(57)【要約】【課題】【解決手段】平行であるがオフセットされた回転軸を有するシャフトまたはその他の機械要素の回転を結合するための様々な機構が提供されている。継手機構は、かかる入力および出力要素に接触するピンを介して、入力および出力要素を結合できる。ピンは、入力および出力要素の回転時に、入力および出力要素上のそれぞれの接触面に対して実質的に純粋な転がり運動を行いうる。したがって、ピンは、別の継手機構に対して、軸受の数を削減し、効率を増すことができる。かかる継手は、サイクロイド運動を行う部材を備えたサイクロイドドライブまたはトランスミッションの要素の間の回転の結合など、様々な応用例で利用されてよい。例えば、この継手は、出力をサイクロイドドライブのサイクロイドディスクに結合する際のサイクロイドドライブのケージギアに取って代わることができる。【選択図】図１Ａ
2021523329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにオフセットされた回転の第１回転軸から回転の第２回転軸へ高効率かつ高剛性でトルクを伝達するための継手であって、
前記第１回転軸を中心に回転するよう構成された第１部材であって、複数の第１穴および複数の第２穴を有する、第１部材と、
前記第２回転軸を中心に回転するよう構成され、複数の第３穴を有する第２部材であって、前記第１部材および前記第２部材は、（ｉ）前記第１部材の前記第１回転軸および前記第２部材の前記第２回転軸が、平行であり、互いに対して設定されたオフセット距離に維持され、（ｉｉ）前記複数の第３穴の各穴が、前記複数の第１穴の内の対応する穴と前記複数の第２穴の内の対応する穴との間に配置されるように、互いに結合される、第２部材と、
複数のピンであって、前記複数のピンの各ピンは、前記複数の第１穴の内のそれぞれの穴、前記複数の第２穴の内のそれぞれの穴、および、前記複数の第３穴の内のそれぞれの穴、の中に配置され、前記複数のピンは、前記第１部材と前記第２部材との間で、力ひいてはトルクを伝達する、複数のピンと、
を備える、継手。
【請求項２】
請求項１に記載の継手であって、
前記複数のピンは、少なくとも３つのピンを含む、継手。
【請求項３】
請求項１に記載の継手であって、
前記複数のピンは、少なくとも４つのピンを含む、継手。
【請求項４】
請求項１に記載の継手であって、
前記第１部材は、互いに剛結合された第１プレートおよび第２プレートを備え、前記第１プレートは前記複数の第１穴を有し、前記第２プレートは前記複数の第２穴を有し、前記第２部材は、前記複数の第３穴を有するプレートを備える、継手。
【請求項５】
請求項４に記載の継手であって、
前記第２部材の前記プレートは、複数のさらなる穴を有し、前記第１部材は、さらに、複数の支持部材を備え、前記第１部材の前記第１プレートおよび前記第１部材の前記第２プレートは、前記複数の支持部材を介して互いに剛結合され、前記複数の支持部材の各支持部材は、前記第２部材の前記プレート内の前記複数のさらなる穴の内のそれぞれのさらなる穴を通して伸びる、継手。
【請求項６】
請求項４に記載の継手であって、
前記第１部材の前記第１プレートは、前記第２部材の前記プレートを部分的に囲む構造を介して、前記第１部材の前記第２プレートに剛結合される、継手。
【請求項７】
請求項１に記載の継手であって、
前記第１部材は、さらに、前記第１回転軸と平行に前記第１部材から伸びる複数の第１ロッドおよび前記第１回転軸と平行に前記第１部材から伸びる複数の第２ロッドを備え、前記第２部材は、前記第２回転軸と平行に前記第２部材から伸びる複数の第３ロッドおよび前記第２回転軸と平行に前記第２部材から伸びる複数の第４ロッドを備え、前記継手は、さらに、
複数の第１ローラであって、前記複数の第１ローラの各ローラは、前記複数の第１ロッドの内のそれぞれのロッドおよび前記複数の第３ロッドの内のそれぞれのロッドと接触し、前記複数の第１ローラは、前記第１部材と前記第２部材との間で、力ひいてはトルクを伝達する、複数の第１ローラと、
複数の第２ローラであって、前記複数の第２ローラの各ローラは、前記複数の第２ロッドの内のそれぞれのロッドおよび前記複数の第４ロッドの内のそれぞれのロッドと接触し、前記複数の第２ローラは、前記第１部材と前記第２部材との間で、力ひいてはトルクを伝達する、複数の第２ローラと、
を備える、継手。
【請求項８】
請求項７に記載の継手であって、さらに、
複数のケージであって、前記複数のケージの各ケージは、前記複数の第１ローラの内のそれぞれのローラを、前記複数の第１ロッドの内のそれぞれのロッドおよび前記複数の第３ロッドの内のそれぞれのロッドと接触するように維持する、複数のケージを備える、継手。
【請求項９】
請求項８に記載の継手であって、
前記複数のケージの内の少なくとも１つのケージは、真鍮、ポリオキシメチレン、または、アクリロニトリルブタジエンスチレン、の内の少なくとも１つを含んだ材料を含む、継手。
【請求項１０】
請求項１に記載の継手であって、さらに、
ハウジングと、
第３部材であって、前記第３部材は、カムに結合された入力シャフトを備え、前記カムは、前記入力シャフトの回転が、（ｉ）前記第１回転軸に前記第２回転軸を中心に周回させ、（ｉｉ）前記ハウジングに対する前記第１部材のサイクロイド運動を引き起こすように、前記第１部材に摺動可能に結合されている、第３部材と、
を備える、継手。
【請求項１１】
請求項１０に記載の継手であって、
前記ハウジングは、リングギアを備え、前記第１部材は、前記リングギアを介して前記ハウジングと接触する、継手。
【請求項１２】
請求項１０に記載の継手であって、
前記第１部材は、第１回転軸受面を備え、前記ハウジングは、第２回転軸受面を備え、前記継手は、さらに、
複数の軸受であって、前記複数の軸受の各軸受は、前記第１回転軸受面および前記第２回転軸受面と接触しており、前記第１回転軸受面の形状、前記第２回転軸受面の形状、および、前記複数の軸受の各軸受の形状は、前記ハウジングに対する前記第１部材のサイクロイド運動が、前記複数の軸受の各軸受を回転させてサイクロイド運動させるように規定されている、複数の軸受を備える、継手。
【請求項１３】
請求項１０に記載の継手であって、
前記第１部材は、第１プーリを備え、前記ハウジングは、第２プーリを備え、前記継手は、さらに、
前記第１プーリを前記第２プーリに結合するベルトを備える、継手。
【請求項１４】
請求項１に記載の継手であって、さらに、
ハウジングと、
第３部材であって、前記第３部材は、カムに結合された入力シャフトを備え、前記カムは、前記入力シャフトの回転が、（ｉ）前記第２回転軸に前記第１回転軸を中心に周回させ、（ｉｉ）前記ハウジングに対する前記第２部材のサイクロイド運動を引き起こすように、前記第２部材に摺動可能に結合されている、第３部材と、
を備える、継手。
【請求項１５】
請求項１４に記載の継手であって、
前記ハウジングは、リングギアを備え、前記第２部材は、前記リングギアを介して前記ハウジングと接触する、継手。
【請求項１６】
請求項１４に記載の継手であって、
前記第２部材は、第１回転軸受面を備え、前記ハウジングは、第２回転軸受面を備え、前記継手は、さらに、
複数の軸受であって、前記複数の軸受の各軸受は、前記第１回転軸受面および前記第２回転軸受面と接触しており、前記第１回転軸受面の形状、前記第２回転軸受面の形状、および、前記複数の軸受の各軸受の形状は、前記ハウジングに対する前記第２部材のサイクロイド運動が、前記複数の軸受の各軸受を回転させてサイクロイド運動させるように規定されている、複数の軸受を備える、継手。
【請求項１７】
請求項１４に記載の継手であって、
前記第２部材は、第１プーリを備え、前記ハウジングは、第２プーリを備え、前記継手は、さらに、
前記第１プーリを前記第２プーリに結合するベルトを備える、継手。
【請求項１８】
互いにオフセットされた第１回転軸から第２回転軸へ高効率かつ高剛性でトルクを伝達するための継手であって、
前記第１回転軸を中心に回転するよう構成された第１部材であって、前記第１部材は、前記第１回転軸と平行に前記第１部材から伸びる複数の第１ロッドおよび前記第１回転軸と平行に前記第１部材から伸びる複数の第２ロッドを備える、第１部材と、
前記第２回転軸を中心に回転するよう構成された第２部材であって、前記第１部材および前記第２部材は、前記第１部材の前記第１回転軸および前記第２部材の前記第２回転軸が、平行であり、互いに対して設定されたオフセット距離に維持されるように、互いに結合されており、前記第２部材は、前記第２回転軸と平行に前記第２部材から伸びる複数の第３ロッドおよび前記第２回転軸と平行に前記第２部材から伸びる複数の第４ロッドを備える、第２部材と、
複数の第１ローラであって、前記複数の第１ローラの各ローラは、前記複数の第１ロッドの内のそれぞれのロッドおよび前記複数の第３ロッドの内のそれぞれのロッドと接触し、前記複数の第１ローラは、前記第１部材から前記第２部材へトルクを伝達する、複数の第１ローラと、
複数の第２ローラであって、前記複数の第２ローラの各ローラは、前記複数の第２ロッドの内のそれぞれのロッドおよび前記複数の第４ロッドの内のそれぞれのロッドと接触し、前記複数の第２ローラは、前記第１部材から前記第２部材へトルクを伝達する、複数の第２ローラと、
を備える、継手。
【請求項１９】
請求項１８に記載の継手であって、さらに、
ハウジングと、
第３部材であって、前記第３部材は、カムに結合された入力シャフトを備え、前記カムは、前記入力シャフトの回転が、（ｉ）前記第２回転軸を中心とした前記第１回転軸の回転と、（ｉｉ）前記ハウジングに対する前記第１部材のサイクロイド運動と、を引き起こすように、前記第１部材に摺動可能に結合されている、第３部材と、
を備える、継手。
【請求項２０】
請求項１８に記載の継手であって、さらに、
ハウジングと、
第３部材であって、前記第３部材は、カムに結合された入力シャフトを備え、前記カムは、前記入力シャフトの回転が、（ｉ）前記第１回転軸を中心とした前記第２回転軸の回転と、（ｉｉ）前記ハウジングに対する前記第２部材のサイクロイド運動と、を引き起こすように、前記第２部材に摺動可能に結合されている、第３部材と、
を備える、継手。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本明細書で別段の指示がない限りは、本セクションに記載の材料は、本願の請求項に対する先行技術ではなく、本セクションに含まれることによって先行技術であると認められるものではない。
【０００２】
トルクおよび回転が機械要素の間で伝達されうるように、シャフトまたはその他の回転機械要素を結合するための様々な機構の一部として、継手が含まれる。継手は、オフセットした回転軸を有するシャフト、非平行な回転軸を有するシャフト、または、回転軸に関して何らかの他の形で異なるシャフトの間での回転／トルクの伝達を可能にするよう構成されうる。例えば、オルダム継手は、平行だがオフセットした回転軸を有する２つのシャフトを結合する。一部の例において、継手は、シャフト（またはその他の結合された回転機械要素）が回転軸の位置および／または角度に関して経時的に変化することを可能にするよう構成されうる。例えば、自在継手は、異なる角度の回転軸を有する２つのシャフトを結合して、それらの角度が経時的に変化することを可能にする。
【０００３】
継手は、別の機構の一部として提供される場合がある。例えば、トランスミッションは、トランスミッション内の要素の回転を結合するために１以上の継手を含みうる。特に、様々なトランスミッション（例えば、サイクロイドドライブ）が、サイクロイド運動を行う、トランスミッションの出力シャフト（またはその他の出力要素）に結合された１以上の要素を備える。かかるサイクロイド運動は、別の回転軸を中心にそれ自体が周回する回転軸を中心とする回転として説明できる。サイクロイドドライブまたはその他の機構において、第１要素（例えば、サイクロイドギア）の回転軸は、出力要素の回転軸を中心に周回しうる（例えば、第１要素が機構の入力に結合されたカムによって駆動された時に）。第１要素の回転軸と出力要素の回転軸との間のオフセットは、実質的に一定のままでありうる。
【０００４】
入力トルクと出力トルクとの間の機械的利益を提供するために、様々な機構の一部としてトランスミッションが備えられる。したがって、トランスミッションは、モータ、エンジン、タービン、または、その他のトルクジェネレータの特性（例えば、トルク−速度曲線、効率曲線）を、エフェクタ、車輪、ジェネレータ、または、生み出されたトルクを対象とした何らかの他の用途の特性に合わせるために備えられうる。例えば、トランスミッションは、内燃エンジンによって生み出された高い回転数および比較的低いトルクを、自動車の車輪を駆動するためのより低い速度およびより高いトルクの要件に合わせるために、自動車に設けられうる。別の例において、トランスミッションは、内燃エンジンおよびジェネレータの両方がそれぞれの効率的な回転数に従って動作されるように、内燃エンジンをジェネレータに接続するために提供されうる。
【発明の概要】
【０００５】
本開示のいくつかの実施形態は、互いにオフセットされた第１回転軸から第２回転軸へ高効率かつ高剛性でトルクを伝達するための継手を提供する。継手は：（ｉ）第１回転軸を中心に回転するよう構成され、複数の第１穴および複数の第２穴を有する第１部材と；（ｉｉ）第２回転軸を中心に回転するよう構成され、複数の第３穴を有する第２部材と；（ｉｉｉ）複数のピンと、を備える。第１部材および第２部材は、（ａ）第１部材の第１回転軸および第２部材の第２回転軸が、平行であり、互いに対して設定されたオフセット距離に維持され、（ｂ）複数の第３穴の各穴が、複数の第１穴の内の対応する穴と複数の第２穴の内の対応する穴との間に配置されるように、互いに結合されている。複数のピンの各ピンは、複数のピンが、第１部材と第２部材との間でトルクを伝達しうるように、複数の第１穴の内のそれぞれの穴、複数の第２穴の内のそれぞれの穴、および、複数の第３穴の内のそれぞれの穴、の中に配置される。
【０００６】
本開示のいくつかの実施形態は、互いにオフセットされた第１回転軸から第２回転軸へ高効率かつ高剛性でトルクを伝達するための継手を提供する。継手は：（ｉ）第１回転軸を中心に回転するよう構成され、第１回転軸と平行に第１部材から伸びる複数の第１ロッドおよび第１回転軸と平行に第１部材から伸びる複数の第２ロッドを有する第１部材と；（ｉｉ）第２回転軸を中心に回転するよう構成され，第２回転軸と平行に第２部材から伸びる複数の第３ロッドおよび第２回転軸と平行に第２部材から伸びる複数の第４ロッドを有する第２部材と；（ｉｉｉ）複数の第１ローラと；（ｉｖ）複数の第２ローラと、を備える。第１部材および第２部材は、第１部材の第１回転軸および第２部材の第２回転軸が、平行であり、互いに対して設定されたオフセット距離に維持されるように、互いに結合されている。複数の第１ローラの各ローラは、複数の第１ローラが、第１部材から第２部材へトルクを伝達しうるように、複数の第１ロッドの内のそれぞれのロッドおよび複数の第３ロッドの内のそれぞれのロッドと接触している。複数の第２ローラの各ローラは、複数の第２ローラが、第１部材から第２部材へトルクを伝達しうるように、複数の第２ロッドの内のそれぞれのロッドおよび複数の第４ロッドの内のそれぞれのロッドと接触している。
【０００７】
必要に応じて添付の図面を参照しつつ、以下の詳細な説明を読むことにより、当業者にとっては、これらおよびその他の態様、利点、および、代替物が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】継手の一例を示す斜視断面図。
【０００９】
【図１Ｂ】図１Ａに示した継手の正面図。
【００１０】
【図２Ａ】部分的に分解された継手の例を示す斜視図。
【００１１】
【図２Ｂ】図２Ａに示した部分的に分解された継手の正面図。
【００１２】
【図３】継手の一例を示す断面図。
【００１３】
【図４】継手を備えたトランスミッションの一例を示す断面図。
【００１４】
【図５】継手を備えたトランスミッションの一例を示す断面図。
【００１５】
【図６】継手を備えたトランスミッションの一例を示す断面図。
【００１６】
【図７】継手を備えたトランスミッションの一例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面が参照される。図において、同様の符号は、通例、文脈で特に指示が限りは、同様の構成要素を識別する。詳細な説明、図面、および、請求項に記載の実施形態の例は、限定を意図したものではない。本明細書に提示された主題の範囲から逸脱することなしに、他の実施形態が用いられてもよく、その他の変更がなされてもよい。本明細書に概略的に記載され、図に示されている本開示の態様は、幅広い異なる構成で、配置、置換、組みあわせ、分離、および、設計されてよく、それらのすべてが、本明細書内で明確に意図されていることが容易に理解される。
【００１８】
Ｉ．概要
継手は、シャフトまたはその他の機械要素の間で回転およびトルクを伝えるために、様々な応用例で提供される。継手は、回転軸の角度および／または位置が異なるシャフトの間で回転を結合することができ、様々な特性（例えば、低バックラッシュ、高効率、高剛性、低い速度リップルまたはトルクリップル）によって特徴付けられうる。継手は、機構の要素の間で（例えば、サイクロイドドライブのサイクロイドディスクと、サイクロイドドライブの出力との間で）エネルギ（例えば、回転、トルク）を伝えるために、トランスミッション、エンジン、差動装置、または、その他の機構の中に提供されうる。一般的には、継手を含む機構の動作中のエネルギ損失を最小限に抑えるために、かかる継手は高効率によって特徴付けられることが好ましい。
【００１９】
様々な応用例において、第１回転軸を中心に回転する第１シャフトまたはその他の要素から、第１回転軸からオフセットされているが実質的に平行である第２回転軸を中心に回転する第２シャフトまたはその他の要素へ、回転およびトルクを結合する継手を提供することが望ましい。例えば、サイクロイドドライブにおいて、サイクロイドディスクは、入力カムの回転軸をそれ自体が周回する回転軸を中心に回転するように、カムによって駆動される（すなわち、サイクロイドディスクは、サイクロイド運動を行う）。サイクロイド部材から出力回転／トルクを抽出するために、継手は、サイクロイド部材と出力部材との間に提供されなければならず、出力部材の回転軸は、入力カムの回転軸と同じである。したがって、サイクロイド部材の回転軸は、設定されたオフセット距離で出力の回転軸を中心に周回する。
【００２０】
高効率、高出力、かつ、高剛性を有する継手が、かかる応用例のために提供されうる。これらの利点を提供するために、継手は、継手の第１部材（例えば、入力シャフト、サイクロイドドライブのサイクロイドディスク）および継手の第２部材（例えば、出力シャフトに結合された出力プレート）の両方と接触する複数のピンまたはローラを備え、その結果、トルクが、ピンを介して第１および第２部材の間から伝達されるようになる。ピンは、第１および第２部材が回転した時にピンも回転するように成形された（例えば、円筒形接触面として成形された）接触面を介して第１および第２部材と接触してよい。さらに、ピンは、第１および第２部材の接触面に対する実質的に純粋な転がり運動を行うことができ、効率の向上、出力容量の増大、および、コストの削減（例えば、ピンと第１および第２部材との間の接触面に軸受がない）を可能にする。
【００２１】
一部の例において、ピンは、第１および第２部材に形成されたポケット、ピット、穴、または、その他の形状の中に配置されうる。第１および第２部材によってピンに加えられる力のバランスを取るために、第１および第２セットの向かい合う穴が第１部材に形成されてよく、一方で、第３セットの穴の各穴が第１セットの穴に含まれる穴と第２セットの穴に含まれる向かい合う穴との間に配置されるように、第３セットの穴が第２部材に形成される。追加的または代替的に、ピンは、第１および第２部材から形成されたおよび／またはそれらの部材に剛結合されたシャフト、シリンダ、ロッド、管、または、その他の要素の間に配置されてもよい。
【００２２】
ＩＩ．継手の例
【００２３】
様々な応用例において、実質的に平行であり、或る距離だけ互いにオフセットされた２つの回転軸の間で回転およびトルクを結合する継手を提供することが有利でありうる。かかる継手は、例えば、自動車のリア駆動シャフトを下方にオフセットさせるため、または、自動車のキャビン内にさらなる空間を提供するために、有利でありうる。かかる継手は、トランスミッション（またはその他の機構）の要素の回転を、トランスミッションの要素がサイクロイド運動をする（すなわち、装置の要素が、別の回転軸を中心にそれ自体が周回する回転軸を中心に回転する）場合にトランスミッションの出力に結合するために有利でありうる。例えば、サイクロイドドライブまたは同様の機構は、第１回転軸を中心に回転する出力部材の運動を、第１回転軸からの固定オフセット距離に配置され第１回転軸を中心に周回する第２回転軸を中心に回転する内部部材（例えば、サイクロイドディスク）のサイクロイド運動に結合するために、ケージギアまたはその他の継手機構を備えうる。かかる継手は、他の応用例で利点を提供しうる。
【００２４】
かかる継手は、効率、バックラッシュ、バックドライバビリティ、剛性、および、コストなど、様々な特性を向上させるように設計されうる。かかる継手の効率を高めるために、互いに対して滑り運動する継手内の軸受面に、ニードル軸受、玉軸受、または、その他のタイプのころ軸受を備えてよい。かかる表面は、サイクロイドドライブのサイクロイドディスクをサイクロイドドライブの出力に結合するために用いられるケージギアの表面、もしくは、何らかの他のトランスミッションまたは機構の同様の構成要素の間の回転を結合するために用いられるケージギアまたは同様の要素の表面を含みうる。しかしながら、かかるころ軸受の利用は、継手のコストを高めうる。さらに、ころ軸受は、例えば、スラスト軸受またはその他のタイプの滑り軸受面に対して低い負荷容量および剛性を有しうる。
【００２５】
あるいは、継手は、継手内の軸受面が実質的に純粋な転がり運動を行うことができるように構成されてもよい。例えば、軸受面は、軸受面の間で実質的に滑ることなしに、転がりによって互いに対して移動できる。かかる転がり運動による（すなわち、転がり摩擦による）摩擦損失は、滑り運動による（すなわち、滑り摩擦による）損失よりも大幅に小さい。したがって、ころ軸受またはその他の摩擦低減要素は、省略または削減されてもよく、コストの削減および負荷容量の増大が可能になる。さらに、かかる実質的に純粋な転がり軸受面は、面積またはサイズが増大されてもよく、継手の負荷容量をさらに増大させることが可能になる。本明細書に記載の継手は、互いに対して実質的に純粋な転がり運動を行うことができる１以上の軸受要素または軸受面を備えるかかる継手を提供する。したがって、これらの継手は、別の継手構成（例えば、ケージギアの歯の周りに配置されたころ軸受を備えたケージギア）よりも高い効率、負荷容量、剛性、および、その他の利点を提供しうる。
【００２６】
かかる継手は、かかる高荷重の転がり軸受面を提供するように様々な方法で構成されうる。一部の例において、継手は、それぞれの接触面を介して、複数のピンと接触する第１および第２部材（例えば、入力部材および出力部材、サイクロイドディスクおよび出力部材）を備えうる。トルクが、それぞれの接触面を介して、ピンを介して、第１および第２部材の間で伝達される。ピンおよび接触面は、第１および第２部材が回転した時に、ピンも実質的に純粋な転がりを行って接触面と係合するように回転するよう成形される。
【００２７】
一部の例において、これは、第１および第２部材に形成されたポケット、ピット、穴、または、その他の形状の中に、ピンが配置されることを含みうる。第１および第２部材によってピンに加えられる力のバランスを取るために、第１および第２セットの向かい合う穴（第１および第２セットの接触面を表す）が第１部材に形成されてよく、一方で、第３セットの穴（第３セットの接触面を表す）が第２部材に形成される。（複数のピンの内の）各ピンは、第２部材との接触によってピンに印加される力が、第１部材によって、第１セットの穴に含まれる穴および第２セットの穴に含まれる向かい合う穴を介して、ピンに印加される力と釣り合うように、第１、第２、および、第３セットの穴の各セットのそれぞれの穴の中に配置される。追加的または代替的に、ピンは、第１および第２部材から形成されたおよび／またはそれらの部材に剛結合されたシャフト、シリンダ、ロッド、管、または、その他の要素の間に配置されてもよい。
【００２８】
かかる継手に関連する態様を、図１Ａおよび図１Ｂに例として示す。図１Ａは、継手１００の斜視断面図を示し；図１Ｂは、継手１００の正面図を示す。継手１００は、第１部材１１０と、向かい合う第１プレート１２０ａおよび第２プレート１２０ｂを備えた第２部材１２０と、を備える。第１プレート１２０ａおよび第２プレート１２０ｂは、一緒にボルト締めされるか、または、他の方法で一緒に剛結合されている。第１部材１１０は、第１回転軸１１１を中心に回転し、第２部材１２０は、第２回転軸１２１を中心に回転する。回転軸１１１、１２１は、実質的に平行であり、ゼロではない距離ｄ１だけ互いからオフセットされている。回転軸１１１、１２１の位置および角度は、支持部材１５０によって維持されており、支持部材１５０には、第１部材１１０および第２部材１２０がそれぞれの軸受を介して結合されている。
【００２９】
継手１００は、さらに、複数のピン（例えば、ピン１４０）を備える。複数の第１穴（第１穴１１５など）が、第１部材１１０に形成されている。複数の第２および第３穴（それぞれ、第２穴１２５ａおよび第３穴１２５ｂなど）が、第２部材１２０に形成されている。第１部材１１０の各穴は、複数の第２穴の内の対応する穴と、複数の第３穴の内の対応する穴との間に配置される。これは、第１穴１１５が第２穴１２５ａと第３穴１２５ｂとの間に配置されていることで図示されている。継手１００の各ピンは、複数の第１、第２、および、第３穴の各々に含まれるそれぞれの穴の中に配置されている。これは、ピン１４０が、第１穴１１５、第２穴１２５ａ、および、第３穴１２５ｂの中に配置されていることで図示されている。各ピンは、継手１００の第１部材１１０と第２部材１２０との間でトルクを伝達できるように、対応する穴の接触面と接触している。第２部材１２０は、ピンに印加される力／トルクのバランスを取るように、２セットの向かい合った穴を備えており、それにより、ピンが整列を外れて回転されるのを防ぐ、および／または、継手１００の他の要素と整列するようにピンを維持するためのさらなる軸受またはその他の機構の必要性を削減する。
【００３０】
ピン（例えば、１４０）および穴（例えば、１１５、１２５ａ、１２５ｂ）は、第１部材１１０および第２部材１２０の回転の結果として、ピンが穴の内面に対して実質的に純粋な転がり運動を行うようなピンの回転を引き起こすような、形状および／またはサイズを有する。ピンが穴の表面に対して純粋な転がり運動を行うことは、穴の表面上の所与の接触点と接触するピン上の所与の接触点が、互いに対してゼロ（または実質的にゼロ）の速度を示すこと、および／または、それらの所与の接触点が同じ（または実質的に同じ）絶対速度を有することを意味する。互いに対して純粋またはほぼ純粋な転がり運動を行うかかる接触面は、接触面を介して動力伝達の効率を高めることに関して、表面によって経験される摩耗を削減することに関して、接触面に存在する必要な潤滑またはその他の摩擦低減手段を削減することに関して、もしくは、その他の利点に関して、利点を有する。一部の例において、本明細書に記載の機構は、接触面によって経験される摩耗の量を等しくするため、接触面に沿って潤滑を分散させるため、または、何らかの他の利点を提供するために、かかる接触面で純粋な転がり運動から或る程度のずれを示すよう構成されうる。
【００３１】
一例において、ピンおよび穴は各々、それぞれの円柱形状に対応しうる。したがって、ピンは、（図１Ａ／図１Ｂに示すように）さらなる軸受要素を全く欠いてよい。ピンは、（例えば、効率を高めるため、穴表面に対する純粋な転がり運動からの若干のずれを補償するために）潤滑されてよい。継手１００の負荷容量は、ピンの数を増やすことによって、ピンの長さを増すことによって、および／または、ピンの直径を増すことによって、増大できる。ピンおよび／または穴の直径は、第１回転軸１１１と第２回転軸１２１との間のオフセット距離に関連しうる。
【００３２】
図１Ａ／図１Ｂで継手１００の一部として示したピン／穴の数（すなわち、８）は、かかるピンの数および間隔の非制限的な例として意図される。本明細書に記載の継手は、応用例に従って規定される数のピン（および対応する穴）を備える。継手の安定性を提供するために、継手は、３以上のかかるピンおよび／またはローラを備えてよい。継手の負荷容量を増やすため、冗長性を提供するため、または、その他の利点を提供するために、継手は、さらなるピンおよび／またはローラを備えてもよい（例えば、４以上のピンおよび／またはローラ）。
【００３３】
図１Ａおよび図１Ｂで示したように、複数セットの穴の中に複数セットのピンを配置することが、実質的に純粋な転がり運動を行う要素を介してトルクを伝達する継手を実施する唯一の方法である。かかる継手は、追加的または代替的に、第１および第２部材が回転した時に、ピンが、第１および第２部材の間でトルクを伝達し、接触面に対して実質的に純粋な転がり運動を行うことを可能にするように規定された接触面を有するそれぞれのセットのさらなるピン、ロッド、管、もしくは、その他の方法で形成または成型された要素と接触するローラを備えてもよい。
【００３４】
かかる継手に関連する態様を、図２Ａおよび図２Ｂに例として示す。図２Ａは、部分的に分解された継手２００を示す斜視図であり；図２Ｂは、分解された継手２００を示す正面図である。継手２００は、第１部材２１０と、向かい合う第１プレート２２０ａおよび第２プレート（第２プレートは図に示されていない）を備えた第２部材と、を備える。第１プレート２２０ａおよび第２プレートは、一緒にボルト締めされるか、または、他の方法で一緒に剛結合されている。第１部材２１０は、第１回転軸２１１を中心に回転し、第２部材２２０ａは、第２回転軸２２１を中心に回転する。回転軸２１１、２２１は、実質的に平行であり、ゼロではない距離だけ互いからオフセットされている。回転軸の位置および角度は、支持部材２５０によって維持されており、支持部材２５０には、第１部材２１０および第２部材２２０ａがそれぞれの軸受を介して結合されている。
【００３５】
図１Ａおよび図１Ｂに示した継手１００と同様に、継手２００は、複数のピン（例えば、ピン２４０）を備える。ピンは、第１部材２１０に形成された複数の第１穴（例えば、第１穴２１５）と、第２部材２２０ａに形成された複数の第２および第３穴（例えば、第２穴２２５ａ）との中に配置される（第２部材の一部および複数の第３穴は図に示されていない）。第１部材２１０の各穴は、複数の第２穴の内の対応する穴と、複数の第３穴の内の対応する穴との間に配置される。継手２００の各ピンは、複数の第１、第２、および、第３穴の各々に含まれるそれぞれの穴の中に配置されており、継手２００の第１部材２１０と第２部材２２０ａとの間でトルクを伝達できるように、対応する穴の接触面と接触している。ピン（例えば、２４０）および穴（例えば、２１５、２２５ａ）は、第１部材２１０および第２部材２２０ａの回転の結果として、ピンが穴の内面に対して実質的に純粋な転がり運動を行うようなピンの回転を引き起こすような、形状および／またはサイズを有する。
【００３６】
継手２００は、第１部材と第２部材との間でトルクを伝達するためのさらなる要素を備える。継手２００は、複数のローラ（例えば、ローラ２６０ｃ）を備える。複数の第１ロッド（例えば、第１ロッド２６０ａ）が、第１回転軸２１１と平行に第１部材２１０から伸び、複数の第２ロッド（例えば、第２ロッド２６０ｂ）が、第２回転軸２２１と平行に第２部材から伸びている（複数の第２ロッドがそこから伸びる第２部材の部分は図に示されていない）。複数のローラに含まれる各ローラは、複数の第１ロッドの内の対応するロッドと複数の第２ロッドの内の対応するロッドとの間に、それらのロッドと接触して配置されている。これは、特定のローラ２６０ｃが、第１ロッド２６０ａと第２ロッド２６０ｂとの間にそれらと接触して配置されていることで図示されている。各ローラは、継手２００の第１部材２１０と第２部材２２０ａとの間でトルクを伝達できるように、対応するロッドの接触面と接触している。ケージ（例えば、２６０ｄ）が、対応するロッド（例えば、２６０ａ、２６０ｂ）の間でのローラの各々（例えば、２６０ｃ）の位置決めを維持するために提供される。補完的なセットのさらなるローラおよびロッドが、ローラを介して部材の間に印加される力／トルクのバランスを取るように、第１部材２１０の反対側に配置され（図示せず）、それにより、ピンが整列を外れて回転されるのを防ぐ、および／または、継手２００の他の要素と整列するようにピンならびに／もしくは第１および第２部材を維持するためのさらなる軸受またはその他の機構の必要性を削減する。
【００３７】
継手の第１および第２部材の間でトルクを伝達するために、穴の中のピン（２４０、２１５、２２５ａなど）およびローラ（２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｃなど）を備えることによって、様々な利点を得ることができる。１つの利点は、継手のトルク容量の増大を含みうる。別の利点は、トルクの伝達時に第１および第２部材の間で印加される総反力を低減することを含みうる。ピン（ピン２４０を含む）を介して、第１および第２部材の間でトルクを伝達する時、ピンによって、回転軸２１１、２２１の間の或る方向に、第１および第２部材の間で反力が印加される。同様に、ローラ（ローラ２６０ｃを含む）を介して、第１および第２部材の間でトルクを伝達する時、ピンによって印加される反力の方向と反対の方向に、第１および第２部材の間で反力が印加される。したがって、穴の中のピンおよびローラの両方を提供することにより、第１および第２部材の間の総反力は、低減されるかまたは実質的に排除されうる。それに応じて、第１および第２部材の間のかかる力を（例えば、支持部材２５０を介して）結合するために用いられる軸受またはその他の要素のサイズ、コスト、定格荷重、または、その他の設計特性が、緩和されうる。
【００３８】
継手２００は、第１および第２部材の間でトルクを伝達するための穴の中のピンおよびローラの両方を備えており、非限定的な実施形態例として意図されることに注意されたい。本明細書で想定される継手は、穴の中のピンを欠いてもよく、継手の第１および第２部材の間でトルクを伝達するためのローラ（ならびに、対応するロッドまたはその他の接触面）だけを備えてよい。さらに、図２Ａおよび図２Ｂで継手２００の一部として示したピン／穴およびローラ／ロッドの具体的な数（すなわち、８）は、かかるピンおよびローラの数および間隔の非限定的な例として意図される。本明細書に記載の継手は、特定の数のピン（および対応する穴）、および／または、特定の数のローラ（ならびに、対応するロッド、または、ローラと接触するその他の機構）を備える。継手の安定性を提供するために、継手は、３以上のかかるピンおよび／またはローラを備えてよい。継手の負荷容量を増やすため、冗長性を提供するため、または、その他の利点を提供するために、継手は、さらなるピンおよび／またはローラを備えてもよい（例えば、４以上のピンおよび／またはローラ）。
【００３９】
継手２００は、対応するペアのロッド（例えば、２６０ａ、２６０ｂ）の間でローラ（例えば、２６０ｃ）を安定させるためのケージ（例えば、２６０ｄ）を備える。これらのケージは、様々な材料で構成されてよい。ロッドの間で、ローラを通した力が、ローラによって直接的に伝えられるので、ケージは、明確なころ軸受またはその他の摩擦低減要素を欠いてよい。追加的または代替的に、ケージは、摩擦を軽減するために潤滑されてもよい。材料は、それが接触する要素（ローラ、ロッド）に対して低摩擦面を提供するよう選択されてよい（例えば、ケージは、真鍮、ポリオキシメチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、または、何らかの他の低摩擦材料で構成されてよい）。
【００４０】
図１Ａおよび図１Ｂに示した継手は、さらなる軸受またはその他の機構なしに継手内でピン（例えば、１４０）の位置および向きを維持するために、それぞれの向かい合う穴のセットを各々備える外側部材（第２部材１２０）の向かい合った部分が側面に配置された、第１セットの穴を備えた内側部材（第１部材１１０）を備える。図１Ａおよび図１Ｂに示したように、外側の第２部材の２つのプレート１２０ａ、１２０ｂは、内側の第１部材１１０を完全に取り囲んでおり、したがって、ボルト、溶接、または、その他のかかる結合方法を用いて一緒に剛結合されてよい。しかしながら、外側部材のプレートを一緒に結合するかかる方法は、内側部材がその他の機構（例えば、サイクロイドドライブのリングギア、入れ子状割りプーリトランスミッションのベルト）と相互作用するのを妨げるか、または、何らかのその他の望ましくない結果を生じうる。したがって、本明細書に記載する継手の外側部材の向かい合った部分（例えば、プレート）を一緒に剛結合するための何らかのその他の方法を用いることが有利でありうる。
【００４１】
そのための１つの方法は、内側部材にさらなる穴を形成して、外側部材の部分の間でかかるさらなる穴を通して支持部材を配置することを含む。支持部材およびさらなる穴の形状は、支持部材と内側部材との間の接触を防ぐように規定される。
【００４２】
かかる継手に関連する態様を、継手３００の断面図を示す図３に例として示す。継手３００は、第１部材３１０と、向かい合う第１プレート３２０ａおよび第２プレート３２０ｂを備えた第２部材３２０と、を備える。第１プレート３２０ａおよび第２プレート３２０ｂは、第１部材３１０の対応する穴３１７を通る少なくとも１つの支持部材３２７を介して一緒に結合されている。第１部材３１０は、第１回転軸３１１を中心に回転し、第２部材３２０は、第２回転軸３２１を中心に回転する。穴３１７および支持部材３２７のサイズおよび形状は、第１部材３１０および第２部材３２０がそれぞれの軸３１１、３２１を中心に回転する時に、支持部材３２７が第１部材３１０と接触しない（例えば、穴３１７の内面と接触しない）ようになっている。回転軸３１１、３２１は、実質的に平行であり、ゼロではない距離ｄ３だけ互いからオフセットされている。
【００４３】
継手３００は、複数のピン（例えば、ピン３４０）を備える。ピンは、第１部材３１０に形成された複数の第１穴（例えば、第１穴３１５）と、第２部材３２０に形成された複数の第２および第３穴（例えば、それぞれ、第２穴３２５ａおよび第３穴３２５ｂ）との中に配置される。継手３００の各ピンは、複数の第１、第２、および、第３穴の各々に含まれるそれぞれの穴の中に配置されており、継手３００の第１部材３１０と第２部材３２０との間でトルクを伝達できるように、対応する穴の接触面と接触している。ピン（例えば、３４０）および穴（例えば、３１５、３２５ａ、３２５ｂ）は、第１部材３１０および第２部材３２０の回転の結果として、ピンが穴の内面に対して実質的に純粋な転がり運動を行うようなピンの回転を引き起こすような、形状および／またはサイズを有する。追加的または代替的に、継手３００は、図２Ａおよび図２Ｂに示したのと同様に、１セットのローラと、それらに対応するロッド（またはローラに対応する接触面を有するその他の要素）と、を備えてもよい。
【００４４】
継手を形成するための要素（図１Ａ〜Ｂ、図２Ａ〜Ｂ、および、図３に示した要素）の構成は、非限定的な実施形態例として意図されたものである。かかる継手および／またはそれに結合される要素の、ピン、ローラ、ロッド、穴、接触面、支持部材、回転部材、軸受、または、その他の要素は、別の方法で構成されてもよい。一部の例において、継手がトランスミッションの一部として（例えば、サイクロイドドライブの一部として、入れ子状割りプーリトランスミッションの一部として）動作することを可能にするよう構成された接触面を、回転部材の一方または両方が備えてもよい。
【００４５】
ＩＩＩ．トランスミッションの例
（例えば、図１Ａ〜Ｂ、図２Ａ〜Ｂ、および、図３と関連して）本明細書に記載する継手は、第１回転軸から、第１回転軸からオフセットされ、第１回転軸と実質的に平行な第２回転軸へ、回転およびトルクを結合するために、様々な応用例で利用されてよい。例えば、様々なトランスミッションまたはその他の機構が、第１部材から（例えば、サイクロイドドライブのサイクロイドディスクから、入れ子状プーリトランスミッションのプーリまたは割りプーリから）第２部材の回転運動へ、サイクロイド運動を結合することを必要とする。第１部材のサイクロイド運動は、設定されたオフセット距離で第２部材の回転軸を中心にそれ自体が周回する回転軸を中心とした第１部材の回転を含む。本明細書に記載する継手は、かかる機構に利用されることで、効率の向上、剛性の増大、または、その他の利点を、かかるトランスミッションまたはその他の機構に提供することができる。
【００４６】
かかるトランスミッションに関連する態様を、トランスミッション４００の断面図を示す図４に例として示す。トランスミッション４００は、（出力シャフト４０５を介して）トランスミッションの出力として機能する第１部材４１０と、向かい合う第１プレート４２０ａおよび第２プレート４２０ｂを備えた第２部材４２０と、トランスミッションの入力として機能し、入力シャフト４０１およびカム４５０を備えた第３部材４３０と、を備える。第１プレート４２０ａおよび第２プレート４２０ｂは、一緒にボルト締めされるか、または、他の方法で一緒に剛結合されている。第１部材４１０および第３部材４３０は、第１回転軸４１１を中心に回転し、第２部材４２０は、第２回転軸４２１を中心に回転する。回転軸４１１、４２１は、実質的に平行であり、ゼロではない距離ｄ４だけ互いからオフセットされている。回転軸４１１、４２１の相対位置は、第３部材４３０によって互いから設定距離に維持されており、第３部材４３０には、第１部材４１０および第２部材４２０がそれぞれの軸受を介して結合されている。
【００４７】
第２部材４２０は、接触面４２９を含み、接触面４２９を介して、第２部材４２０がトランスミッション４００のハウジング（図示せず）に結合されてよい。例えば、接触面４２９は、ｖ字形ベルトと接触するように成形されてよく、ｖ字形ベルトは、ハウジングの一部を形成する割りプーリと接触する。別の例において、接触面４２９は、ハウジングの一部であるリングギアと相互作用するように成形される。
【００４８】
トランスミッション４００への回転入力は、入力シャフト４０１を介して、カム４５０の回転を引き起こす。第２部材４２０は、カム４５０の回転が第２回転軸４２１に第１回転軸４１１を中心に周回させるように、（例えば、ころ軸受を介して）カムに摺動可能に結合される。この回転と、接触面４２９を介した第２部材４２０およびハウジングの間の相互作用との組み合わせにより、第２部材４２０は、ハウジングに対してサイクロイド運動をする。すなわち、第２部材は、第２回転軸４２１が第１回転軸４１１を中心に周回する時に、第２回転軸４２１を中心に回転する。
【００４９】
トランスミッション４００は、このサイクロイド運動を第１部材４１０の回転に結合するための継手を備える。この継手は、複数のピン（例えば、ピン４４０）と、第１部材４１０に形成された複数の第１穴（例えば、第１穴４１５）と、第２部材の第１プレート４２０ａに形成された複数の第２穴（例えば、第２穴４２５ａ）と、第２部材の第２プレート４２０ｂに形成された複数の第３穴（例えば、第３の穴４２５ｂ）と、を備える。第１部材４１０の各穴は、複数の第２穴の内の対応する穴と、複数の第３穴の内の対応する穴との間に配置される。これは、第１穴４１５が第２穴４２５ａと第３穴４２５ｂとの間に配置されていることで図示されている。継手の各ピンは、複数の第１、第２、および、第３穴の各々に含まれるそれぞれの穴の中に配置されている。これは、特定のピン４４０が、第１穴４１５、第２穴４２５ａ、および、第３穴４２５ｂの中に配置されていることで図示されている。各ピンは、第１部材４１０と第２部材４２０との間でトルクを伝達できるように、対応する穴の接触面と接触している。
【００５０】
トランスミッション４００の継手は、追加的または代替的に、トランスミッション４００の第１部材４１０および第２部材４２０の間でトルクを伝達するために、図２Ａ〜Ｂに示したのと同様のローラおよび関連ロッド（またはその他の接触面）を備えてもよいことに注意されたい。
【００５１】
出力シャフト４０５を介して第１部材４１０の回転をトランスミッション４００の出力へ印加するために、トランスミッションは、さらに、支持部材４１７ａ、４１７ｂを介して第１部材４１０に剛結合された出力プレート４１９ａ、４１９ｂを備える。これらの支持部材は、第１部材に対する第２部材の運動が、支持部材４１７ａ、４１７ｂと第２部材４２０との間の接触を引き起こさないように、第２部材４２０に形成されたさらなる穴４２７ａ、４２７ｂ内に配置される。
【００５２】
図４に示すように、継手の「内側部材」は、トランスミッションの出力の一部でありうるが、継手の「外側部材」（すなわち、互いに向かい合い、向かい合った複数の穴および／またはロッドを備える対になったプレートまたはその他の部分を備えた継手の部分）は、トランスミッション４００のサイクロイドディスク、内側プーリ、または、その他の仲介要素の一部を形成する。しかしながら、これは、非限定的な実施形態例であり、本明細書に記載の継手を備えたトランスミッションは、異なる方法で構成されてもよい。例えば、「内側部材」が、トランスミッション４００のサイクロイドディスク、内側プーリ、または、その他の仲介要素の一部であり、「外側部材」が、トランスミッションの出力の一部を形成してもよい。
【００５３】
かかるトランスミッションに関連する態様を、トランスミッション５００の断面図を示す図５に例として示す。トランスミッション５００は、向かい合う第１プレート５１０ａおよび第２プレート５２０ｂを備えると共に（出力シャフト４０５を介して）トランスミッションの出力として機能する第１部材５１０と、第２部材５２０と、トランスミッションの入力として機能すると共に入力シャフト５０１およびカム５５０を備えた第３部材５３０と、を備える。第１プレート５１０ａおよび第２プレート５１０ｂは、第２部材５２０に形成された穴５２７を通して伸びる少なくとも１つの支持部材５１７を介して一緒に結合されている。第１部材５１０および第３部材５３０は、第１回転軸５１１を中心に回転し、第２部材５２０は、第２回転軸５２１を中心に回転する。回転軸５１１、５２１は、実質的に平行であり、ゼロではない距離ｄ５だけ互いからオフセットされている。
【００５４】
第２部材５２０は、接触面５２９を含み、接触面５２９を介して、第２部材がトランスミッション５００のハウジング（図示せず）に結合されてよい。例えば、接触面５２９は、ｖ字形ベルトと接触するように成形されてよく、ｖ字形ベルトは、ハウジングの一部を形成する割りプーリと接触する。別の例において、接触面５２９は、ハウジングの一部であるリングギアと相互作用するように成形される。
【００５５】
トランスミッション５００への回転入力は、入力シャフト５０１を介して、カム５５０の回転を引き起こす。第２部材５２０は、カム５５０の回転が第２回転軸５２１に第１回転軸５１１を中心に周回させるように、（例えば、ころ軸受を介して）カムに摺動可能に結合される。この回転と、接触面５２９を介した第２部材５２０およびハウジングの間の相互作用との組み合わせにより、第２部材５２０は、ハウジングに対してサイクロイド運動をする。すなわち、第２部材は、第２回転軸５２１が第１回転軸５１１を中心に周回する間に、第２回転軸５２１を中心に回転する。
【００５６】
トランスミッション５００は、このサイクロイド運動を第１部材５１０の回転に結合するための継手を備える。この継手は、複数のピン（例えば、ピン５４０）と、第１プレート５１０ａに形成された複数の第１穴（例えば、第１穴５１５ａ）と、第２プレート５１０ｂに形成された複数の第２穴（例えば、第２穴５１５ｂ）と、第２部材５２０に形成された複数の第３穴（例えば、第３穴５２５）と、を備える。第２部材５２０の各穴は、複数の第１穴の内の対応する穴と、複数の第２穴の内の対応する穴との間に配置される。これは、第３穴５２５が第１穴５１５ａと第２穴５１５ｂとの間に配置されていることで図示されている。継手の各ピンは、複数の第１、第２、および、第３穴の各々に含まれるそれぞれの穴の中に配置されている。これは、特定のピン５４０が、第１穴５１５ａ、第２穴５１５ｂ、および、第３穴５２５の中に配置されていることで図示されている。各ピンは、第１部材５１０と第２部材５２０との間でトルクを伝達できるように、対応する穴の接触面と接触している。
【００５７】
トランスミッション５００の継手は、追加的または代替的に、トランスミッション５００の第１部材５１０および第２部材５２０の間でトルクを伝達するために、図２Ａ〜Ｂに示したのと同様のローラおよび関連ロッド（またはその他の接触面）を備えてもよいことに注意されたい。
【００５８】
図４および図５に関連して上述したように、本明細書に記載の継手の部材の１つが、トランスミッションのサイクロイドディスク、プーリ、または、その他の仲介要素の一部を形成することで、仲介要素がトランスミッションのハウジングまたはその他の固定要素に対してサイクロイド運動を行うようにすることができる。このサイクロイド運動は、トランスミッションの入力によって（例えば、仲介要素に摺動可能に結合され、入力によって駆動されるカムによって）駆動されてよく、サイクロイド運動は、継手を介して、トランスミッションの出力を駆動するようように結合されうる。仲介部材（例えば、継手４００の第２部材４２０、または、継手５００の第２部材５２０）は、トランスミッションが入力回転を受けたことに応じて、仲介部材にサイクロイド運動をさせるために、様々な手段を介して、トランスミッションのハウジングと結合するよう構成されうる。
【００５９】
一部の例において、仲介部材は、サイクロイド運動をもたらすために、リングギアまたはその他の要素と相互作用するよう成形またはその他の方法で構成された軸受面を備えうる。かかるトランスミッションに関連する態様を、トランスミッション６００の断面図を示す図６に例として示す。トランスミッション６００は、サイクロイドディスク６２０を含む仲介部材と、出力部材６１０と、カム６５０を含む入力部材と、を備える。入力部材および出力部材は、（「＋」で示す）第１回転軸を中心に回転し、仲介部材は、（「×」で示す）第２回転軸を中心に回転する。サイクロイドディスク６２０は、接触面６２９を備えており、接触面６２９を介して、サイクロイドディスクがトランスミッション６００のハウジング６６０に結合される。特に、接触面６２９は、ハウジング６６０の一部であるリングギアの歯６６５と接触するように成形される。歯６６５は、（例えば、サイクロイドプレート６２０がリングギアの歯６６５と接触しつつサイクロイド運動を行う時に、滑り摩擦を低減するために）ころ軸受として構成されてよい。
【００６０】
トランスミッション６００への回転入力は、カム６５０の回転を引き起こす。サイクロイドディスク６２０は、カム６５０の回転が第２回転軸に第１回転軸を中心に周回させるように、（例えば、ころ軸受を介して）カム６５０に摺動可能に結合される。この回転と、接触面６２９を介したサイクロイドディスク６２０およびリングギア６６５の間の相互作用との組み合わせにより、サイクロイドディスク６２０は、ハウジング６６０に対してサイクロイド運動をする。すなわち、サイクロイドディスク６２０は、第２回転軸が第１回転軸を中心に周回する時に、第２回転軸を中心に回転する。
【００６１】
トランスミッション６００は、このサイクロイド運動を出力部材６１０の回転に結合するための継手を備える。この継手は、複数のピン（例えば、ピン６４０）と、サイクロイドディスク６２０に形成された複数の第１穴（例えば、第１穴６２５ａ）と、第１部材６１０の第１プレート（またはその他の部分）に形成された複数の第２穴（例えば、第２穴６１５）と、複数の第２穴とはサイクロイドディスク６２０の反対側に配置された第１部材６１０のさらなるプレートまたはその他の部分に形成された複数の第３穴（図示せず）と、を備える。サイクロイドディスク６２０の各穴は、複数の第１穴の内の対応する穴と、複数の第２穴の内の対応する穴との間に配置される。継手の各ピンは、複数の第１、第２、および、第３穴の各々に含まれるそれぞれの穴の中に配置されている。各ピンは、サイクロイドディスク６２０と出力部材６１０との間でトルクを伝達できるように、対応する穴の接触面と接触している。さらなる穴（例えば、６２７）が、出力部材６１０の向かい合った部分を一緒に剛結合するために支持部材（例えば、６１７）がサイクロイドディスク６２０を貫通することを可能にするようにサイクロイドディスク６２０に形成されている。
【００６２】
図６に示すトランスミッション６００は、静的ころ軸受６６５をサイクロイドドライブのリングギアの歯として利用する。しかしながら、トランスミッションは、仲介部材（例えば、  ６２０）上の第１回転軸受面と接触すると共にトランスミッションのハウジングに形成された第２回転軸受面と接触する可動軸受を備えるよう構成されてもよい。軸受ならびに第１および第２回転軸受面の形状は、仲介部材がサイクロイド運動を行う時に、軸受が、（ｉ）仲介部材とハウジングとの間で力を伝達し、（ｉｉ）回転して、サイクロイド運動を行い、（ｉｉｉ）第１回転軸受面および第２回転軸受面の両方に対して実質的に純粋な転がり運動を行うように規定されうる。かかるトランスミッションの一例が、国際出願第ＷＯ  ２０１７／０４４１７１Ａ２号に開示されており、その出願は、参照によって本明細書に組み込まれる。かかるサイクロイドドライブは、実質的に純粋な転がり運動を行う軸受を介してサイクロイドプレートとハウジングとの間で力を伝達するものであり、トランスミッションの別の構成に対して、高い効率、高い支持力、（例えば、従来のサイクロイドドライブよりも軸受の数を減らすことによる）低いコスト、または、その他の利点を示しうる。
【００６３】
一部の例において、仲介部材は、トランスミッションのハウジングに結合された別のプーリ内に入れ子状になったプーリ（例えば、ベルトまたはその他の柔軟な要素に接触するよう構成された溝付きまたは他の形状の表面）を組み込んでもよい。すなわち、いくらかの重複がプーリの間に生じる。仲介部材のプーリをハウジングのプーリに結合するベルトを介して仲介部材とハウジングとの間で、力が伝達されうる。したがって、仲介部材は、トランスミッションに印加される回転入力に応じて、サイクロイド運動を行いうる。一部の例において、プーリは、例えば、割りプーリのプーリハーフの間の軸分離を制御することによってトランスミッションの伝達比の調整を容易にするために、割りプーリであってよい。
【００６４】
かかるトランスミッションに関連する態様を、可変トランスミッション７００の斜視断面図を示す図７に例として示す。可変トランスミッション７００は、トランスミッションのハウジング（図示せず）に結合された第１ハーフプーリ７６０ａおよび第２ハーフプーリ７６０ｂを有する第１割りプーリを備える。トランスミッション７００は、さらに、第３ハーフプーリ７２０ａおよび第４ハーフプーリ７２０ｂを有する第２割りプーリを備えた仲介部材を備える。第１および第２割りプーリは、ベルト７７０を介して結合される。第２割りプーリは、第１割りプーリ内に入れ子状に含まれている。これは、第２割りプーリの回転軸が第１割りプーリの外周内に配置されていることを含む。入力部材７５０が、カムおよびカム軸受を介して第２割りプーリに結合されている。入力部材７５０および第２割りプーリは、それぞれの異なるオフセットされた回転軸を有する。入力７５０の回転は、入力７５０の回転軸の周りでの第２割りプーリの回転軸の周回と、ハーフプーリ７２０ａ、７２０ｂの回転と、ベルト７７０を介した第１割りプーリから第２割りプーリへのトルクの伝達と、を引き起こす。したがって、入力７５０の回転は、第２割りプーリの特定の部分のサイクロイド運動を引き起こしうる。
【００６５】
トランスミッション７００は、さらに、第１部分７１０ａおよび第２部分７１０ｂを有する出力部材７１０を備える。出力部材７１０は、入力７５０と共通の軸を中心に回転する。トランスミッション７００は、回転しないように第１割りプーリのハーフプーリ７６０ａ、７６０ｂを機械的に固定すると共に、第２割りプーリの回転が出力部材７１０の回転を引き起こすように第２割りプーリ７２０のハーフプーリの少なくとも一方に出力部材７１０を結合することにより、制御可能な伝達比に従って入力部材７５０から出力部材７１０へ回転および／またはトルクを伝達するよう構成されてよい。これは、本明細書の別の箇所に記載したように、継手を介して出力部材７１０を第２割りプーリ７２０に結合することを含みうる。
【００６６】
本明細書に記載のトランスミッションは、そこから力が出力へ伝達される入力を備えるものとして特徴付けられているが、これらのトランスミッションは、追加的または代替的に、バックドライブ可能であるよう構成されてもよいし、双方向エネルギ伝達および／または出力から入力へのエネルギ伝達を可能にするよう他の方法で構成されてもよいことに注意されたい。例えば、本明細書に記載のトランスミッションは、ロボットの関節の間でエネルギを双方向に伝達するために、例えば、１つの関節（例えば、エネルギを、例えば接地との接触から現在受けている関節）からエネルギを取り込んで、別の関節（例えば、ペイロードに力を加えるために現在利用されている関節）に印加するかまたはその逆を可能にすることによってロボットの全体効率を高めるために、利用できる。さらに、かかる構成は、（例えば、ロボットの１または複数の関節の）複数の自由度を単一のモータによって（例えば、それぞれの入れ子状プーリ可変トランスミッションを介して）駆動することを可能にしうる。
【００６７】
本明細書に記載のトランスミッション、または、その要素（例えば、継手、割りプーリのハーフプーリの間の軸分離を調節するためのシフト機構）は、何らかの応用例を容易にするために追加的または代替的な要素を備えてもよい。例えば、トランスミッションは、例えば、異なる軸に関する回転を提供するため、ギア減速を提供するため、または、何らかの他の機械的効果を提供するために、さらなるギアを備えてもよい。これらの変形例は、例えば、入力トルクと出力トルクとの間の関係性を制御するため、回転運動を線形運動に変換するため、または、応用例に従って何らかのその他の利点を提供するために、提供されてよい。さらに、本明細書に記載のトランスミッションの特定の要素は、「入力」、「出力」、または、「グラウンド」（すなわち、トランスミッションを通した回転および／またはトルクの伝達を容易にするために、機械的グラウンドに剛結合された要素）として特徴付けられうるおよび／または記載されうるが、これらの特徴は、非限定的なものとして意図される。「入力」、「出力」、または、「グラウンド」として記載された要素は、再構成および／または別の目的で利用されてよい。例えば、図７に示したトランスミッション７００の「入力」７５０は、グラウンドされて、第１割りプーリ７６０ａ、７６０ｂが、トランスミッション７００の出力または入力として動作されうるようにグラウンドされていない場合に、「出力」７１０が、トランスミッション７００の出力または入力として動作されることを可能にしてもよい。
【００６８】
ＩＶ．結び
図に示した特定の配置は、限定と見なすべきではない。別の実施形態が、所与の図に示した各要素を多くまたは少なく備えてもよいことを理解されたい。さらに、図示した要素の一部は、組み合わせられてもよいし、省略されてもよい。さらにまた、一実施例が、図示されていない要素を備えてもよい。
【００６９】
さらに、様々な態様および実施形態を本明細書で開示したが、別の態様および実施形態が当業者にとっては明らかである。本明細書に開示した様々な態様および実施形態は、例示を目的としたものであり、限定の意図はなく、真の範囲および精神は、以下の特許請求の範囲によって示される。本明細書に提示された主題の精神または範囲から逸脱することなしに、他の実施形態が用いられてもよく、その他の変更がなされてもよい。本明細書に概略的に記載され、図に示されている本開示の態様は、幅広い異なる構成で、配置、置換、組みあわせ、分離、および、設計されてよく、それらのすべてが、本明細書内で想定されていることが容易に理解される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月12日(2021.2.12)
【手続補正１】
【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】
かかるトランスミッションに関連する態様を、トランスミッション５００の断面図を示す図５に例として示す。トランスミッション５００は、向かい合う第１プレート５１０ａおよび第２プレート５１０ｂを備えると共に（出力シャフト４０５を介して）トランスミッションの出力として機能する第１部材５１０と、第２部材５２０と、トランスミッションの入力として機能すると共に入力シャフト５０１およびカム５５０を備えた第３部材５３０と、を備える。第１プレート５１０ａおよび第２プレート５１０ｂは、第２部材５２０に形成された穴５２７を通して伸びる少なくとも１つの支持部材５１７を介して一緒に結合されている。第１部材５１０および第３部材５３０は、第１回転軸５１１を中心に回転し、第２部材５２０は、第２回転軸５２１を中心に回転する。回転軸５１１、５２１は、実質的に平行であり、ゼロではない距離ｄ５だけ互いからオフセットされている。
【国際調査報告】
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