(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力シャフト及び出力シャフトを有するギヤであって、該ギヤがさらに、
外側ホイールと、
前記外側ホイールに対して同心状に配置された内側ホイールと、
前記外側ホイールと前記内側ホイールとの間に延在する牽引手段と、
前記牽引手段を前記内側ホイールの外周から持ち上げ、前記牽引手段を前記外側ホイールの内周に押し付ける少なくとも１つの回転するトランスミッタと、
を含み、前記牽引要素は、ピンを収容するのに適した丸い開口部を備えた収容リングを含み、前記ピンは前記収容リングの前記開口部に備えられ、前記ピンは両端において前記収容リングから突出し、前記収容リングの前記丸い開口部は、それぞれが前記収容リングの内側で挿入スリットを形成し、前記回転するトランスミッタは、楕円形ディスクと、該楕円形ディスクの外周上に備えられた可撓性ベアリングとを含む、ギヤ。
【請求項２】
前記入力シャフトが前記トランスミッタに連結されることを特徴とする請求項１に記載のギヤ。
【請求項３】
前記入力シャフトが前記外側ホイールに連結されることを特徴とする請求項１に記載のギヤ。
【請求項４】
前記入力シャフトが前記内側ホイールに連結されることを特徴とする請求項１に記載のギヤ。
【請求項５】
前記出力シャフトが前記内側ホイールに連結されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のギヤ。
【請求項６】
前記出力シャフトが前記トランスミッタに連結されることを特徴とする請求項１、３、又は４に記載のギヤ。
【請求項７】
前記出力シャフトが前記外側ホイールに連結されることを特徴とする請求項１、２、又は４に記載のギヤ。
【請求項８】
前記トランスミッタが、回転可能なトランスミッタキャリア上に配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のギヤ。
【請求項９】
前記トランスミッタが、前記トランスミッタキャリア上に回転可能に設けられることを特徴とする請求項８に記載のギヤ。
【請求項１０】
前記トランスミッタが、前記トランスミッタキャリアの回転軸に対して偏心して設けられることを特徴とする請求項９に記載のギヤ。
【請求項１１】
電気モータを備え、前記電気モータのロータが前記ギヤの前記入力シャフトに連結されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のギヤを備えたモータ−ギヤユニット。
【請求項１２】
前記電気モータが、径方向にギャップを有するＤＣブラシレスモータであることを特徴とする請求項１１に記載のモータ−ギヤユニット。
【請求項１３】
内燃エンジンを設え、前記エンジンの出力シャフトが前記ギヤの前記入力シャフトに連結されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のギヤを備えたエンジン−ギヤユニット。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか一つに記載のモータ−ギヤユニット又はエンジン−ギヤユニットを含む車両であって、前記車両の少なくとも１つの駆動される車輪が、前記ギヤの前記出力シャフトに連結されることを特徴とする車両。
【請求項１５】
駆動ユニットと、ジェネレータユニットと、請求項１〜１０のいずれか一つに記載のギヤとを有する発電機であって、前記ギヤの入力シャフトが前記駆動ユニットに連結され、前記ギヤの出力シャフトが前記ジェネレータの入力シャフトに連結される発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、入力シャフト及び出力シャフトを有するギヤに関する。より詳細には、本出願は、このようなギヤを備えたモータ−ギヤユニット、及びこのようなモータ−ギヤユニットを備えた車両に関する。また、本出願は、内燃エンジン又は水力若しくは風力用プロペラなどの駆動ユニットを備え、更に発電用のジェネレータユニット及び本出願によるギヤを備えた発電機に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本出願は、改良されたギヤ、モータ−ギヤユニット、車両、ギヤを備えた発電機、及び力伝達要素を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明のギヤは、入力シャフト及び出力シャフトを有し、さらに外側ホイール及び内側ホイールを有する。内側ホイールは、外側ホイールに対して同心状に配置され、そしてしばしば外側ホイールの内側に配置される。また、外側ホイールと内側ホイールとの間に延在する、リング形状、円筒状又は楕円形の牽引手段が設けられる。回転するトランスミッタが、牽引手段を内側ホイールの外周から持ち上げ又は引き離し、牽引手段を外側ホイールの内周に押し付ける。これは、高いギヤ比をもたらすことができるギヤボックスのための簡単で確かな機構である。
【０００４】
入力シャフト及び出力シャフトをギヤに連結するための多くの方法がある。入力シャフトをトランスミッタに連結し、出力シャフトを内側ホイール又は外側ホイールに連結することが、特に有利である。この場合、出力シャフトに連結されないホイールは、固定状態に維持されるか、又はギヤのハウジングに連結されることが必要である。
【０００５】
あるいは、入力シャフトを外側ホイール又は内側ホイールに連結し、出力シャフトをトランスミッタに連結することもできる。この場合、入力シャフトに連結されないホイールは、固定状態に維持されるか、又はギヤのハウジングに連結されることが必要である。この構成は、トランスミッタのセルフロックを回避するために注意深く設計される必要があるが、この構成は低速動力源からの高い入力トルクを、発電機にしばしば必要とされるような高い回転数に変換することに関して特に有用である。
【０００６】
牽引手段は、ボルトチェーン又はローラチェーンなどの、回転可能に相互連結されたリンクから成る閉じたチェーンとして設けられることができる。
【０００７】
チェーンは、単一のチェーンとしてだけでなく、ダブル又はトリプルチェーンとして設けることも可能である。このようなダブルチェーン又はトリプルチェーンの利点の１つは、トランスミッタを内側ホイール又は外側ホイールの軸平面と異なる軸平面に設けることができることである。それにより、より高いギヤ比をもたらすことができる。
【０００８】
ギヤは、１列ギヤ設計として提供されることができる。この場合、牽引手段は、外側ホイール及び内側ホイールの両方と接触するために設けられた単一の半径方向部分を有する。１列ギヤ設計では、トランスミッタは、しばしば内側ホイールと外側ホイールとの間の間隙内から牽引手段と接触する。トランスミッタ、内側ホイール、外側ホイール、並びに牽引手段及び押圧手段のそれぞれは、本質的に同一の軸平面に配置され、これにより設計が軸対称になる。
【０００９】
軸対称の２列ギヤ設計では、内側ホイールと外側ホイールとは、しばしば異なる軸平面に配置される。この場合、トランスミッタは、内側ホイールの軸平面又は外側ホイールの軸平面のいずれかに配置される。そして、牽引手段は、内側ホイールの軸平面と外側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在し、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。
【００１０】
３列ギヤ設計では、２対の内側ホイールと外側ホイールとが、しばしば異なる軸平面に配置され、この場合、トランスミッタは、２対の内側ホイール及び外側ホイールの間の第３の軸平面に配置される。また、２つの内側ホイール及び１つの外側ホイールを備えた、あるいは２つの外側ホイール及び１つの内側ホイールを備えた３列ギヤ設計を考えることもできる。さらに別の例として、２つのトランスミッタセクションを有する２列トランスミッタを設けることも可能である。この場合、各トランスミッタセクションは、内側ホイールの軸平面と異なる軸平面に設けられる。そして、牽引手段は、外側ホイールの軸平面と内側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在して、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。
【００１１】
異なる軸平面に配置された２つの外側ホイール及び１つの内側ホイールを備えた軸対称の３列ギヤ設計を提供することも可能である。この場合、トランスミッタは、内側ホイールの軸平面に配置される。そして、２つのトランスミッタセクションを有する２列トランスミッタを設けることも可能である。この場合、各トランスミッタセクションは、各外側ホイールの軸平面に設けられる。そして、牽引手段は、内側ホイールの軸平面と外側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在して、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。
【００１２】
また、牽引手段は、少なくとも１つの連続した楕円形の牽引要素を含むことが可能であり、この要素は、変形可能な円形リング又はシリンダであってもよい。このような牽引手段は、特に、歯を備えることができる牽引要素が可撓性のベルトの形態で与えられる場合、容易に製造される。このような牽引要素は、しばしば金属メッシュ、織布又は不織布の上に与えられたプラスチック又はゴムから作られる。
【００１３】
非常に有利な形態では、牽引要素は、薄い可撓性のスプライン要素を含み、このスプライン要素は、歯を備えることができ、プラスチックから作られることができる。可撓性のスプライン要素は、複数のピンを含むことができ、これらのピンは、スプライン要素の少なくとも１つの軸方向の面から突出するか又は出っ張り、そして可撓性スプライン要素と同心状に配置される。このような牽引要素により、外側ホイールの直径と内側ホイールの直径との差をピンの直径とほぼ同程度に小さくすることができるので、極めて高いギヤ比が達成され得る。
【００１４】
１つ又は複数のトランスミッタが、回転可能なトランスミッタキャリア上に、外側ホイール及び内側ホイールに対して同心状に取り付けられることで配置され得る。先に述べたように、トランスミッタキャリアは、好ましくは高い伝達比を達成するために入力シャフト又は出力シャフトに連結される。
【００１５】
シャフトがトランスミッタキャリア上に設けられ、各トランスミッタを、回転可能にそのシャフト上に取り付けることができる。あるいは、トランスミッタは、トランスミッタキャリアに固定されてもよく、この場合、牽引手段が、チェーンボルト上のローラのような複数の回転可能な接触要素を含む。
【００１６】
トランスミッタの回転軸をトランスミッタキャリアの回転軸とずらして配置して、トランスミッタをトランスミッタキャリアの回転軸に対して偏心して設けることも可能である。これは、トランスミッタの外面に製造が容易な新しい形状をもたらす。
【００１７】
あるいは、トランスミッタの回転軸は、トランスミッタキャリアの回転軸と本質的に一致してもよい。この場合、牽引手段に面するトランスミッタの接触面に、基本的に楕円形の形状が与えられる。基本的に楕円形の形状を与えることは、接触面と牽引手段との間にベアリング又は多数のボールを配置できるような、非円形の湾曲した平面が設けられることを含む。
【００１８】
ギヤの可能な使用の１つは、電気モータが与えられて、電気モータのロータがギヤの入力シャフトに連結される。軽量車両に関しては、しばしばラジアルギャップを有するＤＣブラシレスモータが与えられる。しかし、以下において実施形態で説明するように、その他のタイプのモータ及び内燃エンジンも同様に用いられる。ＤＣブラシレスモータは、ギヤハウジングが同時にモータハウジングであり得るので、本出願のギヤに容易に設けられる。
【００１９】
車両、特に２輪車又は３輪車にこのようなモータ−ギヤユニットを装備することができる。この場合、車両の少なくとも１つの駆動される車輪が、ギヤの出力シャフトに連結される。
【００２０】
また、ギヤは、内燃エンジン又は水力若しくは風力用プロペラなどの駆動ユニット及び発電用ジェネレータユニットを備えた発電機のためにも用いることができる。この場合、ギヤの入力シャフトが駆動ユニットに連結され、ギヤの出力シャフトがジェネレータの入力シャフトに連結される。
【００２１】
ギヤにおいて牽引手段を接触させるための有利なトランスミッタ組立体は、回転可能なトランスミッタキャリア上に設けられた１つ以上の第１のトランスミッタ要素及び１つ以上の第２のトランスミッタ要素を含む。トランスミッタキャリアは、外側ホイール及び内側ホイールに対して同心状に取り付けられ、好ましくは、高い伝達比を達成するために入力シャフト又は出力シャフトに連結される。トランスミッタ要素は、それぞれトランスミッタキャリア上で回転可能なようにして、シャフトに取り付けられる。第１のトランスミッタ要素及び第２のトランスミッタ要素は、トランスミッタキャリアの回転軸に対して偏心して設けられる。このような配置が、トランスミッタの新しい形状を可能にし、ギヤ設計の自由度をさらに高める。
【００２２】
そして、２つのトランスミッタ要素を互いに対して移動させることにより、２つのトランスミッタ要素を備えたトランスミッタを緊密にし、又は伸張することが可能である。したがって、第１のトランスミッタ要素を第２のトランスミッタ要素に対して移動させるためのガイドが設けられ得る。また、ガイド要素を有するトランスミッタ調節スリットも設けられる。ガイド要素は、トランスミッタキャリア内のキャリア調節スリットに与えられ、あるいは隣接するトランスミッタ要素のガイドスリットに取り込まれる。
【００２３】
別の形態において、本出願のギヤに入力シャフト及び出力シャフトが設けられ、少なくとも１つの回転トランスミッタが、押圧手段を外側ホイールの内周から遠ざけるように押し、押圧手段を内側ホイールの外周に押し付ける。このギヤは、トランスミッタが、牽引手段を内側ホイールの外周から遠ざけて外側ホイールの内周へと移動する他の実施形態に非常に類似している。この他の実施形態のギヤの設計要素の多くを、押圧手段が圧縮力を伝達できる必要があることを除き、押圧手段を有するギヤに用いることができるが、。そのため、移動可能なリンクを備えた多数のチェーンを押圧手段として用いることはできない。
【００２４】
本出願はまた、ギヤのための複数のピンを含む薄い可撓性のスプライン要素を提供する。スプライン要素は、多数のピンを含み、ピンは、スプライン要素の少なくとも１つの軸方向の面から突出するか又は出っ張り、そして可撓性スプライン要素と同心状に配置される。また、多数のピンは、スプライン要素の両方の軸方向の面において突出してもよい。多数のピンが複数の軸方向の円筒形の穴に設けられた可撓性スプライン要素は、容易に製造される。ピンをスチールから作りその後に硬化すること、及びスプライン要素をアルミニウムから作ることが有利であることが分かつている。
【００２５】
本出願はさらに、ハーモニックピンドライブを開示する。ハーモニックピンドライブは、ピンリングのピンの形状に適合する内歯を備えた少なくとも１つの外側リングギヤと、電気モータのロータに連結するためのトランスミッタと、トランスミッタに支持されるボールベアリングと、可撓性手段の構成と、フリーホイール及び回転要素などのさらなる伝達要素を介して外側リングギヤの回転を受け取るための出力シャフトとを含む。可撓性手段は、実質的に円周上に配分され、ケーシングへの装着に提供される。可撓性手段は、ピンリングのピンを挿入するための開口部を含む。
【００２６】
この実施形態では、高い減速比が達成されることができる。他のいくつかの実施形態と異なり、内側ホイールは必要とされない。それにより、重量及び大きさが減らされる。外側リングの反力は、可撓性手段により吸収される。加えて、ピンが連結される可撓性手段は、ピンリングのピンの径方向運動を可能にする。モータのロータにより駆動されるトランスミッタ部品の運動により、径方向運動が引き起こされる。
【００２７】
軽量かつ頑丈であるピンリングが使用される。ピンリングは、少ない可動部品を含み、潤滑油の必要がわずかであるという点で、チェーンよりも好都合である。
【００２８】
一つの代替例によれば、ピンリングを外側リングギヤへ引き込むトランスミッタは、ボールベアリングが支持される楕円形部分を含む。これは、例えば楕円形状が適用されると、ピンリングと外側ギヤとの間のギャップを狭くすることができるという点で、好都合である。
【００２９】
第二の代替例によれば、トランスミッタは、ロータの回転軸に対して偏心して支持された円形部分を含む。これは、ボールベアリングが可撓性ボールベアリングである必要がないという点で好都合である。
【００３０】
特に、ハーモニックピンドライブは、ピンリングが係合する２つの外側リングギヤを含むことができ、ただ１つの外側リングギヤを備えるものよりも均一な力分布を与える。
【００３１】
同様に、本出願は、内歯を備えた少なくとも１つの外側リングギヤと、入力シャフトに連結するためのトランスミッタと、トランスミッタに支持されるボールベアリングと、可撓性手段の構成とを含むハーモニックピンギヤも開示する。可撓性手段は、実質的に円周上に配分され、ハーモニックピンドライブのケーシングへの装着に提供される。さらに、ピンギヤはピンを備えたピンリングを含み、ここでピンリングのピンは可撓性手段に連結され、少なくとも１本のピンが外側リングギヤの内歯に係合する。さらに、このピンギヤは、フリーホイール及び回転要素などのさらなる伝達要素を介して外側リングギヤの回転を受け取るための出力シャフトを含む。
【００３２】
ピン及び弾性手段は一体部品で製作されるか、又は弾性手段はピンリングのピンが挿入される開口部を含むことができる。最初の事例では頑丈な連結が達成されるのに対し、次の事例ではピンリングが別に製造されることができる。
【００３３】
ハーモニックピンドライブと同様に、ハーモニックピンギヤのトランスミッタは楕円形部分を含むか、又はロータの回転軸に対して偏心して支持された円形部分を含むことができる。
【００３４】
ハーモニックピンドライブと同様に、ハーモニックピンギヤは、２つの外側リングギヤを含むこともできる。
【００３５】
本出願はさらに、ハーモニックピンドライブのための多層ピンリングを開示する。多層ピンリングは、外側スチールリングと、外側スチールリングに固定された収容リングとを含む。収容リングは、外側スチールリングに対して径方向内側に配置され、収容リングは、ピンを収容するのに適した丸い開口部を含む。
【００３６】
２層構造を使用することにより、内側層はピンを収容するのに適すると同時に、良好な可撓性に適合する。外側層がすでに安定性を提供しているので、内側層はプラスチックなどの安価な材料で作られ得る。この多層ピンリングは、例えばハーモニックピンギヤ又はハーモニックピンドライブで有効に使用されることができる。
【００３７】
さらに、内側層を備えた３層ピンリングとして多層ピンリングが設計されることができる。内側層は、ボールベアリングのボールを誘導するための外側ベアリング面として設計され、ここで外側ベアリング面は、収容リングに対して径方向内側に配置されて収容リングに固定される。これにより、外側リングを備えない軽量の不完全なボールベアリングとして、ボールベアリングが設けられ得る。
【００３８】
特に、ピンを収容するための丸い開口部は、周に沿って実質的に等間隔で配分されるとよい。
【００３９】
さらにピンは、両端で収容リングから突出して、収容リングの開口部に備えられることができる。これにより、ピンの突出部分は、ハーモニックピンリングギヤのそれぞれのピンリングとの係合に使用されることができる。
【００４０】
さらに、収容リングの内側で、本出願での多層ピンリングの丸い開口部に挿入スリットを形成することができる。これにより、ピンを内側へ挿入すること又は内側から抜くことが容易である。
【００４１】
また、本出願は、本出願によるハーモニックピンドライブ又はハーモニックピンギヤを備えたモータ−ギヤユニットを提供する。そこでは、電気モータが備えられ、電気モータのロータは、入力シャフトを介してハーモニックピンドライブ又はハーモニックピンギヤのトランスミッタに連結される。ハーモニックピンドライブの高い減速比は、例えば電動自転車のため又は高トルクを得るために、回転数の高い状態で電気モータを駆動して、低い出力回転数を出力するのに好都合である。
【００４２】
特に、電気モータは、径方向にギャップを有するＤＣブラシレスモータとして設計されるとよい。
【００４３】
本出願はさらに、内燃エンジンが備えられ、エンジンの出力シャフトがハーモニックピンギヤの入力シャフトを介してトランスミッタに連結される、ハーモニックピンドライブのハーモニックピンギヤを備えたモータ−ギヤユニットを開示する。
【００４４】
さらに本出願は、車両の少なくとも１つの駆動される車輪がハーモニックピンギヤの出力シャフトに連結された、本出願によるモータ−ギヤユニットを含む車両を開示する。
【００４５】
また、本出願は、駆動ユニットと、発電ユニットと、本出願によるハーモニックピンドライブ又はハーモニックピンギヤとを備えた発電機も開示する。ハーモニックピンドライブ又はハーモニックピンギヤのトランスミッタは、入力シャフトを介して駆動ユニットに連結され、ハーモニックピンドライブの出力シャフトは、発電機の入力シャフトに連結される。特に風力発電機では、ハーモニックピンドライブにより行われる低回転数から高回転数への変換が、発電には好都合である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本出願に開示されたモータ−ギヤユニットの正面図である。
【図２】図１に示したモータ−ギヤユニットの、図１に記された直線Ｊ−Ｊに沿った断面図である。
【図３】図１に示したモータ−ギヤユニットの、図１に記された直線Ｆ−Ｆに沿った断面図である。
【図４】図１に示したモータ−ギヤユニットの上面図である。
【図５】図４に示したモータ−ギヤユニットの、直線Ｈ−Ｈに沿った断面図である。
【図６】図１に示したモータ−ギヤユニットの前方斜視図である。
【図７】図６に示したモータ−ギヤユニットの、外側ホイールカバーが取り除かれた状態の図である。
【図８】図６に示したモータ−ギヤユニットの更なる図である。
【図９】図６に示したモータ−ギヤユニットのステータを、内側ホイールキャリア及び内側ホイールと共に示す。
【図１０】図９に示したステータ、内側ホイールキャリア及び内側ホイールを、所定位置にあるトランスミッタキャリアと共に示した上面図である。
【図１１】図１に示したモータ−ギヤユニットの後方斜視図である。
【図１２】図１１に示したモータ−ギヤユニットの、外側ホイールが取り除かれた状態の図である。
【図１３】図１１に示したモータ−ギヤユニットの更なる図である。
【図１４】図１１に開示したモータ−ギヤユニットの、外側ホイールが取り除かれた状態の図である。
【図１５】図１４に示したモータ−ギヤユニットの、直線Ｍ−Ｍの面に沿った断面図である。
【図１６】本出願に開示された、車両フレームに一体化された更なるモータ−ギヤユニットの後方斜視図である。
【図１７】更なるモータ−ギヤユニットの図である。
【図１８】チェーンピニオンが取り付けられた状態である更なるモータ−ギヤユニットの上面図である。
【図１９】本発明で開示されたハーモニックチェーンギヤの作用を示す。
【図２０】本発明で開示されたハーモニックチェーンギヤの作用を示す。
【図２１】本発明で開示されたハーモニックチェーンギヤの作用を示す。
【図２２】本発明で開示されたハーモニックチェーンギヤの作用を示す。
【図２３】一つの実施形態で開示されたダブルチェーンを備えたハーモニックチェーンギヤを示す。
【図２４】実施形態で開示されたトリプルチェーンを備えたハーモニックチェーンギヤの図である。
【図２５】図２４に示したハーモニックチェーンギヤの、図２４に記した直線Ｆ−Ｆに沿った断面図である。
【図２６】ダブルチェーンを備えたハーモニックチェーンギヤの更なる実施形態の分解図である。
【図２７】ハーモニックチェーンギヤの更なる実施形態の分解図である。
【図２８】ダブルローラチェーンギヤの切取図である。
【図２９】モータ−ギヤユニットの更なる実施形態の部分分解図である。
【図３０】図２９で省略されたギヤ部品の分解図である。
【図３１】図２９でのモータ−ギヤユニットの図である。
【図３２】図２９でのモータ−ギヤユニットの断面図である。
【図３３】図２９でのモータ−ギヤユニットの側面図である。
【図３４】図２９でのモータ−ギヤユニットの更なる断面図である。
【図３５】押圧手段を備えた図３５より前の実施形態の変型例を示す。
【図３６】２ピン列のピンリングを備えたハーモニックチェーンドライブの実施形態の分解図である。
【図３７】図３６のモータ−ギヤユニットの断面図である。
【図３８】２ピン列のピンリング及びワイヤレースベアリングを備えたハーモニックチェーンドライブの実施形態の分解図である。
【図３９】２ピン列のピンリング及び２つの楕円形の引込ディスクを備えたハーモニックチェーンドライブの実施形態の分解図である。
【図４０】図３８又は図３９に示したモータ−ギヤユニットの断面図である。
【図４１】図３６に示したモータ−ギヤユニットの断面図である。
【図４２】図３７に示したモータ−ギヤユニットの断面図である。
【図４３】図３８に示したモータ−ギヤユニットの断面図である。
【図４４】図３７に示したモータ−ギヤユニットの部分断面図である。
【図４５】ピンリングの側面図である。
【図４６】ピンリングの要素の断面図である。
【図４７】歯付ベルトを備えたハーモニックチェーンドライブの実施形態の分解図である。
【図４８】図４７のハーモニックチェーンドライブの第１の断面図である。
【図４９】図４７のハーモニックチェーンドライブの第２の断面図である。
【図５０】減速ギヤの実施形態を示す。
【図５１】３回対称性の引込ディスクを示す。
【図５２】２段ギヤを示す。
【図５３】２段ギヤの別の実施形態を示す。
【図５４】２つの相互連結されたピンリングを備えた２段ギヤの実施形態を示す。
【図５５】電動バイク用の２段ギヤの実施形態を示す
【図５６】電動バイク用の２段ギヤの別の実施形態を示す。
【図５７】遊星ギヤを前段として有する電動バイク用の２段ギヤの実施形態を示す。
【図５８】内側及び外側ホイールの代わりに２つの外側ホイールを有するダブルチェーンを備えたハーモニックチェーンドライブを示す。
【図５９】図５８のハーモニックチェーンドライブの断面を示す。
【図６０】２つのハーモニックチェーンドライブを有する穿孔ロッドのための傾斜調節装置を示す。
【図６１】ハーモニックチェーンドライブを備えた回転台を示す。
【図６２】図６１の回転台の上面図を示す。
【図６３】ハーモニックチェーンギヤを含む位相調節のためのオーバーライドドライブを示す。
【図６４】ブレーキ力を変えるためのハーモニックチェーンギヤドライブを備えたブレーキアクチュエータを示す。
【図６５】２つのハーモニックチェーンギヤを備えたロボットの指を示す。
【図６６】２つのハーモニックチェーンギヤを備えたロボットの指の別の実施形態を示す。
【図６７】ハーモニックチェーンギヤドライブを備えたスピンドルドライブを示す。
【図６８】ハーモニックピンドライブの別の実施形態を示す。
【図６９】２層ピンリングの部分側面図を示す。
【図７０】３層ピンリングの部分側面図を示す。
【図７１】多層ピンリングの側面図を示す。
【図７２】３層ピンリングの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下の説明では、本出願の実施形態を説明するために詳細が提供される。しかし、当業者には、このような詳細を含まずに実施形態が実施されてもよいことは明らかである。
【００４８】
下記における図に示される実施形態の一部の部品は、類似の部品を有する。類似の部品は、同じ名称又は類似の部品番号を有することがある。このような類似の部品の説明が、適宜、他の類似の部品を参照することによって適用され、それにより開示を限定することなく文章の反復が低減される。
【００４９】
図１〜図１５は、本出願で開示される第１のモータ−ギヤユニット１００を示す。
【００５０】
図２は、本出願で開示されるモータ−ギヤユニット１００の、図１にＪ−Ｊで記された直線に沿った断面図である。図２に最も明確に示されるように、モータ−ギヤユニット１００は、カップ形状のハウジング１と、内側ホイール６と、ローラチェーン８とに分けられる。内側ホイール６は、この場合、ハウジング１内に回転可能に取り付けられた出力シャフト１１に一体に設けられている。ローラチェーン８は、ハウジング１と内側ホイール６との間を、ハウジング１内に回転可能に取り付けられたトランスミッタキャリア５によりガイドされる。
【００５１】
図１に明確に見られるように、ハウジング１は、その内側に、半径方向内向きの外側ホイール歯２を有し、一方で内側ホイール６は、半径方向外向きの内側ホイール歯７を有する。ローラチェーン８は、外側ホイール歯２及び内側ホイール歯７の両方と、噛み合いで係合するように設計されている。
【００５２】
トランスミッタキャリア５自体は、図３に最も明確に示されている。図３は、モータ−ギヤユニット１００の、図１にＦ−Ｆで記された直線に沿った更なる断面図である。
【００５３】
第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４は、外側ホイール歯２と内側ホイール歯７との間に配置され、トランスミッタキャリア５と共に周方向に回転し、それぞれがローラチェーン８の一部を外側ホイール歯２内に引き込み、ローラチェーン８は、第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４により、内側ホイール歯から持ち上げられる。
【００５４】
第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４によるローラチェーン８の引き込み又は持ち上げが、図５に示されている。図５は、図４にＨ−Ｈで記された直線に沿った断面図である。この目的のために、第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４はそれぞれ、内側ホイール歯７に面する湾曲した鎌形の内面１２と、ローラチェーン８に沿って接して滑る凸状の外面１３とを有する。
【００５５】
トランスミッタキャリア５は、円筒体として設計される。この円筒体は、ハウジング１内に前方のラジアルベアリング１４及び後方のラジアルベアリング１５で、モータ−ギヤユニット１００の対称軸１０を中心として回転可能に取り付けられる。この構成では、トランスミッタキャリア５は、図３に最も明確に示されているように、第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４と一体部品として設計される。
【００５６】
トランスミッタキャリア５のベアリングの組み立てを簡略化するために、ハウジング１は、２つの部品、すなわち半径方向において互いに連結する、カップ形状の前方ハウジング部１６と円筒状の中央ハウジング部１７とから作られる。この構成において、前方ハウジング部１６は、前方出力シャフトベアリング１９がその内部に配置された、前方に延在するベアリング支持体１８を有する。前方ハウジング部１６の半径方向外側部分とベアリング支持体１８との間の領域に存在する穴２０が、図６に最も明確に示されている。総数１２個のこのような穴２０が設けられる。これらの穴は、オイル漏れを防止するための透明なプラスチックパネル（図示されない）で塞がれる。これらの透明なパネルは、ハウジング内のオイルレベルの目視を可能にし、またモータ−ギヤユニット１００の動作を監視するために用いることができる。
【００５７】
ハウジング１の、軸方向における前方ハウジング部１６の反対側が、カップ形状の後方ハウジング部９により閉じられている。後方ハウジング部９は、後方出力シャフトベアリング２６を受け入れるための開口部２８を有し、開口部２８内に出力シャフト１１が回転可能に取り付けられる。
【００５８】
ディスク形状のステータプレート５０が、後方ハウジング部９と中央ハウジング部１７との間に軸方向での中央位置に固定されており、ステータプレート５０は、回転しないように後方ハウジング部９に固定ボルト５１でネジ留めされている。ステータプレート５０は、その外周付近に、トランスミッタキャリア５の内側ケーシング面に対向して配置された複数の電機子２２を有する。この構成において、ステータ／電機子２２は、コイル巻線（この図に示されない）により囲まれており、モータ−ギヤユニット１の動作時に、このコイル巻線に電流が流れる。さらに、コンデンサコネクタ５４を有する複数の中間回路の環状コンデンサ５２が、インバータ部品５３のためのエネルギーアキュムレータとして設けられており、インバータ部品５３もまたステータプレート５０上に設けられている。インバータ部品５３と後方ハウジング部９の内壁との間に延在する冷却体５５が、熱放散を担う。この構成において、図４に最も明確に示されるように、後方ハウジング部９に冷却フィンが設けられる。
【００５９】
ステータプレート５０に、後方ハウジング部９を通って外部に延びる電力供給ケーブル５６を介して、電力が供給される。
【００６０】
複数の永久磁石２１が、円筒状のトランスミッタキャリア５の内側又は内側ケーシング面に配置され、トランスミッタキャリア５の周面に配分されている。これらの永久磁石２１は、図３に最も明確に示されている。図３は、図１に示されたモータ−ギヤユニット１００の直線Ｆ−Ｆに沿った断面を示す。図３において、後方ハウジング部９及びモータ−ギヤユニット１００の他の部品は、取り除かれている。この構成において、永久磁石２１は、トランスミッタキャリア５の内側ケーシング面と同一面に配置されるように、仮想円筒のケーシング面の一部として設計される。これらの永久磁石２１の存在により、トランスミッタキャリアは、電気モータのロータとなる。
【００６１】
永久磁石２１と半径方向で対向して、多数の電機子２２が配置される。電機子２２は、図９に最も明確に示される。電機子２２は、内側ホイール６と共に対称軸１０を中心として回転することができるようにして、内側ホイール６の円筒状ケーシングの内側周辺に半径方向に配置されている。この構成において、電機子２２はコイル巻線（この図に示されない）により囲まれ、このコイル巻線に電子制御ユニット（同様に図示されない）が電力を供給する。これが、永久磁石２１と相互作用する交流電磁場を発生する。
【００６２】
図３に特に明確に示されるように、永久磁石２１はトランスミッタキャリア５の下縁をわずかに超えて延在する。トランスミッタキャリアの位置を特定可能にするセンサが、永久磁石２１の辺縁部付近でステータプレートに取り付けられている。この構成において、ホールセンサのような標準的なセンサだけでなく、安価な光学センサ又は簡単な誘導コイルを用いることも可能である。誘導コイルでは、トランスミッタキャリアの位置変化に関し、永久磁石２１が特有の誘導電流をその通過時にもたらす。
【００６３】
図２に特に明確に示されているように、ローラチェーン８は多数のボルト２３を有し、ローラ２４及びプレート２５がボルト２３上に配置される。ローラ２４及びプレート２５は、ボルト２３と共に複数のチェーンリンクを形成する。この構成において、ローラ２４の外径、外側ホイール歯２の形状寸法及び内側ホイール歯７の形状寸法は、ハウジング１と内側ホイール６との間にチェーンドライブを形成するように設計される。
【００６４】
この構成において、ハウジング１とトランスミッタキャリア５との間のシール（図示されない）により、ステータ２２、ステータプレート５０及び磁石２１の領域に潤滑油を到達させずに、ローラチェーン８、トランスミッタ３、４とローラチェーン８との間での滑り接触、及びベアリング１４、１５、１９が潤滑されることが保証される。
【００６５】
モータ−ギヤユニット１００の構造がより良好に理解されるように、図６〜図１５は、モータ−ギヤユニット１００を、様々な分解段階で示す。
【００６６】
図６は、モータ−ギヤユニット１００の、完全に組み立てられた状態の前方斜視図である。外側ホイール歯２、ローラチェーン８、内側ホイール歯７、及び２つのトランスミッタ３、４を備えたギヤユニットの作動の様子が、穴２０の観察パネルを通して明確に見られる。
【００６７】
図７は、図６に開示されたモータ−ギヤユニットの前方ハウジング部１６が取り除かれた図を示す。内側ホイール歯６を有する内側ホイール６が明確に見られる。２つのトランスミッタ４、５間の領域におけるトランスミッタキャリア５上のオイルシールが、図７においては取り除かれており、ステータ２２の電機子スタンピングが見えている。
【００６８】
図８は、図６に示されたモータ−ギヤユニット１００のステータプレート５０が取り除かれた図を示す。したがって、図７ではまだ見えていたステータ２２が、図８においてはもはや見えない。その結果、永久磁石２１が、トランスミッタキャリア５の内側にはっきりと見える。
【００６９】
図９は、図８で取り除かれたステータ２２を、内側ホイール６及び出力シャフト１１と共に示す。図１０は、図９に示した内側ホイール６を伴ったステータを、所定位置に配置されたトランスミッタキャリア５、２つのベアリング１４、１５、ステータプレート５０及びコンデンサコネクタ５４と共に示した上面図である。
【００７０】
図１１は、図１に示したモータ−ギヤユニットの後方斜視図であるが、後方ハウジング部９が取り除かれている。トランスミッタキャリア５が突出した永久磁石２１を備えており、永久磁石２１がステータプレートの平面の向こう側にある様子が明確に見られる。ステータ２２が、永久磁石２１とステータプレート５０との間に見える。このステータ２２は、図１２に特に明確に示されている。図１２では、前方ハウジング部１６、中央ハウジング部１７、及びトランスミッタキャリア５が取り除かれている。
【００７１】
図１３は、図１１に示したモータ−ギヤユニット１００の中央ハウジング部１７及びステータプレート５０が取り除かれた図である。
【００７２】
図１４は、図１０に示した状態のモータ−ギヤユニット１００の別の図である。
【００７３】
図１５は、図１４に示したモータ−ギヤユニットの直線Ｍ−Ｍに沿った断面図である。２つのトランスミッタ３、４を有するトランスミッタキャリア５が明確に見られる。トランスミッタ３、４間の空間は、オイル漏れを防止するために、プラスチック製の検査ガラス(inspection glass)（図示されない）によりシールされる。
【００７４】
図１〜図１５に示したモータ−ギヤユニット１００が動作中のとき、ハウジング１、内側ホイール６及びローラチェーン８を有するチェーンドライブは、以下の様に作動される。永久磁石２１に作用する交流電磁場を発生するように、交流電圧が、電機子２２周囲のコイル巻線（図示されない）に適切な方法で印加される。この構成において、電子制御装置（そのインバータ部品及び中間回路の環状コンデンサが図示される）は、交流電磁場が対称軸１０を中心としてトランスミッタキャリア５を回転させるようにする。第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４が、トランスミッタキャリア５と共に、対称軸１０を中心として円周方向に移動する。
【００７５】
図５に最も明確に見られるように、この構成において、ローラチェーン８におけるリンクが、外側ホイール歯２に向って連続的に外方向へ押される。このプロセスでは、その後にトランスミッタキャリア５の外方向へ向かう次のチェーンストランドが、内側ホイールを引く。このような状況において、外側ホイール歯２と内側ホイール歯７とでの半径の差により、予め決められた伝達比が生じる。
【００７６】
上記の実施形態において、ギヤユニットは電気モータと組み合わされる。外側ホイール歯２を備えたハウジング１と、内側ホイール歯７及び出力シャフト１１を備えた内側ホイール６と、ローラチェーン８と、第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４を備えたトランスミッタキャリア５とを含むギヤユニットを、トランスミッタキャリア５を駆動するのに適した別のタイプのモータと共に用いることもできる。トランスミッタキャリア５又はハウジング１のいずれかを固定した状態で出力シャフト１１を駆動することも、原理上は可能である。この時、出力トルクは、ハウジング１又はトランスミッタキャリア５のいずれかから取り出されることができる。
【００７７】
図１６は、本出願で開示される更なるモータ−ギヤユニット１００の後方斜視図である。図１６のモータ−ギヤユニット１００は、図１〜図１５に示したモータ−ギヤユニット１００とほぼ同じである。同一の部品には同一の参照番号が付される。この構成において、第１のフレーム管３０及び第２のフレーム管３１が前方ハウジング部１６の周囲に溶接されて、二輪車（図示されない）のフレームを形成している。出力シャフト１１は、車両（図示されない）の後輪を駆動する。
【００７８】
図１７は、上述の図に示されたモータ−ギヤユニットとほぼ同一の部品を有する更なるモータ−ギヤユニットの図である。同一の部品には同一の参照番号が付される。
【００７９】
この構成において、二輪車の一方のタイヤを付ける駆動される車輪３３が、出力シャフト１１にネジ留めされている。駆動される車輪３３には、フリーホイール装置又はフリーホイール５７が設けられる。
【００８０】
図１７に特に明確に示されているように、第１の横方向のリンク３４及び第２の横方向リンク３５が、前方ハウジング部１６に取り付けられる。
【００８１】
図１８は、車両のホイールハブモータ（完全には図示されない）として設計された更なるモータ−ギヤユニット１００を示す。図１〜図１７に示したモータ−ギヤユニット１００の部品と同一の部品には、同一の参照番号が付される。又は、同一の機能を有するが異なる形状を有する部品には、同一の参照番号の後にアポストロフィ（’）が付けられる。
【００８２】
図１８より前の実施形態と異なり、出力シャフト１１’は固定されている。出力シャフト１１’は、車両（図示されない）のウィッシュボーン管における２つの正方形の端部６５に取り付けられる。後方シャフトナット６４が、後方ハウジング部９’を、出力シャフト１１’上のシャフト突出部６６上に締め付けている。出力シャフト１１’の反対側で前方シャフトナット６３がベアリング１９’、６０の遊びを設定し、これにより前方ハウジング部１６’及び中央ハウジング部１７’が、出力シャフト１１’又は後方ハウジング部９’の上で回転可能であるように取り付けられている。
【００８３】
この構成において、前方ハウジング部１６’及び中央ハウジング部１７’のそれぞれにリムフランジ６２が設けられ、これによりタイヤ６１が配置されるリムを形成している。
【００８４】
したがって、タイヤ６１は、出力シャフト１１’がウィッシュボーン管６４に固定されている状態で、前方ハウジング部１６’及び中央ハウジング部１７’を介して駆動される。
【００８５】
図１９〜図２２は、本出願で開示されるハーモニックチェーンギヤの作用を示す。この構成において、ローラチェーン８におけるリンクが、第１のトランスミッタ４及び第２のトランスミッタ４により、外側ホイール歯２の中まで連続的に外方向へ引き込まれ又は持ち上げられる。
【００８６】
この場合、前方ハウジング部１６は、外側ホイール歯２に固定されている。これは、図１９〜図２２において固定された、前方ハウジング部１６の頂上部に記された文字「Ｂ」により示されている。
【００８７】
トランスミッタ３、４は、時計回りに回転するトランスミッタキャリア５と共に回転する。図１９で第２のトランスミッタ４は−３５度の位置にあり、図２０で第２のトランスミッタ４は−２度の位置にあり、図２１で第２のトランスミッタ４は＋２５度の位置にあり、図２２で第２のトランスミッタ４は＋５３度の位置にある。
【００８８】
このプロセスにおいて、ローラチェーン８のチェーンストランドが、トランスミッタキャリア５の外方向において第２のトランスミッタ４に追従して、ローラチェーン８を備えた内側ホイール６を引っ張る。
【００８９】
これは、内側ホイール６に記された文字「Ｃ」及びローラチェーン８に記された文字「Ａ」により示される。
【００９０】
第２のトランスミッタ４が、図１９における−３５度の位置から図２２における＋５３度の位置に時計回りに移動するとき、内側ホイール６は、反時計回りに約３０度移動する。
【００９１】
これらの状況において、外側ホイール歯２と内側ホイール歯７との半径の差により、予め決められた約３：１の伝達比が生じる。
【００９２】
本出願において、出力は様々な方法で得られ得る。第１に、図１〜図１７に示した実施形態の場合のように、外側ホイール１を固定することができる。この場合、出力は、電気モータがトランスミッタキャリア５を駆動している時に、内側ホイール６を介してもたらされる。あるいは、図１８に示した実施形態のように、内側ホイール６を固定することができる。この場合、出力は、電気モータがトランスミッタキャリア５を駆動している時に、外側ホイール１を介してもたらされる。
【００９３】
あるいは、内側ホイール６が電気モータにより駆動され、トランスミッタキャリア５又は外側ホイール１のいずれかを固定することも考えられる。外側ホイール１が固定される場合、出力は、トランスミッタキャリア５を介してもたらされる。反対に、トランスミッタキャリア５が固定される場合、出力は外側ホイール１を介してもたらされる。これらの設計では、自己阻害を回避するために、ローラチェーン８の領域における摩擦特性に特に注意を払うことが必要である。自己阻害又はセルフロックは、ローラチェーン８の滑り面の適切な設計により、又は例えば潤滑油注入若しくはトランスミッタ３、４へのベアリング追加などの摩擦低減手段により、回避されることができる。
【００９４】
したがって、電気モータが外側ホイール１を駆動し、内側ホイール６又はトランスミッタキャリア５のどちらが固定されているかに依存して、トランスミッタキャリア５又は内側ホイール６のいずれかを介して出力を得ることも可能である。
【００９５】
ローラチェーン８を、例えば同様に歯が両側に設けられた歯付きベルトなどの、その他の牽引又は押圧手段に代えることもできる。類似の設計を、図４７〜図４９に示す。上記の実施形態においてホイールの歯がローラチェーンの間隙と係合する噛み合いの代わりに、牽引又は押圧手段の歯が内側ホイール又は外側ホイールの間隙と係合する噛み合いを用いることが可能である。最後に、対応するホイールと牽引又は押圧手段との間での摩擦係合を用いることも考えられる。
【００９６】
図２３は、車両のホイールハブモータ（完全には図示されない）として設計された更なるモータ−ギヤユニット１００のＦ−Ｆ断面を示す。上記の図１〜図２２における部品に対応する部品は、同一の参照番号を有する。この断面は、ローラチェーン８が内側ホイール６から持ち上げられている図３と断面の方向が同一であるため、Ｆ−Ｆと記される。
【００９７】
図３と比較して、トランスミッタキャリア５は、カップ形状の領域７９により内側ホイール６の側方に延在されている。カップ状領域７９に、対称軸１０に対して平行に配置された２つのシャフト８３、８４が設けられている。２つのギヤホイール８０、８１が、シャフト８３、８４上のボールベアリング８５、８６上に取り付けられている。ギヤホイール８０、８１は、図３に示したトランスミッタ３、４に対応する。ギヤホイール８０、８１は、ダブルチェーン８’の第２のチェーン８２の内側に係合する。第２のチェーン８２は、破線９０により示されている。２つのシャフト８３、８４は、対称軸１０に関して互いに対向して配置され、対称軸１０から同一の距離にある。図２３に示された実施形態において、この距離は、内側ホイール６の半径よりも小さい。
【００９８】
先に記載したように、動作中において、トランスミッタキャリア５は、永久磁石２１に作用する力により回転される。したがって、ダブルチェーン８’の第１のチェーン８７の外側は、ギヤホイール８０、８１により外側ホイール歯２内に引き込まれる。ダブルチェーン８’の第１のチェーン８７の内側は、内側ホイール歯７及び内側ホイール６と係合され、したがって出力シャフト１１は、先に図１９〜図２２において示した方法で駆動される。
【００９９】
ダブルチェーン８’を用いることにより、ギヤホイール８０、８１が内側ホイール６に対して平行な面で回転することが可能である。したがって、ギヤホイール８０、８１のための最適な寸法を選択することができる。より大きいギヤホイール８０、８１を用いると、ギヤホイール８０、８１とチェーン８’との間の接触面、及びチェーン８’と外側ホイール歯２との間の接触面が増大する。よって、生じる力がより均一に分布され、チェーン８’及び外側ホイール歯２にかかる負荷が低減される。さらに、内側ホイール歯７と外側ホイール歯２との間の距離をより小さくすることが可能である。これは、所定の歯寸法で、より大きな減速を達成することが可能であることを意味する。
【０１００】
ギヤホイール８０、８１の代わりに、第２のチェーン８２の内側を外向きに押すローラを用いることも可能である。これらのローラ、特にギヤホイール８０、８１は、チェーン８’の表面に沿って生じる力を偏向させることができる。これにより、チェーン８’が外歯２内に引き込まれるときの摩擦損失が低減される。
【０１０１】
図２４及び図２５は、図２３に示したようなダブルチェーン８’の代わりにトリプルチェーン８’’が与えられた更なる実施形態を示す。図２３において既に示した要素に関しては、説明を繰り返さない。図２４に示されているＨ’−Ｈ’断面は、図４に示した対応するＨ−Ｈ断面に対して平行な位置にあり、出力シャフト１１に向ってずらされている。
【０１０２】
トランスミッタディスク９０は、出力シャフト１１上に、トランスミッタディスク９０が自由に回転できるように取り付けられている。トランスミッタディスク９０に２つのシャフト９１、９２が設けられており、これらシャフトのそれぞれにギヤホイール９３、９４が配置されている。ギヤホイール９３、９４は、対称軸１０に対して対向して配置され、トリプルチェーン８’’の第３のチェーン８８に内側から係合している。トランスミッタディスク９０は、トリプルチェーンが内側ホイール６から持ち上げられる領域で自由な状態を維持するように、シャフト９１、９２の領域で切り取られている。トランスミッタディスク９０の中央において、円形の開口部が、出力シャフトの周囲で自由な状態にされている。トランスミッタディスク９０の２つの外側領域９５、９６は、内側ホイール歯７の外周の外側に配置されており、２つの固定具（図示されない）によりトランスミッタキャリア５に堅固に連結されている。これらの固定具は、内側ホイール６と外側ホイール歯２との間の空間を通過している。
【０１０３】
図２５は、図２４にＦ−Ｆで記された直線に沿った断面を示す。この断面は、図２３に示した断面に対応している。図２５に最も良く示されるように、ギヤホイール９３、９４は、トリプルチェーン８’’の第２のチェーン８２に内側から係合するギヤホイール８０、８１に対向して配置される。ギヤホイール８０、８１と同様に、ギヤホイール９３、９４もボールベアリング９７、９８上に取り付けられている。図２５を明瞭にするために、第２チェーン８２及び第３チェーン８８を破線により示し、最上部及び最下部のチェーンボルトのみを完全に示す。
【０１０４】
トリプルチェーン８’’が、図２５に示される内側ホイール６に対して軸対称に配置されることにより、トリプルチェーン８’’にかかる負荷は、図２３に示したダブルチェーン８’の場合よりも均一である。
【０１０５】
トランスミッタディスク９０は、出力シャフト１１上の追加のベアリングによって支持されることができる。トランスミッタキャリア５は、カップ形状領域７９に代えて、別の適切な形状にすることもできる。さらに、図２３〜図２５に示した実施形態を、先に詳述された他の出力の変型例と組み合わせることもできる。また、ギヤホイール又はローラに代えて、トランスミッタキャリアに固定されたトランスミッタを設けることが可能である。これにより、より簡単な設計がもたらされる。
【０１０６】
図２６は、ハーモニックチェーンギヤの更なる実施形態の分解図である。この図は、入力の反対側から見た図である。方向Ｘで内側ホイール６より後方に位置する部品は示されていない。図２３と同様に、図２６も、入力側の第１のチェーン８７及び第２のチェーン８２を有するダブルチェーン８’を示すが、第１のチェーン８７と第２のチェーン８２とが一体化されて、１つの一体のダブルチェーンとなっている。第１のチェーン８７を第１のチェーン列とも称し、第２のチェーン８２を第２のチェーン列とも称する。図２３のギヤユニットと異なり、ダブルチェーン８’の第１チェーン８７を外側ホイール歯２内に引き込むためのチェーンスライド１００が、第２のチェーン８２の軸平面に設けられている。外側ホイール歯２を含む外側ホイールは、４つの部品を含み、同一に形成された４つの４分の１リング１０５、１０６、１０７、１０８から成る。ダブルチェーン８’の長さは、ダブルチェーン８’がチェーンスライド１００の外縁に接して配置されるような寸法にされている。内側ホイール６は、ダブルチェーン８’の入力側チェーン８７の面に配置され、外歯を有するリングとして設計される。トランスミッタキャリア５が、内側ホイール６の内側を通っている。
【０１０７】
チェーンスライドは、チェーン８２の面に配置された４つのプレート３、４、１０１、１０２から成る。プレート３、４の領域で、ダブルチェーン８’が内側ホイール６から持ち上げられる。したがって、プレート３、４、１０１、１０２は、内側ホイール６の歯と外側ホイール歯２との間でトルクを伝達するトランスミッタ３、４、１０１、１０２として機能する。チェーンスライド１００のプレート３、４、１０１、１０２は、円形のセンタリングプレート１０４とディスク形状のチェーンスライドホルダ１０３との間の位置にネジ留めされている。こうして、センタリングプレート１０４及びチェーンスライドホルダ１０３が、トランスミッタキャリア５の部品を形成する。ネジ穴が、前方からの組立のために、内側ホイール６の４分の１リング１０５、１０６、１０７、１０８、チェーンスライドホルダ１０３、チェーンスライド１００のプレート、センタリングプレート１０４、及び前方ハウジング部１６に設けられている。入力が外側ホイールを介して行われ、かつ出力がトランスミッタキャリア５を介して行われる場合、組立は次のように行われる。外側ホイールを、駆動モータのロータに連結された中空シリンダにネジ留めする。内側ホイール６を、ステータ２２に連結された別の中空シリンダにネジ留めする。さらに、チェーンスライドホルダ１０３、チェーンスライド１００及びセンタリングプレート１０４を、出力シャフト１１に、互いに重なるように配置されたネジ穴を用いてネジ留めする。
【０１０８】
図２６の実施形態とは別の実施形態において、トランスミッタキャリアのチェーンスライドを１つの部品として設計し、内側ホイールを異なるいくつかの部品で構成することもできる。また、トランスミッタキャリア５を、ダブルチェーン８’を外側ホイール歯２内に引き込み又は持ち上げる図２３に示されているようなローラ又はギヤホイールが、トランスミッタキャリア５に取り付けられるように設計することもできる。
【０１０９】
ダブルチェーン８’を用いることにより、トランスミッタ３、４、１０１、１０２の押付力が、外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８に直接作用しない。いずれの運転ノイズも、ダブルチェーン８’により補正されることができる。特に、外側ホイールを複数の部品からつくることができ、それにより製造が容易になる。
【０１１０】
上記の実施形態において、ギヤユニットは、しばしば電気モータと組み合わされる。ダブルチェーン８’、チェーンスライド１００、外側ホイール歯２、内側ホイール６、及びトランスミッタ３、４、１０１、１０２を有するトランスミッタキャリア５を備えたギヤユニットを、任意のタイプのモータ、エンジン又はタービンと組み合わせることができる。原理上は、外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８、内側ホイール６又はトランスミッタキャリア５を駆動させることが可能である。外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８が駆動される場合、トランスミッタキャリア５を固定して内側ホイール６から出力トルクを取り出すことができ、あるいは内側ホイール６を固定してトランスミッタキャリア５から出力トルクを取り出すことができる。内側ホイール６が駆動される場合、トランスミッタキャリア５を固定して外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８から出力トルクを取り出すことができ、あるいは外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８を固定してトランスミッタキャリア５から出力トルクを取り出すことができる。トランスミッタキャリア５が駆動される場合、内側ホイール６を固定して外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８から出力トルクを取り出すことができ、あるいは外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８を固定して内側ホイール６から出力トルクを取り出すことができる。
【０１１１】
図２７は、ハーモニックチェーンドライブの更なる実施形態の分解図である。図２６に示した部品に類似した部品には、同一の参照番号を付す。図２６に示したチェーンスライド１００の代わりに、図２７は、ダブルチェーン８’を外側ホイール歯２内に引き込み又は持ち上げるための円形状のディスク１０９、１１０を有する。ディスク１０９、１１０は、シャフト１１３、１１４上にボールベアリング１１１、１１２で回転可能に取り付けられている。シャフト１１３、１１４は、対称軸１０に平行にして引込部ホルダ１０３に取り付けられ、対称軸１０に対して互いに対向して配置され、かつ対称軸１０から本質的に同一の距離に配置されている。
【０１１２】
図２８は、図２６に示した実施形態で用いられるようなダブルチェーン８’の切取図である。ダブルチェーン８’は、ローラチェーンとして設計されている。ダブルチェーン８’では、ブッシュ１１７がローラ２４により取り囲まれている。２つのブッシュ１１７が、２つのプレート２５により互いに連結される。４つの外側プレート１１６が、２つのチェーンリンクを連結している。４つの外側プレート１１６は、ボルト２３に直接配置される。
【０１１３】
ブッシュ１１７とローラ２４との間に空間が設けられており、この空間内に潤滑剤が導入されることができる。したがって、ローラ２４は、ブッシュ１１７上で自由に回転することができる。簡単なブッシュチェーンではなくローラチェーンを用いることで、回転するローラにより、引込部とチェーンとの間の摩擦が低減される。したがって、図２７に示した実施形態において、ボールベアリング１１１、１１２を省くことが可能である。
【０１１４】
一方で、例えばブッシュチェーン又はボルトチェーンなどのローラを有さないチェーンもまた、引込部とチェーンとの間の滑りが図２７の実施形態におけるボールベアリングなどにより補われるならば、用いられることができる。
【０１１５】
図２４、図２５及び図２７の実施形態で最も良く見られるように、トランスミッタキャリアの一部を歯付き又は歯無しの偏心ディスクとし、これを出力シャフトの軸に対して偏心して取り付けて、外側ホイール歯２と内側ホイール６との間でチェーン８、８’、８’’を介してトルクを伝達するように設計することが可能である。この構成では、偏心ディスクの、出力シャフト１１の軸から最も離れた箇所付近の歯及び偏心マウントの領域が、図１〜図１５又は図２６の実施形態に示したようなトランスミッタに対応する。内側ホイール６は、歯付き偏心ディスクの偏心運動によりチェーン８、８’、８’’に押し付けられ、チェーン８、８’、８’’は、偏心ディスクの偏心運動により遠くに移動される。内側ホイール６が外側ホイールに対して動かされる場合、チェーン８、８’、８’’が、トランスミッタと係合して、トランスミッタキャリア５をその回転軸を中心として動かす。
【０１１６】
偏心ディスクをトランスミッタとして用いる場合、ボール又はローラを牽引手段ではなく、外側外歯２の歯間の円形の空間付近で転がる押圧手段として用いることが可能である。
【０１１７】
図２９〜図３４は、ダブルチェーンを有するモータ−ギヤユニットの更なる実施形態を示す。この実施形態では、出力シャフトは出力リング２６９の形態を有する。偏心ディスク２８３、２９１、偏心カムベアリング２８４、２８８、及び引込ディスク２８５、２８７が、トランスミッタを形成する。
【０１１８】
図２９は、モータ−ギヤユニットの更なる実施形態の部分分解図である。図２９において、モータ−ギヤユニットのギヤ部品は省かれている。それらは図３０に示され、図２９では複数の丸点で示されている。図２９は、左から右に、前方ハウジング部１６、部分的に見えるステータブロック２２及びロータ５を有するモータブロック２７０、出力リング２６９が第１の出力ベアリング２７１及び第２の出力ベアリング２７２上に同心状に取り付けられた支持シリンダ２６８、及びベアリングホルダ１８’を示す。
【０１１９】
モータブロック２７０の内側に、シャフト１１（図２９及び図３０に図示されない）が同心状に配置されている。図１８に示した実施形態と同様に、このシャフト１１は、ウィッシュボーン（これも図示されない）によってフレームに取り付けられる。出力リング２６９は、図１８に示した方法と同様の方法でリムフランジに接続される。しかし、図１８とは異なり、出力リング２６９は、支持シリンダ２６８上に取り付けられており、図１８に示したようにロータ５上に直接取り付けられていない。これは、図１８に示した変型例と比較して、安定性を増大させ、かつ摩擦を低減する。さらに、図２９に示す変型例においては、出力が内側ホイールを介してもたらされる場合に用いられるモータ設計と同一のモータ設計を用いることが、より容易である。
【０１２０】
支持シリンダ２６８は、フランジを有する中空のシリンダとして設計され、支持シリンダ２６８のフランジは、モータブロック２７０上のフランジにネジ留めされる。出力ベアリング２７１、２７２は、出力リング２６９の内側に同心状に配置される環状のボールベアリングとして設計され、１つがモータ側に、１つがギヤ側に配置される。
【０１２１】
ギヤ側の出力ベアリング２７２とベアリングホルダ１８’との間に、図３０に示すギヤ部品が配置される。
【０１２２】
図３０は、図２９において省略されているギヤ部品の分解図である。図３０は、左から右に、環状の外側ホイールホルダ２７５、環状の内側ホイール６、ダブルチェーン８’、４つの同一のリングセクション２７７、２７８、２７９、２８０から成る外側ホイール２７６、外側ホイール保持リング２８１、ディスク形状の偏心カムホルダ２８２、モータ側の偏心カム２８３、モータ側の偏心カムベアリング２８４、モータ側の引込リング２８５、ギヤ側の引込リング２８７、ギヤ側の偏心カムベアリング２８８、スペーサリング２９０、ギヤ側の偏心カム２９１、及び図２９に示されているリムホルダ１８’を示す。
【０１２３】
外側ホイールホルダ２７５は、図２９に示されたロータ５の前面に堅固にネジ留めされる。外側ホイール２７６の４つのリング部品２７７、２７８、２７９、２８０は、外側ホイール保持リング２８１と外側ホイールホルダ２７５との間にネジ穴を介して固定される。
【０１２４】
外側ホイール２７６、外側ホイール保持リング２７９及びリムホルダ１８’は、互いに重なり合うネジ穴を介して外側ホイールホルダ２７５にネジ留めされ、外側ホイールホルダ２７５は、出力リング２６９に堅固にネジ留めされる。
【０１２５】
モータ側の円形偏心ディスク２８３は、偏心してディスク形状の偏心カムホルダ２８２に堅固にネジ留めされ、偏心カムホルダ２８２は、同心状にロータ５の前面に堅固にネジ留めされる。偏心カムホルダ２８２にディスク形状の突出部が配置され、そこにモータ側の偏心カムベアリング２８４が配置される。モータ側の偏心カムベアリング２８４は、モータ側の偏心ディスク２８３の外側に、モータ側の偏心ディスク２８３の中心点に対して同心状に配置される。モータ側の引込リング２８５が、モータ側の偏心カムベアリング２８４の外側に、モータ側の偏心カムベアリング２８４の中心点に対して同心状に配置される。
【０１２６】
ギヤ側の円形偏心ディスク２９１は、モータ側の円形偏心ディスク２８３に堅固にネジ留めされる。偏心ディスク２８３と偏心ディスク２９１との間に、スペーサリング２９０が配置される。スペーサリング２９０は、モータ側の偏心カム２８３のディスク形状の突出部２８６に配置される。ギヤ側の偏心カムベアリング２８８が、ギヤ側の偏心ディスク２９１の外側に、ギヤ側の偏心ディスク２９１の中心点に対して同心状に配置される。ギヤ側の引込リング２８７が、ギヤ側の偏心カムベアリング２８９の外側に、ギヤ側の偏心カムベアリング２８８の中心点に対して同心状に配置される。
【０１２７】
この構成において、モータ側の偏心ディスク２８３とギヤ側の偏心ディスク２９１とは、偏心ディスク２８３上のシャフト１１から最も遠い点と偏心ディスク２９１上のシャフト１１から最も遠い点とが、シャフト１１に対して互いに対向する関係となるように配置される。さらに、偏心カムホルダ２８２、モータ側の偏心カム２８３、及びギヤ側の偏心カム２９１は、重なり合って配置されたネジ穴を通過する４つのネジによりロータ５の前面にネジ留めされる。これらのネジは、図３０に概略的に示される。２つの同一の引込リング２８５、２８７は、図３２に特に明確に示されるように、Ｌ字状の外形を有する。したがって、２つの同一の偏心カムベアリング２８４、２８８、及び２つの偏心ディスク２８３、２９１を、ダブルチェーン８’のギヤ側チェーン２７４の幅よりも厚くすることが可能である。
【０１２８】
内側ホイール６は、ダブルチェーン８’のモータ側チェーン２７３の軸平面に配置される。一方、外側ホイール７６、モータ側引込リング８５及びギヤ側引込リング８７は、ダブルチェーン８’のギヤ側チェーン２７４の軸平面に配置される。引込リング２８５、２８７の半径は、引込リング２８５、２８７がダブルチェーン８’に隣接する２つの引込領域で、ダブルチェーン８’のギヤ側チェーン２７４が外側ホイール歯２に係合する寸法にされる。これらの２つの引込領域は、シャフト１１の対称軸に関して互いに実質的に対向する。さらに、ダブルチェーン８’の長さは、互いにほぼ対向しかつ引込領域から約４５度離れた２つの領域で、ダブルチェーン８’のモータ側チェーン７３が内側ホイール６に係合する寸法である。
【０１２９】
図２９〜図３４の実施形態において、トランスミッタキャリア及びトランスミッタは、偏心カムホルダ２８２、偏心カム２８３、偏心カムベアリング２８４、引込リング２８５、引込リング２８７、ギヤ側の偏心カムベアリング２８８、スペーサリング２９０、ギヤ側の偏心カム２９１、及びリムホルダ１８’を含む。トランスミッタは、それぞれ引込リング２５８及び引込リング２８７を含む。さらに、外側ホイール歯２を有する外側ホイール２７６が、４つのリング部品２７７、２７８、２７９、２８０、２７６により与えられる。
【０１３０】
図３１は、図２９のモータ−ギヤユニットの、ギヤ側から見た図を示す。この構成では、モータ側の引込リング２８５、ギヤ側の引込リング２８７、及びギヤ側の偏心カムベアリング２８８が、リムホルダ１８’の穴を通して見える。
【０１３１】
図３２は、図３０にＫ−Ｋと記された、対向する引込領域を通過する直線に沿った図２９のモータ−ギヤユニットの断面を示す。ダブルチェーン８’の２つのチェーン列２７３、２７４が、断面図で示されている。１つの連続チェーンボルトが左側に見えており、別のチェーンボルトが右側に見えている。対向する引込領域における引込リング２８５、２８７は、ダブルチェーン８’のギヤ側チェーン２７４の内側に隣接している。ダブルチェーン８’のモータ側チェーン２７３は、直線Ｋ−Ｋの面では、内側ホイールから持ち上げられている。
【０１３２】
図３３は、図２９のモータ−ギヤユニットの側面図である。モータ−ギヤユニットの内部構造を示すために、図３３において、線Ｌ−Ｌは曲げて示されている。
【０１３３】
図３４は、図２９のモータ−ギヤユニットの、図３３にＬ−Ｌで記された線に沿った更なる断面を示す。モータ側の引込リング２８５、モータ側の偏心カムベアリング２８４、及び偏心カムベアリング２８４の前に配置されたスペーサリング２９０が、ダブルチェーン８’のギヤ側チェーン２７４を通る断面の前方部分に示されている。図３４は、スペーサリング２９０の半径が、モータ側の偏心カムベアリング２８４とシャフト１１の対称軸との間の最小距離よりも大きいことを示している。
【０１３４】
モータ側の偏心カムベアリング２８４の更なる部分が、ダブルチェーン８’のモータ側チェーン２７３を通る断面Ｌ−Ｌの後方部分に示されている。図３０の下側領域においてモータ側チェーン２７３に隣接している内側ホイール６も示されている。内側ホイール６の後ろに、通気穴が設けられたロータ５の前面の一部を見ることができる。
【０１３５】
モータの動作中に、ロータ５は、ロータ５に取り付けられた永久磁石での力の作用により回転する。これにより、ロータ５にネジ留めされた偏心ディスク２８３、２９１が、シャフト１１を中心として回転する。シャフト１１を中心とした偏心ディスク２８３、２９１の回転は、偏心カムベアリング２８４、２８８を介して、偏心カム２８３、２９１の対称軸に対して同心状に配置された引込ディスク２８５、２８７に伝達される。引込ディスク２８５、２８７の回転により、ギヤ側チェーン２７４の引込領域も、シャフト１１の対称軸を中心として回転する。このプロセスにおいて、引込ディスク２８５、２８７は偏心カムベアリング２８４、２８８上で回転し、それにより、ダブルチェーンが引込ディスク２８５、２８７に加える横方向の力が偏向する。
【０１３６】
ダブルチェーン８’は、外側ホイール２７６上の歯数よりも少ない数のチェーンリンクを有する。さらに、ダブルチェーン８’のチェーンは、内側ホイール６及び外側ホイール２７６の歯と係合する。これにより、ダブルチェーン８’は、これらのホイールに対して滑りを生じない。この結果、外側ホイールは、引込ディスクの１回転につき、シャフト１１の周りを、ｎＡ−ｎＫ個の歯数、すなわち（ｎＡ−ｎＫ）／ｎＡ×３６０度進むはずである。ここで、ｎＡは、外側ホイール上の歯の数であり、ｎＫは、ダブルチェーン８’におけるチェーンリンクの個数である。これが、減速比ｎＡ／（ｎＡ−ｎＫ）をもたらす。
【０１３７】
外側ホイール２７６は、その回転運動を、外側ホイールホルダ２７５、及び外側ホイールホルダがねじ結合により結合された出力リング２６９に伝達する。出力リング２６９は、出力ベアリング２７１、２７１上で回転する。出力リング２６９の回転運動は、車両の駆動ホイールに伝達される。これは、出力リング２６９に直接取り付けられた駆動ホイールのリムフランジを介して直接的に、又は図１８で示した方法と類似の方法によりチェーンドライブを介して間接的に達成されることができる。
【０１３８】
図２９〜図３４で説明された実施形態において示されたモータ−ギヤユニットは、多数の利点をもたらす。引込リング２８５、２８７とシャフト１１との間の距離が一定に維持され、かつ引込リング２８５、２８７が外側ホイールの内側の空間をほぼ完全に埋めるため、不均衡がほとんど生じない。
【０１３９】
引込リング２８５、２８７の特別な配置により、引込リング２８５、２８７の半径を大きく選定することが可能である。これは、散発的負荷が生じないように引込領域が広げられることを可能にする。さらに、ダブルチェーン８’のチェーン長さもより長くすることができるため、より大きな減速を達成することが可能である。
【０１４０】
引込リング２８５、２８７を、シャフト１１から予め設定された距離に配置されたボールベアリング２８４、２８８上に取り付けることにより、ダブルチェーン８’と外側ホイール歯２との間に滑りが全く無いか又は僅かにしか生じないことが保証される。また、摩擦損失も低減される。さらに、滑りを補うためにローラチェーンを用いることも必要でない。簡単なボルトチェーンで十分である。これは、ダブルチェーン８’の構造がより安定し得ることも意味する。
【０１４１】
図２９〜図３４に示したようなダブルチェーンを有する実施形態の更なる利点は、ダブル／トリプルチェーンを有する図２３〜図２７に示した実施形態に関して既に詳細に説明されている。この場合も、同一又は類似の利点がもたらされる。
【０１４２】
図２９〜図３４に示した実施形態では、偏心カムベアリング２８４、２８８の代わりに、又はこれらのベアリングに追加して、ダブルローラチェーンを用いることが可能である。
【０１４３】
図２９〜図３４に示した実施形態の変型例において、出力を内側ホイール６を介してもたらすこともできる。このために、引込ディスク２８５、２８７及び外側ホイール２７６がモータ側のチェーン面２７３に設けられ、外側ホイール２７６がハウジングの不動部分に固定される。一方、内側ホイール６は、ギヤ側のチェーン面２７４に設けられ、内側ホイール６は出力リング２６９に固定される。
【０１４４】
この構成において、出力リング２６９の半径が、外側ホイール２７６の半径よりも大きいことが有用である。この文脈において、用語「固定」は、中間部品を用いた間接的な固定を含むものとする。
【０１４５】
外側ホイール２７６を介した出力及び内側ホイール６を介した出力の両方において、回転運動を、出力リング２６９に向って外向きに伝達する代わりに、シャフト１１に向って内向きに伝達することも可能である。この場合、出力リング２６９及び出力ベアリング２７１、２７２の両方が省かれる。そして、内側ホイール６及び外側ホイール２７６を出力シャフト１１に取り付けることができ、出力シャフト１１は、内側ホイール６に対して、図２で示した方法と類似の方法により、ボールベアリングで支持されることができる。
【０１４６】
図３５は、押付手段又は押圧手段を有する、上記の実施形態の変型例である。押圧手段１３１が、回転する内側ホイール６と不動の外側ホイール１３０との間に、牽引手段の代わりに設けられる。押圧手段１３１は、例えば柔軟な金属リング又は金属シリンダの形態を取り得る。押圧手段１３１、内側ホイール６及び外側ホイール１３０は、押圧手段１３１と内側ホイール６との間に、及び押圧手段１３１と外側ホイール１３０との間に滑りがほとんど又は全く存在しないように形成される。この形状は、例えば歯の形態を取り得る。
【０１４７】
２つの押圧ホイール１３２、１３３が、回転するキャリアリング１３４上に、キャリアリングの運動方向において押圧手段１３より手前に位置し、押圧手段１３１と接触するようにして配置される。この構成において、キャリアリング及び押圧ホイール１３２、１３３は、内側ホイール６と外側ホイール１３０との間に配置されたトランスミッタに相当する。押圧手段１３１を補強するために、押圧手段に隣接した押圧ホイール１３２、１３３に対抗して作用する安定化ホイール１３５、１３６を任意で設けることも可能である。更なる選択肢として、押圧手段を内側ホイールに外側から押し付けるために、トランスミッタの部品として更に２つの押圧ホイール（図示されない）を設けることも可能である。押圧ホイール又は安定化ホイールは、それらのホイールの軸を中心として回転することができるように、かつ押圧手段１３１が回転することができるように配置される。回転する押圧手段１３１は、その回転運動を内側ホイール６に伝達する。
【０１４８】
図３５において示した変型例において、内側ホイールが不動であり、出力が外側ホイール１３０を介してなされることも可能である。この場合、入力及び出力とも、同一の回転方向を有する。
【０１４９】
図３６〜図４６は、更なる実施形態を示す。先に既に説明した部品に関してはさらに詳細に説明しない。
【０１５０】
図３６は、２ピン列のピンリング３０８を備えた実施形態の分解図である。図３５は、第２の出力ベアリング２７２の右側に、左から右に、第１の内側リング６’、２ピン列のピンリング３０８、モータ側の偏心カム２８３’及びモータ側の偏心カムベアリング２８４’を備えたモータ側の引込ディスク２８５’、ギヤ側の偏心カム２９１’及びギヤ側の偏心カムベアリング２８８’を備えたギヤ側の引込ディスク２８７’、第２の内側リング６’’並びに上述の実施形態において示された部品を示す。引込ディスク２８５’、２８７’は、円形のディスクとして形成されている。
【０１５１】
これは、３列ギヤ設計であり、内側ホイールと外側ホイールとでの２つの対、６’、２’及び６’’、２’’が、異なる軸平面に配置される。トランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’を備えたトランスミッタキャリアが、内側ホイールと外側ホイールとでの２つの対、６’、２’及び６’’、２’’の間の第３の軸平面に配置される。
【０１５２】
第１の内側リング６’及び第２の内側リング６’’は、ステータ２２に連結されている。外側ホイール歯２’、２’’は、出力リング２６９の２列内歯として設計されている。
【０１５３】
ここで、牽引手段としての、ピンリング３０８の２つのピン列が、外側ホイールの内周２’、２’’と内側ホイール６’、６’’の外周７’、７’’との間に延在する。図４６に最も良く示されるピン３０５の突出部が、外側ホイール及び内側ホイール６’、６’’の歯と相互作用する牽引チェーンのボルトの機能を与える。トランスミッタ２８５’、２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’が駆動される場合、ピンリング３０８は、内側ホイール６’、６’’の外周７’、７’’から持ち上げられて、外側ホイールの内周２’、２’’に押し付けられ、それにより、内側ホイールと外側ホイールとの相対運動を生じる。内側ホイール６’、６’’が駆動される場合、外側ホイールとピンリング３０８との間、そしてそれによりトランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’との間での相対運動がもたらされる。外側ホイールが駆動されるさらに別の場合、内側ホイール６’、６’’とピンリング３０８との間、そしてそれによりトランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’との間での相対運動がもたらされる。この時、トランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’は、ピンリング３０８によって駆動される。
【０１５４】
出力リング２６９は、リムフランジなどの出力駆動に堅固に連結される。
【０１５５】
モータ側の偏心カム２８３’に、その半径に対して直角に向けられた４つの調節スリット３０１が設けられている。４つの調節スリット３０１は、２対の調節スリットを含む。それぞれの対における調節スリット３０１は、同一の向きを有し、調整スリット３０１の対は、他の対に対して垂直に向けられている。調節スリットには、図４７に見られるガイドシリンダが設けられる。ギヤ側の偏心カム２９１’の穴は、楕円形の穴として形成される。
【０１５６】
調節スリット３０１を介して、偏心カム２８３’、２９１’、そしてそれにより引込ディスク２８５’、２８７’を調節スリット３０１に沿って移動させることにより、引込ディスク２８５’、２８７’の偏心率を調節することができる。これにより、２ピン列のピンリング３０８が張られる。ギヤ側の偏心カム２９１’の中心がガイドシリンダの中の２つに沿って対称軸１０から遠ざけられる時に、ピンリング３０８が張られる。ギヤ側の偏心カム２９１’の楕円形の穴が、これらの楕円穴を通るネジに対し、ギヤ側の偏心カム２９１’が移動することを可能にしている。
【０１５７】
ギヤ側の偏心カムが、ギヤ側の偏心カム２９１’の楕円穴を通り、モータ側の偏心カム２８３’の対応する穴を通るネジを介してモータ側の偏心カムに締め付けられる時、ギヤ側の偏心カム２９１’が、ガイドシリンダ及びモータ側の偏心カム２９１’に対して押し付けられて、ギヤ側の偏心カム２９１’の位置が固定される。
【０１５８】
図３７は、図３６のモータ−ギヤユニットの断面図である。
【０１５９】
図３８及び図３９は、両サイド型のピンリング３０８及びワイヤレースベアリング３０２を備えたハーモニックチェーンドライブの２つの実施形態の分解図である。図３６の実施形態と異なり、引込ディスク２８５’’、２８７’’が円形の引込ディスクとして設計されずに、長円形の引込ディスクとして設計されている。好ましくは、この長円の中心は、長円形のディスクが互いに重なり合うように対称軸１１上にある。図３６に示した偏心カム２８３’、２９１’は、図３８の実施形態では用いられない。また、偏心カムベアリングもこの実施形態においては用いられない。その代わりに、「フランケベアリング」としても知られるワイヤレースベアリング３０２、３０３により摩擦が発生される。ワイヤレースベアリング３０２、３０３は、引込ディスク２８５’’、２８７’’と出力リング２６９との間に配置される。引込ディスク２８５’’、２８７’’の回転運動により、ワイヤレースベアリング３０２、３０３は変形されて、外側ホイール歯２に押し付けられる。動作中、ワイヤレースベアリング３０２、３０３は、引込ディスク２８５’’、２８７’’と２ピン列のピンリング３０８の内面との間に摩擦を生じさせる。これは、図４６に最も良く見られる。
【０１６０】
図３８及び図３９は、ワイヤレースベアリング３０２、３０３のタイプが異なる。図３８では、４つのワイヤリング及び可撓性のボールケージを含む完全なワイヤレースベアリング３０２が用いられる。４つのワイヤリングは、ボールベアリングのボールを取り囲むように配置されている。ボールは、可撓性のボールケージ内に保持される。
【０１６１】
４つのワイヤリングは、図４３の断面図に見られる。別の実施形態において、ワイヤリングの個数は、２つ、３つ又は４つ以上でもよい。図３９では、ワイヤレースベアリングの内側部分３０３が用いられ、これは、可撓性のボールケージを含むが、ワイヤリングを含まない。
【０１６２】
図４０は、図３８又は図３９に示したモータ−ギヤユニットの断面図である。内側ホイール歯と外側ホイール歯との間に、スリットが、ピン３０５を受け入れるのにちょうど十分な大きさに設けられている。スリットをより小さくすると、歯の所与の歯寸法のための伝達比がより大きくなる。その結果、ピンリング３０８を有する実施形態に関して、特に大きい伝達比が可能になる。
【０１６３】
図４１は、図３６に示したモータ−ギヤユニットの断面を示す。この断面は、対向する引込領域を通る面で切られており、これらのうち１つの引込領域が断面で示されている。モータ側の引込リング２８５’が、ピンリング３０８の可撓性のリング３０４に押し付けられ、それによりピン３０５が外側ホイールを押すことが分かる。外側ホイールは、２つの外側ホイールとして設計され、それらはベアリング支持体１８及び出力リング２６９の内歯として実現されて、ネジにより堅固に連結されている。歯は、図４１には示されないが、図３６には示されている。ベアリングを介して引込リング２８５’、２８７’を支持する偏心カムが、ロータ５に４つのネジでネジ留めされており、図４２ではネジの端が見える。
【０１６４】
図４６は、２ピン列のピンリング３０８の詳細図を示す。２ピン列のピンリング３０８の２つのピン列は、中央の弾性リング３０４の両側から突出している、幅２０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのスチール製のピン３０５により形成される。弾性リング３０４は、好ましくは鉄、アルミニウム、青銅又は他の合金などの金属から作られる。弾性リング３０４は、ピン３０５が取り付けられる細長い間隙を含む。
【０１６５】
図４２は、図３７に示したモータ−ギヤユニットの断面図である。この断面図は図４１の断面と類似である。しかし、図４１と異なり、可撓性リングは、軸方向に僅かに非対称の２つの引込ディスクによってではなく、ベアリングのボールにより外向きに押し付けられる。このベアリングのボールは、牽引手段又はピンリングの可撓性リング要素３０４の中央面に、ピンリング３０８の内面上の円形路を辿るようにして配置される。さらに、ワイヤレースベアリングのボールの内側部分が、ボールを内側からガイドするようにして、楕円形の引込ディスク２８５’’、２８７’’の円形溝に支持されていることが分かる。ワイヤレースベアリングの内側部分の可撓性のケージが断面で示される。可撓性リング３０４の内側に、ボールを外側からガイドするために、円形溝も設けられている。円形溝を用いることにより、ボールをガイドするためにリングワイヤを設けることはもはや必要ではなく、ワイヤレースベアリングの内側部分により提供されるような、ボールを備えた可撓性ケージで十分である。
【０１６６】
図４３は、図３８に示したモータ−ギヤユニットの断面図である。上記の図４２とは異なり、完全なワイヤレースベアリングが与えられている。４つのワイヤが、引込ディスク２８５’’、２８７’’の矩形開口部と、ピンリング３０８の可撓性リング３０４の内側部分の矩形開口部とが結合した正方形の間隙の中の外側角部に見られる。４つのワイヤは、この矩形開口部によって支持される。ボールケージは、断面においてボールの各側面に示されている。
【０１６７】
図４４は、図３７のモータ−ギヤユニットの部分断面図である。内側から外側に、楕円形の引込ディスク２８７’、ワイヤレースベアリング３０２、及び２ピン列のピンリング３０８が示されている。レースボールベアリング３０２のボールケージ及びワイヤリングが側方から示されている。拡大断面図において、ボールケージが側方から示されている。
【０１６８】
図４５及び図４６は、２ピン列のピンリング３０２の詳細図である。これらの図において、弾性リング３０４の内側境界及び外側境界が示されており、この中に直径１．５ｍｍのピン３０５が設けられている。リングの内側から外側までの距離は３ｍｍであり、変形されていないレースボールベアリングの半径は２０５ｍｍである。上記の実施形態におけるレースボールベアリング３０２の利点は、引込ディスク２８５’、２８５’’、２８７’、２８７’’の押圧によりレースボールベアリング３０２が変形可能であることである。
【０１６９】
ピンリング３０２を含む図３６〜図４６の実施形態において、ピンリング３０２の内側に配置されたトランスミッタを有するトランスミッタキャリアは、軸１０の周りを回転する。トランスミッタは、ピンリング３０２の可撓性の内側リングを押し、対向する２つの引込領域において、ピンリングのピンを内側ホイール/複数の内側ホイールから持ち上げる。引込領域において、ピン列のピン３０５は、外側ホイールの歯／複数の外側ホイールの歯の歯間に押し付けられる。そして、ピン３０５は、外側ホイールの歯／複数の外側ホイールの歯に対して、外側ホイールが回転するように横方向の力を与える。
【０１７０】
これらの実施形態において、トランスミッタは、円形又は楕円形の引込ディスク又は引込リングとして実現され、トランスミッタキャリアは、トランスミッタがその上に取り付けられる支持体として実現される。摩擦を生じるベアリングが、引込ディスクと外側ホイール歯との間に可撓性のベアリングを有する実施形態でのトランスミッタの一部として見られ、そして引込ディスクが内側からベアリングに支持される実施形態におけるトランスミッタキャリアの一部として見られる。
【０１７１】
図４７は、歯付ベルト３１０が押圧手段として用いられる更なる実施形態を示す。
【０１７２】
第２の出力ベアリング２７２の右側に、図３５は、左から右に、外側ホイール２７６’、第１の内側リング６’、歯付きベルト３１０、モータ側の偏心カム２８３’及びモータ側の偏心カムベアリング２８４’を備えたモータ側の引込ディスク２８５’、ギヤ側の偏心カム２９１’及びギヤ側の偏心カムベアリング２８８’を備えたギヤ側の引込ディスク２８７’、並びに上記の実施形態に示した部品を示す。引込ディスク２８５’及び２８７’は、円形のディスクとして形成されている。
【０１７３】
この設計は、内側ホイール６及び引込ディスク２８５’、２８７’が、２つの異なる軸平面に配置された２列ギヤ設計に対応している。外側ホイール２７６’は、歯付きベルト３１０の全幅を覆って延在し、２ピン列のピンリングを含む上記の実施形態とは異なる。内側リング６は、ステータ２２に結合されている。外側ホイール歯２は、外側リング２７６’の内歯として設計される。
【０１７４】
牽引手段としての歯付ベルト３１０は、外側ホイール２７６’の内周２と内側ホイール６の外周との間に延在する。内歯及び外歯を備えた歯付ベルトとして設計された歯付ベルト３１０の歯は、外側ホイール２７６’及び内側ホイール６の歯と相互作用する牽引チェーンのボルトの機能を有する。被駆動トランスミッタ２８５’、２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’の場合、歯付ベルト３１０が、内側ホイール６の外周７から持ち上げられて外側ホイール２７６’の内周２に押し付けられ、それにより内側ホイールと外側ホイールとの相対運動を起こす。内側ホイール６が駆動される場合、外側ホイール２７６’と歯付ベルトとの間、そしてそれによりトランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’との間での相対運動がもたらされる。外側ホイールが駆動されるさらに別の場合、内側ホイール６と歯付ベルトとの間、そしてそれによりトランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’との間での相対運動がもたらされる。この時、トランスミッタ２８５’、２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’は、歯付ベルトによって駆動される。
【０１７５】
出力リング２６９は、リムフランジなどの出力駆動に堅固に連結される。
【０１７６】
モータ側の偏心カム２８３’に、その半径に対して直角に向けられた４つの調節スリット３０１が設けられている。この調節スリット３０１にガイドシリンダが設けられる。ギヤ側の偏心カム２９１’に設けられた穴は、楕円形に形成されている。歯リムの調節及び締め付けのメカニズムは、図３６に関して記載した上記の説明に類似する。
【０１７７】
図４８は、図４７のハーモニックチェーンギヤの曲げられた面に沿った断面図であり、面の半分が内側ホイール６の前で切断され、他の半分がモータ側の引込ディスク２８５’の前で切断されている。引込ディスク２８５’、２８７’は、対向する２つの引込領域が２つの半分の断面の境界にあるように位置している。調節スリットが、引込領域を結ぶ線の向きであることが分かる。
【０１７８】
図４９は、図４７のハーモニックチェーンギヤの断面図であり、切断面が、対称軸１０及び対向する引込領域を通っている。歯付ベルト３１０の一部が、引込領域に示されている。断面には、偏心カムをロータ５に固定する４つのネジのうちの２つが示されており、また内側ホイール６をステータ２２に固定する６つのネジのうちの２つも示されている。
【０１７９】
本出願において示し又は記載した実施形態に関して、全てのタイプの電気モータをハーモニックチェーンドライブギヤと共に用いることが、原理上は可能である。このような構成において、ロータに永久磁石が設けられたブラシレスＤＣモータは、簡単であり、同時に有利であり得る。そのため、ステータは、上記の実施形態において示したようにコイル巻線を有し、このコイル巻線に最適なパルスの直流電圧が印加されて永久磁石と協働する交流電磁場を発生し、交流電磁場がロータを回転させる。この構成において、コイル巻線を流れる電流を制御することを考慮して、ロータの瞬間位置を決定するために、ロータの領域に補助コイル又はホールセンサの形態でのセンサを設けることが可能である。センサレスモータの設計も考えられ、この場合、現在のロータ位置は、ステータの１つ以上のコイルにおける誘導電圧により決定される。
【０１８０】
更なる変型例において、同期モータ又は非同期モータを、本出願において開示したようなハーモニックチェーンドライブギヤと共に用いることが可能である。このような場合、これらのモータは、しばしばＡＣモータと称される。非同期モータは、回転電磁界が、交流電磁場が磁場を誘導する短絡巻線として設計されたロータを引っ張るので、ブラシ無しで動作されることができるという利点を有する。
【０１８１】
あるいは、ロータコイルに電流を印加するためにブラシが用いられるＤＣモータ用いることも可能である。
【０１８２】
同期モータ及びＤＣモータのロータ及びステータにおけるコイルは、直列又は並列接続で動作されることができる。原理上、全ての組合せが考えられる。すなわち、同期直巻モータ、同期並列又は分巻モータ、ＤＣ直巻モータ、及びＤＣ並列又は分巻モータである。同期モータに、ロータとして永久磁石を取り付けることもできる。その場合、ロータコイルとの組合せも考えられる。
【０１８３】
並列接続で動作されることができる同期モータは、速度に対してほぼ一定のトルク曲線を有する。一方、直列で作動される同期モータの得られるトルクは、速度が増大するにしたがって増大する。
【０１８４】
非同期モータに関し、また同期並列モータに関しても、最大トルクに達する転換点が観察される。速度が所定のレベルより低下すると、得られるトルクが減少する。回転電流モータにおいて、特に回転角度は、定常トルクに対して特別な影響を全く与えない。
【０１８５】
直列接続動作のモータでは、負荷下でより大きな速度低減が観察される。したがって、スイッチギヤを用いない動作、すなわち一定減速による動作が広い速度範囲で可能であるので、直列接続動作のモータが、本出願の対象に特に適している。
【０１８６】
ここで、低負荷で非常に高速になり、しかし負荷が増大するにつれて速度が急速に低下するＤＣ直巻モータが、特に良好であることが分かっている。ＤＣ直巻モータは、高い始動トルクで高速駆動を生み出し、これは車両を駆動するときに特に望ましい。静止状態から始動するとき、直巻モータ、特にＤＣ直巻モータは、高い始動加速を可能にする高いトルクを有する。速度が、全く負荷の無い状態で非常に高速になることがある。電子制御ユニットは、低い駆動電圧をモータに印加してパワーを低減することにより、これに有利に対処する。
【０１８７】
非同期モータのステータのコイルを制御する適切なスイッチングにより、類似の特性をもたらすことが可能であり、ロータを駆動させるためにコレクタもブラシも必要としないという利点もある。実際に、このようにして、直巻モータの特性曲線に類似した特性曲線を有する、よりロバストな簡単な設計の短絡ロータがもたらされる。
【０１８８】
電気モータの構造的設計に関し、ダブルスプリットアキシャルモータ及びシングルスプリットアキシャルモータの両方が可能である。内部ロータ及び外部ロータを備えたラジアルモータも考えられる。外部ロータは、それが形成する駆動ユニットの運動円滑性に好ましい影響を与える慣性モーメントが大きいという利点を有する。アキシャルモータとラジアルモータとを組み合わせることも、特にそれらが外側モータとして設計されるときに考えられる。
【０１８９】
本出願の対象は、ＡＣモータ、ＤＣモータ、ブラシレスＤＣモータ、直巻モータ、分巻モータ、同期モータ、及び非同期モータを含む広範なタイプの電気モータを用いて実現されることができる。ピストンエンジンなどの内燃エンジン、又は燃焼タービンでさえも用いることができる。
【０１９０】
上記のタイプの電気モータは、原理上は発電機としても用いることができ、この場合、モータのメインシャフトに連結されたギヤ部分は、出力シャフトのギヤである。
【０１９１】
また、本発明のギヤを、水力タービン又は風力タービンなどの低速の駆動ユニットを使用するために用いて、発電機を比較的高速で駆動させることもできる。
【０１９２】
あるいは、本発明のギヤを、内燃エンジン又はガス若しくは燃料燃焼タービンなどの高速の駆動ユニットを使用するために用いて、発電機を比較的低速で駆動させることもできる。
【０１９３】
以上に記載した本出願の実施形態は、原則として、外側ホイール及び内側ホイールを有する点で共通し、牽引手段が、外側ホイールの内周面と内側ホイールの外周面との間に延在する。一般的に用いられる牽引手段は、プラスチック若しくは金属のチェーン、歯付ベルト、及び変形可能な金属若しくはプラスチック製のシリンダ、又はその他の楕円形の形状物を含む。被駆動トランスミッタの場合、牽引手段が内側ホイールの外周から持ち上げられて外側ホイールの内周に押しつけられ、それにより内側ホイールと外側ホイールとの間で相対運動を生み出す。内側ホイールが駆動される場合、外側ホイールと牽引手段との間、そしてそれによりトランスミッタとの間で相対運動がもたらされる。外側ホイールが駆動されるさらに別の場合、内側ホイールと牽引手段との間、そしてそれによりトランスミッタとの間で相対運動がもたらされる。この時、トランスミッタは牽引手段により駆動される。
【０１９４】
本出願はまた、更なる実施形態を含み、主に圧縮力を伝達するための押圧手段又は押付手段が、主に引張力を伝達する牽引手段の代わりに、内側ホイールと外側ホイールとの間に設けられる。金属又はプラスチック製のシリンダ又はその他の楕円形の形状物が、押圧手段としてしばしば用いられる。そして、このようなギヤは、入力シャフト及び出力シャフトを有し、ギヤは外側ホイールを有し、内側ホイールが外側ホイールに対して同心状に配置され、押圧手段が外側ホイールと内側ホイールとの間に延在し、少なくとも１つの回転トランスミッタが、押圧手段を外側ホイールの内周から遠ざけるとともに内側ホイールの外周に向って押す。被駆動トランスミッタの場合、押圧手段は、内側ホイールの外周から遠ざけられるように押されるとともに外側ホイールの内周に押し付けられ、それにより内側ホイールと外側ホイールとの相対運動を生み出す。内側ホイールが駆動される場合、外側ホイールと牽引手段との間、そしてそれによりトランスミッタとの間で相対運動がもたらされる。外側ホイールが駆動されるさらに別の場合、内側ホイールと押圧手段との間、そしてそれによりトランスミッタとの間で相対運動がもたらされる。この場合、トランスミッタは押圧手段により駆動される。
【０１９５】
押圧手段は、スラスト力及び曲げモーメントを伝達することができる可撓性の金属シースとして設計されてもよい。これは、トランスミッタがシースの外側に配置され、シースを歯から歯に引き込む場合である。本出願の対象はまた、トランスミッタキャリアにシャフトが設けられ、このシャフトにトランスミッタが回転可能に取り付けられたハーモニックチェーンギヤにも関する。この構成において、トランスミッタは、ギヤホイール又はローラとして設計され得る。
【０１９６】
図１〜図２２及び図３５の実施形態におけるような軸方向に非対称の１列ギヤ設計では、牽引手段及び押圧手段のそれぞれが、外側ホイール及び内側ホイールの両方との接触のために設けられた１つの半径方向セクションを有する。１列ギヤ設計では、トランスミッタは通常、牽引手段及び押圧手段のそれぞれに、内側ホイールと外側ホイールとの間の隙間内から接触する。トランスミッタ、内側ホイール、外側ホイール、並びに牽引手段及び押圧手段のそれぞれが、本質的に同一の軸平面に配置される。
【０１９７】
図２３、図２６〜図３４、及び図４７〜図４９の実施形態におけるような軸方向に非対称の２列ギヤ設計では、内側ホイールと外側ホイールとが異なる軸平面に配置される。この場合、トランスミッタは、内側ホイールの軸平面又は外側ホイールの軸平面に配置される。牽引手段及び押圧手段のそれぞれが、内側ホイールの軸平面と外側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在して、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。
【０１９８】
図３６〜図４６の実施形態のような３列ギヤ設計では、２対の内側ホイール及び外側ホイールが、異なる軸平面に配置される。この場合、トランスミッタは、２対の内側ホイール及び外側ホイールの間の第３の軸平面に配置される。
【０１９９】
図示されない更なる実施形態では、２つの内側ホイール及び１つの外側ホイールを備えた、あるいは２つの外側ホイール及び１つの内側ホイールを備えた３列ギヤ設計が提供される。
【０２００】
また、１つの内側ホイール及び１つの外側ホイールを有する３列ギヤ設計を提供することも可能である。そして、図２４〜図２５に示したように、２つのトランスミッタセクションを有する２列トランスミッタを設けることも可能である。この場合、各トランスミッタセクションは、内側ホイールの軸平面と異なる軸平面に設けられる。牽引手段及び押圧手段のそれぞれが、外側ホイールの軸平面と内側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在して、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。
【０２０１】
図面に示してはいないが、異なる軸平面に配置された２つの外側ホイール及び１つの内側ホイールを備えた軸対称の３列ギヤ設計を提供することも可能である。この場合、トランスミッタは、内側ホイールの軸平面に配置される。そして、２つのトランスミッタセクションを有する２列トランスミッタを設けることも可能である。この場合、各トランスミッタセクションは、各外側ホイールの軸平面に設けられる。牽引手段及び押圧手段のそれぞれが、内側ホイールの軸平面と外側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在して、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。
【０２０２】
つまり、任意の個数の内側ホイールと任意の個数の外側ホイールとの組合せが可能であり、単一列のトランスミッタ、又は複数のトランスミッタセクションを有する複数列のトランスミッタが用いられることができる。上記の実施形態は、本出願において開示される多くの組合せの幾つかを示しているに過ぎない。
【０２０３】
以下の実施形態の理解を容易にするため、下の表は、異なる駆動／従動形態についての精密ハーモニックチェーンドライブの減速／伝達比を示している。表において、Ｒは引込部を、Ｉは内側ホイールを、Ａは外側ホイールを指す。ここで、引込部は様々な方法で設計されることができ、例えばチェーンと内側ホイールとの間に位置する引込要素、偏心して支持された１つ以上の円形ディスク、又は１つ以上の楕円形ディスクとして設計される。さらに、ｎAは外側ホイール歯の数を、ｎIは内側ホイール歯の数を、ｎKはチェーンリンクの数を示している。
【０２０４】
【表１】
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【０２０５】
また、本発明によれば、１つの引込部と２つの外側ホイールとを含む形態も可能であり、その際に内側及び外側ホイールの歯の数は、関連する従動、駆動、又は固定の外側ホイールの歯の数に等しくなるであろう。
【０２０６】
図５０は、本出願による減速ギヤ４００の実施形態を示す。減速ギヤは、駆動シャフト４０１と、ハウジング４０２と、駆動シャフト４０１の反対側にある従動シャフト４０３と、ハウジング４０２の内側に配置された他の構成要素とを含む。減速ギヤ４００は、駆動側から従動側に向かって以下のような構造を有する。駆動シャフト４０１に楕円形引込ディスク４０４が形成される。楕円形引込ディスク４０４に、ワイヤレースベアリング又はフランケベアリング４０５のワイヤのための収容領域が形成される。ピンリング４０６の収容領域は、ワイヤレースベアリング４０５上にある。ピンリング４０６の内側に収容領域が設けられる。ピンリング４０６の従動側ピン４０７は、引込箇所の反対側で、固定されて動かない駆動側ハウジング部品４０８に設けられた外側ホイール歯６に係合する。
【０２０７】
内側ホイール歯２を備えた内側ホイール５が従動シャフト４０３に形成され、ボールベアリング４１１によって駆動シャフト４０１に支持される。ピンリング４０６の別のピン４０７は、この図には示されていない反対端で内側ホイール歯２と係合する。固定された駆動側ハウジング部品にクロスローラベアリング４０９により外側から支持された共回転ハウジング部品４１４が、従動シャフト４０３に設けられている。固定された駆動側ハウジング部品４１０は、ボールベアリング４１２により駆動シャフトに支持される。ハウジングを固定するためのネジ穴４１３が、固定されたハウジング部品４０８、４１０を貫通している。工作物又は加工工具を固定するなど、他の要素を固定するための穴４１５が、共回転ハウジング部品４１４に設けられている。
【０２０８】
この場合には、引込箇所は互いに径方向反対側に位置している。そのため良好な噛み合いを達成するには、内側ホイール歯の数、チェーンリンクの数、及び外側ホイール歯の数が互いに偶数で異なっていると好都合である。代替的な構成では、対称的に配置された３つの引込箇所を設けることも可能である。そのような場合には、３の倍数である歯の数とチェーンリンクの数との差が好都合である。この場合、引込ディスクは３つの回転対称を有する。このタイプの構成が、例として図５１に示されている。ワイヤレースベアリング４０５が、ピンリング４０６のピン４０７を３つの引込箇所４１７、４１８、４１９で図４９に破線で記された内側ホイールから持ち上げ、ピン４０７が３つの引込箇所で外側ホイール歯６に係合するようにして、引込ディスク４０４は形成される。外側ホイール歯６及び図示されていない内側ホイール歯は、ピン４０７の平面に位置しているのに対し、引込ディスク４０４及びワイヤレースベアリング４０５は、その後方の平面に位置している。
【０２０９】
図５２は、本出願による２段ギヤを示す。２段ギヤでは、第１ギヤ段４２０と第２ギヤ段４２１とが、固定されたハウジング部品４２２及び共回転するハウジング部品４２３の内側に配置されている。第１ギヤ段は、楕円形引込ディスク４２６が設けられた駆動シャフト４２５を有する。引込ディスク４２６の周上の収容領域には、ワイヤレースベアリング４２７が配置される。ワイヤレースベアリング４２７の上には、ピン４２９が備えられたピンリング４２８が配置される。ピンリング４２８のピン４２９は、固定されたハウジング４２２に設けられた外側ホイール歯６に係合する。
【０２１０】
図５２に示された図の平面外で、ピンリング２４８の別のピン４２９が、引込ディスク４２６の従動側に配置された内側ホイール５に係合している。内側ホイール５は、駆動シャフト４２５のボールベアリング４３１により支持される中空シャフト４３０に配置されている。出力シャフト４２５'のボールベアリング４３１'が、更に中空シャフト４３０を支持する。中空シャフト４３０には、第２ギヤ段４２１の内側ホイール５'が設けられている。
【０２１１】
第２ギヤ段４２０は、第１ギヤ段４２０と類似の方法で構成され、駆動側から従動側に見ると、内側ホイール歯２'を備えた内側ホイール５'と、共回転ハウジング部品の外側ホイール歯６'と、ピン４２９'を備えたピンリング４２８'と、固定されたシャフト４２５'に設けられた楕円形引込ディスク４２６'とを含む。第１ギヤ段とは異なり、楕円形引込ディスク４２６'は固定されたシャフト４２５'上にあり、外側ホイール歯６'が共回転ハウジング部品４２３に設けられている。
【０２１２】
動作時に、駆動シャフト４２５は、第１ギヤ段４２０の引込ディスク４２６と、ワイヤレースベアリング４２７と、ピンリング４２８とを駆動する。ピンリング４２８は外側ホイール歯６に引き込まれ、それにより生じた軌道運動を内側ホイール５に伝達する。内側ホイール５は、中空シャフト４３０を介してその回転運動を第２ギヤ段４２１の内側ホイール５'へ伝達する。内側ホイール５'は、ピンリング４２８'と、共回転ハウジング部品４２３の内側ホイール歯６'とに自身の回転運動を伝達する。
【０２１３】
ギヤ段の組み合わせを通して、高い伝達比、また入力及び出力が逆転すると高い減速比がそれぞれ達成される。減速比は次の通りである。
【０２１４】
【数１】
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【０２１５】
ここで、ｎAjはｊ番目の外側ホイールの歯の数、ｎIjはｊ番目の内側ホイールの歯の数、ｎKjはｊ番目のピンリングのピンの数である。
【０２１６】
図５３は、本出願による２段ギヤの別の実施形態を示し、ここでは第１及び第２ギヤ段４２０、４２１の構造が、図５２に示されたものに実質的に対応する。しかし、図５２に示された実施形態とは異なり、外側ホイール歯６'が固定されたハウジング部品に設けられており、そして自由回転可能な従動シャフト４２５'としてシャフト４２５’が設計されている。
【０２１７】
動作時には、図５２に示された実施形態を参照して説明したように第１ギヤ段４２０が作動する。ギヤ段４２１では、内側ホイール５'の回転運動がピンリング４２８'のピン４２９'へ伝達される。ピン４２９'が固定された外側ホイール歯６'に係合することにより、引込リング４２６'の回転運動を発生させる。全体として、次の伝達比が得られる。
【０２１８】
【数２】
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【０２１９】
第１及び第２ギヤ段が類似の寸法を有する場合には、１とわずかにのみ異なる伝達比になり得る。低バッククラッシュのハーモニックピンリングギヤを使用することにより、所定の入力回転を規定の出力回転に特定の精度で変換することも可能である。
【０２２０】
図５４は、１本のピンリングにつき１つの引込箇所を有するハーモニック減速ギヤの実施形態を示す。ハーモニック減速ギヤは、駆動シャフト４４２に偏心して配置され、かつ１８０度ずらされた２つの円形引込ディスク４４０、４４１を有する。第１ボールベアリング４４３及び第２ボールベアリング４４４は、第１引込ディスク４４０の周上及び第２引込ディスク４４１の周上の両方に配置されている。ギヤハウジング４４６のボールベアリング４４５は、駆動シャフト４４２を外側から支持する。第１ピンリング４４７は、第１引込ディスク４４０及び第１ボールベアリング４４３の周囲に配置され、第２ピンリング４４８は、第２引込ディスク４４１及び第２ボールベアリング４４３の周囲に配置されている。
【０２２１】
第１ピンリング４４７が、第２ピンリング４４８に対して径方向内向き及び外向きに移動できるようにして、第１ピンリング４４７にスリット４４９が設けられており、第２ピンリング４４８のピン４５０がスリット４４９に係合する。第１ピンリング４４７のピン４５１は、ハウジングに形成された外側ホイール歯６と第１引込位置で係合する。さらに、第２ピンリングのピンは、第１引込箇所４５２に対して１８０°ずれた第２引込箇所４５３で、ギヤハウジング４４６に形成された外側ホイール歯６'と係合する。第２ピンリング４４８の別のピン４５０は、内側ホイール歯２に係合する。内側ホイール歯２は、従動シャフト４５４の一部を形成する内側ホイール５に形成されている。従動シャフト４５４は、内側ボールベアリング４５５に内側で支持され、ギヤハウジング４４６に配置された外側ボールベアリング４５６に外側で支持されている。
【０２２２】
動作時に、引込ディスク４４０、４４１は駆動シャフト４４２により駆動されて、第１ピンリング４４７を外側ホイール歯６'へ、第２ピンリング４４８を外側ホイール歯６'へ引き込む。外側ホイール歯６'の歯数とピンリング４４８のピン数との差と、外側ホイール歯６の歯数とピンリング４４７のピン数との差とは同じであるため、ピンリング４４７とピンリング４４８とが同じ速度で回転する。内側ホイール歯２への第２ピンリング４４８のピン４５０、４５１の噛み合いにより、ピンリング４４７、４４８の回転運動が内側ホイール５及び従動シャフト４５４へ伝達される。
【０２２３】
ピンリング４４７、４４８ごとに引込箇所４５２、４５３は１箇所のみであるため、引込箇所が２箇所ある場合のように、ピン４５０、４５１の数と外側ホイール歯６、６'の歯とが２の倍数で異なっている必要はない。この場合には、例えば１だけ異なってもよい。歯とピン４５０、４５１とが同じ寸法を有する場合、それにより達成される減速は２倍になることができる。１８０°オフセットした２つの引込箇所４５２、４５３の存在は、非対称的な力の分散を回避するとともに、外側ホイール歯に係合するピン４５０、４５１の数を２倍にする。
【０２２４】
図５５〜５８に示された実施形態は、電動自転車に特に適している。２つのフリーホイールを取り付けることにより、モータとペデレック（モータにより補助されたペダルの回転）に必要な筋力との間の比を、例えば単純な手段で調節する方法を提供することが可能である。この目的のため、クランクシャフトの周囲に支持された内側フリーホイールとモータ駆動に連結された外側フリーホイールとの間に駆動シャフトが設けられ、駆動シャフトは、例えば出力ピニオンなどの出力に連結されている。外側フリーホイールは、モータと内側フリーホイールとの間のトランスミッションに配置され、ペダル駆動により発生される回転速度がモータにより発生される回転速度よりも高い場合には、モータが分断されるように構成されている。
【０２２５】
図５５及び５６は、２段ハーモニックチェーンドライブの実施形態を示す。ギヤ段の伝達比が大きくなると、ギヤ寸法をさらに小さくすること、又は同じ寸法で大きな減速を達成することが可能である。
【０２２６】
図５５は、電動自転車用の２本チェーンのハーモニックチェーンドライブ４７０の実施形態を示す。
【０２２７】
２本チェーンのハーモニックチェーンドライブ４７０は、外部ロータモータ４７１と、ペダルシャフト４７５の周りでギヤハウジング４７４内に配置された２つのギヤ段４７２、４７３とを有する。
【０２２８】
第１ギヤ段４７２は、モータ４７１のロータ５に連結された引込部４７６と、固定された内側ホイール２と、第２ギヤ段４７３の引込部４７８に連結された回転可能な外側ホイール４７７と、内側ホイール２と回転可能な外側ホイール４７７との間に配置されたチェーン８とを有する。回転可能な外側ホイール４７７は、ギヤハウジング４７４に連結された外側レースを備えたボールベアリング４６９で支持される。ロータ５は、やはりギヤハウジング４７４に連結された外側レースを備えたボールベアリング４６８で、外側から支持されている。
【０２２９】
第２ギヤ段４７３は、固定された外側ホイール４７９と、引込部４７８と、回転可能な内側ホイール５'と、回転可能な内側ホイール５'と固定された外側ホイール４７９との間に配置されたチェーン８'とを含む。固定された外側ホイール４７９がギヤハウジング４７４に連結されるのに対して、回転可能な内側ホイール５'は、ペダルシャフト４７５上のフリーホイール４８０によって支持される。ギヤハウジング４７４のボールベアリング４８１、４８２は、ペダルシャフト４７５を外側から支持している。
【０２３０】
図５６は、電動自転車用の２本チェーンのハーモニックチェーンドライブ４７０'の別の実施形態を示す。図５５に示された２本チェーンのチェーンドライブ４７０'とは異なり、ここでは第１ギヤ段４７２が第２ギヤ段４７３の内側に配置されている。第１ギヤ段４７２は、外部ロータモータ４７１のロータ５に連結された引込部４７６と、固定された内側ホイール２と、回転可能な外側ホイール４７７'と、固定された内側ホイール２と回転可能な外側ホイール４７７'との間に配置されたチェーン８とを有する。回転可能な外側ホイール４７７'は、第２ギヤ段４７３の引込部４７８へリング４８３を介して連結されている。図５６は、リング４８３のＵ字形断面のみを示す。第２ギヤ段４７３の回転可能な内側ホイール５'のボールベアリング４６９'は、回転可能な外側ホイール４７７'を外側から支持し、ハウジング４７４にある別のボールベアリング４８４は、リング４８３を外側から支持する。第２ギヤ段４７３は、実質的に第１ギヤ段４７２の平面において第１ギヤ段４７２の周囲に配置されている。第２ギヤ段４７３は、回転可能な内側ホイール５'と、引込部４７８と、固定された外側ホイール４７９と、チェーン８'とを含む。回転可能な内側ホイール５'は、ペダルシャフト４７５上のフリーホイール４８０によって支持される。
【０２３１】
図５７は、前段に遊星ギヤ４７２を備えた電動自転車用のハーモニックチェーンドライブの実施形態を示す。ハーモニックチェーンドライブは、前段の遊星ギヤ４７２の形での第１ギヤ段４７２と、ハーモニックチェーンドライブ４７３の形での第２ギヤ段４７３とを含む。
【０２３２】
前段の遊星ギヤ４７２は、回転可能な太陽ギヤ５、遊星ギヤ４８７、遊星キャリア４８８、及び固定された中空リング４８９を含む。太陽ギヤ５は、外部ロータモータ４７１のロータに連結され、ギヤハウジング４７４にある内側ボールベアリング４９０によって内側から支持される。ギヤハウジング４７４の外側ボールベアリング４６８は、ロータを外側から支持する。ロータは太陽ギヤ５に連結される。太陽ギヤ５の直径よりも直径が大きい遊星ギヤ４８７が、太陽ギヤ５と中空の固定されたギヤホイール４８９との間に設けられる。固定された中空のギヤホイールは、ギヤハウジング４７４に静止状態で固定されるか、又はギヤハウジング４７４に形成される。遊星キャリア４８８のシャフトにあるここでは不図示のベアリングによって、遊星ギヤ４８７が支持される。シャフトは、図５７に輪郭のみで示されている遊星キャリア４８８の環状ギヤに取り付けられている。遊星キャリア４８８には、２箇所の引込部４７８がしっかりと固定されている。
【０２３３】
引込部４７８は、第２ギヤ段４７３の構成要素であり、第２ギヤ段４７３は固定された外側ホイール４７９、チェーン８、及び回転可能な内側ホイール５'も含む。引込部４７８及びチェーン８は、回転可能な内側ホイール５'と、ギヤハウジング４７４に静止状態で連結された固定された外側ホイール４７９との間に配置される。回転可能な内側ホイール５'は、ペダルシャフト４７５上のフリーホイール４８０によって支持されている。ギヤハウジング４７４のモータ側ボールベアリング４８１及びギヤ側ボールベアリング４８２は、ペダルシャフト４７５を外側から支持する。
【０２３４】
前段の遊星ギヤの代わりに、後段に遊星ギヤを使用することも可能である。伝達手段、例えばチェーン、ピンリング、又は歯付きベルトに加えられる力及び変形をできる限り小さくするには、内側及び外側ホイールの間の間隙ができる限り小さくなるようにハーモニックチェーンドライブを構成すると好都合である。このような場合、達成される減速も大きい。この大きな減速は、後の遊星ギヤの段によって再び低下されることができる。ホイールが０．２５から０．５ｍの外周を有する電動自転車では、最適なモータ速度に対する良好な適合が、以下の範囲で達成可能である。＞１０，０００ｒｐｍのモータ速度、又は＞１５，０００ｒｐｍのモータ速度であっても、ハーモニックチェーンドライブの減速Ｕ＿ＨＣＤは１：２０から１：６０に設定され、後の遊星ギヤの伝達比は１：１から１：３に設定される。ハーモニックチェーンドライブの減速では、下限１：１０まで及び上限１：１００までもまた可能であり、遊星ギヤの伝達比については、上限１：１００まで可能である。
【０２３５】
図５８は、ダブルチェーン８を備えたハーモニックチェーンドライブの別の実施形態を示す。この実施形態は、ダブルチェーン８の第１チェーン列の平面にある固定された外側ホイール２と、回転可能な内側ホイールの代わりに、ダブルチェーン８の第２チェーン列の平面にある回転可能な外側ホイール４９５とを含む。図５８に断面で描かれた環状ギヤは、外部ロータモータのロータ５に連結されている。環状ギヤは、図５９に特に明確に見られる。その外側に、ダブルチェーン８の第１チェーン列が隣接する。この第１チェーン列には、固定された外側ホイール２が隣接する。後方ハウジング部品４９６は、固定されたハウジング部品１６にボールベアリング４９７によって回転可能に支持され、出力シャフト１１に連結される。後方ハウジング部品４９６の内側には、回転可能な外側ホイール４９５が形成される。
【０２３６】
図５９は、図５８に示されたハーモニックチェーンドライブの［Ｘ‐Ｘ］線に沿った断面を示す。２つの引込部３、４が、１８０°ずれた２つの引込領域４９８、４９９で、環状ディスク５００に設けられている。支持ギヤ５０１、５０２は、ダブルチェーン８を内側から支持するために、引込部３、４に対して９０°ずれて設けられており、ともに回転可能にボールベアリングで支持されている。そのボールベアリングは、両方とも環状ディスク５００に設けられたシャフトで支持されている。さらに、図５９は、後方ハウジング部品４９６と、後方ハウジング部品４９６が支持されたボールベアリングとを示す。
【０２３７】
動作時には、ダブルチェーン８のモータ側チェーン列が、固定された外側ホイールの外側ホイール歯２へ引き込まれる。ダブルチェーン８は、固定された外側ホイールの歯よりも少数のチェーンリンクを有し、そのためダブルチェーン８が回る。ダブルチェーン８のこの軌道運動は、回転可能な外側ホイール４９５へ伝達される。回転可能な外側ホイール４９５の歯数ｎA2がチェーンリンクの数ｎKよりも多い場合には、その後に減速がもたらされ、これはｎA2／ｎKの比に対応する。
【０２３８】
図６０は、穿孔作業での使用のためのドリルロッド５０３の方向を合わせる傾斜調節装置５１８を示す。
【０２３９】
傾斜調節装置５１８は、ハウジング５１９、駆動装置、第１ハーモニックチェーンドライブ５１０、及び第２ハーモニックチェーンドライブ５２０を含む。ハウジング５１９の内側にドリルロッド５０３が配置され、ドリルロッド５０３は傾斜調節装置５１８により方向を合わされる。
【０２４０】
第１ハーモニックチェーンドライブ５１０は、ボールベアリング５１２に支持された引込ディスク５１１を含む。ボールベアリング５１２は、モータ５２３のロータ５０４に連結された中空シャフトに支持されている。ピンリング５１３は引込ディスク５１１上にあり、一部が内側ホイールの内側ホイール歯５１４に係合し、一部がハウジング部品５１７に形成された外側ホイール歯５１６に係合する。明瞭性のために、ピンリング５１３のピンが１本のみ示されている。
【０２４１】
第１ハーモニックチェーンドライブ５１０のように、第２ハーモニックチェーンドライブ５２０もまた、引込ディスク５２１、ボールベアリング５２２、ピンリング５１３、内側ホイール歯５２４、外側ホイール歯５１６、及びハウジング部品５１７を含み、これらは上述のように互いに連結される。
【０２４２】
ドリルロッド５０３は、上方穿孔ディスク５０５の穴及び下方穿孔ディスク５０６の穴を貫通する。穿孔ディスク５０５、５０６は、偏心配置された穴を備えた丸いディスクとして設計される。上方穿孔ディスクは、上方電磁クラッチ５０７によって第２ハーモニックチェーンドライブ５２０の従動要素に連結される。別の電磁クラッチ５０７及び中空シャフト５０８が、第２ハーモニックチェーンドライブの駆動をロータ５０４に連結する。下方穿孔ディスク５０６は、下方電磁クラッチ５０９によって第１ハーモニックチェーンドライブの従動要素に連結される。従動要素は、内側ホイール５１５、５２５として設計され、中空シャフトがこれらに連結される。電磁継手５０８、５０９を支持するクロスローラベアリングは、菱形で示される。
【０２４３】
第１ハーモニックチェーンドライブ５１０及び第２ハーモニックチェーンドライブ５２０が、実質的に同じ減速比を有すると好都合である。これは、均一な回転を達成すること及び同じ設計の部品を使用することを可能にする。ピンリングに代わって、例えばチェーンなど、ピン又はボルトを備えた他の環状の伝達手段を使用することも可能である。
【０２４４】
ハーモニックチェーンドライブ５１０、５２０の使用は、高トルクを達成する。高トルクは、比較的重いドリルロッド５０３でも方向を合わせるのに充分である。加えて、減速により傾斜が高精度で制御される。モータ５２３及びハーモニックチェーンドライブ５１０、５２０の設計、そしてそれによる傾斜調節装置５１８の設計は非常に小型であり得るため、ドリルロッド５０３、特にボーリングヘッドまでが、掘削孔へ挿入され得る。
【０２４５】
傾斜調節装置５１８を使用すると、ボーリングの方向を修正することが可能である。例えばこれは、費用及び時間の理由から、原油のボーリングの際に好都合である。
【０２４６】
図６１及び６２は、実験台、又は試料処理台などの台を回転させるための位置決め装置を示す。例えば、レーザビームを反射するためのミラーが台に置かれて、台がレーザビームの方向の精密な調節に使用されることができる。図６１及び６２の構成は、台５２８、モータ５２９、支持体５３０、及びハーモニックチェーンドライブ５３１を含む。ハーモニックチェーンドライブ５３１の出力は、引込部、この場合にはピンリングと係合する歯付きリング５３３を備えたホイール５３１に連結される。
【０２４７】
図６３は、位相調整器具５５０を示す。位相調整器具５５０での位相調整減速機５３４は、第１及び第２ハーモニックチェーンギヤ５３５、５３６を有する。第１ハーモニックチェーンギヤ５３５のための第１引込ディスク５３８は、位相調整モータに連結される。内側ホイール５４１は、第１牽引手段５３９を、第２ハーモニックチェーンギヤ５３６の第２牽引手段５４０に連結することにより、これらの牽引手段が連続した状態で一緒に回転する。第２ハーモニックチェーンギヤ５３６の第２引込ディスク５４２は、回転不能にされている。通常の動力伝達時には、位相調整モータは作動しない。そのため、２つのギヤ装置の減速比が等しく設定された場合、第１内側ギヤ５４３への第１ハーモニックチェーンドライブ５３５の入力回転は、同じ回転数で第２内側ギヤ５４４から出力される。
【０２４８】
この構成によれば、回転伝達誤差の低い位相調整器具が、低費用で製造されることが可能である。位相調整器具は、燃焼モータのバルブ開口の制御などのために、時間の遅れ又は時間の進みを周期的動作で補正するのに使用されることができる。
【０２４９】
図６４は、通常動作中におけるブレーキ解除用の低い動作速度を有する小規模サーボモータ制動装置５５１を示し、ここでは制動をもたらすように、圧縮コイルばね５５７が、モータシャフト５５２に固定されたブレーキディスク５５４に対する摺動プレート５５６の圧力を発生させる。本出願によるハーモニックチェーンドライブを備えた小規模モータ５６２は、制御面従動子５６０が制御面５５９の凹み５５９ｂから先端５５９ａへ上向きに転がる方向で、制御ディスク５５８の回転運動を引き起こす。摺動プレート５５９は、ばね力に反してブレーキディスク５５４から離れ、装置は回転運動からブレーキ解除状態に切り換わる。制御面ディスク５５８のさらなる回転が起こると、制御面従動子５６０は、制御面の先端５５９ａから次の凹み５５９ｂへ移動し、摺動プレート６はばね力によりブレーキプレート５５４へ押圧され、装置はブレーキ力がモータシャフト５５２に作用する状態に切り換わる。
【０２５０】
回転アクチュエータ５は、第１及び第２ハーモニックチェーンドライブ２０、３０とモータ４０とを備える。第１ハーモニックチェーンドライブ２０の内側ホイールは、ギヤドライブハウジングユニット７に連結され、第２ハーモニックチェーンドライブ３０の内側ホイールは、ギヤドライブハウジングユニット８に一体化されている。第１及び第２ハーモニックチェーンドライブ２０、３０は実質的に同一の構造であって、同じ方向において向き合うようにして同心状に配置されている。共通の回転入力シャフト１３がこのハーモニックチェーンドライブの中心に沿って延び、回転入力シャフト１３の中心軸線は、接合する軸線４と一致する。
【０２５１】
ギヤドライブハウジングユニット７に収容された第１ハーモニックチェーンドライブ２０は、内歯付き外側ホイール２１と、外側ホイール２１の内側に同心状に配置された内側ホイール２２と、外側ホイール２１の内側に同心状に配置された楕円形輪郭の引込部２３又は引込ディスク２３とを備えて設計される。引込部２３は、回転入力シャフト１３の先端部分に同心状に固定される。駆動される内側ホイール２２は、ハウジング２に連結されている。外側ホイール２１はハウジング部品に固定して連結され、内側ホイール２１に連結された従動シャフト上のベアリング１４によって回転可能に支持されている。内側ホイール２１に連結された肉厚の円筒形ハブ２４は、ギヤドライブハウジングユニット７の側方領域に取り付けられる。
【０２５２】
回転入力シャフト１３は、回転可能な状態で第１引込部から第２引込部へ延びる。ここで、回転入力シャフト１３は、ベアリング１４によって回転可能に支持されている。ベアリング１４から別のギヤドライブハウジングユニット８の側面付近の領域へ突出する第１出力シャフト１１は、円筒形ハブ２４と一体的に設計されている。第１出力シャフト１１に連結されたトランスミッタ３の第１保持アーム９は、出力シャフト１１に一体的に連結される。
【０２５３】
別のギヤドライブハウジングユニット８に格納された第２ハーモニックチェーンドライブ３０は同じ設計を有し、やはり環状の外側ホイール３１と、外側ホイール３１の内側に同心状に配置された内側ホイール３２と、外側ホイールの内側に同心状に配置された引込部３３とを備える。引込部３３は、回転入力シャフト１３に同心状に固定される。固定される外側ホイール３１は、ハウジング２に連結される。内側ホイール３２は、ビーカー形状の基部の中央領域に形成された肉厚の円筒形ハブ３４に連結され、ベアリング１６によって回転可能に支持されている。
【０２５４】
さらに、ギヤドライブハウジングユニット８から離れて側方にベアリング１６から突出する第２出力シャフト１２が、円筒形ハブ３４と一体的に設計される。第２出力シャフト１２に連結されたトランスミッタ３の第２保持アーム１０は、出力シャフト１２に一体的に連結される。
【０２５５】
回転アクチュエータ５のモータ４０は、ギヤドライブハウジングユニット８に向けて、基部６の背面に配置される。モータ４０の回転出力シャフト４１は、接合する軸線４に対して直角な方向に延び、基部６の穴６ａを通り、ギヤドライブハウジングユニット８へ突出する。
【０２５６】
駆動ベベルギヤ４２は、回転出力シャフト４１の末端部に同心状に連結され、それに固定されている。回転入力シャフト１３に同心状に固定された従動ベベルギヤ４３は、駆動ベベルギヤ４２と係合する。
【０２５７】
以下は、この構成を有する指関節機構１の動作モードの説明である。モータ４０の駆動により、回転出力シャフト４１の回転運動が駆動ベベルギヤ４２及び従動ベベルギヤ４３によって回転入力シャフト１３へ伝達され、入力シャフト１３は回転運動する。第１及び第２ハーモニックチェーンドライブ２０、３０の引込部２３、３３は、回転入力シャフト１３に固定されている。引込部が回転すると、それにより内側ホイール２２と外側ホイール２１との間及び内側ホイール３２と外側ホイール３１との間での２つのギヤホイールの歯数の差によって引き起こされる相対的回転運動がもたらされる。外側ホイール２１、３１は固定されているので、内側ホイール２２、３２は回転運動し、内側ホイールの出力シャフト１１、１２は、一体化した全体として回転する。その結果、出力シャフト１１、１２に連結されたトランスミッタ３は、接合した軸線４を中心として所定の方向に回転する。
【０２５８】
上述した駆動は、回転アクチュエータ５の出力シャフトが対称軸３ａに対してずれた非対称形で構成されてもよい。この場合、ベベルギヤ４２は対称軸３ａに関してベベルギヤ４３の外側に配置され、外側に配置されたベベルギヤ４２がベベルギヤ４３に係合できるように、ベベルギヤ４３の歯が外向きの角度にされる。これは、ハーモニックチェーンドライブ２０、３０がより近接して一緒に設けられることを可能にする。ハーモニックチェーンドライブ２０を軸３ａに、別のハーモニックチェーンドライブをその横に配置することによって別の非対称形がもたらされ、アクチュエータ５の出力シャフトは軸３ａ上に位置し続ける。さらに、ハーモニックチェーンドライブを１つのみ備えた関節を提供することも可能である。
【０２５９】
図６６に示された構成では、モータ４０は関節の内側に配置される。そのためベベルギヤホイール４２、４３は必要とされず、シャフト１３はモータ４０によって直接駆動される。
【０２６０】
図６７は、ハーモニックチェーンドライブ５７１を備えたスピンドルドライブ５７０を示す。上述した実施形態のいずれかにより、ハーモニックチェーンドライブ５７０が設計されることができる。ハーモニックの出力が第１歯付きホイール５７２に連結され、次にこのホイールは第２歯付きホイール５７３に連結される。第２歯付きホイール５７３は、中空の歯付きホイール５７３として設計され、スピンドルドライブ５７０の軸と同心状に配置される。中空シャフト５７３の内側は楔形エッジ５７４を含み、楔形エッジ５７４はシャフト５７６のネジ山５７５に係合し、シャフト５７６の長手軸と一致する直線方向に移動可能である。シャフト５７６は中空シャフト５７７に同心状に配置され、中空シャフト５７７内に支持されている。中空歯付きホイール５７３は、その軸を中心に回転できるが、直線方向には固定を維持するようにして支持される。この構造は、図６７には詳細に示されていない。例えば、中空シャフト又はケーシング５７７に固定された２つの横方向のボールベアリングにより実現されることができる。
【０２６１】
動作時に、ハーモニックチェーンドライブは、２つの方向の一方にギヤ５７２を回す。ギヤ５７２はギヤ５７３を回し、エッジ５７４はネジ山５７５との係合を介してシャフト５７６を直線方向に移動させる。図６７は、シャフト５７６が垂直方向上向きに向けられ、物品５７７を乗せた台を重力に反して高精度で持ち上げるのに使用されることができる実施形態を示す。しかし、シャフト５６７は、水平方向又は他の方向に向けられてもよく、２つ以上の位置で支持されてもよい。
【０２６２】
以下に述べる装置について、開示では、その装置での使用のためのハーモニックチェーンギヤを備えたモータなどのアクチュエータ、及びハーモニックチェーンギヤを少なくとも備えた装置について言及する。本出願は、航空機シート又は歯医者シートなどのシートの位置を調節するためのハーモニックチェーンギヤを備えた調節装置を開示する。また、本出願は、それぞれ駆動手段と、駆動手段及び装置に連結されたハーモニックチェーンギヤとを含む、車椅子、電動ボート、冷蔵庫コンプレッサ、滑車装置機構、電動のこぎり、芝刈り機、及びロープウィンチを開示する。また、本出願は、駆動手段とハーモニックチェーンギヤとを備えたのこぎり、ねじ回し、又はインパクトレンチなどの電動工具も開示する。さらに、本出願は、車庫の扉、庭の扉、キャンバス地のブラインド、スライドドア、エレベータ、ローラーコースター、及び他のタイプのレール車両のためのハーモニックチェーンギヤを備えた駆動手段を開示する。本出願によるハーモニックチェーンギヤはコンパクトに作られ、そのため小型装置にも駆動装置を組み込むことが可能である。例えばエレベータの場合、ハーモニックチェーンギヤを備えた駆動装置が、エレベータに連結されたバックアップ用の駆動装置として使用され得る。
【０２６３】
さらに、本出願は、ハーモニックチェーンギヤを含む駆動装置を備えた写真カメラ用スタンド、カメラレンズ用フォーカス駆動装置、そして天体望遠鏡のトラッキングのための駆動装置も開示する。「望遠鏡」とは、アマチュア用の小規模望遠鏡及び地上又は地球外での専用システム用の小規模又は大規模天体望遠鏡を指す。これらの用途では、ハーモニックチェーンギヤは高精度の駆動装置を提供する。
【０２６４】
図６８は、ハーモニックピンドライブ６００の別の実施形態を示し、そこではピンリング３０８'のピン６０１が、弾性のばねロッド６０２に連結され、弾性のばねロッド６０２は、ハーモニックピンドライブ６００のケース６０３に連結される。図６８の断面図では、ピンリング３０８'の１本のピン６０１及び１本のばねロッド６０２が示されている。第一の代替例では、弾性のばねロッド６０２及びピン６０１が一体部品として形成される。一方で第二の代替例では、ピン６０１が、弾性のばねロッドの対応する開口部へ挿入される。
【０２６５】
ばねロッド６０２は弾性であり、図６８の断面図の平面内でばねロッドが上下に動くことができる。他のばねロッド６０２は、同じように動くことができる。ばねロッド６０２は、ケーシングの円筒形部分６０５の周りの円周上に配置されている。円筒形部分６０５は、円筒形部分６０５の内壁に備えられたコイル６０６を保持している。
【０２６６】
コイル６０６に対して径方向内側に、内側シリンダ６０７が設けられている。図６８には示されていない磁石が、内側シリンダ６０７に備えられている。円筒形部分６０５、コイル６０６及び内側シリンダ６０７は電気モータを提供し、ここで円筒形部分６０５及びコイル６０６は電気モータのステータを与え、内側シリンダ６０７は電気モータのロータを与える。内側シリンダ６０７は、ハーモニックピンギヤ又はピンドライブの「入力シャフト」とも呼ばれる。
【０２６７】
出力側では、内側シリンダ６０６にトランスミッタ部分６０８が設けられる。内側シリンダ６０７は、溝玉軸受６０９を介して出力シャフト６２４上に径方向で支持され、アンギュラ玉軸受６１０によってカップ形部品６２７に横方向から支持されている。トランスミッタ部分６０８を含む部品は、「トランスミッタ」とも呼ばれる。
【０２６８】
ボールベアリング６１１が、トランスミッタ部分６０８に取り付けられる。ボールベアリング６１１の周囲にピンリング３０８'が設けられる。外側ホイールとしても知られる第１外側リングギヤ２及び第２外側リングギヤ２'が、ボールベアリング６１１の軸方向両側に備えられる。第１外側リングギヤ２及び第２外側リングギヤ２'は、モータ出力部品６１３の外側円筒形部分６１２に形成される。外側リングギヤ２、２'は、外側リングギヤ２、２'の内周に沿った内歯を含み、内歯の形状はピン６０１の形状に適合する。円筒形部分６１２は、「出力シャフト」とも呼ばれる。
【０２６９】
モータ出力部品６１３は、モータ出力部品６１３のディスク形状部品６１４にネジ留めされた外側円筒形部分６１２と、ディスク形状部品６１４にネジ留めされた内側円筒形部分６１５とを含む。モータ出力部品６１３のディスク形状部品６１４は、ボールベアリング６１７を介してケーシングの保持ディスク６１６上に径方向外側で支持されている。
【０２７０】
径方向内側では、ディスク形状部品６１６は、ニードルベアリング６２１及び外側フリーホイール６２２を介して、出力部品６１９の円筒状部分６１８に支持される。円筒状部分６１８にギヤキャリア６２３が固定される。出力部品６１９の円筒状部分６１８は、内側フリーホイール６２５及びボールベアリング６２６を介して出力シャフト６２４に支持される。径方向外側では、円筒状部分６１８は、ダブルボールベアリング６２８を介してカップ形部品６２７に支持される。
【０２７１】
出力ギヤホイール６２３の出力側と反対のモータ側では、ケーシング６０３のモータカバー６３０が、ボールベアリング６３１を介して出力シャフト６２４に支持される。モータカバー６３０は、径方向に配置された冷却フィン６３２を含む。ケーシング６０３の外側シリンダ６３３はモータカバー６３０にネジ留めされ、保持ディスク６１６は外側シリンダ６３３にネジ留めされる。
【０２７２】
第一実施形態では、トランスミッタ部分６０８が楕円形部分６０８として、そしてボールベアリング６１１が可撓性ボールベアリング６１１として設けられる。可撓性ボールベアリング６１１は、例えば「フランケ」ベアリングとしても知られるワイヤレースベアリングとされることができる。第二実施形態では、軸６０４に対して偏心して取り付けられた円形部分６０８としてトランスミッタ部分６０８が設けられる。この場合、基本的に円形のままである非可撓性ボールベアリング６１１としてボールベアリング６１１が設けられることができる。
【０２７３】
第一及び第二実施形態では、外側リングギヤ及び／又は内側リングを含まない不完全ボールベアリングとして、ボールベアリング６１１が設けられることができる。外側リングギヤを含まない不完全ボールベアリングは、図７０に示される３層ピンリングとの組み合わせが好都合である。
【０２７４】
ハーモニックピンドライブ６００の運転中には、コイル６０６に電流が供給される。電流は、電磁界が磁石に作用することによって、内側シリンダ６０７を駆動する回転磁界を発生させる。内側シリンダ６０７はトランスミッタ部分６０８を回転させ、トランスミッタ部分６０８は、次にボールベアリング６１１の内側リングを回転させる。
【０２７５】
ボールベアリング６１１の運動は、ピン６０１の径方向変位を引き起こす。続いて、ピンの径方向変位は、外側リングギヤ２、２'の歯の上でのピン６０１の動きを引き起こす。径方向変位の位相は、外側リングギヤ２、２の周に沿って増大する。
【０２７６】
ピン６０１の径方向運動は、外側リングギヤ２、２の歯の傾斜面に推進力を引き起こす。対応する反力は、ピン６０１が連結されたばねロッド６０２によって吸収される。本出願によれば、ピンリング及び外側リングギヤ２、２の寸法は、約４５００：７５の減速が達成されるように定められることができる。例示のため、２つの矢印は、電気モータのロータ６０７から外側リングギヤ２、２'へのトルクの流れを示す。
【０２７７】
外側リングギヤ２、２'は、その回転運動をモータ出力部品６１３へ伝達する。モータ出力部品６１３の回転速度が出力部品６１９の回転速度よりも高い場合には、モータ出力部品６１３が外側フリーホイール６２２を介して出力部品６１９を駆動する。他方、出力シャフト６２４の回転速度が出力部品６１８の回転速度よりも高い場合には、出力シャフトが内側フリーホイールを介して出力部品を駆動する。内側及び外側フリーホイール６２５、６２２は、一方向クラッチとして機能する。
【０２７８】
図６９〜７２は、多層ピンリングを示す。本出願によれば、図３６〜４７、５０、５１、５２、５３、６８に示された本出願によるハーモニックピンドライブにおいて、多層ピンリングが使用可能である。
【０２７９】
図６９は、２層ピンリング３０８'の部分側面図である。外側部品は、スチールリング６３５と、スチールリング６３５に固定された収容リング６３６とを含む。収容リング６３６は、例えばアルミニウム、プラスチック、スチール、又は鉄で作られることができる。スチールリング６３５は、収容リング６３６の径方向外側に設けられる。収容リング６３６の周に沿って一定の間隔で、収容リング６３６に丸い開口部６３７が設けられる。図６９及び７０に示されないピンが、丸い開口部６３７に備えられる。
【０２８０】
図７０は、３層ピンリング３０８″の部分側面図を示す。収容リング６３６の径方向内側で、外側ベアリング面６３８が収容リング６３６に連結されている。外側ベアリング面６３８は、可撓性ベアリングの外側リングギヤ６３８に相当し、転動体のための図７０に示されていない一体化されたベアリング面を含む。
【０２８１】
図７１は、２層ピンリング３０８'の側面図を示し、丸い開口部に配置されたピンが側方から示される。
【０２８２】
図７２は、図７１の２層ピンリング３０８'の斜視図である。ピンは、両端が２層ピンリング３０８'から突出している。本出願によれば、ピンリングは、ピンの両突出部分のそれぞれが対応する外側リングギヤに係合する対称構成で、ハーモニックピンドライブへ挿入されることができる。この対称構成は、平衡された力の分散を提供する。
【０２８３】
図６９、７０、７２のピンリングでは、収容リング６３６の内側に開口し、収容リングの内側に挿入スリットを形成するようにして、丸い開口部が形成されることができる。挿入リングの幅は、ピンの直径より小さい。ピンは、内側から押すか又は引くことによって、挿入スリットへ挿入されるか又はこれから取り出されることができる。
【０２８４】
一般的に、ピンリングは牽引手段に相当し、ロータは入力シャフトに相当し、外側リングギヤは外側ホイールに相当する。出力シャフトへの外側リングギヤの回転の伝達は、一方向クラッチなどの別の伝達要素を介して実行されることができる。可撓性手段は、可撓性のロッドとして実現されることができるが、弾性の円錐形部分など他の形状もまた可能であり、この場合、円錐形部分の一部分として、又は弾性の指を備えた円錐形部分として可撓性手段が設けられる。
【０２８５】
一般的に、多層ピンリングの丸い開口部は、ピンリングの一端から他端まで延び、ピンが挿入される管状の開口部を形成する。
【０２８６】
特に、ピンは、スチールなどの耐久性のある金属から作られることが多い。
【０２８７】
実施形態は、項目にまとめられた以下の要素の列挙によっても説明されることができる。項目の列挙に開示されるそれぞれの特徴の組み合わせは、それぞれが独立した目的物と考えられ、さらに本出願の他の特徴と組み合わされることも可能である。
【０２８８】
１．入力シャフト及び出力シャフトを有するギヤであって、該ギヤがさらに、
外側ホイールと、
前記外側ホイールに対して同心状に配置された内側ホイールと、
前記外側ホイールと前記内側ホイールとの間に延在する牽引手段と、
前記牽引手段を前記内側ホイールの外周から持ち上げ、前記牽引手段を前記外側ホイールの内周に押し付ける少なくとも１つの回転するトランスミッタと、
を含むギヤ。
【０２８９】
２．前記入力シャフトが前記トランスミッタに連結されることを特徴とする項目１に記載のギヤ。
【０２９０】
３．前記入力シャフトが前記外側ホイールに連結されることを特徴とする項目１に記載のギヤ。
【０２９１】
４．前記入力シャフトが前記内側ホイールに連結されることを特徴とする項目１に記載のギヤ。
【０２９２】
５．前記出力シャフトが前記内側ホイールに連結されることを特徴とする項目１〜３のいずれか一つに記載のギヤ。
【０２９３】
６．前記出力シャフトが前記トランスミッタに連結されることを特徴とする項目１、３又は４のいずれか一つに記載のギヤ。
【０２９４】
７．前記出力シャフトが前記外側ホイールに連結されることを特徴とする項目１〜４のいずれか一つに記載のギヤ。
【０２９５】
８．前記牽引手段が、回転可能に相互連結されたリンクから成るチェーンであることを特徴とする上記項目のいずれか一つに記載のギヤ。
【０２９６】
９．前記牽引手段が、少なくとも１つの連続的な楕円形の牽引要素を含むことを特徴とする項目１〜７のいずれか一つに記載のギヤ。
【０２９７】
１０．前記牽引手段が可撓性のベルトを含むことを特徴とする項目９に記載のギヤ。
【０２９８】
１１．前記牽引要素が可撓性のスプライン要素を含むことを特徴とする項目９に記載のギヤ。
【０２９９】
１２．前記可撓性のスプライン要素が複数のピンを含み、前記複数のピンが、前記スプライン要素の少なくとも１つの軸方向の面から突出し、前記可撓性のスプライン要素に対して同軸状に配置されることを特徴とする項目１１に記載のギヤ。
【０３００】
１３．前記トランスミッタが、回転可能なトランスミッタキャリア上に配置されることを特徴とする上記項目のいずれか一つに記載のギヤ。
【０３０１】
１４．前記トランスミッタが前記トランスミッタキャリアに固定され、前記牽引手段が複数の回転可能な接触要素を含むことを特徴とする項目１３に記載のギヤ。
【０３０２】
１５．前記トランスミッタが、前記トランスミッタキャリア上に回転可能に設けらることを特徴とする項目１３に記載のギヤ。
【０３０３】
１６．前記トランスミッタが、前記トランスミッタキャリアの回転軸に対して偏心して設けられることを特徴とする項目１５に記載のギヤ。
【０３０４】
１７．前記トランスミッタの回転軸が、実質的に前記トランスミッタキャリアの前記回転軸に一致し、前記牽引手段に面する前記トランスミッタの接触面が、実質的に楕円形状であることを特徴とする項目１５に記載のギヤ。
【０３０５】
１８．電気モータを備え、前記電気モータのロータが前記ギヤの前記入力シャフトに連結されることを特徴とする上記項目のいずれか一つに記載のギヤを備えたモータ−ギヤユニット。
【０３０６】
１９．前記電気モータが、径方向にギャップを有するＤＣブラシレスモータであることを特徴とする項目１８に記載のモータ−ギヤユニット。
【０３０７】
２０．内燃エンジンを設え、前記エンジンの出力シャフトが前記ギヤの前記入力シャフトに連結されることを特徴とする項目１〜１７のいずれか一つに記載のギヤを備えたモータ−ギヤユニット。
【０３０８】
２１．項目１８〜２０のいずれか一つに記載のモータ−ギヤユニットを含む車両であって、前記車両の少なくとも１つの駆動される車輪が、前記ギヤの前記出力シャフトに連結されることを特徴とする車両。
【０３０９】
２２．駆動ユニットと、ジェネレータユニットと、項目１〜１７のいずれか一つに記載のギヤとを有する発電機であって、前記ギヤの入力シャフトが前記駆動ユニットに連結され、前記ギヤの出力シャフトが前記ジェネレータの入力シャフトに連結される発電機。
【０３１０】
２３．ギヤにおいて牽引手段を接触させるためのトランスミッタ組立体であって、
前記トランスミッタ組立体は、回転可能なトランスミッタキャリア上に設けられた第１のトランスミッタ要素及び第２のトランスミッタ要素を含み、前記第１のトランスミッタ要素及び第２のトランスミッタ要素は、前記トランスミッタキャリア上で回転可能であり、前記トランスミッタ要素のそれぞれが、前記トランスミッタキャリアの回転軸に対して偏心して設けられているトランスミッタ組立体。
【０３１１】
２４．前記第１のトランスミッタ要素を前記第２のトランスミッタ要素に対して移動させるためのガイドが設けられていることを特徴とする項目２３に記載のトランスミッタ組立体。
【０３１２】
２５．前記第１のトランスミッタ要素及び前記第２のトランスミッタ要素が、それぞれガイド要素を備えた少なくとも１つのトランスミッタ調節スリットを含むことを特徴とする項目２４に記載のトランスミッタ。
【０３１３】
２６．入力シャフト及び出力シャフトを含むギヤであって、該ギヤがさらに、
外側ホイールと、
前記外側ホイールに対して同心状に配置された内側ホイールと、
前記外側ホイールと前記内側ホイールとの間に延在する押圧手段と、
前記押圧手段を前記外側ホイールの内周から離すように押し、前記押圧手段を前記内側ホイールの外周に押し付ける少なくとも１つの回転するトランスミッタと、
を有することを特徴とするギヤ。
【０３１４】
２７．ギヤのための可撓性のスプライン要素であって、
前記スプライン要素が複数のピンを含み、前記複数のピンが、前記スプライン要素の少なくとも１つの軸方向の面から突出し、前記可撓性のスプライン要素に対して同軸状に配置されている可撓性のスプライン要素。
【０３１５】
２８．前記複数のピンが、前記スプライン要素の両方の軸方向の面から突出することを特徴とする項目２７に記載の可撓性のスプライン要素。
【０３１６】
２９．前記複数のピンが、複数の軸方向の円筒状の穴に設けられることを特徴とする項目２７又は２８に記載の可撓性のスプライン要素。
【０３１７】
３０．前記ピンが硬化スチールを含み、前記スプライン要素がアルミニウムを含むことを特徴とする項目２７又は２９に記載の可撓性のスプライン要素。
【０３１８】
３１．ピンリングのピンの形状に適合した内歯を備えた少なくとも１つの外側リングギヤと、
電気モータのロータへ連結するトランスミッタと、
前記トランスミッタに支持されたボールベアリングと、
可撓性手段と、
前記外側リングギヤの回転を受け取る出力シャフトと、
を含み、前記可撓性手段は、実質的に円周上に配分され、ケーシングに取り付けて設けられ、前記ピンリングのピンを挿入するための開口部を含む、ハーモニックピンドライブ。
【０３１９】
３２．前記トランスミッタが楕円形部分を含むことを特徴とする、項目３１に記載のハーモニックピンドライブ。
【０３２０】
３３．前記トランスミッタが、前記ロータの回転軸に対して偏心して支持された円形部分を含むことを特徴とする、項目３１に記載のハーモニックピンドライブ。
【０３２１】
３４．前記ハーモニックピンドライブが２つの外側リングギヤを含むことを特徴とする、項目３１に記載のハーモニックピンドライブ。
【０３２２】
３５．内歯を備えた少なくとも１つの外側リングギヤと、
入力シャフトに連結するトランスミッタと、
前記トランスミッタに支持されるボールベアリングと、
可撓性手段と、
ピンを備えたピンリングと、
前記出力リングギヤの回転を受け取る出力シャフトと、
を含み、前記可撓性手段は、実質的に円周上に配分され、ハーモニックピンドライブのケーシングに取り付けて設けられ、前記ピンリングの前記ピンは、前記可撓性手段に連結され、前記ピンの少なくとも１本が前記外側リングギヤの内歯に係合する、ハーモニックピンギヤ。
【０３２３】
３６．前記トランスミッタが楕円形部分を含むことを特徴とする、項目３５に記載のハーモニックピンギヤ。
【０３２４】
３７．前記トランスミッタが、前記ロータの回転軸に対して偏心して支持された円形部分を含むことを特徴とする、項目３５に記載のハーモニックピンギヤ。
【０３２５】
３８．前記ハーモニックピンドライブが２つの外側リングギヤを含むことを特徴とする、項目３５〜３７のいずれか一つに記載のハーモニックピンギヤ。
【０３２６】
３９．ハーモニックピンドライブのための多層ピンリングであって、前記多層ピンリングが、
外側スチールリングと、
前記外側スチールリングに固定された収容リングと、
を含み、前記収容リングは、前記外側スチールリングに対して径方向内側に配置され、ピンを収容するのに適した丸い開口部を含む、多層ピンリング。
【０３２７】
４０．ボールベアリングのボールを誘導するための外側ベアリング面をさらに含み、前記外側ベアリング面は、前記収容リングに対して径方向内側に配置されて前記収容リングに固定される、項目３９に記載の多層ピンリング。
【０３２８】
４１．前記ピンを収容するための前記丸い開口部が、周上において実質的に等間隔で配分されることを特徴とする、項目３９又は４０に記載の多層ピンリング。
【０３２９】
４２．前記収容リングの前記開口部にピンが備えられ、前記ピンは、両端において前記収容リングから突出することを特徴とする、項目３９〜４１のいずれか一つに記載の多層ピンリング。
【０３３０】
４３．前記収容リングの内側で、前記収容リングの前記丸い開口部に挿入スリットを形成することを特徴とする、項目３９〜４２のいずれか一つに記載の多層ピンリング。
【０３３１】
４４．項目３１〜３４のいずれか一つに記載のハーモニックピンドライブ又は項目３５〜３８のいずれか一つに記載のハーモニックピンギヤを備えたモータ−ギヤユニットであって、電気モータが備えられ、前記電気モータのロータが入力シャフトを介して前記ハーモニックピンドライブ又は前記ハーモニックピンギヤの前記トランスミッタに連結されることを特徴とするモータ−ギヤユニット。
【０３３２】
４５．前記電気モータが、径方向にギャップを備えたＤＣブラシレスモータであることを特徴とする、項目４４に記載のモータ−ギヤユニット。
【０３３３】
４６．項目３１〜３４のいずれか一つに記載のハーモニックピンドライブ又は項目３５〜３８のいずれか一つに記載のハーモニックピンギヤを備えたモータ−ギヤユニットであって、内燃エンジンが備えられ、前記エンジンの出力シャフトが前記ハーモニックピンドライブ又は前記ハーモニックピンギヤの入力シャフトを介して前記トランスミッタに連結されることを特徴とするモータ−ギヤユニット。
【０３３４】
４７．車両の少なくとも１つの駆動される車輪が、前記ハーモニックピンギヤの前記出力シャフトに連結されることを特徴とする、項目４４〜４６のいずれか一つに記載のモータ−ギヤユニットを含む車両。
【０３３５】
４８．駆動ユニットと、発電ユニットと、項目３１〜３４のいずれか一つに記載のハーモニックピンドライブ又は項目３５〜３８のいずれか一つに記載のハーモニックピンギヤとを備えた発電機であって、前記ハーモニックピンドライブの前記トランスミッタが、入力シャフトを介して前記駆動ユニットに連結され、前記ハーモニックピンドライブの出力シャフトが、前記発電機の入力シャフトに連結されることを特徴とする、発電機。
【０３３６】
４９．項目１〜１７のいずれか一つに記載の第１のギヤと項目１〜１７のいずれか一つに記載の第２のギヤとを含む傾斜調節装置であって、
前記第１のギヤの出力シャフトに第１穿孔ディスクが連結され、前記第２のギヤの出力シャフトに第２穿孔ディスクが連結され、前記第１穿孔ディスク及び前記第２穿孔ディスクのそれぞれの穴が管を収容するように構成されており、前記第１のギヤの入力シャフトがモータに連結され、前記第２ギヤの入力シャフトがモータに連結されることを特徴とする傾斜調節装置。
【０３３７】
５０．項目１〜１７のいずれか一つに記載のギヤを含むロボットアームであって、前記ギヤが前記ロボットアームの関節の第１部品に固定され、前記ギヤの出力シャフトが前記ロボットアームの前記関節の第２部品に固定され、前記関節の前記第２部品は前記第１部品に対して旋回可能であり、前記ギヤの入力シャフトがモータに連結されることを特徴とするロボットアーム。
【０３３８】
５１．項目１〜１７のいずれか一つに記載のギヤを含む台用位置決め装置であって、前記ギヤは支持体に固定され、前記ギヤの入力シャフトはモータに連結され、出力シャフトが歯付きリングを備えたホイールに連結され、前記ホイールは台を回転させるために設けられることを特徴とする台用位置決め装置。
【０３３９】
５２．項目１〜１７のいずれか一つに記載のギヤを含むスピンドルドライブであって、前記ギヤの入力シャフトがモータに連結され、前記ギヤの出力シャフトが歯付きホイールに連結され、前記スピンドルドライブが、
楔形エッジを備えた中空歯付きホイールと、
ネジ山を備えたシャフトと、
をさらに含み、前記中空歯付きホイールは前記歯付きホイールと係合し、前記中空歯付きホイールの前記楔形エッジは、シャフトの前記ネジ山に係合することを特徴とするスピンドルドライブ。
【０３４０】
上記の記載は多くの具体性を含むが、これは実施形態の範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、予想可能な実施形態を例示するものに過ぎない。実施形態の上記の利点は、特に実施形態の範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、記載された実施形態が実施された場合の可能な成果を説明するものに過ぎない。したがって、実施形態の範囲は、挙げられた例によってではなく、項目及びその均等物により判断されるべきである。
【符号の説明】
【０３４１】
１  ハウジング
２  外側ホイール歯
３  第１のトランスミッタ、引込部
４  第２のトランスミッタ、引込部
５  トランスミッタキャリア（ロータ）
６  内側ホイール
７  内側ホイール歯
８  ローラチェーン
９  後方ハウジング部
１０  対称軸
１１  出力シャフト
１６  前方ハウジング部
１７  中央ハウジング部
１８  ベアリング支持体
２１  永久磁石
２２  ステータ（電機子）
５０  ステータプレート
８０  ギヤホイール
８２  第２のチェーン
８７  第１のチェーン
８８  第３のチェーン
９０  トランスミッタディスク
９１  シャフト
９２  シャフト
９３  ギヤホイール
９４  ギヤホイール
１００  モータ−ギヤユニット
１００  チェーンスライド
１０３  チェーンスライド（引込）ホルダ
１０９、１１０  円形状のディスク
１１３  シャフト
１３１  押圧手段
１３３  押圧ホイール
１３４  キャリアリング
１３５  安定化ホイール
２６８  支持シリンダ
２６９  出力リング
２７１  モータ側の出力ベアリング
２７２  ギヤ側の出力ベアリング
２７５  外側ホイールホルダ
２７６  外側ホイール
２８１  外側ホイール保持リング
２８２  偏心カムホルダ
２８３  モータ側の偏心カム
２８４  モータ側の偏心カムベアリング
２８５  モータ側の引込リング
２８７  ギヤ側の引込リング
２８８  ギヤ側の偏心カムベアリング
２９０  スペーサリング
２９１  ギヤ側の偏心カム
３０２  ワイヤレースベアリング
３０５  ピン
３０８  ピンリング
４００  減速ギヤ
４０１、４２５、４４２  駆動シャフト
４０２  ハウジング
４０３、４５４  従動シャフト
４０４、４２６、４２６'  楕円形引込ディスク
４０５、４２７、４２７'  ワイヤレースベアリング
４０６、４２８、４２８'、５１３  ピンリング
４０７  従動側ピン
４０８、４１０  駆動側ハウジング部品
４０９  クロスローラベアリング
４１１、４１２、４３１、４３１'、４４５、４６８、４６９、４８１、４８２、４９７、５１２、５２２、６１１、６１７、６２６、６３１  ボールベアリング
４１４、４２３  共回転ハウジング部品
４１７、４１８、４１９、４５２、４５３  引込箇所
４２０  第１ギヤ段
４２１  第２ギヤ段
４２２  固定されたハウジング部品
４２５'、６２４  出力シャフト
４２９、４２９'、４５０、４５１、６０１  ピン
４３０、５０８、５７７  中空シャフト
４４０、４４１  円形引込ディスク
４４３  第１ボールベアリング
４４４  第２ボールベアリング
４４６、４７４  ギヤハウジング
４４７  第１ピンリング
４４８  第２ピンリング
４４９  スリット
４５５、４９０  内側ボールベアリング
４５６  外側ボールベアリング
４７０、４７０'  ２本チェーンのハーモニックチェーンドライブ
４７１  外側ロータモータ
４７２、４７３  ギヤ段
４７５  ペダルシャフト
４７６、４７８  引込部
４７７、４９５  回転可能な外側ホイール
４７９  固定された外側ホイール
４８０  フリーホイール
４８７  遊星ギヤ
４８８  遊星キャリア
４８９  固定された中空リング
４９６  後方ハウジング部品
４９８、４９９  引込領域
５００  環状ディスク
５０１、５０２  支持ギヤ
５０３  ドリルロッド
５０４  ロータ
５０５  上方穿孔ディスク
５０６  下方穿孔ディスク
５０７  上方電磁クラッチ
５０９  下方電磁ディスク
５１０  第１ハーモニックチェーンドライブ
５１１、５２１  引込ディスク
５１４  内側ホイール歯
５１５、５２５、５４１  内側ホイール
５１６  外側ホイール歯
５１７  ハウジング部品
５１８  傾斜調節装置
５２０  第２ハーモニックチェーンドライブ
５２３、５２９  モータ
５２８  台
５３０  支持体
５３１、５７１  ハーモニックチェーンドライブ
５３３  歯付きリング
５３４  位相調整減速機
５３５  第１ハーモニックチェーンギヤ
５３６  第２ハーモニックチェーンギヤ
５３８  第１引込ディスク
５３９  第１牽引手段
５４０  第２牽引手段
５４２  第２引込ディスク
５４３  第１剛性内側ギヤ
５４４  第２剛性内側ギヤ
５５０  位相調整器具
５５１  小規模サーボモータ制御装置
５５２  モータシャフト
５５４  ブレーキディスク
５５６  摺動プレート
５５７  圧縮コイルばね
５５８  制御ディスク
５５９  制御面
５６０  制御面従動子
５６２  小規模モータ
５７０  スピンドルドライブ
５７２  第１歯付きホイール
５７３  第２歯付きホイール
５７４  楔形エッジ
５７５  シャフトのネジ山
５７６  シャフト
６００  ハーモニックピンドライブ
６０２  ばねロッド
６０３  ケーシング
６０４  軸
６０５、６１８  円筒形部分
６０６  コイル
６０７  内側シリンダ
６０８  トランスミッタ部分
６０９  溝状ボールベアリング
６１０  環状ボールベアリング
６１２  外側円筒形部分
６１３  モータ出力部品
６１４  ディスク形状部品
６１５  内側円筒形部分
６１６  保持ディスク
６１９  出力部品
６２１  ニードルベアリング
６２２  外側フリーホイール
６２５  内側フリーホイール
６２７  カップ形部品
６２８  ダブルボールベアリング
６３０  モータカバー
６３２  冷却フィン
６３３  外側シリンダ
６３５  スチールリング
６３６  収容リング
６３７  開口部
６３８  外側ベアリング面
【図１】
0005899223.tif 000005
【図２】
0005899223.tif 000006
【図３】
0005899223.tif 000007
【図４】
0005899223.tif 000008
【図５】
0005899223.tif 000009
【図６】
0005899223.tif 000010
【図７】
0005899223.tif 000011
【図８】
0005899223.tif 000012
【図９】
0005899223.tif 000013
【図１０】
0005899223.tif 000014
【図１１】
0005899223.tif 000015
【図１２】
0005899223.tif 000016
【図１３】
0005899223.tif 000017
【図１４】
0005899223.tif 000018
【図１５】
0005899223.tif 000019
【図１６】
0005899223.tif 000020
【図１７】
0005899223.tif 000021
【図１８】
0005899223.tif 000022
【図１９】
0005899223.tif 000023
【図２０】
0005899223.tif 000024
【図２１】
0005899223.tif 000025
【図２２】
0005899223.tif 000026
【図２３】
0005899223.tif 000027
【図２４】
0005899223.tif 000028
【図２５】
0005899223.tif 000029
【図２６】
0005899223.tif 000030
【図２７】
0005899223.tif 000031
【図２８】
0005899223.tif 000032
【図２９】
0005899223.tif 000033
【図３０】
0005899223.tif 000034
【図３１】
0005899223.tif 000035
【図３２】
0005899223.tif 000036
【図３３】
0005899223.tif 000037
【図３４】
0005899223.tif 000038
【図３５】
0005899223.tif 000039
【図３６】
0005899223.tif 000040
【図３７】
0005899223.tif 000041
【図３８】
0005899223.tif 000042
【図３９】
0005899223.tif 000043
【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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