(57)【要約】  動力伝達を用いて回転動力を提供するための装置および方法が開示される。装置は、最大効率および素早い反応を維持しつつ、高トルクおよび高速回転運動の入力位置および伝達に対する回転動力出力の、多次元で角度に依存しない変位を可能にする。装置は、マルチリンク多関節ギア（ＭＬＡＧ）に少なくとも２つのギアリンクを備えるトランスミッションギアである。リンクの各々は、少なくとも２つのギアホイールを含む。トランスミッションギアはさらに共通軸を備え、共通軸は、リンクをその周りで自由に回転させ、そのため少なくとも２つのリンクの間の角度を変更させて入力シャフトと出力シャフトとの間の距離を変更するように適合される。
2021529916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションギアであって、マルチリンク多関節ギア（ＭＬＡＧ）に少なくとも２つのリンクを備え、
前記少なくとも２つのリンクの各々は、一方のギアから他方のギアへ回転を伝達するように構成された少なくとも２つのギアを含み、
前記ＭＬＡＧ内の第１のリンクの第１のギアが、入力シャフトに設けられる回転動力源によって動力を与えられるように適合され、第２のギアが、前記ＭＬＡＧ内の第２のリンクの第１のギアを回転させるように、または前記ＭＬＡＧ内の前記第２のリンクの前記第１のギアとして機能し、かつ、前記回転動力を出力シャフトに与えるように適合され、前記トランスミッションギアはさらに、
共通軸を備え、前記共通軸は、前記リンクをその周りで自由に回転させ、そのため前記少なくとも２つのリンクの間の角度を変更させて前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間の距離を変更するように適合される、トランスミッションギア。
【請求項２】
前記第１のリンクのおよび前記第２のリンクの前記ギアは、実質的に同じ平面に設けられている、請求項１に記載のトランスミッションギア。
【請求項３】
前記第１のリンクの前記ギアは、前記第２のリンクの前記ギアの前記平面と実質的に平行な平面に設けられ、それから変位されている、請求項１に記載のトランスミッションギア。
【請求項４】
前記第１のリンクの前記第２のギアは、前記第２のリンクの前記第１のギアである、請求項２に記載のトランスミッションギア。
【請求項５】
前記ＭＬＡＧの前記少なくとも２つのリンクのうち少なくとも１つのリンクは、前記第１のギアと前記第２のギアとの間に設けられた少なくとも１つのさらに他のギアを含み、回転動力を前記第１のギアから前記第２のギアに伝達するように適合される、請求項１に記載のトランスミッションギア。
【請求項６】
前記第１のリンクの前記第２のギアおよび前記第２のリンクの前記第１のギアは、共通軸上で一緒に回転するように構成される、請求項５に記載のトランスミッションギア。
【請求項７】
少なくとも１つのさらに他のリンクをさらに備え、前記少なくとも１つのさらに他のリンクの各々は、自由に回転するように適合された１つまたは２つのギアを含み、
所与のリンクの前記第１のギアは、１つ以上のリンクの前または後ろのリンクの前記第２のギアによって回転されるように適合され、
前記リンクの各々は、近傍のリンクと共に共通軸の周りで回転するように適合される、請求項１に記載のトランスミッションギア。
【請求項８】
請求項１に記載のトランスミッションギアと、
前記第１の多関節リンクの前記第１のギアに結合された回転動力源と、
前記第２の多関節リンクの前記第２のギアに結合されたホイールと、
前記回転動力源と前記ホイールとの間にサスペンションを設けるために、前記第１の多関節リンクと前記第２の多関節リンクとの間に結合されたサスペンション機構とを備える、ホイール駆動機構。
【請求項９】
請求項７に記載のトランスミッションギアと、
前記第１の多関節リンクの前記第１のギアに結合された回転動力源と、
前記第２の多関節リンクの前記第２のギアに結合された第１のホイールと、
前記第３の多関節リンクの前記第２のギアに結合された第２のホイールと、
前記回転動力源と前記第１のおよび前記第２のホイールとの間にサスペンションを設けるために、前記第１の多関節リンクと前記第２の多関節リンクとの間に、および前記第１の多関節リンクと前記第３の多関節リンクとの間に結合されたサスペンション機構とを備える、ホイール駆動機構。
【請求項１０】
入力シャフトにおいて動力を与えられるとマルチギアトランスミッションボックスにかけられる総トルクを最小限にするための方法であって、
少なくとも３つのギアホイールを含む前記マルチギアトランスミッションギアボックス内の第１のギアホイールに回転動力を与えることを備え、前記ギアホイールは、任意の奇数のギアホイールが前記第１のギアホイールと同じ方向に向きを変えるように、前記回転動力を第１のギアホイールから前記第２のギアホイールに、かつ、前記第２のギアホイールから前記第３のギアホイールに伝達するように配置され、方法はさらに、
前記出力ギアホイールを前記第１のギアホイールから奇数のギアホイールに設定することを備える、方法。
【請求項１１】
前記出力ギアホイールは、前記第１のギアホイールから３番目の、５番目の、または７番目のギアホイールのうちの１つである、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
入力シャフトと出力シャフト（複数可）との間の回転動力を伝達するための機械的なギアは通常、所望の伝達比の設定、入力軸および出力軸の空間的定位間のシャフトの相対方位、位置および方向の変更（たとえば、１つの９０度のはすば歯車）、一方向の動力伝達を有する動力伝達の提供（たとえば、複数の９０度のはすば歯車）などの目的のうちの１つ以上のために用いられる。これらの用途のすべてにおいて、入力軸と出力軸との間の距離および方位が固定される。
【背景技術】
【０００２】
入力シャフト１２および出力シャフト１４が１：ｎの伝達比を有するパラレルギアボックス１０の模式図である図１Ａおよび図１Ｂを参照する。ギアボックス１０では、軸１２と１４とは平行であり、回転の相対方向は、ギアボックスの具体的な配置に応じて同じまたは逆でもよい。ギアボックス２０では、入力シャフト２２と出力シャフト２４とは互いに対して垂直に向けられている。
【０００３】
効率的かつ速やかな態様で、入力シャフトから出力シャフトへ所望の伝達比で動力を伝達可能なギアが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明の概要
効率的かつ速やかな態様で、入力シャフトから出力シャフトへ所望の伝達比で動力を伝達可能なギアが提示される。伝達は、これらの間の距離および角度には関係なく、すべてが可能な限り設計の自由を認めるコンパクトで狭い寸法を維持しつつ、使用目的に従って即座に変更可能である。たとえば、ギアがある種の装置を駆動している場合、システムの動力学にその目的を行うのに必要な自由を認めるために、入力（モータなどの回転動力源）と回転動力負荷（たとえば車輪）との間で変位および角度の両方において十分動けること、たとえば、懸架されたホイールにそれが回転する道路／軌跡の曲率の変化をなぞらせることが必要な場合がある。
【０００５】
さまざまな目的または車両について、最大効率および素早い反応を維持しつつ、高トルクおよび高速回転運動の多次元で角度に依存しない変位および伝達が可能な動力伝達のための装置および方法が開示される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の説明では、少なくとも２つの要素を備えるトランスミッションギアボックスが開示される。そのような要素の各々は、互いに係合した少なくとも２つのギアホイールを含むサブトランスミッションギアボックスである。そのような要素はすべて、これらをその周りで回転させ、相対角度を変更させる共通シャフトによって、互いに接続される。さらに、これらの要素は、一方の要素のギアホイールの回転運動が他方の要素のギアホイールを回転させるように、互いに係合する。そのような要素の各々は、以下では多関節リンク、または単にリンクと呼ばれる。
【０００７】
いくつかの実施形態によると、マルチリンク多関節ギア（ＭＬＡＧ）に少なくとも２つのリンクを備えるトランスミッションギアが開示され、少なくとも２つのリンクの各々は、一方のギアから他方のギアへ回転を伝達し、かつ、自由に回転するように構成された少なくとも２つのギアを含み、ＭＬＡＧ内の第１のリンクの第１のギアが、入力シャフトに設けられた回転動力源によって動力を与えられるように適合され、第２のギアが、少なくとも２つのリンクのうちの第２のリンクの第１のギアを回転させるように、または第１のギアとして機能するように適合される。トランスミッションギアはさらに共通軸を備え、共通軸は、リンクをその周りで自由に回転させ、そのため少なくとも２つのリンクの間の角度を変更させて入力シャフトと出力シャフトとの間の距離を変更するように適合される。
【０００８】
いくつかの実施形態によると、第１のおよび第２のリンクのギアは、実質的に同じ平面に設けられる。
【０００９】
いくつかの実施形態によると、第１のリンクのギアは、第２のリンクのギアの平面と実質的に平行な平面に設けられ、それから変位されている。いくつかの実施形態によると、第１のリンクの第２のギアおよび第２のリンクの第１のギアは、共通軸上で共に回転するように構成される。
【００１０】
いくつかの実施形態によると、第１のリンクの第２のギアは、第２のリンクの第１のギアである。
【００１１】
いくつかの実施形態によると、トランスミッションギアはさらに、少なくとも１つのさらに他のリンクを備える。
【００１２】
いくつかの実施形態によると、トランスミッションギアはさらに、少なくとも１つのさらに他のリンクを備え、少なくとも１つのさらに他のリンクの各々は、自由に回転するように適合された１つまたは２つのギアを含み、所与のリンクの第１のギアは、１つ以上のリンクの前または後ろのリンクの第２のギアによって回転されるように適合され、当該リンクの各々は、近傍のリンクとの共通軸の周りで回転するように適合される。
【００１３】
上述のトランスミッションギアと、第１の多関節リンクの第１のギアに結合された回転動力源と、第２の多関節リンクの第２のギアに結合されたホイールと、回転動力源とホイールとの間にサスペンションを設けるために、第１の多関節リンクと第２の多関節リンクとの間に結合されたサスペンション機構とを備えるホイール駆動機構が開示される。
【００１４】
上述のような複数の多関節リンクに上述のトランスミッションギアを備え、さらに、第１の多関節リンクの第１のギアに結合された回転動力源と、第２の多関節リンクの第２のギアに結合されたホイールと、回転動力源とホイールとの間にサスペンションを設けるために、第１の多関節リンクと第２の多関節リンクとの間に結合されたサスペンション機構とを備える。
【００１５】
いくつかの実施形態によると、その入力シャフトにおいて動力を与えられるとマルチギアトランスミッションボックスにかけられる総トルクを最小限にするための方法が開示される。方法は、少なくとも３つのギアホイールを含むマルチギアトランスミッションギアボックス内の第１のギアホイールに回転動力を与えることを備え、ギアホイールは、奇数のギアホイールのすべてが同じ方向に向きを変えるように、回転動力を第１のギアホイールから第２のギアホイールに、かつ、第２のギアホイールから第３のギアホイールに伝達するように配置され、方法はさらに、出力ギアホイールを第１のギアホイールから奇数のギアホイールに設定することを備える。いくつかの実施形態では、出力ギアホイールは、第１のギアホールから３番目の、５番目のまたは７番目のギアホイールのうちの１つである。
【００１６】
発明とみなされる主題は、明細書の終わりの部分で特に指摘され、明確に請求される。しかしながら、発明は、その目的、特徴、および利点と共に、構成と動作の方法との両方について、添付の図面と共に読まれると、以下の詳細な説明を参照することによってもっともよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】従来技術で知られているような、ある種類のトランスミッションギアボックスの模式図である。
【図１Ｂ】従来技術で知られているような、ある種類のトランスミッションギアボックスの模式図である。
【図２Ａ】本発明のいくつかの実施形態に係る、２つの多関節リンクを有するトランスミッションギアボックスの模式図である。
【図２Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係るトランスミッションギアボックスの正面図および２つの上面図である。
【図３Ａ】本発明のある実施形態に係るトランスミッションギアボックスの側面図である。
【図３Ｂ】本発明のある実施形態に係るトランスミッションギアボックスの等角図である。
【図４Ａ】本発明のある実施形態に係る別の種類のトランスミッションギアボックスの側面図である。
【図４Ｂ】本発明のある実施形態に係る別の種類のトランスミッションギアボックスの等角図である。
【図５】本発明のある実施形態に係る、１：ｎ（ｎ≠０または＝１）の伝達比を有するトランスミッションギアボックスを示す図である。
【図６】発明のある実施形態に係る、１：ｎ（ｎ≠０または＝１）の伝達比を有するさらに他のトランスミッションギアボックスを示す図である。
【図７】本発明のある実施形態に係る、複数の出力を有するトランスミッションギアボックスを示す図である。
【図８】本発明のある実施形態に係る、複数の減速ステージを有するトランスミッションギアボックスを示す図である。
【図８Ａ】本発明のいくつかの実施形態に係るトランスミッションギアの異なる実施形態を示す図である。
【図８Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係るトランスミッションギアの異なる実施形態を示す図である。
【図８Ｃ】本発明のいくつかの実施形態に係るトランスミッションギアの異なる実施形態を示す図である。
【図９Ａ】本発明のある実施形態に係る、図７のトランスミッションギアボックスの例示的な使用を示す図である。
【図９Ｂ】本発明のある実施形態に係る、図３Ｂのトランスミッションギアボックスの例示的な使用を示す図である。
【図１０】本発明のいくつかの実施形態に従って動力を与えられるマルチホイール式サスペンションの模式図である。
【図１１Ａ】本発明のいくつかの実施形態に係るインホイールマルチリンクトランスミッションユニット（ＭＬＴＵ）の模式図である。
【図１１Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係るインホイールマルチリンクトランスミッションユニット（ＭＬＴＵ）の模式図である。
【図１２】本発明のいくつかの実施形態に係る、複数のＭＬＴＵを含むトランスミッションアセンブリの模式図である。
【図１３】本発明のいくつかの実施形態に係る、マルチギアユニットおよびマルチリンクトランスミッションを含むトランスミッションアセンブリ（ＴＡ）の模式図である。
【図１４】本発明のいくつかの実施形態に係る、角度を付けられた接続状態の２つのＭＬＴＵを含むトランスミッションの模式図である。
【図１５】本発明のいくつかの実施形態に係る、平角ギアボックスとＭＬＴＵとを含むトランスミッションの模式図である。
【図１６Ａ】本発明のいくつかの実施形態に係る、マルチギアホイールトランスミッションと、そのトルクおよびモーメントの計算とを示す図である。
【図１６Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係る、マルチギアホイールトランスミッションと、そのトルクおよびモーメントの計算とを示す図である。
【図１６Ｃ】本発明のいくつかの実施形態に係る、マルチギアホイールトランスミッションと、そのトルクおよびモーメントの計算とを示す図である。
【図１６Ｄ】本発明のいくつかの実施形態に係る、マルチギアホイールトランスミッションと、そのそれぞれのトルクおよびモーメントの計算とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
当然のことながら、図面を簡潔かつ明瞭にするために、図面に示される要素は必ずしも一定の尺度で描かれていない。たとえば、要素の一部の寸法は、明瞭にするために他の要素に対して誇張されている場合がある。さらに、適切と考えられる場合、参照番号は対応するまたは類似の要素を示すために図面間で繰り返されない場合がある。
【００１９】
発明の詳細な説明
以下の詳細な説明では、発明の完全な理解を提供するために、多くの具体的な内容について述べる。しかしながら、当業者であれば、本発明はこれらの詳細な内容がなくても実施可能であると理解するであろう。他の例では、よく知られた方法、手順、および構成要素が、本発明を不明瞭にすることがないように詳細に説明されていない。以下の発明の明細書の実施形態の説明で用いられる軸（ａｘｉｓ）、車軸（ａｘｅｌ）、ピボット（ｐｉｖｏｔ）、シャフト（ｓｈａｆｔ）、ヒンジ（ｈｉｎｇｅ）などの用語は、類似の物を意味し、交換可能に用いられてもよい。
【００２０】
本発明のいくつかの実施形態によると、出力シャフトを入力シャフトに対して動かすために、マルチリンク多関節ギア（ＭＬＡＧ）内の２つ以上のリンクが互いに枢動可能に接続されてもよく、各リンクは、互いに噛合った少なくとも２つのギアを含んでもよく、これらのギアのうちの１つは両方のリンクの一部でもよい。なお、本発明の実施形態の説明を通じて、「リンク（ｌｉｎｋ）」または「ＭＬＡＧのリンク」（以下ではＬ−ＭＬＡＧ）という用語は、２つの回転軸が互いに平行になるように、かつ、軸の周りで回転しているギアが互いを駆動（すなわち、回転）できるように間隔をあけられた２つの回転軸を固定接続する、たとえば噛合ったギア形状の、チェーン駆動形状の、駆動ベルト形状の、油圧式の、磁気式の、または他の任意の動力伝達方法の任意の機械式継手のことを言う。さらに、リンク（Ｌ−ＭＬＡＧ）の少なくとも１つの軸は、１つのＬ−ＭＬＡＧをこの軸の周りで回転（または枢動）させて、２つの隣接する軸を接続する各Ｌ−ＭＬＡＧにおけるライン間の相対角度を変更するピボットとしても機能する。いくつかの実施形態では、２つの近傍のＬ−ＭＬＡＧは、それらのギアが実質的に同じ平面に配設されるように、いくつかの実施形態では、１つのＬ−ＭＬＡＧのギアが近傍のＬ−ＭＬＡＧの平面とは異なる平面に配設されるように、上述のように枢動軸が取付けられている場合がある。以下で説明する実施形態のすべてにおいて、１つのＬ−ＭＬＡＧ内のギアによって生じる回転運動は、近傍のＬ−ＭＬＡＧ内の近傍のギアに伝達され、その後その回転が同じＬ−ＭＬＡＧ内の他のギアに伝達される。
【００２１】
各Ｌ−ＭＬＡＧは、１つの支持構造および２つ以上のギアを含み得る。支持構造は、たとえばギアの各々のピボット（または軸）によってギアを支持するように、かつ、ギアが互いに連動されつつ自由に回転できるようにされている。２つの近傍のＬ−ＭＬＡＧの各々は、共通のギアについての回転軸として、かつ、２つの近傍のＬ−ＭＬＡＧ間の相対角度を変更するための軸として機能する共通軸を共有する。
【００２２】
本発明のいくつかの実施形態に係る、２つの多関節リンク（Ｌ−ＭＬＡＧ）を有するマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）２００の模式図である図２Ａを参照する。ＭＬＡＧ２００は、第１のＬ−ＭＬＡＧ２０２Ａと第２のＬ−ＭＬＡＧ２０２Ｂとを備える。第１のＬ−ＭＬＡＧ２０２Ａは、外部ギア２０４Ａと内部ギア２０４Ｂとを含む。第２のＬ−ＭＬＡＧ２０２Ｂは、同じ内部ギア２０４Ｂと外部ギア２０４Ｃとを含む。３つのギアが互いに噛合っているので、ギア２０４Ａは、動力が与えられると（向きを変えられるまたは回転されると）、それぞれの矢印で示されるように、それと共にギア２０４Ｂおよび２０４Ｃを各々それぞれの軸の周りに回転させる一方で、それぞれのＬ−ＭＬＡＧは、静止したままでもよい、または独立して動いてもよい。Ｌ−ＭＬＡＧ２０２ＡおよびＬ−ＭＬＡＧ２０２Ｂは共通軸２０８を共有し、この共通軸はギア２０４Ｂの回転軸でもよい。Ｌ−ＭＬＡＧ２０２Ａおよび２０２Ｂは、それらの相対角度２１０が軸２０８の周りでこれらのＬ−ＭＬＡＧのうちのいずれかを回転させることによって変更可能になるように、共通軸２０８を介して接続される。図２Ａから分かるように、軸２０８はギア２０４Ｂを、軸２０８の周りでＬ−ＭＬＡＧ２０２Ａまたは２０２Ｂのどちらかの回転とは無関係に回転させてもよい。そのため、回転動力はたとえば入力ギア２０４Ａに与えられ、かつ、出力ギア２０４Ｃに連続して伝達されてもよく、Ｌ−ＭＬＡＧ２０２ＡとＬ−ＭＬＡＧ２０２Ｂとの間の相対角度は、これらのギアの回転とは無関係に変わってもよい。その結果、回転動力が入力ギア２０４Ａから出力ギア２０４Ｃに伝達され得る一方で、これらの軸間の距離はＬ−ＭＬＡＧ２０２ＡとＬ−ＭＬＡＧ２０２Ｂとの間の相対角度の変化によって、これらのギアの回転とは無関係に変更され得る。１つのＬ−ＭＬＡＧが近傍のＬ−ＭＬＡＧに対して共通軸の周りで回転される態様は、基準フレームに接続された軸の周りで基準フレームに対して回転される態様にも当てはまることが理解されるべきである。
【００２３】
ここで、本発明のいくつかの実施形態に係るＭＬＡＧ２５０の正面図および上面図である図２Ｂを参照する。基本的に、ＭＬＡＧ２５０は図２ＡのＭＬＡＧ２００と同様に動作するが、そのＬ−ＭＬＡＧ２５２Ａおよび２５２Ｂの各々は３つのギアを含み、１つのギアが２つのＬ−ＭＬＡＧについて共通である。Ｌ−ＭＬＡＧ２５２Ｂは、矢印２６０で示すように、Ｌ−ＭＬＡＧ２５２Ａに対するその相対角度を変更可能である。
【００２４】
図２Ｂの上面図−１および上面図−２は、ＭＬＡＧ２５０の２つの異なる任意の実施形態を例示する。上面図−１では、実質的に共通の平面で、ＭＬＡＧ２５０のすべてのギアが取付けられ回転される。上面図−２では、Ｌ−ＭＬＡＧ２５２Ａのギアは１つの平面で回転し、Ｌ−ＭＬＡＧ２５２Ｂのギアは、Ｌ−ＭＬＡＧ２５２Ａの平面に対して実質的に平行の異なる平面で回転する。上面図−２に示す実施形態では、Ｌ−ＭＬＡＧ２５２ＡおよびＬ−ＭＬＡＧ２５２Ｂは共通のギアを共有しないが、各々は互いに共通の回転軸を共有するギアを含んで、一緒に回転する。共有される共通の回転軸は、１つのＬ−ＭＬＡＧの近傍のＬ−ＭＬＡＧに対する回転軸でもある。
【００２５】
そのため、本発明のいくつかの実施形態に係るＭＬＡＧの一般的な説明は、互いに枢動可能に接続され得る２つ以上の多関節ギアアセンブリを備えるトランスミッションギアであってもよく、各々の多関節ギアアセンブリが互いに連動された少なくとも２つのギアを含んでもよく、各多関節ギアアセンブリのギアのうちの１つが、他の多関節ギアギアアセンブリのギアのうちの１つと共に共通軸上で回転する。
【００２６】
ここで、それぞれ本発明のいくつかの実施形態に係るマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）３００の側面図および等角図である図３Ａおよび図３Ｂを参照する。ＭＬＡＧ３００は、Ｌ−ＭＬＡＧの同一線上にない位置で構成された２つのＬ−ＭＬＡＧを示す（図２Ｂの上面図−２で図示された実施形態と同様）。ＭＬＡＧ３００が一端で静止地点３０１に接続されると、他方の端３０２が角度矢印３０３で示されるように地点３０１から距離Ｄだけ変化し得る。ＭＬＡＧ３００の出力ギアを入力ギアの平面とは異なる平面に設ける必要がある（または設けようとする）場合、図３Ｂで明確に図示される構造を用いてもよい。
【００２７】
ここで、本発明のある実施形態に係る他の種類のマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）４００の側面図および等角図である図４Ａおよび図４Ｂも参照する。図４Ａでは、図面をさらに明確にするためにＬ−ＭＬＡＧの構造部分を半透明で表しているが、ギア４０２Ａ、４０２Ｂおよび４０２Ｃが共通の平面で連動され、たとえば図２ＡのＭＬＡＧ２００に対して説明されたように支持されることは明らかであろう。ギア４０２Ａが静止地点４０１に接続されていると仮定すると、ギア４０２Ｃの運動の例示的な範囲が矢印４０８によって例示され、これは、１つの端４０２ＣＬから他の端４０２ＣＲまでの任意の運動の範囲を示している。
【００２８】
図４Ａの円４１２および４１４は、静止地点４０１の周りのギア４０２Ｃの中心４０２Ｃ（Ｏ）の任意の幾何学的な場所の外部境界および内部境界をそれぞれ表し、円４１２の半径は、３つのギアすべてが１つの径方向に沿って位置する場合に与えられ、円４１４の半径は、ギア４０２Ｃがほぼギア４０２Ａに接触する場合に得られる。
【００２９】
ここで、本発明のある実施形態に係る、１：ｎ（ｎ≠または＝１）の伝達比を有するマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）５００を示す図５を参照する。入力軸と出力軸との間の距離を変化させるギアアセンブリを介して回転動力を変換するための解決策に加えて、伝達比を１：１（図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂの例のように）から他の伝達比に変更することが必要な場合、本発明のいくつかの実施形態に係るＭＬＡＧの基本的な構造がこの目的のために用いられてもよい。図５に示すように、回転動力がギア５０２に与えられて、その後ギア５０６、すなわち出力ギアを回転させるギア５０４（ＭＬＡＧ５００での共通ギア）を回転させてもよい。ギア５０２および５０４は１：１の伝達間の比率（同じ数の歯）を有してもよい一方で、ギア５０６は、ギア５０４とは異なる数、すなわち、図５の例ではより多くの数の歯を有してもよい。この場合、ギア５０４および５０６を含む出力Ｌ−ＭＬＡＧ５１０Ｂは、ステップダウントランスミッションステージとして機能する。
【００３０】
ここで、本発明のさらに他の実施形態に係る、１：ｎ（ｎ≠または＝１）の伝達比を有するマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）６００を模式的に示す図６を参照する。ＭＬＡＧ６００は、２つのＬ−ＭＬＡＧ６０６Ａおよび６０６Ｂを有し得る。Ｌ−ＭＬＡＧの各々は、図６の例では２つのギアを含む。Ｌ−ＭＬＡＧ６０６Ａはギア６０２Ａおよび６０２Ｂを含み、ステップダウン比は１：２である（ギア６０２Ｂは２倍の数の歯を有する）。Ｌ−ＭＬＡＧ６０６Ｂはギア６０４Ａおよび６０４Ｂを含み、ステップダウン比は１：２である（ギア６０２Ｂは２倍の歯を有する）。ギア６０２Ｂおよび６０４Ａは、共通軸の周りで共に回転する。そのため、この例の回転減速の累積効果は、１：４のステップダウンである（出力回転速度は、入力回転速度の０．２５である）。
【００３１】
ここで、本発明のある実施形態に係る、複数の出力を有するマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）７００を示す図７を参照する。ＭＬＡＧ７００は、１つの入力Ｌ−ＭＬＡＧ７０６Ａと、２つのＬ−ＭＬＡＧ（ＡＡ）７０６Ｂおよび７０６Ｃとを備える。各Ｌ−ＭＬＡＧは２つのギアを含み、３つのＬ−ＭＬＡＧが、それを通ってギア７０２からの回転動力が出力ギア７０４Ａおよび７０４Ｂに伝達される１つの中央回転軸７０８を共有する。さらに、Ｌ−ＭＬＡＧ７０６Ｂおよび７０６Ｃは、軸７０８の周りで自由に回転することによって、Ｌ−ＭＬＡＧ７０６Ａに対する相対角度を変更してもよい。図７の例では、入力ギア７０２から出力ギア７０４Ａおよび７０４Ｂへの伝達比は１：１であるが、他の伝達比も具体化可能であることが当業者に明らかであろう。
【００３２】
ここで、本発明のある実施形態に係る、複数の減速ステージを有するマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）８００を示す図８参照する。ＭＬＡＧ８００は、その入力軸と出力軸との間の変更可能な距離を有するＭＬＡＧの基本的な動作を具体化する２つ（またはそれより多く）のＬ−ＭＬＡＧ８０６Ａおよび８０６Ｂを備えてもよく、さらに、本明細書で具体化される回転減速／増速ギアを用いてもよい。図８に示すように、入力軸８０２は減速ギア８０４Ａ用の入力軸であってもよく、ギアの外周がその出力である。ギア８０４Ａの外周は、ＭＬＡＧ８００の中心軸である軸８０２Ｂを、ギア／ベルトホイール８０４Ｂを介して駆動し得る。軸８０２Ｂは、減速ギア８０５Ａ（いくつかの実施形態では、減速ビア８０４Ａに類似し得る）の入力軸でもよい。減速ギア８０５Ａは、その外周から出力ギア／ベルトホイール８０５Ｂまでトランスミッションベルトによって動力を伝達して、回転動力を出力軸８０２Ｃに送ってもよい。ＭＬＡＧ８００は、図２Ａ、図２ｂ、図３Ａ、図３Ｂなどに関して説明された基本的なＭＬＡＧと、減速ギア８０４Ａおよび８０５Ａを用いた２段階の回転減速との組合わせを例示する。
【００３３】
ここで、図８Ａ〜図８Ｃも参照する。図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃはそれぞれ、本発明のいくつかの実施形態に係る、噛合ったギアを用いて具体化されたＭＬＡＧ８５０、チェーンホイールと駆動チェーンとを用いて具体化されたＭＬＡＧ８６０、およびベルトホイールと駆動ベルトとを用いて具体化されたＭＬＡＧ８７０を示す。ＭＬＡＧ８５０、８６０および８７０の各々は必要な変更を加えて、ＭＬＡＧ４００（図４）、ＭＬＡＧ５００（図５）、ＭＬＡＧ６００（図６）およびＭＬＡＧ８００（図８）に関して説明した原則に従って動作可能である。
【００３４】
上述の発明のいくつかの実施形態によると、本発明のマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）を用いて実現可能な特徴は、以下の通りである。
【００３５】
−あるシャフト、たとえば出力シャフトの第２のシャフト、たとえば入力シャフトに対する３次元（６自由度）運動を可能にしつつ回転動力が１つのユニットから他のユニットに効率的かつ即座に伝達されるように、回転装置の２つのユニットを接合すること、ここで、回転軸は回転面に対して垂直、またはほぼ垂直である。
【００３６】
−たとえば、スリムな輪郭によって、シャフト方向の距離を最小限にしつつ、回転しているシャフトに対して垂直な平面に沿った長距離の走行および自由な低抵抗の移動が可能になる場合に、占有される体積を節約するまたは隙間を埋めるために、他の方向に関してスリムなまたは広い輪郭を維持しつつ入力と出力との間の運動、すなわち、一方向の大きな移動の急角度を可能にすること。
【００３７】
−クラッチ機構の簡単で平易な一体化を可能にすること。
−回転減速／増速ギア（複数可）の簡単で平易な一体化を可能にすること。
【００３８】
−高トルク、高回転速度および高動力の伝達を効率的にサポートすること。
−信頼性の高い態様で動力の伝達を可能にする制御または複雑なサブシステム（電子機器、油ポンプまたは他の制御装置）を必要としない、平易な自立型システムを提供すること。
【００３９】
−システムにわたって２方向（前方および後方）の動力伝達をサポートすること。
いくつかの実施形態では、上記の説明に従って構成され動作するトランスミッションギアは、本発明のマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）によって、走行している車両に対して静止している入力軸に回転動力を与えること、および、でこぼこの道路（およびそれゆえ走行車両に対して絶えず変化する）をたどるホイールに回転動力を伝達することによって、たとえば、でこぼこの道路に沿って走行するホイールのためのシンプルで信頼性のある駆動システムを提供するために用いられてもよい。
【００４０】
ここで、本発明のある実施形態に係る、図７のマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）７００および図３のマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）３００の例示的な使用をそれぞれ示す図９Ａおよび図９Ｂを参照する。図９Ａは、モータ９１２によって入力シャフトを介して動力を与えられるマルチリンク多関節ギアボックス（ＭＬＡＧ）９１０を示す。ＭＬＡＧ９１０は、図７を参照して上述されたように、それぞれの出力シャフトを介してホイール９１４Ａおよび９１４Ｂに動力を与える。図面を不明瞭にすることがないように、技術において知られているような、ＭＬＡＧ９１０の出力Ｌ−ＭＬＡＧ間に通常取付けられる減衰要素は描かれていない。ホイールの道路に対する接地を確実に良好にするために、適切なスプリング力が出力Ｌ−ＭＬＡＧに加えられると仮定する。図示されるように、ホイール９１４Ａおよび９１４Ｂの各々は、回転動力をもたらさなくても、独立して道路のでこぼこをたどることが可能である。本実施形態は、さまざまな目的の車両（たとえば、６×６または８×８の全地形対応車両）について、任意の数のＬ−ＭＬＡＧに拡張可能である。
【００４１】
同様に、図９Ｂにおいて、図３ＢのＭＬＡＧ３００に類似のＭＬＡＧ９５０が、回転動力をモータ（または他の回転動力源）９５２から第１のＬ−ＭＬＡＧ９５３Ａおよび第２のＬ−ＭＬＡＧ９５３Ｂを介してホイール９５４に与えるために用いられてもよい。モータ９５２が車両のシャーシに対して静止している間に矢印９５６で示されるように自由に第２のＬ−ＭＬＡＧ９５３Ｂが移動できると、ホイール９５４をたとえば道路のでこぼこをたどる時に矢印９５５で示されるように移動させることができる。
【００４２】
ここで、本発明のいくつかの実施形態に従って動力を与えられたマルチホイール式サスペンション１０００の模式図である図１０を参照する。マルチホイール式サスペンション１０００は、ホイール９１４Ａおよび９１４Ｂ（図９Ａ）が回転動力源コグホイール９１２によって動力を与えられるのと同じ態様で、コグホイール１０１０に設けられた回転動力源によって動力を与えられるホイール１０２０、１０３０、１０４０および１０５０の各々、または少なくとも一部を有してもよい。ここでの相違点は、ホイール１０３０からホイール１０４０およびホイール１０５０に回転動力をつなぐ複数の「デイジーチェーン」回転動力トランスミッション１０３２、１０３４、１０４２および１０４４が使用されることである。あるホイールから近傍のホイールへのこの種類の動力伝達がコグホイールのチェーンによって必ずしも行われるべきではないことは明らかであろう。たとえば、動力伝達は複数のチェーンホイールおよびチェーンを用いて行われてもよい。さらに、図面が不明瞭になるのを最小限にするために、トランスミッションボックスは模式的に描かれている。任意の公知の種類のトランスミッションギアボックスを用いることが可能である。さらに、トランスミッションユニットの詳細に従って、潤滑の解決策は、必要とされる潤滑および放熱をもたらすように設計された任意の公知の種類でもい。いくつかの実施形態では、サスペンション１０００は、走行面で直接回転するように適合されたホイール１０２０〜１０５０を有してもよい。他の実施形態では、表面との摩擦を増大させるために、ホイール、またはホイールの一部に巻き付くチェーンがさらに用いられてもよい。
【００４３】
ＴＧ３００（図３）またはＴＧ４００（図４）などのトランスミッションギア（ＴＧ）は、以下のいくつかの実施形態の例では、一般に「マルチリンクトランスミッションユニット（ＭＬＴＵ）」と呼ばれる。
【００４４】
ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、それぞれインホイールマルチリンクトランスミッションユニット（ＭＬＴＵ）１１０３および１１６０の模式図である図１１Ａおよび図１１Ｂを参照する。図１１ＡのＭＬＴＵ１１０３は、回転動力を動力入力１１０３Ａから動力出力１１０３Ｂに伝達するように適合された２つ以上のトランスミッションリンクを備え得る。動力入力１１０３Ａは、モータまたはギアなどでもよい。動力出力１００３Ｂは、ホイールに接続され、ホイールを駆動するように適合されてもよい。ＭＬＴＵ１１０３は、動力入力１１０３Ａとホイールとの間に運動の自由度および自由をもたらす。いくつかの実施形態では、ＭＴＵ１１０３は、ホイールリム内に部分的にまたは完全に含まれて、設置空間を効率的に占めることができる。図１１Ａは、左側の低位置１１００Ａおよび右側の高位置１１００Ｂの２つの位置のホイール１１０２を示す。ホイール１１０２、１１０２Ｂの鉛直変位は、動力入力１１０３Ａが同じ高さ１１０１Ａにとどまっている間のホイール１１０２の運動の鉛直方向の自由を例示する。図１１Ｂは、ＭＬＴＵ１１０３と同様に、ＭＬＴＵ１１６０によって動力を与えられるホイール１１５２の移動の自由をもたらすＭＬＴＵ１１６０を示す。回転動力が１１６０Ａにおいて与えられる。ホイール１１５２は、左側の高位置１１５０Ａおよび右側の低位置１１５０Ｂに示される。ホイール１１５２の鉛直変位１１５１Ｂは、動力入力１１６０Ａとホイール１１５２の軸との間の運動の自由によって可能になる。図１１Ｂに示すように、ホイールが垂直方向に移動すると、動力入力１１６０Ａは同じ高さ１１５１Ａにとどまる。いくつかの実施形態では、ＭＬＴＵ１１０３または１１６０はたとえば、図８Ａ、図８Ｂ、または図８ＣのそれぞれＭＬＡＧ８５０、８６または８７０と同様に具体化可能である。
【００４５】
ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、複数のＭＬＡＧを含むトランスミッションアセンブリ（ＴＡ）１２００の模式図である図１２を参照する。ＴＡ１２００は、入力１２００Ａから出力１２００Ｂへの回転動力の伝達を可能にするように、互いにデイジーチェーン接続された複数のＭＬＡＧ１２１０Ａ、１２１０Ｂ・・・１２１０Ｆを備え得る。各ＭＬＡＧ（たとえば、１２１０Ａ、１２１０Ｂなど）は、図３および図４に関して上述したような、少なくとも２つのＬ−ＭＬＡＧを含み得る。ＴＡ１２００は、たとえば静止位置でもよい入力１２００Ａから、完全に拡張されるとＴＡ１２００の長さに等しい半径を有する虚円によって囲まれる事実上任意の地点まで移動する運動の自由を有する出力１２００まで回転動力を伝達する際に、最大の自由度をもたらす。
【００４６】
ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、マルチギアユニット１３１０およびＭＬＴＵ１３２０を備えるトランスミッションアセンブリ（ＴＡ）１３００の模式図である図１３を参照する。本発明のいくつかの実施形態によると、回転動力を伝達するように適合されたトランスミッションは、トランスミッションギア比の選択の自由度と、ＴＡ１３００の入力に対する出力シャフトの移動の自由との両方を有し得る。ＴＡ１３００は、少なくとも２つの異なる回転伝達比を与えるように適合され得るマルチ比ギアボックス１３１０を含み得る。技術において知られているように、ギア１３１０は、位置１３１２Ａで低速（Ｌ．Ｓ．）比を、１３１２Ｂで高速（Ｈ．Ｓ．）比を選択するセレクタ１３１２によって実現可能なＨ．Ｓ．およびＬ．Ｓ．に対応する２つの異なる伝達比を模式的に提示する。上述のように、ＭＬＴＵ１３２０は、入力１３００Ａに対する出力１３００Ｂの運動の自由を与え得る。
【００４７】
ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、それらの間で角度を付けられた接続で２つのＭＬＴＵ１４１０および１４２０をそれぞれ備えるトランスミッション１４００の模式図である図１４を参照する。トランスミッション１４００に対する動力入力は１４００Ａであり、その出力は１４００Ｂである。上述のように、ＭＬＴＵ１４１０および１４２０の各々は、入力シャフトの出力シャフトに対する運動の自由をもたらす。さらに、ＭＬＴＵ１４１０の出力１４１０Ｂは、角度を付けられた接続を介してＭＬＴＵ１４２０の動力入力１４２０Ａに、または角度の付けられた接続によって回転動力を伝達可能にする角度ギアボックス１４３０に接続されてもよい。そのため、ＭＬＴＵ１４２０の出力１４００Ｂは、ＭＬＴＵ１４１０の動力入力１４００Ａに対して角度を有している。本実施形態は、回転動力の伝達が必要とされる場合の解決策に、出力の入力に対する運動の自由と、入力軸の線の出力軸に対する傾斜との両方を与え得る。
【００４８】
ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、平角ギアボックス１５１０およびＭＬＴＵ１５２０を含むトランスミッション１５００の模式図である図１５を参照する。技術において知られているように、ギアボックス１５１０は平角ギアボックスでもよい。ギアボックス１５１０の入力１５００Ａは、出力１５００Ｃに対して実質的に直角で配設され得る。出力１５００Ｃは、ＭＬＴＵ１５２０に対する入力シャフトでもよい。そのため、上述のように、出力１５００Ｂは１５００Ｃに対して移動の自由を有してもよく、これによって、出力が入力に対して直角に配設されなければならず、かつ、入力に対して運動の自由をさらに有さなければならない、回転動力を伝達するための解決策を提供し得る。
【００４９】
上述のトランスミッションは、さまざまな用途で使用可能である。ある実施形態では、本発明のいくつかの実施形態に係るトランスミッションは、生産ラインまたは印刷機のローラを駆動するために用いることができ、この場合、ローラの軸間の距離は、たとえば、印刷の必要とされる位置合わせを設定するために制御可能でなければならず、相対回転速度はローラ間でしっかり関連付けられなければならない。他の実施形態では、本発明のいくつかの実施形態に係る駆動トランスミッションは、試験または開発ラインで、共通の駆動装置によって駆動される２つ（またはそれより多く）の回転している装置の軸間の距離を容易かつ自由に設定可能にするように使用されてもよい。
【００５０】
Ｔｉｎを入力ギアのシャフトにおけるトランスミッションボックスへの入力トルクと、Ｔｒｅａｃｔ−ｏｕｔをトランスミッションギアの最後のギアにおける反作用トルクと仮定する。トランスミッションボックスは、基準システム（たとえばグラウンド）への固定具（Ｔｆｉｘｔｕｒｅ）によって所定の位置に留められるため、トランスミッションボックスは基準システムに対して静止していると定義される。
【００５１】
ニュートンの運動の法則によると、システム（システムは全体としてトランスミッションボックスと定義される）のある地点の周りでモーメントを合計すると、合計は定義上ゼロになる（ΣＭ＝０）。上述のようであれば、以下の２つの場合に分けられる。
【００５２】
場合＃１−トランスミッションは、１：ｎの伝達比を有する偶数のギアを有する。
偶数のギアについて、ＴｉｎはＣＣＷであると定義すると、Ｔｒｅａｃｔ−ｏｕｔはＣＣＷとなる。
【００５３】
伝達比は１：ｎであるので、
【００５４】
【数１】
2021529916.tif 000003
【００５５】
である。
固定具の周りのモーメントを合計すると、
【００５６】
【数２】
2021529916.tif 000004
【００５７】
となる。
さらに展開すると、
【００５８】
【数３】
2021529916.tif 000005
【００５９】
が得られる。
１：１の伝達比を有する場合、
【００６０】
【数４】
2021529916.tif 000006
【００６１】
である。
場合＃２−トランスミッションは、１：ｎの伝達比を有する奇数のギアを有する。
【００６２】
奇数のギアについて、ＴｉｎはＣＣＷであると定義すると、Ｔｒｅａｃｔ−ｏｕｔはＣＷとなる。
【００６３】
伝達比は１であるので、
【００６４】
【数５】
2021529916.tif 000007
【００６５】
である。
固定具の周囲のモーメントを合計すると、
【００６６】
【数６】
2021529916.tif 000008
【００６７】
となる。
さらに展開すると、
【００６８】
【数７】
2021529916.tif 000009
【００６９】
が得られる。
１：１の伝達比を有する場合、
【００７０】
【数８】
2021529916.tif 000010
【００７１】
である。
ここで、基準フレームに取付けられた回転源から基準フレームに対して自由に移動する回転装置まで回転動力を伝達するために使用されるトランスミッションギアに対するトルクの計算の一般的な議論から検討すると、トランスミッションボックスによって伝達されるトルクによって望ましくない運動に遭遇する場合がある。トランスミッションボックス１６００の模式図である図１６Ａを参照する。トランスミッションボックス（ＴＢ）１６００は、固定位置１６０２を介して基準フレームに枢動可能に取付けられてもよい。ＴＢ１６６０は、互いに噛合った２つのギア１６００Ａおよび１６００Ｂを備える。トルクＴＩＮが入力ギア１６００に与えられると、出力ギア１６００ＢはトルクＴＯＵＴを伝達する。ＴＢ１６００が受ける総トルクＴＴＯＴＡＬは、
【００７２】
【数９】
2021529916.tif 000011
【００７３】
と表すことができるが、これは多くの実施形態では望ましくない結果である。
ここで、本発明のいくつかの実施形態に係るトランスミッションボックス１６３０の模式図である図１６Ｂを参照する。トランスミッションボックス（ＴＢ）１６３０は３つのギアを備え、１６３０Ａはギア１６３０Ｂと噛合っており、ギア１６３０Ｂはギア１６３０Ｃと噛み合っている。トランスミッションボックス（ＴＢ）１６３０は、静止地点１６３２を介して基準フレームに枢動可能に取付けられてもよい。図１６ＡのＴＢ１６６０に対して行われたトルクの計算と同様に、トルクＴＩＮが入力ギアホイール１６３０Ａに与えられると、出力ギア１６３０ＣはトルクＴＯＵＴを伝達する。ＴＢ１６３０が受ける総トルクＴＴＯＴＡＬは、
【００７４】
【数１０】
2021529916.tif 000012
【００７５】
と表してもよい。伝達比が１：１の場合、
【００７６】
【数１１】
2021529916.tif 000013
【００７７】
であり、そのため、
【００７８】
【数１２】
2021529916.tif 000014
【００７９】
である。それゆえ、１列の３つのギアホイールを含むＴＢ１６３０は、トランスミッションボックス自体が基準フレームに対するトルクを実質的に受けない間に入力ギアホイールから出力ギアに回転動力を伝達するように適合される。
【００８０】
いくつかの実施形態では、トランスミッションの振動を反映する信号の送信および伝達のために、１つ以上の振動センサが伝達の外面内または外面上の所定の場所に設けられてもよい。センサを設置するための場所の経験を踏まえての選択および類似のトランスミッションの事前に取得された輪郭への依存は、必要な整備業務の初期の警告を取得する際に役立ち得る。センサからの１つ以上の信号が大きさ、周波数または温度のいずれかを超える「健全な動作」範囲と考えられる範囲から外れている振動を表す場合、センサ信号は、速やかなまたは精密な整備が必要であるかどうかを推測するために処理可能である。
【００８１】
いくつかの実施形態では、上述のギアおよびトランスミッションはさらに、具体的な使用目的によって必要とされ要求されるように、潤滑システム、放熱システム、機械的接続（複数可）および強化手段を含み得る。
【００８２】
いくつかの実施形態では、入力軸と出力軸との間の運動の自由を有するマルチ速度を有する回転動力伝達の解決策を提供するために、減速／増速ギアおよびマルチ比ギアなどの１つ以上の回転速度制御手段が、１つ以上のＭＬＴＵと一体化されてもよい。
【００８３】
上述の種類のトランスミッションギアは、動力入力軸の周りで作用する逆トルクを発生させることによって、トランスミッションギアを通って伝達されるトルク／モーメントに対応し得る。そのような逆トルクを抑制する、さらには除去する必要がある。たとえば、トランスミッションギアが上述のように配置された２つ以上のギアホイールを有し入力シャフトから離れた出力シャフトを有する場合、回転動力がギアボックスを介して入力動力の回転方向と反対の回転方向に伝達されると、ギアボックス全体が入力シャフトの周りで回転する傾向がある。これは、動力を与えられた装置の所望の動作態様に干渉することがある。
【００８４】
本発明のいくつかの実施形態に係る、さまざまなマルチギアホイールトランスミッション１６００、１６３０、１６５０および１６８０、ならびにこれらのトルクおよびモーメントの計算をそれぞれ示す図１６Ａ〜図１６Ｄを参照する。図１６Ａのマルチギアホイールトランスミッション（ＭＧＷＴ）１６００は、そのシャフトを介して動力が与えられる２つのギアホイール１６００Ａと、ギアホイール１６００Ａによって動力が与えられる出力ギアホイール１６００Ｂとを備える。回転動力がホイール１６００Ａのシャフトに与えられると動作可能になるトルクは、ギアホイール１６００Ａがギアホイール１６００Ａに与えるトルクＴＩＮ、およびギアホイール１６００ＢがＭＧＷＴ１６００の出力シャフトに与えるトルクＴＯＵＴである。ＴＴＯＴＡＬの大きさは、ＴＩＮとＴＯＵＴとの代数和である。明らかなように、トルクがＭＧＷＴ１６００を介して伝達されると、次のようになる。
【００８５】
【数１３】
2021529916.tif 000015
【００８６】
応答トルクが望ましくない実施形態では、ＴＴＯＴＡＬをゼロにする手段を取る必要がある。したがって、純トルクがギアを介して伝達され、Ｌ−ＭＬＡＧは不要に作動されない。
【００８７】
ここで、本発明のいくつかの実施形態に従って製造され動作可能な、図１６Ｂのマルチギアホイールトランスミッション（ＭＧＷＴ）１６３０を参照する。ＭＧＷＴ１６３０は、３つのギアホイール１６３０Ａ、１６３０Ｂおよび１６３０Ｃを備える。トルクは、ギア１６３０Ａのシャフトに与えられてもよく、ギアホイール１６３０Ｃのシャフトを介して外に伝達されてもよい。ギア１６３０Ａからのトルクは、ギアホイール１６３０Ｂを介してギア１６３０Ｃに伝達される。回転動力がホイール１６３０Ａのシャフトに与えられると作用可能になるトルクは、ギア１６００Ａがギアホイール１６００Ｂに与えるトルクＴＩＮ、ギアホイール１６００ＢがＭＧＷＴ１６００の出力シャフトに与えるトルクＴＯＵＴ、および入力シャフトから出力シャフトにトルクが伝達されるときのＭＧＷＴ１６００の応答トルクＴＴＯＴＡＬである。ＴＴＯＴＡＬの大きさは、ＴＩＮとＴＯＵＴとの代数和である。明らかなように、トルクがＭＧＷＴ１６００を介して伝達されると、次のようになる。
たとえば、１：１の伝達比について
【００８８】
【数１４】
2021529916.tif 000016
【００８９】
の場合、
【００９０】
【数１５】
2021529916.tif 000017
【００９１】
である。
これは所望の結果である。
【００９２】
ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、図１６ＢのＭＧＷＴの等角図である図１６Ｃのマルチギアホイールトランスミッション（ＭＧＷＴ）１６５０も参照する。ＭＧＷＴ１６５０は、３つのギアホイール１６５０Ａ、１６５０Ｂおよび１６５０Ｃを備える。トルクは、ギアホイール１６５０Ａのシャフトに与えられてもよく、ギアホイール１６５０Ｃのシャフトを介して外に与えられてもよい。ギアホイール１６５０Ａからのトルクは、ギアホイール１６５０Ｃにギアホイール１６５０Ｂを介して伝達される。ＭＧＷＴ１６００Ｂのトルクの計算と同様に、以下が該当する。
たとえば１：１の伝達比について、
【００９３】
【数１６】
2021529916.tif 000018
【００９４】
の場合、
【００９５】
【数１７】
2021529916.tif 000019
【００９６】
である。
ここで、本発明のいくつかの実施形態に係る、２リンクＭＧＷＴの等角図である図１６Ｄのマルチギアホイールトランスミッション（ＭＧＷＴ）１６８０も参照する。ＭＧＷＴ１６８０は、ＭＧＷＴ１６５０の２つのユニットを備えると説明されてもよい、つまり、ＭＧＷＴ１６８０（１）と呼ばれるＭＧＷＴ１６８０の第１の部分は、ギアホイール１６８０Ａのシャフトを介してトルクを受取り、ギアホイール１６８０Ｃのシャフトを介してトルクを伝達する。ＭＧＷＴ（２）と呼ばれる第２の部分は、ギアホイール１６８０Ａ’のシャフトでもあるギアホイール１６８０Ｃのシャフトから、ＭＧＷＴ１６８０（２）に入力されるトルクを受け取る。ＭＧＷＴ１６３０およびＭＧＷＴ１６５０について行われたトルクの計算と同様に、以下が該当する。
伝達比（１）が１：１の場合、
【００９７】
【数１８】
2021529916.tif 000020
【００９８】
である。
伝達比（２）が１：１の場合、
【００９９】
【数１９】
2021529916.tif 000021
【０１００】
である。
したがって、
伝達比（１）および（２）が１：１の場合、
【０１０１】
【数２０】
2021529916.tif 000022
【０１０２】
である。
発明の特定の特徴について本明細書で図示および説明したが、当業者であれば、多くの変形例、代替例、変更例および均等物を想定するであろう。そのため、添付の請求項の範囲は本発明の精神に含まれるすべてのそのような変形例および変更例を包含するものとする。
【図１Ａ】
2021529916.tif 000023
【図１Ｂ】
2021529916.tif 000024
【図２Ａ】
2021529916.tif 000025
【図２Ｂ】
2021529916.tif 000026
【図３Ａ】
2021529916.tif 000027
【図３Ｂ】
2021529916.tif 000028
【図４Ａ】
2021529916.tif 000029
【図４Ｂ】
2021529916.tif 000030
【図５】
2021529916.tif 000031
【図６】
2021529916.tif 000032
【図７】
2021529916.tif 000033
【図８】
2021529916.tif 000034
【図８Ａ】
2021529916.tif 000035
【図８Ｂ】
2021529916.tif 000036
【図８Ｃ】
2021529916.tif 000037
【図９Ａ】
2021529916.tif 000038
【図９Ｂ】
2021529916.tif 000039
【図１０】
2021529916.tif 000040
【図１１Ａ】
2021529916.tif 000041
【図１１Ｂ】
2021529916.tif 000042
【図１２】
2021529916.tif 000043
【図１３】
2021529916.tif 000044
【図１４】
2021529916.tif 000045
【図１５】
2021529916.tif 000046
【図１６Ａ】
2021529916.tif 000047
【図１６Ｂ】
2021529916.tif 000048
【図１６Ｃ】
2021529916.tif 000049
【図１６Ｄ】
2021529916.tif 000050
【国際調査報告】
2021529916.tif 000051
2021529916.tif 000052
2021529916.tif 000053
2021529916.tif 000054