送及び／又はデータ伝送のために互いに磁気結合されている。
【００３０】
本明細書で使用される場合、位置に関して可変であるとは、互いに割り当てられた伝送ユニットの相対移動を包含する。相対移動には、例えば、相対回転移動も含まれる。例えば、互いに割り当てられた誘導性伝送ユニットが一対の平坦コイルの形態である場合、相対移動は、平坦コイルのうちの１つの軸を中心とした、又は２つの平坦コイルの共通軸を中心とした相対回転移動を含む。
【００３１】
典型的には、互いに割り当てられた伝送ユニットは、いずれの場合も個々の歯車装置の構成要素間の遷移点又はそれらの間隙において歯車装置内に配置されている。実施形態では、複数の伝送ユニットは、導電経路を形成するように導電接続を介して相互接続されている。
【００３２】
実施形態では、少なくとも１つの伝送ユニットの間、典型的には、伝送ユニットの導電経路の導電接続部には、エネルギー及びデータのためのピックオフが設けられている。ピックオフでは、エネルギー及び／又はデータを供給又は導出することができる。典型的には、エネルギーピックオフは、ＡＣ／ＤＣ変換器又はＤＣ／ＡＣ変換器を有し、交流電圧は直流電圧に変換され、直流電圧は消費装置へのエネルギーの供給に役立つ。典型的には、データピックオフは、トランシーバ、例えば、フィールドバスシステムのトランシーバを有する。
【００３３】
実施形態では、伝送デバイスは、多数の伝送ユニットを備え、互いに割り当てられた伝送デバイスの伝送ユニットは、いずれの場合も相互位置が可変であり、伝送デバイスの第１の伝送ユニットは、ハウジングに対して固定されるように形成され、伝送デバイスの第２の伝送ユニットは、伝送装置の遊星ステージの遊星キャリア上又は歯車装置の歯キャリア上に配置されている。
【００３４】
実施形態では、遊星歯車装置は、少なくとも二段の遊星歯車装置として形成されており、伝送デバイスは、二段の遊星歯車装置の２つの遊星キャリア上に配置された相互作用する更なる伝送ユニットを備える。伝送デバイスの相互作用する更なる伝送ユニットは、上述の相互作用する伝送ユニットに対して直列に構成されている。
【００３５】
実施形態では、伝送ユニットのうちの少なくとも１つ、特に、誘導性又は光学伝送ユニットのうちの１つは、歯車装置に関する回転角度を検出し伝送するために構成されている。代替的に又は追加的に、実施形態では、伝送ユニットのうちの少なくとも１つは、歯車装置に関する間隔を検出し伝送するために構成されている。代替的に又は追加的に、実施形態では、伝送ユニットのうちの少なくとも１つは、伝送装置に関する回転速度を検出し伝送するために構成されている。代替的に又は追加的に、実施形態では、伝送ユニットのうちの少なくとも１つは、歯車装置に関するオイルレベル及び／又は歯車装置に関するオイル状態を検出し伝送するために構成されている。本明細書で使用される場合、オイル状態は、例えば、歯車装置のオイル中の異物、例えば、強磁性粒子等の濃度又は分散を包含する。
【００３６】
歯車装置に関する回転速度又は歯車装置に関する間隔を検出し伝送するように構成された伝送ユニット、例えば、平坦コイルは、典型的には、更なるセンサを配置することなく、例えば、リゾルバの原則（ｒｅｓｏｌｖｅｒ  ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）に従って、フィールド変数の時間に対するプロファイルを監視することによって、それぞれの変数を検出する。典型的には、歯車装置に関する回転角度を検出し伝送するよう構成された平坦コイルの巻き線は蛇行して延びる。
【００３７】
歯車装置に関する回転速度及び／又は歯車装置に関するオイルレベル及び／又は歯車装置に関するオイル状態を検出し伝送するよう構成された伝送ユニット、例えば、平坦コイルは、典型的には、更なるセンサを配置することなく、例えば、発電機の原理に従って、相対回転移動からの運動エネルギーの電気エネルギーへの変換に関する変数を監視することによる、それぞれの変数を含む。
【００３８】
実施形態では、エネルギー伝送のための伝送ユニットのうちの少なくとも１つは、更なる伝送ユニットから独立しているように構成されている。必要に応じて好適な他の伝送ユニットに割り当てられ得るが、更なる伝送ユニットから独立しているように構成された伝送ユニットは、例えば、他のいずれの伝送ユニットにも割り当てられない。好適な他の伝送ユニットは、例えば、出力側の電気式の消費装置上に設けられる。
【００３９】
典型的には、実施形態では、発電は、伝送ユニットのうちの少なくとも１つによって実装され得る。このようにして、例えば、回転部品にさえもエネルギーを追加的に提供することができる。
【００４０】
本明細書に記載される特徴、態様、及び実施形態は、トルク変換の一次機能に加えて、電気エネルギーの伝送の、及びデータ伝送の、二次機能を有する歯車装置を提供することに寄与し得る。トルク変換の一次機能は、伝送デバイス、駆動インターフェース、及び出力インターフェースによって著しく影響されるものではない。同様に、歯車装置の外部幾何学形状、特に、軸方向の外部輪郭は、伝送デバイスによって影響されるものではない。
【００４１】
エネルギー及びデータを伝送する可能性は歯車装置によって提供されるため、スペースを有する更なるシステム構成は、この機能に必ずしも必要ではない。
【００４２】
エネルギー伝送及びデータ伝送が、歯車装置の駆動側と歯車装置の出力側との間の歯車装置の経路全体にわたって保証されることが可能である。これらの機能は、歯車装置の内部だけでなく、歯車装置の出力を介して外部の消費装置にも提供することも可能である。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態の更なる利点及び特徴は、添付の図面に基づいて以下に論じられる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】歯車装置の一実施形態の概略断面図を示す。
【図２】歯車装置の更なる実施形態の概略断面図を示す。
【図３】歯車装置の更なる実施形態の概略断面図を示す。
【図４】歯車装置の更なる実施形態の概略断面図を示す。
【図５】歯車装置の更なる実施形態の概略断面図を示す。
【図６】本明細書に記載される実施形態に係る歯車装置で使用され得る伝送ユニットの概略構造を示す。
【図７】図６の伝送ユニットの概略側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
典型的な実施形態が図に基づいて以下に記載される。本発明はこれら例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって決定される。
【００４６】
図１は、モータと歯車装置の組合せにおける歯車装置１００の一実施形態の概略断面図を示す。モータ２００、例えば、サーボモータは、歯車装置１００の駆動側１０１に機械的に結合されており（図示せず）、モータ２００が歯車装置１００の駆動側１０１にトルクを伝送し得るように設計されている。歯車装置１００は、例えば、同軸歯車装置、例えば、遊星歯車装置、円盤カム歯車装置、又はアングル歯車装置、例えば、ベベルホイール歯車装置等である。歯車装置１０１は、歯車装置の駆動側１０１でトルク入力を変換し、出力側で対応する出力トルクを提供するように設計されている。図１に図示される実施形態は、一段の歯車装置１００、例えば、遊星歯車装置を示し、駆動側が歯車装置駆動シャフト１０１であり、出力側が歯車装置出力シャフト１０２である。本明細書で使用される場合、歯車装置出力シャフト１０２はまた、歯車装置出力フランジを包含する。
【００４７】
駆動インターフェース１１０は、歯車装置１００の駆動側１０１に設けられている。駆動インターフェース１１０は、図１において、誘導性インターフェース、例えば、平坦コイルとして形成されているが、これに限定されない。出力側、この場合は歯車装置の出力シャフト１０２には、出力インターフェース１２０が設けられている。出力インターフェース１２０は、図１において、誘導性インターフェース、例えば、平坦コイルの形態であるが、これに限定されない。
【００４８】
歯車装置１００は、駆動インターフェース１１０と出力インターフェース１２０との間の無線双方向データ伝送と、駆動インターフェース１１０と出力インターフェース１２０との間の無線エネルギー伝送とを提供する伝送デバイス１３０を有する。伝送デバイス１３０は、歯車装置１００の駆動側１０１に第１の伝送ユニット１３１を有し、歯車装置１００の出力の出力シャフト１０２側に第２の伝送ユニット１３２を有する。伝送デバイス１３０は、図１において、第１の円筒コイル１３１及び第２の円筒コイル１３２を有する誘導性伝送デバイス１３０であるが、これに限定されない。動作中、第２の伝送ユニット１３２は、第１の伝送ユニット１３１に対して回転する。
【００４９】
歯車装置１００のハウジングは、アセンブリフランジ６００に固定されている。消費装置４００は、歯車装置の出力側で歯車装置出力シャフト１０２に機械的に結合されている。図１の実施形態では、消費装置４００は、機械的機能及び電気的機能を有する。消費装置４００の電気的機能は、例えば、センサ機能、アクチュエータ機能等を提供する。出力インターフェース１２０は、図１において、消費装置４００の消費装置インターフェース４２０に誘導的に結合されている。出力インターフェース１２０と消費装置インターフェース４２０との間の結合により、消費装置４００の電気的機能にエネルギーが供給される。出力インターフェース１２０と消費装置インターフェース４２０との間の結合により、消費装置４００は更に、データ、例えば、アクチュエータ機能のための制御コマンドを受信するか、消費装置は、データを、例えば、センサ機能のために、消費装置インターフェース４２０と出力インターフェース１２０との間の結合を介して利用可能にするか、又はその両方である。
【００５０】
モータ２００の側方には、電気エネルギー供給のための端末（図示せず）と、データの入力及び／又は出力のための端末とを有する接続デバイス５００が設けられている。配線接続５１０は、接続デバイス５００をモータインターフェース２１０に接続する。モータインターフェース２１０は、例えば、誘導性インターフェース２１０であるが、これらに限定されない。モータインターフェース２１０は、歯車装置１００の駆動インターフェース１１０に、例えば、誘導的に結合されている。誘導性結合は、例えば、無線結合のためのインターフェース結合デバイス２２０を提供する。モータインターフェース２１０と駆動インターフェース１１０との間の結合により、伝送デバイス１３０にエネルギーが提供され、そのエネルギーが出力インターフェース１２０に伝送され、最終的に、消費装置４００の電気的機能にエネルギーを供給する。また、モータインターフェース２１０と駆動インターフェース１１０との間の結合により、消費装置４００とのデータ伝送は、伝送デバイス１３０及び出力インターフェース１２０を介して行われる。配線接続５２０は、駆動インターフェース１１０を伝送デバイス１３０の第１の伝送ユニット１３１に接続する。配線接続５３０は、伝送デバイス１３０の第２の伝送ユニット１３２を出力インターフェース１２０に接続する。
【００５１】
図２は、図１と同様に、モータと歯車装置の組合せにおける歯車装置１００の一実施形態の概略断面図を示す。図２の実施形態では、アセンブリフランジ６００と歯車装置１００との間でエネルギー及び／又はデータを伝送するためのアセンブリフランジ伝送デバイス６３０が更に設けられている。アセンブリフランジ伝送デバイス６３０は、第１の伝送ユニット６３１と第２の伝送ユニット６３２とを備える。図２では、第１の伝送ユニット６３１及び第２の伝送ユニット６３２も誘導性伝送装置の形態であるが、これらに限定されない。
【００５２】
図２では、駆動インターフェース１１０を伝送デバイス１３０の第１の伝送ユニット１３１に接続する配線接続５２０には、駆動インターフェース１１０をアセンブリフランジ伝送デバイスの第１の伝送ユニット６３１に接続する分岐線５２１が設けられている。残りの特徴は、図１に記載の通りであり、それらに対する参照が明確になされている。したがって、それらの説明はここでは繰り返さない。
【００５３】
図３は、図１と同様に、モータと歯車装置の組合せにおける歯車装置１００の一実施形態の概略断面図を示す。図３の実施形態では、伝送デバイス１３０は、円筒コイルではなく、平坦コイルを有する。伝送デバイス１３０の第１の伝送ユニット１３１は平坦コイルとして形成されており、伝送デバイス１３０の第２の伝送ユニット１３２は平坦コイルとして形成されている。残りの特徴は、図１に記載の通りであり、それらに対する参照が明確になされている。したがって、それらの説明はここでは繰り返さない。
【００５４】
図４は、図１と同様に、モータと歯車装置の組合せにおける歯車装置１００の一実施形態の概略断面図を示す。図４の実施形態では、歯車装置１００は、二段の歯車装置の形態である。駆動側１０１から出力側へのトルクの伝送は、二段の歯車装置における歯車装置の中間ステージ１９２を介して実現される。伝送デバイス１３０は、第１の伝送ユニット１３１を駆動側に、第１の伝送ユニット１３１に無線結合された第２の伝送ユニット１３２を歯車装置の中間ステージ１９２側に備える。伝送デバイスは更に、第３の伝送ユニット１４１を歯車装置の中間ステージ１９２側に、第３の伝送ユニット１４１に無線結合された第４の伝送ユニット１４２を、出力シャフト１０２に接続された、２段目の遊星キャリア上に備える。
【００５５】
動作中、第１の伝送ユニット１３１は、第１の回転速度で第２の伝送ユニット１３２に対して回転運動し、第３の伝送ユニット１４１は、第１の回転速度とは異なる第２の回転速度で第４の伝送ユニット１４２に対して回転運動する。第２の伝送ユニット１３２及び第３の伝送ユニット１４１は、互いに対して位置固定されており、配線接続５３０によって互いに接続されている。
【００５６】
残りの特徴は、図１に記載の通りであり、それらに対する参照が明確になされている。したがって、それらの説明はここでは繰り返さない。
【００５７】
典型的な実施形態では、２つの伝送ユニット、特に、２つの伝送デバイスは、互いに対して位置固定されており、配線接続によって互いに接続されているが、動作中に回転する歯車装置の一部、例えば、中間ステージの遊星キャリア上に配置されている。
【００５８】
図５は、シャフトと歯車装置の組合せにおける歯車装置１００の一実施形態の概略断面図を示す。モータ２００のモータシャフト２５０は、駆動側１０１で歯車装置１００に挿入されている。伝送デバイス１５０は、第１の伝送ユニット１５１をモータシャフト２５０の中又はその上に、第２の伝送ユニット１５２を歯車装置の出力側１０２に又はその中に有する。伝送デバイス１５０は、モータシャフト２５０から（モータシャフト上又はその中の第１の伝送ユニット１５１から第２の伝送ユニット１５２を介して）出力インターフェース１０２へ無線双方向データ伝送するよう構成され、且つ、モータシャフト２５０から（モータシャフト上又はその中の第１の伝送ユニット１５１から第２の伝送ユニット１５２を介して）出力インターフェース１０２へ無線エネルギー伝送するよう構成されている。伝送ユニット１５１、１５２もまた、図５において、誘導性伝送ユニット１５１、１５２又は電気接触（図示せず）の形態であるが、これらに限定されない。残りの特徴は、図１に記載の通りであり、それらに対する参照が明確になされている。したがって、それらの説明はここでは繰り返さない。
【００５９】
図６は、例として、断面図における伝送デバイス、特に、歯車装置１００で使用することができ、図６において全体が１３０で示される誘導性伝送デバイスの概略構造を示す。
【００６０】
図６において、コイル巻き線は、いずれの場合も円を使用して図示されており、円に×印が付されたコイル巻き線の技術的電流方向は、円にドット印が付されたコイル巻き線の技術的電流方向と反対である。
【００６１】
伝送デバイス１３０は、平坦コイルの形態の２つの伝送ユニット１３１及び１３２を備える。伝送ユニット１３１及び１３２の各々は、エネルギー伝送コイル９３１、データ送信コイル９３２、及びデータ受信コイル９３３を備える。
【００６２】
図７は、概略平面図における、図６の伝送ユニット１３１を図示する。伝送ユニット１３１は、リング形状を有するか、又は平坦コイルの形態である。接触領域９２０が設けられており、いずれの場合も、伝送コイル９３１、データ送信コイル９３２、及びデータ受信コイル９３３への接続ごとに１つの接点を有する。例として図示される伝送ユニット１３１は、簡単な方法で、エネルギーの一方向伝送と、データの双方向伝送とを可能にする。
【図１】
2020020469.tif 000003
【図２】
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【図３】
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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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【手続補正書】
【提出日】令和1年7月17日(2019.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車装置出力シャフトを有する、モータと歯車装置の組合せのための歯車装置であって、
駆動インターフェースと、
前記歯車装置出力シャフト上の出力インターフェースと、
伝送デバイスと、を有し、
前記伝送デバイスが、前記駆動インターフェースと前記出力インターフェースとの間で無線双方向データ伝送するよう構成されると共に、
前記駆動インターフェースから前記出力インターフェースへ無線エネルギー伝送するよう構成されている、歯車装置。
【請求項２】
前記歯車装置が、アングル歯車装置又は同軸歯車装置の形態である、請求項１に記載の歯車装置。
【請求項３】
前記伝送デバイスが、誘導性エネルギー伝送するよう構成されている、請求項１又は２に記載の歯車装置。
【請求項４】
前記出力インターフェースが、前記歯車装置出力シャフトに割り当てられた電気接点構成の形態である、先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置。
【請求項５】
前記エネルギー伝送が、少なくとも０．１Ｗ又は最大で１００Ｗの出力側電力消費のために構成されている、先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置。
【請求項６】
前記無線データ伝送及び前記無線エネルギー伝送が、異なる伝送方法で構成されている、先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置。
【請求項７】
前記伝送デバイスが、多数の伝送ユニットを備え、互いに割り当てられた前記伝送デバイスの伝送ユニットが、いずれの場合も相互位置が可変である、先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置。
【請求項８】
前記伝送デバイスの前記伝送ユニットの第１のユニットが、ハウジングに対して固定されるように形成され、前記伝送デバイスの前記伝送ユニットの第２のユニットが、前記歯車装置の遊星段の遊星キャリア上又は前記歯車装置の歯キャリア上に配置されている、請求項７に記載の歯車装置。
【請求項９】
少なくとも二段の遊星歯車装置の形態であり、
前記伝送デバイスが、前記二段の遊星歯車装置の前記２つの遊星キャリア上に配置され、相互作用する更なる伝送ユニットを備える、請求項８に記載の歯車装置。
【請求項１０】
前記伝送ユニットのうちの少なくとも１つが、歯車装置に関する回転角度及び／又は歯車装置に関する間隔及び／又は歯車装置に関する回転速度及び／又は歯車装置に関するオイルレベル及び／又は歯車装置に関するオイル状態を検出し伝送するよう構成されている、請求項７〜９のいずれか一項に記載の歯車装置。
【請求項１１】
前記伝送ユニットのうちの少なくとも１つが、更なる伝送ユニットから独立してエネルギーを伝送するよう構成されている、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の歯車装置。
【請求項１２】
電気式の消費装置を更に有し、
前記電気式の消費装置が、前記歯車装置の出力側に配置されており、
前記電気式の消費装置が、電気エネルギーの供給並びにデータの伝送及び／又は受信のために、前記出力インターフェースに接続されている、先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置。
【請求項１３】
モータと歯車装置の組合せであって、
先行する請求項のいずれか一項に記載の歯車装置と、
前記歯車装置の駆動側を駆動するよう構成され、モータインターフェースを有するモータであって、前記モータインターフェースが、前記歯車装置の前記駆動インターフェースに対して位置固定されている、モータと、
前記歯車装置の前記駆動インターフェースを前記モータインターフェースに結合、特に、無線結合するよう構成されたインターフェース結合デバイスと、
を備える、モータと歯車装置の組合せ。
【請求項１４】
シャフトと歯車装置の組合せであって、
出力インターフェースを有する遊星歯車装置と、
前記歯車装置に挿入されたモータシャフトと、
伝送デバイスと、を備え、
前記伝送デバイスが、前記モータシャフトから前記出力インターフェースへ無線双方向データ伝送するよう構成されると共に、
前記モータシャフトから前記出力インターフェースへの無線エネルギー伝送するよう構成されている、シャフトと歯車装置の組合せ。
【外国語明細書】
2020020469000001.pdf