(57)【要約】【課題】本発明は、少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与えるための、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイス、および回転を与えるための方法に関する。【解決手段】本体部（２）は、第１の軸（４）、第２の軸（１１）、および第３の軸（１６）の周りで回転するように取り付けられる。第１の軸（４）は、傾斜角度で第２の軸（１１）に関して配向される。第２の軸（１１）及び／又は第３の軸（１６）は、デバイスの少なくとも１つの出力軸を構成する。本体部（２）が第３の軸（１６）の周りで回転すると傾斜角度の変化が生じる。ラム（１５）は、第１の軸（４）が第２の軸（１１）に関して０°より大きく９０°より小さい選択された傾斜角度をなすときに、傾斜角度の増大の方向に第３の軸（１６）の周りでトルク（２１）を本体部（２）に印加する。第２の軸（１１）に関する第１の軸（４）の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままであるように、傾斜角度の減少の方向の第３の軸（１６）の周りの本体部（２）の回転が制限される。本体部（２）は、一定のまたは減少する傾斜角度に達するように、臨界角速度より大きな角速度で第１の軸（４）の周りに回転する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与えるための、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスであって、
前記デバイスは、
第１の軸（４）の周りの回転および第２の軸（１１）の周りの回転および第３の軸（１６）の周りの回転のために取り付けられた本体部（２）であって、当該第１の軸（４）は当該第２の軸（１１）に関してある傾斜角度（θ）で配向され、当該第２の軸（１１）及び／又は当該第３の軸（１６）は前記デバイスの当該少なくとも１つの出力軸を構成し、当該第３の軸（１６）の周りに当該本体部（２）を回転させると当該傾斜角度（θ）の変化が生じる、本体部（２）と、
前記第１の軸（４）が前記第２の軸（１１）に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度（θ）をなすときに、傾斜角度（θ）の増大の方向に前記第３の軸（１６）の周りでトルク（２１）を前記本体部（２）に印加するための手段（１５）と、
前記第２の軸（１１）に関する前記第１の軸（４）の前記傾斜角度（θ）が０度より大きく９０度より小さいままであるように、傾斜角度（θ）の減少の方向で前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を制限するための手段（２１０）と、を備え、
前記デバイスは、原動力源を前記本体部（２）に接続し前記第１の軸（４）の周りで当該本体部（２）を回転させることが可能なように構造化され、
これにより、前記第１の軸（４）の周りの前記本体部（２）の前記回転は、一定のまたは減少する傾斜角度（θ）に達するように臨界角速度（ωｃ）より大きい角速度（ωｓｐｉｎ）を有し、それにより出力角速度（ωｏｕｔ）ならびに／または前記少なくとも１つの出力軸として前記第２の軸（１１）の周りの、および／もしくは、前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の当該回転の出力トルクを開始または増大させる、デバイスにおいて、
前記本体部（２）は、毎分２００００回転未満の比臨界角速度（ωｃ，ｓｐｅｃ）を有し、好ましくはそれにより前記少なくとも１つの出力軸の周りの出力動力を増大し、
これにより、前記比臨界角速度（ωｃ，ｓｐｅｃ）は、
前記比臨界角速度（ωｃ，ｓｐｅｃ）が前記本体部（２）の前記臨界角速度（ωｃ）となるのが、
前記第２の軸（１１）に関する前記第１の軸（４）の前記傾斜角度（θ）が４５度のとき、
前記第１の軸（４）が前記本体部（２）の実質的に質量中心（ＣＭ）を通るとき、
前記本体部（２）が、当該本体部（２）の慣性モーメントが実質的に最大化されるように配向されるとき、
前記本体部（２）が当該本体部（２）の前記質量中心（ＣＭ）を通る、前記第１の軸（４）に直交する平面に関して対称的でない場合に、当該第１の軸（４）上で当該本体部（２）を取り付ける可能な取り付け配向のうちから、当該本体部（２）の当該質量中心（ＣＭ）と前記第３の軸（１６）との間の距離が比較すると小さくなるような配向が選択されるとき、
接続アーム長（Ｌｃ）が、
ａ）前記本体部（２）の質量が０．１ｋｇ未満の場合に５ｍｍであり、
ｂ）前記本体部（２）の質量が０．１ｋｇ以上、１００ｋｇ未満の場合に２５ｍｍであり、
ｃ）前記本体部（２）の質量が１００ｋｇ以上、１０００ｋｇ未満の場合に５０ｍｍであり、
ｄ）前記本体部（２）の質量が１０００ｋｇ以上の場合に１００ｍｍであるときであるように定義され、
これにより、前記接続アーム長（Ｌｃ）は、接続平面（Ｐｃ）と前記第１の軸（４）との交点から前記第３の軸（１６）までの距離であり、これにより、当該接続平面（Ｐｃ）は、当該第１の軸（４）に直交する平面であり、前記本体部（２）と交差し、傾斜軸（１６）までの最小距離を有することを特徴とする、デバイス。
【請求項２】
請求項１記載のデバイスにおいて、
前記臨界角速度（ωｃ）より大きい前記角速度（ωｓｐｉｎ）で前記本体部（２）を前記第１の軸（４）の周りに回転させるために前記本体部（２）に接続されている原動力源をさらに備える、デバイス。
【請求項３】
請求項２記載のデバイスにおいて、
前記少なくとも１つの出力軸の周りの前記本体部（２）の回転から原動力を前記原動力源に伝達するためのフィードバック手段（１７、１８、１９、２０）をさらに備える、デバイス。
【請求項４】
請求項３記載のデバイスにおいて、
前記フィードバック手段（１７、１８、１９、２０）は、前記傾斜角度（θ）および前記第３の軸（１６）の周りの前記印加トルクの大きさおよび前記少なくとも１つの出力軸の周りの前記出力角速度（ωｏｕｔ）が一定である場合に、前記本体部（２）が前記第１の軸（４）の周りに回転することで摩擦から生じるエネルギー損失を克服するために十分な原動力を前記原動力源に伝達するように配置される、デバイス。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記臨界角速度（ωｃ）より大きい前記角速度（ωｓｐｉｎ）で前記本体部（２）を前記第１の軸（４）の周りに回転させるために前記原動力源を制御するための手段をさらに備える、デバイス。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記トルク印加手段（１５）は、前記選択された傾斜角度（θ）が１０度より大きく、８０度より小さいときに、前記第３の軸（１６）の周りで前記トルク（２１）を前記本体部（２）に印加するように配置される、デバイス。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記トルク印加手段（１５）によって印加される前記トルク（２１）の大きさを制御するための手段をさらに備える、デバイス。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記制限手段（２１０）は、前記第２の軸（１１）に関する前記第１の軸（４）の前記傾斜角度（θ）が１０度より大きく、８０度より小さくなるように、前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を制限するように配置される、デバイス。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記傾斜角度（θ）を調節するための手段をさらに備える、デバイス。
【請求項１０】
請求項９記載のデバイスにおいて、
前記少なくとも１つの出力軸の周りの望ましい出力角速度（ωｏｕｔ）を選択し、前記調節手段に当該選択された出力角速度（ωｏｕｔ）に応じて前記傾斜角度（θ）を調節させるための手段をさらに備える、デバイス。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０記載のデバイスにおいて、
前記デバイスの望ましい出力トルクを選択し、当該選択された出力トルクに応じて前記傾斜角度（θ）を調節するための手段をさらに備える、デバイス。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記第３の軸（１６）の周りでトルク（２１）を印加するための前記手段（１５）は、バネを備える、デバイス。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記第３の軸（１６）の周りでトルク（２１）を印加するための前記手段（１５）は、油圧ラム、空気圧ラム、電磁ラムのうちの１つまたは複数を備える、デバイス。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記制限手段（２１０）は、傾斜角度（θ）の減少の方向の前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を妨げるように配置される、デバイス。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記第３の軸（１６）の周りでトルク（２１）を印加するための前記手段（１５）は、前記制限手段（２１０）としての役目をさらに果たす、デバイス。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記制限手段（２１０）は、接合部を備える、デバイス。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記第１の軸（４）は、前記本体部（２）の実質的に前記質量中心（ＣＭ）を通る、デバイス。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記第２の軸（１１）は、前記本体部（２）の実質的に前記質量中心（ＣＭ）を通る、デバイス。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記第１の軸（４）および前記第２の軸（１１）は、交差する、デバイス。
【請求項２０】
請求項１から１８のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記第１の軸（４）および前記第２の軸（１１）は交差せず、前記傾斜角度（θ）は、当該第１の軸（４）と当該第２の軸（１１）とを結ぶ最短の直線の距離にそって見たときの当該第１の軸（４）と当該第２の軸（１１）との間の鋭角として定義される、デバイス。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記本体部（２）は、前記第１の軸（４）に関して実質的に円柱状に対称的である、デバイス。
【請求項２２】
請求項１から２１のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記本体部（２）は、ハブおよびウェブおよびリング形状のリムを備える、デバイス。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記本体部（２）は、７０ＧＰａを超える、好ましくは１００ＧＰａを超える弾性率を有する材料から作られる、デバイス。
【請求項２４】
請求項１から２３のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記デバイスを取り付けるための手段をさらに備える、デバイス。
【請求項２５】
請求項１から２４のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記第２の軸の周りの回転のために取り付けられている１つまたは複数の釣り合い重りをさらに備える、デバイス。
【請求項２６】
請求項１の前段部に記載の、好ましくは請求項１から２５のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）に印加される前記トルクのベクトルと前記第２の軸（１１）の周りの出力角速度（ωｏｕｔ）のベクトルとの間の角度は、８５度から９３度までの範囲、好ましくは９０度に近い角度である、デバイス。
【請求項２７】
請求項１から２６のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記本体部（２）は、７０ＧＰａを超える、好ましくは１００ＧＰａを超える弾性率を有する材料から作られるシャフト（３、３０）上に取り付けられ、るデバイス。
【請求項２８】
請求項１から２７のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
前記少なくとも１つの出力軸にそった出力シャフト（１１０）は、７０ＧＰａを超える、好ましくは１００ＧＰａを超える弾性率を有する材料から作られる、デバイス。
【請求項２９】
請求項１から２８のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
可変力が作用する前記デバイスの一部分は、７０ＧＰａを超える、好ましくは１００ＧＰａを超える弾性率を有する１つまたは複数の材料から作られる、デバイス。
【請求項３０】
請求項１の前段部に記載の、好ましくは請求項１から２９のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
パラメータの値、つまり、前記第１の軸（４）及び／又は前記第２の軸（１１）及び／又は前記第３の軸（１６）の周りの回転、当該第１の軸（４）及び／又は当該第２の軸（１１）及び／又は当該第３の軸（１６）の周りの回転の角速度、前記本体部（２）及び／又は当該第１の軸（４）及び／又は当該第２の軸（１１）及び／又は当該第３の軸（１６）の位置、当該第１の軸（４）及び／又は当該第２の軸（１１）及び／又は当該第３の軸（１６）の周りの回転のトルク、力のうちの１つまたは複数のパラメータの値を測定するための１つまたは複数のセンサーをさらに備える、デバイス。
【請求項３１】
請求項１の前段部に記載の、好ましくは請求項１から３０のいずれか一項記載のデバイスにおいて、
下限角度値から上限角度値までの間の両方の方向で前記傾斜軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を機械的に制限するための手段と、これらの上下限の角度値を、当該デバイスの動作中に、０度より高く、９０度より低い選択された下限角度値および当該選択された下限角度値より高く、９０度より低い上限角度値に調節するための手段とをさらに備える、デバイス。
【請求項３２】
請求項３１記載のデバイスにおいて、
前記本体部（２）の回転を機械的に制限するための前記手段は、１つまたは複数の接合部である、デバイス。
【請求項３３】
２つまたはそれ以上の歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスのアセンブリであって、当該デバイスのそれぞれが請求項１から３２のいずれか一項記載のデバイスを含み、当該デバイスのそれぞれを、実質的に同じ回転速度で、ただし異なる各位相角で回転させるための手段と、当該デバイスの前記出力角速度（ωｏｕｔ）及び／又は前記出力トルクを組み合わせるための手段と、を組み合わせる、アセンブリ。
【請求項３４】
請求項１から３２のいずれか一項記載のデバイスまたは請求項３３記載のアセンブリから動力を受ける移動手段。
【請求項３５】
道路車両の形態の請求項３４記載の移動手段。
【請求項３６】
航空機の形態の請求項３４記載の移動手段。
【請求項３７】
水上車両の形態の請求項３４記載の移動手段。
【請求項３８】
請求項１から３２のいずれか一項記載のデバイスまたは請求項３３記載のアセンブリを備える発電機。
【請求項３９】
少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法であって、
前記方法は、
第１の軸（４）の周りの回転および第２の軸（１１）の周りの回転および第３の軸（１６）の周りの回転のために本体部（２）を取り付ける工程であって、当該第１の軸（４）は当該第２の軸（１１）に関してある傾斜角度（θ）で配向され、当該第２の軸（１１）及び／又は当該第３の軸（１６）は当該少なくとも１つの出力軸を構成し、当該第３の軸（１６）の周りに当該本体部（２）を回転させると当該傾斜角度（θ）の変化が生じる、工程と、
前記本体部（２）を臨界角速度（ωｃ）より大きい角速度（ωｓｐｉｎ）で前記第１の軸（４）の周りに回転させる工程と、
前記第１の軸（４）が前記第２の軸（１１）に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度（θ）をなすときに傾斜角度（θ）の増大の方向に前記第３の軸（１６）の周りでトルク（２１）を前記本体部（２）に印加する工程と、
前記第２の軸（１１）に関する前記第１の軸（４）の前記傾斜角度（θ）が０度より大きく９０度より小さいままであるように傾斜角度（θ）の減少の方向で前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を制限する工程と、を含み、
これにより、一定のまたは減少する傾斜角度（θ）に達すると、出力角速度（ωｏｕｔ）ならびに／または前記少なくとも１つの出力軸として前記第２の軸（１１）の周りの、および／もしくは前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の当該回転の出力トルクを開始または増大する、方法において、
前記方法は、
本体部（２）を使用し、本体部（２）は毎分２００００回転未満の比臨界角速度（ωｃ，ｓｐｅｃ）を有し、好ましくはそれにより前記少なくとも１つの出力軸の周りの出力動力を増大する工程をさらに含み、
これにより、前記比臨界角速度（ωｃ，ｓｐｅｃ）は、
前記比臨界角速度（ωｃ，ｓｐｅｃ）が前記本体部（２）の前記臨界角速度（ωｃ）となるのが、
前記第２の軸（１１）に関する前記第１の軸（４）の前記傾斜角度（θ）が４５度のとき、
前記第１の軸（４）が前記本体部（２）の実質的に質量中心（ＣＭ）を通るとき、
前記本体部（２）が、前記本体部（２）の慣性モーメントが実質的に最大化されるように配向されるとき、
前記本体部（２）が前記本体部（２）の前記質量中心（ＣＭ）を通る、前記第１の軸（４）に直交する平面に関して対称的でない場合に、当該第１の軸（４）上で当該本体部（２）を取り付ける可能な取り付け配向のうちから、当該本体部（２）の当該質量中心（ＣＭ）と前記第３の軸（１６）との間の距離が比較すると小さくなるような配向が選択されるとき、
接続アーム長（Ｌｃ）が、
ａ）前記本体部（２）の質量が０．１ｋｇ未満の場合に５ｍｍであり、
ｂ）前記本体部（２）の質量が０．１ｋｇ以上、１００ｋｇ未満の場合に２５ｍｍであり、
ｃ）前記本体部（２）の質量が１００ｋｇ以上、１０００ｋｇ未満の場合に５０ｍｍであり、
ｄ）前記本体部（２）の質量が１０００ｋｇ以上の場合に１００ｍｍであるときであるように、定義され、
これにより、前記接続アーム長（Ｌｃ）は、接続平面（Ｐｃ）と前記第１の軸（４）との交点から前記第３の軸（１６）までの距離であり、これにより、前記接続平面（Ｐｃ）は、当該第１の軸（４）に直交する平面であり、前記本体部（２）と交差し、前記傾斜軸（１６）までの最小距離を有することを特徴とする、方法。
【請求項４０】
請求項３９記載の方法において、
前記第２の軸の周りで追加の外部トルクを前記本体部（２）に加えて、初期加速を与える工程をさらに含む、方法。
【請求項４１】
請求項３９および４０のいずれか一項記載の方法において、
前記本体部（２）を前記臨界角速度（ωｃ）より大きい前記角速度（ωｓｐｉｎ）で前記第１の軸（４）の周りに回転させるために前記原動力源を制御する工程をさらに含む、方法。
【請求項４２】
請求項３９から４１のいずれか一項記載の方法において、
１０度より大きく、８０度より小さい前記選択された傾斜角度（θ）を選択する工程をさらに含む、方法。
【請求項４３】
請求項３９から４２のいずれか一項記載の方法において、
前記第３の軸（１６）の周りで前記本体部（２）に印加される前記トルク（２１）の大きさを制御する工程をさらに含む、方法。
【請求項４４】
請求項３９から４３のいずれか一項記載の方法において、
前記第２の軸（１１）に関する前記第１の軸（４）の前記傾斜角度（θ）が１０度より大きく、８０度より小さくなるように前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を制限する工程をさらに含む、方法。
【請求項４５】
請求項３９から４４のいずれか一項記載の方法において、
前記傾斜角度（θ）を調節する工程をさらに含む、方法。
【請求項４６】
請求項４５記載の方法において、
前記傾斜角度（θ）を調節することによって前記少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力角速度（ωｏｕｔ）を生成する工程をさらに含む、方法。
【請求項４７】
請求項４５記載の方法において、
前記傾斜角度（θ）を調節することによって前記少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力トルクを生成する工程をさらに含む、方法。
【請求項４８】
請求項３９から４７のいずれか一項記載の方法において、
前記第１の軸（４）の周りの前記本体部（２）の前記角速度（ωｓｐｉｎ）を調節する工程をさらに含む、方法。
【請求項４９】
請求項４８記載の方法において、
前記第１の軸（４）の周りの前記本体部（２）の前記角速度（ωｓｐｉｎ）を調節することによって前記少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力角速度（ωｏｕｔ）を生成する工程をさらに含む、方法。
【請求項５０】
請求項４８記載の方法において、
前記第１の軸（４）の周りの前記本体部（２）の前記角速度（ωｓｐｉｎ）を調節することによって前記少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力トルクを生成する工程をさらに含む、方法。
【請求項５１】
請求項３９から５０のいずれか一項記載の方法において、
前記第３の軸（１６）の周りで前記本体部（２）に印加される前記トルク（２１）を調節する工程をさらに含む、方法。
【請求項５２】
請求項５１記載の方法において、
前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）に印加される前記トルク（２１）を調節することによって前記少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力角速度（ωｏｕｔ）を生成する工程をさらに含む、方法。
【請求項５３】
請求項５１記載の方法において、
前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）に印加される前記トルクを調節することによって前記少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力トルクを生成する工程をさらに含む、方法。
【請求項５４】
請求項３９から５３のいずれか一項記載の方法において、
前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を制限する工程は、
傾斜角度（θ）の減少の方向の前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を妨げる工程をさらに含む、方法。
【請求項５５】
請求項３９から５４のいずれか一項記載の方法において、
前記傾斜角度（θ）および前記第３の軸（１６）の周りの前記印加トルク（２１）の大きさおよび前記少なくとも１つの出力軸の周りの前記出力角速度（ωｏｕｔ）が一定である場合に、当該少なくとも１つの出力軸の周りの前記与えられる回転動力の一部を使用して前記第１の軸（４）の周りで前記本体部（２）を回転させる工程を実行する工程をさらに含む、方法。
【請求項５６】
請求項５５記載の方法において、
そのようにして使用される回転動力は、前記第１の軸（４）の周りの前記本体部（２）の回転により発生する摩擦で生じるエネルギー損失を克服するのに十分な大きさである、方法。
【請求項５７】
請求項３９のプリアンブル記載の、好ましくは請求項３９から５６のいずれか一項記載の方法において、
専ら前記本体部（２）の重量を使ってトルクを印加することによって、または外部手段を使い、それに加えて、当該本体部（２）の重量を使って、トルクを印加することによって、前記第３の軸（１６）の周りで当該本体部（２）に前記トルク（２１）を印加する工程をさらに含む、方法。
【請求項５８】
請求項３９のプリアンブル記載の、好ましくは請求項３９から５７のいずれか一項記載の方法において、
パラメータの値、つまり、
前記第１の軸（４）及び／又は前記第２の軸（１１）及び／又は前記第３の軸（１６）の周りの回転、
前記第１の軸（４）及び／又は前記第２の軸（１１）及び／又は前記第３の軸（１６）の周りの回転の角速度、
前記本体部（２）及び／又は前記第１の軸（４）及び／又は前記第２の軸（１１）及び／又は前記第３の軸（１６）の位置、
前記第１の軸（４）及び／又は前記第２の軸（１１）及び／又は前記第３の軸（１６）の周りの回転のトルク、
力、のうちの１つまたは複数のパラメータの値を測定する工程をさらに含む、方法。
【請求項５９】
請求項３９のプリアンブル記載の、好ましくは請求項３９から５８のいずれか一項記載の方法において、
下限角度値から上限角度値までの間の両方の方向で前記傾斜軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を機械的に制限する工程と、前記歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの動作中に回転を与えながら、これらの上下限の角度値を０度より高く、９０度より低い選択された下限角度値、および、当該選択された下限角度値より高く、９０度より低い上限角度値に調節する工程と、をさらに含む、方法。
【請求項６０】
請求項３９のプリアンブル記載の、好ましくは請求項３９から５９のいずれか一項記載の方法において、
前記本体部（２）の前記質量中心（ＣＭ）と前記第２の軸（１１）との間の距離を減少させることによって前記少なくとも１つの出力軸の周りで供給される出力動力を増大させる工程をさらに含む、方法。
【請求項６１】
請求項３９のプリアンブル記載の、好ましくは請求項３９から６０のいずれか一項記載の方法において、
第１のフレーム平面の法線ベクトルと第２のフレーム平面の法線ベクトルとの間の角度の変化を減少させることで前記少なくとも１つの出力軸の周りで供給される出力動力を増大する工程であって、当該フレーム平面が前記歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスが取り付けられているフレームの直線上にない３点を通る平面として定義されている工程をさらに含む、方法。
【請求項６２】
請求項６１記載の方法において、
前記変化を５度未満に保つ工程をさらに含む、方法。
【請求項６３】
請求項３９のプリアンブル記載の、好ましくは請求項３９から６２のいずれか一項記載の方法において、
前記少なくとも１つの出力軸の周りの前記出力角速度（ωｏｕｔ）のベクトルとフレーム平面の法線ベクトルとの間の角度の変化を減少させることで当該少なくとも１つの出力軸の周りで供給される出力動力を増大する工程であって、当該フレーム平面が前記歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスが取り付けられているフレームの直線上にない３点を通る平面として定義される工程をさらに含む、方法。
【請求項６４】
請求項６３記載の方法において、
前記変化を５度未満に保つ工程をさらに含む、方法。
【請求項６５】
請求項３９のプリアンブル記載の、好ましくは請求項３９から６４のいずれか一項記載の方法において、
前記第１の軸（４）の周りの前記本体部（２）の前記角運動の角速度ベクトルと本体部平面の法線ベクトルとの間の角度の変化を減少させることで前記少なくとも１つの出力軸の周りで供給される出力動力を増大する工程であって、当該本体部平面が前記本体部（２）の直線上にない３点を通る平面として定義される工程をさらに含む、方法。
【請求項６６】
請求項６５記載の方法において、
前記変化を５度未満に保つ工程をさらに含む、方法。
【請求項６７】
歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの設計および動作に関するパラメータを決定するための試験デバイスであって、
これにより、前記歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスは、外側クレードルと強固に接続されている出力シャフトと、内側クレードル内に回転可能なように配置されている本体部の回転軸であるスピン軸と、当該出力シャフトに垂直な傾斜軸とを備え、
これにより、前記スピン軸は回転可能であって当該スピン軸と前記出力シャフトとの間にある傾斜角度を形成し、当該スピン軸は本体部と継手接続され、当該傾斜軸の周りにトルクが印加され、
前記試験デバイスは、
垂直な出力シャフト（１１０）の長手方向軸を構成する出力軸（１１）と、
本体部（２）の回転軸を構成するスピン軸（４）であって、当該本体部が当該スピン軸（４）上に支持されている、スピン軸（４）と、
前記出力軸（１１）に垂直で、前記スピン軸（４）の周りに枢動することができ、当該スピン軸（４）と前記出力シャフト（１１）との間に傾斜角度（θ）を形成する傾斜軸（１６）とを備える試験デバイスにおいて、
前記本体部（２）は、前記傾斜軸（１６）に関して偏心的に配置可能であり、長さＬ＞０のレバーアームが形成されることを特徴とする、試験デバイス。
【請求項６８】
歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの設計および動作に関するパラメータを決定するための方法であって、
これにより、前記歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスは、外側クレードルと強固に接続されている出力シャフトと、内側クレードル内に回転可能なように配置されている本体部の回転軸であるスピン軸と、当該出力シャフトに垂直な傾斜軸とを備え、これにより、当該スピン軸は回転可能であって当該スピン軸と当該出力シャフトとの間にある傾斜角度を形成し、当該スピン軸は本体部と継手接続され、当該傾斜軸の周りにトルクが印加され、
これにより、請求項６７に記載の前記試験デバイスが使用される方法において、
前記スピン軸（４）の周りの前記本体部（２）の角速度（ωｓｐｉｎ）は、異なる値に調節され、これにより、当該異なる値のそれぞれについて、前記傾斜軸（１６）の周りの当該スピン軸（４）の回転の方向を測定することによって当該調節された角速度（ωｓｐｉｎ）が臨界角速度（ωｃ）より大きいか、小さいかの判定があることを特徴とする、方法。
【請求項６９】
少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与えるための、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスであって、
当該デバイスは、
第１の軸（４）の周りの回転および第２の軸（１１）の周りの回転および第３の軸（１６）の周りの回転のために取り付けられた本体部（２）であって、当該第１の軸（４）は当該第２の軸（１１）に関してある傾斜角度（θ）で配向され、当該第２の軸（１１）は当該デバイスの当該出力軸を構成し、当該第３の軸（１６）の周りに当該本体部（２）を回転させると当該傾斜角度（θ）の変化が生じる、本体部（２）と、
前記第１の軸（４）が前記第２の軸（１１）に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度（θ）をなすときに、傾斜角度の増大の方向に前記第３の軸（１６）の周りでトルク（２１）を前記本体部（２）に印加するための手段（１５）と、
前記第２の軸（１１）に関する前記第１の軸（４）の前記傾斜角度（θ）が０度より大きく９０度より小さいままであるように、傾斜角度（θ）の減少の方向で前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を制限するための手段（２１０）と、を備え、
前記デバイスは原動力源を前記本体部（２）に接続し前記第１の軸（４）の周りで当該本体部（２）を回転させることが可能なように構造化され、
これにより、前記第１の軸（４）の周りの前記本体部（２）の回転は、一定のまたは減少する傾斜角度（θ）に達するように、臨界角速度（ωｃ）より大きい角速度（ωｓｐｉｎ）を有し、それにより出力角速度（ωｏｕｔ）及び／又は前記第２の軸（１１）の周りの当該本体部（２）の回転の出力トルクを開始または増大する、デバイスにおいて、
前記第３の軸（１６）に印加される負荷は、当該第３の軸（１６）の周りで動力を引き出すように前記傾斜角度（θ）が減少するときに、前記制限手段として使用されることを特徴とする、デバイス。
【請求項７０】
少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法であって、
前記方法は、
第１の軸（４）の周りの回転および第２の軸（１１）の周りの回転および第３の軸（１６）の周りの回転のために本体部（２）を取り付ける工程であって、当該第１の軸（４）は当該第２の軸（１１）に関してある傾斜角度（θ）で配向され、当該第２の軸（１１）及び／又は当該第３の軸（１６）は当該少なくとも１つの出力軸を構成し、当該第３の軸（１６）の周りに当該本体部（２）を回転させると当該傾斜角度（θ）の変化が生じる、工程と、
前記本体部（２）を臨界角速度（ωｃ）より大きい角速度（ωｓｐｉｎ）で前記第１の軸（４）の周りに回転させる工程と、
前記第１の軸（４）が前記第２の軸（１１）に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度（θ）をなすときに、傾斜角度（θ）の増大の方向に前記第３の軸（１６）の周りでトルク（２１）を前記本体部（２）に印加する工程と、
前記第２の軸（１１）に関する前記第１の軸（４）の前記傾斜角度（θ）が０度より大きく９０度より小さいままであるように、傾斜角度（θ）の減少の方向で前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を制限する工程と、を含み、
それにより、出力角速度（ωｏｕｔ）及び／又は前記第２の軸（１１）の周りの前記本体部（２）の回転の出力トルクを開始または増大する、方法において、
前記方法は、
前記傾斜角度（θ）が減少しているときに傾斜角度（θ）の減少の方向に前記第３の軸（１６）の周りの前記本体部（２）の回転を制限することによって当該第３の軸（１６）の周りの動力を引き出す工程をさらに含むことを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車デバイス、好ましくは、モーターデバイスに関するものであり、より具体的には、少なくとも１つの出力軸の周りの出力回転動力を、異なる軸の周りの入力回転動力に応答して供給することができる歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスに関するものである。さらに、本発明は、回転を与える方法と、そのような歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの設計および動作に関するパラメータを決定するための試験デバイスならびにそれに対応する方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転物体に、回転軸に垂直な軸の周りでトルクが作用すると、これにより、回転軸それ自体が印加されるトルクの軸と回転軸の両方に対し垂直な他の軸の周りで回転する。この原理は、ジャイロスコープデバイスにおいてよく知られている。この効果は歳差運動と呼ばれる。
【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、前述の原理を利用する、改善された歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスを実現し、当該歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスを使って回転を与えるための対応する方法を提供することである。
【０００４】
この目的は、特許請求の範囲において系統立てて述べられ、以下で説明されているさまざまな方途を用いて本発明によって解決される。
【０００５】
方途１から４および方途１５は、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスとして形成されるデバイスソリューションに関する。方途５から１２および方途１６は、回転を与えるための方法として形成される方法ソリューションに関する。方途１３は、本発明による歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの設計および動作に関するパラメータを決定するための試験デバイスとして形成されるデバイスソリューションに関する。方途１４は、本発明による歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの設計および動作に関するパラメータを決定するための方法として形成される方法ソリューションに関する。
【０００６】
さまざまな方途１から１６が、特許請求の範囲において提示される。独立請求項は、プリアンブルと特徴部分からなる構造を有する。この構造は、請求項の主題を理解しやすくすることを目的とする。特徴をプリアンブルと特徴部分とに分配しても、プリアンブルのすべての特徴が公知であり、特徴部分のすべての特徴が新規性を有することを意味すること、またはその逆にプリアンブルのすべての特徴が新規性を有し、特徴部分のすべての特徴が公知であることを意味するわけではない。請求項の特徴の価値は、プリアンブルまたは特徴部分にあるかどうかに関係しない。
【０００７】
方途１による解決は、請求項１の主題によって達成される。請求項１の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与えるための歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスであって、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスは第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のために取り付けられた本体部を備え、第１の軸はある傾斜角度で第２の軸に関して配向され、第２の軸および／または第３の軸は歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りの本体部の回転は、その傾斜角度の変化を引き起こす、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加するための手段と、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままであるように傾斜角度の減少の方向で第３の軸の周りの本体部の回転を制限するための手段とを形成し、歯車デバイスは原動力源を本体部に接続し第１の軸の周りで本体部を回転させることが可能なように構造化され、これにより、第１の軸の周りの本体部の回転は、一定のまたは減少する傾斜角度に達するように臨界角速度より大きい角速度を有し、それにより出力角速度及び／又は当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、及び／又は第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大し、これにより、本体部は、毎分２００００回転未満の比臨界角速度を有し、好ましくはそれにより少なくとも１つの出力軸の周りの出力動力を増大し、これにより、当該比臨界角速度は、比臨界角速度が本体部の臨界角速度となるのが、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が４５度のとき、第１の軸が本体部の実質的に質量中心を通るとき、本体部が、本体部の慣性モーメントが実質的に最大化されるように配向されるとき、本体部が本体部の質量中心を通る、第１の軸に直交する平面に関して対称的でない場合に、第１の軸上で本体部を取り付ける可能な取り付け配向のうちから、本体部の質量中心と第３の軸との間の距離が比較すると小さくなるような配向が選択されるとき、接続アーム長が、ａ）本体部の質量が０．１ｋｇ未満の場合に５ｍｍであり、ｂ）本体部の質量が０．１ｋｇ以上、１００ｋｇ未満の場合に２５ｍｍであり、ｃ）本体部の質量が１００ｋｇ以上、１０００ｋｇ未満の場合に５０ｍｍであり、ｄ）本体部の質量が１０００ｋｇ以上の場合に１００ｍｍであるときであるように定義され、これにより、当該接続アーム長は、接続平面と第１の軸との交点から第３の軸までの距離であり、これにより、当該接続平面は、第１の軸に直交する平面であり、本体部と交差し、傾斜軸までの最小距離を有する。
【０００８】
方途２による解決は、請求項２６の主題によって達成される。請求項２６の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与えるための歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスであって、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスは第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のために取り付けられた本体部を備え、第１の軸はある傾斜角度で第２の軸に関して配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りの本体部の回転は、その傾斜角度の変化を引き起こす、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加するための手段と、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままであるように傾斜角度の減少の方向で第３の軸の周りの本体部の回転を制限するための手段とを形成し、歯車デバイスは原動力源を本体部に接続し第１の軸の周りで本体部を回転させることが可能なように構造化され、これにより、第１の軸の周りの本体部の回転は、一定のまたは減少する傾斜角度に達するように臨界角速度より大きい角速度を有し、それにより出力角速度及び／又は当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、及び／又は第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大し、これにより、第３の軸の周りの本体部に印加されるトルクのベクトルと第２の軸の周りの出力角速度のベクトルとの間の角度は、８５度から９３度までの範囲、好ましくは９０度に近い角度である。
【０００９】
第３の軸の周りの本体部に印加されるトルクのベクトルと第２の軸の周りの出力角速度のベクトルとの間の角度が、８５度から９３度までの範囲、好ましくは９０度に近い角度である場合、少なくとも１つの出力軸の周りで供給される出力動力は、増大する。第３の軸の周りの本体部に印加されるトルクのベクトル（＝印加トルクベクトル）と出力運動ベクトルとの間の角度が、９０度より大きいときには、傾斜角度が一定であるとしても、傾斜角度の減少の方向での第３の軸の周りの本体部の回転は、完全には停止させられず、したがって、出力トルクが減少する。
【００１０】
方途３による解決は、請求項３０の主題によって達成される。請求項３０の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与えるための歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスであって、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスは第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のために取り付けられた本体部を備え、第１の軸はある傾斜角度で第２の軸に関して配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りの本体部の回転は、その傾斜角度の変化を引き起こす、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加するための手段と、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままであるように傾斜角度の減少の方向で第３の軸の周りの本体部の回転を制限するための手段とを形成し、歯車デバイスは原動力源を本体部に接続し第１の軸の周りで本体部を回転させることが可能なように構造化され、これにより、第１の軸の周りの本体部の回転は、一定のまたは減少する傾斜角度に達するように臨界角速度より大きい角速度を有し、それにより出力角速度ならびに／または当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、および／もしくは第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大し、これは、下記のパラメータのうちの１つまたは複数の値を測定するための１つまたは複数のセンサーをさらに備え、これらのパラメータは、第１の軸及び／又は第２の軸及び／又は第３の軸の周りの回転、第１の軸及び／又は第２の軸及び／又は第３の軸の周りの回転の角速度、本体部及び／又は第１の軸及び／又は第２の軸及び／又は第３の軸の位置、第１の軸及び／又は第２の軸及び／又は第３の軸の周りの回転のトルク、力である。
【００１１】
方途４による解決は、請求項３１の主題によって達成される。請求項３１の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与えるための歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスであって、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスは第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のために取り付けられた本体部を備え、第１の軸はある傾斜角度で第２の軸に関して配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りの本体部の回転は、その傾斜角度の変化を引き起こす、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加するための手段と、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままであるように傾斜角度の減少の方向で第３の軸の周りの本体部の回転を制限するための手段とを形成し、歯車デバイスは原動力源を本体部に接続し第１の軸の周りで本体部を回転させることが可能なように構造化され、これにより、第１の軸の周りの本体部の回転は、一定のまたは減少する傾斜角度に達するように臨界角速度より大きい角速度を有し、それにより出力角速度ならびに／または少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、および／もしくは第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大し、これは、傾斜軸の周りの本体部の回転を下限角度値から上限角度値までの間に両方の方向で機械的に制限するための手段と、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの動作中のこれらの上限および下限の角度値を０度より高く、９０度より低い選択された下限角度値および選択された下限角度値より高く、９０度より低い上限角度値に調節するための手段とをさらに備える。
【００１２】
方途５による解決は、請求項３９の主題によって達成される。請求項３９の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの、好ましくは歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法を提供し、この方法は、第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のための本体部を取り付け、第１の軸は第２の軸に関してある傾斜角度で配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りに本体部を回転させると傾斜角度の変化が生じることと、本体部を臨界角速度より大きな角速度で第１の軸の周りに回転させることと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加することと、第１の軸の周りの本体部の回転を傾斜角度の減少の方向で、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままとなるように制限して、一定のまたは減少する傾斜角度に達するようにし、それにより出力角速度ならびに／または当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、および／もしくは第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大することとを含み、これにより、方法は、毎分２００００回転未満の比臨界角速度で本体部を使用し、好ましくはそれにより少なくとも１つの出力軸の周りの出力動力を増大することをさらに含み、これにより、当該比臨界角速度は、比臨界角速度が本体部の臨界角速度となるのが、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が４５度のとき、第１の軸が本体部の実質的に質量中心を通るとき、本体部が、本体部の慣性モーメントが実質的に最大化されるように配向されるとき、本体部が本体部の質量中心を通る、第１の軸に直交する平面に関して対称的でない場合に、第１の軸上で本体部を取り付ける可能な取り付け配向のうちから、本体部の質量中心と第３の軸との間の距離が比較すると小さくなるような配向が選択されるとき、接続アーム長が、ａ）本体部の質量が０．１ｋｇ未満の場合に５ｍｍであり、ｂ）本体部の質量が０．１ｋｇ以上、１００ｋｇ未満の場合に２５ｍｍであり、ｃ）本体部の質量が１００ｋｇ以上、１０００ｋｇ未満の場合に５０ｍｍであり、ｄ）本体部の質量が１０００ｋｇ以上の場合に１００ｍｍであるときであるように定義され、これにより、当該接続アーム長は、接続平面と第１の軸との交点から第３の軸までの距離であり、これにより、当該接続平面は、第１の軸に直交する平面であり、本体部と交差し、傾斜軸までの最小距離を有する。
【００１３】
方途６による解決は、請求項５７の主題によって達成される。請求項５７の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの、好ましくは歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法を提供し、この方法は、第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のための本体部を取り付け、第１の軸は第２の軸に関してある傾斜角度で配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りに本体部を回転させると傾斜角度の変化が生じることと、本体部を臨界角速度より大きな角速度で第１の軸の周りに回転させることと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加することと、第１の軸の周りの本体部の回転を傾斜角度の減少の方向で、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままとなるように制限して、一定のまたは減少する傾斜角度に達するようにし、それにより出力角速度ならびに／または当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、および／もしくは第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大することとを含み、これにより、この方法は、少なくとも部分的には本体部の重量を使って第３の軸の周りでトルクを本体部に印加することをさらに含む。
【００１４】
方途７による解決は、請求項５８の主題によって達成される。請求項５８の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの、好ましくは歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法を提供し、この方法は、第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のための本体部を取り付け、第１の軸は第２の軸に関してある傾斜角度で配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りに本体部を回転させると傾斜角度の変化が生じることと、本体部を臨界角速度より大きな角速度で第１の軸の周りに回転させることと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加することと、第１の軸の周りの本体部の回転を傾斜角度の減少の方向で、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままとなるように制限して、一定のまたは減少する傾斜角度に達するようにし、それにより出力角速度ならびに／または当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、および／もしくは第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大することとを含み、これにより、この方法は、下記のパラメータのうちの１つまたは複数の値を測定することをさらに含み、これらのパラメータは、第１の軸及び／又は第２の軸及び／又は第３の軸の周りの回転、第１の軸及び／又は第２の軸及び／又は第３の軸の周りの回転の角速度、本体部及び／又は第１の軸及び／又は第２の軸及び／又は第３の軸の位置、第１の軸及び／又は第２の軸及び／又は第３の軸の周りの回転のトルク、力である。
【００１５】
方途８による解決は、請求項５９の主題によって達成される。請求項５９の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの、好ましくは歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法を提供し、この方法は、第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のための本体部を取り付け、第１の軸は第２の軸に関してある傾斜角度で配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りに本体部を回転させると傾斜角度の変化が生じることと、本体部を臨界角速度より大きな角速度で第１の軸の周りに回転させることと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加することと、第１の軸の周りの本体部の回転を傾斜角度の減少の方向で、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままとなるように制限して、一定のまたは減少する傾斜角度に達するようにし、それにより出力角速度ならびに／または当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、および／もしくは第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大することとを含み、これにより、この方法は、傾斜軸の周りの本体部の回転を下限角度値から上限角度値までの間に両方の方向で機械的に制限することと、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの動作中に回転を与えつつ、これらの上限および下限の角度値を０度より高く、９０度より低い選択された下限角度値および選択された下限角度値より高く、９０度より低い上限角度値に調節することとをさらに含む。
【００１６】
方途９による解決は、請求項６０の主題によって達成される。請求項６０の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの、好ましくは歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法を提供し、この方法は、第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のための本体部を取り付け、第１の軸は第２の軸に関してある傾斜角度で配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りに本体部を回転させると傾斜角度の変化が生じることと、本体部を臨界角速度より大きな角速度で第１の軸の周りに回転させることと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加することと、第１の軸の周りの本体部の回転を傾斜角度の減少の方向で、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままとなるように制限して、一定のまたは減少する傾斜角度に達するようにし、それにより出力角速度ならびに／または当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、および／もしくは第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大することとを含み、これにより、この方法は、本体部の質量中心と第２の軸との間の距離を減少させることによって少なくとも１つの出力軸の周りで供給される出力動力を増大させることをさらに含む。
【００１７】
方途１０による解決は、請求項６１の主題によって達成される。請求項６１の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの、好ましくは歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法を提供し、この方法は、第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のための本体部を取り付け、第１の軸は第２の軸に関してある傾斜角度で配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りに本体部を回転させると傾斜角度の変化が生じることと、本体部を臨界角速度より大きな角速度で第１の軸の周りに回転させることと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加することと、第１の軸の周りの本体部の回転を傾斜角度の減少の方向で、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままとなるように制限して、一定のまたは減少する傾斜角度に達するようにし、それにより出力角速度ならびに／または当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、および／もしくは第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大することとを含み、これにより、この方法は、第１のフレーム平面の法線ベクトルと第２のフレーム平面の法線ベクトルとの間の角度の変化を減少させることで少なくとも１つの出力軸の周りで供給される出力動力を増大することをさらに含むが、ただし、フレーム平面は歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスが取り付けられているフレームの直線上にない３点を通る平面として定義されている。
【００１８】
方途１１による解決は、請求項６３の主題によって達成される。請求項６３の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの、好ましくは歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法を提供し、この方法は、第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のための本体部を取り付け、第１の軸は第２の軸に関してある傾斜角度で配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りに本体部を回転させると傾斜角度の変化が生じることと、本体部を臨界角速度より大きな角速度で第１の軸の周りに回転させることと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加することと、第１の軸の周りの本体部の回転を傾斜角度の減少の方向で、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままとなるように制限して、一定のまたは減少する傾斜角度に達するようにし、それにより出力角速度ならびに／または当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、および／もしくは第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大することとを含み、これにより、この方法は、少なくとも１つの出力軸の周りの出力角速度のベクトルとフレーム平面の法線ベクトルとの間の角度の変化を減少させることで少なくとも１つの出力軸の周りで供給される出力動力を増大することをさらに含むが、ただし、フレーム平面は歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスが取り付けられているフレームの直線上にない３点を通る平面として定義されている。
【００１９】
方途１２による解決は、請求項６５の主題によって達成される。請求項６５の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの、好ましくは歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法を提供し、この方法は、第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のための本体部を取り付け、第１の軸は第２の軸に関してある傾斜角度で配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りに本体部を回転させると傾斜角度の変化が生じることと、本体部を臨界角速度より大きな角速度で第１の軸の周りに回転させることと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加することと、第１の軸の周りの本体部の回転を傾斜角度の減少の方向で、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままとなるように制限して、一定のまたは減少する傾斜角度に達するようにし、それにより出力角速度ならびに／または当該少なくとも１つの出力軸として第２の軸の周りの、および／もしくは第３の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大することとを含み、これにより、この方法は、第１の軸の周りの本体部の角運動の角速度ベクトルと本体部平面の法線ベクトルとの間の角度の変化を減少させることで少なくとも１つの出力軸の周りで供給される出力動力を増大することをさらに含むが、ただし、本体部平面は本体部の直線上にない３点を通る平面として定義されている。
【００２０】
方途１３による解決は、請求項６７の主題によって達成される。請求項６７の主題は、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの設計および動作に関するパラメータを決定するための試験デバイスを実現し、これにより、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスは、外側クレードルと強固に接続されている出力シャフトと、内側クレードル内に回転可能なように配置されている本体部の回転軸であるスピン軸と、出力シャフトに垂直な傾斜軸とを備え、これにより、スピン軸は回転可能であってスピン軸と出力シャフトとの間にある傾斜角度を形成し、スピン軸は本体部と継手接続され、傾斜軸の周りにトルクが印加され、試験デバイスは垂直出力シャフトの長手方向軸を構成する出力軸と、スピン軸上で支えられる本体部の回転軸を構成するスピン軸と、出力軸に垂直で、スピン軸の周りを枢動してスピン軸と出力シャフトとの間にある傾斜角度を形成することができる傾斜軸とを備え、これにより、本体部は、傾斜軸に関して偏心配置可能であり、長さＬ＞０のレバーアームが形成される。
【００２１】
方途１４による解決は、請求項６８の主題によって達成される。請求項６８の主題は、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの設計および動作に関するパラメータを決定するための方法を提供し、これにより、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスは、外側クレードルと強固に接続されている出力シャフトと、内側クレードル内に回転可能なように配置されている本体部の回転軸であるスピン軸と、出力シャフトに垂直な傾斜軸とを備え、これにより、スピン軸は回転可能であってスピン軸と出力シャフトとの間にある傾斜角度を形成し、スピン軸は本体部と継手接続され、傾斜軸の周りにトルクが印加され、これにより、請求項６７に記載の試験デバイスが使用され、これにより、スピン軸の周りの本体部の角速度は、異なる値に調節され、これにより、異なる値のそれぞれについて、傾斜軸の周りのスピン軸の回転の方向を測定することで調節された角速度が臨界角速度より大きいか、小さいかを判定する。
【００２２】
方途１５による解決は、請求項６９の主題によって達成される。請求項６９の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与えるための歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスであって、当該デバイスは第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のために取り付けられた本体部を備え、第１の軸はある傾斜角度で第２の軸に関して配向され、第２の軸は当該デバイスの出力軸を構成し、第３の軸の周りの本体部の回転は、その傾斜角度の変化を引き起こす、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加するための手段と、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままであるように傾斜角度の減少の方向で第３の軸の周りの本体部の回転を制限するための手段とを形成し、当該デバイスは原動力源を本体部に接続し第１の軸の周りで本体部を回転させることが可能なように構造化され、これにより、第１の軸の周りの本体部の回転は、一定のまたは減少する傾斜角度に達するように臨界角速度より大きい角速度を有し、それにより出力角速度及び／又は第２の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大し、これにより、第３の軸に印加される負荷は、第３の軸の周りの動力を引き出すように傾斜角度が減少するときに制限手段として使用される。
【００２３】
方途１６による解決は、請求項７０の主題によって達成される。請求項７０の主題は、少なくとも１つの出力軸の周りの回転を与える方法を提供し、この方法は、第１の軸の周りの回転および第２の軸の周りの回転および第３の軸の周りの回転のための本体部を取り付け、第１の軸は第２の軸に関してある傾斜角度で配向され、第２の軸及び／又は第３の軸は少なくとも１つの出力軸を構成し、第３の軸の周りに本体部を回転させると傾斜角度の変化が生じることと、本体部を臨界角速度より大きな角速度で第１の軸の周りに回転させることと、第１の軸が第２の軸に関して０度より大きく９０度より小さい選択された傾斜角度をなすときに傾斜角度の増大の方向に第３の軸の周りでトルクを本体部に印加することと、第１の軸の周りの本体部の回転を傾斜角度の減少の方向で、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が０度より大きく９０度より小さいままとなるように制限し、それにより出力角速度、及び／又は第２の軸の周りの本体部の回転の出力トルクを開始または増大することとを含み、これにより、この方法は、傾斜角度が減少しているときに傾斜角度の減少の方向に第３の軸の周りの本体部の回転を制限することによって第３の軸の周りの動力を引き出すことをさらに含む。
【００２４】
方途１５および１６に関して、以下のことが言える。デバイスがレジーム状態にある場合、出力負荷を使用して第３の軸の周りの本体部の回転を制限することによって第３の軸の周りに動力が生成されることが規定される。第３の軸の周りに動力が生成されている間、本体部は、傾斜角度の減少の方向に第３の軸の周りで回転する。この方法は、傾斜角度が０度から９０度までの間にあるときにのみ使用されうる。この方法の継続のために、２つの異なる期間があるべきである。第１の期間では、出力負荷を使用して第３の軸の周りの本体部の回転を制限することによって第３の軸の周りに動力が生成される。第２の期間では、出力負荷または制動装置を使用して第２の軸の周りの本体部の回転を制限することによって傾斜角度が増大される。これらの期間をループ（期間１、期間２、期間１、期間２、．．．）で連続的に繰り返すことによって、デバイスからの発生動力の継続性がもたらされる。第２の軸の周りの本体部の回転を制限するために制動装置が使用される場合、動力は第３の軸の周りでのみ生成される。第２の軸の周りの本体部の回転を制限するために制動装置の代わりに出力負荷が使用される場合、動力は第２の軸と第３の軸の両方の周りで生成される。例えば、第３の軸の周りの本体部の回転を制限するために、出力シャフトと内側クレードルとの間に配置される空気ポンプが使用される場合、第１の期間は、第３の軸の周りの本体部の回転が傾斜角度の減少の方向であるためポンプのピストンが圧縮されるものとして定義される。第１の期間では、圧縮空気がタービンへ送られる。したがって、タービンを回転することによって動力が生成される。第２の期間は、ポンプのピストンが制動装置または油圧ポンプなどの回転出力負荷を使用して第２の軸の周りの本体部の回転を制限することによって減圧されるものとして定義される。この期間では、空気が外部からポンプのピストンに入る。この期間は、ポンプの吸気期間とも考えられる。
【００２５】
この歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスは、歯車デバイスおよび／またはモーターデバイスとして使用されうる。この文脈において、「モーター」という用語は、ガソリンモーターまたは電気モーターなどの、非力学的エネルギーを力学的エネルギーに変換するモーターとして理解されてはならない。ここでは、「モーター」という用語は、むしろ、油圧モーターと同様の、力学的エネルギーを力学的エネルギーに変換するモーターとして理解されるべきである。本明細書において歯車デバイスに言及した場合、この用語は、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスを包含するものとして理解されるべきである。
【００２６】
本発明の発明者は、本体部の回転の軸（以下では第１の軸またはスピン軸とも称する）が、
（ａ）本体部の回転の軸に対して鋭角をなす第２の軸（以下では傾斜角とも称する）、および
（ｂ）第１の軸と第２の軸の両方に対して実質的に垂直な第３の軸（以下では傾斜軸とも称する）の周りに回転するように制約されている場合に、
鋭角を増大する方向に傾斜軸の周りでトルクを印加すると第１の軸が第２の軸の周りを回転することを発見した。
【００２７】
本体部の回転速度がある臨界値を超えた場合、この印加トルクは、印加トルクの大きさを超える大きさの反作用トルクを発生させ、これは傾斜軸の周りに向けられるが、反対方向である。この反作用トルクは、第１の軸を傾斜角度の減少する方向で傾斜軸の周りに回転させる。しかし、傾斜軸の周りのこの回転が、例えば機械的手段によって、制限されている場合、第２の軸の周りの本体部の回転の速度は増大し、したがって、原動力の有用な発生源となる。このようなシステムとともに、傾斜軸の周りの回転を制限するために使用される手段は、エネルギー源を必要とせず、歯車デバイスの効率を高めることは理解されるであろう。
【００２８】
これらの効果を理解するために、本体部を第１の軸の周りに異なる角速度で回転させるときに、以下の場合（ｉ）から（ｉｖ）までを考察すると有益である。
（ｉ）本体部が第１の軸の周りでまったく回転しない自明な状況では、鋭角の大きさを増大する方向で傾斜軸の周りにトルクを印加しても、傾斜角度を増大する方向の傾斜軸の周りの第１の軸の対応する回転を引き起こすだけである。
（ｉｉ）本体部が、臨界角速度（＝臨界回転速度）より小さい角速度（＝回転速度）で回転させられる場合、その結果として、第１の軸の２つの回転があり、回転していない本体部の場合（ｉ）と同様に、傾斜角度を増大する方向で傾斜軸の周りに第１の軸の回転があるだけでなく、第２の軸の周りの第１の軸の回転もある。この効果は、歳差運動として知られている。本体部の回転速度が上がると、傾斜軸の周りの第１の軸の回転速度は減少するが、第２の軸の周りの第１の軸の回転速度は増大する。
（ｉｉｉ）本体部の回転速度が、臨界角速度に等しい場合、第２の軸の周りの第１の軸の回転はまだあるが、今や、傾斜軸の周りの第１の軸の回転はもはやない。
（ｉｖ）本体部が、臨界角速度を超える角速度で回転させられる場合、ここでもまた、第１の軸の２つの回転、つまり、第２の軸と傾斜軸の両方の周りの回転があるが、この場合、傾斜軸の周りの回転は、傾斜角度を減少する方向である。本体部の回転速度が臨界角速度を超える場合にのみ、歯車デバイスが第２の軸及び／又は傾斜軸の周りに有用な回転（＝原動）力をもたらすことができ、そのいずれか一方または両方を歯車デバイスの出力軸として使用できる。
【００２９】
本体部が、臨界角速度を超える角速度で第１の軸の周りに回転させられる場合、歯車デバイスは、第２の軸の周りの出力運動（＝回転）及び／又は第３の軸の周りの出力運動（＝回転）をもたらす。２つの回転のそれぞれは、各角速度および各トルクによって特徴づけられうる。本体部が、臨界角速度を超える角速度で第１の軸の周りに回転させられる場合、傾斜角度の減少の方向の第３の軸の周りの本体部の回転は、反作用運動とも称される。反作用運動の角速度は、反作用速度とも称される。反作用運動のトルクは、反作用トルクとも称される。
【００３０】
本体部の臨界角速度は、本体部の幾何学的形状、本体部の材料の密度、傾斜角度、第３の軸の周りで本体部に印加されるトルクの大きさ、および周囲温度および湿度などの環境条件によって変わることがわかっている。
【００３１】
発明者は、回転させるために本体部に与えられる入力原動力は、極めて高い効率でこの出力軸の周りの本体部の回転の形で出力原動力を発生するために使用されることを実験により発見した。したがって、この原理に従って製作された歯車デバイスは、特に有用である。少なくとも１つの出力軸は、第２の軸及び／又は第３の軸である。
【００３２】
発明者は、そのような配列構成を用いると歯車デバイスの効率が極めて高いことを発見した。さらに、トルク印加手段は、都合のよいことに、出力原動力の供給を引き起こすスイッチとして働く。
【００３３】
この制限手段は、傾斜角度の減少の方向の第３の軸の周りの本体部の回転を妨げるように配置される。上述のように、回転制限手段は、移動する必要はないので、エネルギー源を必要としない純粋に機械的な手段、例えば、ストッパーによって構成することができ、したがって、歯車デバイスの高い効率の達成に寄与する。
【００３４】
原動力源は、臨界角速度を超える回転速度で第１の軸の周りに本体部を回転させるように本体部に接続されうる。あるいは、スピン軸の周りの本体部の回転は、手動で引き起こすことも可能である。
【００３５】
傾斜角度を増大するようにトルクが第３の軸の周りで本体部に印加された場合、本体部それ自体に力場が生じる。例えば、太さｄｘの円筒状本体部では、力場の形状は、無理やり曲げられる棒の円形断面に生じる力場と同じである。この力場は、第１の軸の周りの本体部の回転と組み合わさって、出力運動をもたらす。伝達効率は、力場によってもたらされる運動を第２の軸の周りの出力運動に伝達する効率として定義される。伝達効率を増大すると、出力トルク、つまり、出力軸の周りに与えられるトルクが大きくなり、歯車デバイスの効率が高まる。伝達効率は、可変力（部分に対する相対的方向が変化する力）が作用する歯車デバイスの部分の材料の強度とこれらの部分の形状を通しての強度の両方に依存する。
【００３６】
本体部が第３の軸の周りで回転する場合、これにより、傾斜角度の変化が生じる。これは、傾斜角度が変化する、つまり、傾斜角度が増大または減少することを意味する。
【００３７】
接続アーム長は、接続平面と第１の軸との交点から第３の軸まで、好ましくは第１の軸が第２の軸の周りに枢着されている枢軸の中心までの距離として定義される。本体部と交差し、スピン軸に直交する平面は無限に多くある。これらの平面のうち、第１の軸、好ましくは枢軸の中心までの最小距離を有する平面が、接続平面と定義される。
【００３８】
本体部の比臨界速度を測定するために、本体部は、方途１３に従って試験デバイスに、
ａ）スピン軸が本体部の質量中心を通過し、
ｂ）スピン軸が慣性モーメントが最大化されるように配向され、
ｃ）本体部が中心平面（本体部の質量中心を通る、第１の軸に直交する平面）に関して対称的でない場合に、２つの可能な取り付け配向のうち、本体部の質量中心と第３の軸、好ましくは枢軸の中心との間の距離が比較すると小さい配向が使用されるように取り付けられなければならない。
【００３９】
方途１から１４のさらなる利点は、従属請求項によって指示されている発明の実施形態によって達成される。
【００４０】
方途１および５に関して、比臨界角速度を決定する代替方途は、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が４５度ではなくて８０度である場合に提供される。スピン軸４の周りの回転に対抗して働く摩擦力が高い場合、８０度配列構成にすることで、スピン軸の周りの回転に対抗して働く摩擦力によって引き起こされるスピン軸から第２の軸へのトルクの伝達率を低減することによって比臨界角速度の測定の精度が、それぞれ、高め、チェックし／検証しやすくなる。
【００４１】
本体部が毎分１５０００回転未満の比臨界角速度を有する場合に方途１および５の好ましい一実施形態が構成される。本体部が毎分１００００回転未満の比臨界角速度を有する場合に方途１および５の好ましい他の実施形態が構成される。本体部が毎分５０００回転未満の比臨界角速度を有する場合に方途１および５の好ましいさらに他の実施形態が構成される。前述の範囲の比臨界角速度はすべて、全請求項との組み合わせで実現されうる。
【００４２】
本体部のスピン速度は、歯車デバイスの動作中の本体部の臨界速度より高いことが必須なので、より高い比臨界値を持つ本体部は、より低い比臨界速度を持つ本体部と比べてより高い速度で回転されなければならない。より低いスピン速度で本体部を回転させることは、知られているように、摩擦損失（空気摩擦、軸受摩擦など）がスピン速度とともに指数関数的に増大するため有益である。さらに、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスをスピン速度を高くするには、モーターの全体的な強度を高めることが必要であり、このため、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの生産コストが増大する。
【００４３】
同じ密度を有する円筒状本体部の場合、本体部の比臨界角速度は、本体部の直径と本体部の厚さ（＝円筒の高さ）との比が減少するにつれ増大する。
【００４４】
同じ質量、同じ厚さ（＝高さ）、および同じ密度を有するが、形状が異なる、２つの異なる本体部では、つまり、一方が円筒形であり、他方がリング形状である場合、リング形状を有するものの方が低い臨界角速度を有する。
【００４５】
大きな質量と大きな体積を有する本体部は、高い比臨界角速度を有しえない。つまり、「本体部の比臨界角速度」というパラメータと「本体部の質量および体積」というパラメータとの間に必要な正相関はないということである。
【００４６】
歯車デバイスが前記臨界角速度より大きい前記角速度で本体部を第１の軸の周りに回転させるために本体部に接続されている原動力源を備える場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００４７】
歯車デバイスが、少なくとも１つの出力軸の周りの本体部の運動から原動力を原動力源に伝達するためのフィードバック手段を備える場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。このようにして、出力トルクと出力回転速度との積として定義される、出力動力の少なくとも一部を歯車デバイス内にフィードバックすることが可能である。フィードバック手段は、好ましくは、本体部がレジーム状態で第１の軸の周りに回転するので摩擦から生じるエネルギー損失を克服するために十分な原動力を原動力源に伝達するように配置される。レジーム状態は、傾斜角度が一定であり、第３の軸の周りの印加トルクの大きさが一定であり、少なくとも１つの出力軸の周りの出力速度が一定である場合状態として定義される。
【００４８】
歯車デバイスが臨界角速度を超える前記回転速度で本体部を第１の軸の周りに回転させるために原動力源を制御する手段を備える場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００４９】
選択された傾斜角度が１０度から８０度までの範囲内にあるときにトルク印加手段がトルクを印加するように構成されている場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００５０】
トルクを印加するための手段は、バネを備えることができる。それに加えて、または代替として、トルクを印加するための手段は、油圧ラム、空気圧ラム、電磁気ラムのうちの１つまたは複数を備えることができる。
【００５１】
歯車デバイスが、トルク印加手段によって印加されるトルクの大きさを制御するための手段を備える場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００５２】
制限手段が、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が１０度より大きく、８０度より小さい角度であるように第３の軸の周りの本体部の回転を制限するように配置されている場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００５３】
歯車デバイスの望ましい出力トルクおよび歯車デバイスの望ましい出力角速度を含むさまざまな因子に依存する最適な傾斜角度があることが判明している。例えば、傾斜角度が０度に近い場合、第２の軸の出力トルクは、最小であるが、第２の軸の回転速度は、最大である。それとは逆に、傾斜角度が９０度に近い場合、第２の軸の出力トルクは、最大であるが、第２の軸の回転速度は、最小である。歯車デバイスの出力動力は、出力トルクと出力回転速度との積であるため、その結果、出力動力を最大化するためには、出力トルクと出力回転速度との積が最大化される傾斜角度を選択する必要がある。
【００５４】
したがって、歯車デバイスが、傾斜角度を調節するための調節手段をさらに備える場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。この場合、歯車デバイスの望ましい出力速度および／または望ましい出力トルクを選択し、それに応じて傾斜角度を調節するための手段も構成されうる。
【００５５】
歯車デバイスが、歯車デバイスの望ましい出力角速度を選択し、その選択された出力角速度に応じて調節手段に傾斜角度を調節させるための手段を備える場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００５６】
歯車デバイスが、歯車デバイスの望ましい出力トルクを選択し、その選択された出力トルクに応じて調節手段に傾斜角度を調節させるための手段を備える場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００５７】
制限手段が、傾斜角度の減少の方向の第３の軸の周りの本体部の回転を妨げるように配置される場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００５８】
傾斜軸の周りで本体部にトルクを印加し、傾斜角度を高めるために、トルクを印加するための手段が使用される。好ましくは、トルクを印加する手段を使用することで、制御ユニットを使って歯車デバイスの動作中にトルクの大きさを制御することができる。トルクを印加するためのこの手段、例えば、油圧ラムが、適切な制御ユニットによって制御される場合、トルクを印加するための手段は、それに加えて、傾斜軸の周りの反作用運動を制限し、さらに、望ましい出力運動速度／出力トルク及び／又は望ましい反作用速度／反作用トルクに応じて傾斜角度を望ましい値に調節するための制限手段として使用されうる。この意味で、トルクを印加するための手段が、それに加えて、制限手段として使用される場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００５９】
トルクを印加するための前記手段は、トルクを回転シャフトに印加し、それによって傾斜角度の増大の方向で第３の軸の周りにトルクを印加するためにも使用される。トルクを印加するための前記手段は、それに加えて、印加トルクの方向と反対の方向で傾斜軸の周りの本体部の回転を妨げるためにも使用されうる。トルクを印加するための前記手段は、傾斜角度を望ましい出力運動速度／出力トルク及び／又は望ましい反作用速度／反作用トルクに対応する望ましい値に調節するためにも使用されうる。
【００６０】
傾斜角度の増大の方向に傾斜軸の周りで本体部にトルクを印加し、傾斜角度の減少の方向で反作用運動を制限し、傾斜角度を望ましい出力運動速度／出力トルク及び／又は望ましい反作用速度／反作用トルクに対応する望ましい値に調節するために、トルクを印加するための前記手段の動作は、位置、運動、速度、接触、トルク、および力の信号などのセンサーからの入力信号を供給される適切な制御ユニットによって制御される。入力信号に対する応答として制限ユニットによって生成される制御信号は、トルクを印加するための手段に影響を及ぼし、これにより、傾斜軸の周り本体部に印加されるトルクの大きさを調節し、反作用運動を制限し、傾斜角度を望ましい値に調節する。
【００６１】
制限手段が、分離した接合部を備える場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。好ましくは、接合部は、エネルギーを消費することなく傾斜軸の周りの本体部の回転を停止することができる手段、例えば、ストッパーまたはボルトである。
【００６２】
第１の軸が本体の実質的に質量中心を通過し、本体部の慣性モーメントが実質的に最大化されるように本体部が配向されている場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００６３】
第１および第２の軸が交差する場合に、方途１から４の第１の好ましい実施形態が構成される。好ましくは、第１および第２の軸のいずれか一方または両方が本体部の実質的に質量中心を通過する。本体部の質量中心と第２の軸との間の距離を減少させ、この距離の変動をできる限り小さく保つことによって、出力動力が増大し、効率が高まる。第２の軸が本体部の質量中心を通過する場合、この距離のみをパラメータであると考えて効率は最大である。
【００６４】
第１および第２の軸が交差しない場合に、方途１から４の第２の、代替の好ましい実施形態が構成され、この場合、傾斜角度は、第１の軸と第２の軸とを結ぶ最短の直線の距離にそって見たときの第１の軸と第２の軸との間の鋭角として定義される。このような幾何学的関係を表現する別の方法では、第１の軸上に１つの点をとり、この点を通過し、第２の軸に平行な想像線を考えるというものである。次いで、傾斜角度は、第１の軸がこの想像線と交わる際の鋭角として定義される。
【００６５】
本体部が、第１の軸の周りで本体部が３６０度回転するときに第３の軸の周りで印加されるトルクによって本体部上に形成される力場の変化が最小になるような形状に形成される場合に方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００６６】
本体部が第１の軸に関して実質的に円柱状に対称的であり、円筒を含みうる場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。本体部が、ハブとウェブとリングのリムとを備えることも可能である。好ましくは、ハブの重量とウェブの重量との合計は、リムの重量より少ない。
【００６７】
歯車デバイスのコンポーネントである、本体部、本体部が取り付けられるシャフト、少なくとも１つの出力軸にそった出力シャフト、可変力が作用する歯車デバイスの部分のうちの１つが、高い弾性率を有する材料から作られる場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。高い弾性率を有する材料としては、７０ＧＰａを超える、好ましくは１００ＧＰａを超える弾性率を持つ材料が挙げられる。可変力（部分に対する相対的方向が変化する力）が作用する歯車デバイスの部分に対し高い弾性率を有する材料を使用することで、伝達効率が高まり、したがって、出力トルクが増大し、歯車デバイスの効率が高まる。
【００６８】
本体部に対して高い弾性率を有する材料を使用することで、出力トルクが増大し、歯車デバイスの効率が高まる。本体部が取り付けられるシャフトに対して高い弾性率を有する材料を使用することで、出力トルクが増大し、歯車デバイスの効率が高まる。出力シャフトに対して高い弾性率を有する材料を使用することで、出力トルクが増大し、歯車デバイスの効率が高まる。可変力（部分に対する相対的方向が変化する力）が作用する歯車デバイスの他の部分に対し高い弾性率を有する材料を使用することで、出力トルクが増大し、歯車デバイスの効率が高まる。
【００６９】
本体部の材料は、その密度または密度分布が、それぞれ、歯車デバイスの要求される出力原動力をもたらすのに適したものとなるように選択される。したがって、高い出力原動力が必要な場合、鋼鉄などの、高い密度を有する材料が使用されうる。しかし、鋼鉄を望ましい形状に形成することが困難なこともありえ、したがって費用がかかる可能性があるので、低出力動力要件に合わせて、代わりに熱可塑性材料も使用されうる。
【００７０】
歯車デバイスでは、（ａ）少なくとも１つの出力軸の周りの歯車デバイスのコンポーネントの対称性の欠如の結果、及び／又は（ｂ）反作用トルクの１つの成分が少なくとも１つの出力軸に垂直な方向にある結果として、歯車デバイス内の不釣り合い力から望ましくない振動が発生する可能性がある。この問題は、歯車デバイスの取り付け手段を使って歯車デバイスを取り付ける／固定することによって、好ましくは歯車デバイスを固定支持材に取り付けることによって解決することも可能である。このような固定支持材は、地面、床、壁、天井、ケーシング、容器、他の種類の支持材、例えば、ラック、フレーム、またはフレームワークのうちの１つまたは複数とすることができる。
【００７１】
第２の軸の周りの回転用に１つまたは複数の釣り合い重りが取り付けられる場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。釣り合い重りは、対称性の欠如を低減し、反作用トルクと釣り合う求心力を生じさせることによって、これらの不釣り合い力を少なくとも部分的に補正するための効果を持つ可能性がある。
【００７２】
第１の軸の周りの本体部の回転は、スピンベクトルと称されるベクトルによって表される。スピンベクトルは、第１の軸の周りの本体部の角運動に関連付けられている角速度ベクトルと同一である。本体部は、第１の軸の周りに回転しているときに、トルクが傾斜角度の増大の方向で本体部に印加された場合、本体部も同様に第２の軸の周りに回転し始める。第２の軸の周りの本体部のこの回転は、以下で出力運動ベクトルと称されるベクトルによって表される。出力運動ベクトルは、第２の軸の周りの本体部の角運動に関連付けられている角速度ベクトルと同一である。
【００７３】
歯車デバイスが製作されるときに、第３の軸の周りで本体部に印加されるトルクのベクトル（＝印加トルクベクトル）と出力運動ベクトルとの間の角度は、製造ばらつきがあるため９０度でない場合がある。印加トルクベクトルと出力運動ベクトルとの間の角度が、９０度に近い場合、第２の軸の出力動力が増大し、歯車デバイスの効率が高まる。出力動力および効率は、この角度のみがパラメータであると考えてこの角度が９０度であるときに最大化される。
【００７４】
歯車デバイスが、第３の軸の周りで本体部に印加されるトルクを調節するための調節手段を備える場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００７５】
モーターの制御ユニットの複雑さを低減するために、多機能機構を使用して、傾斜角度の増大の方向でトルクを印加し、傾斜角度の減少の方向で反作用運動を制限し、望ましい出力運動速度／出力トルクおよび／または望ましい反作用速度／反作用トルクに応じて傾斜角度を望ましい値に調節することができる。
【００７６】
多機能機構は、傾斜軸の周りでトルクを印加するための手段と、上限角度値と下限角度値との間の両方の方向で傾斜軸の周りの本体部の回転を機械的に制限するための手段と、モーターの動作中にこれらの角度値を０から９０度までの間（０および９０度は含まれない）の選択された下限角度値と選択された下限値と９０度との間にある上限角度値に合わせて調節するための手段を備える。
【００７７】
多機能機構は、好ましくは、力センサー、トルクセンサー、位置センサー、運動センサー、速度センサー、および接触センサーを備える。
【００７８】
両方の方向の傾斜軸の周りの本体部の回転を機械的に制限するため制限手段が、少なくとも１つの接合部である場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。
【００７９】
不釣り合い力から生じる望ましくない振動を低減するために単独の解決策で、または上記の解決策のうちの一方または両方と組み合わせて、使用することが可能な他のオプションとして、一緒に取り付けられ、実質的に同じ周波数で、ただし異なる各位相で動作せられる複数の歯車デバイスを形成することが挙げられる。この場合、このような振動は、歯車デバイスの位相が等間隔で並ぶ場合、そのような振動はどれも最小化される。したがって、４つのデバイスからなるシステムでは、これらの位相は、０度、９０度、１８０度、および２７０度となる。
【００８０】
したがって、本発明は、歯車デバイスのそれぞれを実質的に同じ回転数で、ただし異なる各位相角で回転させるための手段および歯車デバイスの出力原動力を組み合わせるための手段と組み合わせて、前述の種類の歯車デバイスのアセンブリに拡大適用される。
【００８１】
このような場合、歯車デバイスの好ましい数は、４であり、歯車デバイスは、２×２の配列で都合よく配置することが可能である。
【００８２】
複数の歯車デバイスからなるシステムが使用される場合、歯車デバイスのすべての対について、歯車デバイスの動作中に歯車デバイスの出力運動ベクトル間の角度の変化をできる限り小さく保つことで、出力動力が増大し、効率が高まる。
【００８３】
複数の歯車デバイスからなるシステムが使用される場合、歯車デバイスの少なくとも１つの対について、歯車デバイスの出力運動ベクトル間の角度の変化は、歯車デバイスの動作中に好ましくは５度未満である。
【００８４】
複数の歯車デバイスからなるシステムが使用される場合、歯車デバイスのすべての対について、歯車デバイスの動作中に歯車デバイスの質量中心の間の距離をできる限り小さく保つことで、出力動力が増大し、効率が高まる。
【００８５】
本発明は、道路車両、航空機、または水上車両などの、歯車デバイスまたは上で定義されているような歯車デバイスアセンブリの出力原動力を動力とする車両に拡大適用される。
【００８６】
本発明は、歯車デバイスまたは上で定義されているような歯車デバイスのアセンブリの出力原動力を動力とする発電機にさらに拡大適用される。
【００８７】
方途１から４の好ましい一実施形態は、第２の回転可能支持材の回転軸である第２の軸と、第１の回転可能支持材内に回転可能なように配置されている本体部の回転軸である第１の軸であって第１の軸は回転可能であり第１の軸と第２の軸との間の傾斜角度を形成する第１の軸と、当該第２の軸に垂直な傾斜軸であって傾斜角度の増大の方向に傾斜軸の周りで第１の軸にトルクが印加される傾斜軸と、傾斜角度の減少の方向に傾斜軸の周りの回転を制限するための制限手段とを備える歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスによって構成され、これにより、本体部は、結果として傾斜角度が減少するように臨界角速度より大きな角速度で回転され、これにより、第２の支持材及び／又は当該傾斜軸と強固に接続されている当該第２の軸は、少なくとも１つの出力軸である。
【００８８】
本体部の慣性によって、第３の軸の周りでトルクが印加されてから第３の軸の周りでトルクを印加して歯車デバイスの少なくとも１つの出力軸の周りの第１の軸の回転の望ましい速度が生じるときまでの間に遅延があるので、いくつかの状況において、歯車デバイスの第２の軸の周りで追加の外部トルクを本体部に与え、歯車デバイスの少なくとも１つの出力軸の周りで第１の軸のこの回転を開始または加速することによってこの遅延時間を短縮すると都合がよい。
【００８９】
したがって、この方法が、第２の軸の周りで本体部に追加の外部トルクを印加して初期加速を与えることをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。
【００９０】
歯車デバイスの少なくとも１つの出力軸の周りで本体部に追加の外部トルクを印加することで、歯車デバイスの少なくとも１つの出力軸の周りで本体部に初期加速が与えられる。これは、例えば、手動で、または追加のモーターを使って、歯車デバイスの出力シャフトを物理的に回転させることによって達成されうる。
【００９１】
この方法が、本体部の臨界角速度よりも大きい前記臨界角速度で本体部を第１の軸の周りに回転させるために原動力源を制御することをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。
【００９２】
この方法が、１０度より大きく、８０度より小さい傾斜角度を選択することをさらに含み、この傾斜角度が当該選択された傾斜角度を表す場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。
【００９３】
この方法が、第３の軸の周りで本体部に印加されるトルクの大きさを制御することをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。
【００９４】
この方法が、第２の軸に関する第１の軸の傾斜角度が１０度より大きく、８０度より小さい角度であるように第３の軸の周りの本体部の回転を制限することをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。
【００９５】
この方法が、傾斜角度を調節することをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。この方法が、傾斜角度を調節することによって少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力角速度を生成することをさらに含むことが可能である。したがって、少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りの望ましい出力速度を選択した後、つまり、第２の軸の周り、または第３の軸の周りの望ましい出力速度を選択した後、選択された出力速度に応じて傾斜角度が調節される。この方法が、傾斜角度を調節することによって少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力トルクを生成することをさらに含むことも可能である。したがって、少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りの望ましい出力トルクを選択した後、つまり、第２の軸の周り、または第３の軸の周りの望ましい出力トルクを選択した後、選択された出力トルクに応じて傾斜角度が調節される。
【００９６】
この方法が、第１の軸の周りの本体部の速度を調節することをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。この方法が、第１の軸の周りの本体部の角速度を調節することによって少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力角速度を生成することをさらに含むことが可能である。したがって、少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りの望ましい出力速度を選択した後、つまり、第２の軸の周り、または第３の軸の周りの望ましい出力速度を選択した後、選択された出力速度に応じて第１の軸の周りの本体部の速度が調節される。この方法が、第１の軸の周りの本体部の角速度を調節することによって少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力トルクを生成することをさらに含むことも可能である。したがって、少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りの望ましい出力トルクを選択した後、つまり、第２の軸の周り、または第３の軸の周りの望ましい出力トルクを選択した後、選択された出力トルクに応じて第１の軸の周りの本体部の速度が調節される。
【００９７】
この方法が、第３の軸の周りで本体部に印加されるトルクを調節することをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。この方法が、第３の軸の周りの本体部に印加されるトルクを調節することによって少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力角速度を生成することをさらに含むことが可能である。したがって、少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りの望ましい出力速度を選択した後、つまり、第２の軸の周り、または第３の軸の周りの望ましい出力速度を選択した後、選択された出力速度に応じて第３の軸の周りで本体部に印加されるトルクが調節される。この方法が、第３の軸の周りで本体部に印加されるトルクを調節することによって少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りに望ましい出力トルクを生成することをさらに含むことも可能である。したがって、少なくとも１つの出力軸のうちの１つの軸の周りの望ましい出力トルクを選択した後、つまり、第２の軸の周り、または第３の軸の周りの望ましい出力トルクを選択した後、選択された出力トルクに応じて第３の軸の周りで本体部に印加されるトルクが調節される。
【００９８】
第３の軸の周りの本体部の回転を制限することが、傾斜角度の減少の方向で第３の軸の周りの本体部の回転を妨げることをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。
【００９９】
この方法が、供給される回転動力に一部を使用してレジーム状態で第１の軸の周りの本体部の回転を実行することをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。この場合、そのようにして使用される動力は、好ましくは、第１の軸の周りの本体部の回転により発生する摩擦で生じるエネルギー損失を克服するのに十分な大きさである。
【０１００】
フレームの剛性を高めると、出力動力が増大し、効率が高まる。フレーム平面は、フレーム上の直線上にない３点を通る平面として定義される。可能なすべてのフレーム平面対について、歯車デバイスの動作中の第１の平面の法線ベクトルと第２の平面の法線ベクトルとの間の角度の変化をできる限り小さく保つことで、出力動力が増大し、効率が高まるが、このときにこの角度のみをパラメータと考える。したがって、この方法が、第１のフレーム平面の法線ベクトルと第２のフレーム平面の法線ベクトルとの間の角度の変化を５度未満に保つことをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。
【０１０１】
歯車デバイスの動作中にフレームに関して出力シャフトの振動を低減することで、出力動力が増大し、効率が高まる。可能なすべてのフレーム平面について、歯車デバイスの動作中に出力運動ベクトルとフレーム平面の法線ベクトルとの間の角度の変化をできる限り小さく保つことで、出力動力が増大し、効率が高まる。可能なすべてのフレーム平面について、出力運動ベクトルとフレーム平面の法線ベクトルとの間の角度が歯車デバイスの動作中に変化しない場合、この角度のみをパラメータと考えると、効率は最大である。したがって、この方法が、少なくとも１つの出力軸の周りの出力角速度のベクトルとフレーム平面の法線ベクトルとの間の角度の変化を５度未満に保つことをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。
【０１０２】
この方法が、第１の軸の周りの本体部の角運動の角速度ベクトルと本体部平面の法線ベクトルとの間の角度の変化を５度未満に保つことをさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。
【０１０３】
本発明により回転を与える方法では、第２の軸の周りの「臨界出力速度」と称される角速度を考えることが重要である。第２の軸の周りの臨界出力速度が重要であることは、負荷が第２の軸にそった出力シャフトに接続されている場合に理解される。第２の軸にそった出力シャフトに接続されている負荷の抵抗のせいで、第２の軸の周りの出力運動の速度が第２の軸の周りの臨界出力速度より減少する場合、反作用トルクが停止し、モーターの効率が低下する。第２の軸の周りの臨界出力速度を、自動車エンジンのアイドル速度と比較することができる。
【０１０４】
第２の軸の周りの「臨界出力速度」は、以下のように決定することができる。
１．反作用運動が存在するように本体部を臨界角速度より大きな角速度で第１の軸の周りに回転させる。
２．反作用運動が停止するまで第２の軸の周りの本体部の回転に制動を掛け続ける。反作用運動が停止する地点の第２の軸の周りの速度は、第２の軸の周りの臨界出力速度と称される。
【０１０５】
第２の軸の周りの臨界出力速度は、スピン速度、つまり、第１の軸の周りの本体部の角速度、印加トルクの大きさ、および傾斜角度とともに変化する。他の影響パラメータとしては、システムの構造および環境条件が挙げられる。
【０１０６】
伝達効率は、歯車デバイスの動作中の第１の軸に関する曲げにも依存する。本体部平面は、本体部上の直線上にない３点を通る平面として定義される。可能なすべての本体部平面について、動作中にスピンベクトルと本体部平面の法線ベクトルとの間の角度の変化をできる限り小さく保つことで、出力動力が増大し、効率が高まる。可能なすべての本体部平面について、スピンベクトルと本体部平面の法線ベクトルとの間の角度が歯車デバイスの動作中に変化しない場合、この角度のみをパラメータと考えると、効率は最大である。
【０１０７】
この方法が、一定のまたは減少する傾斜角度に達するように第２の軸の周りで本体部に印加されるトルクを調節する工程をさらに含む場合に、方途５から１２の好ましい一実施形態が構成される。言い換えると、例えば、第２の軸にそって出力シャフトに印加される負荷を使って第２の軸の周りで印加されるトルクの大きさは、一定のまたは減少する傾斜角度に達するように、つまり、反作用トルクの大きさが第３の軸の周りで本体部に印加されるトルクの大きさ以上となるように選択される。
【０１０８】
歯車デバイスの摩擦抵抗を減らすことで、効率が高まる。例えば、磁気軸受を使用すること、及び／又は軸受を潤滑するためのオイルもしくはグリースなどの潤滑手段を使用すること、及び／又は歯車デバイスを真空容器内に配置して、摩擦抵抗を低減させる。
【０１０９】
歯車デバイスによって供給される動力は、出力トルクと出力運動速度の積、または反作用トルクと反作用速度の積であるため、この動力を最大化するために、第１の軸の周りのスピン速度、第３の軸の周りの印加トルクの大きさ、および出力トルクと出力運動速度の積または反作用トルクと反作用速度の積が最大化される傾斜角度を選択する必要があるということが言える。
【０１１０】
歯車デバイスが、スピン速度を調節するための手段と印加トルクを調節するための手段と傾斜角度を調節するための手段とをさらに備える場合に、方途１から４の好ましい一実施形態が構成される。この場合、歯車デバイスの望ましい出力運動速度及び／又は望ましい出力トルクを選択し、それに応じてスピン速度、印加トルク、および傾斜角度を調節するための手段も構成されうる。また、歯車デバイスの望ましい反作用速度及び／又は望ましい反作用トルクを選択し、それに応じてスピン速度、印加トルク、および傾斜角度を調節するための手段も構成されうる。
【０１１１】
本体部が、別の回転モーターと結合され、別の回転モーターから切り離されるようにできる場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１１２】
試験デバイスが、本体部と別の回転モーターとの間の結合を行う、差し込み式結合として形成される結合手段を備える場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１１３】
本体部が、別の回転モーターによって一時的に、好ましくは最初に駆動される場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１１４】
試験デバイスが、スピン軸の周りの本体部の角速度、スピン軸の周りの本体部の回転の方向、出力シャフトの角速度、出力シャフトの回転の方向、傾斜軸の周りの角速度、および傾斜軸の周りの回転の方向のパラメータ、当該パラメータのうちの１つまたは複数のパラメータの時間経過のパラメータのうちの１つまたは複数のパラメータを測定するための１つまたは複数の測定手段を備える場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１１５】
本体部が、本体部のパラメータである、質量、幾何学的形状、弾性率、慣性モーメント、密度分布のうちの１つまたは複数のパラメータの変化に対して交換できる場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１１６】
スピン軸にそった本体部の位置が可変である場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１１７】
レバーアームの形成に関する本体部の位置が可変である場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１１８】
試験デバイスが、最終傾斜角度での傾斜軸の周りのスピン軸の運動を制限するための制限手段を備える場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１１９】
試験デバイスが、最終傾斜角度で本体部の支持手段によって加えられる力を測定するための力測定手段を備える場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１２０】
制限手段が、本体部の出力シャフトまたは支持手段上に配置され、本体部の出力シャフトおよび／または支持手段と連携動作する、ストッパーを備える場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１２１】
試験デバイスが、傾斜軸の周りでトルクを印加する、印加トルクが本体部の質量と無関係である、手段を備える場合に、方途１３の好ましい一実施形態が構成される。
【０１２２】
方途１３および１４による「クレードル」という用語は、ジンバルなどの本体部を支持するための任意の種類の支持デバイスを表すことを意図されている。
【０１２３】
この方法が、傾斜軸の周りのスピン軸の回転が観察されない場合にスピン軸の周りの本体部の角速度を決定することをさらに含み、決定された角速度が臨界角速度である場合に、方途１４の好ましい一実施形態が構成される。
【０１２４】
この方法が、パラメータであるレバーアーム、スピン軸の初期傾斜角度のうちの１つまたは複数の異なる値について本体部の臨界角速度を決定することをさらに含む場合に、方途１４の好ましい一実施形態が構成される。
【０１２５】
この方法が、さまざまなパラメータに応じて、特に初期または最終傾斜角度に応じてスピン軸の周りの本体部の角速度と出力シャフトの角速度との比を決定することをさらに含む場合に、方途１４の好ましい一実施形態が構成される。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
本発明のこれらの特徴および利点ならびに他の特徴および利点は、付属の図面と併せて本発明の好ましい例示的な実施形態の詳細な説明を読むとよく理解されるであろう。
【図１】本発明の好ましい一実施形態による歯車デバイスを示す略図である。
【図２】図１の歯車デバイスのコンポーネントの回転軸の相対配向を示す図である。
【図３】図１の歯車デバイスの出力原動力を供給するようにトルクが印加される方向を示す図である。
【図４】トルクを印加する他の方法のスキームを示す図である。
【図５】試験装置の一実施形態を示す図である。
【図６】試験装置の他の実施形態を示す図である。
【図７】図６の詳細と同様の、制限手段の一実施形態を示す図である。
【図８】制限手段の他の実施形態を示す図である。
【図９】制限手段の第３の実施形態を示す図である。
【図１０】歯車デバイスの配列の一実施形態を示す図である。
【図１１】力場のスキームを示す図である。
【図１２】ベクトルのスキームを示す図である。
【図１３】本体部の接続アーム長のスキームを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１２７】
図１を参照すると、歯車デバイス１は、第１の軸４の周りで一緒に回転するように回転シャフト３と同じ軸上に取り付けられている中空でない円筒状ホイールの形の本体部２を備える。回転シャフト３は、内側軸受６を使って内側クレードル５内に取り付けられる。内側クレードル５は、外側軸受８を使って傾斜軸１６の周りの内側クレードル５の回転を制限するように外側クレードル７内に取り付けられ、次いで、第２のクレードル７は、歯車デバイス１の出力軸を構成する第２の軸１１の周りでフレーム９に対し相対的に回転できるようにフレーム軸受１０を介してフレーム９内に取り付けられる。第２の軸１１に加えて、または代替として、傾斜軸１６は、歯車デバイス１の出力軸を構成する。
【０１２８】
ホイール２の回転シャフト３は、電気モーター１２または他の入力原動力源を使って第１の軸４の周りに回転させられる。電気モーター１２は電池から電力の供給を受けることができる。回転シャフト３は、歯車デバイス１の第２の軸１１に関して傾斜角度θで取り付けられ、傾斜角度θは、０度より大きく９０度より小さい。
【０１２９】
これは、図２を見るとはっきりとわかる。ホイール２の回転軸は、第１の軸４にそっている。ホイール２は、第１の軸４と第２の軸１１とがホイール２の質量中心ＣＭで交差するように取り付けられる。第２の軸１１と傾斜軸１６とによって張られる平面１３は、空間内のホイール２の配置をより明確に示すように図２に示されており、また３次元直交座標系の方向にそった３つのベクトルは、純粋に軸４、１１、１６の相対配向を示すために示されている。
【０１３０】
図１に示されている歯車デバイス１において、油圧ラム１５は、第１の軸４と第２の軸１１の両方に垂直な、傾斜軸１６として定義されている、第３の軸１６の周りで回転シャフト３に−したがって、ホイール２にも−トルクを印加するために使用される。ラム１５によって印加されるトルクは、傾斜角度θの増大の方向に向けられる。
【０１３１】
印加トルクは、歯車デバイス１の第２の軸１１の周りの第１の軸４の回転を引き起こす。
【０１３２】
油圧ラム１５は、それに加えて、第１の軸４が印加トルクの方向と反対の方向で傾斜軸１６の周りに回転するのを妨げる働きをする、つまり、傾斜角度θは減少する。
【０１３３】
歯車デバイス１の動作時に、ホイール２は、最初に、所定の臨界回転速度ωｃを超えるまで第１の軸４の周りに回転させられる。次いで、油圧ラム１５が作動し、傾斜軸１６の周りで、傾斜角度θの増大の方向に、内側軸受６および回転シャフト３を介して間接的にホイール２にトルクを印加する。これにより、出力軸１１の周りの第１の軸４の回転が生じる。しかし、第１の軸４の周りで臨界回転速度ωｃを超えるホイール２の回転が生じるので、さらに傾斜軸１６の周りの、ただし、反対の方向、つまり、傾斜角度θの減少の方向の成分を有する反作用トルクが発生する。この反作用トルクは、第１の軸４を傾斜角度θの減少する方向で傾斜軸１６の周りに回転させる。しかし、この移動は、その後、回転シャフト３の回転を停止させる接合部として働く油圧ラム１５によって妨げられる。その結果、ホイール２の回転速度ωｓｐｉｎ、回転シャフト３の回転速度、第１のクレードル５の回転速度、および出力軸である、第２の軸１１の周りの第２のクレードル７の回転速度ωｏｕｔは、増大する。この段階において、歯車デバイス１の出力軸に負荷を加えることができる。
【０１３４】
油圧ラム１５の動作は、油圧ラム１５に取り付けられているセンサー（図示されず）から位置信号を供給される制御ユニット１７によって制御される。位置信号に対する応答として制御ユニット１７によって生成される制御信号は、油圧ラム１５内の油圧に影響を及ぼし、内側クレードル５を外側クレードル７に相対的に望ましい傾斜角度θまで回転させる。
【０１３５】
制御ユニット１７は、ホイール２の回転速度、傾斜角度θ、および印加トルクの大きさを制御するための制御信号を供給する。上に示されているように、傾斜角度θは、油圧ラム１５によって制御される。これらのパラメータを制御することによって、歯車デバイス１の出力回転速度ωｏｕｔを制御することが可能である。
【０１３６】
第２の軸１１で与えられた出力原動力の一部を電気モーター１２に戻すために、ベルト１８、オルタネータ１９、電気ハーネス２０、および制御ユニット１７の形態のフィードバック機構が使用されうる。
【０１３７】
トルクが印加される際に中心となる傾斜軸１６の配向およびトルクの方向は図３に示されており、この図を見ると、ホイール２は、第２の（＝出力）軸１１に関して傾斜角度θをなす第１の軸４の周りに回転することがわかる。油圧ラム１５によって印加されるトルクは、矢印２１によって示される方向に印加され、反作用トルクは、矢印２２によって示される方向に生じる。
【０１３８】
好ましい実施形態では、第１の軸４と第２の軸１１とがホイール２の質量中心ＣＭで交差するけれども、第１の軸４と第２の軸１１が交差しない代替配列構成も企図され、その場合、第１の軸４または第２の軸１１のいずれかがホイール２の質量中心ＣＭを通過するか、または第１の軸４および第２の軸１１のいずれもホイール２の質量中心ＣＭを通過しない。
【０１３９】
好ましい実施形態の歯車デバイス１は、その出力軸１１とともに水平方向に例示されているけれども、歯車デバイス１は、その出力軸１１とともに任意の望ましい配向で機能することは理解されるであろう。
【０１４０】
図１から図３と組み合わせて先行する説明において説明されているように歯車デバイスの設計および動作に対するパラメータをそれぞれ決定し、推定するために、試験デバイスが製作されている。この試験デバイスおよびその動作機能の設計は、図４の概略図面において説明されている。
【０１４１】
このスキームの本質的特徴は、トルクが、質量ｍを有する、偏心的に取り付けられている本体部２、例えば、中空でない円筒状ホイールを使って傾斜軸１６に印加されること、および図１に示されているようなラム１５などの、トルクを印加するための外部デバイスを必要としないことである。図４に示されているスキームは、トルクを印加するための外部デバイスが不要であるため、図３に示されている歯車デバイスのスキームと比較して修正と簡素化となっている。図４に示されているスキームの他の重要な特徴は、傾斜軸１６の周りのスピン軸４の回転を制限するための制限手段である。
【０１４２】
試験デバイスは、異なる実施形態で設計されうる。以下で詳細に説明される試験デバイスの２つの異なる実施形態が図５および図６に示されている。
【０１４３】
試験デバイスの目的は、他のパラメータを測定しながらパラメータの変化の可能性をもたらすことである。この目的のために、試験デバイスの具体的実施形態は、特別なデバイス、例えば、異なる回転体の使用を可能にする結合デバイス、レバーアームの調節を行うための調節デバイス、調節可能制限手段、および多様な回転軸の回転速度および回転方向などのパラメータの測定を行うためのさまざまな測定ユニットを有する。
【０１４４】
図４は、傾斜軸１６の周りでトルクを印加するために本体部２の質量ｍが使用される状況を示す図式である。本体部２は、スピン軸を構成する第１の軸４の周りに回転する。スピン軸４は、出力軸を構成する垂直の第２の軸１１に関して傾斜角度θをなす。スピン軸４は、スピン軸４と垂直の出力軸１１の両方に垂直な傾斜軸１６の周りに回転することができる。さらに、スピン軸４は、出力軸１１の周りに回転することができる。したがって、本体部２は、３つの異なる軸の周りに、つまり、スピン軸４、垂直の出力軸１１、および水平の傾斜軸１６の周りに回転することができる。
【０１４５】
本体部２は、第１の軸４、出力軸１１、および傾斜軸１６が交差する交点ＩＰから離れた位置にある第１の軸４上に取り付けられる。本体部２の質量中心ＣＭは、傾斜軸１６から距離Ｌのところにあり、したがって、長さＬのレバーアームを構成する。本体部２は、重力の影響を受け、ｇを大きさの平均が９．８１ｍ／ｓ２である重力加速度とすると、
ＦＧ＝ｍｇ                        （式１）
で表される重力が本体部２の質量中心ＣＭに作用する。本体部２に印加される力ＦＧは、傾斜軸３の周りにトルクＴを加える。トルクＴの大きさは、
Ｔ＝ＦＧＬｓｉｎθ＝ｍｇＬｓｉｎθ  （式２）
である。
【０１４６】
トルクＴは、矢印２１によって示される方向に印加される。本体部２が、臨界角速度ωｃより大きい角速度ωｓｐｉｎで第１の軸４の周りに回転する場合、反作用トルクは、矢印２２によって示される方向に生じる。反作用トルクの大きさが、本体部の重量から生じるトルクＴの大きさより大きいので、反作用トルクは、傾斜角度θを減少させる。本体部２が、臨界角速度ωｃより小さい角速度ωｓｐｉｎで第１の軸４の周りに回転する場合、反作用トルクの大きさは、本体部の重量から生じるトルクＴの大きさより小さく、傾斜角度θが増大する。
【０１４７】
スピン軸４、出力軸１１、および傾斜軸１６の周りの本体部２の回転は、以下において測定値を使って文書化されている実験において測定され、記録されている。出力軸１１の周りのスピン軸４の回転は、剛体の理論において周知の歳差効果に関係すると仮定される。
【０１４８】
図５の試験装置
図５は、図４に示されているスキームに従って動作する試験装置の一実施形態を示している。
【０１４９】
図１に示されている歯車デバイスの実施形態と比較した図５の試験装置の本質的違いは、図５に示されている試験装置の本体部２は偏心的に取り付けられ長さＬのレバーアームを構成するという点である。ここで使用する「偏心」という用語は、本体部２の質量中心ＣＭが、図１から図３に示されている本体部の場合のように交点ＩＰに位置していないことを意味する。したがって、本体部２は、重力の影響を受ける、つまり、質量ｍを有する本体部２は傾斜軸１６の周りでトルクを印加する。
【０１５０】
試験装置は、一緒に回転するように回転シャフト３と同一の軸上に取り付けられている本体部２、例えば、中空でない円筒ホイールを備える。回転シャフト３の長手方向軸が、スピン軸４にそって配置される。回転シャフト３は、内側軸受６を使って内側ジンバル５内に回転可能なように取り付けられる。内側ジンバル５は、外側軸受８を使って傾斜軸１６の周りで回転するように外側ジンバル７内に取り付けられる。第２のジンバル７は、長手方向軸が垂直の出力軸１１にそって配置される出力シャフト１１０上に取り付けられる。
【０１５１】
垂直の出力シャフト１１０は、出力シャフト１１０がその長手方向軸の周りに回転可能なように軸受４０によって支持される。軸受４０は、垂直の出力軸１１にそって出力シャフト１１０を保持するために、支持材４１、例えば、三脚に取り付けられる。支持材は、例えば、ネジを使って、地面に取り付けられる。
【０１５２】
スピン軸４は、出力軸１１に関して傾斜角度θをなす。本体部２は、スピン軸４、出力軸１１、および傾斜軸１６の交点ＩＰから離れた位置にある第１の軸４上に取り付けられる。本体部２の質量中心ＣＭは、傾斜軸３から距離Ｌのところにある。本体部２は、重力の影響を受け、ｍを本体部２の質量とし、ｇを大きさの平均が９．８１ｍ／ｓ２である重力加速度とすると、ＦＧ＝ｍｇで表される重力が本体部２の質量中心ＣＭに作用する。本体部２に印加される力ＦＧは、傾斜軸１６の周りにトルクＴを加える。トルクＴの大きさは、Ｔ＝ＦＧＬｓｉｎθ＝ｍｇＬｓｉｎθとなる。
【０１５３】
回転シャフト３は、外部原動力源に容易に結合できるように結合手段３３を備える。スピン軸４の周りで本体部２を角速度ωｓｐｉｎでスピンさせるために、外部原動力源、例えば、ブレースまたはドリルが使用される。しかし、他の原動力源を使って、例えば、本体部２または回転シャフト３上に固定配置された電気モーターによって、本体部２の角速度ωｓｐｉｎを与えることも可能である。
【０１５４】
試験装置は、傾斜角度θの許容可能範囲を制限するための制限手段２１０をさらに備える。制限手段２１０（図５には詳細に示されていない）は、外側軸受８内に組み込むことができる。制限手段２１０は、回転シャフト３の枢動移動を最小傾斜角度θｍｉｎから最大傾斜角度θｍａｘまでの枢軸範囲に制限する。
【０１５５】
本体部２は、角速度ωｓｐｉｎで回転させられる。傾斜軸１６の周りで本体部２によって加えられるトルクと組み合わせた本体部２の角速度は、出力シャフト１１０の回転を引き起こす。
【０１５６】
本体部２については、傾斜角度θに依存する臨界角速度ωｃが存在する。本体部２の臨界角速度ωｃを決定することが目的である。０°から９０°までの範囲の傾斜角度θについて、臨界角速度ωｃは、以下のように決定されうる。本体部２が、スピン軸４の周りの角速度ωｓｐｉｎで回転すると仮定しよう。角速度ωｓｐｉｎの結果、傾斜角度θの増大の方向に、つまり、図５において、下方に、傾斜軸１６の周りの回転シャフト３の回転が生じる場合、本体部２の角速度ωｓｐｉｎは、臨界角速度ωｃより低い。角速度ωｓｐｉｎの結果、傾斜角度θの減少の方向に、つまり、図５において、上方に、傾斜軸１６の周りの回転シャフト３の回転が生じる場合、本体部２の角速度ωｓｐｉｎは、臨界角速度ωｃより大きい。角速度ωｓｐｉｎの結果、傾斜軸１６の周りの回転シャフト３の回転が生じない場合、本体部２の角速度ωｓｐｉｎは、臨界角速度ωｃに等しい。
【０１５７】
臨界角速度ωｃの決定は、以下のプログラムにまとめることができる。
工程１：スピン軸４の周りの本体部２の角速度の値ωｓｐｉｎを選択する。
工程２：角速度ωｓｐｉｎの結果、傾斜角度θの増大する方向で傾斜軸１６の周りに回転を生じる場合には、工程３に進む。
角速度ωｓｐｉｎの結果、傾斜角度θの減少する方向で傾斜軸１６の周りに回転を生じる場合には、工程４に進む。
角速度ωｓｐｉｎの結果、傾斜軸１６の周りに回転が生じない場合、本体部２の臨界角速度ωｃは、臨界ωｃ＝ωｓｐｉｎであると決定される。
工程３：ωｓｐｉｎの値を大きくして、工程２に進む。
工程４：ωｓｐｉｎの値を小さくして、工程２に進む。
【０１５８】
臨界角速度ωｃは、本体部２の幾何学的形状および質量、本体部の材料の密度分布、スピン軸４と出力軸１１との間の傾斜角度θ、距離Ｌ、つまり、トルクの大きさ、および周囲温度および湿度などのいくつかの環境条件に依存する。
【０１５９】
図５の試験装置の利点は、本体部２が２つの異なる方途のいずれかで容易に位置決めされうることである。第１の方途では、本体部２は、本体部２の質量中心ＣＭが交点ＩＰから距離Ｌのところに来るように、図５に示されているように回転シャフト３上に偏心的に取り付けることができる。この状況では、本体部２の質量ｍは、傾斜軸１６の周りで大きさＴ＝ｍｇＬｓｉｎθのトルクＴを印加する。代替の方途では、本体部２は、本体部２の質量中心ＣＭが極端な場合のＬ＝０に対応する交点ＩＰのところにあるように、回転シャフト３上に取り付けることができる。この状況では、本体部２の質量ｍは、傾斜軸１６の周りではトルクを印加しない。この代替事例では、傾斜軸１６の周りでトルクを印加するために、外部トルク印加手段、例えば、傾斜角度の範囲全体にわたって一定のトルクを印加するラムを備える必要がある。
【０１６０】
図６の試験装置
図６は、図４に示されているスキームに従って動作する試験装置の他の実施形態を示している。
【０１６１】
図６の試験装置は、ジンバル５および７を除き、図５の試験装置と類似している。図６の試験装置は、ジンバル５および７の代わりに、出力シャフト１１０および枢軸アーム３０を備える。枢軸アーム３０は、枢軸アーム３０が傾斜軸１６の周りで回転可能なように枢軸３１を使って出力シャフト１１０上に枢着される。枢軸アーム３０は、枢軸３１を超えて下方に細長く、これにより、枢軸アーム３０を制限手段２１０と連携させることができる。枢軸アーム３０の質量に関しては、枢軸アーム３０の質量中心は、枢軸アーム３０だけにトルクが加えられないように枢軸３１に関して位置決めされる。
【０１６２】
枢軸アーム３０は、本体部２が枢軸アーム３０の長手方向軸を構成するスピン軸４の周りに回転可能であるようにする軸受３２を備える。軸受３２の位置は、レバーアームの長さＬを調節するために枢軸アームにそって変えることができる。
【０１６３】
試験装置は、傾斜角度θの許容可能範囲を制限するための制限手段２１０をさらに備える。制限手段２１０は、出力シャフト１１０または枢軸アーム３０に確実に接続することができる。制限手段２１０は、枢軸アーム３の枢動移動を最小傾斜角度θｍｉｎから最大傾斜角度θｍａｘまでの枢軸範囲に制限する。図７は、制限手段２１０の詳細を示している。
【０１６４】
好ましくは、図５および図６の試験装置の要素、特に本体部２は、好ましくは７０ＧＰを超える、高い弾性率を有する材料、例えば、鋼鉄またはアルミニウムなどの剛体材料から作られる。
【０１６５】
制限手段
図７は、傾斜角度θの範囲を制限するための制限手段２１０の第１の実施形態を示している。制限手段２１０は、枢軸３１の下の出力シャフト１１０上に固定配置されている一対の平行金属板２２１を備える。金属板２２１は相隔てて並び、枢軸アーム３０が傾斜軸１６の周りで自由に上下できる垂直の廊下を形成する。金属板２２１はそれぞれ、多数の穴２１３を備える。これら２つの金属板２２１のこれらの多数の穴は、互いに関して整列され、これにより金属ボルト２１４、２１５が２つの整列された穴２１３を通って水平方向にスライドすることができる。下側金属ボルト２１４は、下側位置に挿入され、これにより、最小傾斜角度θｍｉｎで枢軸アーム３０用のストッパーを形成する。上側金属ボルト２１５は、上側位置に挿入され、これにより、最大傾斜角度θｍａｘで枢軸アーム３０用のストッパーを形成する。
【０１６６】
図８は、傾斜角度θの範囲を制限するための制限手段２１０の代替実施形態を示している。図８の制限手段２１０の機能は、制限手段２１０の位置を除いて、図７の制限手段２１０の機能に類似している。図７の一対の金属板２２１とは反対に、図８の一対の金属板は、枢軸３１の上に被さる位置に置かれる。下側金属ボルト２１４は、下側位置に挿入され、これにより、最大傾斜角度θｍａｘで枢軸アーム３０用のストッパーを形成する。上側金属ボルト２１５は、上側位置に挿入され、これにより、最小傾斜角度θｍｉｎで枢軸アーム３０用のストッパーを形成する。
【０１６７】
図９は、制限手段２１０のさらに他の実施形態を示す図である。制限手段２１０は、金属板５０の外周の近くに湾曲した穴５１を有する円形金属板５０、金属板５０から突き出て、穴５１にそって移動可能である第１のストッパー５２および第２のストッパー５３、ならびに第１のストッパー５２と第２のストッパー５３との間で移動可能なボルト５４を備える。金属板５０は、傾斜軸１６が金属板５０の中心を通り、金属板５０の平面に対し垂直になるように、図１に示されている歯車デバイス１の外側クレードル７に固定接続されている。傾斜軸１６にそった枢軸３１は、金属板の中心を通り、金属板５０から突き出る。ボルト５４の一端は、ボルト５４が傾斜軸１６から９０度で延在するように突出枢軸３１に固定接続される。ボルト５４の長さは、傾斜軸１６の周りのボルト５４の枢動運動が、第１のストッパー５２および第２のストッパー５３によって制限されるように選択される。
【０１６８】
第１のストッパー５２および第２のストッパー５３の位置は、歯車デバイス１の動作中であっても、個別に変更することができる。第１のストッパー５２または第２のストッパー５３の位置の変更は、例えば、歯車機構を使って実行することができる。第１のストッパー５２および第２のストッパー５３の各位置は、ボルト５４が傾斜軸１６の周りで枢動することを許される最大角度範囲αを画定する。この方途により、歯車デバイス１の動作中であっても、第１の軸４と第２の軸１１との間の傾斜角度θの許容可能範囲を画定し、変更することができる。
【０１６９】
配列
図１０は、４つの歯車デバイスの好ましい２×２配列を示している。この２×２配列は、図１に示されている歯車デバイス１のタイプの４つの歯車デバイスを含むが、この場合、これら４つの歯車デバイスのフレーム９は、単一の配列フレーム９０に組み立てられている。４つの歯車デバイスの第２の軸１１にそった出力シャフト１１０は、配列フレーム９０の前側から突き出る。出力シャフト１１０のそれぞれの出力原動力は、４つの歯車デバイスの各出力原動力を一緒にして１つの結合的な出力シャフト３６にするための４つの角歯車２９によって回される。４つの歯車デバイスはそれぞれ、出力原動力を歯車デバイス内にフィードバックするためのベルト１８およびオルタネータ１９を備えるフィードバック手段を具備する。
【０１７０】
力場
図１１は、太さｄｘの円筒状本体部２に作用する力場２０１のスキームを示している。図１１は、本体部２の平面２００が本体部２の回転軸に関して垂直に配置されていることを示している。図１１の平面は、３次元直交座標系の方向にそった３つのベクトルｘ、ｙ、ｚを示しており、これは、平面２００および力場２０１の配向を例示している。第３の軸１６の周りで本体部２にトルクが印加される。
【０１７１】
第３の軸１６は、直交座標系のｘ方向にそって配置され、本体部平面２００の点ＡおよびＢを通過する。トルクベクトルは、直交座標系のｘ方向を指す。トルクによって引き起こされる回転方向２１は、右手の法則を用いて決定される、つまり、右手を使用して、トルクベクトルの方向に親指を立てる。曲げた人差し指は、回転の方向を示す。
【０１７２】
力場２０１は、力ベクトルからなる。力場２０１の４つの力ベクトル１００から１０３が、図１１に例示的に示されている。太さｄｘの円筒状本体部２では、図１１に示されている、力場の形状は、無理やり曲げられる棒の円形断面に生じる力場と同じである。力ベクトル１００および１０１は、最大値を有する力場２０１の力ベクトルである。これらは、正のｚ方向および負のｚ方向をそれぞれ指している。力ベクトル１０２および１０３は、本体部平面２０１上のその位置に応じてより小さい値を有する力場２０１の力ベクトルである。これらは、正のｚ方向および負のｚ方向をそれぞれ指している。
【０１７３】
ベクトル
図１２は、本発明の一実施形態による歯車デバイス内に生じる回転運動に付随するベクトルの配向を示している。図１２は、歯車デバイスの円筒状ホイール２を示している。ホイール２の質量中心は、第１の軸４と第２の軸１１と第３の軸１６とが交差する交点ＩＰに配置される。この平面は、純粋に、軸４、１１、１６およびホイール２の相対配向をわかりやすくするために示されている。
【０１７４】
ホイール２は回転され、これにより、ホイール２の回転軸は第１の軸４にそっている。第１の軸４の周りのホイール２の角運動の角速度ベクトルは、スピンベクトルＶ１と称される。
【０１７５】
第１の軸４と第２の軸１１との間の傾斜角度の増大の方向に第３の軸１６（＝傾斜軸）の周りでトルクがホイール２に印加される。第３の軸１６の周りで印加されるトルクのトルクベクトルは、第１の軸の周りの印加トルクベクトルＶ３と称される。
【０１７６】
第３の軸１６の周りにトルクが印加されると、第１の軸４が第２の軸１１の周りで歳差運動する。第２の軸１１の周りの第１の軸４の角運動の角速度ベクトルは、出力運動ベクトルＶ２と称される。
【０１７７】
接続アーム長
図１３は、接続アーム長の定義を例示するためのスキームを示している。図１３は、本発明による歯車デバイスの第１の軸４および第２の軸１１を示している。軸４、１１は両方とも、図１３の図面の平面内に置かれる。第１の軸４は、第１の軸４が枢軸３４の中心の周りで図１３の図面の平面内で回転可能なように枢軸を使って第２の軸１１上に枢着される。第１の軸４は、傾斜角度θで第２の軸１１に関して配向される。第１の軸４は、本体部２のスピン軸（＝回転軸）を構成する。
【０１７８】
図１３は、スピン軸４が本体部２の質量中心ＣＭを通り、本体部２の慣性モーメントが最大化されるようにスピン軸４の周りで回転するように歯車デバイス上に取り付けられている本体部２の輪郭を示している。
【０１７９】
図１３は、中心平面２５０（＝本体部２の質量中心ＣＭを通り、第１の軸４に直交する平面）に関して対称的でない場合を示している。この場合、２つの可能な取り付け配向のうち、好ましくは枢軸３４の中心を通る、本体部２の質量中心ＣＭと第３の軸１６との間の距離が小さい方の配向が使用される。
【０１８０】
本体部２と交差し、スピン軸４に直交する平面は無限に多くある。これらの平面のうち、枢軸３４の中心までの最小距離を有する平面が、接続平面ＰＣと定義される。接続平面ＰＣに従って、接続アーム長ＬＣは、接続平面ＰＣとスピン軸４との交点から枢軸３４の中心までの距離として定義される。接続アーム長ＬＣは、本体部２の質量中心ＣＭから第３の軸１６までの距離として定義され、レバーアームの長さとは異なる。
【０１８１】
実験
以下の４つの実験１から４は、図６に示されている試験装置を使用して実施された。これらの実験では、以下の表１において定義されている９つの異なる本体部が使用された。
【０１８２】
【表１】
2011517753.tif 000003
【０１８３】
使用された鋼鉄は、７８５０ｋｇ／ｍ３の密度を有し、使用されたアルミニウムは、２７００ｋｇ／ｍ３の密度を有している。
【０１８４】
実験１
この実験では、２つの異なる傾斜角度についてこれらの本体部の臨界角速度ωｃを測定することによって、表１に指定されているように４つの本体部Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤを試験した。実験は、図６の試験装置で実施された。本体部の質量中心ＣＭは、交点ＩＰから約０．０７２ｍの距離Ｌのところに配置された。
【０１８５】
第１の実験試行では、傾斜角度θを４５度に設定した。測定された値は、表２ａに示されている。
【０１８６】
【表２ａ】
2011517753.tif 000004
【０１８７】
単位「ｒｐｍ」は、「毎分回転数」を意味する、つまり、６０ｒｐｍは、１Ｈｚに対応する。
【０１８８】
第２の実験試行では、傾斜角度θを２５度に設定した。測定された値は、表２ｂに示されている。
【０１８９】
【表２ｂ】
2011517753.tif 000005
【０１９０】
実験２
この実験の目的は、本体部の角速度ωｓｐｉｎが臨界角速度ωｃに比べて小さい場合に、本体部２が倒れる、つまり、本体部２の質量ｍにかかる重力によって引き起こされる印加トルクと同じ方向に傾斜軸１６の周りで回転することを証明することである。
【０１９１】
この実験は、以下の工程にまとめることができる。
１．外部原動力源を使用して、初期傾斜角度θｍｉｎに対する本体部の臨界角速度ωｃより低い初期角速度ωｓｐｉｎになるまでスピン軸４の周りで本体部２を回転させる。
２．本体部２を、初期傾斜角度θｍｉｎに配置する。
３．本体部２を、初期傾斜角度θｍｉｎで解放する。
４．初期傾斜角度θｍｉｎで始まり、最終傾斜角度θｍａｘで終わる傾斜軸１６の周りの本体部２の回転の持続時間を測定する。
５．回転中に、出力シャフト１１の最大出力角速度ωｏｕｔを測定する。
【０１９２】
これら５つの工程は、表１に指定されている３つの本体部Ａ、Ｂ、およびＣについて実施された。上述の５つの工程を使用する実験は、以下のように実行された。
【０１９３】
本体部２は、傾斜軸１６から距離Ｌ＝０．０７２ｍのところにある枢軸アーム３０に位置決めされる。制限手段２１０は、傾斜角度θを最小傾斜角度θｍｉｎ＝３０°から最大傾斜角度θｍａｘ＝８０°までの範囲に制限するように調節される。
【０１９４】
枢軸アーム３０は、最初に、θｍｉｎ＝３０°のところに位置決めされ、次いで解放される。本体部２が回転しない場合、これは、重力の影響下で倒れ、枢軸アーム３０が、傾斜角度θの増大とともに傾斜軸１６の周りで回転する。初期傾斜角度θｍｉｎ＝３０°から最終傾斜角度θｍａｘ＝８０°まで倒れる時間は、０．５秒未満である。
【０１９５】
本体部２が、本体部２の臨界角速度ωｃより小さい初期角速度ωｓｐｉｎになるまで回転し、初期傾斜角度θｍｉｎ＝３０°で解放された場合、枢軸アーム３０は、ゆっくりと増大する傾斜角度θとともに垂直の出力軸１１の周りで歳差運動をする。本体部２の歳差運動によって、出力シャフト１１０が出力角速度ωｏｕｔで回転する。枢軸アーム３０が最終傾斜角度θｍａｘ＝８０°で上側金属ボルト２１５に接触するまで、傾斜角度θの着実な増大とともに枢軸アーム３０の螺旋運動が続く。
【０１９６】
表３は、表１の本体部Ａ、Ｂ、Ｃに対するこの実験の結果をまとめたものである。
【０１９７】
【表３】
2011517753.tif 000006
【０１９８】
実験３
実験３は、本体部２の初期角速度ωｓｐｉｎが本体部２の臨界角速度ωｃより大きいという点で実験２と異なる。
【０１９９】
この実験の目的は、本体部２の角速度ωｓｐｉｎが臨界角速度ωｃに比べて大きい場合に、本体部が起き上がる、つまり、本体部２の質量ｍにかかる重力によって引き起こされる印加トルクと反対の方向に傾斜軸１６の周りで回転することを証明することである。本体部２のこの起き上がりは、「反作用運動」と呼ぶことができる。この実験は、反作用運動を停止する効果、つまり、出力シャフト１１０の出力角速度の著しい増大も明らかにする。
【０２００】
この実験は、以下の工程にまとめることができる。
１．外部原動力源を使用して、初期傾斜角度θｍａｘに対する本体部２の臨界角速度ωｃより大きい初期角速度ωｓｐｉｎになるまでスピン軸４の周りで本体部２を回転させる。
２．本体部２を、初期傾斜角度θｍａｘに配置する。
３．本体部２を、初期傾斜角度θｍａｘで解放する。
４．初期傾斜角度θｍａｘで始まり、最終傾斜角度θｍｉｎで終わる傾斜軸１６の周りの本体部２の回転の持続時間を測定する。
５．反作用運動中に、出力シャフト１１の最大出力角速度ωｏｕｔを測定する。
６．反作用運動を、制限角度θｍｉｎで停止する。本体部２の角速度ωｓｐｉｎは、本体部２が制限角度θｍｉｎで制限手段にちょうど寄りかかったときに測定される。
７．反作用運動が停止されたときに、出力シャフト１１の最大出力角速度ωｏｕｔを測定する。
８．本体部２の角速度ωｓｐｉｎが、臨界角速度ωｃより低くなると（例えば、摩擦損失のせいで）、本体部２は倒れ始める。
【０２０１】
これら８つの工程は、表１に指定されている４つの本体部Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤについて実施された。上述の８つの工程を使用する実験は、以下のように実行された。
【０２０２】
本体部２は、傾斜軸３から距離Ｌ＝０．０７２ｍのところにある枢軸アーム３０に位置決めされる。試験装置は、傾斜角度θを最小傾斜角度θｍｉｎ＝２５°から最大傾斜角度θｍａｘ＝３０°までの範囲に制限するための制限手段２１０をさらに備える。
【０２０３】
枢軸アーム３０は、初期傾斜角度θｍａｘ＝３０°に位置決めされる。本体部２は、本体部２の臨界角速度ωｃより大きい初期角速度ωｓｐｉｎに回転され、枢軸アーム３０は、初期傾斜角度θｍａｘ＝３０°で解放される。枢軸アーム３０は、ゆっくりと減少する傾斜角度θとともに垂直の出力軸１１の周りで回転する。枢軸アーム３０が螺旋を描きながら起き上がると、出力シャフト１１０が出力角速度ωｏｕｔで回転する。枢軸アーム３０が上側金属ボルト２１５に接触し、反作用運動が最終傾斜角度θｍｉｎ＝２５°（＝制限角度）で停止されるまで、傾斜角度θの着実な減少とともに枢軸アーム３０の螺旋運動が続く。
【０２０４】
表４は、表１の４つの本体部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対するこの実験の結果をまとめたものである。
【０２０５】
【表４】
2011517753.tif 000007
【０２０６】
列２は、本体部２の初期角速度ωｓｐｉｎを示しており、初期角速度ωｓｐｉｎは、その傾斜角度θｍａｘ＝３０°に対する臨界角速度ωｃより高い。列３は、初期傾斜角度θｍａｘ＝３０°での本体部２の解放から、最終傾斜角度θｍｉｎ＝２５°での起き上がり（＝反作用運動）の終わりまでの時間を示している。列４は、枢軸アーム３０が起き上がるときに観察される出力シャフト１１０の最大出力角速度ωｏｕｔを示している。列５は、枢軸アーム３０が、最終傾斜角度θｍｉｎ＝２５°で下側金属ボルト２１４にのみ接触した瞬間の本体部２の角速度ωｓｐｉｎを示している。列６は、枢軸アーム３０の起き上がりが、最終傾斜角度θｍｉｎ＝２５°で下側金属ボルト２１４によって停止された後に観察される出力シャフト１１０の最大出力角速度ωｏｕｔを示している。
【０２０７】
表４の列２、３、および４からわかるように、初期角速度ωｓｐｉｎを増大させると、反作用運動の速度が高まるが、反作用運動時に観察される最大出力角速度ωｏｕｔは減少する。反作用運動が、最終傾斜角度で停止されたとき、出力角速度ωｏｕｔは、過剰に増大し、増大の量は、本体部の初期角速度ωｓｐｉｎが高いときに多い。
【０２０８】
実験４
本発明による歯車デバイスにおける各種の本体部のその適切さに関する比較を行えるように、比臨界角速度ωｃ，ｓｐｅｃが定義されている。傾斜角度θおよび接続アーム長Ｌｃに対する本体部の比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃ（「比臨界角速度」とも称される）は、傾斜角度がθで、接続平面と枢軸の中心との距離がＬｃの場合に図６の試験デバイスを使用して測定された本体部の臨界速度ωｃとして定義される。
【０２０９】
この実験の目的は、２５ｍｍに固定された接続アームの長さＬｃおよび４５度の傾斜角度θに対する各種の本体部の比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃの測定結果を示すことである。実験は、図６の試験装置を使用することによって実施された。
【０２１０】
より高い回転速度でより大きな寸法の本体部を回転させることが困難であるため、この実験では直径の小さな表１の本体部Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊが使用されている。
【０２１１】
表５は、表１に指定されている３つの本体部について測定された比臨界角速度ωｃ，ｓｐｅｃを示している。
【０２１２】
【表５】
2011517753.tif 000008
【０２１３】
本体部２の比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃは、本体部２の形状および本体部２の質量分布が効率に関してどれだけ適しているかのみを示す。これら２つの異なる本体部のうち、比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃが低い本体部は、本体部の形状および本体部の質量分布に関してより効率的であると言える。しかし、本体部の比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃは、本体部の材料の強度が歯車デバイスの必要な出力動力に適しているかどうかを示さない。本体部は、歯車デバイスの望ましい出力動力に必要な印加トルクの大きさの下で強度と剛性に関しても試験されなければならない。本体部の材料の強度が十分でないと、歯車デバイスの効率は、負荷がかかったときに歯車デバイスの動作中に低くなる可能性がある。
【０２１４】
本体部２の比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃは、傾斜角度および接続アームの長さＬｃに応じて決定される本体部２の特性であるため、本体部２の比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃは、２つのパラメータ傾斜角度θと接続アーム長Ｌｃの異なる対（θ、Ｌｃ）に対し異なることがある。したがって、各種の本体部を比較するために、同一の（θ、Ｌｃ）パラメータ対に対する本体部の比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃが、比較されなければならない。その結果、各種の本体部を比較するために同じ（θ、Ｌｃ）パラメータ対を使用することが重要である。同じ（θ、Ｌｃ）パラメータ対について、比臨界速度が低い本体部は、本体部の形状および本体部の質量分布に関してより効率的であると言える。
【０２１５】
同じ（θ、Ｌｃ）パラメータ対に対し異なる比臨界速度値ωｃ，ｓｐｅｃを有する２つの異なる本体部があると仮定しよう。次いで、傾斜角度θ、印加トルクの大きさ、およびスピン速度ωｓｐｉｎからなる特定のパラメータ三つ組み（＝３個一組）に対し、出力速度値ωｏｕｔと出力トルク値とを含む値の対は、これら２つの本体部について異なる。つまり、傾斜角度θ、印加トルクの大きさ、およびスピン速度ωｓｐｉｎが、これら２つの本体部について同じに保たれたとしても、歯車デバイスは、２つの本体部のそれぞれについて異なる出力速度値ωｏｕｔおよび出力トルク値をもたらす。
【０２１６】
試験対象の本体部のサイズまたは質量が、試験デバイスに適していない場合、倍率に応じてスケーリングされる他の本体部の比臨界速度から数学的計算によって、試験デバイスを使ってこれらの他の本体部を試験できるように、本体部の比臨界速度を推論することができる。
【０２１７】
出力動力を決定するための変数の１つは、印加トルクの大きさである。より高い出力動力を得るために、他の動作条件が保たれる限りにおいてより高いトルクを使用する必要がある。また、選択された傾斜角度に対し、印加トルクの大きさが増大する場合、臨界速度ωｃも増大する。したがって、比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃを決定するときに使用されるトルク値より高いトルク値が同じ本体部上で使用される場合、新しいトルク値に対応する新しい臨界速度値は、その傾斜角度に対する比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃより高くなるであろう。
【０２１８】
本体部のスピン速度ωｓｐｉｎは、歯車デバイスの動作中の臨界速度ωｃより高いことが必須なので、より高い比臨界値ωｃ，ｓｐｅｃを持つ本体部は、より低い比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃを持つ本体部と比べてより高い速度で回転されなければならない。
【０２１９】
実際、より低いスピン速度ωｓｐｉｎで本体部を使用することは、知られているように、摩擦損失（空気摩擦、軸受摩擦など）がスピン速度ωｓｐｉｎとともに指数関数的に増大するため有益である（表６参照）。さらに、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスをスピン速度を高くするには、モーターの全体的な強度を高めることが必要であり、このため、歯車デバイス、好ましくはモーターデバイスの生産コストが増大する。
【０２２０】
比臨界速度ωｃ，ｓｐｅｃを測定するための試験デバイスは、測定の精度を高めるためにいくつかの特別な機能を有していなければならない。スピン軸４の周りの回転に対抗して作用する摩擦力によって引き起こされる第２の軸１１に対するスピン軸４のトルクの伝達率は、比臨界速度値ωｃ，ｓｐｅｃに影響を及ぼす。このような影響を低減するために、スピン軸４の周りの回転に対抗して作用する摩擦力は、理論上最良の値であるゼロに限りなく近くなければならない。第２の軸１１の周りの回転に対抗して作用する摩擦力は、第２の軸１１の周りの回転速度を減少させ、したがって、比臨界速度値ωｃ，ｓｐｅｃを増大させる。このような影響を低減するために、第２の軸１１の周りの回転に対抗して作用する摩擦力は、理論上最良の値であるゼロに限りなく近くなければならない。
【０２２１】
表６は、本体部Ｆを回転させるために使用される電気モーター（＝スピンモーター）の電流引き込みを示している。
【０２２２】
【表６】
2011517753.tif 000009
【０２２３】
図に示されている実施形態は、図の説明において述べられている機能を有する。しかし、これらの実施形態は、説明の中では述べられていないが、請求項でのみ述べられている他の機能を有する。さらに、すべての請求項の主題は、図に示されている実施形態またはその修正形態において実現することができる。
【符号の説明】
【０２２４】
１  歯車デバイス
２  本体部
３  回転シャフト
４  第１の軸（＝スピン軸）
５  内側クレードル
６  内側軸受
７  外側クレードル
８  外側軸受
９  フレーム
１０  フレーム軸受
１１  第２の軸
１２  電気モーター
１３  平面
１５  油圧ラム
１６  第３の軸（＝傾斜軸）
１７  制御ユニット
１８  ベルト
１９  オルタネータ
２０  電気ハーネス
２１  印加トルク、の方向
２２  反作用トルク、の方向
２９  角歯車
３０  枢軸アーム
３１  枢軸
３２  軸受
３３  結合手段
３６  結合的な出力シャフト
４０  軸受
４１  支持材
５０  金属板
５１  穴
５２〜５３  ストッパー
５４  ボルト
９０  配列フレーム
１００〜１０３  力ベクトル
１１０  出力シャフト
２００  平面
２０１  力場
２１０  制限手段
２１１〜２１２  金属板
２１３  穴
２１４〜２１５  ボルト
２２１  金属板
２５０  中心平面
ＣＭ  本体部の質量中心
ＦＧ  重力
Ｌ  距離、長さ
Ｌｃ  接続アーム長
ＩＰ  交点
ＰＣ  接続平面
Ｖ１  スピンベクトル
Ｖ２  出力運動ベクトル
Ｖ３  第３の軸の周りの印加トルク
α  角度範囲
θ  傾斜角度
θｍｉｎ  最小傾斜角度
θｍａｘ  最大傾斜角度
ω  角速度
ωｃ  臨界角速度
ωｃ，ｓｐｅｃ  比臨界角速度
ωｏｕｔ  出力軸の周りの角速度
ωｓｐｉｎ  スピン軸４の周りの本体部２の角速度
【図１】
2011517753.tif 000010
【図２】
2011517753.tif 000011
【図３】
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【図４】
2011517753.tif 000013
【図５】
2011517753.tif 000014
【図６】
2011517753.tif 000015
【図７】
2011517753.tif 000016
【図８】
2011517753.tif 000017
【図９】
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【図１０】
2011517753.tif 000019
【図１１】
2011517753.tif 000020
【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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2011517753.tif 000024