(57)【要約】【課題】連続的且つ安定した高トルクの出力を提供可能な回転式パワーゲイン装置を提供する。【解決手段】回転式パワーゲイン装置は、基部上において回転するべく駆動装置３によって駆動される少なくとも２つのパワーゲインユニットを含む。パワーゲインユニットのそれぞれのものは、第１角度位置に到達した際には、重力によって下方に回転するべく、駆動装置からアンロックされると共に回転装置に対してロックされ、下向きに交換位置に回転した際には、パワーゲインユニットのその他のものが駆動装置によって第１角度位置に回転し、且つ、第１角度位置の下方に配設された第２角度位置に回転した際には、回転装置からアンロックされると共に駆動装置に対してロックされるように、交番循環モードにおいて制御可能である。パワーゲインユニットの下向きの回転は、パワーゲインユニットの重力潜在エネルギーの回転運動エネルギーへの変換を結果的にもたらす。【選択図】図６
2010156341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部（２）と、
前記基部（２）上に配設された駆動装置（３）と、
前記基部（２）上に回転可能に配設された回転装置（４）と、
第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）であって、前記駆動装置（３）に対してロックされた際に、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものが、前記基部（２）との関係において回転するべく前記駆動装置（３）によって駆動されるように、前記基部（２）上に回転可能に配設され、且つ、前記駆動装置（３）及び前記回転装置（４）上において解放可能にロックされる第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）と、
交番循環モードにおいては常に、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものが、前記駆動装置（３）及び前記回転装置（４）の中の１つのものに対してロックされ、且つ、前記駆動装置（３）及び前記回転装置（４）の中のその他のものからアンロックされ、前記交番循環モードにおいては常に、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の少なくとも１つのものが前記駆動装置（３）に対してロックされ、且つ、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の少なくとも１つのものが前記回転装置（４）に対してロックされ、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものが、前記回転装置（４）に対してロックされた際に、前記第１角度位置から前記第１角度位置の下方に配設された第２角度位置に下向きに回転することができるように、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）は、異なる時点において第１角度位置において前記駆動装置（３）から交互にアンロックされ、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）は、異なる時点において前記第２角度位置において前記駆動装置（３）に対して交互にロックされ、且つ、前記回転装置（４）に対してロックされた前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の１つのものが前記第２角度位置に回転する直前において、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の残りの２つのものの中の１つのものが前記第１角度位置に回転されるように、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の動作を前記交番循環モードにおいて制御する制御装置（８）と、を有するパワーゲイン装置（２００）。
【請求項２】
前記第１角度位置は、前記回転装置（４）の上端部に配設される請求項１記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項３】
前記制御装置（８）は、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の１つのものが前記第２角度位置に到達した際に、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の残りの２つのものの中の１つのものが、その間のバランス状態を維持するべく、前記第２角度位置とは正反対のバランス位置に回転し、且つ、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の前記１つのものが前記回転装置（４）からアンロックされると共に前記駆動装置（３）に対してロックされるように、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の動作を更に制御する請求項１記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項４】
前記制御装置（８）は、前記回転装置（４）に対してロックされた前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の１つのものが、３０°の角度だけ前記第２角度位置から離隔した交換位置に回転した際に、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の残りの２つのものの中の前記１つのものが前記第１角度位置に回転するように、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の動作を更に制御する請求項１記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項５】
前記制御装置（８）は、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの回転速度及び角度を検出し、これにより、信号を送信するべくそれぞれ配設された第１、第２、及び第３検出部材（８２、８３、８４）と、前記信号を受信し、これにより、前記駆動装置（３）を制御して前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の少なくとも１つのものの前記回転速度を調節するべく前記第１、第２、及び第３検出部材（８２、８３、８４）に電気的に接続された制御ユニット（８５）と、を含む請求項１記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項６】
前記検出部材（８２、８３、８４）のそれぞれのものは、コードトランスレータである請求項５記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項７】
前記基部（２）は、旋回シャフト（２２）を含み、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものは、前記旋回シャフト（２２）に回転可能にスリーブ接続されており、且つ、前記駆動装置（３）に対して解放可能にロックされる内部クラッチ（６２）を含む請求項１記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項８】
前記第２パワーゲインユニット（６’）は、前記旋回シャフト（２２）の軸方向に沿って、前記第１及び第３パワーゲインユニット（６、６”）の間に、且つ、これらから離隔して配設され、
前記駆動装置（３）は、前記旋回シャフト（２２）に回転可能にスリーブ接続されると共に前記第１及び第２パワーゲインユニット（６，６’）の間に配設された第１伝達部材（３５）と、前記旋回シャフト（２２）に回転可能にスリーブ接続されると共に前記第２及び第３パワーゲインユニット（６’、６”）の間に配設された第２伝達部材（３６）と、を含み、且つ、
前記制御装置（８）は、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記内部クラッチ（６２）を制御してロック状態と解放状態の間において切り替える制御ユニット（８５）を含み、前記第１及び第２パワーゲインユニット（６、６’）のそれぞれのものの前記内部クラッチ（６２）は、前記ロック状態における際には、前記第１伝達部材（３５）に対してロックされ、且つ、前記解放状態における際には、前記第１伝達部材（３５）からアンロックされ、前記第３パワーゲインユニット（６”）の前記内部クラッチ（６２）は、前記ロック状態における際には、前記第２伝達部材（３６）に対してロックされ、且つ、前記解放状態における際には、前記第２伝達部材（３６）からアンロックされる、請求項７記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項９】
前記第１パワーゲインユニット（６）は、第１ギア（６１５）を含み、且つ、
前記制御装置（８）は、前記旋回シャフト（２２）に固定状態においてスリーブ接続されると共に前記第１ギア（６１５）と前記第１伝達部材（３５）の間に配設された固定リング（８１）と、前記第１パワーゲインユニット（６）の回転速度及び角度を検出するべく前記固定リング（８１）上に配設された第１検出部材（８２）と、を更に含み、前記第１検出部材（８２）には、前記第１ギア（６１５）と噛合する結合ギア（８２１）が提供される、請求項８記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項１０】
前記第１伝達部材（３５）は、前記固定リング（８１）と前記第２パワーゲインユニット（６’）の間に配設され、
前記第２パワーゲインユニット（６’）には、円の形状に配列された複数の第１磁石（６７）が提供され、且つ、
前記パワーゲイン装置（２００）は、前記旋回シャフト（２２）に回転可能にスリーブ接続されると共に前記固定リング（８１）と前記第１伝達部材（３５）の間に配設された回転ディスク（７）を更に有し、前記回転ディスク（７）は、前記第１及び第２磁石（７２）の間に磁気吸着力を生成することによって前記回転ディスク（７）と前記第２パワーゲインユニット（６’）の同時回転を許容するべく、円の形状に配列されると共に前記第２パワーゲインユニット（６’）の前記第１磁石（６７）とそれぞれアライメントされた複数の第２磁石（７２）を含む、請求項９記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項１１】
前記回転ディスク（７）は、第２ギア（７３）を含み、且つ
前記制御装置（８）は、前記第２パワーゲインユニット（６’）の前記回転速度及び角度を検出する第２検出部材（８３）を更に含み、前記第２検出部材（８３）には、前記第２ギア（７３）と噛合する結合ギア（８３１）が提供される、請求項１０記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項１２】
前記回転ディスク（７）は、プラスチックスチール材料から製造され、且つ、前記第１伝達部材（３５）は、ステンレススチールから製造される、請求項１０記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項１３】
前記第３パワーゲインユニット（６”）は、第３ギア（６１６）を含み、且つ、
前記制御装置（８）は、前記第３パワーゲインユニット（６”）の前記回転速度及び角度を検出する第３検出部材（８４）を更に含み、前記第３検出部材（８４）には、前記第３ギア（６１６）と噛合する結合ギア（８４１）が提供される、請求項８記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項１４】
前記駆動装置（３）は、３対のブレーキシュー（３５３、３５４、３６３）を含み、前記それぞれの対のブレーキシュー（３５３、３５４、３６３）は、互いに正反対に位置し、
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記内部クラッチ（６２）は、前記対応する対のブレーキシュー（３５３、３５４、３６３）の周りに配設されたブレーキリング（６２１）と、押圧部材（６２５）であって、前記ブレーキリング（６２１）が前記押圧部材（６２５）によって前記対応する対のブレーキシュー（３５３、３５４、３６３）に押圧される少なくとも１つの係合位置と前記ブレーキリング（６２１）が前記押圧部材（６２５）によって前記対応する対のブレーキシュー（３５３、３５４、３６３）から取り除かれる係合解除位置の間において移動可能である押圧部材（６２５）と、を含む、請求項７記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項１５】
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものは、前記旋回シャフトに回転可能にスリーブ接続されたプレートボディ（６１１）を含み、
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記ブレーキリング（６２１）は、外周表面と、前記外周表面から突出する複数のスライドブロック（６２２）と、を含み、
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記内部クラッチ（６２）は、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の対応するものの前記プレートボディ（６１１）上において前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の前記対応するものの前記スライドブロック（６２２）を移動可能に保持する複数の位置決め部材（６２３）を更に含む、請求項１４記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項１６】
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記内部クラッチ（６２）は、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）中の前記対応するものの前記内部クラッチ（６２）の前記押圧部材（６２５）に接続された第１ギアユニット（６２６）と、前記第１ギアユニット（６２６）を駆動し、これにより、前記対応する対のブレーキシュー（３５３、３５４、３６３）との関係において前記押圧部材（６２５）を移動させる第１モーター（６２７）と、を更に含む、請求項１５記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項１７】
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記内部クラッチ（６２）は、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の前記対応するものの前記プレートボディ（６１１）上に固定状態において配設され、且つ、ねじが切られた孔（６２８）を有するように形成された取り付けフレーム（６２４）を更に含み、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記押圧部材（６２５）は、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の前記対応するものの前記取り付けフレーム（６２４）内の前記ねじが切られた孔（６２８）に係合する外部にねじが切られたセクション（６２９）を具備する、請求項１６記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項１８】
前記回転装置（４）は、包囲壁（４１２）を含み、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものは、ロック状態と解放状態の間において切り替え可能な外部クラッチ（６３）を含み、前記第１及び第２パワーゲインユニット（６、６’）のそれぞれのものの前記外部クラッチ（６３）は、前記ロック状態における際には、前記包囲壁（４１２）に対してロックされ、且つ、前記解放状態における際には、前記包囲壁（４１２）からアンロックされる、請求項８記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項１９】
前記回転装置（４）の前記包囲壁（４１２）は、互いに離隔した３つの環状溝（４１３、４１４、４１５）を有するように形成された内部表面を具備し、且つ、
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記外部クラッチ（６３）は、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）中の対応するものの前記外部クラッチ（６３）が前記解放状態から前記ロック状態に切り替えられた際に前記環状溝（４１３、４１４、４１５）の中の対応するものを定義する壁を押圧するべく互いに離れるように移動可能であり、且つ、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の前記対応するものの前記外部クラッチ（６３）が前記ロック状態から前記解放状態に切り替えられた際に前記環状溝（４１３、４１４、４１５）の中の前記対応するものを定義する前記壁から離れるように互いに向かって移動可能である２つのブレーキ部材（６４０）を含む、請求項１８記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項２０】
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものは、相互の関係において固定された２つの取り付けシート（６３３）を含み、且つ、
前記ブレーキ部材（６４０）のそれぞれのものは、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の対応するものの前記取り付けシート（６３３）の中の対応するものの上部に移動可能に配設されたスライドシート（６４１）と、前記スライドシート（６４１）上に配設され、且つ、前記環状溝（４１３、４１４、４１５）の中の対応するものを定義する前記壁を押圧するべく移動可能であるブレーキプレート（６４２）と、を含む、請求項１９記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項２１】
前記ブレーキ部材（６４０）のそれぞれのものの前記スライドシート（６４１）は、
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の対応するものの前記取り付けシート（６３３）の中の対応するものとの関係において移動可能であるボディ（６４４）と、
前記ボディ（６４４）上に移動可能に配設され、且つ、前記ブレーキプレート（６４２）の中の対応するものを有するように取り付けられたスライドプレート（６４５）と、
を含む、請求項２０記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項２２】
前記ボディ（６４４）は、蟻継ぎ溝（６４４’）を有するように形成され、前記蟻継ぎ溝（６４４’）は、前記環状溝（４１３、４１４、４１５）の中の対応するものを定義する前記壁から既定の方向において徐々に減少する距離だけ離隔する底部壁（６４４’）によって定義され、
前記スライドプレート（６４５）は、厚い第１端（６４６）、前記厚い第１端（６４６）の反対側に位置し、且つ、これよりも薄い薄い第２端（６４７）、及び前記蟻継ぎ溝（６４４’）内において摺動可能に配設された蟻継ぎ舌部（６４５’）と、前記蟻継ぎ舌部（６４５’）に一体で接続され、且つ、前記ボディ（６４４）の外側に配設されたテーパー化されたブレーキ取り付け部分（６４５”）と、を具備し、前記ブレーキ取り付け部分は、前記既定の方向において前記厚い第１端（６４６）から前記薄い第２端（６４７）に向かって徐々に減少する厚さを具備し、
前記ブレーキ部材（６４０）のそれぞれのものは、前記スライドプレート（６４５）を付勢して前記既定の方向において前記ボディ（６４４）との関係において移動させるべく前記ボディ（６４４）と前記スライディングプレート（６４５）の間に接続されたスプリング（６４３）を更に含む、請求項２１記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項２３】
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記取り付けシート（６３３）のそれぞれのものは、ねじが切られた孔（６３８）を有するように形成され、
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものは、プレートボディ（６１１）を含み、且つ、
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記外部クラッチ（６３）は、
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の対応するものの前記プレートボディ（６１１）において回転可能に支持された駆動ロッド（６３１）と、
前記駆動ロッド（６３１）の２つの反対側の端部に個別に且つ固定した状態においてスリーブ接続された２つの第１駆動ギア（６３２）と、
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の前記対応するものの前記プレートボディ（６１１）において回転可能に支持された一端と、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の前記対応するものの前記取り付けシート（６３３）の中の対応するものの内部の前記ねじが切られた孔に係合する外部にねじが切られた部分を具備した他端と、をそれぞれが具備する２つの従動ロッド（６３４）と、
前記駆動ロッド（６３１）の回転を前記従動ロッド（６３４）に伝達し、これにより、それぞれ、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の前記駆動ロッド（６３１）を前記取り付けシート（６３３）との関係において回転及び移動させることができるように、前記従動ロッド（６３４）に対して個別に且つ固定状態においてスリーブ接続され、且つ、前記第１駆動ギア（６３２）とそれぞれ噛合する２つの第２駆動ギア（６３５）と、
前記駆動ロッド（６３１）と、従って、前記従動ロッド（６３４）を回転させるべく前記制御装置（８）によって制御される第２モーター（６４９）と、を更に含む、請求項２０記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項２４】
前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）のそれぞれのものの前記外部クラッチ（６３）は、前記駆動ロッド（６３１）と前記第２モーター（６４９）の間に接続され、且つ、前記駆動ロッド（６３１）を回転させるべく前記第２モーター（６４９）によって駆動される第２ギアユニット（６４８）を更に含む請求項２３記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項２５】
前記旋回シャフト（２２）は、ガイド孔（２２１）を有するように形成され、
前記固定リング（８１）は、スルーホール（８１１）を有するように形成され、且つ、
前記制御ユニット（８５）は、前記第１及び第２検出部材（８２、８３）を前記制御ユニット（８５）に個別に且つ電気的に接続するべく前記ガイド孔（２２１）及び前記スルーホール（８１１）を通じて延長する一対の第１及び第２伝送ライン（８６１、８６２）を更に含む、請求項１１記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項２６】
前記制御装置（８）は、前記第３検出部材（８４）を前記制御ユニット（８５）に電気的に接続する第３伝送ライン（８６３）を更に含む、請求項２５記載のパワーゲイン装置（２００）。
【請求項２７】
パワーゲイン装置（２００）の動作を制御する方法において、
（Ａ）交番循環モードにおいて、前記第１パワーゲインユニット（６）が、前記駆動装置（３）に対してロックされ、且つ、回転装置（４）からアンロックされるように、駆動装置（３）により、第１パワーゲインユニット（６）を第１角度位置に回転させつつ、同時に、前記第２パワーゲインユニット（６’）が、前記駆動装置（３）からアンロックされ、且つ、前記回転装置（４）に対してロックされるように、第２パワーゲインユニット（６’）が重力によって交換位置に下向きに回転することを許容しつつ、且つ、同時に、前記第３パワーゲインユニット（６”）が、前記駆動装置（３）に対してロックされ、且つ、前記回転装置（４）からアンロックされるように、前記第１パワーゲインユニット（６）と共に第３パワーゲインユニット（６”）を一緒に回転させる段階と、
（Ｂ）前記第１パワーゲインユニット（６）が前記第１角度位置から重力によって下向きに回転することを許容するべく、前記第１パワーゲインユニット（６）を前記駆動装置（３）からアンロックし、且つ、前記第１パワーゲインユニット（６）を前記回転装置（４）に対してロックする段階と、
（Ｃ）前記第２パワーゲインユニット（６’）が第２角度位置に到達した際に、前記第３パワーゲインユニット（６”）がバランス位置に回転することにより、前記第２パワーゲインユニット（６’）とアライメントし、これにより、前記第２及び第３パワーゲインユニット（６’、６”）をバランス位置に維持するように、前記駆動装置（３）の駆動モーター（３１）の速度を調節する段階と、
（Ｄ）前記第２ゲインユニット（６’）を前記駆動装置（３）に対してロックし、且つ、前記第２ゲインユニット（６’）を前記回転装置（４）からアンロックする段階と、
（Ｅ）前記第１パワーゲインユニット（６）が前記交換位置に到達する際に前記第３パワーゲインユニット（６”）が前記第１角度位置に回転することを許容するべく、前記第１パワーゲインユニット（６）が前記交換位置に到達する直前において、前記駆動装置（３）の前記駆動モーター（３１）の速度が調節されるように、前記駆動装置（３）により、既定の回転数だけ、前記第２及び第３パワーゲインユニット（６’、６”）のそれぞれのものを回転させる段階と、を有する方法。
【請求項２８】
前記段階（Ｃ）において、前記駆動装置（３）の前記回転速度が前記検出結果に従って調節されるように、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の前記回転速度及び角度を検出する段階を前記段階（Ｃ）の前に更に有する請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記段階（Ａ）において、前記第１角度位置は、１２時３０分の位置であり、且つ、前記交換位置は、５時００分の位置であり、且つ、
前記段階（Ｃ）において、前記第２角度位置は、６時００分の位置であり、且つ、前記バランス位置は、１２時００分の位置である、請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
前記段階（Ｅ）の後に、
（Ｆ）パワーオフモードにおいて、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）の中の任意の２つの隣接するものが１２０°の角度だけ互いに離隔する３つの位置に、それぞれ、前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）が回転することを許容するべく、前記駆動装置（３）の前記駆動モーター（３１）の前記速度を調節する段階、を更に有する請求項２７記載の方法。
【請求項３１】
前記段階（Ｆ）の後に、
（Ｇ）前記第１、第２、及び第３パワーゲインユニット（６、６’、６”）を前記駆動装置（３）及び前記回転装置（４）の両方に対してロックする段階、を更に有する請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記段階（Ｆ）の後に、
（Ｇ）前記駆動装置（３）を停止させる段階、を更に有する請求項３０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーゲイン装置に関し、更に詳しくは、重力潜在エネルギーを回転運動エネルギーに変換する能力を有する回転式パワーゲイン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の加速を促進するべく、自動車のエンジンから高トルクを出力する必要があり、発電所の発電効率を向上させるべく、発電所からも高トルクを出力する必要がある。風力エネルギーを回転運動エネルギーに変換して高トルク出力を提供することは可能であるが、風の状態は不安定である。従って、連続的且つ安定した高トルクを回転装置から出力することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、連続的且つ安定した高トルクの出力を提供可能な回転式パワーゲイン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、パワーゲイン装置が提供され、この装置は、基部と、基部上に配設された駆動装置と、基部上に回転可能に配設された回転装置と、駆動装置に対してロックされた際に、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットのそれぞれのものが基部との関係において回転するべく駆動装置によって駆動されるように、基部上に回転可能に配設され、且つ、駆動装置及び回転装置上において解放可能にロックされる第１、第２、及び第３パワーゲインユニットと、交番循環モード（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｃｙｃｌｉｎｇ  ｍｏｄｅ）においては常に第１、第２、及び第３パワーゲインユニットのそれぞれのものが、駆動装置及び回転装置の中の１つのものに対してロックされ、且つ、駆動装置及び回転装置の中のその他のものからアンロックされ、交番循環モードにおいては常に第１、第２、及び第３パワーゲインユニットの中の少なくとも１つのものが駆動装置に対してロックされ、且つ、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットの中の少なくとも１つのものが回転装置に対してロックされ、回転装置に対してロックされた際に、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットのそれぞれのものが、下向きに第１角度位置から第１角度位置の下方に配設された第２角度位置に回転することができるように、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットが異なる時点において第１角度位置において駆動装置から交互にアンロックされ、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットが異なる時点において第２角度位置において駆動装置に対して交互にロックされ、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットの中の１つのものが第２角度位置に到達した際に、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットの中の残りの２つのものの中の１つのものが、その間のバランス状態を維持するべく、第２角度位置とは正反対のバランス位置に回転し、且つ、回転装置に対してロックされた第１、第２、及び第３パワーゲインユニットの中の１つのものが第２角度位置に回転する直前に、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットの中の残りの２つのものの中の１つのものが第２回転位置に回転するように、交番循環モードにおいて、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットの動作を制御する制御装置と、を有する。
【０００５】
第１、第２、及び第３パワーゲインユニットの中の少なくとも１つものは、交番循環モードにおいては常に回転装置と共に一緒に回転するため、連続的且つ安定したトルク出力を提供可能である。
【０００６】
更には、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットのそれぞれのものが重力によって第１角度位置から下向きに回転する際に、その重力潜在エネルギーを回転運動エネルギーに変換し、これにより、回転装置から高トルク出力を結果的に得ることができる。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、パワーゲイン装置の動作を制御する方法が提供され、この方法は、（Ａ）第１パワーゲインユニットが駆動装置に対してロックされ、且つ、回転装置からアンロックされるように、交番循環モードにおいて、第１パワーゲインユニットを駆動装置によって第１角度位置に回転させつつ、同時に、第２パワーゲインユニットが駆動装置からアンロックされ、且つ、回転装置に対してロックされるように、重力によって第２パワーゲインユニットが下向きに交換位置に回転することを許容しつつ、且つ、同時に、第３パワーゲインユニットが駆動装置に対してロックされ、且つ、回転装置からアンロックされるように、第１パワーゲインユニットと共に第３パワーゲインユニットを一緒に回転させる段階と、（Ｂ）重力によって第１パワーゲインユニットが第１角度位置から下向きに回転することを許容するべく、駆動装置から第１パワーゲインユニットをアンロックし、且つ、第１パワーゲインユニットを回転装置に対してロックする段階と、（Ｃ）第２パワーゲインユニットが第２角度位置に到達した際に、第３パワーゲインユニットがバランス位置に回転し、これにより、第２パワーゲインユニットとアライメントし、この結果、第２及び第３パワーゲインユニットをバランス位置に維持するように、駆動装置の駆動モーターの速度を調節する段階と、（Ｄ）第２ゲインユニットを駆動装置に対してロックし、且つ、第２ゲインユニットを回転装置からアンロックする段階と、（Ｅ）第１パワーゲインユニットが交換位置に到達する際に第３パワーゲインユニットが第１角度位置に回転することを許容するべく駆動装置の駆動モーターの速度が調節されるように、第１パワーゲインユニットが交換位置に到達する直前に、既定の回転数だけ、駆動装置によって第２及び第３パワーゲインユニットのそれぞれのものを回転させる段階と、を有する。
【０００８】
本発明のこれらの及びその他の特徴及び利点については、添付の図面と関連した本発明の好適な実施例に関する以下の詳細な説明を参照することにより、明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による回転式パワーゲイン装置の好適な実施例の組立後の状態の斜視図である。
【図２】異なる角度において観察した好適な実施例の別の組立後の状態の斜視図である。
【図３】わかりやすくするべく基部が除去された状態の好適な実施例の断片分解斜視図である。
【図４】回転装置、第１パワーゲインユニット、制御ユニット、及び回転ディスクを示す好適な実施例の断片分解斜視図である。
【図５】第１伝達部材、第２パワーゲインユニット、第２伝達部材、第３パワーゲインユニット、旋回シャフト、主駆動ギア、主従動ギア、及び駆動モーターを示す好適な実施例の断片分解斜視図である。
【図６】好適な実施例の断面図である。
【図７】３つの検出部材及び制御ユニットを示す好適な実施例の断片断面図である。
【図８】好適な実施例の制御装置の断片斜視図である。
【図９】第２伝達部材の斜視図である。
【図１０】第１パワーゲインユニットと第１伝達部材の間及び第１パワーゲインユニットと回転装置の間における接続関係を示し、且つ、第１パワーゲインユニットの押圧部材が、ブレーキリングが第１ブレーキシューとの同軸関係にあり且つこれから離隔する係合解除位置にある様子を示す好適な実施例の正面図である。
【図１１】第１ギアユニットと押圧部材の間の接続関係を示す好適な実施例の断片正面図である。
【図１２】第１パワーゲインユニットの押圧部材が、ブレーキリングが第１ブレーキシューとは同軸関係になく且つ第１ブレーキシューの下部部分を押圧する第１係合位置にある様子を示す好適な実施例の断片正面図である。
【図１３】第１パワーゲインユニットの押圧部材が、ブレーキリングが第１ブレーキシューとは同軸関係になく且つ第１ブレーキシューの上部部分を押圧する第２係合位置にある様子を示す好適な実施例の断片正面図である。
【図１４】２つのブレーキプレートが、第１環状溝を定義する壁から離隔する様子を示す好適な実施例の断片正面図である。
【図１５】ブレーキプレートの中の１つのものと、ボディと、スライドシートのスライドプレートと、の間における接続関係を示す概略断面図である。
【図１６】図１４に類似した図であるが、２つのブレーキプレートが互いに離れるように移動し、第１環状溝を定義する壁を押圧する様子を示している。
【図１７】第２パワーゲインユニットと第１伝達部材の間及び第２パワーゲインユニットと回転装置の間における接続関係を示す好適な実施例の断片背面図である。
【図１８】第３パワーゲインユニットと第２伝達部材の間及び第３パワーゲインユニットと回転装置の間における接続関係を示す好適な実施例の断片背面図である。
【図１９】図１２に類似した図であるが、第３パワーゲインユニットの押圧部材が、第３パワーゲインユニットのブレーキリングが第３パワーゲインユニットの押圧部材によって移動して下部第３ブレーキシューを押圧する第１係合位置にある様子を示している。
【図２０】図１３に類似した図であるが、第３パワーゲインユニットの押圧部材が、第３パワーゲインユニットのブレーキリングが第３パワーゲインユニットの押圧部材によって移動して上部第３ブレーキシューを押圧する第２係合位置にある様子を示している。
【図２１】固定リング、旋回シャフト、及び第１パワーゲインユニットの間における接続関係を示す好適な実施例の断片斜視図である。
【図２２】回転ディスク、旋回シャフト、及び第１パワーゲインユニットの間における接続関係を示す好適な実施例の断片斜視図である。
【図２３】第１パワーゲインユニット、第１伝達部材、及び回転装置の間における接続関係を示す好適な実施例の断片斜視図である。
【図２４】駆動装置が動作しない際に、第１、第２、及び第３パワーゲインユニットがバランス状態に維持される様子を示す好適な実施例の概略正面図である。
【図２５】好適な実施例の制御フローチャートである。
【図２６Ａ】好適な実施例のパワーオンモードの詳細なフローチャートである。
【図２６Ｂ】好適な実施例の初期ロード回転モードの詳細なフローチャートである。
【図２６Ｃ】好適な実施例の初期ロード回転モードの詳細なフローチャートである。
【図２６Ｄ】好適な実施例の交番循環モードの詳細なフローチャートである。
【図２６Ｅ】好適な実施例の交番循環モードの詳細なフローチャートである。
【図２７】それぞれがロック状態にある第１パワーゲインユニットの内部及び外部クラッチを示す概略図である。
【図２８】それぞれがロック状態にある第２パワーゲインユニットの内部及び外部クラッチを示す概略図である。
【図２９】それぞれがロック状態にある第３パワーゲインユニットの内部及び外部クラッチを示す概略図である。
【図３０】初期ロード回転モードにおけるパワーゲイン装置と、第１角度位置にある第１パワーゲインユニットと、交換位置にある第２パワーゲイン装置と、を示す概略図である。
【図３１】初期ロード回転モードにおけるパワーゲイン装置と、第２角度位置にある第２パワーゲインユニットと、バランス位置にある第３パワーゲインユニットと、を示す概略図である。
【図３２】交番循環モードにおけるパワーゲイン装置と、第１角度位置にある第３パワーゲインユニットと、交換位置にある第１パワーゲインユニットと、を示す概略図である。
【図３３】交番循環モードにおけるパワーゲイン装置と、第２角度位置にある第１パワーゲインユニットと、バランス位置にある第２パワーゲインユニットと、を示す概略図である。
【図３４】交番循環モードにおけるパワーゲイン装置と、第１角度位置にある第２パワーゲインユニットと、交換位置にある第３パワーゲインユニットと、を示す概略図である。
【図３５】好適な実施例のパワーオフモードの詳細なフローチャートである。
【図３６】パワーオフモードにおけるパワーゲイン装置と、第１角度位置における第１パワーゲインユニットと、交換位置における第２パワーゲインユニットと、を示す概略図である。
【図３７】駆動モーターがパワーオフモードにおいて停止した際の第１、第２、及び第３パワーゲインユニットの位置を示す概略図である。
【図３８】第１パワーゲインユニットの押圧部材が、ブレーキリングが第１ブレーキシューとは同軸関係になく且つ第１ブレーキシューの下部部分を押圧する第１係合位置にある様子を示す一実施例の断片正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１、図２、及び図３を参照すれば、本発明による回転式パワーゲイン装置の好適な実施例２００は、パワーをエネルギー生成装置（図示されてはいない）に供給するべく使用される。本実施例においては、エネルギー生成装置は、発電機を使用して例示される。回転式パワーゲイン装置２００は、基部２と、駆動装置３と、回転装置４と、複数のパワーゲインユニットと、回転ディスク７と、制御装置８と、を含む。この実施例においては、パワーゲインユニットは、第１パワーゲインユニット６と、第２パワーゲインユニット６’と、第３パワーゲインユニット６”と、を含む。
【００１１】
図３、図４、図５、図６、及び図９を参照すれば、駆動装置３は、回転装置４の前面に配設される。基部２は、地面などの支持表面（図示されてはいない）上に配設され、且つ、その上端に孔２１１を有するようにそれぞれ形成された一対の前面及び背面支持フレーム２１と、旋回シャフト２２と、を含む。旋回シャフト２２は、前面及び背面支持フレーム２１内のスルーホール２１１を通じて前後方向に延長している。
【００１２】
駆動装置３は、前面支持フレーム２１の上端に配設された駆動モーター３１と、駆動モーター３１の出力シャフトに固定状態においてスリーブ接続された主駆動ギア３３と、旋回シャフト２２に回転可能にスリーブ接続され、且つ、主駆動ギア３３と噛合する主従動ギア３４と、第１伝達部材３５と、第２伝達部材３６と、を含む。この実施例においては、駆動モーター３１は、１．５馬力のサーボモーターである。第１伝達部材３５は、旋回シャフト２２に回転可能にスリーブ接続されたスリーブ３５１と、第１方向に沿ってスリーブ３５１の２つの反対側部からそれぞれ突出する２つのウイング３５２と、ウイング３５２の後端に個別に且つ固定状態において配設され、且つ、互いに正反対に位置する２つの第１ブレーキシュー３５３と、ウイング３５２の前端に個別に且つ固定的に配設され、且つ、互いに正反対に位置する２つの第２ブレーキシュー３５４と、を含む。第２伝達部材３６は、第１伝達部材３５に類似した構造を有し、且つ、旋回シャフト２２に回転可能にスリーブ接続されたスリーブ３６１と、第１方向（Ａ）に対して垂直の第２方向に沿ってスリーブ３６１の２つの反対側部からそれぞれ突出する２つのウイング３６２と、ウイング３６２の前端に個別に且つ固定状態において配設され、且つ、互いに正反対に位置する２つの第３ブレーキシュー３６３と、スリーブ３６１の前端に形成された第１チューブボディ３６４と、スリーブ３６１の後端に形成された第２チューブボディ３６５と、を含む。第１及び第２チューブボディ３６４、３６５は、スリーブ３６１と一体で形成されている。複数のベアリング３２が、旋回シャフト２２と、スリーブ３６１及び第１及び第２チューブボディ３５４及び３６５からなるアセンブリと、の間に配設されている。
【００１３】
第２伝達部材３６の第１チューブボディ３５４は、主従動ギア３４の背面に対して固定状態において接続され、且つ、これと同軸状態にある。第１伝達部材３５のスリーブ３５１は、第２伝達部材３６の第２チューブボディ３６５に対して固定状態において接続され、且つ、これと同軸状態にある。駆動モーター３１が動作した際に、主駆動ギア３３は、主従動ギア３４と、従って、第１及び第２伝達部材３５及び３６を回転させる。この実施例においては、第１伝達部材３５のスリーブ３５１及びウイング３５２は、ステンレススチール又は低い磁気伝導性を具備したその他の金属から製造されている。第２伝達部材３６のスリーブ３６１、ウイング３６２、及び第１及び第２チューブボディ３６４及び３６５は、金属から製造されている。
【００１４】
回転装置４は、パワーを発電機に供給するべく使用され、且つ、旋回シャフト２２上において回転可能にスリーブ接続された回転ホイール４１と、発電機との接続のために配設された外部ギア４２と、を含む。回転ホイール４１は、背面支持フレーム２１の近傍に配設されたホイールボディ４１１と、ホイールボディ４１１の外周から前方に延長する包囲壁４１２と、を具備する。複数のベアリング４３が、ホイールボディ４１１と旋回シャフト２２の間に配設されている。包囲壁４１２は、互いに離隔した第１、第２、及び第３環状溝４１３、４１４、４１５を有するように形成された内部表面を具備する。第２環状溝４１４は、第１環状溝４１３の前に、且つ、第３環状溝４１５の背後に、配設されている。
【００１５】
第２パワーゲインユニット６’は、旋回シャフト２２の軸方向（即ち、前後方向）に沿って第１及び第３パワーゲインユニット６、６”の間に、且つ、これらから離隔して配設される。
【００１６】
図４、図６、図１０、及び図１３を参照すれば、第１パワーゲインユニット６は、駆動装置３の第１伝達部材３５と回転装置４の回転ホイール４１のホイールボディ４１１の間に配設される。第１パワーゲインユニット６は、旋回シャフト２２に回転可能にスリーブ接続された回転可能ボディ６１と、内部クラッチ６２と、外部クラッチ６３と、を含む。複数のベアリング６０１（図６を参照されたい）が回転可能ボディ６１と旋回シャフト２２の間に配設されている。回転可能ボディ６１は、プレートボディ６１１と、プレートボディ６１１の外部端に配設されたカウンタウエイト部分６１２と、カウンタウエイト部分６１２の２つの反対側部にそれぞれ配設された２つのスライドホイール６１３と、を含む。スライドホイール６１３は、回転ホイール４１の第１環状溝４１３内において移動可能に配設される。内部クラッチ６２は、駆動装置３の第１伝達部材３５に対してロックされるか又はこれからアンロックされるべく動作可能であり、且つ、第１伝達部材３５の周りに配設されたブレーキリング６２１と、ブレーキリング６２１の外周表面から突出する複数のスライドブロック６２２と、を含む。スライドブロック６２２は、複数のＵ字形の位置決め部材６２３により、プレートボディ６１１上において移動可能に保持されている。
【００１７】
図１１を更に参照すれば、内部クラッチ６２は、プレートボディ６１１上に固定状態において配設された取り付けフレーム６２４と、押圧部材６２５と、第１ギアユニット６２６と、第１モーター６２７と、を更に含む。取り付けフレーム６２４は、ねじが切られた孔６２８を有するように形成されている。押圧部材６２５は、取り付けフレーム６２４のねじが切られた孔６２８に係合する外部にねじが切られたセクション６２９と、ブレーキリング６２１の保持溝６３０内において固定状態に配設された端部と、を具備する。第１ギアユニット６２６が押圧部材６２５と第１モーター６２７の間に接続されている。第１ギアユニット６２６は、第１モーター６２７の出力シャフトに固定状態においてスリーブ接続された駆動ギア６１７と、取り付けフレーム６２４に旋回可能に配設され、且つ、異なる直径を具備する一対の上部及び下部ギア部分６１８から構成された２段の第１従動ギアと、押圧部材６２５に固定状態においてスリーブ接続された第２従動ギア６１９と、を含む。駆動ギア６１７は、第１従動ギアの上部ギア部分６１８と噛合している。第２従動ギア６１９は、第１従動ギアの下部ギア部分６１８と噛合している。第１モーター６２７は、２方向において駆動ギア６１７を回転させる空圧モーターである。第１モーター６２７が、第２ギアユニット６２６を作動させるべく動作すると、押圧部材６２５の外部にねじが切られたセクション６２９が取り付けフレーム６２４のねじが切られた孔６２８と係合しているため、押圧部材６２５は、図１０に示されている係合解除位置及び図１２及び図１３にそれぞれ示されている一対の第１及び第２係合位置の間において、その長手方向に沿って、取り付けフレーム６２４との関係において移動する。押圧部材６２５が第１又は第２係合位置にある際には、ブレーキリング６２１は、第１ブレーキシュー３５３を押圧するべく、スリーブ３５１との同軸状態にはない。押圧部材６２５が係合解除位置にある際には、ブレーキリング６２１は、第１ブレーキシュー３５３及びスリーブ３５１と同軸状態にあり、且つ、これらから離隔している。従って、内部クラッチ６２は、図１２及び図１３に示されているロック状態と図１０に示されている解放状態の間において切り替え可能である。
【００１８】
図４、図１０、及び図１４を参照すれば、外部クラッチ６３は、回転装置４の回転ホイール４１に対してロックされるか又はこれからアンロックされるべく動作可能である。外部クラッチ６３は、プレートボディ６１１に回転可能に支持された駆動ロッド６３１と、駆動ロッド６３１の２つの反対側の端部に個別に且つ固定状態においてスリーブ接続された２つの第１駆動ギア６３２と、プレートボディ６１１の２つの反対側部に個別に且つ固定状態において配設された２つの取り付けシート６３３と、取り付けシート６３３を通じて個別に且つ回転可能に延長する２つの従動ロッド６３４と、従動ロッド６３４に個別に且つ固定状態においてスリーブ接続された２つの第２駆動ギア６３５と、を含む。取り付けシート６３３のそれぞれのものは、プレートボディ６１１上に固定状態において配設された第１シートボディ６３６と、第１シートボディ６３６に固定状態において配設され、且つ、対応する従動ロッド６３４がそれを通じて延長することを許容するねじが切られた孔６４８を有するように形成された第２シートボディ６３７と、を含む。従動ロッド６３４のそれぞれのものは、プレートボディ６１１において回転可能に支持された一端と、対応する取り付けシート６３３のねじが切られた孔６３８に係合する外部にねじが切られた部分６３９を具備する他端と、を具備する。第２駆動ギア６３５のそれぞれのものは、駆動ロッド６３１の回転を従動ロッド６３４に伝達し、これにより、取り付けシート６３３の第２シートボディ６３７との関係において駆動ロッド６３４を回転及び移動させることができるように、第１駆動ギア６３２の個々のものと噛合している。
【００１９】
外部クラッチ６３は、取り付けシート６３３の第２シートボディ６３６に個別に配設された２つのブレーキ部材６４０を更に含む。ブレーキ部材６４０のそれぞれのものは、対応する第１シートボディ６３６に移動可能に接続されたスライドシート６４１と、スライドシート６４１に配設されたブレーキプレート６４２と、スプリング６４３と、を含む。図１５を更に参照すれば、スライドシート６４１のそれぞれのものは、対応する従動ロッド６３４に対して固定状態において接続され（即ち、対応する第１シートボディ６３６上に移動可能に配設され）、且つ、蟻継ぎ溝６４４’を有するように形成されたボディ６４４と、対応するブレーキプレート６４２と共に取り付けられ、且つ、蟻継ぎ溝６４４’内において摺動可能に配設された蟻継ぎ舌部６４５’を具備するスライドプレート６４５’と、含む。ブレーキプレート６４２は、第１環状溝４１３を定義する壁を押圧するべく移動可能である。蟻継ぎ溝６４４’のそれぞれのものは、底部壁６４４”によって定義されており（図１５を参照されたい）、これは、反時計回りの方向において徐々に減少する距離だけ、第１環状溝４１３を定義する壁から離隔している。スライドプレート６４５のそれぞれのものは、テーパー化されており、且つ、厚い第１端６４６と、第１端６４６の反対側の薄い第２端６４７と、を具備する。スプリング６４３のそれぞれのものは、コイルスプリングであり、且つ、スライドプレート６４５と、対応するスライドシート６４１のボディ６４４の間に接続されている。具体的には、図１４を参照すれば、この実施例においては、スライドプレート６４５のそれぞれのものは、蟻継ぎ舌部６４５’に対して一体で接続され、ボディ６４４の外側に配設され、且つ、反時計回りの方向において厚い第１端６４６から薄い第２端６４７に向かって徐々に減少する厚さを具備したテーパー化されたブレーキ取り付け部分６４５”を更に具備する。即ち、スライドプレート６４５のそれぞれのものの厚さは、均一ではない。スライドプレート６４５のそれぞれのものの第１及び第２端６４６、６４７の厚さの差は、２ｍｍ未満である。従って、スプリング６４３のそれぞれのものは、対応するボディ６４４との関係において反時計回りの方向において移動させるべく、対応するスライディングプレート６４５を付勢しており、この結果、左スプリング６４３は、引張りスプリングとして機能し、且つ、右スプリング６４３は、圧縮スプリングとして機能する。
【００２０】
外部クラッチ６３は、図１０に示されているように、第２ギアユニット６４８と、第２モーター６４９と、を更に含む。第２ギアユニット６４８は、駆動ロッド６３１と第２モーター６４９の間に接続されている。第２モーター６４９は、空圧モーターであり、且つ、駆動ロッド６３１、第１駆動ギア６３２、第２駆動ギア６３５、及び従動ロッド６３４を２方向において回転させ、これにより、従動ロッド６３４を互いに近づくように又は互いに離れるように移動させるために、第２ギアユニット６４８を作動させるべく動作可能である。従って、ブレーキ部材６４０のそれぞれのものは、対応するブレーキプレート６４２が、第１環状溝４１３を定義する壁を押圧する図１６に示されているブレーキ位置と、対応するブレーキプレート６４２が、第１環状溝４１３を定義する壁から取り除かれる図１４に示されている非ブレーキ位置の間において移動可能である。従って、外部クラッチ６３は、図１６に示されているロック状態と図１４に示されている解放状態の間において切り替え可能である。
【００２１】
回転装置４の回転ホイール４１が時計回りに回転し、且つ、外部クラッチ６３がロック状態に切り替えられた際には、スライドシート６４１のボディ６４４は、互いに離れるように移動し、ブレーキプレート６４２と、第１環状溝４１３を定義する壁の間における摩擦接触を許容する。この時点においては、スライドプレート６４５の非均一な厚さ設計及びスプリング６４３の存在に起因し、ブレーキプレート６４２は、第１環状溝４１３を定義する壁を押圧するべく付勢される。従って、第２モーター６４９の出力を低減可能である。回転ホイール４１を反時計回りに回転させる場合には、スライドプレート６４５のそれぞれのものの厚さは、時計回りの方向において徐々に減少しなければならないことに留意されたい。ブレーキプレート６４２が、第１環状溝４１３を定義する壁から取り除かれる際には、ブレーキプレート６４２及びスライドプレート６４５のそれぞれのものは、図１４に示されている位置に復帰するべく、スプリング６４３によって付勢される。
【００２２】
ブレーキ部材６４０のブレーキプレート６４２の損耗の程度又は速度が異なる可能性があることに留意されたい。この状態が発生すると、ブレーキプレート６４２の中の１つのものが、対応するブレーキ部材６４０がブレーキ位置に移動するように、第１環状溝４１３を定義する壁との接触状態となった際に、ブレーキプレート６４２のその他のものが、第１環状溝を定義する壁から離隔することになる。この問題を解決するべく、本実施例においては、図１４に示されているように、２つのトーションスプリング６５０が、駆動ロッド６３１にスリーブ接続され、且つ、２つの位置決めプレート６５１が駆動ロッド６３１に対して固定されている。トーションスプリング６５０のそれぞれのものは、対応する位置決めプレート６５１及び対応する第１駆動ギア６３２に対してそれぞれ固定された２つの端部を具備する。従って、左ブレーキプレート６４２が、右トーションスプリング６５０の存在に起因して、第１環状溝４１３を定義する壁との接触状態となった場合には、右側の第１駆動ギア６３２は、駆動ロッド６３１を中心として回転し、右ブレーキプレート６４２を、第１環状溝４１３を定義する壁に対して押圧可能である。
【００２３】
第１パワーゲインユニット６は、プレートボディ６１１上に且つ第１モーター６２７に隣接して配設された空気リザーバ６５（図１０を参照されたい）と、空気を空気リザーバ６５内に供給するべく空気リザーバ６５と連通状態にある空気ポンプ６６と、を更に含む。第１電磁弁６２０が、空気リザーバ６５と第１モーター６２７の間に配設されており、この電磁弁は、第１モーター６２７の出力シャフトの２方向における回転を制御するために、空気リザーバ６５から第１モーター６２７内への空気の流れを許容又は中断させるべく動作可能である。第２電磁弁６５２が、空気リザーバ６５と第２モーター６４９の間に配設されており、この電磁弁は、第２モーター６４９の出力シャフトの２方向における回転を制御するために、空気リザーバ６５から第２モーター６４９内への空気の流れを許容又は中断するべく動作可能である。
【００２４】
第２パワーゲインユニット６’は、図３に示されているように、第１及び第２伝達部材３５、３６の間に配設されている。図５、図６、図１０、及び図１７を参照すれば、第２パワーゲインユニット６’は、以下の点を除いて、第１パワーゲインユニット６とその構造が類似している。第２パワーゲインユニット６’の回転可能ボディ６１は、複数のベアリング６０２（図６を参照されたい）がその間に配設されるように、第２伝達部材３６の第２チューブボディ３６５上に回転可能にスリーブ接続されている。第２パワーゲインユニット６’の回転可能ボディ６１のスライドホイール６１３は、回転ホイール４１の第２環状溝４１４内において移動可能に配設される。第２パワーゲインユニット６’の回転可能ボディ６１には、円の形状に配置された複数の第１磁石６７が提供されている。第２パワーゲインユニット６’の内部クラッチ６２のブレーキリング６２１は、第１伝達部材３５の第２ブレーキシュー３５４を押圧するか又はこれから離れるように、第２パワーゲインユニット６’の押圧部材６２５によって押圧可能である。第２パワーゲインユニット６’の外部クラッチ６３のブレーキプレート６４２は、第２環状溝４１４を定義する壁を押圧するか又はこれから離れるように動作させることができる。
【００２５】
第３パワーゲインユニット６”は、図３に示されているように、第２伝達部材３６と主駆動ギア３３の間に配設される。図５、図６、図１０、及び図１８を参照すれば、第３パワーゲインユニット６”は、以下の点を除いて、第１パワーゲインユニット６と構造が類似している。第２パワーゲインユニット６’の回転可能ボディ６１は、複数のベアリング６０３がその間に配設されるように、第２伝達部材３６の第１チューブボディ３６４上に回転可能にスリーブ接続されている。第３パワーゲインユニット６”の回転可能ボディ６１のスライドホイール６１３は、回転ホイール４１の第３環状溝４１５内において移動可能に配設される。第３パワーゲインユニット６”の内部クラッチ６２のブレーキリング６２１は、図１９に示されている第１係合位置及び図２０に示されている第２係合位置に第３パワーゲインユニット６”の押圧部材６２５によって移動可能である。第１係合位置においては、ブレーキング６２１は、下部第３ブレーキシュー３６３を押圧する。第２係合位置においては、ブレーキリング６２１は、上部第３ブレーキシュー３６３を押圧する。第３パワーゲインユニット６”の外部クラッチ６３のブレーキプレート６４２は、第３環状溝４１５を定義する壁を押圧するか又はこれから離れるように動作させることができる。
【００２６】
図３、図４、及び図５を参照すれば、回転ディスク７は、旋回シャフト２２上に回転可能にスリーブ接続されたディスクボディ７１と、ディスクボディ７１上に配設され、且つ、円の形状に配置された複数の第２磁石７２と、を含む。第２磁石７２は、第１及び第２磁石６７、７２の間に磁気吸着力を生成し、これにより、第２パワーゲインユニット６’と回転ディスク７の同時回転を許容するべく、第２パワーゲインユニット６’の第１磁石６７とそれぞれアライメントされている。この実施例においては、回転ディスク７のディスクボディ７１は、プラスチックスチール材料から製造される。或いは、この代わりに、ディスクボディ７１は、任意のその他の適切な軽量金属から製造することも可能である。
【００２７】
図７及び図８を更に参照すれば、制御装置８は、旋回シャフト２２上において固定状態においてスリーブ接続され、且つ、第１パワーゲインユニット６のプレートボディ６１１の前面表面上において第１伝達部材３４と第１ギア６１５の間に配設された固定リング８１と、固定リング８１上に配設された第１検出部材８２と、固定リング８１上に配設された第２検出部材８３と、前面支持フレーム２１上に配設された第３検出部材８４と、制御ユニット８５と、を含む。第１、第２、及び第３検出部材８２、８３、８４のそれぞれのものは、コードトランスレータであり、且つ、結合ギア８２１、８３１、８４１が提供されている。第１伝達部材３５は、固定リング９１と第２パワーゲインユニット６’の間に配設される。ディスク７は、固定リング８１と第１伝達部材３５の間に配設される。第１検出部材８２の結合ギア８２１は、第１ギア６１５と噛合する。第２検出部材８３の結合ギア８３１は、回転ディスク７のディスクボディ７１の背面表面上の第２ギア７３と噛合する。第３検出部材８４の結合ギア８４１は、第３パワーゲインユニット６”のプレートボディ６１１の前面表面上の第３ギア６１６と噛合する。第１、第２、第３検出部材８２、８３、８４は、それぞれ、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の回転速度及び角度を検出し、且つ、それぞれ、第１、第２、及び第３伝送ライン８６１、８６２、８６３を介して位置信号を制御ユニット８５に送信するべく使用される。第１及び第２伝送ライン８６１、８６２は、旋回シャフト２２内のガイド孔２２１及び固定リング８２内のスルーホール８１１を通じて延長している。第１伝送ライン９６１は、第１検出部材８２を制御ユニット８５に電気的に接続している。第２伝送ライン８６２は、第２検出部材８３を制御ユニット８５に電気的に接続している。制御ユニット８５は、コンピュータであり、且つ、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の回転速度を制御するべく、受信した位置信号に従って駆動モーター３１の速度を調節可能である。
【００２８】
図５、図７、図８、及び図９を参照すれば、制御装置８は、固定リング８１上に配設された第１導電性端子ユニット８６（図３を参照されたい）と、第２伝達部材３６のスリーブ３６１上に配設された第２導電性端子ユニット８７（図７を参照されたい）と、一対の第３及び第４導電性端子ユニット８８、８９（図７を参照されたい）と、を更に含む。第１導電性端子ユニット８６は、第１導電性ワイヤ８６４によって制御ユニット８５に電気的に接続され、このワイヤは、旋回シャフト２２内のガイド孔２２１及び固定リング８１内のスルーホール８１１を通じて延長している。第１導電性端子ユニット８６は、第１パワーゲインユニット６のプレートボディ６１１の前面表面上に配設されたカーボンブラシ６１４との接触状態にある。従って、第１導電性端子ユニット８６により、制御ユニット８５から第１パワーゲインユニット６のカーボンブラシ６１４に対して電気を伝達可能である。第２導電性端子ユニット８７は、第２伝達部材３６内のスルーホール３６６（図９を参照されたい）を通じて延長する第２導電性ワイヤ８６５により、第２伝達部材３６の第１チューブボディ３６４上に配設された導電性カーボンブラシ３７に対して電気的に接続されている。第２導電性端子ユニット８７は、第２パワーゲインユニット６’のプレートボディ６１１の前面表面上に配設されたカーボンブラシ６１４との接触状態にある。第３導電性端子ユニット８８は、導電性カーボンブラシ３７との接触状態にある。導電性カーボンブラシ３７は、第３導電性ワイヤ８６６により、制御ユニット８５に対して電気的に接続されている。従って、導電性カーボンブラシ３７及び第２導電性端子ユニット８７を介して、制御ユニット８５から第２パワーゲインユニット６’のカーボンブラシ６１４に対して電気を伝達可能である。第４端子ユニット８９は、第４導電性ワイヤ８６７により、制御ユニット８５に電気的に接続され、且つ、第３パワーゲインユニット６”のプレートボディ６１１の前面表面上に配設されたカーボンブラシ６１４との接触状態にある。従って、制御ユニット８５から第３パワーゲインユニット６”のカーボンブラシ６１４に電気を伝達可能である。
【００２９】
第１、第２、及び第４導電性端子ユニット８６、８７、８９が第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”のカーボンブラシ６１４との接触状態にあるため、導電性ワイヤ（図示されてはいない）により、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”のカーボンブラシ６１４からエアポンプ６６（図１０、図１７、及び図１８を参照されたい）及び第１及び第２電磁弁６２０、６２５（図１０、図１７、及び図１８を参照されたい）に電気を伝達可能である。従って、制御ユニット８５は、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の内部及び外部クラッチ６２、６３の動作を制御可能である。
【００３０】
図３、図２１、図２２、及び図２３を参照すれば、回転式パワーゲイン装置２００を組み立てる際には、まず、第１パワーゲインユニット６を旋回シャフト２２に取り付ける。次に、固定リング８１、回転ディスク７、第１伝達部材３５、第２パワーゲインユニット６’、第２伝達部材３６、及び第３パワーゲインユニット６”を旋回シャフト２２に取り付ける。この実施例においては、第２パワーゲインユニット６’が第２検出部材８３の結合ギア８３１に直接接触することができないように、固定リング８１上に配設された第２検出部材８３と第２パワーゲインユニット６’の間に第１伝達部材３５を配置している。第２検出部材８３が第２パワーゲインユニット６’の回転速度及び角度を検出することができるようにするべく、第１及び第２磁石６７、７２の間に生成された磁気吸着力に起因して第２パワーゲインユニット６’と共に一緒に回転するように回転ディスク７が提供されており、且つ、第２検出部材８３の結合ギア８３１が回転ディスク７の第２ギア７３と噛合している。第１伝達部材３５のスリーブ３５１及びウイング３５２は、磁気伝導性が小さいステンレススチールから製造されている。前述のように、回転ディスク７のディスクボディ７１が軽量のプラスチックスチール材料から製造されているため、第２パワーゲインユニット６’と回転ディスク７の同時回転に要する磁気吸着力を大幅に低減可能である。
【００３１】
以下、回転式パワーゲイン装置２００の動作について説明することとする。
【００３２】
図２４、図２５、及び図２６Ａを参照すれば、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”のそれぞれのものは、その回転可能ボディ６１のカウンタウエイト部分６１２の中心及び旋回シャフト２２の中心を通って半径方向に延長する中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を具備する。
【００３３】
パワーオンモード９１においては、段階９１１において、回転式パワーゲイン装置２００を動作させない際には、図２７、図２８、及び図２９に示されているように、第１及び第２パワーゲインユニット６、６’の内部クラッチ６２は、第１伝達部材３５に対してロックされ、第３パワーゲインユニット６”の内部クラッチ６２は、第２伝達部材３６に対してロックされ、且つ、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の外部クラッチ６３は、それぞれ、第１、第２、及び第３環状溝４１３、４１４、４１５内においてそれぞれロックされる。この状態においては、第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”の任意の隣接するペアは、１２０°の角度だけ、互いに離隔している。即ち、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の任意の隣接するペアは、図２４に示されているように、１２０°の角度だけ、互いに離隔している。従って、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”は、バランス状態にある。以下においては、説明の便宜のために、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の位置は、それぞれ、中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の位置によって表すこととする。
【００３４】
段階９１２において、回転式パワーゲイン装置２００の動作を開始するべく、回転式パワーゲイン装置２００をオン状態に切り替える。この結果、段階９１３において、駆動モーター３１は、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”及び回転装置４を３．５〜５．５ｒｐｍの範囲の既定の速度において時計周りに回転させる。この実施例においては、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”及び回転装置４は、３．５ｒｐｍの速度において回転している。
【００３５】
段階９１４において、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”が既定の期間にわたってそれぞれの開始位置から回転したことが第１、第２、及び第３検出部材８２、８３、８４によって検出された際に、回転式パワーゲイン装置２００は、初期ロード回転モード９２に自動的に切り替えられる。この実施例においては、既定の期間は、３０秒である。或いは、この代わりに、手動操作により、パワーオンモード９１を初期ロード回転モード９２に切り替えることも可能である。
【００３６】
初期ロード回転モード９２においては常に第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中の２つのものが、回転装置４に対してロックされると共に駆動装置３からアンロックされ、且つ、第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中の残りの１つが、駆動装置３に対してロックされると共に回転装置４からアンロックされる。説明の便宜のために、この第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中の２つのものを第１及び第２パワーゲイン６、６’によって例示することとする。図７、図２６Ａ、及び図３０を参照すれば、段階９２１において、第１検出部材８２は、第１パワーゲインユニット６の中心線（Ｌ１）が時計回りに第１角度位置に回転したことを検出した際に、位置信号を制御ユニット８５に対して送信する。従って、段階９２２は、制御ユニット８５の制御下において実行され、且つ、第１及び第２パワーゲインユニット６、６’の内部クラッチ６２を第１伝達部材３５（図１０を参照されたい）からアンロックする段階と、同時に、第３環状溝４１５を定義する回転ホイール４１の壁から第３パワーゲインユニット６”の外部クラッチ６３をアンロックする段階と、を含む。第１及び第２パワーゲインユニット６、６’は、３０秒にわたって慣性力に晒されているため、第１及び第２パワーゲインユニット６、６’の内部クラッチ６２が第１伝達部材３５からアンロックされた後に、第１及び第２パワーゲインユニット６、６’は、それらが依然として回転装置に対してロックされているという事実に起因し、重力により、回転装置４を回転させることができる。従って、得られたパワーを回転装置４から発電機に対して伝達可能である。第１角度位置からの第１及び第２パワーゲインユニット６、６’の中心線（Ｌ１、Ｌ２）の下向きの回転の際には、第１及び第２パワーゲインユニット６、６’の回転速度は、約１ｒｐｍに低減される。この実施例においては、第１角度位置は、１２時３０分の位置、即ち、回転装置４の上端におけるものであるが、これに限定されるものではない。第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”のそれぞれのものが、その重力によって下向きに回転する傾向を具備することを許容する任意の角度位置が、第１角度位置として機能可能である。
【００３７】
第１パワーゲインユニット６の中心線（Ｌ１）が第１角度位置（即ち、１２時３０分の位置）にある際には、第２パワーゲインユニット６’の中心線（Ｌ２）は、交換位置にあり、且つ、第３パワーゲインユニット６”の中心線（Ｌ３）は、８時３０分の位置にある。好ましくは、第２及び第３パワーゲインユニット６’、６”の中心線（Ｌ２、Ｌ３）のそれぞれのものの交換位置は、４時３０分の位置と５時００分の位置の間に配置される。パワーオンモードにおいては、第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心位置（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のそれぞれのものの交換位置は、４時３０分の位置である。
【００３８】
図２６Ｂ及び図３１を更に参照すれば、段階９２３において、第１、第２、及び第３検出部材８２、８３、８４は、第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”の回転速度及び角度を検出し、これにより、対応する位置信号を制御ユニット８５に送信する。従って、制御ユニット８５は、駆動モーター３１の速度を調節し、第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”のそれぞれのものの内部及び外部クラッチ６２、６３のロック状態と解放状態の間における切り替えに対する制御ユニット８５の後続の制御を円滑に実行する。
【００３９】
段階９２４において、具体的に図３１を参照すれば、第３パワーゲインユニット６”の中心線（Ｌ３）がバランス位置に回転した際に、第２パワーゲインユニット６’の中心（Ｌ２）は、第２及び第３パワーゲインユニット６’、６”の間のバランス状態を維持するべく、第２角度位置に移動し、第３パワーゲインユニット６”の中心線（Ｌ３）とアライメントする。好ましくは、バランス位置は、１１時３０分の位置と１２時００分の位置の間に配置され、且つ、第２角度位置は、５時００分の位置と６時００分の位置の間に配置される。この実施例においては、バランス位置は、１１時３０分の位置であり、且つ、第２角度位置は、５時３０分の位置である。段階９２５において、第２パワーゲインユニット６’の中央ライン（Ｌ２）が第２角度位置に回転した際に、制御ユニット８５は、駆動装置３及び回転装置４との関係における第１及び第３パワーゲインユニット６、６”の状態が変化することなしに留まっている間に、第２パワーゲインユニット６’の内部クラッチ６２を第１伝達部材３５に対してロックし、且つ、第２パワーゲインユニット６’の外部クラッチ６３を、第２環状溝４１４を定義する回転ホイール４１の壁からアンロックする。この後に、第２及び第３パワーゲインユニット６’、６”のそれぞれのものは、大きな慣性力を供給するための既定の回転数だけ回転するように制御される。
【００４０】
図２６Ｂ、図２６Ｃ、図３２、及び図３３を更に参照すれば、段階９２６において、第１パワーゲインユニット６の中心線（Ｌ１）が交換位置に回転する直前に、第１検出部材８２は、位置信号を制御ユニット８５に対して送信する。初期ロード回転モードにおいては、第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のそれぞれのものの交換位置は、５時００分の位置であり、これは、パワーオンモードにおけるものとは異なる。第１角度位置と第２及び第３パワーゲインユニット６’、６”の中心線（Ｌ２、Ｌ３）のそれぞれのものの間の角度インターバルは、第２及び第３検出部材８３、８４の動作を通じて実現可能である。制御ユニット８５は、角度インターバルに従って駆動モーター３１の速度を調節し、且つ、回転式パワーゲイン装置２００を交番循環モードに切り替える。
【００４１】
交番循環モード９３においては、段階９３１において、具体的に図３２を参照すれば、第１パワーゲインユニット６の中心線（Ｌ１）が交換位置（即ち、５時００分の位置）に到達した際に、第３パワーゲインユニット６”の中心線（Ｌ３）は、第１角度位置（即ち、１２時３０分の位置）に移動する。段階９３２において、制御ユニット８５は、駆動装置３及び回転装置４との関係における第１及び第２パワーゲインユニット６、６’の状態が変化することなしに留まっている間に、第３パワーゲインユニット６”の内部クラッチ６２を第２伝達部材３６からアンロックし、且つ、第３パワーゲインユニット６”の外部クラッチ６３を、第３環状溝４１５を定義する壁に対してロックする。従って、第３パワーゲインユニット６”は、第３パワーゲインユニット６”の中心線（Ｌ３）が第２角度位置に到達する時点まで、回転装置４と共に一緒に回転する。この結果、回転装置４と第３パワーゲインユニット６”の同時回転に起因し、パワーを出力可能である。前述のように、第１パワーゲインユニット６の中心線（Ｌ１）が交換位置（即ち、５時００分の位置）に到達した際に、第３パワーゲインユニット６”の内部クラッチ６２をロック状態から解放状態に変更し、且つ、第３パワーゲインユニット６”の外部クラッチ６３を解放状態からロック状態に変更するべく、第３パワーゲインユニット６”の中心線（Ｌ３）は、第１角度位置に移動する。即ち、第３パワーゲインユニット６”の内部及び外部クラッチ６２、６３の状態が交換されることになる。交番循環モード９３においては、交換位置は、５時００分の位置であり、第２角度位置は、６時００分の位置であり、且つ、バランス位置は、１２時００分の位置である。従って、交換位置は、３０°だけ、第２角度位置から離隔している。
【００４２】
段階９３３において、第１、第２、及び第３検出部材８２、８３、８４は、第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”の回転速度及び角度を検出し、これにより、対応する位置信号を制御ユニット８５に対して送信する。従って、制御ユニット８５は、駆動モーター３１の速度を調節し、ロック状態と解放状態の間における第１パワーゲインユニット６の内部及び外部クラッチ６２、６３の切り替えに対する制御ユニット８５の後続の制御を円滑に実行する。
【００４３】
段階９３４において、具体的に図３３を参照すれば、第２パワーゲインユニット６’の中心線（Ｌ２）がバランス位置（即ち、１２時００分の位置）に到達した際に、第１パワーゲインユニット６の中心線（Ｌ１）は、第２角度位置（６時００分の位置）に回転することにより、第２パワーゲインユニット６’の中心線（Ｌ２）とアライメントし、従って、第１及び第２パワーゲインユニット６、６’の間のバランスが結果的にもたらされる。この時点において、制御ユニット８５は、駆動装置３及び回転装置４との関係における第２及び第３パワーゲインユニット６’，６”の状態が変化することなしに留まっている間に、第１パワーゲインユニット６の内部クラッチ６２を第１伝達部材３５に対してロックし、且つ、第１パワーゲインユニット６の外部クラッチ６３を、第１環状溝４１３を定義する壁からアンロックする（段階９３５）。この後に、第１及び第２パワーゲインユニット６、６’は、大きな慣性力を供給するための既定の回転数だけ回転するべく制御される（９３６）。
【００４４】
図２６Ｄ及び図３４を参照すれば、段階９３７において、第３パワーゲインユニット６”の中心線（Ｌ３）が交換位置（即ち、５時００分の位置）に到達した際に、第２パワーゲインユニット６’の中心線（Ｌ２）は、第１角度位置（即ち、１２時３０分の位置）に回転する。この時点において、制御ユニット８５は、駆動装置３及び回転装置４との関係における第１及び第３パワーゲインユニット６、６”の状態が変化することなしに留まっている間に、第２パワーゲインユニット６’の内部クラッチ６２を第１伝達部材３５からアンロックし、且つ、第２パワーゲインユニット６’の外部クラッチ６３を、第２環状溝４１４を定義する壁に対してロックする（９３８）。従って、第２パワーゲインユニット６’は、第２パワーゲインユニット６’の中心線（Ｌ２）が第２角度位置に到達する時点まで、回転装置４と共に一緒に回転する。この結果、回転装置４と第２パワーゲインユニット６”の同時回転に起因し、パワーを出力可能である。
【００４５】
段階９３９において、第１、第２、及び第３検出部材８２、８３、８４は、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の回転速度及び角度を検出し、これにより、対応する位置信号を制御ユニット８５に対して送信する。従って、制御ユニット８５は、駆動モーター３１の速度を調節し、ロック状態と解放状態の間における第１パワーゲインユニット６の内部及び外部クラッチ６２、６３の切り替えに対する制御ユニット８５の後続の制御を円滑に実行する。
【００４６】
従って、交番循環モード９３においては常に第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６２のそれぞれのものは、駆動装置３及び回転装置４の中の１つのものに対してロックされ、且つ、駆動装置３及び回転装置４の中の他方のものからアンロックされる。又、交番循環モードにおいては常に第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６，６’、６”の中の少なくとも１つのものは、駆動装置４に対してロックされ、且つ、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６，６’、６”の中の少なくとも１つのものは、回転装置４に対してロックされ、これにより、高トルクが回転装置４から継続的に出力されることを許容する。
【００４７】
第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中の対応するものが駆動装置３からアンロックされるように、第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の中の１つのものが交換位置にある際には、第１、第２、第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の中の残りの２つのものの中の１つのものが、図３０、図３２、図３４に示されているように、第１角度位置にあり、且つ、駆動装置３からアンロックされ、これにより、交番循環モード９３における回転装置４の継続的な回転が許容される。第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の中の１つのものが交換位置から第２角度位置に回転した際に、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の中の残りの２つのものの中の１つのものは、バランス位置に回転し、これにより、図３１及び図３３に示されているように、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の中の１つのものとアライメントする。この後に、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の中のその１つのものと、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の中の残りの２つのものの中のその１つのものは、バランス状態において駆動装置３によって既定の回転数だけ回転し、これにより、回転式パワーゲイン装置２００の運用寿命が増大する。
【００４８】
従って、既定の回転数だけ回転させ、これにより、慣性力を供給するべく、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”のそれぞれのものを駆動装置３によって駆動可能である。更には、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のそれぞれのものが第１角度位置から第２角度位置に回転装置４と共に一緒に回転した際に、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中の対応するものの重力潜在エネルギーを運動エネルギーに変換可能であり、この運動エネルギーは、慣性力と協働して回転装置４の回転を駆動する。この結果、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中の対応するのものと回転装置４の同時回転の際に、パワー出力を得ることができる。
【００４９】
図２５、図３５、及び図３６を参照すれば、パワーオフモード９４においては、段階９４１において、回転式パワーゲイン装置２００がオフ状態に切り替えられた際に、パワーオフ信号が制御ユニット８５に対して伝達される。この後に、段階９４２において、駆動装置３からアンロックされた第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中の１つのもの（これは、第２パワーゲインユニット６’を使用して例示される）の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が検知位置（即ち、３時３０分の位置）に回転したことを検出した際に、第２検出部材８３は、位置信号を制御ユニット８５に対して送信する。従って、制御ユニット８５は、段階９４３において、図３０に示されているように、第２パワーゲインユニット６’の中心線（Ｌ２）が交換位置（即ち、４時３０分の位置）に到達した際に、第１パワーゲインユニット６の中心線（Ｌ１）が第１角度位置（即ち、１２時３０分の位置）に回転し、且つ、第３パワーゲインユニット６”の中心線（Ｌ３）が８時３０分の位置に回転するように、駆動モーター３１の速度を調節する。段階９４４において、第３パワーゲインユニット６”の中心線（Ｌ３）が８時３０分の位置に到達したことを検出した際に、第３検出部材８４は、位置信号を制御ユニット８５に送信する。従って、段階９４５において、制御ユニット８５は、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”のそれぞれのものが駆動装置３及び回転装置４の両方に対してロックされ、これにより、駆動装置３及び回転装置４と第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の同時回転を許容するように、第１及び第２パワーゲインユニット６、６’を駆動装置３に対してロックし、且つ、第３パワーゲインユニット６”を回転装置４に対してロックする。段階９４６において、図３７に示されているように、回転装置４が４５°の角度だけ回転し、第１、第２、及び第３パワーゲインユニット６、６’、６”の中心線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）をそれぞれ２時００分、６時００分、及び１０時００分の位置に移動させた際に、駆動モーター３１は停止される（段階９４７）。
【００５０】
パワーゲインユニット６、６’、６”の数は変更可能であるという点に留意されたい。但し、パワーゲインユニット６、６’、６”の数を減少させた際には、回転式パワーゲイン装置２００の効率が低下し、且つ、パワーゲインユニット６、６’、６”の数を増大させた際には、回転式パワーゲイン装置２００の設計が複雑になる。
【００５１】
例えば、回転式パワーゲイン装置２００が２つのパワーゲインユニットのみを包含することも可能である。この場合には、交番循環モードにおいて、２つのパワーゲインユニットの中の１つのものが交換位置から第２角度位置に回転した際に、２つのパワーゲインユニットは、駆動装置３からアンロックされ、且つ、回転装置４に対してロックされる（即ち、２つのパワーゲインユニットのいずれもが駆動装置３に対してロックされない）。
【００５２】
以上において、本発明の説明を終了するが、本発明の範囲及び精神を逸脱することなしに多数の変更及び変形を実施可能であることが明らかである。従って、本発明は、添付の請求項によってのみ限定されるものと解釈されたい。
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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【図２６Ｅ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【外国語明細書】
2010156341000001.pdf