(57)【要約】運動流体エネルギー変換システムは、中央ハブキャリアに対して回転する１つ又は複数のハブを含み、各ハブは、独立して制御される１つ又は複数の関節運動式エネルギー変換プレート（ＥＣＰ）を含む。関節運動制御システムは、流体の流れと同じ方向に移動する際、流体の流れに対して９０°の垂直な姿勢となるように、及び、流体の流れに逆らう方向に移動する際又は流体の流れにより移動が妨げられる際、流体の流れに対して０°の平行として抗力が最小となる姿勢となるように、各ＥＣＰを他のＥＣＰ全てとは独立して回転させる。各ハブは、別のハブに動作可能に結合して、１つ又は複数の逆回転ハブ及びＥＣＰアセンブリを形成することができる。
2021527779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ回転軸に対して回転可能な少なくとも１つのハブと、
前記ハブから径方向に延在し、前記ハブと共に回転可能であると共に、前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたプレート関節運動軸に対して関節運動可能に構成された１つ又は複数の関節運動プレートと、
関連する前記プレート関節運動軸に対して各プレートの姿勢を独立して制御するように構成された関節運動制御システムと
を備えるシステムであって、
各プレートは、前記関節運動制御システムに動作可能に結合され、前記ハブが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記関節運動制御システムは、前記プレートの姿勢を変更する
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記ハブ回転軸は、垂直方向、水平方向又はそれらの間の任意の角度に姿勢調整されていることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記システムは、２つ以上のハブを含み、各ハブは、前記ハブ回転軸に関して少なくとも１つの他のハブに対して軸方向において隣接し、
前記各ハブは、同じハブ回転軸に対して回転可能であり、
前記各ハブは、前記軸方向に隣接するハブとは反対方向に回転するように構成されている
ことを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記システムは、前記各ハブと、前記少なくとも１つの軸方向において隣接するハブとの間に配置されたセパレータプレートをさらに含み、
前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対して固定され、前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの回転又はそれぞれの前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの関節運動を妨害しないように構成される
ことを特徴とするシステム。  
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、前記セパレータプレートは、前記各ハブを通過する流体の流れが、前記隣接するハブの流体の流れに影響を与えることを防ぐように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記システムは、前記各ハブと、軸方向に隣接するハブとの間で、前記各ハブと、前記軸方向に隣接するハブとを回転可能に結合する少なくとも１つの逆回転トランスミッションをさらに含み、
前記逆回転トランスミッションは、
前記各ハブ及び前記軸方向に隣接するハブに設けられ、前記ハブ回転軸に対して同軸に配置されたリングギアと、
前記ハブ回転軸の周りで角度的に間隔を置いて配置された複数のピニオンギアと
を備え、
各ピニオンギアは、前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたピニオン軸に対して回転可能であり、
前記ピニオンギアは、前記各ハブ及び前記軸方向に隣接するハブに設けられた前記リングギアの間に配置されており、
前記ハブ回転軸に対する前記各ハブの第１方向の回転は、前記第１方向と反対の第２方向における前記軸方向に隣接するハブの対応する回転を発生させる
ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムにおいて、
前記システムは、前記各ハブと、軸方向に隣接するハブとの間に少なくとも２つの逆回転トランスミッションを含み、
前記逆回転トランスミッションのそれぞれの前記リングギアは異なる直径を有する  
ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記システムは、反対方向に回転するハブの対の間に配置された非回転周辺プレートをさらに備えることを特徴とするシステム。      
【請求項９】
請求項３〜７のいずれか１項に記載のシステムにおいて、  
前記システムは、前記ハブ回転軸に対して同軸に配置されたチューブを含むハブキャリアをさらに備え、  
前記各ハブは、前記ハブキャリアに対して回転可能となるように前記ハブキャリアに対して回転可能に取り付けられ、
前記ハブキャリアは、前記ハブとの回転に対して固定されている  
ことを特徴とするシステム。  
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記システムは、前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムが取り付けられるフロートアセンブリをさらに備え、
前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムが水域の水面よりも沈んだ状態で、前記フロートアセンブリは、前記水域内にある前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムに対して浮力面でサポートするように構成される
ことを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムにおいて、  
前記フロートアセンブリは、前記フロートアセンブリをバラスト取付アタッチメントに接続する少なくとも３本のケーブルにより前記水域内に固定され、  
前記システムは、各ケーブルに関連付けられた自動制御のウィンチアセンブリをさらに備え、
前記ウィンチアセンブリは、前記フロートアセンブリとそれぞれの前記バラスト取付アタッチメントとの間の前記ケーブルの長さを自動制御して、前記フロートアセンブリ、並びに浮力面でサポートされる前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート及び前記関節運動制御システムの姿勢を制御するように構成されている  
ことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項９に記載のシステムにおいて、
前記システムは、
前記ハブキャリアに固定され、前記各ハブと前記軸方向に隣接するハブとの間に配置された周辺プレートと、
前記周辺プレートと前記ハブの間、及び前記周辺プレートと前記軸方向に隣接するハブの間に配置されたスラストベアリングと
をさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、  
前記システムは、
前記ハブキャリアを取り囲み、前記ハブキャリアに対して固定されると共に、２つ以上のハブのうち軸方向において最も端側のハブに対して直接的に又は間接的に結合されているブレーキハウジングと、
前記ブレーキハウジングと前記最も端側のハブの間に配置されたスラストベアリングと  
をさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のシステムにおいて、  
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、  
前記関節運動制御システムは、
前記ハブ回転軸の周囲に設けられた連続軌道を周囲に有する固定軌道アセンブリと、  
各シャフトに結合された従動アセンブリと
を含み、
前記従動アセンブリは、前記ハブ及びプレートが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記連続軌道を横切って、前記プレートの関節運動軸に対する前記プレートの姿勢を変化させる  
ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記従動アセンブリは、関連するシャフトに物理的に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記従動アセンブリは、関連するシャフトに磁気的に結合されていることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、  
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、
前記関節運動制御システムは、
第１磁性アレイと、
前記第１磁性アレイから離間して配置され、前記第１磁性アレイとは反対の極性を有する第２磁性アレイと、
前記シャフトに結合され、前記第１磁性アレイと前記第２磁性アレイの間の空間に少なくとも部分的に配置された磁化された従動部材と、
前記第１及び第２磁性アレイのうちの少なくとも一方の１つ又は複数の部分の磁力を選択的に制御して、前記磁化された従動部材を選択的に動作させ、関連する関節運動プレートの回転を引き起こすように調整されたコントローラと
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載のシステムにおいて、  
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、  
前記関節運動制御システムは、前記シャフトのそれぞれに動作可能に連結され、前記関連するシャフトを選択的に回転させるように制御される１つ又は複数のモータを備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載のシステムにおいて、  
各関節運動プレートは、前記プレート関節運動軸を規定する関連するシャフトに設けられ、  
前記システムは、角度の間隔を設けた位置で前記シャフトに取り付けられた第１及び第２ストッパをさらに備え、
前記第１ストッパは、関連する関節運動プレートが、第１姿勢を超えて前記プレート関節運動軸に対して回転することを防ぐように構成され、
前記第２ストッパは、前記関連する関節運動プレートが、第２姿勢を超えて前記プレート関節運動軸に対して回転することを防ぐように構成される
ことを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載のシステムにおいて、  
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、
前記関節運動制御システムは、
潤滑剤充填チャンバと、
前記潤滑剤充填チャンバ内に配置され、前記ハブ回転軸の周囲に設けられた連続軌道を周囲に有する固定軌道アセンブリと、
各関節運動プレートに関連付けられ、前記潤滑剤充填チャンバ内に配置され、前記連続軌道と係合する従動アセンブリと、
各シャフトに接続され、前記潤滑剤充填チャンバの外側に配置された外部磁性カップリングと、
前記従動アセンブリに接続され、前記潤滑剤充填チャンバ内に配置された内部磁性カップリングと
を備え、
前記内部磁性カップリングは、前記潤滑剤充填チャンバの壁を介して前記外部磁性カップリングに磁性的に結合され、前記ハブ及び関節運動プレートが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記従動アセンブリが前記連続軌道を横切って前記プレート関節運動軸に対して前記プレートの姿勢を変化させる  
ことを特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項１４に記載のシステムにおいて、  
前記固定軌道アセンブリは、固定軌道部材と、前記ハブ回転軸の軸方向に且つ前記固定軌道部材に対して可動である可動軌道部材とを含む分割軌道アセンブリを含み、  
前記固定軌道部材は、前記連続軌道に沿って前記可動軌道部材から分離可能である  
ことを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムにおいて、  
前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材の一方が雌円錐嵌合面を含み、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材の他方が雄円錐嵌合面を含み、その結果、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材は自律的に位置調整する
ことを特徴とするシステム。
【請求項２３】
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記連続軌道は、第１セクション、第２セクション、及び前記第１セクションと前記第２セクションの間の第１及び第２遷移セクションを含み、
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第１セクションを横切るとき、前記第１軌道セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの関節運動軸に対して第１姿勢をとり、  
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第２セクションを横切るとき、前記第２軌道セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの関節運動軸に対して第２姿勢をとり、
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第１遷移セクションを横切るとき、前記第１遷移セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレート関節運動軸に対する前記第１姿勢から、前記プレート関節運動軸に対する前記第２姿勢へと遷移し、
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第２遷移セクションを横切るとき、前記第２遷移セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレート関節運動軸に対する前記第２姿勢から、前記プレート関節運動軸に対する前記第１姿勢へと遷移する
ことを特徴とするシステム。
【請求項２４】
請求項２３に記載のシステムにおいて、  
前記連続軌道の前記第１セクションは、前記ハブ回転軸に垂直な第１平面にあり、
前記連続軌道の前記第２セクションは、前記ハブ回転軸に垂直な第２平面にあり、  
前記連続軌道の前記第１及び第２セクションは、前記ハブ回転軸において軸方向に離間されている  
ことを特徴とするシステム。
【請求項２５】
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、  
前記連続軌道の対向する両側面は、反対の磁気極性を有し、  
前記従動アセンブリは、前記連続軌道内に配置された従動ヘッドを含み、  
前記従動ヘッドは、前記従動ヘッドの対向する両側面が、前記従動ヘッドの側面に面する前記連続軌道の側面の磁気極性と反対の磁気極性を有するように磁化されている  
ことを特徴とするシステム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のシステムにおいて、前記連続軌道は円状の断面形状を有し、前記従動ヘッドが球状であることを特徴とするシステム。
【請求項２７】
請求項１〜２６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、  
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、  
前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成される  
ことを特徴とするシステム。
【請求項２８】
請求項２７に記載のシステムにおいて、前記対向する表面は、前記ハブの各回転の前記第２部分の間、前記ハブの回転平面に対して垂直に姿勢調整されることを特徴とするシステム。
【請求項２９】
請求項２７又は請求項２８に記載のシステムにおいて、  
前記システムは、前記ハブの周りで角度を空けた位置に配置された複数の関節運動プレートを含み、  
スリップストリーム姿勢にある隣接する関節運動プレートは、互いに重なり合い、  
各関節運動プレートは、  
前記プレートの第１面において厚みが減少した先端縁ポケットと、  
前記プレートの第２面において厚みが減少した後縁ポケットと  
を備え、
１つの関節運動プレートの前記先端縁ポケットは、前記プレートがスリップストリーム姿勢にあるとき、隣り合って重なった関節運動プレートの前記後縁ポケットと入れ子になる
ことを特徴とするシステム。
【請求項３０】
実施形態２７〜２９のいずれか１つのシステムにおいて、
前記システムは、ハブ姿勢制御システムをさらに含み、
前記ハブ姿勢制御システムは、
前記ハブ回転軸を横切る流体の流れの方向を検出するセンサと、  
１つ又は複数のアクチュエータと
を備え、
前記１つ又は複数のアクチュエータは、前記ハブの各回転の前記第１部分のために、前記関節運動プレートが、前記流体の流れに逆らう方向に向かって前記スリップストリーム姿勢にあるように、及び、前記ハブの各回転の前記第２部分のために、前記関節運動プレートが、前記流体の流れと同じ方向に向かって前記作動姿勢にあるように、前記ハブ回転軸に対して前記ハブを再配置するように構成される  
ことを特徴とするシステム。
【請求項３１】
請求項２７〜３０のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記システムは、少なくとも１つのハブを取り囲むカウリングをさらに備え、
各ハブに関連する前記カウリングの一部は、前記ハブの回転の前記第１部分に対応する前記カウリングの側で閉じられ、前記ハブの回転の前記第２部分に対応する前記カウリングの側に、吸入ポート及び排気ポートを有する
ことを特徴とするシステム。
【請求項３２】
請求項３に記載のシステムにおいて、  
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、
前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成され、  
前記システムは、
２つ以上のハブを取り囲むカウリングと、
前記各ハブと、前記少なくとも１つの軸方向において隣接するハブとの間に配置された前記カウリング内に配置されたセパレータプレートと
をさらに備え、  
各ハブに関連する前記カウリングの一部は、前記ハブの回転の前記第１部分に対応する前記カウリングの側で閉じられ、前記ハブの回転の前記第２部分に対応する前記カウリングの側に、吸気ポート及び排気ポートを有し、
前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対して固定され、前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの回転又はそれぞれの前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレートの関節運動を妨害しないように構成される
ことを特徴とするシステム。
【請求項３３】
請求項１〜３２のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに備え、
前記関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動オーバーライドシステムがアクティブ化されている間、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、各プレートに所望の不変の姿勢をとらせるように構成されている  
ことを特徴とするシステム。
【請求項３４】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載のシステムにおいて、  
前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに備え、  
前記関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、前記ハブ回転軸に対する任意の角度位置で、各プレートに前記スリップストリーム姿勢をとらせるように構成されている
ことを特徴とするシステム。
【請求項３５】
請求項２１に記載のシステムにおいて、  
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、  
前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成され、
前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに備え、  
前記関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、前記ハブ回転軸に対する任意の角度位置で、各プレートに前記スリップストリーム姿勢をとらせるように構成され、
前記関節運動オーバーライドシステムは、
前記固定軌道部材を前記可動軌道部材から軸方向に分離して、各関節運動プレートの前記従動アセンブリを前記固定軌道アセンブリから切り離すように構成された１つ又は複数のリニアアクチュエータと、
前記可動軌道部材の軸方向の動きが、１次オーバーライドリングの対応する軸方向の動きを引き起こすように、前記ハブ回転軸に対して同軸に姿勢調整された前記１次オーバーライドリングに前記可動軌道部材を結合するロッカーアームと、
前記ハブの１つの各関節運動プレートのシャフトに取り付けられ、軸方向に移動する前記１次オーバーライドリングと接触し、各関節運動プレートをスリップストリーム姿勢で保持するように構成されたアクチュエータカムと
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項３６】
請求項３５に記載のシステムにおいて、
前記システムは、
２次オーバーライドリングと、  
３次オーバーライドリングと、
アクチュエータカムと
をさらに含み、  
前記２次オーバーライドリングは、前記１次オーバーライドリングを前記２次オーバーライドリングに結合するリフタを備え、
前記３次オーバーライドリングは、前記２次オーバーライドリングを前記３次オーバーライドリングに結合するリフタを備え、  
これにより、前記１次オーバーライドリング、前記２次オーバーライドリング、及び前記３次オーバーライドリングが軸方向に一斉に移動し、
前記アクチュエータカムは、前記ハブのうち軸方向に隣接するハブの各関節運動プレートのシャフトに取り付けられ、軸方向に移動する前記３次オーバーライドリングと接触し、前記軸方向に隣接するハブの各関節運動プレートをスリップストリーム姿勢で保持するように構成される
ことを特徴とするシステム。
【請求項３７】
請求項３５又は３６に記載のシステムにおいて、前記リニアアクチュエータは、ボールねじアクチュエータを含むことを特徴とするシステム。
【請求項３８】
請求項３５〜３７のいずれか１項に記載のシステムにおいて、  
前記関節運動オーバーライドシステムは、１つ又は複数の冗長アクチュエータをさらに備え、
前記冗長アクチュエータは、前記１つ又は複数のリニアアクチュエータが、前記固定軌道部材から前記可動軌道部材を軸方向に分離できない場合、前記１次オーバーライドリングを軸方向に移動させるように構成及び制御される
ことを特徴とするシステム。
【請求項３９】
請求項３８に記載のシステムにおいて、前記冗長アクチュエータは、点火式アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ、電子ソレノイド式アクチュエータ及びピストンアクチュエータからなるグループから選択される１つ又は複数のアクチュエータを備えることを特徴とするシステム。
【請求項４０】
請求項３８又は３９に記載のシステムにおいて、前記冗長アクチュエータは、電気装置、爆発装置、圧力カートリッジ、機械的プライマ起動装置、線形爆発伝達ライン、又はレーザ作動兵器装置によって作動されるように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項４１】
請求項１〜４０のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記システムは、少なくとも１つのハブに動作可能に結合され、少なくとも１つのハブの回転から機械エネルギーを受け取るように構成された動力取出装置をさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項４２】
請求項４１に記載のシステムにおいて、前記動力取出装置は、クラッチ、ギアボックス、発電機及びポンプのうちの１つ又は複数を含むことを特徴とするシステム。
【請求項４３】
ハブ回転軸に対して回転可能なハブと、前記ハブから径方向に延在し、前記ハブと共に回転可能な１つ又は複数の関節運動プレートを用いて、運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換する方法であって、
Ａ．  前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたプレート関節運動軸に対して各関節運動プレートを選択的に関節運動させるステップと、
Ｂ．  前記ステップＡの間、前記ハブが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記プレートの姿勢を変化させるように、関連するプレート関節運動軸に対して各プレートの姿勢を独立して制御するステップと  
を備えることを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の方法において、  
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、  
前記ステップＢは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整するステップと、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するステップとを含む  
ことを特徴とする方法。
【請求項４５】
請求項４４に記載の方法において、前記対向する表面は、前記ハブの各回転の前記第２部分の間、前記ハブの回転平面に対して垂直に姿勢調整されることを特徴とする方法。
【請求項４６】
請求項４４に記載の方法において、  
前記方法は、前記ハブ回転軸を横切る方向に流れる流体内に前記ハブを配置するステップをさらに含み、
前記ハブの各回転の前記第１部分の間、前記プレートは、前記流体の流れの方向に逆らって移動し、前記ハブの各回転の前記第２部分の間、前記プレートは、前記流体の流れと同じ方向に移動する  
ことを特徴とする方法。
【請求項４７】
請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法において、
前記ハブの各回転の第１及び第２の遷移部分の間、各プレートは、前記回転の前記第１部分の間の姿勢と、前記回転の前記第２部分の間の姿勢との間で遷移する  
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願との相互参照］
本願は、２０１８年６月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／６８７，５５４号の出願日の米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく利益を主張するものであり、同出願の開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、運動流体エネルギーから機械エネルギーへの変換及び一体型逆回転トランスミッションアセンブリに関する。具体的には、本開示は、一体型ハブキャリアに対してそれぞれが回転する、動作上結合されたハブを有する自在軸及び逆回転の構成に関し、各ハブは、独立して制御され、各ハブに動作上接続される１又は複数の関節運動式エネルギー変換プレートを支持することが可能である。エネルギー変換プレートは、常に完全に制御された状態で、ハブ内の構成要素を自動的に関節運動させて、３６０度のハブの回転における任意の角度の間又は任意の移動時間の間、流体の流れの位置に平行な姿勢（スリップストリーム姿勢）から流れに垂直な姿勢（作動姿勢）まで変化させた後、スリップストリーム姿勢に戻る。流体の流れと同じ方向に移動しながら、流体の流れに平行よりも大きい角度の任意の姿勢にある間、運動流体エネルギーは、各エネルギー変換プレートを介して機械エネルギーに変換される。機械エネルギーは、ハブを介して、各エネルギー変換プレートから、必要なドライブシャフトなしで、１つ又は複数のクラッチ、ギアボックス、発電機、ポンプ、又は、回転体からの動的回転エネルギーを別の形のエネルギー（電気又は圧縮流体（気体若しくは液体）を含むがこれらに限定されない。）に変換するのに適したその他の回転機械装置（「ギアボックス／発電機アセンブリ」）に伝達される。独自のデザインにより、１つ又は複数のギアボックス／発電機アセンブリを、陸上用システムの場合は陸上に、水中用システムの場合は水面に又はその上に配置可能である。
【背景技術】
【０００３】
特許請求の範囲に記載の主題の先行技術であると認められる文書は存在しない。
【０００４】
運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用される機械は、当技術分野で知られている。そのような機械としては、水平軸式風力タービン（「ＨＡＷＴ」）と、垂直軸式風力タービン（「ＶＡＷＴ」）と、及び貯蔵エネルギー（例えばダムに保持された水）又は流路化された流れからのエネルギー（例えば、より高い標高からより低い標高への流れのエネルギー）を機械エネルギーに変換するために使用される水タービンとが含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＨＡＷＴには、ブレードが巨大であり、産業規模のユニットの場合、各ブレードが３０トン以上の重さとなり、多くの場合、ブレードを製造場所から設置場所に輸送するのに数か月かかるという課題がある。単一の３２トンブレードの輸送に関する最大１年間のロジスティック計画は珍しいことではない。ＨＡＷＴには、３０トンを超える重量のギアボックス／発電機アセンブリが、タワーアセンブリのナセル内に配置されるという別の課題もある。加えて、産業規模のタービンブレードの高い先端回転速度は時速２００マイルに近づく可能性があり、その結果、ＨＡＷＴは年間推定３０万羽の鳥を殺す。また、産業規模のＨＡＷＴの高い先端回転速度は、そのような機械から３，２００フィート以内に住む人々にとって耐え難い低周波ノイズを生み出しているとも言われ、結果として、関連する頭痛、耳の痛み、吐き気、かすみ目、不安、記憶喪失、及び全体的な不安感を引き起こす。人々へのこれらの悪影響により、米国、カナダ、オーストラリアの立法者は、住宅地から産業規模のＨＡＷＴを配置できる最小距離要件を模索するようになった。サボニウスロータ（Ｓａｖｏｎｉｕｓ  Ｒｏｔｏｒ）等のＶＡＷＴにも課題があり、風向に合わせながら翼によって変換されたエネルギーは、風に逆らって移動しながら翼が回転を完了すると、大幅に相殺される。垂直翼のようなブレードで構成されるダリウスタービン（Ｄａｒｒｉｅｕｓ  Ｔｕｒｂｉｎｅ）（ＶＡＷＴ）に関しては、機械が自動的に始動しないという課題が存在する。但し、一旦タービンが始動すると、タービンは、回転速度が速くなり、鳥にとって致命的となる可能性がある。さらに、動作する体積領域に関してＨＡＷＴと比較した場合、ＶＡＷＴのエネルギー変換は、ＨＡＷＴよりも小さくなる。ＨＡＷＴ、ＶＡＷＴいずれも、定格容量をはるかに超える風から効果的に保護するためのデザインや機能を備えておらず、また、タービンタイプは水中で作動しない。同様に、水車は風では作動しない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下は、本明細書に記載のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、簡略化した概要を示す。この概要は、特許請求の範囲で記載された主題の広範に示すものではない。特許請求の範囲で記載された主題の主要な又は必須の構成要素を特定することも、その範囲を説明することも意図されていない。その唯一の目的は、後に詳述するより詳細な説明の前置きとして、概念を簡略化された形式で提示することである。
【０００７】
本開示の態様は、以下に示すシステムで具体化される。すなわち、当該システムは、ハブ回転軸に対して回転可能なハブと、前記ハブから径方向に延在し、前記ハブと共に回転可能な１つ又は複数の関節運動プレートと、関連するプレート関節運動軸に対して各プレートの姿勢を独立して制御するように構成された関節運動制御システムとを備え、各関節運動プレートは、前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたプレート関節運動軸に対して関節運動できるように構成される。各プレートは、前記関節運動制御システムに動作可能に結合され、前記ハブが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記関節運動制御システムは、前記プレートの姿勢を変更する。
【０００８】
他の態様によれば、前記ハブ回転軸は、垂直方向、水平方向又はそれらの間の任意の角度に姿勢調整されてもよい。
【０００９】
他の態様によれば、前記システムは、２つ以上のハブを含み、各ハブは、前記ハブ回転軸に関して少なくとも１つの他のハブに対して前記ハブ回転軸において隣接し、前記各ハブは、同じハブ回転軸に対して回転可能であり、前記各ハブは、前記軸方向に隣接するハブとは反対方向に回転するように構成されている。
【００１０】
他の態様によれば、前記システムは、前記各ハブと、前記少なくとも１つの軸方向において隣接するハブとの間に配置されたセパレータプレートをさらに含んでもよい。前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対して固定され、前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの回転又はそれぞれの前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの関節運動を妨害しないように構成される。
【００１１】
他の態様によれば、前記セパレータプレートは、前記各ハブを通過する流体の流れが、前記隣接するハブの流体の流れに影響を与えることを防ぐように構成される。
【００１２】
他の態様によれば、前記システムは、前記各ハブと、軸方向に隣接するハブとの間で、前記各ハブと、前記軸方向に隣接するハブとを回転可能に結合する少なくとも１つの逆回転トランスミッションをさらに含んでもよい。前記逆回転トランスミッションは、前記各ハブ及び前記軸方向に隣接するハブに設けられたリングギアと、前記ハブ回転軸の周りで角度的に間隔を置いて配置された複数のピニオンギアとを有してもよい。各リングギアは、前記ハブ回転軸に対して同軸に配置されている。各ピニオンギアは、前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたピニオン軸に対して回転可能である。また、前記ピニオンギアは、前記各ハブ及び前記軸方向に隣接するハブに設けられた前記リングギアの間に配置されており、前記ハブ回転軸に対する前記各ハブの第１方向の回転は、前記第１方向と反対の第２方向における前記軸方向に隣接するハブの対応する回転を発生させる。
【００１３】
他の態様によれば、前記システムは、前記各ハブと、軸方向に隣接するハブとの間に少なくとも２つの逆回転トランスミッションを含んでもよい。前記逆回転トランスミッションのそれぞれの前記リングギアは異なる直径を有する。
【００１４】
他の態様によれば、前記システムは、反対方向に回転するハブの対の間に配置された非回転周辺プレートをさらに備えてもよい。
【００１５】
他の態様によれば、前記システムは、前記ハブ回転軸に対して同軸に配置されたチューブを含むハブキャリアをさらに有してもよい。前記各ハブは、前記ハブキャリアに対して回転可能となるように前記ハブキャリアに対して回転可能に取り付けられる。前記ハブキャリアは、前記ハブとの回転に対して固定されている。
【００１６】
他の態様によれば、前記システムは、前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムが取り付けられるフロートアセンブリをさらに有してもよい。前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムが水域の水面よりも沈んだ状態で、前記フロートアセンブリは、前記水域内にある前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムに対して浮力面でサポートするように構成される。
【００１７】
他の態様によれば、前記フロートアセンブリは、前記フロートアセンブリをバラスト取付アタッチメントに接続する少なくとも３本のケーブルにより前記水域内に固定される。前記システムは、各ケーブルに関連付けられた自動制御のウィンチアセンブリをさらに備えてもよい。前記ウィンチアセンブリは、前記フロートアセンブリとそれぞれの前記バラスト取付アタッチメントとの間の前記ケーブルの長さを自動制御して、前記フロートアセンブリ、並びに浮力面でサポートされる前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート及び前記関節運動制御システムを制御するように構成されている。
【００１８】
他の態様によれば、前記システムは、前記ハブキャリアに固定され、前記各ハブと前記軸方向に隣接するハブとの間に配置された周辺プレートと、前記周辺プレートと前記ハブの間、及び前記周辺プレートと前記軸方向に隣接するハブの間に配置されたスラストベアリングとをさらに備えてもよい。
【００１９】
他の態様によれば、前記システムは、前記ハブキャリアを取り囲み、前記ハブキャリアに対して固定されると共に、２つ以上のハブのうち軸方向において最も先端側のハブに対して直接的に又は間接的に結合されているブレーキハウジングと、前記ブレーキハウジングと前記最も先端側のハブの間に配置されたスラストベアリングとをさらに備えてもよい。
【００２０】
他の態様によれば、各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含む。前記関節運動制御システムは、前記ハブ回転軸の周囲に設けられた連続軌道を周囲に有する固定軌道アセンブリと、各シャフトに結合された従動アセンブリとを有してもよい。前記従動アセンブリは、前記ハブ及びプレートが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記連続軌道を横切って、前記プレートの関節運動軸に対する前記プレートの姿勢を変化させる。
【００２１】
他の態様によれば、前記従動アセンブリは、関連するシャフトに物理的に接続されている。
【００２２】
他の態様によれば、前記従動アセンブリは、関連するシャフトに磁気的に接続されている。
【００２３】
他の態様によれば、各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含む。また、前記関節運動制御システムは、第１磁性アレイと、前記第１磁性アレイから離間して配置され、前記第１磁性アレイとは反対の極性を有する第２磁性アレイと、前記シャフトに結合され、前記第１磁性アレイと前記第２磁性アレイの間の空間に少なくとも部分的に配置された磁化された従動部材と、前記第１及び第２磁性アレイのうちの少なくとも一方の１つ又は複数の部分の磁力を選択的に制御して、前記磁化された従動部材を選択的に動作させ、関連する関節運動プレートの回転を引き起こすように適合されたコントローラとを有してもよい。
【００２４】
他の態様によれば、各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを有してもよい。また、前記関節運動制御システムは、前記シャフトのそれぞれに動作可能に連結され、前記関連するシャフトを選択的に回転させるように制御される１つ又は複数のモータを備えてもよい。
【００２５】
他の態様によれば、各関節運動プレートは、前記プレート関節運動軸を規定する関連シャフトに設けられる。また、各関節運動プレートは、角度の間隔を設けた位置で前記シャフトに取り付けられた第１及び第２ストッパを備えてもよい。前記第１ストッパは、関連する関節運動プレートが、第１姿勢を超えて前記プレート関節運動軸に対して回転することを防ぐように構成される。また、前記第２ストッパは、前記関連する関節運動プレートが、第２姿勢を超えて前記プレート関節運動軸に対して回転することを防ぐように構成される。
【００２６】
他の態様によれば、各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを有してもよい。前記関節運動制御システムは、潤滑剤充填チャンバと、前記潤滑剤充填チャンバ内に配置され、前記ハブ回転軸の周囲に設けられた連続軌道を周囲に有する固定軌道アセンブリと、各関節運動プレートに関連付けられ、前記潤滑剤充填チャンバ内に配置され、前記連続軌道と係合する従動アセンブリと、各シャフトに接続され、前記潤滑剤充填チャンバの外側に配置された外部磁性カップリングと、前記従動アセンブリに接続され、前記潤滑剤充填チャンバ内に配置された内部磁性カップリングとを備えてもよい。前記内部磁性カップリングは、前記潤滑剤充填チャンバの壁を介して前記外部磁性カップリングに磁気的に結合され、前記ハブ及び関節運動プレートが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記従動アセンブリが前記連続軌道を横切って前記プレート関節運動軸に対して前記プレートの姿勢を変化させる。
【００２７】
他の態様によれば、前記固定軌道アセンブリは、固定軌道部材と、前記ハブ回転軸の軸方向に且つ前記固定軌道部材に対して可動である可動軌道部材とを含む分割軌道アセンブリを有してもよい。前記固定軌道部材は、前記連続軌道に沿って前記可動軌道部材から分離可能である。
【００２８】
他の態様によれば、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材の一方は雌円錐嵌合面を含み、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材の他方は雄円錐嵌合面を含み、その結果、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材は自律的に位置調整する。
【００２９】
他の態様によれば、前記連続軌道は、第１セクション、第２セクション、及び前記第１セクションと前記第２セクションの間の第１及び第２遷移セクションを含む。前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第１セクションを横切ると、前記第１軌道セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの関節運動軸に対して第１姿勢をとる。前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第２セクションを横切ると、前記第２軌道セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの関節運動軸に対して第２姿勢をとる。前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第１遷移セクションを横切ると、前記第１遷移セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレート関節運動軸に対する前記第１姿勢から、前記プレート関節運動軸に対する前記第２姿勢へと遷移する。前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第２遷移セクションを横切ると、前記第２遷移セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレート関節運動軸に対する前記第２姿勢から、前記プレート関節運動軸に対する前記第１姿勢へと遷移する。
【００３０】
他の態様によれば、前記連続軌道の前記第１セクションは、前記ハブ回転軸に垂直な第１平面にあり、前記連続軌道の前記第２セクションは、前記ハブ回転軸に垂直な第２平面にあり、前記連続軌道の前記第１及び第２セクションは、前記ハブ回転軸において軸方向に離間されている。
【００３１】
他の態様によれば、前記連続軌道の対向する両側面は、反対の磁気極性を有し、前記従動アセンブリは、前記連続軌道内に配置された従動ヘッドを含み、前記従動ヘッドは、前記従動ヘッドの対向する両側面が、前記従動ヘッドの側面に面する前記連続軌道の側面の磁気極性と反対の磁気極性を有するように磁化されている。
【００３２】
他の態様によれば、前記連続軌道は円状の断面形状を有し、前記従動ヘッドが球状である。
【００３３】
他の態様によれば、各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有する。また、前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成される。
【００３４】
他の態様によれば、前記対向する表面は、前記ハブの各回転の第２部分の間、前記ハブの回転平面に対して垂直に姿勢調整される。
【００３５】
他の態様によれば、前記システムは、前記ハブに対して角度を空けた位置に配置された複数の関節運動プレートを有してもよい。スリップストリーム姿勢にある隣接する関節運動プレートは、互いに重なり合う。各関節運動プレートは、前記プレートの第１面において厚みが減少した先端縁ポケットと、前記プレートの第２面において厚みが減少した後縁ポケットとを備える。１つの関節運動プレートの前記先端縁ポケットは、前記プレートがスリップストリーム姿勢にあるとき、隣り合って重なった関節運動プレートの前記後縁ポケットと入れ子になる。
【００３６】
他の態様によれば、前記システムは、ハブ姿勢制御システムをさらに有してもよい。前記ハブ姿勢制御システムは、前記ハブ回転軸を横切る流体の流れの方向を検出するセンサと、１つ又は複数のアクチュエータとを有してもよい。前記１つ又は複数のアクチュエータは、前記ハブの各回転の前記第１部分のために、前記関節運動プレートが、前記流体の流れに逆らう方向に向かって前記スリップストリーム姿勢にあるように、及び、前記ハブの各回転の前記第２部分のために、前記関節運動プレートが、前記流体の流れと同じ方向に向かって前記作動姿勢にあるように、前記ハブ回転軸に対して前記ハブを再配置するように構成される。
【００３７】
他の態様によれば、前記システムは、少なくとも１つのハブを取り囲むカウリングをさらに有してもよい。各ハブに関連する前記カウリングの一部は、前記ハブの回転の前記第１部分に対応する前記カウリングの側で閉じられ、前記ハブの回転の前記第２部分に対応する前記カウリングの側に、吸入ポート及び排気ポートを有する。
【００３８】
他の態様によれば、各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有する。また、前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記各ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成される。前記システムは、２つ以上のハブを取り囲むカウリングと、前記各ハブと、前記少なくとも１つの軸方向において隣接するハブとの間に配置された前記カウリング内にセパレータプレートとをさらに有してもよい。各ハブに関連する前記カウリングの一部は、前記ハブの回転の前記第１部分に対応する前記カウリングの側で閉じられ、前記ハブの回転の前記第２部分に対応する前記カウリングの側に、吸入ポート及び排気ポートを有する。前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対して固定される。また、前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの回転又はそれぞれの前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレートの関節運動を妨害しないように構成される。
【００３９】
他の態様によれば、前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに有してもよい。当該関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動オーバーライドシステムがアクティブ化されている間、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、各プレートに所望の不変の姿勢をとらせるように構成されている。
【００４０】
他の態様によれば、前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに有してもよい。当該関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、各プレートが前記ハブ回転軸に対していかなる角度位置であっても、各プレートに前記スリップストリーム姿勢をとらせるように構成されている。
【００４１】
他の態様によれば、各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有する。また、前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成される。前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに有してもよい。当該関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、各プレートが前記ハブ回転軸に対していかなる角度位置であっても、各プレートに前記スリップストリーム姿勢をとらせるように構成されている。前記関節運動オーバーライドシステムは、前記固定軌道部材を前記可動軌道部材から軸方向に分離して、各関節運動プレートの前記従動アセンブリを前記固定軌道アセンブリから切り離すように構成された１つ又は複数のリニアアクチュエータと、前記可動軌道部材の軸方向の動きが１次オーバーライドリングの対応する軸方向の動きを引き起こすように、前記ハブ回転軸に対して同軸に姿勢調整された前記１次オーバーライドリングに前記可動軌道部材を結合するロッカーアームと、前記ハブの１つの各関節運動プレートのシャフトに取り付けられ、軸方向に移動する前記１次オーバーライドリングと接触し、各関節運動プレートをスリップストリーム姿勢で保持するように構成されたアクチュエータカムとを有してもよい。
【００４２】
他の態様によれば、前記システムは、２次オーバーライドリングと、３次オーバーライドリングと、アクチュエータカムとを有してもよい。前記２次オーバーライドリングは、前記１次オーバーライドリングを前記２次オーバーライドリングに結合するリフタを含み、前記３次オーバーライドリングは、前記２次オーバーライドリングを前記３次オーバーライドリングに結合するリフタを備える。これにより、前記１次オーバーライドリング、前記２次オーバーライドリング、及び前記３次オーバーライドリングが軸方向に一斉に移動する。前記アクチュエータカムは、前記ハブのうち軸方向に隣接するハブの各関節運動プレートのシャフトに取り付けられる。また、前記アクチュエータカムは、軸方向に移動する前記３次オーバーライドリングと接触し、前記軸方向に隣接するハブの各関節運動プレートをスリップストリーム姿勢で保持するように構成される。
【００４３】
他の態様によれば、前記リニアアクチュエータは、ボールねじアクチュエータを備える。
【００４４】
他の態様によれば、前記関節運動オーバーライドシステムは、１つ又は複数の冗長アクチュエータをさらに有してもよい。前記１つ又は複数の冗長アクチュエータは、前記１つ又は複数のリニアアクチュエータが、前記可動軌道部材から前記固定軌道部材を軸方向に分離できない場合、前記１次オーバーライドリングを軸方向に移動させるように構成及び制御される。
【００４５】
他の態様によれば、前記冗長アクチュエータは、点火式アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ、電子ソレノイド式アクチュエータ及びピストンアクチュエータからなるグループから選択される１つ又は複数のアクチュエータを備える。
【００４６】
他の態様によれば、前記冗長アクチュエータは、電気装置、爆発装置、圧力カートリッジ、機械的プライマ起動装置、線形爆発伝達ライン、又はレーザ作動兵器装置によって作動されるように構成される。
【００４７】
他の態様によれば、前記システムは、少なくとも１つのハブに動作可能に結合され、少なくとも１つのハブの回転から機械エネルギーを受け取るように構成された動力取出装置をさらに有してもよい。
【００４８】
他の態様によれば、前記動力取出装置は、クラッチ、ギアボックス、発電機及びポンプのうちの１つ又は複数を有してもよい。
【００４９】
本開示の態様は、以下に示す方法で具体化される。すなわち、当該方法は、ハブ回転軸に対して回転可能なハブと、前記ハブから径方向に延在し、前記ハブと共に回転可能な１つ又は複数の関節運動プレートを用いて、運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換する方法である。前記方法は、Ａ．  前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたプレート関節運動軸に対して各関節運動プレートを選択的に関節運動させるステップと、Ｂ．  前記ステップＡの間、前記ハブが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記プレートの姿勢が変化するように、関連するプレート関節運動軸に対して各プレートの姿勢を独立して制御するステップとを有してもよい。
【００５０】
他の態様によれば、各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、前記ステップＢは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整するステップと、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するステップとを含む。
【００５１】
他の態様によれば、前記対向する表面は、前記ハブの各回転の第２部分の間、前記ハブの回転平面に対して垂直に姿勢調整される。
【００５２】
他の態様によれば、前記方法は、前記ハブ回転軸を横切る方向に流れる流体内に前記ハブを配置するステップをさらに有してもよい。前記ハブの各回転の前記第１部分の間、前記プレートは、前記流体の流れの方向に逆らって移動し、前記ハブの各回転の前記第２部分の間、前記プレートは、前記流体の流れと同じ方向に移動する。
【００５３】
他の態様によれば、前記ハブの各回転の第１及び第２の遷移部分の間、各プレートは、前記回転の前記第１部分の間の姿勢と、前記回転の前記第２部分の間の姿勢との間で遷移する。
【００５４】
［参照による組込み］
本明細書に記載される全ての公報、特許及び特許出願は、個々の公報、特許又は特許出願が参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示された場合と同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【００５５】
好適な実施形態の新規の特徴は、特許請求の範囲に具体的に記載されている。本実施形態の特徴及び利点は、好適な実施形態の原理が利用される例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明及び添付図面を参照することによってより理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】図１Ａは、一部を部分断面で示す運動流体エネルギー変換システム（ＫＦＥＣＳ：  ｋｉｎｅｔｉｃ  ｆｌｕｉｄ  ｅｎｅｒｇｙ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）の垂直軸の実施形態の斜視図を、陸上用途で用いる際に、接近する流体の流れ又はその他の方向に対してＫＦＥＣＳを向けるために使用されるハブ姿勢制御モータ及びギアの拡大部分斜視図と共に示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、単一のハブで構成されたＫＦＥＣＳを、エネルギー変換プレートの関節運動が、接近する流体の流れに対して開始及び停止する場所を示す角度位置と共に示す平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、ハブ内に含まれる又はハブによって覆われたエネルギー変換プレート関節運動システムの一実施形態を明らかにする分割断面を含む、ハブの部分斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、流体の流れに最も近くで姿勢調整されたハブの部分正面図であって、エネルギー変換プレートを制御するカムトラックアセンブリの部分を、流体の流れに対してエネルギー変換プレートが平行及び垂直である状態で明らかにする分割断面を含む図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、エネルギー変換プレートを制御するカムトラックアセンブリの部分を、流体の流れに対してエネルギー変換プレートが平行及び垂直である状態で明らかにするハブの部分正面図であって、流体の流れに最も近くで姿勢調整されたカムトラックアセンブリの部分断面図を明らかにする部分断面を含む図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、流体の流れに最も近くで姿勢調整されたハブの部分正面図であって、エネルギー変換プレートを制御するカムトラックアセンブリの部分を、流体の流れに対してエネルギー変換プレートが平行及び垂直である状態で明らかにする分割断面を含む図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、流体の流れに最も近くで姿勢調整されたハブの部分正面図であって、流れの方向に平行である右側のエネルギー変換プレートシャフトは、ハブキャリアの長手方向軸に対して時計回りに回転し、流体の流れの方向に対して垂直とする９０°の関節運動を開始する直前であり、左側のエネルギー変換プレートシャフトは、流体の流れの方向に対して垂直とする関節運動を官庁した後であることを明らかにする部分断面を含む図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、流体の流れに最も近くで姿勢調整されたハブの部分正面図であって、流体の流れの方向に平行な姿勢から、流体の流れの方向に垂直な姿勢へと遷移中のエネルギー変換プレートシャフトを明らかにする部分断面を含む図である。
【図２Ｇ】図２Ｇは、流体の流れに最も近くで姿勢調整されたハブの部分正面図であって、流体の流れの方向に平行な姿勢から、流体の流れの方向に垂直な姿勢への関節運動を完了したエネルギー変換プレートシャフトの断面図を明らかにする部分断面を含む図である。
【図３Ａ】図３Ａは、２つの逆回転ハブアセンブリの部分斜視図であって、拡大詳細部分斜視図を伴う逆回転トランスミッションを明らかにする部分断面を含む図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、２つの逆回転ハブアセンブリの部分斜視図であって、（ｉ）  拡大詳細部分斜視図を伴う逆回転トランスミッションの別の実施形態と、（ｉｉ）外側ハブから周辺プレートへのスラストベアリングの別の実施形態を明らかにする部分断面を含む図である。
【図４】図４は、ＫＦＥＣＳの垂直軸の実施形態をトリミングした斜視図であって、エネルギー変換プレートを、作動姿勢から、全てのエネルギー変換プレートが同時にスリップストリーム姿勢となる位置へと移行させる関節運動のオーバーライドに用いられる、動作可能にリンクされた主要な構成要素を明らかにする部分断面を含む図である。
【図５Ａ】図５Ａは、ＫＦＥＣＳの垂直軸の実施形態の断面図であって、（ｉ）  動作可能に結合されたベベルギア及びクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリのピニオンギアの詳細な拡大断面図（図５Ｂ）及び（ｉｉ）  トランスミッションのリングギアとピニオンの関係の詳細な拡大断面図（図５Ｃ）を用いて、エネルギー変換システムを介する機械エネルギーの流れを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、動作可能に結合されたベベルギア及びクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリのピニオンギアの詳細な拡大断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、トランスミッションのリングギアとピニオンの関係の詳細な拡大断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、垂直軸の実施形態の斜視図であって、（ｉ）  １つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ又は近傍のハブへの機械動力の伝達に用いられるハブの構成要素及び特徴を明らかにするために１／４部分を除去した図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ハブ延長部の拡大断面図（図６Ｂは、図６Ａの一部を詳細に示す）であって、エネルギー変換プレート（ＥＣＰ：ｅｎｅｒｇｙ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｐｌａｔｅ）シャフト及びそれを動作可能に支持するベアリングを明らかにする図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、作動姿勢にあるＥＣＰシャフトの断面図及び部分斜視図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、スリップストリーム姿勢にあるＥＣＰシャフトの断面図及び部分斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、２つの逆回転ハブアセンブリの部分斜視図であって、（ｉ）  逆回転トランスミッションと、ハブキャリアに固定リンクされた周辺プレートの一部とを明らかにする部分断面、及び（ｉｉ）  流体の流れ又は任意の他の方向に対するＫＦＥＣＳの姿勢調整に用いられるハブ姿勢モータハウジング内の構成要素の斜視図を明らかにする第２部分断面を含む図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、ハブキャリアと、逆回転トランスミッションのピニオンキャリアと、周辺プレートと、周辺プレートの近接センサへのハブの断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、ハブキャリアと、２つの逆回転トランスミッション及びまで具現化した周辺プレートの別の実施形態と、任意の周辺スラストベアリングの断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、２つの逆回転ハブアセンブリの部分正面図であって、ハブキャリアの長手方向軸に対して時計回りに回転するハブについて、カム軌道アセンブリの正面を明らかにする部分断面を含む図である。時計回りに回転するハブのためのＥＣＰ関節運動制御は、スリップストリーム姿勢からの遷移を０°の位置で開始し、流体の流れに対して垂直な姿勢への関節運動は、５°の位置で完了するものとして角度位置が示されている。
【図８Ｂ】図８Ｂは、コネクティングロッド、コネクティングロッドベアリング、犠牲シャフト及び球状マグネットを有する従動アセンブリの斜視図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、ハブキャリアの正面図（すなわち、接近する流体の流れに面している）であって、２つのカム軌道アセンブリについて、他のカム軌道アセンブリに対する各カム軌道アセンブリそれぞれの角度オフセットを示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、ハブキャリアの背面図（すなわち、接近する流体の流れから離れる方向に面している）であって、２つのカム軌道アセンブリについて、他のカム軌道アセンブリに対する各カム軌道アセンブリそれぞれの角度オフセットを示す図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、ＥＣＰがスリップストリーム姿勢から作動姿勢へと関節運動する際、反対に回転するハブのペアのＥＣＰが関節運動を進める様子を示す第１正面図（すなわち、接近する流体の流れに面している）である。
【図８Ｆ】図８Ｆは、ＥＣＰがスリップストリーム姿勢から作動姿勢へと関節運動する際、反対に回転するハブのペアのＥＣＰが関節運動を進める様子を示す第２正面図（すなわち、接近する流体の流れに面している）である。
【図８Ｇ】図８Ｇは、ＥＣＰがスリップストリーム姿勢から作動姿勢へと関節運動する際、反対に回転するハブのペアのＥＣＰが関節運動を進める様子を示す第３正面図（すなわち、接近する流体の流れに面している）である。
【図８Ｈ】図８Ｈは、ＥＣＰが作動姿勢からスリップストリーム姿勢へと関節運動する際、反対に回転するハブのペアのＥＣＰが関節運動を進める様子を示す第１背面図（すなわち、接近する流体の流れから離れる方向に面している）である。
【図８Ｉ】図８Ｉは、ＥＣＰが作動姿勢からスリップストリーム姿勢へと関節運動する際、反対に回転するハブのペアのＥＣＰが関節運動を進める様子を示す第２背面図（すなわち、接近する流体の流れから離れる方向に面している）である。
【図８Ｊ】図８Ｊは、ＥＣＰが作動姿勢からスリップストリーム姿勢へと関節運動する際、反対に回転するハブのペアのＥＣＰが関節運動を進める様子を示す第３背面図（すなわち、接近する流体の流れから離れる方向に面している）である。
【図９Ａ】図９Ａは、ハブ内に配置されたカム軌道アセンブリの正面断面図であって、軌道内の従動アセンブリと、従動アセンブリが取り付けられるＥＣＰシャフトとを示すと共に、カム軌道が磁石である図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの磁性カム軌道アセンブリの拡大断面図であって、磁性軌道内を浮遊する磁性従動ヘッド、従動機構及びＥＣＰシャフトの正面図を含む図である。
【図１０】図１０は、潤滑剤が充填された膜内に配置されたカム軌道アセンブリの正面図であって、膜の内部の構成要素を明らかにするために膜の一部を取り除くと共に、磁性カップリングの斜視図（詳細Ａ）と、従動アセンブリの拡大詳細断面図（詳細Ｂ）を含む図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、コンピュータ制御された電磁アレイアセンブリを介したエネルギー変換プレートの独立した関節運動の実施形態の斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、ＥＣＰの作動モードを制御する電磁アレイアセンブリの部分斜視図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、作動モードからスリップストリームモードへのＥＣＰの遷移を制御する電磁アレイアセンブリの部分斜視図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、ＥＣＰのスリップストリームモードを制御する電磁アレイアセンブリの部分斜視図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、閉じた位置におけるトリプルカム軌道アセンブリのボールねじ及び軌道部分の正面図であって、トリプル従動アセンブリの断面図を含む図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、閉じた位置におけるトリプルカム軌道アセンブリのボールねじ及び軌道部分のトリミングした断面図であって、トリプル従動アセンブリが作動姿勢にある図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、開いた位置におけるトリプルカム軌道アセンブリのボールねじ及び軌道部分の正面図であって、トリプル従動アセンブリがスリップストリーム姿勢にある図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、開いた位置におけるトリプルカム軌道アセンブリのボールねじ及び軌道部分のトリミングした断面図であって、トリプル従動アセンブリがスリップストリーム姿勢にある図である。
【図１２Ｅ】図１２Ｅは、トリプルカム軌道アセンブリで用いられ、スリップストリーム姿勢にあるトリプル従動アセンブリの正面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、ピニオンキャリア、及びハブキャリアに固定リンクされた周辺プレートの斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、ピニオンキャリア、及びハブキャリアに固定リンクされた周辺プレートの平面図であって、破線は、回転カップリングの必要なしに、ハブキャリア孔部から周辺プレートへの、電気ワイヤ、油圧ライン、光ファイバケーブル及びその他の同様なサポートシステムが物理的に案内される多くの経路のうち２つを示す図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、周辺プレートの別の実施形態の斜視図であって、周辺プレートは、ハブキャリアに固定リンクされるように構成されると共に、当該ハブキャリアは、２つまでの逆回転トランスミッションと共に使用可能であり、且つ２つまでの任意の周辺スラストベアリングを収容可能である図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、周辺プレートの別の実施形態の平面図であって、破線は、回転カップリングの必要なしに、ハブキャリア孔部から周辺プレートへの、電気ワイヤ、油圧ライン、光ファイバケーブル及びその他の同様なサポートシステムが物理的に案内される多くの経路のうち２つを示す図である。
【図１３Ｅ】図１３Ｅは、ブレーキハウジング及び周辺プレートの別の実施形態を含むＫＦＥＣＳの横断面図である。
【図１４】図１４は、ハブの内側に設けられ、ＥＣＰシャフトに取り付けられたリングギアと係合する関節運動モータを、ＥＣＰシャフトの軸を横切る方向に示す部分断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、ＫＦＥＣＳの垂直軸の実施形態のトリミングした斜視図であって、（ｉ）  スタンバイモードにおける冗長フェールセーフシステム（アクティベート時には、全てのＥＣＰをスリップストリーム姿勢まで回転させる及び／又はスリップストリーム姿勢で維持する）、及び（ｉｉ）  作動モード配置にある２つの磁性カム軌道アセンブリを明らかにする部分断面を含む図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、垂直軸の実施形態のＫＦＥＣＳのハブアセンブリのトリミングした斜視図であって、スリップストリームモード配置にある２つの磁性カム軌道アセンブリを明らかにする部分断面を含む図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、垂直軸の実施形態のＫＦＥＣＳのハブアセンブリのトリミングした部分斜視図であって、スリップストリームモード配置にある磁性カム軌道アセンブリを明らかにする部分断面を含む図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、スリップストリームモード配置にあるカム軌道アセンブリの正面図である。
【図１５Ｅ】図１５Ｅは、自己調心する軌道セクション嵌合の実施形態における円錐嵌合面を示す方向のカム軌道アセンブリを、図１５Ｄの方向１５Ｅで示す断面図である。
【図１５Ｆ】図１５Ｆは、ＫＦＥＣＳの上側ハブの実施形態の斜視図であって、（ｉ）  フェールセーフバックアップＡＯＳ処理により、分離した従動ヘッドを伴って、開かれたカム軌道アセンブリ、及び（ｉｉ）  作動位置にある冗長ＡＯＳフェールセーフアクチュエータを明らかにする部分断面を含む図である。
【図１５Ｇ】図１５Ｇは、分離した従動ヘッドの部分側面断面図であって、フェールセーフバックアップＡＯＳ処理の結果として破断した犠牲シャフトを含む図である。
【図１５Ｈ】図１５Ｈは、分離した球状ベアリングの部分側面断面図であって、フェールセーフバックアップＡＯＳ処理の結果として破断した犠牲シャフトを含む図である。
【図１５Ｉ】図１５Ｉは、分離したトリプル従動アセンブリの部分側面断面図であって、フェールセーフバックアップＡＯＳ処理の結果として破断した犠牲シャフトを含む図である。
【図１５Ｊ】図１５Ｊは、分離した関節運動モータピニオンの部分側面断面図であって、フェールセーフバックアップＡＯＳ処理の結果として破断した犠牲剪断ピンを含む図である。
【図１６】図１６は、コンピュータ化された機能について、ＫＦＥＣＳ及び遠隔処理からの入力、並びに、ＡＯＳ、クラッチ、ブレーキ、ハブ姿勢モータ及び水中用ＫＦＥＣＳの浮力及び深さ処理を制御するコンピュータ出力の構成図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、ＫＦＥＣＳの実施形態の斜視図であって、流体の流れに対してＫＦＥＣＳを姿勢調整し、機械エネルギーを発電機又はポンプに伝達し、ＫＦＥＣＳのハブの回転を停止させる構成要素を明らかにする部分断面を含む図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、ＫＦＥＣＳのベース上側構造の実施形態、及び、接近する流体の流れに対して又はコンピュータで指令された他の姿勢に対してＫＦＥＣＳを姿勢調整することに用いられる構成要素の斜視図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、ベース上側構造、及び、接近する流体の流れに対して又はコンピュータで指令された他の姿勢に対してＫＦＥＣＳを姿勢調整することに用いられる構成要素の平面図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、ベース上側構造の実施形態、及び、接近する流体の流れに対して又は他のコンピュータで指令された他の姿勢に対してＫＦＥＣＳを姿勢調整することに用いられる構成要素を、図１７Ｃの方向１７Ｄで示す横断面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、作動姿勢にある非入れ子のＥＣＰの背面側の斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、作動姿勢にある非入れ子のＥＣＰの端面図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、作動姿勢にある非入れ子のＥＣＰの分解側面図であって、切り欠かれた部分は、任意の内部浮力室を明らかにする図である。
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、矩形状の５つのＥＣＰを有する単一のハブの平面図であって、各ＥＣＰは、同時にスリップストリーム姿勢にある図である。
【図１８Ｅ】図１８Ｅは、台形状の５つのＥＣＰを有する単一のハブの平面図であって、各ＥＣＰは、同時にスリップストリーム姿勢にある図である。
【図１８Ｆ】図１８Ｆは、作動モードにある非入れ子のＥＣＰを収容する細長ハブを有するＫＦＥＣＳの実施形態の正面図であって、各ＥＣＰは、当該ハブのスイープ領域を超えて隣り合うハブのスイープ領域まで延在し、追加の上側構造及びカウリング取付領域を収容可能な細長の周辺プレートを示す図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、スリップストリーム姿勢にある入れ子ＥＣＰの背面側の平面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、スリップストリーム姿勢にある入れ子ＥＣＰの背面側の斜視図であって、スリップストリーム姿勢にある先端縁の拡大図を含む図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、スリップストリーム姿勢にある入れ子ＥＣＰの背面側の図である。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、スリップストリーム姿勢にある入れ子ＥＣＰの正面側の図である。
【図１９Ｅ】図１９Ｅは、５つの入れ子ＥＣＰを有する単一のハブの平面図であって、全てのＥＣＰがスリップストリーム姿勢にある状態で、各ＥＣＰが、隣り合うＥＣＰに重なっていることを示す図である。
【図１９Ｆ】図１９Ｆは、作動モードにある入れ子のＥＣＰを含む細長ハブを有するＫＦＥＣＳの実施形態の正面図であって、各ＥＣＰは、当該ハブのスイープ領域を超えて隣り合うハブのスイープ領域まで延在し、追加の上側構造及び／又はカウリング取付領域を収容可能な細長の周辺プレートを示す図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、全面コーティングした（ａｇｇｒｅｇａｔｅ  ｃｏａｔｅｄ）ＥＣＰ表面の部分平面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、逆ディンプル加工した（ｉｎｖｅｒｔｅｄ  ｄｉｍｐｌｅｄ）ＥＣＰ表面の部分斜視図である。
【図２１】図２１は、陸上用途で用いられるＫＦＥＣＳの上側構造の斜視図であって、ハブキャリアの長手方向軸は、地面、又はＫＦＥＣＳを動作可能に支持する陸上用構造に垂直である図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、陸上用途で用いられるＫＦＥＣＳの上側構造の斜視図であって、ハブキャリアの長手方向軸は、地面、又はＫＦＥＣＳを動作可能に支持する陸上用構造に平行である図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、陸上用途で用いられるＫＦＥＣＳの上側構造の正面図であって、ハブキャリアの長手方向軸は、地面、又はＫＦＥＣＳを動作可能に支持する陸上用構造に平行である図である。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、陸上用途で用いられるＫＦＥＣＳの上側構造の別の実施形態の斜視図であって、ハブキャリアの長手方向軸は、地面、又はＫＦＥＣＳを動作可能に支持する陸上用構造に平行である図である。
【図２２Ｄ】図２２Ｄは、図２２ＣのＫＦＥＣＳの上側構造の正面図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、水中用途で用いられるＫＦＥＣＳの上側構造の実施形態の平面斜視図であって、ハブキャリアの長手方向軸は、ＫＦＥＣＳが水底に固定される水域の水面に対して垂直に姿勢調整される図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図２３ＡのＫＦＥＣＳの上側構造の実施形態の底面斜視図である。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、水中用途で用いられるＫＦＥＣＳの上側構造の実施形態の部分断面斜視図であって、ハブキャリアの長手方向軸は、ＫＦＥＣＳが水底に固定される水域の水面に対して垂直に姿勢調整される図である。
【図２３Ｄ】図２３Ｄは、水中用途で用いられるＫＦＥＣＳの上側構造のトリミングした部分断面側面図であって、ハブキャリアの長手方向軸は、水面に対して垂直に姿勢調整され、クラッチ／ギアボックス／発電機及び／又はポンプアセンブリに対して動作可能に結合された駆動構成要素を明らかにする図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、水中用途で用いられるＫＦＥＣＳの上側構造の実施形態の斜視図であって、ハブキャリアの長手方向軸は、ＫＦＥＣＳが水底に固定される水域の水面に対して平行に姿勢調整される図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、水中用途で用いられるＫＦＥＣＳの上側構造の正面図であって、ハブキャリアの長手方向軸は、ＫＦＥＣＳが水底に固定される水域の水面に対して平行に姿勢調整される図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、陸上用の垂直軸用途で用いる際のＫＦＥＣＳのハブを囲うカウリングの正面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、カウリング及びＫＦＥＣＳの背面図である。
【図２５Ｃ】図２５Ｃは、吸入ポート、ハブキャリアアタッチメント及びハブセパレータプレートを示すカウリングの正面斜視図である。
【図２５Ｄ】図２５Ｄは、カウリングの背面斜視図である。
【図２５Ｅ】図２５Ｅは、カウリングの平面図であって、トッププレート及びカウリングの上部が省略されて、カウリング内に配置されたハブセパレータプレートを露出させている図である。
【図２５Ｆ】図２５Ｆは、２つの逆回転ハブの上方、下方及びそれらの間で利用可能なプレートを示すカウリングの一構成の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
特に明記されていない限り、本明細書で使用される全ての技術用語、表記法、その他の技術用語又は用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって共通して理解されるものと同じ意味を持つ。この項目に記載された定義が、参照により本明細書に組み込まれる特許、出願、公開出願、及び他の刊行物に記載された定義に反する或いは矛盾する場合、この項目に記載された定義は、参照により本明細書に組み込まれた定義よりも優先する。
【００５８】
別段の指示がない限り、又は文脈が別の方法で示唆している場合を除き、本明細書で使用される場合、「ａ」又は「ａｎ」は「ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ（少なくとも１つ）」又は「ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ（１つ以上）」を意味する。
【００５９】
この説明は、構成要素、装置、位置、特徴又はそれらの一部の絶対的又は相対的な位置及び／又は姿勢（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を説明する際に、相対的な空間的及び／又は姿勢（向き）の用語を使用することができる。特に明記されていない限り、又は説明の文脈によって別段の指示がない限り、そのような用語には、ｔｏｐ（上）、ｂｏｔｔｏｍ（底）、ａｂｏｖｅ（上方）、ｂｅｌｏｗ（下方）、ｕｎｄｅｒ（下）、ｏｎ  ｔｏｐ  ｏｆ（〜の上）、ｕｐｐｅｒ（上側）、ｌｏｗｅｒ（下側）、ｌｅｆｔ  ｏｆ（〜の左）、ｒｉｇｈｔ  ｏｆ（〜の右）、ｉｎ  ｆｒｏｎｔ  ｏｆ（〜の前）、ｂｅｈｉｎｄ（後ろ）、ｎｅｘｔ  ｔｏ（〜の隣り）、ａｄｊａｃｅｎｔ（隣接する）、ｂｅｔｗｅｅｎ（〜の間）、ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ（水平な）、ｖｅｒｔｉｃａｌ（垂直な）、ｄｉａｇｏｎａｌ（対角）、ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ（長手方向の又は縦方向の）、ｔｒａｖｅｒｓｅ（横方向の）、ｒａｄｉａｌ（径方向の）、ａｘｉａｌ（軸方向の）等は、図面においてそのような構成要素、装置、位置、特徴、又はそれらの一部を参照する際に便宜上使用され、制限することを意図したものではない。
【００６０】
また、特に明記しない限り、この説明で言及される特定の寸法は、本開示の態様を具体化するデバイスの例示的な実装を単に代表するものであり、限定することを意図するものではない。
【００６１】
本明細書で使用される場合、「固定リンクされた」、「動作上接続された」、「動作上結合された」、「動作上リンクされた」、「動作可能に接続された」、「動作可能に結合された」、「動作可能にリンクされた」、「動作可能に結合可能」等の用語は、１つの構成要素の動作により、２番目の要素の対応する、後続の、若しくは同時の動作又は作動が発生する構成要素間の関係（機械的、リンク機構、カップリング等）を指す、そのような用語を本発明の実施形態に用いる場合、構成要素をリンク又は結合する特定の構造又はメカニズムが典型的に説明されることに留意されたい。しかしながら、具体的に明記しない限り、そのような用語の１つが使用される場合、当該用語は、実際のリンク機構又はカップリングが様々な形態をとることを示し、特定の場合には、関連技術の当業者に容易に明らかになるであろう。
【００６２】
本明細書で使用される場合、「ＫＦＥＣＳ」という用語は、本明細書で説明される運動流体エネルギー変換システム（ｋｉｎｅｔｉｃ  ｆｌｕｉｄ  ｅｎｅｒｇｙ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）の任意の実施形態を指し、これには、ＫＦＥＣＳが配置される地上若しくは陸上の構造物、又はＫＦＥＣＳが下方に配置される水面に対するハブキャリアの長手方向軸（回転軸）の姿勢に関係なく、風力エネルギー又は水力エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用される実施形態を含むが、これらに限定されない。
【００６３】
本明細書で使用される場合、「ベアリング」という用語は、回転、振動、関節運動又は摺動するシャフト、ピボット、ホイール又はアセンブリを支持及び／又は案内するために使用される構成要素を指す。説明又は図示されているベアリングに関係なく、当該用語は、様々な形態（シール、非シール、ローラ、ボール、アンギュラ、ニードル、スラストを含むが、これらに限定されない。）をとることができる。しかしながら、具体的に明記しない限り、そのような用語が使用される場合、当該用語は、実際のリンク機構又はカップリングが様々な形態をとることを示し、特定の場合には、関連技術の当業者に容易に明らかになるであろう。
【００６４】
本明細書で使用される場合、「コンピュータ」、「コンピュータ制御」という用語及び同様の用語は、その物理的位置に関係なく、ＫＦＥＣＳ内又はＫＦＥＣＳに接続されたコンピュータ及び／又は冗長コンピュータを指し、これには、１つ又は複数の無停電電源装置を含むことができる。
【００６５】
本明細書で使用される場合、「陸上用システム」という用語は、移動ガス又はガス混合物（空気を含むがこれに限定されない。）からの運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換することを目的とするＫＦＥＣＳを指す。
【００６６】
本明細書で使用される場合、「水中用システム」という用語は、移動液体又は液体混合物（水を含むがこれに限定されない。）からの運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換することを目的とするＫＦＥＣＳを指す。  
【００６７】
本明細書で使用される場合、「独立制御」という用語は、ＫＦＥＣＳ内に含まれる他のエネルギー変換プレートから独立した及び無関係の、軸に対するエネルギー変換プレートの回転を指す。
【００６８】
本明細書で使用される場合、「クラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ」という用語は、ＫＦＥＣＳに動作可能に結合可能であり、ＫＦＥＣＳから流れる機械エネルギーによって駆動可能な任意のデバイス又は構成要素のアセンブリを指す。  
【００６９】
本明細書で使用される場合、「エネルギー変換プレート」という用語は、陸上用システムで使用される場合、一般に翼（ａｉｒｆｏｉｌｓ）として知られており、水中用システムで使用される場合、一般に水中翼（ｈｙｄｒｏｆｏｉｌ）として知られている。
【００７０】
本明細書で使用される場合、「ＥＣＰ」という用語は、エネルギー変換プレートを指す。
【００７１】
本明細書で使用される場合、「入れ子（ｎｅｓｔｉｎｇ）ＥＣＰ」という用語は、全てのＥＣＰがスリップストリーム姿勢にある場合に、ＥＣＰの軸に平行なＥＣＰの先端縁が、ハブキャリアの長手方向軸に対する回転方向でその直前にあるＥＣＰと重なり、入れ子になるように構成されているＥＣＰを指す。
【００７２】
本明細書で使用される場合、「作動モード」という用語は、エネルギー変換プレートが、流体の流れに平行ではなく（垂直であってもよい）、接近する流体の流れにさらされると、運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換するエネルギー変換プレートの姿勢を指す。
【００７３】
本明細書で使用される場合、「スリップストリーム姿勢」という用語は、エネルギー変換プレートが、接近する流体の流れに平行であり、接近する流体の流れにさらされると、運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換しないエネルギー変換プレートの姿勢を指す。
【００７４】
本明細書で使用される場合、「ＡＯＳ」という用語は、ＫＦＥＣＳが全てのＥＣＰをそれらのスリップストリーム位置に関節運動させ、ハブの回転を停止することを可能にする複数の冗長システムを含む関節運動オーバーライドシステム（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｖｅｒｒｉｄｅ  ｓｙｓｔｅｍ）を指す。
【００７５】
本明細書で使用される場合、「ＡＯＳスタンバイモード」という用語は、ＡＯＳシステムが、（ｉ）ＫＦＥＣＳ作動モードと互換性のない状態についてＫＦＥＣＳを監視し、（ｉｉ）全ての可動部品を格納するか、或いは、そのような可動部品を機械的摩耗を受けない位置又は状態とするＡＯＳシステムの動作を指す。
【００７６】
本明細書で使用される場合、「ＡＯＳアクティブモード」という用語は、全てのエネルギー変換プレートがそれらのスリップストリーム姿勢に移動及び／又は保持されるＡＯＳの動作を指す。
【００７７】
本明細書で使用される場合、「停止モード」という用語は、全てのエネルギー変換プレートの姿勢を再調整して、（ｉ）  全てのエネルギー変換プレートを流体の流れに対して平行な（スリップストリーム）姿勢とし、流体の流れにさらされたときに運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換しないこと、（ｉｉ）ＫＦＥＣＳが設計限界をはるかに超える流体の速度と圧力に耐えることができる位置まで移動させること、及び（ｉｉｉ）メンテナンス又はその他の目的でＫＦＥＣＳの回転を停止することを指す。
【００７８】
本書で使用されている「ＡＯＳトリガイベント」という用語は、ＡＯＳ基本動作又はフェールセーフ動作を発生させるイベントを指す。そのようなトリガイベントとして、下記を示す信号をコンピュータが受信したことを含むが、これに限定されるものではない。すなわち、（ｉ）流体の流速がＫＦＥＣＳの設計仕様を超えていること、（ｉｉ）ＫＦＥＣＳの回転停止を要するエラー状態がＫＦＥＣＳ内の１つ又は複数のセンサによって検出されたこと、（ｉｉｉ）ＫＦＥＣＳの保守、又はＫＦＥＣＳに関連する保守が、ＡＯＳ又は保守要員により要求された又は求められたこと、又は（ｉｖ）その他の指定された条件が満たされたことである。
【００７９】
次に、好適な実施形態を、添付の図面を参照して説明する。ここで、同様の数字（文字「−Ａ」を付したものを含む。）は、全体を通して同様の要素を指す。以下の説明で使用する表記法（用語「上側」（ｕｐｐｅｒ）及び「下側」（ｌｏｗｅｒ）を含むがこれらに限定されない。）は、特定の具体的な実施形態の詳細な説明と併せて使用されているという理由だけで、限定的又は制限的な方法で解釈されるべきではない。さらに、好適な実施形態は、多数の新規の特徴を含み、そのうちの１つのみが、その望ましい属性に単独で貢献するのではなく、また、記載された好適な実施形態を実施するために不可欠であるものではない。さらに、本明細書に記載され、図示され、中実の構成要素として描かれている多くの構成要素は、図面を理解しやすくするためにそのようにされている。そのような構成要素に関するハッチングにもかかわらず、全てのそのような構成要素は、下記に示す従来の技術又は方法を用いて製造してもよい。すなわち、（ｉ）単一の構成要素を複数の部品に分割し、再組立てするときに、本明細書に記載及び／又は図示する構成要素の特性を具体化することができる組立技術、及び（ｉｉ）軽量化方法（全てのそのような構成要素の設計を含むが、これらに限定されない。）である。全てのそのような構成要素には、ＥＣＰ１０、ＥＣＰ２０、ハブ１２０、ハブキャリア１３０、ハブ１８０、周辺プレート２１５、ブレーキハウジング１２１、ベース９００及びカウリング１０００を含むがこれらに限定されず、また、従来の組立技術を用いて組立可能な複数のサブアセンブリを、示されるように特定の構成要素とする。全ての構成要素は、設計者の選択により、内部格子状デザイン、又は他の非中実内部デザインを有してもよく、その場合、必要に応じて強化及び／又は厚くされた領域（例えばベアリングと接触する領域を伴うことができる。）並びに外部スキン（これにより、目的の機能を実現する必要がない場合でも、中実に見える場合がある。）を伴ってもよい。
【００８０】
本明細書で提供され、図示されているのは、運動流体エネルギーから機械エネルギーへの変換システム（ＫＦＥＣＳ）の構成であり、ＫＦＥＣＳは、１つ又は複数の独立して制御されるエネルギー変換プレートに基づくものであり、同返還プレートは、１つ又は複数の逆回転ハブに動作可能に結合され、全てのハブは、一体型ハブキャリアに動作可能に結合される。  
【００８１】
本明細書で提供され、図示されているのは、１つ又は複数の逆回転する隣接ハブに動作可能に結合することができるハブの構成であり、各ハブは、１つ又は複数の独立して制御される関節式エネルギー変換プレートを含む。
【００８２】
本明細書に開示され、図示される実施形態は、陸上用ＫＦＥＣＳについては地上又はその近くで、水中用ＫＦＥＣＳについては水面の近く又は上方で、１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機及び／又はポンプアセンブリの構成をサポートする。
【００８３】
本明細書に開示され、図示される実施形態は、本明細書に記載のハブキャリアの長手方向軸を、ＫＦＥＣＳが設置される地面又は陸上構造物に対して、又はＫＦＥＣＳが設置される水中に対して、水平又は垂直とすることができるがこれらに限定されない。地面又は水面に対するハブキャリアの軸の姿勢に関係なく、１つ又は複数の動作可能に結合されたクラッチ／ギアボックス／発電機又はポンプアセンブリは、陸上用ＫＦＥＣＳについては、場合によっては、地面若しくは床又はそれらの近くに配置することができ、水中用ＫＦＥＣＳについては、水面又はその近くに配置することができる。
【００８４】
また、本明細書に開示され、図示される実施形態は、ＥＣＰの平面に実質的に平行である回転軸に対するエネルギー変換プレートの関節運動を用いるエネルギー変換プレートの独立制御にも関するものであり、エネルギー変換プレートが流体の流れと同じ方向に移動するとき、最適なエネルギー変換を達成しつつ、エネルギー変換プレートが、流体の流れに逆らって移動するとき、最小限の抗力を受けるようにする。いくつかの実施形態において、エネルギー変換プレートの関節運動の調整は、関節運動オーバーライドシステム（ＡＯＳ：Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ  Ｏｖｅｒｒｉｄｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）によって自動的にオーバーライドしてもよい。これにより、各エネルギー変換プレートは、それが配置される又は移動するハブキャリアに対する角度位置に関係なく、流体の流れに対して平行な位置まで関節運動し、全てのハブがハブキャリアに対する回転を停止する（ＫＦＥＣＳ停止位置）。
【００８５】
本明細書に開示される実施形態は、ＫＦＥＣＳの構成要素のサイズ及び形状について複数の構成を可能にするものであり、（ｉ）ＥＣＰの異なるアスペクト比、及び（ｉｉ）地面又は水底に対するＫＦＥＣＳの垂直、水平、又は任意の姿勢を含むがこれらに限定されない。さらに、説明及び図面は、ＫＦＥＣＳの物理的形状、サイズ、設置場所、又はＫＦＥＣＳが動作する流体の種類に関して限定することを意図するものではない。
【００８６】
［システム概要  ハブ及びエネルギー変換プレートアセンブリ−図１Ａ］
運動流体エネルギー変換システム（「ＫＦＥＣＳ」）は、一体型ハブキャリアに基づいており、１つ又は複数の回転する動作上結合されたハブがハブキャリアの周りを回転し、各ハブは、ハブの周囲において等間隔で配置され、独立して関節運動する完全に制御されたエネルギー変換プレート（「ＥＣＰ」）を備えている。ハブキャリアは、一実施形態において、１つ又は複数のコンピュータ制御ハブ姿勢制御モータを含むハブ姿勢制御システムを介して、接近する流体の流れ、又は任意の他のコンピュータ制御姿勢に対して直接姿勢調整されたままである。
【００８７】
各エネルギー変換プレートは、それぞれのハブから独立して制御され、システムの回転と同期する。これにより、各エネルギー変換プレートは、流体の流れの方向に移動しながら、全体的なエネルギー変換が最適になるように姿勢調整されると共に、エネルギー変換プレートが流体の流れからブロックされているか、流れに逆らって移動している間、最小の抗力となるように関節運動される。
【００８８】
様々な数のハブを、様々なアスペクト比（高さ対幅）で構成して、様々な設置条件及び／又は設計者の選択（流体速度、流体の種類、ＥＣＰの種類、形状等を含むが、これらに限定されない。）をサポートできる。様々な数のＥＣＰを、複数の所望の幾何学的形状に構成して、ＫＦＥＣＳ全体での動作特性（エネルギー変換プレートの所望のアスペクト比、所望の機械エネルギー出力、及び全体的なエネルギー変換システムのサイズを含むが、これらに限定されない。）を達成できる。全てのＫＦＥＣＳハブの実施形態は、１つ又は複数の動力取出装置（クラッチ／ギアボックス／発電機又はポンプアセンブリを含むが、これらに限定されない。）に動作可能に結合されてもよい。動作可能なカップリング（クラッチを含むが、これに限定されない。）は、ＫＦＥＣＳに選択的且つ個別に結合及び分離して、ＫＦＥＣＳが広範囲の流体速度で動作することを可能にする範囲の負荷を達成するようにコンピュータ制御されてもよい。例えば、低流体速度の動作条件の間は、複数のギアボックス／発電機アセンブリのうちの１つのみを、例えば、係合されたクラッチを介して、ＫＦＥＣＳに結合することを可能とする一方、比較的高い流体速度の動作条件の間は、２つ以上又は全てのギアボックス／発電機アセンブリを、ＫＦＥＣＳに結合してもよい。
【００８９】
ＫＦＥＣＳの実施形態は、より低いカットイン速度（流体エネルギー変換システムが、典型的には、発電機又はポンプを回転させるのに十分に回転又は移動することによってエネルギーを変換し始める最小速度）を有することができる。ＫＦＥＣＳのカットイン速度がより低くなることは、本明細書で後述するように、所定の体積領域内に構成可能な流体変換表面（ＥＣＰ）が、同じ体積領域内に構成された従来の風力及び水力の運動エネルギー変換システムと比較して、非常に大きな面積となること、及び、ＥＣＰが流体の流れと接触している時間に起因する。
【００９０】
また、ＫＦＥＣＳの実施形態は、より高いカットアウト速度（従来の水平軸式及び垂直軸式の風力タービン等の風力式運動エネルギー変換システムが、当該システムの損傷を防ぐために静止させられる或いはより少ない量の動的圧力にさらされるように試みられる速度）を有することができる。本明細書に記載の実施形態は、その一体型内部支持構造及びハブデザインの結果として、より高いカットアウト速度を可能にし、いくつかの実施形態では、接近する流体の流れにさらされる総面積の２０パーセントを超えるように構成することができる。
【００９１】
本明細書に記載の実施形態は、流体速度を決して超えず、その結果、低いＲＰＭで回転させるＥＣＰ先端速度を有し、それにより、（ｉ）エネルギー変換構成要素及び関連部品の摩耗を低減し、（ｉｉ）大気中で使用される場合、可動部品が鳥及び他の飛翔動物を傷つけるリスク、又は水中で使用される場合、可動部品が海洋生物を傷つけるリスクを低減することができる。  
【００９２】
この概要で使用される実施形態は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、５つのＥＣＰのデザインを含み、各ＥＣＰの軸は、ハブの周囲に７２度の間隔で構成され、０度は、接近する流体の流れに最も近位置に置かれる。この実施形態の第１ＥＣＰが、ハブキャリアの長手方向軸を中心に、流体の流れと同じ方向に回転して移動するとき、第１ＥＣＰは、０度の位置を通過した後、運動流体エネルギーから機械エネルギーへの変換を開始し、９０度の位置までエネルギー変換出力を増加させ、その後、１２０度の位置までエネルギー変換出力を減少させる。１２０度の位置を通過した後、ＥＣＰに向かう流体の流れは、後続の隣接するＥＣＰによって完全に遮蔽される。その結果、この例の第１ＥＣＰは、ＥＣＰの表面が流体の流れと実質的に平行になる０度（迎え角）のスリップストリーム姿勢に関節運動する。ＥＣＰが１８０°の位置を通過すると、接近する流体の流れに逆らって回転する間、又は、関節運動制御システムが、流体の流れ（作動）方向に垂直な（９０度の迎え角）までのＥＣＰの関節運動を開始するように構成された角度位置に到達するまで、流れ（スリップストリーム）の方向と平行のままになる。  
【００９３】
［関節運動制御−図２Ａ］
各エネルギー変換プレートの関節運動及び姿勢調整は、それぞれのハブ内に包含され得る構成要素によって常に制御される。一実施形態において、図２Ａに示すように、関節運動システムは、固定セクションと可動セクションが一緒に結合されて連続軌道を形成分割軌道アセンブリを備える。カム軌道アセンブリは、ハブキャリアの一部として機能するようにハブキャリアに固定され、ＫＦＥＣＳがその作動モードである間はハブキャリアから動かず、ハブキャリアがハブ姿勢制御システムによって回転するときはハブキャリアと共に回転する。
【００９４】
図２Ｂ〜図２Ｃに示すように、軌道アセンブリの固定セクション及び可動セクションは、その周囲がスプラインによって接続されている。また、固定セクション及び可動セクションは、それぞれのエネルギー変換プレートのエネルギー変換プレートシャフトに動作可能にリンクされた従動アセンブリに従動される。
【００９５】
一実施形態において、軌道アセンブリの各セクション、及びその中を移動する従動アセンブリは、磁性を有しており、球状の磁性アセンブリが球状の磁性軌道内で浮上するように配置される。流体の圧力がエネルギー変換プレート上で増加すると、流体の流れに垂直な姿勢で、流体の流れと共に移動する間、エネルギー変換プレートは、動作可能に結合されたハブを、流体の流れど同じ方向にハブキャリアに対して回転させる。これにより、エネルギー変換プレート、動作可能にリンクされたシャフト、及び動作可能に結合されたハブは、軌道アセンブリの周りを回転する。従動アセンブリが磁性軌道内のスプライン内に移動すると、この例（図２Ｅ〜図２Ｇ）では、下側軌道から上側軌道への移動経路により、動作可能にリンクされたシャフトが、動作可能にリンクされたエネルギー変換プレートを、流体の流れに平行な姿勢（図２Ｅ）から、流体の流れに垂直な姿勢（図２Ｇ）の位置まで関節運動させる。
【００９６】
［逆回転ハブ−図３］
各ハブは、１つ又は複数の逆回転ハブに動作可能に結合することができ、それにより、それらの間の機械エネルギーをクラッチ／ギアボックス／発電機又はポンプアセンブリに伝達することができる。１の結合方法は、同期ギア噛合を介して実現される。この実施形態において、各ハブにはリングギアが取り付けられており、ピニオンギアが各リングギアの間に噛み合っている。この配置は、ハブキャリア全体に均等に分散された負荷と歯付きハブの同期された逆回転を可能にする逆回転トランスミッションを具体化する。逆回転トランスミッションは、水平及び垂直を含む、ハブキャリアの任意の長手方向軸方向で作動するように設計及び構成されている。しかしながら、垂直軸の姿勢で使用される場合、回転シャフトの周囲又は液体潤滑剤レベルの下に位置する構成要素間のシールを必要とせずに、液体潤滑剤を保持するのに適したリザーバに全てのギア表面を浸すことができる。
【００９７】
［関節運動オーバーライドシステム−図４］
コンピュータ制御の関節運動オーバーライドシステム（ＡＯＳ：  ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｖｅｒｒｉｄｅ  ｓｙｓｔｅｍ）は、流体速度が設計仕様を超えた場合、エラー状態が検出された場合、メンテナンスが必要な場合、又はその他の指定された条件が満たされた場合、全てのエネルギー変換プレートの関節運動制御をオーバーライドしてエネルギー変換システムの回転を停止する一連のフェールセーフ機構を提供する。各ハブ内に含まれる可動リング及びロック可能なリング、並びに関連する構成要素は、通常の動作中はそれぞれの格納位置に留まるため、摩耗することはない。作動すると、リングはハブキャリア軸に沿って移動し、逆回転ハブを介して係合し、スリップストリーム姿勢にないエネルギー変換プレートシャフトに動作可能にリンクされたカムに対して摺動及び移動することができる。同時に、動作上結合されたカム軌道が分離して、各従動アセンブリが移動している又は停止しているハブキャリアの長手方向軸に対する各区度に関係なく、各従動アセンブリがスリップストリーム姿勢に移動できるようにする。
【００９８】
［１．ハブ及びエネルギー変換プレートアセンブリ−動作原理−図１Ａ及び図１Ｂ］
図１Ａにおいて、運動流体エネルギー変換システム（ＫＦＥＣＳ）１００は、中央シャフトと、２つ以上の逆回転可能なハブ１２０、１８０とを含む一体型ハブキャリア１３０を有する。逆回転可能なハブ１２０、１８０は、ハブキャリア１３０で同軸に支持されると共に、ハブキャリア１３０の長手方向軸（ハブ回転軸１３１）の周りで反対方向に回転するように設けられる。外周プレート２１５は、ハブキャリア１３０に回転可能に固定され、ハブ１２０、１８０の間に配置される（図７Ａ及び図１３Ａ参照）。そのような各ハブ１２０、１８０は、ハブ１２０、１８０それぞれの外周の周りに等間隔で配置された複数のエネルギー変換プレート１０（ＥＣＰ：  ｅｎｅｒｇｙ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｐｌａｔｅｓ）を有し、これらのエネルギー変換プレート１０は、内部から制御されて独立して関節運動する。また、各ＥＣＰ１０は、ハブから径方向に延在する関連シャフト１４０によってそれぞれのハブに動作可能に結合されることで、流体の流れを動力源としてそれぞれのハブを回転させる。ＥＣＰ１０が流体の流れに垂直で流体の流れと共に移動する姿勢にある間、ＥＣＰ１０に対する流体圧が増加すると、ＥＣＰ  １０は、それぞれのハブ１２０又はハブ１８０に加わるトルクを生成し、それにより、それぞれのハブ１２０又はハブ１８０は、ハブキャリア１３０の周りを回転する。ハブ１２０、１８０は、各ハブによって生成されるねじり荷重のバランスをとるように逆回転するハブ（ハブ１２０又は１８０の一方が、時計回りに回転し、ハブ１２０又は１８０の他方が反時計回りに回転する）の複数の対として設けられてもよい。
【００９９】
ハブキャリア１３０の長手方向軸を横切る方向の流体の流れが存在している状態でハブ１２０又は１８０及びその対応するＥＣＰ１０が回転している際、ハブ／  ＥＣＰの各アセンブリは、回転の半分は流体の流れの方向と共に回転し、回転の残りの半分は流体の流れの方向と反対に回転する。流体の流れの原動力を利用するために、各ＥＣＰ  １０は、流体の流れの方向への回転の少なくとも一部の間では流体の流れにさらされる表面積を最大にするように回転し、流体の流れと反対方向への回転の少なくとも一部の間では流体の流れにさらされる表面積を最小にするように回転する。図１Ａに示す実施形態において、下側のハブ１２０で時計回りの回転を生成するために、ハブキャリア１３０の左側のＥＣＰ１０は、ＥＣＰ１０が流体の流れにさらされる表面積を最大にするように（プレート関節運動軸の周りを）関節運動する一方、ハブキャリア１３０の右側のＥＣＰ１０は、流体の流れにさらされる表面積を最小化するように（プレート関節運動軸の周りを）関節運動する。上側のハブ１８０で反時計回りの回転を生成するために、ハブキャリア１３０の右側のＥＣＰ１０は、ＥＣＰ１０が流体の流れにさらされる表面積を最大にするように関節運動する一方、ハブキャリア１３０の左側のＥＣＰ１０は、流体の流れにさらされる表面積を最小化するように関節運動する。
【０１００】
一実施形態において、ハブキャリア１３０及びＫＦＥＣＳ１００は、ハブ姿勢制御システムを介して、その動作モードにある間、対向する流体の流れに直接対向されたままである。ハブ姿勢制御システムは、１つ又は複数の流体方向センサ８１０と、ハブキャリア１３０に取り付けられた姿勢歯車７００と噛み合った駆動歯車を有する１つ又は複数のコンピュータ制御ハブ姿勢制御モータ（ハブ姿勢制御モータ）７１０とを含み得る（図１７Ａ参照）。
【０１０１】
それぞれのシャフト１４０の長手方向軸（プレート関節運動軸）に対する各ＥＣＰ１０の関節運動（及びＥＣＰの姿勢）は、様々な実施形態においてハブ１２０又は１８０それぞれの内部に配置される関節運動制御システムによって、独立して、完全に且つ継続的に制御される。また、各ＥＣＰ１０は、ハブキャリア１３０の周りのそれぞれのハブの回転と同期され、その結果、ＥＣＰ１０が流体の流れの方向に移動している際、エネルギー変換のために関節運動制御システムによって姿勢制御され、その後、当該ＥＣＰが、流体の流れから遮断されている又は流体の流れに対向している際、抗力を最小化するように、関節運動制御システムによって姿勢制御される。
【０１０２】
そのようなＫＦＥＣＳ１００は、流体の流れが、（ｉ）流体の流れに平行ではなく（流体の流れに垂直である場合に限定されない。）且つ（ｉｉ）流体の流れの方向に配置及び／又は移動するＥＣＰ１０に作用するとき、運動流体エネルギーを正の機械エネルギーに変換し、これにより、ＥＣＰ１０に対する流体圧を上昇させる。そのようなＥＣＰ１０は、場合によっては、そのそれぞれのハブ１２０又はハブ１８０を、ハブキャリア１３０の長手方向軸の周りで回転させる。正の機械エネルギーは、それぞれのＥＣＰ１０の１つ又は複数の迎え角が流体の流れに平行でなく、流体の流れの方向に移動する任意の期間中（本明細書では「動作モード」と称する。）、ハブ１２０及びハブ１８０に伝達される。
【０１０３】
一実施形態において、関節運動制御システムは、以下のように構成される。すなわち、あるＥＣＰ１０への流体の流れが後続の隣接するＥＣＰ１０によって遮断されるか、又はＥＣＰ１０がハブキャリア１３０の周りの１８０°の位置に到達して、ＥＣＰ１０が流体の流れと共に移動する状態から、流体の流れに対向して移動する状態に遷移するとき、ＥＣＰ１０は、本明細書の項目２及び項目９に記載の関節運動制御システムによって、他の全てのＥＣＰ１０から独立して、エネルギー変換作動姿勢（例えば、ＥＣＰ  １０の表面が、流体の流れに並行ではなく例えば垂直である姿勢、又は、ハブの回転平面に並行ではなく場合によっては垂直であり得る姿勢）から、流れの「スリップストリーム」姿勢（又はハブの回転平面に対して平行な姿勢）となるようにそれぞれのシャフト１４０の軸周りに関節運動する。それにより、ＥＣＰ１０は、ハブキャリア１３０の長手方向軸の周りを、流体の流れに逆らう方向に回転するときに生成する抗力が最小となるように姿勢調整される。
【０１０４】
性能及び設置要件（例えば、ＫＦＥＣＳ１００の所望のアスペクト比（高さ対幅）、機械エネルギーの出力及び全体のサイズを含むが、これらに制限されない。）を満たすための設計者の選択に基づいて、（ｉ）ハブキャリア１３０毎に異なる数のハブ１２０、１８０を構成することができ、（ｉｉ）ハブ１２０、１８０毎に異なる数のＥＣＰ１０を構成することができる。図１Ａに示す実施形態は、２つのハブ１２０、１８０のそれぞれにつき５つのＥＣＰ１０を有する構成を含む。このような構成では、各ＥＣＰ１０の軸（シャフト１４０により定義される）は、それぞれのハブ１２０、１８０の外周に７２°間隔で配置される。例として、６つのＥＣＰ１０の実施形態が構成された場合、各ＥＣＰ１０の軸は、各ＥＣＰ１０の軸がハブ１２０、１８０の外周の周りに均等に間隔を置くように、それぞれのハブ１２０、１８０の外周の周りに６０°間隔で配置される。
【０１０５】
図１Ａを参照しつつ、次に図１Ｂを参照すると、ＫＦＥＣＳ１００内に構成されたＥＣＰ１０又はハブ１２０、１８０の数に関係なく、本開示の文脈において、ＫＦＥＣＳ１００に対して接近する流体の流れに対する０°は、接近する流体に対するハブキャリア１３０の姿勢に基づく。単純化のために、図１Ｂは、反時計回りに回転するハブ１８０のみを示している。
【０１０６】
ハブ１８０が反時計回りに回転しているとき、この実施形態の第１のＥＣＰ１０（すなわち、５つのＥＣＰのハブ）は、ハブキャリア１３０の長手方向軸を中心に反時計回りに移動し、第１のＥＣＰ１０が０°の位置を通過した後、流体の流れの方向で移動する。第１のＥＣＰ１０が０°の位置を通過すると、関節運動制御システムは、当該ＥＣＰ１０が（３６０°から減少するように測定して）約３５５°の角度位置に到達して運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換し始めるまでに、接近する流体への表面露出を最大化するように当該ＥＣＰを姿勢調整する。ＥＣＰ１０が、流れの方向への移動から流れに逆らう方向への移動に切り替わる１８０°の位置に近づくと、ＥＣＰ１０は、項目２及び項目９で説明するように、関節運動制御システムによって、流体の流れと平行になるスリップストリーム姿勢に関節運動する。ＥＣＰ１０が１８０°の位置を通過すると、接近する流体の流れに逆らって回転する間、又は、流体の流れ（作動）方向に垂直な制御された関節運動を開始するように構成された角度位置に到達するまで、流れ（スリップストリーム）の方向と平行のままになる。
【０１０７】
時計回りに回転するハブ１２０（図１Ｂでは図示せず）は、約５°の角度位置で表面露出を最大化するように関節運動すると共に、約１２７°の角度位置の後に表面露出を最小化するように関節運動する。
【０１０８】
［２．関節運動制御システム−動作原理−図２Ａ〜図２Ｇ］
次に図２Ａにおいて、各ＥＣＰ１０の関節運動及び姿勢は、それぞれのハブ１２０又はハブ１８０内に包含され得る構成要素によって常に制御される。一実施形態において、各ＥＣＰ１０の姿勢は、ＥＣＰ１０がハブキャリア１３０の長手方向軸の周りを回転するときに、流体の流れに対して様々な所定の姿勢とするＥＣＰ１０の関節運動を生じさせるカム表面と係合する従動機構によって積極的に制御される。別の実施形態において、各ＥＣＰ１０の姿勢は、ＥＣＰ１０がハブキャリア１３０の長手方向軸の周りを回転するときに、流体の流れに対して様々な所定の姿勢とするＥＣＰ１０の関節運動を生じさせるコンピュータ制御されるモータによって積極的に制御される。別の実施形態において、各ＥＣＰ１０の姿勢は、ＥＣＰ１０がハブキャリア１３０の長手方向軸の周りを回転するときに、流体の流れに対して様々な所定の姿勢とするＥＣＰ１０の関節運動を生じさせるコンピュータ制御される磁性アレイによって積極的に制御される。
【０１０９】
図２Ａに示す実施形態において、カム軌道アセンブリ２５０は、上側固定部２５１及び下側可動部２５２を含む（別の構成では、カム軌道アセンブリ２５０は、単一の一体型ユニット及び複数軌道のバリエーションを備える）。カム軌道アセンブリ２５０は、ハブキャリア１３０の一部として機能するようにハブキャリア１３０に固定され、ＫＦＥＣＳ１００がその作動モードである間はハブキャリア１３０から動かず、ハブキャリア１３０がハブ姿勢制御システムによって回転するときはハブキャリア１３０と共に回転する。
【０１１０】
図２Ａを参照しつつ、次に図２Ｂ及び２Ｃを参照すると、カム軌道アセンブリ２５０は、その周囲に配置された連続軌道２５５を含み、連続軌道２５５は、上側軌道部又はセクション２６０と、下部軌道部又はセクション２７０と、カム軌道アセンブリ２５０の一側面（図２Ｂ参照）において上側軌道部及び下側軌道部を接続する遷移セクションを形成する角度付きスプライン部２６１と、カム軌道アセンブリ２５０の反対の側面（図２Ｄ参照）において上側軌道部及び下側軌道部を接続する遷移セクションを形成する角度付きスプライン部２６２とを有する。従動アセンブリ２５４は、連続軌道２５５に動作可能に係合している。１つの従動アセンブリ２５４は、各ＥＣＰ１０のエネルギー変換プレートのシャフト１４０に動作可能に連結されている。ＥＣＰ１０及びシャフト１４０が、カム軌道アセンブリ２５０の周りで、関連するハブ１２０又は１８０と共に回転すると、従動アセンブリ２５４は、連続軌道２５５を横切り、その結果、ＥＣＰ１０は、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対する回転を完了するので、ＥＣＰ１０は、対応する姿勢となる。
【０１１１】
例えば、図２Ｅ、図２Ｆ、図２Ｇに示すように、従動アセンブリ２５４が上側軌道部２６０内に配置される場合、対応するＥＣＰ１０は、流体の流れの方向に垂直な作動姿勢で配置され、従動アセンブリ２５４が下側軌道部２７０内に配置される場合、対応するＥＣＰ１０は、流体の流れの方向と並行なスリップストリーム姿勢で配置される。従動アセンブリ２５４が、下側軌道部２７０から上側軌道部２６０に向かってスプライン部２６１を横切るとき（図２Ｆ）、対応するＥＣＰ１０は、流体の流れの方向に平行なスリップストリーム姿勢から、流体の流れの方向に垂直な作動姿勢に遷移する。従動アセンブリ２５４が、上側軌道部２６０から下側軌道部２７０に向かってカム軌道アセンブリ２５０の反対側のスプライン部２６２を横切ると、対応するＥＣＰ１０は、流体の流れの方向に垂直な作動姿勢から、流体の流れの方向に平行なスリップストリーム姿勢に遷移する。
【０１１２】
従動アセンブリ２５４の実施形態の特徴は、図８Ｂに示されている。従動アセンブリ２５４は、ＥＣＰ１０のシャフト１４０に接続され、そこから径方向に延在するコネクティングロッド１４５を含む。従動ヘッド２５３は、シャフト１４０から径方向の距離を開けてコネクティングロッド１４５に取り付けられたシャフト２５６の端部に接続されている。シャフト２５６は回転可能に設けることが可能であり、シャフト１４０によって規定される関節運動軸に概ね平行である回転軸を規定する。
【０１１３】
別の構成において、ＥＣＰ１０は、従動アセンブリがＥＣＰ１０のシャフト１４０に対してどのように動作可能に取り付けられているかに応じて、従動アセンブリが上側軌道部にあるときはスリップストリーム姿勢になり、従動アセンブリが下側軌道部にあるときは作動姿勢になる。
【０１１４】
従動アセンブリ２５４は、カム軌道アセンブリ２５０の軌道２５５内に配置されたリンク機構の自由端に従動ヘッド２５３を有するシャフト１４０に固定されたリンク機構を含み得る。一実施形態において、従動ヘッド２５３は球状であり、軌道は、従動ヘッド２５３に概ね一致するが、従動ヘッド２５３よりも大きな直径を有する円状の横断面形状を有する。
【０１１５】
一実施形態において、上側セクション２５１及び下側セクション２５２は、互いに向き合う反対の極で磁性化され、一緒に磁気軌道を備える。上側及び下側セクションは、永久磁性材料から上側及び下側セクションを機械加工する、非磁性セクション２５１、２５２内に磁性材料を埋め込む、又は電磁気力の適用等の任意の適切な手段によって磁性化させることができる。この実施形態において、球状の従動ヘッド２５３も磁性化し、磁気軌道内を移動し、それにより、従動ヘッド２５３の同様の極が磁気軌道内の同様の極に最も近くなるように姿勢調整され、それにより、従動ヘッド２５３が磁気軌道内で浮上して。磁気軸受を形成する。
【０１１６】
［３．逆回転ハブ−動作原理−図３］
図１Ａを参照しつつ、次に図３Ａを参照すると、各ハブ１２０、１８０は、１つ又は複数の逆回転ハブ１２０、１８０に動作可能に結合することができ、それにより、ハブ１２０、１８０の間及び／又はそれらを介する機械エネルギーを、１つ以上の動作可能に結合された動力取出装置（例えば、クラッチ／ギアボックス／発電機又はポンプアセンブリ６２０）に伝達することを可能にする。１つのハブ１２０からハブ１８０への逆回転結合方法は、逆回転トランスミッション２４０を介して達成され、逆回転トランスミッション２４０は、ハブ１２０、１８０の間及び／又はそれらを介する機械エネルギーを、１つ以上の動作可能に結合された動力取出装置（例えば、クラッチ／ギアボックス／発電機又はポンプアセンブリ６２０）に伝達することを可能にする。
【０１１７】
一実施形態において、トランスミッション２４０は、ハブ１２０に取り付けられている或いはハブ１２０に動作可能に結合されているリングギア２００と、ハブ１８０に取り付けられている或いはハブ１８０に動作可能に結合されているリングギア２３０とを備える（項目３及び図３Ａ参照）。トランスミッション２４０は、ハブキャリア１３０に固定されたピニオンキャリア２１０に回転可能に取り付けられた径方向を向くピニオン２２０をさらに備える。この配置により、各ピニオン２２０の軸の中心は、ハブキャリア１３０に対して常に同じ角度位置に留まることとなる。その結果、各ピニオン２２０の軸の中心は、ハブキャリア１３０に対してある角度位置で固定されるので、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対するハブ１２０、１８０両方の回転運動は、リングギア２００及びリングギア２３０がハブキャリア１３０の長手方向軸に対して回転することを許容する。リングギア２００又はリングギア２３０いずれかの回転運動は、反対側のリングギアを反対方向に回転させる。リングギア２００又はリングギア２３０いずれかの動きは、動作可能に結合されたピニオン２２０を、それらの軸それぞれに対して回転させ、それにより、隣接するリングギア及び動作可能に結合されたハブの逆回転を引き起こす。
【０１１８】
トランスミッション２４０は、ハブキャリア１３０の長手方向軸の姿勢（水平及び垂直を含むがこれらに限定されない。）に関係なく動作する。しかしながら、軸が垂直である姿勢のハブキャリア１３０を備えたＫＦＥＣＳ１００で使用される場合、回転シャフトの周囲又は液体潤滑剤レベルの下に位置する構成要素間のシールを必要とせずに、液体潤滑剤を保持するのに適したリザーバに全てのギア表面を浸すことができる。
【０１１９】
［４．関節運動オーバーライドシステムの動作原理−図４］
図１Ａを参照しつつ、次に図４を参照すると、コンピュータ制御のＥＣＰ  １０関節運動オーバーライドシステム（ＡＯＳ：  ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｖｅｒｒｉｄｅ  ｓｙｓｔｅｍ）は、全てのＥＣＰ１０の基本関節運動制御を自動的にオーバーライドする手段を提供し、当該手段により、事前設定された制限を超える流体の流れからＫＦＥＣＳ１００を保護する及び／又はメンテナンス若しくはその他の目的でＫＦＥＣＳ１００を停止する。作動時には、ＡＯＳは、ＥＣＰ１０関節運動制御を基本関節運動制御システムに戻すことが安全であるとＡＯＳが決定するまで、全てのＥＣＰ１０をスリップストリーム姿勢に関節運動させる及び／又はそれらをスリップストリーム姿勢で保持する（ＡＯＳアクティブモード）。
【０１２０】
ＫＦＥＣＳ１００が作動モードにある間、ＡＯＳはスタンバイモード（ＡＯＳスタンバイモード）とされ、ＡＯＳアクティブモードのトリガイベントを検出するセンサを継続的に監視する。ＡＯＳがそのようなトリガイベントを検出すると、ＡＯＳはステータスをアクティブモード（ＡＯＳアクティブモード）に変更する。そのようなトリガイベントとして、下記を示す信号を受信したことを含むが、これに限定されるものではない。すなわち、（ｉ）流体の流速がＫＦＥＣＳ１００の設計仕様を超えていること、（ｉｉ）ハブ１２０、１８０の回転停止を要するエラー状態がＫＦＥＣＳ１００内の１つ又は複数のセンサによって検出されたこと、（ｉｉｉ）ＫＦＥＣＳ１００の保守、又はＫＦＥＣＳ１００に関連する保守が、ＡＯＳ又は保守要員により要求された又は求められたこと、又は（ｉｖ）その他の指定された条件が満たされたことである。外部の運動流体エネルギー速度及び方向のセンサ８１０以外のＡＯＳの全ての構成要素は、逆回転ハブ１２０、１８０、ハブキャリア１３０又はＫＦＥＣＳ１００の他の領域内に包含することが可能であり、流体の流れと接触しない。
【０１２１】
ＡＯＳの一実施形態は、ハブ１２０及びハブ１８０内に含まれる１次リング５６０、２次リング５７０及び３次オーバーライドリング５８０を含む可動及びロック可能リング（項目１０及び図１５Ａ参照）を含み、これらは通常の動作中に格納位置に留まることで、いかなる摩耗も受けない。各ＥＣＰ１０のシャフト１４０は、カム５９０を含む。ＡＯＳアクティブモードがトリガされると、１次リング５６０、２次リング５７０及び３次オーバーライドリング５８０は、ハブキャリア１３０に対して軸方向に移動し、ＡＯＳスリップストリームモードの位置にないＥＣＰ１０に動作可能にリンクされた全てのカム５９０を、当該位置に移動させる及び及び／又は当該位置に留まらせる。同時に、カム軌道アセンブリ２５０の固定セクション２５１及び可動セクション２５２は分離して、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対する従動アセンブリ２５４（移動中又は停止中）の角度位置に関係なく、各従動アセンブリ２５４がスリップストリーム位置に移動する（又はその位置に留まる）ことを可能にする。ＥＣＰ１０は、それらのスリップストリーム姿勢で留まり、各ハブ１２０及びハブ１８０は、ＡＯＳがそのスタンバイモードを再開するまで停止されたままとしてもよい。
【０１２２】
関節運動制御システムの例示的な実施形態を以下に説明する。そのような全ての実施形態は、ＡＯＳと両立可能であり、ＥＣＰ１０関節運動制御を基本関節運動制御システムに戻すことが安全であるとＡＯＳが決定するまで、ＥＣＰ１０をスリップストリーム姿勢に関節運動させる機能及び／又はそれらをスリップストリーム姿勢で保持する機能を実現する（ＡＯＳアクティブモード）。ＡＯＳは、ＥＣＰの任意の実施形態（項目１３．３に記載するように、ＥＣＰ２０を入れ子にすることを含むがこれに限定されない。）を制御する。ＡＯＳの動作の詳細については、項目１０で説明する。
【０１２３】
［５．エネルギー変換及び流れ−図５Ａ］
次に図５Ａを参照すると、作動モードにある間のＫＦＥＣＳ１００を通る機械エネルギーの流れは、破線の矢印で示されている。ＫＦＥＣＳ１００がその作動モードにある間、接近する流体の流れと平行ではない任意のＥＣＰ１０に対する運動流体圧は、対応するハブ１２０の結果として生じる回転によって機械エネルギーに変換される。エネルギー変換の開始は、任意のＥＣＰ１０から変換された運動流体エネルギーがＥＣＰ１０に対する分散負荷として伝達され、次いで、動作可能にリンクされたシャフト１４０に伝達され、両方がレバーとして一緒に作用し、それによって関連するハブ１２０にトルクを加えてハブ１２０が回転することで行われる。回転ハブの機械エネルギーは、ハブ１２０から、クラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０等の動作可能に結合されたデバイスに伝達される。
【０１２４】
図５Ａをさらに参照すると、隣接する逆回転ハブ１８０がＫＦＥＣＳ１００に含まれる場合、運動流体エネルギーは、対応するハブ１２０の結果として生じる回転によって、対向する流体の流れと平行ではない任意のＥＣＰプレート１０からの機械エネルギーに変換される。機械エネルギーは、ＥＣＰ１０全体に分散負荷（圧力）として変換され、それぞれの動作可能にリンクされたシャフト１４０を介して伝達され、これらは両方ともレバーとして一緒に機能し、それによって逆回転ハブ１８０にトルクを加え、ハブ１８０を回転させる。機械エネルギーは、逆回転ハブ１８０から出てトランスミッション２４０を介して、動作可能に結合された逆回転ハブ１２０に伝達される（さらなる詳細は、後記の項目７で説明する。）。ハブ１２０、１８０の両方からの組み合わされた機械エネルギーは、例えば、ベベルギア６００及びピニオンギア６１０によって、クラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０等の任意の操作可能に結合されたデバイスに伝達される（さらなる詳細は項目１２．３で説明する。）。
【０１２５】
［６．ハブアセンブリの詳細−図６Ａ］
図６Ａを参照すると、ハブ１２０及びハブ１８０並びにハブキャリア１３０の設計は、運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換するために必要な全てのベアリング及び基本関節運動制御、並びに運動流体エネルギー変換から機械エネルギーへの変換に必要な関連する構成要素（総称して「ハブ及びハブキャリア構成要素」）を収容するための内部空間を含むように拡張可能である。ハブ及びハブキャリア構成要素は、以下を含み得る。すなわち、（ｉ）ハブ１２０、１８０とハブキャリア１３０との間に配置され、それぞれのハブ１２０及びハブ１８０がハブキャリア１３０の長手方向軸に対して回転することを許容する複数のハブキャリアベアリング１３５（図１Ａのハブキャリア１３０の長手方向軸を参照）と、（ｉｉ）ハブキャリア１３０の長手方向軸が垂直に設けられている場合にそれぞれのハブ１２０又はハブ１８０の重量を支えるスラストベアリング１９０（図示の実施形態では１つのスラストベアリング１９０を含むが、別の実施形態では複数のスラストベアリング１９０を含んでもよい。）と、（ｉｉｉ）シャフト１４０を支持し、それぞれのハブ１２０及びハブ１８０内でＥＣＰ  １０の関節運動を可能にし、それらへの動作可能な結合を可能にし、自動調心ベアリングシステム（例えば、ＳＫＦグループから入手可能なベアリングシステム）を含み得る１つ又は複数のＥＣＰシャフトベアリング１７５（図６Ｂ参照）と、（ｉｖ）下側ハブ１２０の上面に形成されて、リングギア２００、２３０及びピニオン２２０を含むトランスミッション２４０を収容する一体型シールレス逆回転トランスミッション凹部２３５（図７Ｂも参照）と、（ｖ）ピニオンキャリアリリーフ１８５と、（ｖｉ）例えば、カム軌道アセンブリ２５０を含む基本関節運動制御構成要素（項目１０に記載するような複数の実施形態からなる）と、（ｖｉｉ）ハブ１２０及びハブ１８０並びにクラッチ／ギアボックス／ブレーキハウジング７３０に関連する構成要素を監視するために使用されるコンピュータ監視センサとである。コンピュータ監視センサは、以下を監視及び／又は検出する近接センサ、温度センサ及び流体レベルセンサを含み得るが、これらに限定されない。すなわち、（ａ）ＥＣＰシャフト１４０の関節位置と、（ｂ）ハブキャリア１３０の長手方向軸に対するＥＣＰシャフト１４０の角度位置と  、（ｃ）逆回転動作可能なカップリング２４０の流体レベルと、（ｄ）ハブ１２０、ハブ１８０の状態及び／又は動作条件とである。ハブの状態及び動作条件には、以下を含み得るが、これらに限定されない。すなわち、（１）ベアリング条件と、（２）ハブキャリア１３０の長手方向軸の回転速度と、（３）ＫＦＥＣＳ１００の内部温度と、（４）外周プレート２１５とハブ１２０、１８０の間のクリアランスと、（５）トランスミッション２４０内のクリアランスと、（６）トランスミッション２４０の回転数／分と、（７）ベベルギア６００と、及び（８）動作可能に結合されたクラッチ／ギアボックス／発電機及び／又はポンプアセンブリ６２０とである。ハブ１２０の一実施形態は、ハブキャリア１３０のベアリング、ＡＯＳの構成要素（項目１０でさらに説明する）及びブレーキの構成要素（項目１２．２��さらに説明する）を収容する凹部を備えた、取り付けられたハブ端部１２１を含む。ハブ１８０の一実施形態は、ハブキャリア１３０のベアリング及びＡＯＳの構成要素（項目１０でさらに説明する）を収容する凹部を備えた、取り付けられたハブ端部１８１を含む。ハブ１２０及びハブ１８０の一実施形態は、ハブ１２０及びハブ１８０の両端に、項目７に記載するものと同様の動作可能な逆回転カップリングアセンブリを支持する構成要素を含むことができ、従って、追加のハブをＫＦＥＣＳ１００に追加することを可能にし、それによりＫＦＥＣＳ  １００のアスペクト比の範囲を拡大して、設計者の選択に対応できる。
【０１２６】
図６Ａを参照しつつ、次に図６Ｂを参照すると、ハブ１２０及びハブ１８０は、シャフト１４０を支持するベアリング１７５を収容する一体型ハブ延長部１２４を有する。ハブ延長部１２４は、ＥＣＰ１０の端部に形成された適合凹部１７内に、又は項目１３．３で記載するように、ＥＣＰ２０を入れ子にして受け入れることができる。
【０１２７】
図６Ｂを参照しつつ、次に図６Ｃ及び６Ｄを参照すると、各シャフト１４０は、シャフト１４０から及び角度を空けた位置から径方向に延在する２つのストッパ１６０を含んでもよく、これらのストッパ１６０は、作動回転位置からスリップストリーム回転位置までのシャフト１４０の関節運動の限界でハブ１２０（又はハブ１８０）の内部に形成された対応するショルダ１５５に接触する。また、ショルダ１５５及びストッパ１６０は、シャフト１４０がシャフト１４０の長手方向軸に対する設計された回転の最大限界を超えて回転することを防ぐフェールセーフ方法として機能する。
【０１２８】
［７．逆回転トランスミッション−図７Ａ、図７Ｂ］
図１Ａ及び図３Ａを参照しつつ、図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、ハブ１８０は、ハブ１２０に見られるのと同様の構成要素を含むが、トランスミッション２４０、すなわち、リングギア２００、２３０及びピニオン２２０のために反対方向に回転する。ピニオン２２０は、ピニオンキャリア２１０に回転可能に取り付けられ、ピニオンキャリア２１０は、ピニオン２２０がハブキャリア１３０の延長として機能し、ハブ姿勢制御システムによってその長手方向軸に対して回転するときにそれと共に移動するように、ハブキャリア１３０に固定される。リングギア２３０は、ハブ１８０に取り付けられる或いは結合される。その結果、各ピニオン２２０の軸の中心は、ハブキャリア１３０の角度位置に対して効果的にリンクされるので、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対するハブ１２０、１８０両方の回転運動は、リングギア２００及びリングギア２３０がハブキャリア１３０の長手方向軸に対して回転することを許容する。リングギア２００又はリングギア２３０いずれかの回転運動は、反対側のリングギアを反対方向に回転させる。リングギア２００又はリングギア２３０いずれかの動きは、動作可能に結合されたピニオン２２０を、それらの軸それぞれに対して回転させ、それにより、隣接するリングギア及び動作可能に結合されたハブの逆回転を引き起こす。その結果、機械エネルギーは、ハブ１８０とリングギア２３０の間で、ピニオン２２０を介して、リングギア２００及びハブ１２０に伝達される。
【０１２９】
ハブ１８０は、ピニオンキャリア２１０に接触することなくピニオンキャリア２１０の周囲を回転するのに十分なクリアランスを備えたピニオンキャリア２１０を受け入れる円錐状のピニオンキャリアリリーフ１８５をその中に形成する。トランスミッション２４０を収容するトランスミッション凹部２３５は、潤滑流体で満たすことが可能であり、それにより、構成要素を回転させる流体シール又はハブキャリア１３０の長手方向軸が垂直に向けられているときに流体レベルより下に位置する構成要素を必要とせずに、２つの逆回転ハブ間で機械エネルギーの伝達を可能にする。その結果、ＥＣＰ１０の制御シャフト１４０の全ては、リングギア及びピニオンアセンブリに関連する潤滑シールを必要とせずに関節運動することが可能となる。
【０１３０】
ピニオンキャリア２１０の周辺プレート２１５上に配置された近接センサ５８５を使用して、ＫＦＥＣＳ１００の動作（ハブ間の距離及びハブキャリアベアリング１３５の潜在的な摩耗を含むがこれらに限定されない。）を判定することが可能である。例示的な近接センサ５８５は、デジタル誘導式、２線増幅式、デジタルＣＭＯＳレーザ式、光電式、パターンマッチング式及び光学式を含む。ハブキャリアベアリング１３５の摩耗は、１つ又は複数の近接センサ５８５が、周囲プレート２１５と、その隣接するハブ１２０又はハブ１８０との間において、所定の許容範囲外の距離を検出したときに検出することができる。
【０１３１】
［８．独立したエネルギー変換プレートの関節運動−作動モード−図８Ａ］
図１Ａを参照しつつ、次に図８Ａを参照すると、各ＥＣＰ１０又は項目１３．３で記載する入れ子のＥＣＰ２０のシャフト１４０に動作可能に接続された従動アセンブリ２５４は、それぞれの従動ヘッド２５３がカム軌道アセンブリ２５０の連続起動２５５のスプライン部２６１、２６２を通って移動するとき、スプライン部２６１、２６２によって、シャフト軸１４０を中心に、例えば９０度回転される。一実施形態において、接近する流体の流れとの関係でハブキャリア１３０の長手方向軸に対する所与の角度位置から始まり、０°の位置を、接近する流体の最も近くに置き、ハブ１２０がハブキャリア１３０の長手方向軸に対して時計回りに回転している状態で、接近する流体の流れに対するＥＣＰ  １０の角度が、３５５°の位置にあるとき、接近する流体の流れに対して平行（スリップストリーム姿勢、又は０°の迎え角）が始まる。従動ヘッド２５３がスプラインを通って移動するとき、従動アセンブリ２５４は、関連するＥＣＰ１０を、そのスリップストリーム姿勢から、流体の流れに対して９０°垂直な完全に関節運動した姿勢（９０°迎え角）まで回転させる。この実施形態において、９０°の完全な関節運動は、５°の角度位置によって完了する。関節運動制御は、関節運動が他のＥＣＰ１０のどの側面からも完全に独立し、無関係であり且つ制約を受けないように、各ＥＣＰ  １０を独立して関節運動させる。各ＥＣＰ１０の関節運動は、項目９に記載する実施形態のいずれかによって制御してもよい。
【０１３２】
＜８．１  ＥＣＰの関節運動オフセット＞
図１Ａを参照しつつ、次に図８Ａ、図２Ｂ、図９Ａ〜図９Ｂを参照すると、逆回転ハブ１２０、１８０のＥＣＰ１０の関節運動は同期され、それにより、２つのハブのＥＣＰは互いに衝突することがない。同期は、各ハブ１２０又はハブ１８０内で、カム軌道アセンブリ２５０、又は他の関節運動制御の実施形態によって達成及び制御される。このことは、図８Ｅ〜図８Ｇ及び図８Ｈ〜図８Ｊに示されており、これらの図では、説明のために、下側ハブのＥＣＰ１０はＥＣＰ８として番号を付け直し、その背後にあるカム軌道アセンブリの詳細を覆い隠すことを避けるために透明なものとして示され、上側ハブのＥＣＰ１０はＥＣＰ９として番号を付け直し、透明なものとして示されている。
【０１３３】
図８Ｅに示すように、水平のスリップストリーム姿勢で配置された下側ハブのＥＣＰ８は、その従動制御アセンブリ２５４が下側軌道２７０に案内された状態で時計回りに移動し、水平のスリップストリーム姿勢で配置された上側ハブのＥＣＰ９は、従動制御アセンブリ２５４が上側軌道２６０に案内された状態でＥＣＰ８に対して反時計回りに移動する。各ＥＣＰ８、９は、それぞれの従動アセンブリが上側及び下側軌道アセンブリのスプラインセクション２６１を横切り始めると、同じ角度位置（図８Ｅでは０°）でそれぞれのカム軌道アセンブリ２５０に対して回転した。図８Ｆに示すように、ＥＣＰ８、９の従動アセンブリが、それぞれの上側及び下側カム軌道アセンブリ２５０のスプラインセクション２６１を横切るとき、ＥＣＰ８、９は、互いに対してオフセットされた角度位置で、それぞれの回転軸に対して時計回りに同期して関節運動する。すなわち、一例として、ＥＣＰ８の従動アセンブリは、下側カム軌道アセンブリ２５０に対して０°から５°の角度位置の間で、下側軌道セクション２７０から上側軌道セクション２６０までスプラインセクション２６１を横切る。反対に、ＥＣＰ９の従動アセンブリは、上側カム軌道アセンブリ２５０に対して０°から３５５°の角度位置の間で、上側軌道セクション２６０から下側軌道セクション２７０までスプラインセクション２６１を横切る。従って、各ＥＣＰ８、９は、スプラインセクション２６１を介してその回転軸に対して関節運動している間、それぞれの軌道アセンブリ２５０に対する回転において他方を「過去」に移動させた。図８Ｇに示すように、ＥＣＰ８、９が垂直の作動姿勢に達するまでに、下側ＥＣＰ８は、下側カム軌道アセンブリ２５０に対して５°の角度位置にあり、ＥＣＰ９から離れるように時計回りに移動し、上側ＥＣＰ９は、上側カム軌道アセンブリ２５０に対して３５５°の角度位置にあり、下側ＥＣＰ８から離れるように反時計回りに移動する。従って、ＥＣＰ８、９は、水平のスリップストリーム姿勢から垂直の作動姿勢への関節運動中に互いに接触しない。
【０１３４】
図８Ｈに示すように、垂直の作動姿勢で配置された下側ハブのＥＣＰ８は、その従動制御アセンブリ２５４が上側軌道２６０に案内された状態でＥＣＰ９に対して時計回りに移動し、垂直の作動姿勢で配置された上側ハブのＥＣＰ９は、従動制御アセンブリ２５４が下側軌道２７０に案内された状態でＥＣＰ８に対して反時計回りに移動する。下側ＥＣＰ８が、上側軌道セクション２６０を下側軌道セクション２７０に接続するスプラインセクション２６２に入るとき、下側ＥＣＰ８は、１８０°の完全な半回転に満たない位置（例えば、１５０°）まで、下側カム軌道アセンブリ２５０に対して時計回りに回転する。上側ＥＣＰ９が、下側軌道セクション２７０を上側軌道セクション２６０に接続するスプラインセクション２６２に入るとき、上側ＥＣＰ９は、１８０°の完全な半回転に満たない位置（例えば、２１０°）まで、上側カム軌道アセンブリ２５０に対して反時計回りに回転する。図８Ｉに示すように、ＥＣＰ８、９の従動アセンブリが、それぞれの上側及び下側カム軌道アセンブリ２５０のスプラインセクション２６２を横切るとき、ＥＣＰ８、９は、互いに対してオフセットされた角度位置で、それぞれの回転軸に対して反時計回りに同期して関節運動する。すなわち、一例として、ＥＣＰ８の従動アセンブリは、下側カム軌道アセンブリ２５０に対して１５０°から１８０°の角度位置の間で、上側軌道セクション２６０から下側軌道セクション２７０までスプラインセクション２６２を横切る。反対に、ＥＣＰ９の従動アセンブリは、上側カム軌道アセンブリ２５０に対して２１０°から１８０°の角度位置の間で、下側軌道セクション２７０から上側軌道セクション２６０までスプラインセクション２６２を横切る。従って、各ＥＣＰ８、９は、スプラインセクション２６２を介してその回転軸に対して関節運動している間、それぞれの軌道アセンブリ２５０に対する回転において他方と「接触」することはなかった。図８Ｊに示すように、ＥＣＰ８、９が水平のスリップストリーム姿勢に到達するまでに、下側ＥＣＰ８及び上側ＥＣＰ９は同じ角度位置（１８０°）にある。従って、ＥＣＰ８、９は、垂直の作動姿勢から水平のスリップストリーム姿勢への関節運動中に互いに接触しない。
【０１３５】
次に、図１Ａ、図８Ｃ、図８Ｄ、図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、ハブ１２０及びハブ１８０上の隣接するＥＣＰ１０に対して、上側及び下側ＥＣＰ１０又はＥＣＰ２０（項目１３．３参照）の関節運動が開始及び終了する位置のオフセットは、性能及び設置要件を満たすための設計者の選択の範囲内である。オフセットの変更は、カム軌道アセンブリ２５０に関して、隣接するハブ１２０又はハブ１８０内のカム軌道アセンブリ２５０に対して、当該各アセンブリがハブキャリア１３０に取り付けられる場所を変更することによって達成される。オフセットの変更は、コンピュータによって、磁性アレイによる関節運動又はモータによる関節運動を使用する実施形態（それぞれ項目９．３及び項目９．６で記載する。）において達成される。関節運動のオフセットを増やすと、入れ子能力を増加させるアスペクト比のＥＣＰ２０（項目１３．３で説明する）を使用でき、材料特性が異なるＥＣＰ１０及びＥＣＰ２０を使用可能となる。例えば、より硬い材料は、それぞれのＥＣＰ１０又は入れ子ＥＣＰ２０が作動姿勢にあるときの屈曲が少なく、その結果オフセットを減少可能であるため、オフセットが少なくて済み、隣接する逆回転ＥＣＰ１０又は入れ子ＥＣＰ２０と屈曲により衝突することなくより多くのエネルギーを変換可能となる。
【０１３６】
スプラインの角度とそれが適用される角度範囲は、設定可能な設計パラメータである。例えば、図示の実施形態において、ＥＣＰ１０が流体の流れから実質的に遮断されるハブ１２０又は１８０の後ろ側（すなわち、下流側）では、カム軌道アセンブリ２５０のスプライン２６２を比較的浅い角度で設定することができる。ＥＣＰ１０の迅速な関節運動に特別な利点がなく、従動アセンブリ２５４及びＥＣＰシャフト１４０に加えられるねじれモーメントを最小化するためである。一方、ＥＣＰ１０が最大の流体の流れにさらされるハブ１２０又は１８０の前側（すなわち、流入側）では、スプライン角度２６１をより急な角度に設定して、ＥＣＰを発電姿勢へと急速に関節運動させることができる。
【０１３７】
同様に、ＥＣＰ１０は０°より前で作動位置に移行可能であり、実際、スリップストリームモードから作動モードへの関節運動が約３５５°で始まり、５°までに作動モードへの移行を完了した場合、ＥＣＰ１０は３６０°の回転全体でより多くの全体的なパワーを生成することが数学的に判定されている。この例では、３５５°〜０°（遷移の半分）から流れに逆らって移動しながら作動面が遷移し始めるため、ＥＣＰ１０は、３５５°からの抗力を受け始めるが、発明者は、  ０°〜５°の正の動力が、３５５°〜０°の負の動力のオフセットよりも大きいと判定した。
【０１３８】
各ＥＣＰがそれぞれのハブの周りを回転するとき、そのシャフト１４０は、上側軌道セクション２６０と下側軌道セクション２７０との間の中心にあるハブ回転軸に対して実質的に固定された軸方向位置に留まる。各ＥＣＰの従動アセンブリ２５４の従動ヘッド２５３が上側軌道セクション２６０又は下側軌道セクション２７０を横切っている間、ハブ回転軸と、シャフト２５６がコネクティングロッド１４５に挿入される又は他の方法で取り付けられる若しくは結合されるコネクティングロッド１４５上の位置との間の径方向距離は変化しないままである。しかしながら、シャフト１４０の回転軸に対する従動ヘッド２５３のオフセットのため、従動ヘッド２５３が遷移セクション２６１又は遷移セクション２６２を横切るとき、シャフト１４０は、上側軌道セクション２６０と下側軌道セクション２７０との間の中心に留まる一方、ハブ回転軸とコネクティングロッド１４５との間の径方向距離は変化する。一例において、径方向距離は、上下軌道の遷移セクションの中間点に到達するまで増加し、その後、遷移セクションの終わりに近づくとハブ軸に向かって戻る。径方向の変化に対応するため、シャフト２５６及び従動ヘッド２５３は、コネクティングロッド１４５に対して軸方向（シャフト２５６に対して）移動可能に構成されてもよく、それにより、従動ヘッド２５３とコネクティングロッド１４５との間の距離を変化させる。一方、軌道２５５とハブ回転軸との間の径方向距離は、遷移領域２６１、２６２を通して一定のままである。或いは、径方向の変化に対応するため、シャフト２５６及び従動ヘッド２５３は、コネクティングロッド１４５に対して固定されてもよい。一方、連続軌道２５５とハブ回転軸との間の径方向距離は、遷移領域２６１、２６２を通して変化する。
【０１３９】
本開示で示される他の関節運動制御システムは、従動アセンブリが従動姿勢制御機能の遷移セクションを横切るときのハブ回転軸に対する従動アセンブリの径方向位置の変化に対応するための同等の手段を含んでもよい。これらの手段は、コネクティングロッド１４６と同様のコネクティングロッド１４５の別の実施形態（コネクティングロッド１４５の別の実施形態内のベアリングを含む。）を含んでもよい（図１２Ｅ及び図１５Ｉ参照）。
【０１４０】
本明細書で記載した関節運動のオフセット及び関連する同期は、入れ子ＥＣＰ２０を含むＫＦＥＣＳ１００の実施形態（項目１３．３で説明する。）が、ＥＣＰ１０のセットの代わりに使用されるかどうかに関係なく、同じように機能することに留意されたい。
【０１４１】
［９．  基本関節運動制御−複数の実施形態］
さらに図１Ａを参照すると、ＥＣＰ１０の関節運動制御は、多くの方法によって達成可能である。従動アセンブリ２５４（図８Ａ及び図８Ｂ参照）を使用する以下の関節運動制御の実施形態のそれぞれにおいて、そのような関節運動制御が対応可能なねじれモーメントは、従動アセンブリ２５４又は従動アセンブリ２５４の機能的同等物の長さを増加させることによって増加させることができる。
【０１４２】
本明細書で記載した関節運動制御の実施形態は、入れ子ＥＣＰ２０を含むＫＦＥＣＳ１００の実施形態（項目１３．３で説明する。）が、ＥＣＰ１０のセットの代わりに使用されるかどうかに関係なく、同じように機能することに留意されたい。
【０１４３】
＜９．１  内部磁性カム軌道アセンブリ−図９Ａ及び図９Ｂ＞
図１Ａを参照しつつ、次に図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、上記のように、ＥＣＰ１０関節運動制御の一実施形態は、静止磁気軌道セクション２５１及び可動磁気軌道セクション２５２からなる磁気式、球状且つ分割されたカム軌道アセンブリ２５０を介して達成される。各セクションは、それぞれの球状の軌道の半分に最も近い反対の磁極を有すると共に、動作可能に結合されたシャフト１４０毎に、軌道２５５内に球状の磁気従動ヘッド２５３を備える。球状の磁気従動ヘッド２５３は、その磁極が各軌道セクション２５１、２５２の磁気によって反発されるように構成されている。磁気構成要素のこの配置は、球状且つ磁気式の従動ヘッド２５３が磁気式且つ球状のカム軌道アセンブリ２５０内で浮上し、それによって磁気軸受を形成する。
【０１４４】
球状且つ磁気式の従動ヘッド２５３は、例えば、ＥＣＰ１０のシャフト１４０に動作可能に連結された従動アセンブリ２５４のシャフト２５６（後記のように犠牲シャフトとなり得る。）に動作可能に結合される（例えば、取り付けられれる）。連続軌道２５５の形状は、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対するＥＣＰ１０の３６０°回転全体に亘る流体の流れに対する各ＥＣＰ１０の位置を制御する。
【０１４５】
図９Ａ、図９Ｂ及び図１Ａを参照しつつ、次に図８Ａ及び図８Ｃを参照すると、軌道２５５の形状は、各ＥＣＰ１０の関節運動の開始、終了及び時間を制御するように構成することが可能であり、そのような各関節運動の開始点と終了点との間の最小時間は、球状磁気従動ヘッド２５３が通過する最も急なスプライン２６１、２６２の角度に対する球状磁気従動ヘッド２５３の直径によってのみ制限される。従動ヘッドの半径は、スプラインの半径より大きくすることはできない。概念を誇張して説明するために、カム軌道アセンブリ全体の半径が１フィートで、従動ヘッドの半径が１インチの場合、スプラインの半径は、１インチの従動ヘッドが必要とする移動経路よりも小さくなる。その結果、従動ヘッドは軌道と衝突する。これはさらに次のように説明できる。
Ｃ  ＝  Ｓ  ／  （ｃｏｓ（（９０−Ｔｈｅｔａ）／  ２））
【０１４６】
上記において、
Ｃは、磁気式且つ球状のカム軌道アセンブリ２５０の円周である。  
Ｓは、球状且つ磁気式の従動ヘッド２５３の直径である。
Ｔｈｅｔａは、スプライン２６１、２６２の角度である。
【０１４７】
この実施形態では、球状且つ磁気式の従動ヘッド２５３が磁気式のカム軌道アセンブリ２５０の周りの軌道２５５を通って移動するとき、（ｉ）上側軌道２６０を通って移動する間、動作可能に結合されたＥＣＰ１０を、流体の流れに垂直な姿勢（作動位置）で維持させ、（ＩＩ）スプラインを通過する間、動作可能に結合されたＥＣＰ１０を９０°関節運動させ、及び（ｉｉｉ）下側軌道セクション２７０を通過する間、関連するＥＣＰ１０を、流体の流れに平行な姿勢（スリップストリーム）に留まらせる。
【０１４８】
本明細書に記載の磁気的浮上法が機能するためには、球状の磁気従動ヘッド２５３が、その極を備えた磁性カム軌道アセンブリ２５０内において、磁性カム軌道アセンブリ２５０と同様の極に面した状態で組み込まれており、且つ各軌道セクション２５１、２５２が、それぞれの軌道２５５の半分に最も近い反対の磁極を有していればよく、軌道セクションが、軌道２５５に最も近い特定の極、すなわち正極又は負極を有することは関係ないことに留意されたい。
【０１４９】
また、磁性カム軌道アセンブリ２５０及び従動ヘッド２５３の円周が大きいほど、並びに／又は具体化されたコネクティングロッド１４５の長さが長いほど、又はこれらの構成要素の別の実施形態（項目９．２に記載されているものを含むがこれらに限定されない。）が大きいほど若しくは長いほど、従動ヘッドが補助可能なねじれモーメントは大きくなることに留意されたい。
【０１５０】
さらに、本明細書及び項目９全体を通して、「上側」及び「下側」という用語は、本明細書に含まれる関連図面に読者を向けるために使用されるが、ＫＦＥＣＳ１００内における、若しくは場合によっては地面に対する又は液体本体の底部に対する、ハブキャリア１３０及び磁性カム軌道アセンブリ２５０が相対的な位置を限定しないことに留意されたい。
【０１５１】
＜９．２  内部に潤滑剤を充填したカム軌道アセンブリ−図１０＞
図１Ａを参照しつつ、次に図１０を参照すると、ＥＣＰ１０の関節運動制御の別の実施形態は、固定セクション３０２及び可動セクション３０２からなる、内部に液体潤滑剤を充填したカム軌道アセンブリ３００を介して達成される。この実施形態において、軌道アセンブリ３００は、上側軌道３２５及び下側軌道３２６を有する軌道３０３の中心線に沿って分割される。液体潤滑剤を充填したカム軌道アセンブリ３００は、液体潤滑剤を収容するのに適した内部チャンバを規定する膜３２２を含む。
【０１５２】
球面軸受は、円状軌道３０３内を移動し、軸受３１５内で回転支持されたシャフト３１７に動作可能に連結されている。ベアリング３１５は、内部磁性カップリング３２１に動作可能に結合されており、同カップリング３２１は、膜３２２の内部表面を摺動するが、通常動作中は膜３２２に接触しない。外側磁性カップリング３２３は、膜３２２の外部を摺動するが、通常動作中は膜３２２と接触しない。また、同カップリング３２３は、十分な磁力の磁気引力により、関連する内側磁性カップリング３２１に対して膜３２２を介して動作可能に結合され、関連するＥＣＰ１０を関節運動させるために必要なトルクの伝達を可能にする。この配置は、シールのない構成において磁場を介したトルクの伝達を可能にすることに留意されたい。また、周辺プレート２１５は、項目９．５及び項目１１で詳細を説明さするような、コンピュータに監視されるセンサを有してもよいことにも留意されたい。当該センサは、膜３２２の漏れを検出し、それによって、１つ又は複数のコンピュータ制御動作（ＡＯＳのトリガを含むがこれに限定されない。）を実現する。外側磁性カップリング３２３は、シャフト３１７（後述するように犠牲シャフトとなり得る。）を介して、関連するＥＣＰ１０のシャフト１４０に動作可能に連結されている。
【０１５３】
軌道３０３は、球面軸受３１０を受け入れるための円状の横断面を有する。軌道３０３の形状は、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対するＥＣＰ１０の３６０°回転全体に亘る流体の流れに対する各ＥＣＰ１０の位置を制御する。軌道３０３の形状は、各関節運動の開始及び終了を制御するように構成することが可能であり、各関節運動の開始、終了及び時間は、球面軸受３１０が通過する最も急なスプライン２６１、２６２（図２Ｂ及び図２Ｄ参照）の角度に対する球面軸受３１０の直径によってのみ制限される。これはさらに次のように説明できる。
Ｃ  ＝  Ｓ  ／  （ｃｏｓ（（９０−Ｔｈｅｔａ）／  ２））
【０１５４】
上記において、  
Ｃは、内部に液体潤滑剤を充填したカム軌道アセンブリ３００の円周である。  
Ｓは、球面軸受３１０の直径である。
Ｔｈｅｔａは、スプライン２６１、２６２の角度である。  
【０１５５】
この実施形態では、ベアリング３１０がカム軌道アセンブリ３００の周りの軌道３０３を通って移動するとき、（ｉ）上側軌道３２５を通って移動する間、動作可能に結合されたエネルギー変換プレート１０を、流体の流れに対して垂直に関節運動させ、（ｉｉ）下側軌道セクション３２６を通って移動している間、関連するエネルギー変換プレート１０を、流体の流れに平行な姿勢まで回転させる。
【０１５６】
＜９．３  磁性アレイアセンブリ−図１１Ａ〜図１１Ｄ＞
次に図１１Ａ〜図１１Ｄ及び図８を参照すると、ＥＣＰ１０の関節運動制御の別の実施形態は、磁性アレイアセンブリ３７０を介して達成され、同アセンブリ３７０は、磁性カム軌道アセンブリ２５０を含む任意のタイプのカム軌道アセンブリと同じ場所に、及び任意のタイプのカム軌道アセンブリの代わりに設置される。磁性アレイアセンブリ３７０は、２つの対向するコンピュータ制御電磁アレイ３７１、３７２からなる。磁化された従動部材３７３は、各ＥＣＰ１０のシャフト１４０に動作可能に連結されている。各磁性アレイ３７１、３７２は、反対のコンピュータ制御可変起電力を有し、従動部材３７３も磁化されており、従動部材３７３の正極側が正極アレイ３７１に面し、負極側が負極アレイ３７２に面している。コンピュータ（図示せず）は、ＫＦＥＣＳ  １００内に配置するか、又は有線若しくは無線接続によって遠隔接続することができる。コンピュータは、１つ又は複数の流体速度及び方向センサ８１０（図１Ａ参照）からの入力を使用して、磁化された従動部材３７３がアレイを通過する際望まれる回転方向に、順次、一方のアレイ３７１のセグメントで電磁力を増加させ、反対側のアレイ３７２のセグメントで減少させる。それにより、磁化された従動部材３７３は、アレイアセンブリ３７０に対する位置を変化させ、その結果、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対する３６０°回転全体に亘る流体の流れに対して、シャフト１４０及び関連するプレート１０を関節運動させる。すなわち、磁化された従動部材３７３と上側アレイ３７１との間の相対的な引力を増加させることによって、従動部材は、上記の実施形態の上側軌道にある磁化された従動アセンブリに類似して、上側アレイに近づく。下側アレイ３７２と磁化された従動部材３７２との間の相対的な引力を増加させることによって、従動部材は、上記の実施形態の下側軌道にある磁化された従動アセンブリに類似して、下側アレイ３７２に近づく。この配置は、上側アレイ３７１と下側アレイ３７２との間に存在し、磁性アレイアセンブリ３７０の周りのコンピュータ制御された無限に可変の経路内に磁気軸受を含む磁性アレイ場内で浮上する磁化された従動部材をもたらす。このコンピュータによる関節運動制御の実施形態は、各ＥＣＰ１０の関節運動制御の開始、時間及び終了点を変化させることによって、ＫＦＥＣＳ１００が、流体の流れに対して常に最適に姿勢制御されたままとし、それによってハブ姿勢制御モータ７１０及び関連する構成要素（図１の拡大図参照）の必要性を排除することを可能にする。
【０１５７】
ＡＯＳスリップストリームモードの間、磁性アレイアセンブリ３７０は、機械的故障、例えば、項目１０．４で説明するような軌道分割動作の異常のための何らの犠牲部品も必要としないことに留意されたい。その結果、シャフト２５７（図１１Ａ参照）は犠牲的ではない。
【０１５８】
＜９．４  トリプルカム軌道アセンブリ−図１２Ａ＞
図１２Ａ〜図１２Ｅを参照すると、カム軌道アセンブリの別の実施形態は、トリプルカム軌道アセンブリ４６０を含む。カム軌道アセンブリ４６０は、磁性カム軌道アセンブリ２５０（図９Ａ参照）又は液体潤滑剤が充填されたカム軌道アセンブリ３００（図１０参照）と同様に、磁性カム軌道アセンブリとして実装可能である。この実施形態は、ＥＣＰシャフト１４０の関節運動を制御し、それぞれが下側軌道及び上側軌道を有する３つの連続軌道アセンブリ、すなわち、上側軌道アセンブリ４６３、中央軌道アセンブリ４７３及び下側軌道アセンブリ４８３と、それぞれの上側軌道及び下側軌道を接続する２つのスプラインセクションとを有する。様々な実施形態において、上側軌道アセンブリ４６３は、固定軌道セクション４６１及び可動軌道セクション４６２を含み、中央軌道アセンブリ４７３は、固定軌道セクション４７１及び可動軌道セクション４７２を含み、下側軌道アセンブリ４８３は、固定軌道セクション４８１及び可動軌道セクション４８２を含む。
【０１５９】
トリプル従動アセンブリ４９０は、リンク機構４９１、シャフト４９２、従動ヘッド２５３、１つ又は複数のベアリング４９３（図１５１も参照）、コネクティングロッド４９４、及びシャフト４９５（以下に説明するように、犠牲シャフトであり得る）からなる。３つの軌道アセンブリ４６３、４７３、４８３と、軌道４６３、４７３、４８３に結合されたトリプル従動アセンブリ４９０との組合せは、従動ヘッド２５３又は球面軸受３１０（図１０参照）の表面積を３倍にすることによって、シングル軌道アセンブリと比較して、トリプルカム軌道アセンブリ４６０がサポートするねじりモーメントを３倍にする。設計者は、トリプルカム軌道アセンブリ４６０及び関連するトリプル従動アセンブリ４９０に組み込まれているのと同じ基本的な設計原理を使用しながら、軌道の数を増減することによって（例えば、ダブル又はクワッド（４つ）のカム軌道アセンブリ）、特定の軌道アセンブリがサポートするモーメントを増減してもよい。
【０１６０】
様々な実施形態でにおいて、トリプルカム軌道アセンブリ４６０は、ハブキャリア１３０に連結固定されている。ＥＣＰシャフト１４０、トリプル従動アセンブリ４９０及び中央軌道アセンブリ４７３は、各ＥＣＰシャフト１４０の軸が、中央軌道アセンブリ４７３の上側軌道及び下側軌道から等距離になるように（すなわち、各ＥＣＰシャフト１４０の軸が、中央軌道アセンブリ４７３を二等分するように）構成及び配置される。    トリプル従動アセンブリ４９０は、３つの従動ヘッド２５３（又はトリプルカム軌道アセンブリが液体潤滑剤を充填したカム軌道アセンブリ（図１０参照）として構成されている場合、３つの球面軸受３１０）を含む。各従動ヘッド２５３は、上側軌道アセンブリ４６３、中央軌道アセンブリ４７３及び下側軌道アセンブリ４８３の１つ内に配置される。さらに、ハブに対するＥＣＰシャフト１４０の回転中にトリプル従動アセンブリ４９０が結合することを防ぐために、トリプル従動アセンブリ４９０は、ＥＣＰシャフト１４０がハブの周りを回転するとき、従動ヘッド２５３がそれぞれの軌道４６３、４７３、４８３内で全て同じ円周位置に配置されるように構成される。従って、従動ヘッド２５３がそれぞれの軌道４６３、４７３、４８３のスプラインに同時に出入り可能となる。
【０１６１】
同一平面上の位置合わせは、トリプル従動アセンブリ４９０の適切な動作に必要な形状の必須要素であり、それぞれの軌道４６３、４７３、４８３内でそれが結合するのを防ぐ。
【０１６２】
トリプルカム軌道アセンブリ４６０は、磁性カム軌道アセンブリ２５０及び潤滑剤が充填されたカム軌道アセンブリ３００と同様に、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す閉位置から、図１２Ｃ及び図１２Ｄに示す開位置まで移動するときに、スプラインハブ２８０を使用する。
【０１６３】
＜９．５  ハブキャリア及び周辺プレートの詳細−図１３Ａ＞
次に図１３Ａ、図１３Ｂ及び図５を参照すると、ＫＦＥＣＳ１００のハブキャリア１３０は、上側構造の構成要素として動作する。ハブキャリア１３０は、ＫＦＥＣＳ１００全体を介して、空気圧又は油圧ライン又は同様の構成要素等の混合流体、ガスを輸送するための任意のタイプの電気ケーブル、ホース若しくはパイプ又は同様の構成要素（総称して「輸送システム」と称する。）を案内するため、及び回転可能なカップリングを必要とせずに、そのような輸送システムを逆回転ハブ１２０、１８０を介して案内するために使用できる一体型孔部（ｃｈａｓｅ）１３２を有してもよい。
【０１６４】
周辺プレート２１５は、ハブキャリア１３０に固定されているピニオンキャリア２１０（互いに接続されているか、又は単一の一体型構成要素）に固定されている。その結果、ハブキャリア孔部１３２を挿通する任意の輸送システムは、周辺プレート２１５を通って分岐して多数のシステム（電子センサ、モータ、真空及び圧力ラインを含むがこれらに限定されない。）のために機能することができる。加えて、回転可能な電気カップリング（ブラシスリップリングを含むがこれらに限定されない。）は、周辺プレート２１５とこれに隣接するハブ１２０、１８０との間に構成可能であり、それにより、ハブ孔部１３２から、それぞれのＥＣＰ１０又は２０のために機能する各ＥＣＰシャフト１４０に案内される高電圧の伝達を可能にする。これにより、項目９．６で説明するように、コンピュータで制御可能なＥＣＰ内の発熱体に電力を供給して、時々発生する氷結条件でのＥＣＰ１０、２０の氷結の可能性を減らす手段を提供する。２つを超えるハブ１２０、１８０を有するＫＦＥＣＳ１００の実施形態は、追加の周辺プレート２１５、及び追加のハブそれぞれの間に配置された関連するトランスミッション（項目７セクション７で記載したようなもの）を有してもよい。
【０１６５】
次に図１３Ｂを参照すると、輸送システムは、ハブキャリア孔部１３２と周辺プレート２１５の円周との間の多数の物理的経路に亘って案内されてもよい。そのようないくつかの物理的経路は、破線で示されている。
【０１６６】
図１３Ａ及び図１３Ｂを参照すると、周辺プレート２１５及び連結固定されたピニオンキャリア２１０は、項目７で説明された逆回転トランスミッション及び項目１０で説明されるＡＯＳに不可欠な多数の特徴を有する。ピニオンシャフト収容孔２１１は、ピニオンキャリア２１０の外壁に対して角度間隔を空けた位置に形成され、ピニオン２２０のシャフトを収容する。周辺プレート２１５は、周辺プレート２１５がピニオンキャリア２１０に接続する周辺プレート２１５の内周に環状支持フランジ２１６を有する。ピニオン開口部２１７は、ピニオンシャフト収容孔２１１の位置に対応する角度間隔の位置で環状支持フランジに形成され、ピニオン２２０を収容する。環状ハブ収容リング２１８は、環状支持フランジ２１６に隣接し、周辺プレート２１５の下方でハブ１２０を入れ子にし、周辺プレート２１５の上方でハブ１８０を入れ子にする。環状支持フランジ２１６は、環状ハブ収容リング２１８及びピニオンキャリア２１０に対して軸方向に凹んでおり、それにより、トランスミッション凹部２３５内に入れ子になる環状溝を形成する。フランジ２１６によって形成された環状溝及び隣接するハブのトランスミッション凹部２３５は、開口部２１７内に配置されたピニオン２２０が浸漬される液体潤滑剤を保持可能なリザーバを形成する。ハブキャリア１３０が実質的に垂直に向けられている構成でハブが動作される場合、リザーバは、リザーバ内に液体潤滑剤を保持するシールを必要としない。環状リブ２２１は、環状ハブ収容リブ２１８及び周辺プレート２１５の外周の上方で軸方向に突出し、項目１０に記載するような関節運動オーバーライドシステムの２次リング５７０を受け入れる下方の凹部を規定する。環状リブ２２１に形成された３次リングリフタースロット２１９は、項目１０に記載するような関節運動オーバーライドシステムの３次リングの移動を可能にする。近接センサ５８５は、図示された位置で周辺プレートの両側に配置されてもよいが、近接センサの位置及び数は、一実施形態として説明されたものに限定することは意図していない。本明細書で使用される「下方」及び「上方」という用語は、限定することを意図するものではなく、単に読者を図面に向けるために使用される。
【０１６７】
（９．５．１  周辺プレート−多機能の別の実施形態）
次いで図１３Ｃ及び図１３Ｄを参照すると、周辺プレート２１５−Ａの別の実施形態は、周辺プレート２１５内に具体化される全ての特徴及び機能を有し、さらに、以下の（ｉ）、（ｉｉ）のための取付け点及び／又は支持領域を有する。すなわち、（ｉ）第２の及び／又は追加の逆回転トランスミッション２４５（図３Ｂ及び図７Ｃ参照）、並びに（ｉｉ）外周プレート２１５−Ａの外周近くにおいて外周プレート２１５−Ａに対して円周方向に延在するスラストベアリング２２７である。
【０１６８】
周辺プレート２１５−Ａは、周辺プレート２１５−Ａに対して角度的に離間した位置で環状支持フランジ２２８に形成された外側ピニオン開口部２２２を含む。ピニオンシャフト収容孔２２３は、各外側ピニオン開口部２２２と位置合わせされる。各シャフト収容孔２２３は、関連する外側ピニオン開口部２２２内に配置されたギアヘッドを有する外側ピニオン２２４のシャフトを収容する。  
【０１６９】
周辺プレート２１５−Ａは、ハブ１２０（１２０−Ａ）及びハブ１８０（１８０−Ａ）の別の実施形態で使用するように構成されており、当該別の実施形態では、逆回転ハブ１２０−Ａ、１８０−Ａは、外側ピニオン２２４によって回転可能に結合され、トランスミッション２４０のピニオン２２０（内側ピニオン）と組み合わせてもよい。
【０１７０】
一実施形態において、トランスミッション２４５は、ハブ１２０−Ａに（図３Ｂ及び図７Ｃに示されるようにハブ１２０−Ａの上側に）取り付けられた又は他の方法で動作可能に結合されたリングギア２２５と、ハブ１８０−Ａに（図３Ｂ及び図７Ｃに示されるようにハブ１８０−Ａの底部に）取り付けられた又は他の方法で動作可能に結合されたリングギア２２６とを有する。周辺プレート２１５−Ａの収容孔２２３内に回転可能に取り付けられた、径方向に姿勢調整された外側ピニオン２２４は、外側リングギア２２５、２２６の間に配置されている。この配置により、各外側ピニオン２２４の軸の中心は、ハブキャリア１３０に対して常に同じ角度位置に留まることとなる。その結果、各外側ピニオン２２４の軸の中心は、ハブキャリア１３０に対してある角度位置で固定されるので、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対するハブ１２０−Ａ又は１８０−Ａの回転運動は、外側リングギア２２５及び外側リングギア２２６がハブキャリア１３０の長手方向軸に対して回転することを許容する。外側リングギア２２５又は外側リングギア２２６のいずれかの回転運動は、外輪ピニオン２２４の結合を介して、反対側のリング歯車を反対方向に回転させる。加えて、（内側）トランスミッション２４０も用いられる場合、トランスミッション２４０のリングギア２００又はリングギア２３０いずれかの動きは、動作可能に結合されたピニオン２２０（内側ピニオン）を、それらの軸それぞれに対して回転させ、それにより、隣接するリングギア及び動作可能に結合されたハブの逆回転を引き起こす。
【０１７１】
２つのスラストベアリング２２７（本明細書では周辺ハブベアリングとも称する。）を設け、周辺プレート２１５−Ａに対して配置してもよい。その際、一方のスラストベアリング２２７は、周辺プレート２１５−Ａの上側と上側ハブ１８０−Ａの底部との間に配置され、別のスラストベアリング２２７は、周辺プレート２１５−Ａの底部と底側ハブ１２０−Ａの上側との間に配置される（図７Ｃ参照）。
【０１７２】
図１３Ｅに示すように、ブレーキハウジング７３０の別の実施形態（７３０−Ａ）は、ブレーキハウジング７３０−Ａとハブ端部１２１−Ａの別の実施形態との間のブレーキハウジング７３０−Ａの上側に形成された環状溝又はチャネル内に円周方向に配置されたブレーキハウジングスラストベアリング７３１を含む。
【０１７３】
ブレーキハウジングスラストベアリング７３１は、ハブキャリア１３０の周りのブレーキハウジング７３０−Ａに対してハブ端部１２１−Ａ及びハブ１２０−Ａ、１８０−Ａの回転を可能にする。また、ブレーキハウジング７３０−Ａ及びハブ端部１２１−Ａの外側径方向周辺部にあるブレーキハウジングスラストベアリング７３１は、ハブ１２０−Ａ、１８０−Ａに作用する横方向及び垂直方向の荷重を、ハブ端部１２１−Ａを介してブレーキハウジング７３０−Ａに伝達する。ブレーキハウジングスラストベアリング７３０−Ａは、ブレーキハウジング７３０−Ａ及びハブ端部１２１−Ａの外側径方向周辺に配置されているため、ハブ端部１２１−Ａ及びハブキャリア１３０の間に配置されたハブキャリアベアリング１３５のみよりも大きな横方向モーメントに耐えることができる。
【０１７４】
同様に、ハブ１８０−Ａ、１２０−Ａの間、並びに周辺プレート２１５−Ａ及びハブ１８０−Ａ、１２０−Ａの外側径方向周辺において、周辺プレート２１５−Ａの反対側に配置された周辺ハブベアリング２２７は、ハブ１２０−Ａ、１８０−Ａに作用する横方向及び垂直方向の荷重を、ハブを介してハブ端部１２１−Ａに伝達する。周囲ハブベアリング２２７は、周辺プレート２１５−Ａ及びハブ１８０−Ａ、１２０−Ａの外側径方向周辺にあるため、それらは、ハブ１２０−Ａ、１８０−Ａとハブキャリア１３０との間に配置されたハブキャリアベアリング１３５のみよりも大きな横方向モーメントに耐えることができる。
【０１７５】
従って、ハブ１２０−Ａ、１８０−Ａ、ハブ端部１２１−Ａ及びハブキャリア１３０、並びにハブキャリア１３０に動作可能に又は固定的にリンクされた全ての構成要素は、ブレーキハウジング７３０−Ａとハブエンド１２１−Ａとの間に配置されたブレーキハウジングスラストベアリング７３１なしで耐えることができるよりも大きな垂直及び横方向の荷重に耐えることができる。
【０１７６】
加えて、周辺プレート２１５−Ａ及び逆回転トランスミッション２４５は、周辺プレート及びハブ１２０−Ａ、１８０−Ａの径方向外側周辺近くに支持点（すなわち、外側ピニオン２２４及びリングギア２２５、２２６によって提供される径方向外側の支持点）を提供するので、トランスミッション２４０（図３Ｂ参照）は、周辺プレート２１５及びハブ１２０、１８０の径方向中心近くに位置する支持点（すなわち、ピニオン２２０及びリングギア２００、２３０によって提供される径方向内側支持点）のみを提供する一方、トランスミッション２４５は、トランスミッション２４０よりも大きな横方向トルクを伝達することができ、トランスミッション２４０よりも少ない応力を受けることとなる。トランスミッション２４０及びトランスミッション２４５は、単独で又は組み合わせて使用することができる。すなわち、トランスミッション２４０は、１対の逆回転ハブ１２０−Ａ、１８０−Ａの間に設けることができ、トランスミッション２４５は、同じ対の逆回転ハブ１２０−Ａ、１８０−Ａの間に設けることができる。
【０１７７】
特に断りのない限り又は文脈から明らかでない限り、ハブ１２０−Ａ、１８０−Ａ、周辺プレート２１５−Ａ、ハブ端部１２１−Ａ及び／又はブレーキハウジング７３０−Ａのうちの１つ又は複数は、本開示の任意の説明において該当する場合、ハブ１２０、１８０、周辺プレート２１５、ハブ端部１２１及びブレーキハウジング７３０と代替可能である。
【０１７８】
＜９．６  周辺モータ駆動アセンブリ−図１４＞
次に図１４及び図１Ａを参照すると、ＥＣＰ１０関節運動制御の別の実施形態は、１つ又は複数のコンピュータ制御モータ４００及び動作可能に結合されたリングギア４０８を介して達成される。この実施形態において、リングギア４０８は、ＥＣＰ１０のＥＣＰシャフト１４０に動作可能に結合され（例えば、同軸で固定され）、ピニオン４０４を回転させる少なくとも１つのモータ４０２を含むコンピュータ制御関節運動制御アセンブリ４００の一部である。  ピニオン４０４は、ＥＣＰシャフト１４０に固定されたリングギア４０８に動作可能に結合され、リングギア４０８を回転させる。周辺プレート２１５は、ハブキャリア１３０に動作可能に常に接続されており、ハブキャリア１３０と位置合わせされたままであり、ハブキャリア１３０の延長として機能し、ハブ姿勢制御システムによってパブキャリア１３０の長手方向軸に対して回転するとハブキャリア１３０と共に移動する。任意の関節運動モータアセンブリ４００の動作に関連する全ての電力及びコンピュータ制御信号は、ハブキャリア孔部１３２を介して送信され、ハブキャリア孔部１３２から周辺プレート２１５を介して伝達され、その後、周辺プレート２１５とハブ１２０、１８０との間の回転可能なカップリングによりハブ１２０、１８０に転送及び／又は送信可能である。    コンピュータ（図示せず）は、ＫＦＥＣＳ  １００内に配置するか、又は有線若しくは無線接続によって遠隔接続することができる。コンピュータは、１つ又は複数の流体速度及び方向センサ８１０からの入力を使用して、電動ピニオン４０４を作動させ、関連するＥＣＰシャフト１４０及びそれぞれが動作可能にリンクされたＥＣＰ１０を、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対して３６０°回転全体に亘る流体の流れに対する最適な位置に関節運動させる。このコンピュータによる関節運動制御の実施形態は、各ＥＣＰ１０の関節運動制御の開始、時間及び終了点を変化させることによって、ＫＦＥＣＳ１００が、流体の流れに対して常に最適に姿勢制御されたままとし、それによってハブ姿勢制御モータ７１０及び関連する構成要素の必要性を排除することを可能にする。  
【０１７９】
［１０．関節運動オーバーライドシステム−スタンバイモード−図１５Ａ］
図１Ａを参照しつつ、図１５Ａを参照すると、いくつかの実施形態におけるＫＦＥＣＳ１００は、コンピュータ制御関節運動オーバーライドシステム（ＡＯＳ：  ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｖｅｒｒｉｄｅ  ｓｙｓｔｅｍ）を含む。ＡＯＳは、項目１３に記載するような全てのＥＣＰ１０又はＥＣＰ２０を、接近する流体の流れに対するそれらの姿勢又はハブキャリア１３０の長手方向軸に対するそれらの角度位置に関係なく、スリップストリーム姿勢（アクティブモード）に回転させるように構成される。ＡＯＳは、例えば、発火式（ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃ）、空気圧式、油圧式及び電子式ソレノイドアクチュエータ等の冗長アクチュエータグループを含むことができ、それらのいずれかが作動すると、全てのＥＣＰ１０をスリップストリーム姿勢まで回転させる（より詳細は項目１０．３で説明する）。そのような冗長アクチュエータは、複数の手段によって作動することができるピストンアクチュエータを含んでもよく、そのような複数の手段としては、電気装置、爆発装置（圧力カートリッジ）、空気圧装置、ばね式装置、機械式プライマ起動（ｐｒｉｍｅｒ−ｉｎｉｔｉａｔｅｄ）装置（ガス発生器）、線形爆発伝達ライン（ＳＭＤＣ、ＦＣＤＣ、ＥＴＬ、ＲＤＣ）、又はレーザ作動式兵器装置（レーザで開始される火薬（ｓｑｕｉｄ）又は起爆装置）を含むが、これらに限定されない。
【０１８０】
磁性カム軌道アセンブリ２５０のセクション２５１、２５２の１つ、例えば、可動軌道セクション２５２は、ＡＯＳアクティブモードに入るようにＡＯＳから指示されたときに、他の固定軌道セクション２５１に対して移動し、これにより、従動アセンブリ２５４及びＥＣＰ１０を磁気カム軌道アセンブリ２５０から切り離すように設計されている。
【０１８１】
図１５Ｂ〜図１５Ｅに示すように、ＡＯＳアクティブモード中、可動カム軌道セクション２５２は、図示の実施形態では、下側ハブ１２０のカム軌道アセンブリ２５０の下側軌道セクションであり、上側ハブ１８０のカム軌道アセンブリ２５０の上側軌道セクションであり、１次オーバーライドリング５６０と係合するように構成されたロッカーアーム５５０と係合する。可動カム軌道セクション２５２が下側ハブ１２０の固定セクション２５１から分離するとき（図示の実施形態では軸方向下向きに移動するとき）、可動カム軌道セクション２５２はロッカーアーム５５０を作動させ、次いで、ロッカーアーム５５０は、１次オーバーライドリング５６０と係合して、軸方向に（図の例では上向きに）移動する。１次オーバーライドリング５６０が軸方向に移動すると、同リング５６０は、下側ハブ１２０のＥＣＰシャフト１４０のアクチュエータカム５９０に接触し、それによって、下側ハブ１２０の各ＥＣＰ１０をスリップストリーム姿勢に移動又は維持させる。また、１次オーバーライドリング５６０は、例えば、１次オーバーライドリング５６０と２次オーバーライドリング５７０との間を延在する、軸方向に姿勢調整されたリフタ５６５によって、２次オーバーライドリング５７０に結合される。従って、１次オーバーライドリング５６０の軸方向の動きは、２次オーバーライドリング５７０の対応する軸方向の動きに伝達される。３次オーバーライドリング５８０は、２次オーバーライドリング５７０に動作可能に結合する一体型リフタ５８１を含む。従って、２次オーバーライドリング５７０の軸方向の動きは、３次オーバーライドリング５８０の対応する軸方向の動きに伝達される。３次オーバーライドリング５８０が軸方向に移動すると、同リング５８０は、上側ハブ１８０のＥＣＰシャフト１４０のアクチュエータカム５９０に接触し、それによって、上側ハブ１８０の各ＥＣＰ１０をスリップストリーム姿勢に移動又は維持させる。
【０１８２】
一実施形態において、動作可能に結合されたＡＯＳ構成要素のいずれも、ＡＯＳがアクティブモードに切り替わるときを除いて、移動したり、機械的摩耗を受けたりすることはない。一実施形態において、アクチュエータカム５９０又は他の任意の可動ＡＯＳ構成要素と接触する、全ての動作可能に結合された部品は、Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）等の潤滑剤なしで摺動するように設計された固有の低摩擦特性を有する材料、又は二硫化タングステンのような低摩擦コーティング剤で構成される。一実施形態において、ＡＯＳは、ハブ１２０又は１８０がハブキャリア１３０の長手方向軸に対して１回転するのに必要な時間よりも短い時間で、全てのＥＣＰ１０をスリップストリーム姿勢に回転させるように設計される。
【０１８３】
ＫＦＥＣＳ１００の通常動作中、ＡＯＳはスタンバイモードのままであり、それにより、電動ボールねじアセンブリ５３０（以下でさらに詳述するようにコンピュータ制御され得る。）等のリニアアクチュエータが、可動カム軌道セクション２５２に対して、固定カム軌道セクション２５１の方向に圧力を加えることで、両方のセクションを単一の連続軌道２５５として機能させる。同様に、トリプルカム軌道アセンブリ４６０を有する実施形態において、電動ボールねじアセンブリ５３４は、可動軌道セクション４６２、４７２、４８２に圧力を加えることで、３つのセクション全てを、それらに関連する固定軌道セクション４６１、４７１、４８１と組み合わせて、連続軌道４６３、４７３、４８３として機能させる。
【０１８４】
（ｉ）ＡＯＳ、（ｉｉ）外周プレート２１５又は２１５−Ａ（項目９．５参照）、及び（ｉｉｉ）ハブ１２０、１８０の別の代替実施形態において、リフタ５６５又は５８１に動作可能に連結可能な全ての構成要素に十分な空間が存在する場合、リフタ５６５又は５８１を使用するかどうかは、使用できるリフタの種類に関する設計者の選択であることに留意されたい。
【０１８５】
＜１０．１  アクティブモード−基本システム−図１５Ａ〜図１５Ｆ＞
図１Ａを参照しつつ、次に図１５Ａ〜１５Ｆ、図１２Ｃ及び図１２Ｄを参照すると、アクティブ化されたときのＡＯＳは、接近する流体の流れに対する姿勢又はハブキャリア１３０の長手方向軸に対する角度位置に関係なく、全てのエネルギー変換プレート１０をスリップストリーム姿勢に回転させるように設計される。ＡＯＳ基本起動システムは、示されているように起動されると、全てのＥＣＰ１０をスリップストリーム位置に回転させる電気機械式アクチュエータシステム５０５を有する。一実施形態において、コンピュータ制御電気機械式アクチュエータシステム５０５は、１つ又は複数のコンピュータ制御モータ５０６によってそのように動作する。同モータ５０６は、動作可能に結合されたデュアル直角ギアボックス５１８を回転させる。同ギアボックス５１８は、動作可能に結合された直角ギアボックス５２０を回転させる。同ギアボックス５２０は、動作可能に結合され且つ可動軌道セクション２５２に取り付けられたリニアアクチュエータ（ボールねじアセンブリ５３０等）を回転させる。これらにより、カム軌道アセンブリ２５０を、連続軌道２５５の中心線で分離させて、その結果、従動アセンブリ２５４の従動ヘッド２５３が、その角度位置に関係なく、スリップストリーム姿勢に移動するためのクリアランスを生じさせる（すなわち、従動ヘッド２５３及び従動アセンブリ２５４を連続軌道２５５から切り離す）。磁気軌道アセンブリの場合、リニアアクチュエータ、例えば、ボールねじアセンブリ５３０は、セクション２５１、２５２間の磁気引力を克服できなければならない。可動カム軌道セクション２５２は、１つ又は複数のロッカーアーム５５０に動作可能に結合される。可動カム軌道セクション２５２が軌道セクション２５１から分離し、ハブキャリアに対して軸方向に移動すると、可動軌道はロッカーアームを同時に作動させる。これにより、動作可能に結合された１次オーバーライドリング５６０は、２次オーバーライドリング５７０に向かって移動して動作可能に結合し、２次オーバーライドリング５７０は、３次オーバーライドリング５８０に向かって移動して動作可能に結合する。２次オーバーライドリング５７０がエネルギー変換プレート制御シャフト１４０に向かって移動すると、１次オーバーライドリング５６０は、スリップストリーム姿勢にないハブ１２０内の各アクチュエータカム５９０と係合する。同時に、３次オーバーライドリング５８０が移動の終端に向かって移動すると、３次オーバーライドリング５８０が係合する、ハブ１８０内の全てのアクチュエータカム５９０は、関連するエネルギー変換プレートシャフト１４０及びＥＣＰ１０をスリップストリーム姿勢まで回転させる。
【０１８６】
可動磁気カム軌道セクション２５２及び同セクション２５２が動作可能に結合される部品の機械的運動は、概念上、液体潤滑剤が充填されたカム軌道アセンブリ３００及びトリプルカム軌道アセンブリ４６０の分割運動と機能的に同一であり、トリプルカム軌道アセンブリが磁気の実施形態又は液体潤滑剤の実施形態で使用されるかどうかは関係ない。
【０１８７】
＜１０．２  自動調心軌道ハブアセンブリ−図１５Ｂ＞
図１５Ａを参照しつつ、次に図１５Ｂ〜図１５Ｅを参照すると、ハブキャリア１３０に固定された軌道アセンブリ（例えば、磁気カム軌道アセンブリ２５０、潤滑剤充填カム軌道アセンブリ３００、又はトリプルカム軌道アセンブリ４６０）を含む様々な実施形態において、そのようなアセンブリは、ハブキャリア１３０に固定されたスプラインハブ２８０に動作可能に結合される。様々な実施形態において、各分割軌道アセンブリは、種類に関係なく、軌道セクション（固定又は可動）の１つに設けられた雄円錐嵌合面２７４と、他の軌道セクション（可動又は固定）に設けられ、表面２７４に面してこれと嵌合する雌円錐嵌合面２７２とを含む。電動ボールスクリュー５３０又は他のリニアアクチュエータが、雌円錐嵌合面２７２を備えた軌道セクションを雄円錐嵌合面２７４に向かって移動させると、カム軌道セクションは、連続的に整列された移動経路のために、スプラインハブ２８０の嵌合する雄及び雌の円錐台状表面に部分的に依存して、自ら位置調整する。これにより、均一に嵌合及び位置調整された分割軌道アセンブリ、事案に応じて、例えば、磁気カム軌道アセンブリ２５０、潤滑剤充填カム軌道アセンブリ３００、又はトリプルカム軌道アセンブリ４６０を確保する。
【０１８８】
＜１０．３  冗長アクティブモード１〜３−図１５Ｆ＞
図１５Ａを参照しつつ、次に図１５Ｆを参照すると、一実施形態において、１つ又は複数のコンピュータ制御センサ（例えば、近接センサ）が、不完全なＡＯＳ動作（例えば、部分的又は失敗したカム軌道分離）を検出したとき、冗長アクチュエータグループで構成される１つ又は複数のバックアップシステムをアクティブ化して、これにより、全てのＥＣＰ１０をスリップストリーム姿勢まで回転させることができる。ＥＣＰの回転は、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対するＥＣＰの１０の角度位置に関係なく、且つ関節運動制御システムの実施形態にかかわらず発生するものであり、ここにいう関節運動制御システムの実施形態には、（ｉ）磁気カム軌道アセンブリ２５０、（ｉｉ）潤滑カム軌道アセンブリ３００、（ｉｉｉ）トリプルカム軌道アセンブリ４６０、又は（ｉｖ）電動関節運動制御アセンブリ４００を介した関節運動に関するリング及びピニオンの位置が含まれるが、これらに限定されない。
【０１８９】
各アクチュエータグループは、ハブキャリア１３０と同軸に配置され、径方向に姿勢調整され、ハブキャリア１３０に回転可能に固定された円状プレートを含み得るアクチュエータプレート５００上に支持されてもよい。従って、アクチュエータプレート５００は、ハブキャリアの延長として機能し、ハブキャリアがハブ姿勢制御システムによってその長手方向軸に対して回転するときにハブキャリアと共に移動してもよい。アクチュエータグループは、複数のアクチュエータタイプで構成してもよく、そのようなタイプには、空気圧式５０８、発火式５１０、油圧式及び電子式ソレノイドアクチュエータが含まれるが、これらに限定されるものではなく、また、それぞれが作動するとピストン等の一体型アクチュエータ要素を拡張することができる。
【０１９０】
作動時において、バックアップアクチュエータグループの各アクチュエータ（空気圧アクチュエータ５０８及び／又は発火式アクチュエータ５１０等）は、同時に、それぞれのアクチュエータピストンを１次関節運動制御リング５６０に向けて延在し、分割軌道動作の失敗の結果として動作しなかった又は完全には動作しなかったロッカーアーム５５０のバックアップ及び代替として機能する。一実施形態において、アクチュエータグループによって引き起こされる１次関節運動制御リング５６０の軸方向運動の程度は、ロッカーアーム５００によって引き起こされる１次関節運動制御リング５６０の動きと等しいか実質的に等しく、その後、上述のように、１次関節運動制御リング５６０は２次関節運動制御リング５７０及び３次制御リング５８０を作動させる。その結果、冗長ＡＯＳモード中に、項目１０．４で詳述するように、１つ以上の犠牲部品が破損又は分離される。
【０１９１】
本明細書で記載されるＡＯＳ機能は、任意のＥＣＰ１０タイプ（項目１３．３で記載するような入れ子ＥＣＰ２０を含むがこれに限定されない。）で動作することに留意されたい。
【０１９２】
＜１０．４  犠牲部品−図１５Ｄ〜図１５Ｊ＞
次に、図１５Ｄ〜図１５Ｊ、図９Ａ、図９Ｂ、図１０、図１２及び図１４を参照すると、冗長ＡＯＳモードがアクティブ化されると（例えば、カム軌道アセンブリのセクションが完全に分離できず、それによってＥＣＰシャフト１４０の関節運動制御システムを切り離すことができないため）、関節運動制御システムの犠牲要素は、関節運動制御システムをＥＣＰシャフト１４０から体系的に切り離すことができなくなる。冗長バックアップアクチュエータシステムは、設計仕様を超える姿勢、例えば、特定のＫＦＥＣＳ１００が評価された流体速度を超えている姿勢にある１つ又は複数のＥＣＰ１０又は他のＥＣＰの実施形態（項目１３で説明する全てのＥＣＰ２０を含むがこれらに限定されない。）からＫＦＥＣＳ１００への壊滅的な損傷を防ぐように設計されている。故障したボールねじアセンブリ５０５の動作又は電動関節運動制御アセンブリ４００の故障をＡＯＳが検出したときに、１つ又は複数の冗長バックアップアクチュエータシステムがトリガされてもよい。    冗長バックアップアクチュエータシステムは、磁気カム軌道アセンブリ２５０等の軌道従動アセンブリ２５４を備えた実施形態のための犠牲シャフト２５６（或いは、トリプルカム軌道４６０用の犠牲シャフト４９５（図１２Ｄ及び図１５Ｉ参照）、又は潤滑剤が充填されたカム軌道アセンブリ３００を備えた実施形態のための犠牲シャフト３１７（図１０を参照）を備えた実施形態用の犠牲シャフト３１７（図１０参照）を有する従動アセンブリを組み込む。モータ駆動関節運動制御アセンブリ４００の場合、犠牲剪断ピン４０６は、各ピニオン４０４をその対応するモータ４０２のシャフトに接続する（図１５Ｊ参照）。カム軌道分離操作が失敗した場合、冗長バックアップシステムにより、基本関節運動制御リング５６０がその移動距離を移動するので、スリップストリーム姿勢にない任意の犠牲シャフト２５６、犠牲シャフト３１７又は犠牲シャフト４９５は、犠牲になり破損することで、関連する従動アセンブリを軌道から切り離し、全てのＥＣＰ１０をスリップストリーム姿勢に関節運動させる。犠牲部品は、カム軌道分離動作の失敗に関係なく、全てのカム５９０がそれらのスリップストリーム位置に移動されるか、又はスリップストリーム位置に留まることを可能にする。電動関節運動制御を備えた一実施形態において、スリップストリーム姿勢への電動関節運動が失敗した場合、剪断ピン４０６が犠牲になり破損することで、各リングギア４０８及び関連するＥＣＰシャフト１４０をモータ４０２から切り離す。これにより、電動ＥＣＰシャフト１４０の姿勢に関係なく、全てのＥＣＰ１０をそれらのスリップストリーム姿勢に移動させ又はその姿勢に留まらせることができる。
【０１９３】
［１１．コンピュータ制御機能及びサブシステム−図１６］
次に図１６を参照すると、様々な実施形態において、ＫＦＥＣＳ１００は、オンボード又はリモートコンピュータによって監視及び制御が可能であり、且つ１つ又は複数の無停電電源装置によって保護可能な冗長フェールセーフシステムを具体化する。コンピュータ制御のフェールセーフシステムにおいて、コンピュータは、ＫＦＥＣＳ１００の内部及び外部の状態を監視するセンサからの入力を受信してもよい。センサで監視される状態には、流体の速度及び方向、機械部品間の内部クリアランス、ＫＦＥＣＳ１００の内部及び外部の温度、回転シャフトの１当たりの回転数、流体レベル、潤滑剤レベル、ブレーキ状態（ブレーキのオン又はオフ）並びに。クラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリの使用時間が含まれるが、これらに限定されない。
【０１９４】
センサからの入力を使用して、コンピュータは、陸上用のＫＦＥＣＳ１００又は水中用のＫＦＥＣＳ１００のいずれであるかに関係なく、ＫＦＥＣＳ１００の多数の機能を制御する。そのような機能として、ＫＦＥＣＳ  １００のＡＯＳ動作中、電動関節運動制御中及びブレーキ動作中における、流体の流れに対するＫＦＥＣＳ１００の姿勢、ＥＣＰの作動姿勢及びスリップストリーム方向、並びに各クラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリが作動し、機械エネルギーを電気、圧縮ガス、又は加圧流体に変換する時間の均等化が含まれるが、これらに限定されない。  
【０１９５】
様々な実施形態において、ＫＦＥＣＳ  １００の水中設置のみに適用されるコンピュータの監視条件及び動作には、ＫＦＥＣＳの１００のヨー及びピッチ並びに水面に対する深さが含まれるが、これらに限定されない。これらの入力を使用して、コンピュータは、以下でさらに説明するように、多数の機能を制御する。
【０１９６】
［１２．姿勢制御及び変換ユニット−図１７Ａ〜図１７Ｄ］
＜１２．１  ハブの姿勢制御＞
次に図１７Ａ〜図１７Ｄを参照すると、一実施形態において、ハブ姿勢制御システムは、ハブキャリア１３０に同軸に取り付けられた姿勢ギア７００と係合すると共に、該当する場合、陸上用垂直軸式ＫＦＥＣＳ１００のために、地面又はその近くに配置された上側構造９００又は陸上用構造によって支持される１つ又は複数のコンピュータ制御ハブ姿勢制御モータ７１０を備える。
【０１９７】
他のＫＦＥＣＳ１００の実施形態におけるハブ姿勢モータの位置の例は、図２２Ａ〜図２２Ｄ、図２３Ｃ、図２３Ｄ及び図２４Ａに示されている。図１７Ａ、図１７Ｂ及び図１７Ｄに示すように、ハブ姿勢制御モータ７１０が設けられ得る又は搬送され得るのは、ハブ姿勢モータハウジング７５０内のプレート９０２、若しくは上側構造９００によって支持される機能的同等物、又は（ｉ）ターンテーブルスタイルのベースアセンブリ９０８（図２２Ａ及び図２２Ｃ参照）、（ｉｉ）上側構造９６０（図２３Ｃ及び図２３Ｄ参照）、及び（ｉｉｉ）上側構造９７２（図２４Ａ及び図２４Ｂ参照）を含むがこれらに限定されない機能的同等物である。  
【０１９８】
コンピュータは、任意の数のセンサ及びソース（流体方向インジケータ８１０（図１Ａ参照）を含むがこれらに限定されない。）から入力を受信し、ハブ姿勢制御モータ７１０を作動させて、関連するピニオン７２０を回転させ、ピニオン７２０は、姿勢ギア７００又は項目１４で記載する他の実施形態における他のギアを回転させる。これにより、接近する流体の流れに対して、コンピュータの指令に従って、最適な姿勢に又は他の任意の位置ＫＦＥＣＳ１００を回転させる。適切な流れ方向及び速度インジケータセンサは当技術分野で公知である。
【０１９９】
＜１２．２  ブレーキ−図１７Ａ＞
さらに図１７Ａを参照すると、１つ又は複数のコンピュータ制御ブレーキアセンブリ７６０は、上側構造９００によって支持されるクラッチ／ギアボックス／ブレーキハウジング７３０内に取り付けられると共に、作動時には、１つ又は複数のブレーキディスク７７０と動作可能に結合される。ブレーキアセンブリ７６０は、作動時において、それぞれのパッドとブレーキディスク７７０どの間に抵抗を発生させるキャリパを有してもよい。いくつかの実施形態において、キャリパは、ハブ１２０又はハブ１８０に接続される或いは動作可能にリンクされる。これにより、ハブキャリア１３０の長手方向軸に対する全てのハブ１２０及びハブ１８０の回転を停止させる。  
【０２００】
＜１２．３  ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリへの機械エネルギー伝達−図５Ａ＞
図５Ａ〜図５Ｃ及び図６Ａにおいて、機械エネルギーは、ハブ１２０から、動作可能にリンクされたベベルギア６００（例えばハブ端部１２１に結合されている）、動作可能に結合されたピニオンギア６１０、動作可能にリンクされたクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０に伝達される。    ＫＦＥＣＳ１００の別の実施形態では、追加の構成要素を使用して、機械エネルギーを、１つ又は複数の動作可能にリンクされたクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０に伝達してもよい。例えば、図２２Ａ及び図２２Ｂにおいて、ハブキャリア１３０の長手方向軸が陸地にほぼ平行である陸上用ＫＦＥＣＳ１００、又は固定された陸上用の構造物、１つ又は複数のリングギア６０２及びハブ延長部１２２（図２２Ａ参照）は、ハブ１２０及び／又はハブ１８０及びそれらのそれぞれの延長部（例えばハブ端部１２１）から、１つ又は複数の動作可能に結合されたピニオン６２１並びに動作可能にリンクされたクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０に機械エネルギーを伝達するために使用される。
【０２０１】
次いで図２２Ｃ及び図２２Ｄを参照すると、ハブキャリア１３０の長手方向軸が陸地にほぼ平行である陸上用ＫＦＥＣＳ１００、又は固定された陸上用の構造物の別の実施形態は、項目１４．２で記載するように、１つ又は複数の動作可能に結合されたドライブシャフト及びギアセットを介して、ハブ１２０、１８０から、クラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０に機械エネルギーを伝達する。
【０２０２】
図２３Ｃは、ハブキャリア１３０（図１Ａの１３１も参照）の長手方向軸が水面を横切る（例えば、水面に概ね垂直である）水中用のＫＦＥＣＳ１００を示しており、このＫＦＥＣＳ１００は、水域の底部又は水面下に沈められ、ギアボックス／ブレーキハウジング７４０を有する。図２３Ｄに示すように、ギアボックス／ブレーキハウジング７４０は、クラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０の長手方向軸が、ハブキャリア１３０の垂直軸（垂直位置）に対して同一平面となるように同アセンブリ６２０を姿勢調整することを可能にし、これにより、容易に水面上に配置することが可能となる（より詳細は項目１４．３で説明する。）。
【０２０３】
図２４Ａは、ハブキャリア１３０の長手方向軸が水面に対してほぼ平行である水中用のＫＦＥＣＳ１００を示しており、このＫＦＥＣＳ１００は、水域の底部又は水面下に沈められる。ハブ１２０、１８０に回転可能に結合されるリングギア６０６を支持する１つ又は複数のハブ延長部１２２は、ハブ１２０及び／又はハブ１８０から、１つ又は複数の動作可能に結合されたクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０に機械エネルギーを伝達するために使用される（より詳細は項目１４．４で説明する。）。  
【０２０４】
［１３．  エネルギー変換プレート−図１８Ａ〜図１８Ｆ及び図１９Ａ〜図１９Ｆ］
＜１３．１  概要＞
図１Ａを参照しつつ、次に図１８Ａ〜図１８Ｆ、図１９Ａ〜図１９Ｆを参照すると、ＥＣＰ１０及び入れ子ＥＣＰ２０は、接近する流体の流れに対して姿勢調整された全ての先端面の抗力係数を低減するように設計された先端縁を含む。「先端」（ｌｅａｄｉｎｇ）という用語は、接近する流体の流れに最も近いか又は最初に遭遇する、ＥＣＰ１０及び入れ子のＥＣＰ２０の最も前側を意味する。全ての前端縁は、実施形態に関係なく、テーパ付け又は面取りされていてもよい。各ＥＣＰ１０は、先端縁１４、後縁１８、及び対向する平面１９−Ａ、１９−Ｂ（図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｄ〜図１８Ｆ参照）を有し、平面１９−Ａ、１９−Ｂは、先端縁１４及び後縁１８の間に延在し、平面１９−Ａは、ＥＣＰ１０が作動モード姿勢にあるときの流体衝突面を規定する。    各ＥＣＰ２０は、先端縁２４、後縁２９、及び対向する平面３３、３４（図１９Ａ、図１９Ｃ〜図１８Ｆ参照）を有し、平面３３、３４は、先端縁２４及び後縁２９の間に延在し、平面３３は、ＥＣＰ２０が作動モード姿勢にあるときの流体衝突面を規定する。
【０２０５】
示されている実施形態では、ＥＣＰ  １０の各水平（Ｘ座標）先端縁１４及び垂直（Ｙ座標）先端縁１５は、テーパ付け又は面取りされていてもよい。同様に、ＥＣＰ２０の各水平（Ｘ座標）先端縁２４及び垂直（Ｙ座標）先端縁２９は、テーパ付け又は面取りされていてもよい。また、各ＥＣＰ１０及び入れ子ＥＣＰ２０は、１つ又は複数のセクションを有し、それぞれが隣接するセクションに接続されてもよい。非入れ子ＥＣＰ１０は、内側セクション１１、延長セクション１２、及び外側セクション１３を含んでもよく、これらのそれぞれは、水中用のＫＦＥＣＳ１００で使用される場合、１つ又は複数の一体型空気室１６を含んでもよい。一体型空気室１６は、ＥＣＰ  １０の中性浮力を得るために使用され、これによってＥＣＰ１０及び動作可能に結合及び固定リンクされた構成要素への径方向の負荷を軽減する。全てのＥＣＰセクションは、組み立てられると、項目１３．３で記載するように、単一のＥＣＰ１０又は入れ子ＥＣＰ２０として機能する。ＥＣＰ１０と入れ子ＥＣＰ２０の設計は、そのアスペクト比（幅と高さ）、それを構成するために使用されるセクションの数、及び表面仕上げを含むが、これらに限定されず、性能と設置要件を満たすために設計者が選択できる。アスペクト比は、ＫＦＥＣＳ１００の全体的なサイズ、ハブ１２０、１８０の寸法、及び材料の特性によってのみ制限されることに留意されたい。また、項目１〜１２で参照されている任意のＥＣＰ１０は、入れ子ＥＣＰ２０に置き換えることが可能であることも留意されたい。
【０２０６】
＜１３．２  非入れ子エネルギー変換プレート−図１８Ａ及び図１８Ｄ＞
さらに図１８Ａ及び図１８Ｄを参照すると、複数のＥＣＰを含むハブ１８０の一実施形態において、全てのＥＣＰ１０が、図示されるように流体の流れに平行な位置（スリップストリーム）に同時にあるとき、隣接するＥＣＰ１０に接触したり、重なり合ったりしない。
【０２０７】
＜１３．２  入れ子エネルギー変換プレート−図１９Ａ〜図１９Ｄ＞
図１９Ａ〜図１９Ｄは、入れ子ＥＣＰ２０の一実施形態を示している。各入れ子ＥＣＰ２０は、先端縁２４に沿って延在する先端縁ポケット３０（板厚が減少したセクション）と、後縁２９に沿って延在し、先端縁ポケット３０からＥＣＰの反対側に配置された後縁ポケット２６（板厚が減少したセクション）とを含む。図１９Ｅに示すように、ＥＣＰ２０は、ハブ１８０の全てのＥＣＰ２０が同時に流体の流れに平行な位置（スリップストリーム）にあるとき、各入れ子のＥＣＰ２０の先端縁ポケット３０が（ハブの回転方向に対して）次の入れ子ＥＣＰ２０の後縁ポケット２６と入れ子になるように構成される。後縁ポケット２６は、隣接する入れ子ＥＣＰ２０の先端縁３１、３２と入れ子になるような輪郭を有する縁２７、２８を含む。この実施形態は、入れ子ＥＣＰ２０の表面積が、入れ子でないＥＣＰの表面積を超えて増加することを可能にする。入れ子ＥＣＰ２０のサイズは、入れ子ＥＣＰ２０の関節運動軸「Ａ」と、これに隣接する入れ子ＥＣＰ２０の関節運動軸「Ａ」との間の距離によってのみ制限される。入れ子ＥＣＰ２０は、入れ子ＥＣＰ２０がスリップストリーム位置の様々な姿勢を介して回転される間、抗力係数を低減する先端縁２４、２５、３１、３２を有する。各ＥＣＰ２０は、動作可能にリンクされた場合、ＥＣＰ２０全体を構成し得る、任意の数の動作可能にリンクされたサブアセンブリ（例えば、３つのＥＣＰサブアセンブリ２１、２２、２３（図１９Ａ〜図１９Ｂ参照））から組み立てられてもよい。ＥＣＰ２０の集合体は、全ての点でＥＣＰ１０の集合体（図１８Ｃ参照）と類似してもよい。
【０２０８】
図１９Ａ〜図１９Ｄを参照しつつ、次に図１９Ｅを参照すると、入れ子先端縁ポケット３０及び入れ子後縁ポケット２６は、全てのＥＣＰ２０が、図１９Ｅに見られるようにスリップストリーム位置に同時にあることを可能にする。図１９Ｆは、２つの逆回転ＥＣＰ２０（ハブ１２０、１８０毎に１つ）のみを示しているが、各ハブは、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ又はそれ以上のＥＣＰ２０を有してもよい。
【０２０９】
図１９Ａ〜図１９Ｄを参照しつつ、次に図１９Ｆを参照すると、入れ子ＥＣＰ２０を支持するＫＦＥＣＳ１００の実施形態は、ハブ１２０、１８０に結合された細長ハブ延長部２１５を含み、これらは全て、より大きな表面積を持つＥＣＰ２０のための作動領域（十分なクリアランス）を提供する。  
【０２１０】
＜１３．４  エネルギー変換プレート−表面の詳細−図２０Ａ〜図２０Ｂ＞
次に図２０Ａを参照すると、入れ子でないＥＣＰ１０（図１８Ａ〜図１８Ｄ参照）及び入れ子のＥＣＰ２０（図１９Ａ〜図１９Ｄ参照）の表面は、テクスチャ加工若しくはディンプル加工（図２０Ａ〜図２０Ｂ）又はそれらの任意の組合せを施すことで、運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用される表面領域のいずれかでの抗力係数を増加させ、その結果、機械エネルギーに変換されるＫＦＥＣＳ１００の流体エネルギーの合計量を増加させてもよい。任意の表面領域は、表面が流体の流れに逆らって移動するときの抗力係数を最小化するように設計された表面仕上げを有してもよい。そのような表面には、流体の動的抗力を最小限に抑えるために面取り又は他の方法で成形され得る先端縁１４、１５、２４、２５、３１、３２が含まれるが、これらに限定されない。
【０２１１】
［１４．上側構造の実施形態−概要−図２１］
図１Ａ及び図１Ｂを参照しつつ、次に図２１を参照すると、ハブキャリア１３０は、ＫＦＥＣＳ１００の全ての実施形態において中心構造構成要素として機能する。すなわち、様々な実施形態において、ハブキャリア１３０は、ハブ及び他の構成要素を同軸に位置調整させる位置調整軸として機能可能であり、径方向に姿勢調整される全ての構成要素は、ハブキャリアに対して径方向に姿勢調整される。
【０２１２】
ハブキャリア１３０は、その端部で及び／又は端部の中間の１つ又は複数の位置で、例えば、周辺プレート２１５で支持及び／又は安定化してもよい。ハブキャリア１３０は、ＫＦＥＣＳ１００の全体的なデザインと共に、ハブキャリア１３０（図１Ａ参照）の長手方向軸１３１を任意の方向（水平、垂直及び斜めを含むがこれらに限定されない。）でＫＦＥＣＳ１００に取り付けることを可能にする。
【０２１３】
様々な実施形態において、使用される非入れ子ＥＣＰ１０又は入れ子ＥＣＰ２０の実施形態に関係なく、全てのＥＣＰタイプは、１３０°〜２１０°の間でスリップストリーム姿勢となってもよい（図８Ｊ参照）。その結果、上側構造の構成要素は、ＫＦＥＣＳ１００がターンテーブルスタイルのベースに動作可能に接続されている場合、ＥＣＰ１０又はＥＣＰ２０の作動位置の経路にあることなく、１８０°位置及びその近くで周辺プレート２１５に接続することができる。これにより、ハブキャリア１３０に加えられる最大モーメントに最も近い点（接近する流体の流れから最も遠い点）で上側構造を周辺プレート２１５に接続することが可能になる。言い換えると、システムは、ハブキャリアに垂直な流体圧力からの負荷にさらされる。いくつかの実施形態において、横方向荷重の全体はハブキャリアにかかるであろう。しかしながら、ＥＣＰは１８０°の位置に近づいたり離れたりするとスリップストリーム位置に関節運動するため、追加の上側構造構成要素（構造チューブ、ビーム又はケーブルを含むがこれらに限定されない。）を、１８０°又はその近くのベース及び周辺プレートの間に固定することで、プレートと衝突することなく、ハブキャリアのモーメントを低減してもよい。
【０２１４】
様々な実施形態において、ＥＣＰ１０又は入れ子ＥＣＰ２０が、ＥＣＰの長手方向軸３１１に対するＥＣＰの３６０°回転全体に亘って流れに対していつスリップストリーム、遷移又は作動姿勢にあるかは、項目９で詳述したように、設計者の選択であることに留意されたい。
【０２１５】
＜１４．１  上側構造−陸上用垂直タイプ−図２１＞
さらに図２１を参照すると、ＫＦＥＣＳ１００が風力エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用される場合、一実施形態では、図示されるように、ハブキャリア１３０の長手方向軸が、ＫＦＥＣＳ１００が配置される地面又は陸上用構造に垂直に姿勢調整される。この姿勢では、ベース９００が、地面又は陸上用構造（建物等）に動作可能にリンクされている場合、ＫＦＥＣＳ１００は、ハブキャリア１３０及び動作可能に結合されたベース９００によって完全に支持されてもよい。
【０２１６】
＜１４．２  上側構造−陸上用水平タイプ−図２２Ａ〜図２２Ｄ＞
次に図１Ａ、図２２Ａ、図２２Ｂを参照すると、ＫＦＥＣＳ１００が風力エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用される場合、一実施形態では、図示されるように、ハブキャリア１３０の長手方向軸が、地面又は陸上用構造に平行に姿勢調整される。この姿勢では、ＫＦＥＣＳ１００は、ハブキャリア１３０及び周辺プレート２１５を支持し、ターンテーブルスタイルのベースアセンブリ９０８上で支持される上側構造９０５によって完全に支持されてもよい。１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０は、ターンテーブル配置プレート９１０上で支持可能であり、リングギア６０２に対して、ピニオン６２１を介して動作可能に結合される。リングギア６０２は、ハブ延長スポーク１２２で支持されていると共に、（ｉ）ハブキャリア１３０に動作可能に結合され、且つ（ｉｉ）それぞれのハブ１２０又はハブ１８０に固定的にリンクされている。
【０２１７】
ターンテーブルスタイルのベースアセンブリ９０８の姿勢は、１つ又は複数のハブ姿勢制御モータ７１０によって変化させることが可能である。同モータ７１０は、ターンテーブルスタイルのベースアセンブリ９０８に動作可能にリンクされると共に、動作可能に結合されたピニオン７２０を介して、ターンテーブルリングギア９１２に動作可能に結合される。ターンテーブルスタイルのベースアセンブリ９０８は、地面又は地上用構造物にも動作可能にリンクされている。この構成によれば、コンピュータ制御ハブ姿勢モータ７１０は、１つ又は複数の流体速度及び方向センサ８１０が受けた入力又はその他のコンピュータ入力に基づいて、接近する流体の流れ又は他の任意のコンピュータ制御方向に対して連続的に且つ最適にＫＦＥＣＳ１００を姿勢調整することができる。
【０２１８】
ケースに応じて電気、高圧流体及び／又は高圧ガス混合物が変換される又は圧縮される一実施形態において、１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０は、回転可能なカップリングを必要としない。なぜならば、コンピュータ制御ハブ姿勢制御モータ７１０は、ターンテーブルスタイルのベースアセンブリ９０８の中心点に対して、ＫＦＥＣＳ１００が時計回り又は反時計回りのいずれかの動きで３６０°を超えて回転することは決してないように構成されているためである。流体の流れ方向の変化を理由としてＫＦＥＣＳ１００の姿勢を再調整する必要がある場合、変化した流体の流れ方向に対してＫＦＥＣＳ１００の姿勢を再調整している間、過速度状態を回避するためにＡＯＳが一時的に作動してもよい。
【０２１９】
次に図１Ａ、図２２Ｃ、図２２Ｄを参照すると、ＫＦＥＣＳ１００が風力エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用される場合、一実施形態では、図示されるように、ハブキャリア１３０の長手方向軸（すなわち、ハブ１２０、１８０の回転軸）が、地面又は陸上用構造物に平行に姿勢調整される。この姿勢では、ＫＦＥＣＳ１００は、ハブキャリア１３０及び周辺プレート２１５を支持し、ターンテーブルスタイルのベースアセンブリ９０８上で支持される上側構造９０５によって完全に支持されてもよい。１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０は、ターンテーブル配置プレート９１０上で支持されてもよい。各アセンブリ６２０は、ベベルギア６０７を含む。ベベルギア６０７−Ａは、ハブ１２０及び／又はハブ１８０に動作可能に連結され、ハブ１２０及び／又はハブ１８０と共に回転可能である。ドライブシャフト６０９と、ドライブシャフト６０９の一端に接続され且つベベルギア６０７−Ａに結合された上側ベベルギア６０８−Ａと、ドライブシャフト６０９の反対側の端部に接続され且つベベルギア６０７に結合された下側ベベルギア６０８とを備えるトランスミッションは、ハブ１２０、１８０の回転をアセンブリ６２０の回転に伝達する。上側構造マウント９０５−Ａは、駆動シャフト６０９を安定させるために設けられてもよい。
【０２２０】
ターンテーブル配置プレート９１０の姿勢は、１つ又は複数のハブ姿勢制御モータ７１０によって変化させることができる。流体姿勢制御モータ７１０は、ターンテーブルスタイルのベースアセンブリ９０８に取り付けられると共に、動作可能に結合されたピニオン７２０を介して、ターンテーブル取り付けプレート９１０を取り囲むターンテーブルリングギア９１２に動作可能に結合される。ターンテーブルスタイルのベースアセンブリ９０８は、地面又は地上用構造物に固定され又は他の方法で支持されてもよい。この構成により、ハブ姿勢制御モータ７１０は、接近する流体の流れ又は他の任意の所望の方向に対して連続的に且つ最適にＫＦＥＣＳ１００を姿勢調整することができる。ハブ姿勢制御モータ７１０は、制御アルゴリズム及びコンピュータ監視センサ入力（例えば、１つ又は複数の流体速度及び方向センサ８１０若しくは任意の他のセンサ又はコンピュータ入力を含む。）に従ってコンピュータ制御することができる。
【０２２１】
ケースに応じて電気、高圧流体及び／又は高圧ガス混合物が変換され又は圧縮される一実施形態において、１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０は、外部の電気又は流体トランスミッションの構成要素に対して回転可能なカップリングを必要としない。なぜならば、ハブ姿勢制御モータ７１０は、ターンテーブルスタイルのベースアセンブリの中心点に対して、ＫＦＥＣＳ１００が時計回り又は反時計回りのいずれかの動きで３６０°を超えて回転することは決してないように構成されているためである。流体の流れ方向の変化を理由としてＫＦＥＣＳ  １００の姿勢を再調整する必要がある場合、変化した流体の流れ方向に対してＫＦＥＣＳ  １００の姿勢を再調整している間、過速度状態を回避するためにＡＯＳが一時的に作動してもよい。
【０２２２】
＜１４．３  上側構造−水中用垂直タイプ−図２３Ａ〜図２３Ｄ＞
次に図２３Ａ〜図２３Ｄ及び図１Ａを参照すると、ＫＦＥＣＳ１００が水力エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用される場合、一実施形態では、図示されるように、ハブキャリア１３０の長手方向軸が、ＫＦＥＣＳ１００が配置される水域の表面にほぼ垂直に姿勢調整される。この実施形態において、ＫＦＥＣＳ１００は、空気又は他の浮力材料を含むバッフル９５５、９５６と、動作可能に連結された保護カバー９５０とを含み得る上側構造９６０によって完全に支持されてもよい。ギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２及びプーリ９６３は、上側構造９６０に動作可能に連結されている。各ギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２は、コンピュータ制御されることが可能であると共に、それぞれのケーブル９６４に動作可能にリンクされる。ケーブル９６４は、それぞれのバラスト９６６に動作可能にリンクされたプーリ９６７−Ａに動作可能に結合される。また、ケーブル９６４は、キャリアスタビライザプレート９６８に動作可能にリンクされる。同プレート９８６は、ハブキャリア１３０がハブキャリア１８０を越えて延在する場所において、ハブキャリア１３０に動作可能に結合される（図１Ａ参照）。ギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２は、動作可能にリンクされた各ケーブル９６４の張力を制御する。その結果、ギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２は、いずれかの又は全てのギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２内に含まれるケーブル９６４の量を増減することにより、（ｉ）鉛直方向の所定位置に対するＫＦＥＣＳ１００のＸ方向及びＹ方向の姿勢、及び（ｉｉ）水面に対するＫＦＥＣＳ１００の深さを制御することができる。ギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２は、ケーブル９６４を十分に解放することで、ＫＦＥＣＳ  １００のギアボックス／ブレーキアセンブリ７４０が水面より上になる位置までＫＦＥＣＳ１００を水中で上昇させることができ、或いは、既存のリフト装置を用いて、ＫＦＥＣＳ１００を水から出るまで上昇及び／又は水から除去してもよい。
【０２２３】
ギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２、プーリ９６３、ケーブル９６４、プーリ９６７−Ａ、バラスト９６６、並びにそれらに固定的に及び／若しくは動作可能にリンクされた又は動作可能に結合された構成要素は、深海配置システムの例を構成する。当該深海配置システムは、コンピュータ制御が可能であり、深度は、（ｉ）ギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２がケーブル９６４を格納可能な容量、（ｉｉ）ケーブル９６４の長さ及び物理的特性、及び（ｉｉｉ）カバー９５０と上側構造９６０との間の空間によってのみ制限される（図２３Ａ及び図２３Ｃ参照）。
【０２２４】
次に図２３Ｃ及び図２３Ｄを参照すると、１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０は、（ｉ）上側構造９６０に動作可能にリンクされ、且つ（ｉｉ）ハブ１２０に動作可能に結合されるギア６０４に対して、例えばピニオン及びシャフト６１１を介して動作可能に結合される  （項目５で記載したベベルギア６００も同様である。）。
【０２２５】
また、上側構造９６０は、流体姿勢モータハウジング７５０−Ａに動作可能にリンクされ、同ハウジング７５０−Ａは、プレート９０２に動作可能にリンクされ、同プレート９０２は、ハブ姿勢制御モータ７１０に動作可能にリンクされ、同モータ７１０は、ピニオン７２０に動作可能に結合され、ピニオン７２０は、動作可能に姿勢ギア７００にリンクされ、姿勢ギア７００は、ハブキャリア１３０に動作可能にリンクされている。この構成によれば、ハブ制御モータ７１０は、１つ又は複数の流体速度及び方向センサ８１０が受けた入力又はその他のコンピュータ入力に基づいて、接近する流体の流れ又は他の任意のコンピュータ制御方向に対して連続的に且つ最適にＫＦＥＣＳ１００を姿勢調整することができる。
【０２２６】
ブレーキディスク７７０（図２３〜図２３Ｄ参照）及びブレーキシステムは、キャリア１３０の長手方向軸に対するハブ１２０、１８０の回転を停止することができるものであり、詳細は項目１２．２で詳述した。
【０２２７】
１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０（図２３Ｄ参照）における、ケースに応じて変換される又は圧縮される電気、高圧流体及び／又は高圧ガス混合物は、ハブキャリア１３０及び動作可能にリンクされた供給ライン（ｕｍｂｉｌｉｃａｌ  ｃｏｒｄ）を介してそれぞれの目的対象まで流れる。当該目的対象としては、配電網、油圧ポンプ及び／又は圧縮空気ポンプ等の地上用接続ポイント（図示せず）を含むがこれらに限定されない。ハブキャリア孔部１３２（図５Ａ参照）を含むハブキャリア１３０のデザインにより、電気ハーネス、光ファイバケーブル、送電ケーブル、油圧、空気圧、又はその他の同様のシステムを、１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０から及びクラッチ／ギアボックス／ブレーキハウジング内から、供給ライン９７０まで、ロータリカップリングを必要とせずに接続可能となる。
【０２２８】
＜１４．４  上側構造−水中用水平タイプ−図２４Ａ、図２４Ｂ＞
次に図１、図２４Ａ及び図２４Ｂを参照すると、ＫＦＥＣＳ１００が水力エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用される場合、一実施形態では、図示されるように、ハブキャリア１３０の長手方向軸が、ＫＦＥＣＳ１００が配置される水域の表面にほぼ平行に姿勢調整される。この実施形態において、ＫＦＥＣＳ１００は、保護カバー９５０を含み、上側構造９７２（空気又は他の浮力材料を含むバッフル９５５−Ａ、９５５−Ｂ、９５７を含み得る。）によって完全に支持可能である。上側構造９７２は、ハブキャリア上側構造９８０に動作可能にリンクされており、ハブキャリア上側構造９８０は、（ｉ）ハブキャリア１３０及び（ｉｉ）発電機配置プレート９７８に動作可能にリンクされている。
【０２２９】
また、上側構造９７２は、（ｉ）コンピュータ制御され得るギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２、及びプーリ９６３にも動作可能に連結されている。また、ギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２は、それぞれのケーブル９６４を介して、それぞれのプーリ９６３に動作可能に結合されている。ケーブル９６４は、図示のプーリ等のバラスト取付アタッチメント９６７に動作可能にリンクされている。アタッチメント９６７は、それぞれのバラスト９６６に動作可能にリンクされている。
【０２３０】
コンピュータ制御されるギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２は、動作可能にリンクされた各ケーブル９６４の張力を制御する。その結果、コンピュータ制御されるギアボックス／ウィンチアセンブリは、いずれかの又は全てのギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２内に含まれるケーブル９６４の量を選択的に増減することにより、（ｉ）鉛直方向の所定位置に対するＫＦＥＣＳ１００のＸ方向及びＹ方向の姿勢、及び（ｉｉ）水面に対するＫＦＥＣＳ１００の深さを制御することができる。コンピュータ制御されるギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２は、ケーブル９６４を十分に解放することで、ＫＦＥＣＳ  １００の上側構造９７２が水面より上になる位置までＫＦＥＣＳ１００を水中で上昇させることができ、或いは、既存のリフト装置を用いて、ＫＦＥＣＳ１００を水から出るまで上昇及び／又は水から除去してもよい。
【０２３１】
複数のＫＦＥＣＳ１００、ギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２、ケーブル９６４、バラスト９６６、並びにそれらに固定的に及び／若しくは動作可能にリンクされた又は動作可能に結合された構成要素は、別の深海配置システムの例を構成する。当該別の深海配置システムの深度は、ギアボックス／ウィンチアセンブリ９６２がケーブル９６４を格納可能な容量、ケーブル９６４の長さ及び物理的特性、並びにカバー９５０と上側構造９７２との間の空間によってのみ制限される。
【０２３２】
１つ又は複数のハブ姿勢制御モータ７１０は、上側構造９７２に動作可能にリンクされると共に、ピニオン７２０にもリンクされる。ピニオン７２０は、ターンテーブルリングギア９７４に動作可能に結合され、リングギア９７４は、発電機配置プレート９７８に動作可能にリンクされる。発電機配置プレート９７８は、上側構造９７２内に形成されたフランジ９７３の周りに円周方向に延在する低摩擦周辺ベアリング９７３−Ａ（図２４Ｂを参照）上に配置されている。この構成によれば、コンピュータ制御ハブ姿勢モータは、１つ又は複数の流体速度及び方向センサ８１０（図１Ａ参照）が受けた入力又はその他のコンピュータ入力に基づいて、接近する流体の流れ又は他の任意のコンピュータ制御方向に対して連続的に且つ最適にＫＦＥＣＳ１００を姿勢調整することができる。
【０２３３】
機械エネルギーの伝達は、ハブ１２０及びハブ１８０から、１つ又は複数のハブ延長スポーク１２２を介して行われる。スポーク１２２は、リングギア６０６に動作可能にリンクされ、リングギア６０６は、ピニオン６０６−Ａに動作可能にリンクされ、ピニオン６０６−Ａは、１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０と動作可能に結合されている。
【０２３４】
１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０における、ケースに応じて変換される又は圧縮される電気、高圧流体及び／又は高圧ガス混合物は、ハブキャリア１３０及び動作可能にリンクされた供給ラインを介してそれぞれの目的対象まで流れる。当該目的対象としては、配電網、油圧ポンプ及び／又は圧縮空気ポンプ等の地上用接続ポイント（図示せず）を含むがこれらに限定されない。ハブキャリア孔部１３２（図５Ａ参照）を含むハブキャリア１３０のデザインにより、電気ハーネス、光ファイバケーブル、送電ケーブル、油圧、空気圧、又はその他の同様のシステムを、１つ又は複数のクラッチ／ギアボックス／発電機／ポンプアセンブリ６２０から及びクラッチ／ギアボックス／ブレーキハウジング内から、供給ライン９７０まで、ロータリカップリングを必要とせずに接続可能となる。
【０２３５】
［１５．  カウリング］
次に図２５Ａ〜図２５Ｄ及び図１Ａを参照すると、ＫＦＥＣＳ１００は、カウリング１０００を備えるように構成することができる。カウリング１０００は、入れ子ＥＣＰを使用するときにＥＣＰ１０又は２０に接触する流体の流れの特性を改善するものであり、濃縮器として機能することを含むがこれに限定されない。また、カウリング１０００は、カウリング１０００の配置場所における要素（水、がれき、野生生物を含むがこれらに限定されない。）への露出からＫＦＥＣＳ１００の中身を分離する。カウリング１０００の固定リンクは、（ｉ）接続ボス１１５０を介してハブキャリア１３０に対して、及び、（ｉｉ）周辺プレート２１５又は２１５−Ａのいずれかの実施形態（図１３Ａ及び図１３Ｃ参照）に対して行うことができる。カウリング１０００は、ハブ姿勢制御システムによって姿勢が再姿勢されたときにハブキャリア１３０と共に回転するので、これにより、流体の流れに対してカウリング１０００を常に最適に姿勢調整させることができる。カウリング１０００は、下側吸入ポート１０１０及び上側吸入ポート１０２０を有することができ、ＥＣＰ１０又は２０（入れ子ＥＣＰを使用する場合）が主に吸入ポートの背後で作動モードにある場合。上側ハブ１２０−Ａ及び下側ハブ１８０−ＡのそれぞれのＥＣＰ１０又は２０と位置合わせされる（図１３Ｅ参照）。反対に、カウリング１０００は、作動中のＥＣＰ１０又は２０の側の反対側の各ハブ１２０−Ａ、１８０−Ｂの側で閉じられ、スリップストリームモードにある間、接近する流体の流れがＥＣＰ１０又は２０に接触することを大きく遮断する。また、カウリングは、それぞれの吸入ポート１０１０、１０２０の反対側において、下側ハブ排気ポート１０１５及び上側ハブ排気ポート１０２５を含んでもよい。さらに、吸入ポート１０１０、１０２０及び排気ポート１０１５、１０２５は、作動中のＥＣＰ１０又は２０に到達する流れを増加させる形状を有してもよい。さらにまた、カウリング１０００は、ベース１００５を有してもよい。ベース１００５は、（ｉ）クラッチ／ギアボックス／発電機アセンブリ６２０への流入換気を可能にするために流体の流れに最適に姿勢調整されたハブの側面に配置された換気ルーバ１１２０、（ｉｉ）反対側（図２５Ｂ）においてクラッチ／発電機／ギアボックスアセンブリ６２０をさらに換気する排気ルーバ１１３０、及び（ｉｉｉ）多くの目的（点検口やドアを含むがこれらに限定されない）のため、複数の貫通部に用いる十分な領域を有してもよい。  
【０２３６】
図２５Ａ〜図２５Ｄ及び図１Ａを参照しつつ、次に図２５Ｅ〜２５Ｆを参照すると、カウリング１０００は、セパレータプレート１０７０を有することができる。セパレータプレート１０７０は、ボス１１００を介して、（ｉ）周辺プレート２１５又は２１５−Ａのいずれかの実施形態、及び／又は（ＩＩ）カウリング１０００に連結固定され得る。その結果、セパレータプレート１０７０は、接近する流体の流れに対して常に最適に姿勢されたままとあり、ＥＣＰ１０又は２０がセパレータプレート１０７０と接触するのを防ぐ（すなわち、セパレータプレート１０７０は、カウリング１０００なしで使用することができる）。セパレータプレート１０７０は、任意の２つの逆回転ハブアセンブリ、例えばハブ１２０、１８０の間に配置可能であり、また、吸入ポート１０１０から排気ポート１０１５まで、及び吸入ポート１０２０から排気ポート１０２５まで延在する。セパレータプレート１０７０は、ハブ１２０に取り付けられたＥＣＰ１０又は２０に接触する流体の流れが、ハブ１８０に取り付けられたＥＣＰ１０又は２０に接触する流れを妨害することを防ぐことによって、逆回転するＥＣＰ１０又は２０に接触する接近する流体の流れの特性を部分的に改善する。その逆も該当する（例えば、セパレータプレート１０７０は、軸方向に隣接するハブに干渉する１つのハブからの乱流を防止する。）。
【０２３７】
次に図２５Ｆを参照すると、カウリング１０００は、カウリング１１１０の上側近傍に配置された上側プレート１１０５と、ＥＣＰ１０又は２０の近くに配置されて当該ＥＣＰ１０又は２０がそれを越えて（上方及び下方それぞれ）回転する下側プレート１０５０とを含むことができる。セパレータプレート１０７０、トッププレート１１０５、ボトムプレート１０５０及びカウリング１０００のそれぞれは、以下のような追加の利点を有する。すなわち、作動モード位置にあるとき（例えば、作動しているＥＣＰ１０又は２０に衝突する流れを集中させることによって）、ＥＣＰ１０又は２０への動圧を増加させる。また、スリップストリームモード位置にあるとき（スリップストリーム姿勢にあるときに、流体の流れがＥＣＰ１０又は２０に衝突することを防ぐことによって）ＥＣＰ１０又は２０の動圧を下げる。また、カウリング１０００は、流体の流れが入る吸入ポート１０１０、１０２０の位置に外部コレクタを有してもよい。これにより、ＥＣＰ１０又は２０への動圧をさらに増加させ、その結果、ＫＦＥＣＳ１００の総馬力及び関連するエネルギー変換出力を増加させる。
【０２３８】
カウリング１０００は、吸入ポート１０１０、１０２０及び排気ポート１０２５、１０１５からの流体の流れを遮断することができる実施形態を支持するのに十分な領域を提供し、これにより、制御することが望ましい過速度保護又は保守目的の別の実施形態を支持し、流体の流れがＥＣＰ１０又は２０に接触することを制御、制限又は防止することに留意されたい。
【０２３９】
セパレータプレート１０７０は、隣接するハブの（ハブの回転軸に対して）異なる軸方向位置に配置されて、作動モード中にそれぞれのＥＣＰ１０又は２０の幅に対応することができる。例えば、図２５Ａに示すように、左側の吸入ポート１０１０の上縁（吸入ポート１０１０から延在するセパレータプレート１０７０の底面に対応する）は、右側の吸入ポート１０２０の下縁（吸入ポート１０２０から延在するセパレータプレート１０７０の上面に対応する）の上方にある。従って、図２５Ａのカウリング１０００の右側（１０７０−Ａ）にあるセパレータプレート１０７０）は、カウリング１０００の左側（１０７０−Ｂ）のセパレータプレート１０７０とは異なる軸方向位置となる。セパレータプレート１０７０は、セパレータプレートの右側と左側の間に遷移領域１０９０を含むことができる。一実施形態において、遷移領域の角度は、それぞれのＥＣＰが、接近する流体の流れに垂直な作動姿勢から、接近する流体の流れに平行なスリップストリーム姿勢に遷移するとき、下側ハブＥＣＰの上縁又は上側ハブＥＣＰの下縁の経路（該当する場合）に概ね一致し得る。
【０２４０】
本開示の主題は、特徴の様々な組み合わせ及びサブコンビネーションを含む特定の例示的な実施形態を参照してかなり詳細に記載及び図示されているが、そのような実施形態が例としてのみ示されていることが当業者には明らかであろう。数多くの変形例、変化及び置換が、好適な実施形態から逸脱することなく、今や当業者に想起されるであろう。本明細書に記載の実施形態の様々な変形例を、好適な実施形態を実施する際に使用できることを理解されたい。以下の特許請求の範囲は、好適な実施形態の範囲を規定し、特許請求の範囲及びその均等範囲に含まれる方法及び構造は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってカバーされることが意図されている。
【０２４１】
［典型的な実施形態］
以下の特徴及び利点のうちの１つ又は複数は、本明細書に記載の実施形態に包含されるか、又はそれによって達成可能であり得る。
【０２４２】
１．  ハブ回転軸に対して回転可能な少なくとも１つのハブと、
前記ハブから径方向に延在し、前記ハブと共に回転可能であると共に、前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたプレート関節運動軸に対して関節運動可能に構成された１つ又は複数の関節運動プレートと、
関連する前記プレート関節運動軸に対して各プレートの姿勢を独立して制御するように構成された関節運動制御システムと
を備えるシステムであって、
各プレートは、前記関節運動制御システムに動作可能に結合され、前記ハブが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記関節運動制御システムは、前記プレートの姿勢を変更する
ことを特徴とするシステム。
【０２４３】
２．  実施形態１のシステムにおいて、前記ハブ回転軸は、垂直方向、水平方向又はそれらの間の任意の角度に姿勢調整されていることを特徴とするシステム。
【０２４４】
３．  実施形態１のシステムにおいて、
前記システムは、２つ以上のハブを含み、各ハブは、前記ハブ回転軸に関して少なくとも１つの他のハブに対して軸方向において隣接し、
前記各ハブは、同じハブ回転軸に対して回転可能であり、
前記各ハブは、前記軸方向に隣接するハブとは反対方向に回転するように構成されている
ことを特徴とするシステム。
【０２４５】
４．  実施形態３のシステムにおいて、
前記システムは、前記各ハブと、前記少なくとも１つの軸方向において隣接するハブとの間に配置されたセパレータプレートをさらに含み、
前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対して固定され、前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの回転又はそれぞれの前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの関節運動を妨害しないように構成される
ことを特徴とするシステム。
【０２４６】
５．  実施形態４のシステムにおいて、前記セパレータプレートは、前記各ハブを通過する流体の流れが、前記隣接するハブの流体の流れに影響を与えることを防ぐように構成されることを特徴とするシステム。
【０２４７】
６．  実施形態３のシステムにおいて、
前記システムは、前記各ハブと、軸方向に隣接するハブとの間で、前記各ハブと、前記軸方向に隣接するハブとを回転可能に結合する少なくとも１つの逆回転トランスミッションをさらに含み、
前記逆回転トランスミッションは、
前記各ハブ及び前記軸方向に隣接するハブに設けられ、前記ハブ回転軸に対して同軸に配置されたリングギアと、
前記ハブ回転軸の周りで角度的に間隔を置いて配置された複数のピニオンギアと
を備え、
各ピニオンギアは、前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたピニオン軸に対して回転可能であり、
前記ピニオンギアは、前記各ハブ及び前記軸方向に隣接するハブに設けられた前記リングギアの間に配置されており、
前記ハブ回転軸に対する前記各ハブの第１方向の回転は、前記第１方向と反対の第２方向における前記軸方向に隣接するハブの対応する回転を発生させる
ことを特徴とするシステム。
【０２４８】
７．  実施形態６のシステムにおいて、
前記システムは、前記各ハブと、軸方向に隣接するハブとの間に少なくとも２つの逆回転トランスミッションを含み、  
前記逆回転トランスミッションのそれぞれの前記リングギアは異なる直径を有する  
ことを特徴とするシステム。
【０２４９】
８．  実施形態３〜７のいずれか１つのシステムにおいて、前記システムは、反対方向に回転するハブの対の間に配置された非回転周辺プレートをさらに備えることを特徴とするシステム。
【０２５０】
９．  実施形態３〜７のいずれか１つのシステムにおいて、  
前記システムは、前記ハブ回転軸に対して同軸に配置されたチューブを含むハブキャリアをさらに備え、
前記各ハブは、前記ハブキャリアに対して回転可能となるように前記ハブキャリアに対して回転可能に取り付けられ、
前記ハブキャリアは、前記ハブとの回転に対して固定されている  
ことを特徴とするシステム。
【０２５１】
１０．  実施形態１〜９のいずれか１つのシステムにおいて、
前記システムは、前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムが取り付けられるフロートアセンブリをさらに備え、  
前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムが水域の水面よりも沈んだ状態で、前記フロートアセンブリは、前記水域内にある前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムに対して浮力面でサポートするように構成される  
ことを特徴とするシステム。
【０２５２】
１１．  実施形態１０のシステムにおいて、  
前記フロートアセンブリは、前記フロートアセンブリをバラスト取付アタッチメントに接続する少なくとも３本のケーブルにより前記水域内に固定され、  
前記システムは、各ケーブルに関連付けられた自動制御のウィンチアセンブリをさらに備え、
前記ウィンチアセンブリは、前記フロートアセンブリとそれぞれの前記バラスト取付アタッチメントとの間の前記ケーブルの長さを自動制御して、前記フロートアセンブリ、並びに浮力面でサポートされる前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート及び前記関節運動制御システムの姿勢を制御するように構成されている  
ことを特徴とするシステム。
【０２５３】
１２．  実施形態１１のシステムにおいて、
前記システムは、
前記ハブキャリアに固定され、前記各ハブと前記軸方向に隣接するハブとの間に配置された周辺プレートと、
前記周辺プレートと前記ハブの間、及び前記周辺プレートと前記軸方向に隣接するハブの間に配置されたスラストベアリングと  
をさらに備えることを特徴とするシステム。
【０２５４】
１３．  実施形態１２のシステムにおいて、
前記システムは、
前記ハブキャリアを取り囲み、前記ハブキャリアに対して固定されると共に、２つ以上のハブのうち軸方向において最も端側のハブに対して直接的に又は間接的に結合されているブレーキハウジングと、
前記ブレーキハウジングと前記最も端側のハブの間に配置されたスラストベアリングと
をさらに備える
ことを特徴とするシステム。  
【０２５５】
１４．  実施形態１〜１３の１つのシステムにおいて、  
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、  
前記関節運動制御システムは、  
前記ハブ回転軸の周囲に設けられた連続軌道を周囲に有する固定軌道アセンブリと、
各シャフトに結合された従動アセンブリと
を含み、
前記従動アセンブリは、前記ハブ及びプレートが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記連続軌道を横切って、前記プレートの関節運動軸に対する前記プレートの姿勢を変化させる  
ことを特徴とするシステム。
【０２５６】
１５．  実施形態１４のシステムにおいて、前記従動アセンブリは、関連するシャフトに物理的に接続されていることを特徴とするシステム。
【０２５７】
１６．  実施形態１４のシステムにおいて、前記従動アセンブリは、関連するシャフトに磁気的に結合されていることを特徴とするシステム。
【０２５８】
１７．  実施形態１〜１６のいずれか１つのシステムにおいて、  
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、  
前記関節制御システムは、
第１磁性アレイと、
前記第１磁性アレイから離間して配置され、前記第１磁性アレイとは反対の極性を有する第２磁性アレイと、
前記シャフトに結合され、前記第１磁性アレイと前記第２磁性アレイの間の空間に少なくとも部分的に配置された磁化された従動部材と、
前記第１及び第２磁性アレイのうちの少なくとも一方の１つ又は複数の部分の磁力を選択的に制御して、前記磁化された従動部材を選択的に動作させ、関連する関節運動プレートの回転を引き起こすように調整されたコントローラと  
を含むことを特徴とするシステム。
【０２５９】
１８．  実施形態１〜１７のいずれか１つのシステムにおいて、
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、  
前記関節運動制御システムは、前記シャフトのそれぞれに動作可能に結合され、前記関連するシャフトを選択的に回転させるように制御される１つ又は複数のモータを備える
ことを特徴とするシステム。
【０２６０】
１９．  実施形態１〜１８のいずれか１つのシステムにおいて、  
各関節運動プレートは、前記プレート関節運動軸を規定する関連するシャフトに設けられ、  
前記システムは、角度の間隔を設けた位置で前記シャフトに取り付けられた第１及び第２ストッパをさらに備え、
前記第１ストッパは、関連する関節運動プレートが、第１姿勢を超えて前記プレート関節運動軸に対して回転することを防ぐように構成され、
前記第２ストッパは、前記関連する関節運動プレートが、第２姿勢を超えて前記プレート関節運動軸に対して回転することを防ぐように構成される
ことを特徴とするシステム。
【０２６１】
２０．  実施形態１〜１９のいずれか１つのシステムにおいて、  
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、  
前記関節運動制御システムは、
潤滑剤充填チャンバと、
前記潤滑剤充填チャンバ内に配置され、前記ハブ回転軸の周囲に設けられた連続軌道を周囲に有する固定軌道アセンブリと、  
各関節運動プレートに関連付けられ、前記潤滑剤充填チャンバ内に配置され、前記連続軌道と係合する従動アセンブリと、
各シャフトに接続され、前記潤滑剤充填チャンバの外側に配置された外部磁性カップリングと、
前記従動アセンブリに接続され、前記潤滑剤充填チャンバ内に配置された内部磁性カップリングと
を備え、
前記内部磁性カップリングは、前記潤滑剤充填チャンバの壁を介して前記外部磁性カップリングに磁性的に結合され、前記ハブ及び関節運動プレートが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記従動アセンブリが前記連続軌道を横切って前記プレート関節運動軸に対して前記プレートの姿勢を変化させる  
ことを特徴とするシステム。
【０２６２】
２１．  実施形態１４のシステムにおいて、  
前記固定軌道アセンブリは、固定軌道部材と、前記ハブ回転軸の軸方向に且つ前記固定軌道部材に対して可動である可動軌道部材とを含む分割軌道アセンブリを含み、
前記固定軌道部材は、前記連続軌道に沿って前記可動軌道部材から分離可能である  
ことを特徴とするシステム。
【０２６３】
２２．  実施形態２１のシステムにおいて、  
前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材の一方が雌円錐嵌合面を含み、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材の他方が雄円錐嵌合面を含み、その結果、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材は自律的に位置調整する  
ことを特徴とするシステム。
【０２６４】
２３．  実施形態１４〜１６のいずれか１つのシステムにおいて、  
前記連続軌道は、第１セクション、第２セクション、及び前記第１セクションと前記第２セクションの間の第１及び第２遷移セクションを含み、  
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第１セクションを横切るとき、前記第１軌道セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの関節運動軸に対して第１姿勢をとり、  
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第２セクションを横切るとき、前記第２軌道セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの関節運動軸に対して第２姿勢をとり、
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第１遷移セクションを横切るとき、前記第１遷移セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレート関節運動軸に対する前記第１姿勢から、前記プレート関節運動軸に対する前記第２姿勢へと遷移し、
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第２遷移セクションを横切るとき、前記第２遷移セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレート関節運動軸に対する前記第２姿勢から、前記プレート関節運動軸に対する前記第１姿勢へと遷移する
ことを特徴とするシステム。
【０２６５】
２４．  実施形態２３のシステムにおいて、  
前記連続軌道の前記第１セクションは、前記ハブ回転軸に垂直な第１平面にあり、
前記連続軌道の前記第２セクションは、前記ハブ回転軸に垂直な第２平面にあり、  
前記連続軌道の前記第１及び第２セクションは、前記ハブ回転軸において軸方向に離間されている  
ことを特徴とするシステム。  
【０２６６】
２５．  実施形態１４〜１６のいずれか１つのシステムにおいて、  
前記連続軌道の対向する両側面は、反対の磁気極性を有し、  
前記従動アセンブリは、前記連続軌道内に配置された従動ヘッドを含み、  
前記従動ヘッドは、前記従動ヘッドの対向する両側面が、前記従動ヘッドの側面に面する前記連続軌道の側面の磁気極性と反対の磁気極性を有するように磁化されている  
ことを特徴とするシステム。
【０２６７】
２６．  実施形態２５のシステムにおいて、前記連続軌道は円状の断面形状を有し、前記従動ヘッドが球状であることを特徴とするシステム。  
【０２６８】
２７．  実施形態１〜２６のいずれか１つのシステムにおいて、  
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、  
前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成される  
ことを特徴とするシステム。  
【０２６９】
２８．  実施形態２７のシステムにおいて、前記対向する表面は、前記ハブの各回転の前記第２部分の間、前記ハブの回転平面に対して垂直に姿勢調整されることを特徴とするシステム。
【０２７０】
２９．  実施形態２７又は実施形態２８のシステムにおいて、  
前記システムは、前記ハブの周りで角度を空けた位置に配置された複数の関節運動プレートを含み、  
スリップストリーム姿勢にある隣接する関節運動プレートは、互いに重なり合い、  
各関節運動プレートは、  
前記プレートの第１面において厚みが減少した先端縁ポケットと、  
前記プレートの第２面において厚みが減少した後縁ポケットと  
を備え、  
１つの関節運動プレートの前記先端縁ポケットは、前記プレートがスリップストリーム姿勢にあるとき、隣り合って重なった関節運動プレートの前記後縁ポケットと入れ子になる
ことを特徴とするシステム。
【０２７１】
３０．  実施形態２７〜２９のいずれか１つのシステムにおいて、  
前記システムは、ハブ姿勢制御システムをさらに含み、  
前記ハブ姿勢制御システムは、
前記ハブ回転軸を横切る流体の流れの方向を検出するセンサと、  
１つ又は複数のアクチュエータと  
を備え、
前記１つ又は複数のアクチュエータは、前記ハブの各回転の前記第１部分のために、前記関節運動プレートが、前記流体の流れに逆らう方向に向かって前記スリップストリーム姿勢にあるように、及び、前記ハブの各回転の前記第２部分のために、前記関節運動プレートが、前記流体の流れと同じ方向に向かって前記作動姿勢にあるように、前記ハブ回転軸に対して前記ハブを再配置するように構成される  
ことを特徴とするシステム。  
【０２７２】
３１．  実施形態２７〜３０のいずれか１つのシステムにおいて、  
前記システムは、少なくとも１つのハブを取り囲むカウリングをさらに備え、  
各ハブに関連する前記カウリングの一部は、前記ハブの回転の前記第１部分に対応する前記カウリングの側で閉じられ、前記ハブの回転の前記第２部分に対応する前記カウリングの側に、吸入ポート及び排気ポートを有する  
ことを特徴とするシステム。
【０２７３】
３２．  実施形態３のシステムにおいて、  
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、  
前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成され、
前記システムは、
２つ以上のハブを取り囲むカウリングと、
前記各ハブと、前記少なくとも１つの軸方向において隣接するハブとの間に配置された前記カウリング内に配置されたセパレータプレートと
をさらに備え、
各ハブに関連する前記カウリングの一部は、前記ハブの回転の前記第１部分に対応する前記カウリングの側で閉じられ、前記ハブの回転の前記第２部分に対応する前記カウリングの側に、吸入ポート及び排気ポートを有し、
前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対して固定され、前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの回転又はそれぞれの前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレートの関節運動を妨害しないように構成される
ことを特徴とするシステム。
【０２７４】
３３．  実施形態１〜３１のいずれか１つのシステムにおいて、  
前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに備え、  
前記関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動オーバーライドシステムがアクティブ化されている間、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、各プレートに所望の不変の姿勢をとらせるように構成されている  
ことを特徴とするシステム。  
【０２７５】
３４．  実施形態８〜１０のいずれか１つのシステムにおいて、  
前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに備え、  
前記関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、前記ハブ回転軸に対する任意の角度位置で、各プレートに前記スリップストリーム姿勢をとらせるように構成されている  
ことを特徴とするシステム。  
【０２７６】
３５．  実施形態２１のシステムにおいて、  
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、  
前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成され、  
前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに備え、  
前記関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、前記ハブ回転軸に対する任意の角度位置で、各プレートに前記スリップストリーム姿勢をとらせるように構成され、
前記関節運動オーバーライドシステムは、
前記固定軌道部材を前記可動軌道部材から軸方向に分離して、各関節運動プレートの前記従動アセンブリを前記固定軌道アセンブリから切り離すように構成された１つ又は複数のリニアアクチュエータと、  
前記可動軌道部材の軸方向の動きが、１次オーバーライドリングの対応する軸方向の動きを引き起こすように、前記ハブ回転軸に対して同軸に姿勢調整された前記１次オーバーライドリングに前記可動軌道部材を結合するロッカーアームと、  
前記ハブの１つの各関節運動プレートのシャフトに取り付けられ、軸方向に移動する前記１次オーバーライドリングと接触し、各関節運動プレートをスリップストリーム姿勢で保持するように構成されたアクチュエータカムと  
を備えることを特徴とするシステム。  
【０２７７】
３６．  実施形態３５のシステムにおいて、
前記システムは、
２次オーバーライドリングと、
３次オーバーライドリングと、
アクチュエータカムと
をさらに含み、
前記２次オーバーライドリングは、前記１次オーバーライドリングを前記２次オーバーライドリングに結合するリフタを備え、
前記３次オーバーライドリングは、前記２次オーバーライドリングを前記３次オーバーライドリングに結合するリフタを備え、  
これにより、前記１次オーバーライドリング、前記２次オーバーライドリング、及び前記３次オーバーライドリングが軸方向に一斉に移動し、  
前記アクチュエータカムは、前記ハブのうち軸方向に隣接するハブの各関節運動プレートのシャフトに取り付けられ、軸方向に移動する前記３次オーバーライドリングと接触し、前記軸方向に隣接するハブの各関節運動プレートをスリップストリーム姿勢で保持するように構成される
ことを特徴とするシステム。
【０２７８】
３７．  実施形態３５又は３６のシステムにおいて、前記リニアアクチュエータは、ボールねじアクチュエータを含むことを特徴とするシステム。  
【０２７９】
３８．  実施形態３５〜３７のいずれか１つのシステムにおいて、  
前記関節運動オーバーライドシステムは、１つ又は複数の冗長アクチュエータをさらに備え、  
前記冗長アクチュエータは、前記１つ又は複数のリニアアクチュエータが、前記固定軌道部材から前記可動軌道部材を軸方向に分離できない場合、前記１次オーバーライドリングを軸方向に移動させるように構成及び制御される  
ことを特徴とするシステム。
【０２８０】
３９．  実施形態３８のシステムにおいて、  
前記冗長アクチュエータは、点火式アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ、電子ソレノイド式アクチュエータ及びピストンアクチュエータからなるグループから選択される１つ又は複数のアクチュエータを備える
ことを特徴とするシステム。  
【０２８１】
４０．  実施形態３８又は３９のシステムにおいて、前記冗長アクチュエータは、電気装置、爆発装置、圧力カートリッジ、機械的プライマ起動装置、線形爆発伝達ライン、又はレーザ作動兵器装置によって作動されるように構成されることを特徴とするシステム。
【０２８２】
４１．  実施形態１〜４０のいずれか１つのシステムにおいて、前記システムは、少なくとも１つのハブに動作可能に結合され、少なくとも１つのハブの回転から機械エネルギーを受け取るように構成された動力取出装置をさらに備えることを特徴とするシステム。
【０２８３】
４２．  実施形態４１のシステムにおいて、前記動力取出装置は、クラッチ、ギアボックス、発電機及びポンプのうちの１つ又は複数を含むことを特徴とするシステム。  
【０２８４】
４３．  ハブ回転軸に対して回転可能なハブと、前記ハブから径方向に延在し、前記ハブと共に回転可能な１つ又は複数の関節運動プレートを用いて、運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換する方法であって、  
Ａ．  前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたプレート関節運動軸に対して各関節運動プレートを選択的に関節運動させるステップと、  
Ｂ．  前記ステップＡの間、前記ハブが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記プレートの姿勢を変化させるように、関連するプレート関節運動軸に対して各プレートの姿勢を独立して制御するステップと  
を備えることを特徴とする方法。  
【０２８５】
４４．  実施形態４３の方法において、  
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、  
前記ステップＢは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整するステップと、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するステップとを含む  
ことを特徴とする方法。
【０２８６】
４５．  実施形態４４の方法において、前記対向する表面は、前記ハブの各回転の前記第２部分の間、前記ハブの回転平面に対して垂直に姿勢調整されることを特徴とする方法。
【０２８７】
４６．  実施形態４４の方法において、  
前記ハブ回転軸を横切る方向に流れる流体内に前記ハブを配置するステップをさらに含み、  
前記ハブの各回転の前記第１部分の間、前記プレートは、前記流体の流れの方向に逆らって移動し、前記ハブの各回転の前記第２部分の間、前記プレートは、前記流体の流れと同じ方向に移動する  
ことを特徴とする方法。  
【０２８８】
４７．  実施形態４３〜４６のいずれか１つの方法において、  
前記ハブの各回転の第１及び第２の遷移部分の間、各プレートは、前記回転の前記第１部分の間の姿勢と、前記回転の前記第２部分の間の姿勢との間で遷移する  
ことを特徴とする方法。  
【０２８９】
４８．  前記エネルギー変換プレートは、抗力係数を上げるためにテクスチャを付けることができる。  
【０２９０】
４９．  各ハブは、逆回転トランスミッションを介して隣接するハブに動作可能に結合される。  
【０２９１】
５０．  前記ハブは、逆回転トランスミッションの１つ又は複数の構成要素を収容するのに適した潤滑剤リザーバを含んでもよい。  
【０２９２】
５１．  実施形態５０のエネルギー変換システムにおいて、  
各潤滑剤リザーバは、２つの隣接するハブ間の機械エネルギーを伝達するように構成された逆回転カップリングを含むことを特徴とするエネルギー変換システム。  
【０２９３】
５２．  実施形態５０のエネルギー変換システムであって、  
各潤滑剤リザーバは、逆回転トランスミッションをシールレス構成で動作可能にするように構築及び配置されている  
ことを特徴とするエネルギー変換システム。  
【０２９４】
５３．  各ハブは密閉されており、これにより、前記ハブ内にある全ての構成要素は流体の流れから保護される。  
【０２９５】
５４．  様々な実施形態において、全てのエネルギー変換プレートの姿勢及び関節運動の積極的な制御を維持するために必要とされる全ての構成要素は、各ハブアセンブリ内に含まれ得る。  
【０２９６】
５５．  様々な実施形態において、ＥＣＰ関節運動制御手段は、そのような全てのＥＣＰ関節運動制御手段が流体に接触するのを防ぐために、流体の流れから隔離されている。
【０２９７】
５６．  前記関節運動制御システムは、機械的、磁気的又は電気機械的である。
【０２９８】
５７．  各エネルギー変換プレートの関節運動は、ＥＣＰのそれぞれの動作可能に接続されたハブ内に含まれる構成要素、又はそれぞれの操作可能に接続されたハブによって囲まれる構成要素によって制御される。  
【０２９９】
５８．  前記関節運動制御システムは、指定された移動制限を超えてＥＣＰが関節運動することを防ぐフェールセーフ方法として、各ＥＣＰ関節運動の各移動制限の終端にストッパを含む。  
【０３００】
５９．  ストッパは、０°及び９０°に配置される。  
【０３０１】
６０．  前記関節運動制御システムは、球状の磁気カム軌道を備えると共に、当該軌道の各半体は、等しい極性及び磁力の磁荷を有する。  
【０３０２】
６１．  前記関節運動制御システムは、軌道の対向する半体に等しい磁力を含み、軌道の各半体は、ＥＣＰに結合された磁気球体をはじくことで、前記磁気球体は、両方の半体の間で浮上する。  
【０３０３】
６２．  前記磁気球体は、各ＥＣＰアクチュエータアームに接続されており、内部の磁気球軌道を介してシャフトと当該シャフトに取り付けられたＥＣＰの関節運動を引き起こす。  
【０３０４】
６３．  機械エネルギーは、逆回転ハブシステム全体を介して、１つ又は複数の動力取出装置（クラッチ／ギアボックス／発電機又はポンプアセンブリを含むがこれらに限定されない。）に伝達される。  
【０３０５】
６４．  前記ハブアセンブリ内に完全に含まれ得る２次関節運動システムにより、メンテナンスモード及び／又は過速度保護のために全てのＥＣＰをスリップストリーム姿勢に移動してもよい。  
【０３０６】
６５．  ２次関節運動システムの全ての機械的構成要素は、メンテナンスモード又はオーバースピードモードへの切替えにより前記２次関節運動システムがアクティブ化された場合にのみ摩耗する。  
【０３０７】
６６．  ２次関節システムの全ての機械的コンポーネント全体を内部ハブ構成要素から作動させ、隣接する全ての逆回転ハブを介して、ＡＯＳの構成要素の機械的動作を伝達してもよい。  
【０３０８】
６７．  ハブのデザインにより、点火式、空気圧式、油圧式及び電子ソレノイド式アクチュエータを含む複数の冗長２次関節運動アクチュエータが可能になる。  
【０３０９】
６８．  関連するハブ内の各ＥＣＰシャフトを回転可能に支持する自動調心ベアリングシステム。  
【０３１０】
６９．  中央ハブキャリアにより、全ての制御構成要素（電気ハーネス、空気圧ライン、油圧ライン、光ファイバケーブル、その他のサポートハブサポートシステム等）を各ハブに案内可能である。  
【０３１１】
７０．  アスペクト比−システム全体の寸法に対応するために、様々なアスペクト比（幅と高さ）で構成される。アスペクト比は、機械の全体的なサイズと材料の特性によってのみ制約される。  
【０３１２】
７１．  ＥＣＰ−接近する流体の流れに対して垂直に姿勢調整された表面積の部分は、抗力係数を増加させるためにテクスチャ加工することができる。  
接近する流体の流れに平行に姿勢調整される表面積の部分は、抗力係数を最小化するための滑らかな表面及び／又は先端縁を有する。  
【０３１３】
７２．  液体潤滑剤を充填した球状のカム軌道アセンブリは、各エネルギー変換プレートシャフトに取り付けられたリンク機構の動作及びその結果としての関節運動を制御する。作動モード中は各軌道の半体が閉じられるため、ボールレースのように、断面が円状の軌道が形成される。ベアリングインサートを備えた球状の金属ボールは、犠牲リンク機構に動作可能に結合され、犠牲リンク機構は、関連するエネルギー変換プレートを関節運動させるのに十分な強度である。軌道の形状は、関節運動の開始、終了及び時間を制御するように構成することが可能であり、そのような各関節運動の開始点と終了点との間の最小時間は、球状磁気従動ヘッド２５３が通過する最も急なスプライン２６１、２６２の角度に対する球状磁気従動ヘッド２５３の直径によってのみ制限される。これは、Ｃ  ＝  Ｓ  ／（ｃｏｓ（（９０−Ｔｈｅｔａ）／  ２））としてさらに説明可能である。ここで、Ｃは磁気球状カム軌道アセンブリ２５０の円周、Ｓは球状磁気従動ヘッド２５３の直径、及びＴｈｅｔａはスプライン２６１、２６２の角度である。この実施形態において、ボールが軌道に対してを移動すると、軌道の形状により、球状の磁気従動ヘッド２５３が軌道の下側に移動し、その結果、関連するエネルギー変換プレッシャープレートが流体の流れに平行な姿勢に回転する。
【０３１４】
７３．  関節運動軌道アセンブリ２５０は、中心線より上側に正電荷（赤道のように）及び中心線より下側に負電荷を有するネオジム球状磁石を含んでもよい。球状磁石は、上側半体が正電荷を持ち、下側半体が負電荷を持つ２つの半体で構成される球状（円状）の案内溝（ｒａｃｅ）内を移動する。球状の磁気制御装置（又は従動ヘッド）は、示されているように、リンク機構に動作可能に結合され、その結果、対向する磁力に平行な案内溝に対する移動中ずっと姿勢調整されたままとなり、これにより、潤滑剤及び実質的に抗力を必要としない磁気ベアリングをもたらす。
【０３１５】
７４．  バッテリバックアップＡＯＳ−動力障害時に機能する  
【０３１６】
７５．  ＫＦＥＣＳ１００の構成は、ハブキャリア１３０に隣接するＫＦＥＣＳ１００内の事実上全ての領域から、周辺プレート２１５及びその後の補助システム（例えば近接センサ５８５）への動力（電気、コンピュータ信号、油圧流体、及び圧縮空気を含むがこれらに限定されない。）の伝達を、いかなる形態の回転結合も必要とせずに可能にする。
【０３１７】
７６．  様々な実施形態において、アクチュエータカム５９０又は任意の他の可動ＡＯＳ構成要素と接触する、動作可能に結合された部品は、潤滑剤なしで摺動するように設計された材料で構成されている。一実施形態において、ＡＯＳは、ハブ１がハブキャリア１３０の長手方向軸に対して１回転するのに必要な時間よりも短い時間で、全てのＥＣＰ１０、２０をスリップストリーム姿勢に回転させるように設計される。
【０３１８】
７７．  実施形態１のエネルギー変換システムにおいて、  
前記エネルギー変換システムは、１つ又は複数のギアボックス／発電機アセンブリをさらに備え、  
これらアセンブリのそれぞれは、流体の流速、及びこれらの各アセンブリが作動した時間数に基づいて係合又は解放するようにコンピュータ制御可能であり、それによって、複数のギアボックス／発電機アセンブリ間で使用される使用時間を均等化する。  
【０３１９】
７８．  前記エネルギー変換システムは、ユニバーサル軸姿勢調整機能を備えており、エネルギー変換システムを設置する場所の上方又は下方の表面に対して、水平方向、垂直方向又は任意の方向に取り付けて動作することができる。
【図１Ａ】
2021527779.tif 000003
【図１Ｂ】
2021527779.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
2021527779.tif 000031
【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
2021527779.tif 000033
【図８Ｊ】
2021527779.tif 000034
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2021527779.tif 000036
【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
2021527779.tif 000053
【図１５Ｂ】
2021527779.tif 000054
【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１５Ｆ】
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【図１５Ｇ】
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【図１５Ｈ】
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【図１５Ｉ】
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【図１５Ｊ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
2021527779.tif 000069
【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
2021527779.tif 000072
【図１８Ｆ】
2021527779.tif 000073
【図１９Ａ】
2021527779.tif 000074
【図１９Ｂ】
2021527779.tif 000075
【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図１９Ｆ】
2021527779.tif 000079
【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
2021527779.tif 000081
【図２１】
2021527779.tif 000082
【図２２Ａ】
2021527779.tif 000083
【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
2021527779.tif 000086
【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２３Ｄ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
2021527779.tif 000094
【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２５Ｅ】
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【図２５Ｆ】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年1月27日(2021.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
ハブ回転軸に対して回転可能な少なくとも１つのハブと、
各ハブから径方向に延在し、前記各ハブと共に回転可能である、１つ又は複数の関節運動プレートであって、各関節運動プレートは、前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されているプレート関節運動軸に対して関節運動可能に構成され、各プレートは、対向する表面、先端縁、及び後縁を有する、１つ又は複数の関節運動プレートと、
関連するプレート関節運動軸に対して各プレートの姿勢を独立して制御するように構成されている関節運動制御システムであって、各プレートは、前記関節運動制御システムに動作可能に結合され、それにより、前記ハブが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記関節運動制御システムは、前記プレートの姿勢を変更し、前記関節運動制御システムは、前記プレートの前記対向する表面が、前記ハブの各回転の第１の部分について、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢と、前記対向する表面が、前記ハブの各回転の第２の部分について、前記ハブの前記回転平面に対して平行とならない作動姿勢とにおいて各プレートを姿勢調整するように構成され、各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの前記関節運動軸を規定する、シャフトを備え、前記関節運動制御システムは、
その外周の周りに連続軌道を有する固定軌道アセンブリであって、前記連続軌道は、前記ハブ回転軸を制限し、各固定軌道アセンブリは、固定軌道部材と、前記ハブ回転軸に対する軸方向において前記固定軌道部材に対して可動である可動軌道部材とを含む、分割軌道アセンブリを備え、前記固定軌道部材は、前記連続軌道に沿って前記可動軌道部材から分離可能である、固定軌道アセンブリと、
各シャフトに結合された従動アセンブリであって、前記従動アセンブリは、前記関連するハブ及びプレートが前記ハブ回転軸に対して回転するときに前記連続軌道を横切って、前記プレートの前記関節運動軸に対する前記プレートの前記姿勢を変化させる、従動アセンブリと
を備える、関節運動制御システムと、
前記関節運動制御システムをオーバーライドし、前記ハブ回転軸に対する任意の角度位置で各プレートをそのスリップストリーム姿勢に姿勢調整するように構成されている、関節運動オーバーライドシステムであって、前記関節運動オーバーライドシステムは、
前記固定軌道部材を前記可動軌道部材から軸方向に分離して、各関節運動プレートの前記従動アセンブリを前記固定軌道アセンブリから切り離すように構成されている、１つ又は複数のリニアアクチュエータと、
前記ハブ回転軸に対して同軸に姿勢調整されている１次オーバーライドリングと、
前記可動軌道部材の軸方向の動きが、前記１次オーバーライドリングの対応する軸方向の動きを引き起こすように、前記１次オーバーライドリングに前記可動軌道部材を結合する、ロッカーアームと、
前記ハブの１つの各関節運動プレートの前記シャフトに取り付けられ、前記軸方向に移動する１次オーバーライドリングによって接触され、各関節運動プレートをそのスリップストリーム姿勢に保持するように構成されている、アクチュエータカムと
を備える、関節運動オーバーライドシステムと
を備える、システム。
【請求項２】
２つ以上のハブを備え、各ハブは、前記ハブ回転軸に関して少なくとも１つの他のハブに対して軸方向に隣接し、
各ハブは、同じハブ回転軸に対して回転可能であり、
各ハブは、前記軸方向に隣接するハブとは反対方向に回転するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
各ハブと、少なくとも１つの軸方向に隣接するハブとの間に配置されたセパレータプレートをさらに備え、
前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対して固定され、前記ハブ回転軸に対する前記ハブを伴う前記関節運動プレートの回転又はそれらのそれぞれの回転軸に対する前記関節運動プレートの関節運動を妨害しないように構成され、前記セパレータプレートは、各ハブを通過する前記流体の流れが、前記隣接するハブの前記流体の流れに影響を与えることを防ぐように構成されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
各ハブと、軸方向に隣接するハブとの間で、各ハブを前記軸方向に隣接するハブに回転可能に結合する少なくとも１つの逆回転トランスミッションをさらに備え、
前記逆回転トランスミッションは、
各ハブ及び前記軸方向に隣接するハブ上のリングギアであって、各リングギアは、前記ハブ回転軸に対して同軸に配置されている、リングギアと、
前記ハブ回転軸の周りで角度的に間隔を置いて配置された複数のピニオンギアと
を備え、
各ピニオンギアは、前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されているピニオン軸に対して回転可能であり、
前記ピニオンギアは、各ハブ及び前記軸方向に隣接するハブ上の前記リングギアの間に配置されており、その結果、第１の方向における前記ハブ回転軸に対する各ハブの回転は、前記第１の方向と反対の、前記ハブ回転軸に対する第２の方向における前記軸方向に隣接するハブの対応する回転を発生させる、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
各ハブと、軸方向に隣接するハブとの間に少なくとも２つの逆回転トランスミッションを備え、
前記逆回転トランスミッションのそれぞれの前記リングギアは、異なる直径を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
反対方向に回転するハブの対の間に配置された非回転周辺プレートをさらに備える、請求項２〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ハブ回転軸に対して同軸に配置されているチューブを備えるハブキャリアであって、各ハブは、前記ハブキャリアに対して回転可能となるように前記ハブキャリアに対して回転可能に取り付けられ、前記ハブキャリアは、前記ハブとの回転に対して固定されている、ハブキャリアと、
前記ハブキャリアに固定され、各ハブと前記軸方向に隣接するハブとの間に配置されている、周辺プレートと、
前記周辺プレートと前記ハブとの間、及び前記周辺プレートと前記軸方向に隣接するハブとの間に配置されたスラストベアリングと
をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材の一方は、雌円錐嵌合面を含み、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材の他方は、雄円錐嵌合面を含み、その結果、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材は、自律的に位置調整する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記連続軌道は、第１のセクション、第２のセクション、及び前記第１のセクションと前記第２のセクションのと間の第１及び第２の遷移セクションを含み、
前記従動アセンブリが前記軌道の前記第１のセクションを横切るとき、前記第１の軌道セクションとの前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの前記関節運動軸に対して第１の姿勢をとり、
前記従動アセンブリが前記軌道の前記第２のセクションを横切るとき、前記第２の軌道セクションとの前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの前記関節運動軸に対して第２の姿勢をとり、
前記従動アセンブリが前記軌道の前記第１の遷移セクションを横切るとき、前記第１の遷移セクションとの前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの前記関節運動軸に対する前記第１の姿勢から、前記プレートの前記関節運動軸に対する前記第２の姿勢へと遷移し、
前記従動アセンブリが前記軌道の前記第２の遷移セクションを横切るとき、前記第２の遷移セクションとの前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの前記関節運動軸に対する前記第２の姿勢から、前記プレートの前記関節運動軸に対する前記第１の姿勢へと遷移する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記連続軌道の対向する両側面は、反対の磁気極性を有し、
前記従動アセンブリは、前記連続軌道内に配置された従動ヘッドを含み、
前記従動ヘッドは、前記従動ヘッドの対向する両側面が、前記従動ヘッドの側面に面する前記連続軌道の側面の磁気極性と反対の磁気極性を有するように磁化されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記連続軌道は、円状の断面形状を有し、前記従動ヘッドは、球状を有する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
各ハブの周りで角度を空けた位置に配置された複数の関節運動プレートを備え、
それらのスリップストリーム姿勢にある隣接する関節運動プレートは、互いに重なり合い、
各関節運動プレートは、
前記プレートの第１の表面において厚みが減少した先端縁ポケットと、
前記プレートの第２の表面において厚みが減少した後縁ポケットと
を有し、
１つの関節運動プレートの前記先端縁ポケットは、前記プレートがそれらのスリップストリーム姿勢にあるとき、隣り合って重なった関節運動プレートの前記後縁ポケットと入れ子になる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
ハブ姿勢制御システムをさらに備え、
前記ハブ姿勢制御システムは、
前記ハブ回転軸を横切る流体の流れの方向を検出するセンサと、
１つ又は複数のアクチュエータと
を備え、
前記１つ又は複数のアクチュエータは、前記関節運動プレートが、前記流体の流れの方向に逆らう方向において前記ハブの各回転の前記第１の部分に対してそれらのスリップストリーム姿勢にあるように、及び、前記関節運動プレートが、前記流体の流れの方向と同じ方向において前記ハブの各回転の前記第２の部分に対してそれらの作動姿勢にあるように、前記ハブ回転軸に対して前記ハブを再配置するように構成されている、請求項１または１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのハブを取り囲むカウリングをさらに備え、
各ハブに関連する前記カウリングの一部は、前記ハブの回転の前記第１の部分に対応する前記カウリングの側で閉じられ、前記ハブの回転の前記第２の部分に対応する前記カウリングの側に、吸入ポート及び排気ポートを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
各ハブと、少なくとも１つの軸方向に隣接するハブとの間の前記カウリング内に配置されたセパレータプレートをさらに備え、前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対して固定され、前記ハブ回転軸に対する前記ハブを伴う前記関節運動プレートの回転又はそれらのそれぞれのハブ回転軸に対する前記関節運動プレートの関節運動を妨害しないように構成されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記関節運動オーバーライドシステムは、
２次オーバーライドリングと、
３次オーバーライドリングと、
アクチュエータカムと
をさらに備え、
前記２次オーバーライドリングは、前記１次オーバーライドリングを前記２次オーバーライドリングに結合するリフタを伴い、
前記３次オーバーライドリングは、前記２次オーバーライドリングを前記３次オーバーライドリングに結合するリフタを伴い、それにより、前記１次オーバーライドリング、前記２次オーバーライドリング、及び前記３次オーバーライドリングが、軸方向に一斉に移動し、
前記アクチュエータカムは、前記ハブのうちの前記軸方向に隣接するハブの各関節運動プレートの前記シャフトに取り付けられ、前記軸方向に移動する３次オーバーライドリングによって接触され、前記軸方向に隣接するハブの各関節運動プレートをそのスリップストリーム姿勢に保持するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記関節運動オーバーライドシステムは、１つ又は複数の冗長アクチュエータをさらに備え、
前記１つ又は複数の冗長アクチュエータは、前記１つ又は複数のリニアアクチュエータが、前記固定軌道部材から前記可動軌道部材を軸方向に分離できない場合、前記１次オーバーライドリングの軸方向移動を引き起こすように構成及び制御されている、請求項１または１６に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
他の態様によれば、前記ハブの各回転の第１及び第２の遷移部分の間、各プレートは、前記回転の前記第１部分の間の姿勢と、前記回転の前記第２部分の間の姿勢との間で遷移する。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ハブ回転軸に対して回転可能な少なくとも１つのハブと、
前記ハブから径方向に延在し、前記ハブと共に回転可能であると共に、前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたプレート関節運動軸に対して関節運動可能に構成された１つ又は複数の関節運動プレートと、
関連する前記プレート関節運動軸に対して各プレートの姿勢を独立して制御するように構成された関節運動制御システムと
を備えるシステムであって、
各プレートは、前記関節運動制御システムに動作可能に結合され、前記ハブが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記関節運動制御システムは、前記プレートの姿勢を変更する
ことを特徴とするシステム。
（項目２）
項目１に記載のシステムにおいて、前記ハブ回転軸は、垂直方向、水平方向又はそれらの間の任意の角度に姿勢調整されていることを特徴とするシステム。
（項目３）
項目１に記載のシステムにおいて、
前記システムは、２つ以上のハブを含み、各ハブは、前記ハブ回転軸に関して少なくとも１つの他のハブに対して軸方向において隣接し、
前記各ハブは、同じハブ回転軸に対して回転可能であり、
前記各ハブは、前記軸方向に隣接するハブとは反対方向に回転するように構成されている
ことを特徴とするシステム。
（項目４）
項目３に記載のシステムにおいて、
前記システムは、前記各ハブと、前記少なくとも１つの軸方向において隣接するハブとの間に配置されたセパレータプレートをさらに含み、
前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対して固定され、前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの回転又はそれぞれの前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの関節運動を妨害しないように構成される
ことを特徴とするシステム。
（項目５）
項目４に記載のシステムにおいて、前記セパレータプレートは、前記各ハブを通過する流体の流れが、前記隣接するハブの流体の流れに影響を与えることを防ぐように構成されることを特徴とするシステム。
（項目６）
項目３に記載のシステムにおいて、
前記システムは、前記各ハブと、軸方向に隣接するハブとの間で、前記各ハブと、前記軸方向に隣接するハブとを回転可能に結合する少なくとも１つの逆回転トランスミッションをさらに含み、
前記逆回転トランスミッションは、
前記各ハブ及び前記軸方向に隣接するハブに設けられ、前記ハブ回転軸に対して同軸に配置されたリングギアと、
前記ハブ回転軸の周りで角度的に間隔を置いて配置された複数のピニオンギアと
を備え、
各ピニオンギアは、前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたピニオン軸に対して回転可能であり、
前記ピニオンギアは、前記各ハブ及び前記軸方向に隣接するハブに設けられた前記リングギアの間に配置されており、
前記ハブ回転軸に対する前記各ハブの第１方向の回転は、前記第１方向と反対の第２方向における前記軸方向に隣接するハブの対応する回転を発生させる
ことを特徴とするシステム。
（項目７）
項目６に記載のシステムにおいて、
前記システムは、前記各ハブと、軸方向に隣接するハブとの間に少なくとも２つの逆回転トランスミッションを含み、
前記逆回転トランスミッションのそれぞれの前記リングギアは異なる直径を有する  
ことを特徴とするシステム。
（項目８）
項目３〜７のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記システムは、反対方向に回転するハブの対の間に配置された非回転周辺プレートをさらに備えることを特徴とするシステム。
（項目９）
項目３〜７のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記システムは、前記ハブ回転軸に対して同軸に配置されたチューブを含むハブキャリアをさらに備え、
前記各ハブは、前記ハブキャリアに対して回転可能となるように前記ハブキャリアに対して回転可能に取り付けられ、
前記ハブキャリアは、前記ハブとの回転に対して固定されている
ことを特徴とするシステム。
（項目１０）
項目１〜９のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記システムは、前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムが取り付けられるフロートアセンブリをさらに備え、
前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムが水域の水面よりも沈んだ状態で、前記フロートアセンブリは、前記水域内にある前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート、及び前記関節運動制御システムに対して浮力面でサポートするように構成される
ことを特徴とするシステム。
（項目１１）
項目１０に記載のシステムにおいて、
前記フロートアセンブリは、前記フロートアセンブリをバラスト取付アタッチメントに接続する少なくとも３本のケーブルにより前記水域内に固定され、
前記システムは、各ケーブルに関連付けられた自動制御のウィンチアセンブリをさらに備え、
前記ウィンチアセンブリは、前記フロートアセンブリとそれぞれの前記バラスト取付アタッチメントとの間の前記ケーブルの長さを自動制御して、前記フロートアセンブリ、並びに浮力面でサポートされる前記少なくとも１つのハブ、前記１つ又は複数の関節運動プレート及び前記関節運動制御システムの姿勢を制御するように構成されている
ことを特徴とするシステム。
（項目１２）
項目９に記載のシステムにおいて、
前記システムは、
前記ハブキャリアに固定され、前記各ハブと前記軸方向に隣接するハブとの間に配置された周辺プレートと、
前記周辺プレートと前記ハブの間、及び前記周辺プレートと前記軸方向に隣接するハブの間に配置されたスラストベアリングと
をさらに備えることを特徴とするシステム。
（項目１３）
項目１２に記載のシステムにおいて、
前記システムは、
前記ハブキャリアを取り囲み、前記ハブキャリアに対して固定されると共に、２つ以上のハブのうち軸方向において最も端側のハブに対して直接的に又は間接的に結合されているブレーキハウジングと、
前記ブレーキハウジングと前記最も端側のハブの間に配置されたスラストベアリングと  
をさらに備えることを特徴とするシステム。
（項目１４）
項目１〜１３のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、
前記関節運動制御システムは、
前記ハブ回転軸の周囲に設けられた連続軌道を周囲に有する固定軌道アセンブリと、
各シャフトに結合された従動アセンブリと
を含み、
前記従動アセンブリは、前記ハブ及びプレートが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記連続軌道を横切って、前記プレートの関節運動軸に対する前記プレートの姿勢を変化させる
ことを特徴とするシステム。
（項目１５）
項目１４に記載のシステムにおいて、前記従動アセンブリは、関連するシャフトに物理的に接続されていることを特徴とするシステム。
（項目１６）
項目１４に記載のシステムにおいて、前記従動アセンブリは、関連するシャフトに磁気的に結合されていることを特徴とするシステム。
（項目１７）
項目１〜１６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、
前記関節運動制御システムは、
第１磁性アレイと、
前記第１磁性アレイから離間して配置され、前記第１磁性アレイとは反対の極性を有する第２磁性アレイと、
前記シャフトに結合され、前記第１磁性アレイと前記第２磁性アレイの間の空間に少なくとも部分的に配置された磁化された従動部材と、
前記第１及び第２磁性アレイのうちの少なくとも一方の１つ又は複数の部分の磁力を選択的に制御して、前記磁化された従動部材を選択的に動作させ、関連する関節運動プレートの回転を引き起こすように調整されたコントローラと
を含むことを特徴とするシステム。
（項目１８）
項目１〜１７のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、
前記関節運動制御システムは、前記シャフトのそれぞれに動作可能に連結され、前記関連するシャフトを選択的に回転させるように制御される１つ又は複数のモータを備える
ことを特徴とするシステム。
（項目１９）
項目１〜１８のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
各関節運動プレートは、前記プレート関節運動軸を規定する関連するシャフトに設けられ、
前記システムは、角度の間隔を設けた位置で前記シャフトに取り付けられた第１及び第２ストッパをさらに備え、
前記第１ストッパは、関連する関節運動プレートが、第１姿勢を超えて前記プレート関節運動軸に対して回転することを防ぐように構成され、
前記第２ストッパは、前記関連する関節運動プレートが、第２姿勢を超えて前記プレート関節運動軸に対して回転することを防ぐように構成される
ことを特徴とするシステム。
（項目２０）
項目１〜１９のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
各関節運動プレートは、前記ハブに回転可能に取り付けられ、且つ関連するプレートの関節運動軸を規定するシャフトを含み、
前記関節運動制御システムは、
潤滑剤充填チャンバと、
前記潤滑剤充填チャンバ内に配置され、前記ハブ回転軸の周囲に設けられた連続軌道を周囲に有する固定軌道アセンブリと、
各関節運動プレートに関連付けられ、前記潤滑剤充填チャンバ内に配置され、前記連続軌道と係合する従動アセンブリと、
各シャフトに接続され、前記潤滑剤充填チャンバの外側に配置された外部磁性カップリングと、
前記従動アセンブリに接続され、前記潤滑剤充填チャンバ内に配置された内部磁性カップリングと
を備え、
前記内部磁性カップリングは、前記潤滑剤充填チャンバの壁を介して前記外部磁性カップリングに磁性的に結合され、前記ハブ及び関節運動プレートが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記従動アセンブリが前記連続軌道を横切って前記プレート関節運動軸に対して前記プレートの姿勢を変化させる
ことを特徴とするシステム。
（項目２１）
項目１４に記載のシステムにおいて、
前記固定軌道アセンブリは、固定軌道部材と、前記ハブ回転軸の軸方向に且つ前記固定軌道部材に対して可動である可動軌道部材とを含む分割軌道アセンブリを含み、
前記固定軌道部材は、前記連続軌道に沿って前記可動軌道部材から分離可能である
ことを特徴とするシステム。
（項目２２）
項目２１に記載のシステムにおいて、
前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材の一方が雌円錐嵌合面を含み、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材の他方が雄円錐嵌合面を含み、その結果、前記固定軌道部材及び前記可動軌道部材は自律的に位置調整する
ことを特徴とするシステム。
（項目２３）
項目１４〜１６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記連続軌道は、第１セクション、第２セクション、及び前記第１セクションと前記第２セクションの間の第１及び第２遷移セクションを含み、
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第１セクションを横切るとき、前記第１軌道セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの関節運動軸に対して第１姿勢をとり、
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第２セクションを横切るとき、前記第２軌道セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレートの関節運動軸に対して第２姿勢をとり、
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第１遷移セクションを横切るとき、前記第１遷移セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレート関節運動軸に対する前記第１姿勢から、前記プレート関節運動軸に対する前記第２姿勢へと遷移し、
前記従動アセンブリが前記連続軌道の前記第２遷移セクションを横切るとき、前記第２遷移セクションに対する前記従動アセンブリの係合により、前記関連するプレートは、前記プレート関節運動軸に対する前記第２姿勢から、前記プレート関節運動軸に対する前記第１姿勢へと遷移する
ことを特徴とするシステム。
（項目２４）
項目２３に記載のシステムにおいて、
前記連続軌道の前記第１セクションは、前記ハブ回転軸に垂直な第１平面にあり、
前記連続軌道の前記第２セクションは、前記ハブ回転軸に垂直な第２平面にあり、
前記連続軌道の前記第１及び第２セクションは、前記ハブ回転軸において軸方向に離間されている
ことを特徴とするシステム。
（項目２５）
項目１４〜１６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記連続軌道の対向する両側面は、反対の磁気極性を有し、
前記従動アセンブリは、前記連続軌道内に配置された従動ヘッドを含み、
前記従動ヘッドは、前記従動ヘッドの対向する両側面が、前記従動ヘッドの側面に面する前記連続軌道の側面の磁気極性と反対の磁気極性を有するように磁化されている
ことを特徴とするシステム。
（項目２６）
項目２５に記載のシステムにおいて、前記連続軌道は円状の断面形状を有し、前記従動ヘッドが球状であることを特徴とするシステム。
（項目２７）
項目１〜２６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、
前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成される
ことを特徴とするシステム。
（項目２８）
項目２７に記載のシステムにおいて、前記対向する表面は、前記ハブの各回転の前記第２部分の間、前記ハブの回転平面に対して垂直に姿勢調整されることを特徴とするシステム。
（項目２９）
項目２７又は項目２８に記載のシステムにおいて、
前記システムは、前記ハブの周りで角度を空けた位置に配置された複数の関節運動プレートを含み、
スリップストリーム姿勢にある隣接する関節運動プレートは、互いに重なり合い、
各関節運動プレートは、
前記プレートの第１面において厚みが減少した先端縁ポケットと、
前記プレートの第２面において厚みが減少した後縁ポケットと
を備え、
１つの関節運動プレートの前記先端縁ポケットは、前記プレートがスリップストリーム姿勢にあるとき、隣り合って重なった関節運動プレートの前記後縁ポケットと入れ子になる
ことを特徴とするシステム。
（項目３０）
実施形態２７〜２９のいずれか１つのシステムにおいて、
前記システムは、ハブ姿勢制御システムをさらに含み、
前記ハブ姿勢制御システムは、
前記ハブ回転軸を横切る流体の流れの方向を検出するセンサと、
１つ又は複数のアクチュエータと
を備え、
前記１つ又は複数のアクチュエータは、前記ハブの各回転の前記第１部分のために、前記関節運動プレートが、前記流体の流れに逆らう方向に向かって前記スリップストリーム姿勢にあるように、及び、前記ハブの各回転の前記第２部分のために、前記関節運動プレートが、前記流体の流れと同じ方向に向かって前記作動姿勢にあるように、前記ハブ回転軸に対して前記ハブを再配置するように構成される
ことを特徴とするシステム。
（項目３１）
項目２７〜３０のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記システムは、少なくとも１つのハブを取り囲むカウリングをさらに備え、
各ハブに関連する前記カウリングの一部は、前記ハブの回転の前記第１部分に対応する前記カウリングの側で閉じられ、前記ハブの回転の前記第２部分に対応する前記カウリングの側に、吸入ポート及び排気ポートを有する
ことを特徴とするシステム。
（項目３２）
項目３に記載のシステムにおいて、
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、
前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成され、
前記システムは、
２つ以上のハブを取り囲むカウリングと、
前記各ハブと、前記少なくとも１つの軸方向において隣接するハブとの間に配置された前記カウリング内に配置されたセパレータプレートと
をさらに備え、
各ハブに関連する前記カウリングの一部は、前記ハブの回転の前記第１部分に対応する前記カウリングの側で閉じられ、前記ハブの回転の前記第２部分に対応する前記カウリングの側に、吸気ポート及び排気ポートを有し、
前記セパレータプレートは、前記ハブ回転軸に対して固定され、前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレート及び前記ハブの回転又はそれぞれの前記ハブ回転軸に対する前記関節運動プレートの関節運動を妨害しないように構成される
ことを特徴とするシステム。
（項目３３）
項目１〜３２のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに備え、
前記関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動オーバーライドシステムがアクティブ化されている間、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、各プレートに所望の不変の姿勢をとらせるように構成されている
ことを特徴とするシステム。
（項目３４）
項目８〜１０のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに備え、
前記関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、前記ハブ回転軸に対する任意の角度位置で、各プレートに前記スリップストリーム姿勢をとらせるように構成されている
ことを特徴とするシステム。
（項目３５）
項目２１に記載のシステムにおいて、
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、
前記関節運動制御システムは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整し、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するように構成され、
前記システムは、関節運動オーバーライドシステムをさらに備え、
前記関節運動オーバーライドシステムは、前記関節運動制御システムをオーバーライドし、前記ハブ回転軸に対する任意の角度位置で、各プレートに前記スリップストリーム姿勢をとらせるように構成され、
前記関節運動オーバーライドシステムは、
前記固定軌道部材を前記可動軌道部材から軸方向に分離して、各関節運動プレートの前記従動アセンブリを前記固定軌道アセンブリから切り離すように構成された１つ又は複数のリニアアクチュエータと、
前記可動軌道部材の軸方向の動きが、１次オーバーライドリングの対応する軸方向の動きを引き起こすように、前記ハブ回転軸に対して同軸に姿勢調整された前記１次オーバーライドリングに前記可動軌道部材を結合するロッカーアームと、
前記ハブの１つの各関節運動プレートのシャフトに取り付けられ、軸方向に移動する前記１次オーバーライドリングと接触し、各関節運動プレートをスリップストリーム姿勢で保持するように構成されたアクチュエータカムと
を備えることを特徴とするシステム。
（項目３６）
項目３５に記載のシステムにおいて、
前記システムは、
２次オーバーライドリングと、
３次オーバーライドリングと、
アクチュエータカムと
をさらに含み、
前記２次オーバーライドリングは、前記１次オーバーライドリングを前記２次オーバーライドリングに結合するリフタを備え、
前記３次オーバーライドリングは、前記２次オーバーライドリングを前記３次オーバーライドリングに結合するリフタを備え、
これにより、前記１次オーバーライドリング、前記２次オーバーライドリング、及び前記３次オーバーライドリングが軸方向に一斉に移動し、
前記アクチュエータカムは、前記ハブのうち軸方向に隣接するハブの各関節運動プレートのシャフトに取り付けられ、軸方向に移動する前記３次オーバーライドリングと接触し、前記軸方向に隣接するハブの各関節運動プレートをスリップストリーム姿勢で保持するように構成される
ことを特徴とするシステム。
（項目３７）
項目３５又は３６に記載のシステムにおいて、前記リニアアクチュエータは、ボールねじアクチュエータを含むことを特徴とするシステム。
（項目３８）
項目３５〜３７のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記関節運動オーバーライドシステムは、１つ又は複数の冗長アクチュエータをさらに備え、
前記冗長アクチュエータは、前記１つ又は複数のリニアアクチュエータが、前記固定軌道部材から前記可動軌道部材を軸方向に分離できない場合、前記１次オーバーライドリングを軸方向に移動させるように構成及び制御される
ことを特徴とするシステム。
（項目３９）
項目３８に記載のシステムにおいて、前記冗長アクチュエータは、点火式アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ、電子ソレノイド式アクチュエータ及びピストンアクチュエータからなるグループから選択される１つ又は複数のアクチュエータを備えることを特徴とするシステム。
（項目４０）
項目３８又は３９に記載のシステムにおいて、前記冗長アクチュエータは、電気装置、爆発装置、圧力カートリッジ、機械的プライマ起動装置、線形爆発伝達ライン、又はレーザ作動兵器装置によって作動されるように構成されることを特徴とするシステム。
（項目４１）
項目１〜４０のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記システムは、少なくとも１つのハブに動作可能に結合され、少なくとも１つのハブの回転から機械エネルギーを受け取るように構成された動力取出装置をさらに備えることを特徴とするシステム。
（項目４２）
項目４１に記載のシステムにおいて、前記動力取出装置は、クラッチ、ギアボックス、発電機及びポンプのうちの１つ又は複数を含むことを特徴とするシステム。
（項目４３）
ハブ回転軸に対して回転可能なハブと、前記ハブから径方向に延在し、前記ハブと共に回転可能な１つ又は複数の関節運動プレートを用いて、運動流体エネルギーを機械エネルギーに変換する方法であって、
Ａ．  前記ハブ回転軸に対して径方向に姿勢調整されたプレート関節運動軸に対して各関節運動プレートを選択的に関節運動させるステップと、
Ｂ．  前記ステップＡの間、前記ハブが前記ハブ回転軸に対して回転するとき、前記プレートの姿勢を変化させるように、関連するプレート関節運動軸に対して各プレートの姿勢を独立して制御するステップと
を備えることを特徴とする方法。
（項目４４）
項目４３に記載の方法において、
各プレートは、対向する表面、先端縁及び後縁を有し、
前記ステップＢは、前記ハブの各回転の第１部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行となるスリップストリーム姿勢に各プレートを姿勢調整するステップと、前記ハブの各回転の第２部分については、各プレートの前記対向する表面が、前記ハブの回転平面に対して平行とならない作動姿勢に各プレートを姿勢調整するステップとを含む  
ことを特徴とする方法。
（項目４５）
項目４４に記載の方法において、前記対向する表面は、前記ハブの各回転の前記第２部分の間、前記ハブの回転平面に対して垂直に姿勢調整されることを特徴とする方法。
（項目４６）
項目４４に記載の方法において、
前記方法は、前記ハブ回転軸を横切る方向に流れる流体内に前記ハブを配置するステップをさらに含み、
前記ハブの各回転の前記第１部分の間、前記プレートは、前記流体の流れの方向に逆らって移動し、前記ハブの各回転の前記第２部分の間、前記プレートは、前記流体の流れと同じ方向に移動する
ことを特徴とする方法。
（項目４７）
項目４３〜４６のいずれか１項に記載の方法において、
前記ハブの各回転の第１及び第２の遷移部分の間、各プレートは、前記回転の前記第１部分の間の姿勢と、前記回転の前記第２部分の間の姿勢との間で遷移する
ことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2021527779.tif 000099
2021527779.tif 000100
2021527779.tif 000101