(57)【要約】      （修正有）【課題】揺動プレートを含む楕円状に相互連結するギヤボックスを提供する。【解決手段】ギヤボックスシステム１０は、回転軸Ａ１及び複数の入力歯２２を有する入力プレート１２を含み、回転軸に対して非ゼロ角度で配置される揺動軸Ａ２、背面２６、及び背面上に配置された複数の表面歯２８を有する揺動プレート１４を含む。揺動プレートは、揺動軸に垂直な第１の平面内に配置された第１の複数の揺動歯３０と、揺動軸に垂直な第２の平面内に配置された第２の複数の揺動歯３２とを含む。ギヤボックスシステムは、複数のステータ歯３４を有するステータギヤ、ならびに回転軸と実質的に整列した出力軸Ａ３及び複数の出力歯３６を有する出力プレート１８を含む。揺動プレートがステータギヤの周りを章動すると、第１の複数の揺動歯は、複数のステータ歯に係合され、第２の複数の揺動歯は、複数の出力歯に係合される。【選択図】図１
2017122504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸及び複数の入力歯を有する入力プレートと、
前記回転軸に対して非ゼロ角度で配置される揺動軸、背面、前記背面上に配置された複数の表面歯、前記揺動軸に垂直な第１の平面内に配置された第１の複数の揺動歯、及び前記揺動軸に垂直な第２の平面内に配置された第２の複数の揺動歯を有する揺動プレートであって、前記第２の平面は、前記揺動軸に沿って前記第１の平面から離間されている、揺動プレートと、
複数のステータ歯を有するステータギヤと、
前記回転軸と略整列した出力軸及び複数の出力歯を有する出力プレートと、
を備え、
前記揺動プレートが前記ステータギヤの周りを章動すると、前記複数の入力歯は、前記複数の表面歯に係合するように構成され、前記第１の複数の揺動歯は、前記複数のステータ歯に係合するように構成され、前記第２の複数の揺動歯は、前記複数の出力歯に係合するように構成される、楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【請求項２】
前記揺動プレートが前記ステータギヤの周りを章動すると、前記第１の複数の揺動歯の各歯は、回転接触を介して前記複数のステータ歯の歯に係合するように構成され、前記第２の複数の揺動歯は、回転接触を介して前記複数の出力歯の歯に係合するように構成される、請求項１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【請求項３】
前記揺動プレートが前記ステータギヤの周りを章動すると、任意の瞬間に、前記第１の複数の揺動歯は、前記ステータギヤの４分の１に沿って前記複数のステータ歯に係合し、前記第２の複数の揺動歯は、前記出力プレートの４分の１に沿って前記複数の出力歯に係合する、請求項１または２に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【請求項４】
前記第１の複数の揺動歯及び前記第２の複数の揺動歯の各歯は、揺動歯の断面形状を有し、前記複数のステータ歯の各歯は、ステータ歯の断面形状を有し、前記複数の出力歯の各歯は、出力歯の断面形状を有し、各揺動歯の断面形状、各ステータ歯の断面形状、及び各出力歯の断面形状は、円と楕円の複合インボリュートによって少なくとも部分的に画定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【請求項５】
前記揺動プレートは、前記入力プレート、前記ステータギヤ、及び前記出力プレートのうちのいずれか１つによって前記揺動プレートに及ぼされる接触力が、前記回転軸に垂直な平面内にある円の接線方向を向くように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【請求項６】
前記第１の複数の揺動歯の各々は、前記揺動軸の周りで角度方向に測定した場合に、前記回転軸の周りで角度方向に測定した場合の前記複数のステータ歯の隣接するステータ歯の間の角度間隔の半分未満である角度幅を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【請求項７】
前記揺動プレートは、
ａ）前記入力プレートの回転に応じて、前記入力プレートと前記揺動プレートとの間の第１のギヤ比に従って回転し、
ｂ）前記揺動プレートの前記回転に応じて、前記揺動プレートと前記ステータギヤとの間の第２のギヤ比に従って章動し、
ｃ）前記揺動プレートの前記章動に応じて、前記揺動プレートと前記出力プレートとの間の第３のギヤ比に従って前記出力プレートの回転を駆動するように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【請求項８】
前記第１のギヤ比、前記第２のギヤ比、及び前記第３のギヤ比に依存する、前記楕円状に相互連結するギヤボックスシステムの総ギヤ比は、少なくとも１０００：１である、請求項７に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【請求項９】
前記入力プレートは第１の入力プレートであり、前記揺動プレートは第１の揺動プレートであり、前記ステータギヤは第１のステータギヤであり、前記出力プレートは第１の出力プレートであり、
第２の揺動軸を有する第２の揺動プレートと、
第２のステータギヤと、
第２の出力プレートと、をさらに備え、
前記第２の揺動プレートは、前記第１の出力プレートに係合して前記第１の出力プレートの回転に応じて回転し、前記第２のステータギヤに係合して前記第２の揺動プレートの前記回転に応じて章動し、前記第２の出力プレートに係合して前記第２の揺動プレートの前記章動に応じて前記第２の出力プレートの回転を駆動するように構成される、請求項１から８までのいずれか一項に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【請求項１０】
複数の入力歯を含む入力プレートを回転させるステップと、
前記複数の入力歯を揺動プレートの複数の表面歯に係合させ、それによって前記揺動プレートを支点の周りで章動させるステップと、
前記揺動プレートが章動するときに、前記揺動プレートの第１の複数の揺動歯をステータギヤの複数のステータ歯に係合させるステップと、
前記揺動プレートが章動するときに、前記揺動プレートの第２の複数の揺動歯を出力プレートの複数の出力歯に係合させるステップと、を含む、楕円状に相互連結するギヤボックス機構を操作するための方法。
【請求項１１】
前記第１の複数の揺動歯、前記第２の複数の揺動歯、前記複数のステータ歯、及び複数の出力歯の各歯は、円と楕円の複合インボリュートによって画定される面を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステータギヤは、ステータ平面を画定し、前記入力プレートは、前記ステータ平面に平行であるように構成され、前記出力プレートは、前記ステータ平面に平行であるように構成され、前記揺動プレートは、前記ステータ平面に対して角度を成して傾斜し、かつ前記入力プレートと前記出力プレートとの間に配置されるように構成される、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数のステータ歯の各ステータ歯は、ステータ歯の頂点を有し、前記複数のステータ歯の前記頂点は、ステータ平面を画定し、前記揺動プレートの１回の章動の間に、前記複数の揺動歯のうちの１つの少なくとも一部は、前記ステータ平面の下方の第１の位置から、前記ステータ平面を通って前記ステータ平面の上方の第２の位置まで移動し、前記ステータ平面を通って前記ステータ平面の下方の第３の位置まで戻るように構成される、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記入力プレートを回転させることは、前記入力プレートを入力シャフトに連結して前記入力シャフトを回転させることを含む、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記揺動プレートの前記第２の複数の揺動歯を前記出力プレートの前記複数の出力歯に係合させることにより前記出力プレートを回転させ、前記入力プレートの回転速度は、前記出力プレートの回転速度とは異なる、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概してギヤボックスに関する。より具体的には、本開示の実施形態は、揺動プレートを含む楕円状に相互連結するギヤボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ギヤボックスは、シャフトの回転速度を低下させる一方でトルクを増加させるために使用することができる。例えば、出力シャフトは、入力シャフトより低い速度で回転し得る。この減速は、異なるギヤ歯数の２つ以上のギヤを相互連結することによって達成され得、また機械的利点を提供することができる。
【０００３】
第１のギヤの１回転が、同じ時間内に第２のギヤの１回より多いかまたは少ない回転をもたらすようにギヤを配置するための多くの方法が存在する。ギヤ比は、これら２つの回転の比である。第２のギヤが第１のギヤよりも少なく回転する場合、ギヤの組み合わせはギヤ減速を提供すると言うことができる。特定の用途において、可能な限り小さな容積においてギヤ減速が起こる、比較的高いギヤ比のギヤボックスを有することが望ましい。例えば、入力シャフトの多くの回転を出力シャフトの１回転に変換する駆動機構である。
【０００４】
歴史的に、揺動プレート駆動機構は、小さい容積で高いギヤ比を有するデバイスへの有望な道であると考えられてきた。そのような揺動プレート駆動機構の背景例は、特許文献１及び特許文献２に開示されている。より古いシステムの背景例は、特許文献３及び特許文献４に開示されている。
【０００５】
揺動プレート機構において、ギヤのうちの１つである揺動プレートが、別のギヤ、例えばステータギヤの周りを章動する。揺動プレートとステータギヤのギヤ歯の数が１つ異なる場合、そのようなシステムは、ステータギヤの歯の数に等しいギヤ比を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４０２８５０７２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５００１５１７４号明細書
【特許文献３】米国特許第２２７５８２７号明細書
【特許文献４】米国特許第３２４９７７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
原則として、揺動プレート駆動機構のギヤ比は、非常に高い可能性がある。２つのギヤのみを使用する理論上の揺動プレート駆動機構は、小さい容積において比較的高いギヤ比を達成し得る。しかしながら、実際には、関与する力が、機構の離脱、許容できないレベルの振動、または摩擦による非効率性のうちの１つ以上をもたらすことが多いため、効率的かつ効果的な揺動プレート駆動システムは得ることが困難であることが明らかになっている。
【０００８】
これら及び他の検討事項に対して、本明細書において行われる開示が提示される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
楕円状に相互連結するギヤボックスシステムは、回転軸及び複数の入力歯を有する入力プレートを含んでもよい。ギヤボックスシステムは、回転軸に対して非ゼロ角度で配置される揺動軸、背面、及び背面上に配置された複数の表面歯を有する揺動プレートを含んでもよい。揺動プレートは、揺動軸に垂直な第１の平面内に配置された第１の複数の揺動歯と、揺動軸に垂直な第２の平面内に配置された第２の複数の揺動歯とをさらに含んでもよい。第２の平面は、揺動軸に沿って第１の平面から離間されてもよい。ギヤボックスシステムは、複数のステータ歯を有するステータギヤ、ならびに回転軸と実質的に整列した出力軸及び複数の出力歯を有する出力プレートを含んでもよい。揺動プレートがステータギヤの周りを章動すると、複数の入力歯は、複数の表面歯に係合するように構成されてもよく、第１の複数の揺動歯は、複数のステータ歯に係合するように構成されてもよく、第２の複数の揺動歯は、複数の出力歯に係合するように構成されてもよい。
【００１０】
楕円状に相互連結するギヤボックスシステムに使用するための揺動プレートは、揺動軸、第１の複数の揺動歯、第２の複数の揺動歯、及び複数の表面歯を含んでもよい。第１の複数の揺動歯は、揺動軸に垂直な第１の平面内に配置されてもよい。第２の複数の揺動歯は、揺動軸に垂直な第２の平面内に配置されてもよく、第２の平面は、第１の平面から揺動軸に沿って離間されてもよい。複数の表面歯は、揺動軸に垂直な第３の平面内に配置されてもよく、第３の平面は、第１の平面及び第２の平面から揺動軸に沿って離間されてもよい。第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯のうちの少なくとも一方は、円と楕円の複合インボリュートによって少なくとも部分的に画定される断面形状を有してもよい。
【００１１】
楕円状に相互連結するギヤボックス機構を操作するための方法は、複数の入力歯を含む入力プレートを回転させることを含んでもよい。方法は、複数の入力歯を揺動プレートの複数の表面歯に係合させ、それによって揺動プレートを支点の周りで章動させることを含んでもよい。方法は、揺動プレートが章動するときに、揺動プレートの第１の複数の揺動歯をステータギヤの複数のステータ歯に係合させることをさらに含んでもよい。方法は、揺動プレートが章動するときに、揺動プレートの第２の複数の揺動歯を出力プレートの複数の出力歯に係合させることを含んでもよい。
【００１２】
本開示は、種々の装置及びその使用方法を提供する。いくつかの実施形態において、デバイスは、入力プレート、揺動プレート、ステータギヤ、及び出力プレートを含んでもよい。いくつかの実施形態において、揺動プレートは、入力プレートが回転すると、ステータ、入力プレート、及び出力プレートの周りを章動することができる。いくつかの実施形態において、出力プレートは、揺動プレートが章動すると回転することができる。いくつかの実施形態において、揺動プレート、ステータギヤ、及び出力プレートの各々は、偏心力を制限するように設計された形状を有する一連の歯を含んでもよい。いくつかの実施形態において、揺動プレートの歯、ステータギヤの歯、及び出力プレートの歯は、摩擦による損失を制限することができる回転接触を介して係合するように設計されてもよい。特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の実施形態において独立して達成され得るか、またはさらに他の実施形態において組み合わされてもよく、それらのさらなる詳細は、以下の説明及び図面を参照して理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ギヤボックスシステムの実施形態の断面図の概略図である。
【図２】ギヤボックスシステムの別の実施形態の断面図の概略図である。
【図３】ギヤボックスシステムの別の実施形態の断面図の概略図である。
【図４】ギヤボックスシステムの別の実施形態の等角図の図表示である。
【図５】図４のギヤボックスシステムの正面分解等角図の図表示である。
【図６】図４のギヤボックスシステムの背面分解等角図の図表示である。
【図７】入力シャフトを示す、図４のギヤボックスシステムの入力プレートの背面等角図の図表示である。
【図８】複数の入力歯を示す、図４の入力プレートの正面等角図の図表示である。
【図９】図４の入力プレートのいくつかの入力歯を示す、図８の詳細図の図表示である。
【図１０】入力歯のサブセットを示す、図４の入力プレートの頂面図の図表示である。
【図１１】図１０の平面１１−１１に沿った、単一の入力歯の断面図の図表示である。
【図１２】複数の表面歯を示す、図４のギヤボックスシステムの揺動プレートの背面等角図の図表示である。
【図１３】図４の揺動プレートのいくつかの表面歯を示す、図１２の詳細図の図表示である。
【図１４】表面歯のサブセットを示す、図４の揺動プレートの底面図の図表示である。
【図１５】図１４の平面１５−１５に沿った、単一の揺動歯の断面図の図表示である。
【図１６】第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯を示す、図４の揺動プレートの正面等角図の図表示である。
【図１７】図４の揺動プレートの第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯のサブセットを示す、図１６の詳細図の図表示である。
【図１８】第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯のサブセットを示す、図４の揺動プレートの頂面図の図表示である。
【図１９】図１８の平面１９−１９に沿った、単一の揺動歯の断面図の図表示である。
【図２０】複数のステータ歯を示す、図４のギヤボックスシステムのステータギヤの正面等角図の図表示である。
【図２１】図４のステータギヤのいくつかのステータ歯を示す、図２０の詳細図の図表示である。
【図２２】ステータ歯のサブセットを示す、図４のステータギヤの頂面図の図表示である。
【図２３】図２２の平面２３−２３に沿った、単一のステータ歯の断面図の図表示である。
【図２４】複数の出力歯を示す、図４のギヤボックスシステムの出力プレートの背面等角図の図表示である。
【図２５】図４の出力プレートのいくつかの出力歯を示す、図２４の詳細図の図表示である。
【図２６】出力歯のサブセットを示す、図４の出力プレートの底面図の図表示である。
【図２７】図２６の平面２７−２７に沿った、単一の出力歯の断面図の図表示である。
【図２８】複数の出力歯を示す、図４のギヤボックスシステムのシャフトの正面等角図の図表示である。
【図２９】図４のギヤボックスシステムの断面図の図表示である。
【図３０】揺動プレートの１回の完全な章動にわたって５つの位置で単一の歯を示す、楕円歯の第１のサブセットの単一の歯及び楕円歯の第２のサブセットの２本の歯の図表示である。
【図３１】揺動プレートの０度位置付近にある、第１の複数の揺動歯のサブセット、複数のステータ歯のサブセット、第２の複数の揺動歯のサブセット、及び複数の出力歯のサブセットの図表示である。
【図３２】楕円状に相互連結するギヤボックス機構を操作するための方法を例示するフローチャートの図表示である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
概要
揺動プレートを有するギヤボックスに関連する装置及び方法の種々の実施形態が、以下に記載され、添付の図面に例示される。別途特定されない限り、装置もしくは方法及び／またはそれらの種々の構成要素は、本明細書に記載される、例示される、及び／または組み込まれる構造、構成要素、機能性、及び／または変形例のうちの少なくとも１つを包含してもよいが、そうである必要はない。さらに、本発明の技術に関連して本明細書に記載される、例示される、及び／または組み込まれる構造、構成要素、機能性、及び／または変形例は、他の同様の装置または方法に含まれてもよいが、そうである必要はない。以下の種々の実施形態の説明は、本質的に例示であるに過ぎず、決して本開示、その用途、または使用を限定することを意図するものではない。さらに、以下に記載されるような実施形態によって提供される利点は、本質的に例示であり、全ての実施形態が同じ利点または同じ程度の利点を提供するわけではない。
【００１５】
実施例、構成要素、及び代替手段
以下の項では、例示的なギヤボックスシステムならびに関連するシステム及び／または方法の選択された態様について説明する。これらの項の例は、例示を意図するものであって、本開示の全体的な範囲を限定するものであると解釈されるべきではない。各項は、１つ以上の異なる発明、ならびに／あるいは、文脈上のまたは関連する情報、機能、及び／もしくは構造を含み得る。
【実施例１】
【００１６】
この実施例は、例示的なギヤボックスシステムについて説明する（図１を参照のこと）。
【００１７】
図１は、１０で一般的に示されるギヤボックスシステムまたはギヤボックスの概略断面図である。ギヤボックスシステム１０は、入力プレート１２、揺動プレート１４、ステータギヤ１６、及び出力プレート１８を含んでもよい。
【００１８】
入力プレート１２は、入力シャフト２０に連結されてもよく、また回転軸Ａ１の周りを回転するように構成されてもよい。入力プレート１２は、例えば、入力シャフト２０によって、入力プレートに印可されるトルクに応じて回転軸Ａ１の周りを回転することができる。入力プレートは、入力プレートの環状入力面２４上に配置された複数の入力歯２２を有してもよい。
【００１９】
揺動プレート１４は、回転軸Ａ１に対して非ゼロ角度Ｑ１で配置された揺動軸Ａ２を有してもよい。角度Ｑ１は、図１において誇張されている可能性がある。揺動プレート１４は、背面２６及び背面上に配置された複数の表面歯２８を有してもよい。揺動プレート１４は、揺動軸Ａ２に垂直であり得る第１の平面Ｐ１内に配置された第１の複数の揺動歯３０、及び揺動軸Ａ２に垂直であり得る第２の平面Ｐ２内に配置された第２の複数の揺動歯３２を含んでもよい。第２の平面Ｐ２は、第１の平面Ｐ１から揺動軸に沿って離間されてもよい。複数の表面歯２８は、揺動軸Ａ２に垂直な第３の平面Ｐ３内に配置されていると言ってもよい。第３の平面は、第１の平面Ｐ１及び第２の平面Ｐ２から揺動軸に沿って離間されてもよい。
【００２０】
揺動プレート１４は、入力プレート１２に係合し、入力プレートの回転に応じて回転するように構成されてもよい。揺動プレートと入力プレートとの係合は、複数の表面歯２８と複数の入力歯２２との間の係合を含んでもよい。揺動プレートの回転は、入力プレートと揺動プレートとの間の第１のギヤ比に従ってもよい。
【００２１】
第１のギヤ比は、複数の入力歯２２のカウント及び揺動プレートの複数の表面歯２８のカウントに依存し得る。いくつかの実施形態において、第１のギヤ比は１：１であってもよい。すなわち、揺動プレートは、入力プレートの１回転ごとに１回回転することができる。揺動プレートが入力プレートよりも迅速にまたは緩徐に回転する実施形態を含む、第１のギヤ比に関する他の値もまた可能である。
【００２２】
ステータ１６は、ギヤボックス１０が構成要素であるデバイスの場合は固定されてもよい。ステータ１６は、複数のステータ歯３４を含んでもよい。揺動プレート１４は、ステータに係合し、揺動プレートの回転に応じて章動するように構成されてもよい。すなわち、入力プレートの回転に応じて、揺動プレートは、ステータの周りを同時に回転及び章動することができる。揺動プレート１４が章動すると、揺動軸Ａ２は、揺動軸と回転軸との間に角度分離Ｑ１を維持しながら、回転軸Ａ１の周りを歳差運動することができる。揺動プレートとステータとの係合は、第１の複数の揺動歯３０と複数のステータ歯３４との間の係合を含んでもよい。
【００２３】
揺動プレート１４の章動は、揺動プレートとステータ１６との間の第２のギヤ比に従ってもよい。すなわち、揺動プレートは、揺動プレートの１回転ごとに複数の章動を完了することができる。第２のギヤ比は、揺動プレートによって完了される章動数のカウントと、対応する揺動プレートの回転数のカウントとの比であってもよい。第２のギヤ比は、第１の複数の揺動歯３０のカウント及び複数のステータ歯３４のカウントに依存し得る。例えば、９０個の揺動歯と相互作用する９１個のステータ歯が存在してもよい。この場合、揺動プレートは、揺動プレートの１回の完全な回転ごとに９１回の章動を完了することができ、９１：１の第２のギヤ比となる。
【００２４】
出力プレート１８は、回転軸Ａ１と実質的に整列され得る出力軸Ａ３を有してもよい。出力プレート１８は、複数の出力歯３６を有してもよい。出力プレートは、揺動プレート１４に係合するように構成されてもよく、また揺動プレートの章動に応じて出力軸Ａ３の周りを回転することができる。出力プレートと揺動プレートとの係合は、複数の出力歯３６と第２の複数の揺動歯３２との間の係合を含んでもよい。揺動プレートに対する出力プレートの回転は、揺動プレートと出力プレートとの間の第３のギヤ比に従ってもよい。
【００２５】
第３のギヤ比は、揺動プレートによって完了される章動数のカウントと、対応する揺動プレートに対する出力プレートの回転数のカウントとの比であってもよい。第３のギヤ比は、第２の複数の揺動歯３２のカウント及び複数の出力歯３６のカウントに依存し得る。例えば、８５個の揺動歯と相互作用する８６個の出力歯が存在してもよい。この場合、揺動プレートは、揺動プレートに対する出力プレートの１回転ごとに８６回の章動を完了することができ、８６：１の第３のギヤ比となる。
【００２６】
ギヤボックスシステム１０は、第１のギヤ比、第２のギヤ比、及び第３のギヤ比に依存する総ギヤ比を有し得る。総ギヤ比は、入力プレートの回転数と、対応する出力プレートの回転数との間の比であってもよい。総ギヤ比は、複数の入力歯、複数の表面歯、第１の複数の揺動歯、第２の複数の揺動歯、複数のステータ歯、及び複数の出力歯のカウントに依存し得る。等しい数の入力歯と表面歯が存在する場合、第１の揺動歯よりも１個多いステータ歯が存在し、また第２の揺動歯よりも１個多い出力歯が存在し、ギヤボックスシステムの総ギヤ比は、ステータ歯及び出力歯のカウントの積を、ステータ歯と出力歯とのカウントの差によって除したものであり得る。総ギヤ比は、１００：１超、１０００：１超、または１０，０００：１超であってもよい。
【００２７】
ギヤボックスシステム１０は、揺動プレートがステータギヤの周りを章動すると、第１の複数の揺動歯の各歯が、回転接触により複数のステータ歯の歯に係合するように構成されてもよい。第２の複数の揺動歯の各歯は、揺動プレートがステータギヤの周りを章動すると、回転接触により複数の出力歯の歯に係合するように構成されてもよい。これは、異なるギヤの歯が摺動接触により相互作用する大抵のギヤシステムとは対照的であるかもしれない。一般的に、転がり摩擦の係数は一対の物体または物質の摺動摩擦の係数よりも小さいため、回転接触による係合は、ギヤボックス内の摩擦力を摺動接触と比較して低減し得る。
【００２８】
回転接触による係合は、ギヤボックスシステム１０の効率を高めることができる。ギヤボックスシステムの効率は、入力プレートの回転エネルギーが出力プレートの回転エネルギーに変換する割合の尺度であり得る。ギヤボックスシステム内では、摩擦力による熱のためにエネルギーが損失し得る。ギヤボックスシステム１０は、８０パーセントを超える効率で動作し得る。
【００２９】
出力プレート１８は、出力シャフト３８に連結されてもよい。出力シャフト３８は、出力プレート１８に沿って出力軸Ａ３の周りで回転することができる。
【実施例２】
【００３０】
この実施例は、例示的なギヤボックスシステムについて説明する（図２を参照のこと）。
【００３１】
図２は、１００で一般的に示されるギヤボックスシステムの概略断面図である。ギヤボックスシステム１００は、１０で示される実施例１のギヤボックスシステムの第１のコピー、及び１０’で示される実施例１のギヤボックスシステムの第２のコピーを含んでもよい。ダッシュ付き参照番号は、第２のギヤボックスシステム１０’の構成要素を参照して使用され、ダッシュ付きではない参照番号は、第１のギヤボックスシステム１０の構成要素を参照して使用される。ギヤボックス１０及びギヤボックス１０’は、直接接続されてもよい。
【００３２】
ギヤボックスシステム１００は、ギヤボックス１０’の入力プレート１２’に連結されたギヤボックス１０の出力プレート１８を有してもよい。出力プレート１８、出力シャフト３８、入力シャフト２０’、及び入力プレート１２’が単一の剛性ユニットとして機能するように、出力プレート１８は、出力シャフト３８を入力シャフト２０’に連結することによって入力プレート１２’に連結されてもよい。ギヤボックスシステム１００のギヤ比は、ギヤボックス１０の総ギヤ比の二乗であってもよい。例えば、ギヤボックス１０の総ギヤ比が１０００：１であり、ギヤボックス１０’の総ギヤボックス比も１０００：１である場合、ギヤボックスシステム１００のギヤ比は１，０００，０００：１であり得る。ギヤボックスシステムは、入力プレート１２、揺動プレート１４、入力プレート１２’と合わせた出力プレート１８、揺動プレート１４’、及び出力プレート１８’の５つの可動部のみを有してもよい。
【実施例３】
【００３３】
この実施例は、例示的なギヤボックスシステムについて説明する（図３を参照のこと）。
【００３４】
図３は、２００で一般的に示されるギヤボックスシステムの概略断面図である。ギヤボックスシステム２００は、実施例２に記載されるギヤボックスシステム１００と主旨は同様であり得る。しかしながら、実施例２におけるように、出力シャフト３８及び入力シャフト２０’を介して出力プレート１８を入力プレート１２’に接続する代わりに、ギヤボックスシステム２００では、出力シャフト、第２の入力シャフト、及びさらには入力プレートが省略されてもよく、出力プレート１８に直接係合する揺動プレート１４’を有する。
【００３５】
ギヤボックスシステム２００は、揺動プレート１４に係合して揺動プレート１４の回転を駆動する入力プレート１２を有してもよい。揺動プレート１４は、ステータ１６に係合し、ステータ１６が回転するとその周りを章動することができる。揺動プレート１４は、出力プレート１８に係合し、揺動プレート１４がステータ１６の周りを章動するときに出力プレート１８の回転を駆動することができる。出力プレート１８は、揺動プレート１４’に係合し、揺動プレート１４の回転を駆動することができる。出力プレート１８は、出力プレート１８の環状入力面２４’上に配置された第２の複数の入力歯２２’、及び揺動プレート１４’の背面２６’上に配置された複数の表面歯２８’を介して揺動プレート１４’に係合することができる。揺動プレート１４’は、ステータ１６’に係合し、ステータ１６’が回転するとその周りを章動することができる。揺動プレート１４’は、出力プレート１８’に係合し、揺動プレート１４’がステータ１６’の周りを章動するときに出力プレート１８’の回転を駆動することができる。
【００３６】
ギヤボックスシステム２００のギヤ比は、ギヤボックスシステム１００のギヤ比と同様であり得る。同様に、ギヤボックスシステム２００は、入力プレート１２、揺動プレート１４、出力プレート１８、揺動プレート１４’、及び出力プレート１８’の５つの可動部のみで１，０００，０００：１以上のギヤ比を有し得る。
【実施例４】
【００３７】
この実施例は、例示的なギヤボックスシステムについて説明する（図４から図３１を参照のこと）。
【００３８】
図４は、３００で一般的に示される楕円状に相互連結するギヤボックスシステムまたはギヤボックスの例示的な実施形態の等角図である。図５は、ギヤボックス３００の正面分解等角図である。図６は、ギヤボックス３００の背面分解等角図である。図４から図６は、本明細書においてグループとして論じられる。ギヤボックス３００は、実施例１に記載されるギヤボックス１０と同様であり得る。すなわち、ギヤボックスシステム３００における実施形態の同様の名称の要素は、ギヤボックスシステム１０における要素と同様であり得る。例えば、後述の入力プレート３０２は、前述の入力プレート１２と同様であり得る等である。
【００３９】
ギヤボックス３００は、入力プレート３０２、揺動プレート３０４、ステータギヤ３０６、出力プレート３０８、及び支持シャフト３１０を含んでもよい。入力プレート３０２は、回転軸Ａ５を有してもよい。揺動プレート３０４は、回転軸に対して非ゼロ角度で配置される揺動軸を有してもよい。揺動軸と回転軸Ａ５との間の角度は小さいため、図４から図６において差異を認識するのは困難であるかもしれない。揺動軸は、例えば、図１６において見られ、揺動軸と回転軸Ａ５との間の角度は、例えば、図２９において見られる。
【００４０】
入力プレート３０２は、複数の入力歯３１２を含んでもよい。揺動プレート３０４は、複数の表面歯３１４、第１の複数の揺動歯３１６、及び第２の複数の揺動歯３１８を含んでもよい。ステータ３０６は、複数のステータ歯３２０を含んでもよい。出力プレート３０８は、複数の出力歯３２２を含んでもよい。
【００４１】
入力プレート３０２は、入力シャフト３２４に連結されてもよく、出力プレート３０８は、出力シャフト３２６に連結されてもよい。入力シャフト、出力シャフト、及び支持シャフト３１０は、回転軸Ａ５に沿って整列されてもよい。
【００４２】
図７は、入力プレート３０２の背面等角図である。入力シャフト３２４は、入力シャフトの１回転が入力プレートの１回転を引き起こすことができるように、入力プレート３０２に直接連結されてもよい。
【００４３】
図８は、複数の入力歯３１２を示す、入力プレート３０２の正面等角図である。複数の入力歯３１２は、図９及び図１０において最もよく見られるように、環状入力面３２８上に配置されてもよい。環状入力面３２８は、回転軸Ａ５から測定した場合に内半径Ｒ１及び外半径Ｒ２を有してもよい。複数の入力歯の各々は、内半径Ｒ１付近に近位端３３０及び外半径Ｒ２付近に遠位端３３２を有してもよい。
【００４４】
環状入力面３２８は、円錐台状面であってもよい。すなわち、環状入力面上のあらゆる点が、回転軸上かつ入力プレート３０２の上側に位置する円錐台の頂点３３６まで延在させることができる円錐台の線３３４を含むように、環状入力面は、回転軸Ａ５に垂直な平面に対して角度を成してもよい。ギヤボックスシステム３００の残りの部分と組み合わされたときに、環状入力面の円錐台の頂点３３６は、揺動プレート３０４の質量中心の付近にあってもよい。
【００４５】
複数の入力歯３１２のカウントは、任意の適切な数であってもよい。入力歯のカウントは、複数の表面歯のカウントより多いか、少ないか、または同じであってもよい。図８に示される例示的な実施形態には、１３５個の入力歯が存在する。
【００４６】
図９は、環状入力面３２８上に配置されたいくつかの入力歯３１２を示す、入力プレート３０２の詳細図である。各入力歯は、第１の駆動面３３８を含んでもよい。第１の駆動面３３８は、図８においてより明確に見られる。第１の駆動面は、入力歯の近位端３３０から遠位端３３２に延在してもよい。第１の駆動面は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【００４７】
入力歯３１２の第１の駆動面３３８の反対側は、第２の駆動面３４０であってもよい。第２の駆動面は、入力歯の近位端３３０から遠位端３３２に延在してもよい。第２の駆動面３４０は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【００４８】
各入力歯３１２は、第１の駆動面３３８から第２の駆動面３４０に延在する上面３４２を有してもよい。上面３４２は、入力歯の高さＨ１を、回転軸に平行な方向に沿って測定した場合の環状入力面３２８と入力歯の上面３４２との間の距離として定義し得る。入力歯の高さＨ１は、入力歯に沿って一定であってもそうでなくてもよい。入力歯の高さＨ１は、入力歯の近位端３３０付近で最小値を有し得る。
【００４９】
図１０は、入力歯３１２のサブセットを示す、入力プレート３０２の頂面図である。各入力歯は、環状入力面３２８上に楔形のフットプリントを有し得る。すなわち、第１の駆動面３３８と環状入力面３２８との接合部によって形成される線３４４は、回転軸を通って延在してもよい。第２の駆動面３４０と環状入力面との接合部によって形成される別の線３４６は、回転軸を通って延在してもよい。
【００５０】
図１１は、図１０の平面１１−１１に沿った、例示的な単一の入力歯３１２の断面図である。第１の駆動面３３８及び第２の駆動面３４０の一方または両方は、実質的に平面状であってもよい。各入力歯の上面３４２は、幅Ｗ１を有してもよい。上面の幅は、入力歯に沿って変化してもよい（例えば、図１０を参照のこと）。幅Ｗ１は、入力歯の近位端３３０付近で最大値を有し得る（図１０を参照のこと）。高さＨ１が変化するにつれて、幅Ｗ１は入力歯に沿って変化し得る。
【００５１】
図１２は、揺動プレート３０４の背面等角図である。揺動プレート３０４は、支持シャフトのボール部を受容するように構成され得るソケット３４８を含んでもよい（例えば、図２９を参照のこと）。揺動プレート３０４は、揺動軸Ａ６を有してもよい。
【００５２】
複数の表面歯３１４は、揺動プレート３０４の背面３５０上に配置されてもよい。特に、複数の表面歯３１４は、揺動プレート３０４の背面の一部を形成し得る環状揺動面３５２上に配置されてもよい。環状揺動面３５２は、図１３及び図１４において最もよく見られる。環状揺動面３５２は、揺動軸Ａ６から測定した場合に内半径Ｒ３及び外半径Ｒ４を有してもよい。複数の表面歯３１４の各々は、内半径Ｒ３付近に近位端３５４及び外半径Ｒ４付近に遠位端３５６を有してもよい。
【００５３】
環状揺動面３５２は、円錐台状面であってもよい。すなわち、環状揺動面上のあらゆる点が、揺動軸上かつソケット３４８内に位置する円錐台の頂点３６０まで延在させることができる円錐台の線３５８を含むように、環状揺動面は、揺動軸Ａ６に垂直な平面に対して角度を成してもよい。環状揺動面の円錐台の頂点３６０は、揺動プレート３０４の質量中心の付近にあってもよい。
【００５４】
複数の表面歯３１４のカウントは、任意の適切な数であってもよい。表面歯のカウントは、複数の入力歯のカウントより多いか、少ないか、または同じであってもよい。図１２に示される例示的な実施形態には、１３５個の表面歯が存在する。
【００５５】
図１３は、揺動プレートの背面３５０の環状揺動面３５２上に配置されたいくつかの表面歯３１４を示す、揺動プレート３０４の詳細図である。各表面歯は、第１の被駆動面３６２を含んでもよい。第１の被駆動面は、表面歯の近位端３５４から遠位端３５６に延在してもよい。第１の被駆動面３６２は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【００５６】
揺動プレート３０４は、入力プレート３０２に係合することができる。係合は、複数の表面歯と入力歯との間であってもよい。入力プレートが第１の回転方向に回転する場合、入力歯の第１の駆動面は、表面歯の第１の被駆動面に係合することができる。すなわち、複数の入力歯の第１の駆動面と複数の表面歯の第１の被駆動面との間の相互作用を通して、入力プレートによって揺動プレートに接触力が及ぼされ得る。これらの接触力は、揺動プレートを第１の回転方向に回転させることができる。
【００５７】
ギヤボックス３００の例示的な実施形態において、入力プレートは１３５個の入力歯を有し、揺動プレートは１３５個の表面歯を有する。すなわち、入力プレート及び揺動プレートが相互作用し、１：１の第１のギヤ比に従って回転する。すなわち、入力プレートの１回の完全な回転ごとに、揺動プレートも正確に１回の完全な回転を完了する。入力歯及び表面歯の数に関する他の選択も可能であり、第１のギヤ比が他の値となるであろう。
【００５８】
表面歯３１４の第１の被駆動面３６２の反対側は、第２の被駆動面３６４であってもよい。第２の被駆動面は、表面歯の近位端３５４から遠位端３５６に延在してもよい。第２の被駆動面３６４は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。入力プレートが第２の回転方向に回転する場合、入力歯の第２の駆動面と表面歯の第２の被駆動面との間の接触力は、揺動プレートを第２の回転方向に回転させることができる。
【００５９】
揺動プレート及び入力プレートは、それらの間に及ぼされる任意の接触力が、回転軸に垂直な平面内にある円の接線方向を向くように構成されてもよい。例えば、複数の表面歯によって複数の入力歯に及ぼされる接触力は、円Ｃ１に接してもよい（図８を参照のこと）。別の例において、接触力は、接点３６６で、入力プレートの入力歯によって揺動プレートの表面歯３１４に及ぼされてもよく、接触力は、図１２においてＦ１で矢印によって示される。接触力Ｆ１は、揺動軸Ａ６、及び接点３６６から揺動軸Ａ６に延在する放射状の線３５８に実質的に垂直な方向を向いてもよい。
【００６０】
揺動プレート及び入力プレートを、それらの間の接触力がそのような方向を向くように構成することにより、偏心力が回避され得る。偏心力は、複数の表面歯を複数の入力歯から離脱させる可能性があるか、または揺動プレートの質量中心を動揺させる可能性があり、それによってギヤボックスシステムに望ましくない振動を導入する。
【００６１】
各表面歯３１４は、第１の被駆動面３６２から第２の被駆動面３６４に延在する下面３６８を有してもよい。下面３６８は、表面歯の高さＨ２を、揺動軸に平行な方向に沿って測定した場合の環状揺動面３５２と表面歯の下面３６８との間の距離として定義し得る。表面歯の高さＨ２は、表面歯に沿って一定であってもそうでなくてもよい。表面歯の高さＨ２は、入力歯の近位端３５４付近で最小値を有し得る。
【００６２】
図１４は、表面歯３１４のサブセットを示す、揺動プレート３０４の底面図である。各表面歯は、環状揺動面３５２上に楔形のフットプリントを有し得る。すなわち、第１の被駆動面３６２と環状揺動面３５２との接合部によって形成される線３７０は、揺動軸を通って延在してもよい。第２の被駆動面３６４と環状揺動面との接合部によって形成される別の線３７２は、揺動軸を通って延在してもよい。
【００６３】
図１５は、図１０の平面１５−１５に沿った、例示的な単一の表面歯３１４の断面図である。第１の被駆動面３６２及び第２の被駆動面３６４の一方または両方は、実質的に平面状であってもよい。各表面歯の下面３６８は、幅Ｗ２を有してもよい。下面の幅は、表面歯に沿って変化してもよい（例えば、図１４を参照のこと）。幅Ｗ２は、表面歯の近位端３５４付近で最大値を有し得る（図１４を参照のこと）。高さＨ２が変化するにつれて、幅Ｗ２は表面歯に沿って変化し得る。
【００６４】
図１６は、揺動プレート３０４の正面等角図である。揺動プレート３０４は、支持シャフト３１０の一部を受容するように構成され得る支持シャフト開口部３７４を含んでもよい（例えば、図２９を参照のこと）。
【００６５】
第１の複数の揺動歯３１６は、揺動軸Ａ６に垂直な第１の平面Ｐ４内に配置されてもよい。第１の複数の揺動歯は、揺動軸から離れて半径方向に、揺動プレートの第１の円柱面３７６から延在してもよい。第１の複数の揺動歯は、揺動軸に沿って軸方向に、第１の揺動歯基部３７８から延在してもよい。第１の揺動歯基部は、揺動プレートに連結されたほぼ環状の部材であってもよい。第１の複数の揺動歯は、第１の円柱面３７６及び第１の揺動歯基部３７８の両方から延在してもよい。第１の円柱面または第１の揺動歯基部のいずれかまたは両方を接続することは、第１の複数の揺動歯に物理的強度またはある程度の剛性を付与し得る。
【００６６】
第２の複数の揺動歯３１８は、揺動軸Ａ６に垂直な第２の平面Ｐ５内に配置されてもよい。第２の複数の揺動歯は、揺動軸から離れて半径方向に、揺動プレートの第２の円柱面３８０から延在してもよい。第２の複数の揺動歯は、揺動軸に沿って軸方向に、第２の揺動歯基部３８２から延在してもよい。第２の揺動歯基部は、揺動プレートに連結されたほぼ環状の部材であってもよい。第２の複数の揺動歯は、第２の円柱面３８０及び第２の揺動歯基部３８２の両方から延在してもよい。第２の円柱面または第２の揺動歯基部のいずれかまたは両方を接続することは、第２の複数の揺動歯に物理的強度またはある程度の剛性を付与し得る。
【００６７】
第１の複数の揺動歯３１６のカウントは、任意の適切な数であってもよい。第１の複数の揺動歯のカウントは、複数のステータ歯のカウントより多いか、少ないか、または同じであってもよい。図１６に示される例示的な実施形態において、第１の複数の揺動歯には９０個の歯が存在する。
【００６８】
第２の複数の揺動歯３１８のカウントは、任意の適切な数であってもよい。第２の複数の揺動歯のカウントは、複数の出力歯のカウントより多いか、少ないか、または同じであってもよい。図１６に示される例示的な実施形態において、第２の複数の揺動歯には８５個の歯が存在する。
【００６９】
図１７は、第１の複数の揺動歯３１６及び第２の複数の揺動歯３１８のうちのいくつかを示す、揺動プレート３０４の詳細図である。第１の複数の揺動歯３１６の各歯は、揺動軸Ａ６に対して近位端３８４及び遠位端３８６を有してもよい。第２の複数の揺動歯３１８の各歯は、揺動軸に対して近位端３８８及び遠位端３９０を有してもよい。
【００７０】
第１の複数の揺動歯３１６は、第１の内直径を有する第１のリング内に配置されてもよい。第１の内直径は、第１の複数の揺動歯からの２つの揺動歯の近位端３８４の間で測定されてもよく、２つの揺動歯は、揺動プレート上で互いに反対側に配置される。
【００７１】
第２の複数の揺動歯３１８は、第２の内直径を有する第２のリング内に配置されてもよい。第２の内直径は、第２の複数の揺動歯からの２つの揺動歯の近位端３８８の間で測定されてもよく、２つの揺動歯は、揺動プレート上で互いに反対側に配置される。第２の内直径は、第１の内直径よりも小さくてもよい。第２のリングは、第１のリングから揺動軸に沿って離間されてもよい。
【００７２】
第１の複数の揺動歯３１６の各歯は、第１の係合面３９２を含んでもよい。第１の係合面３９２は、図１６において最もよく見られる。第１の係合面は、近位端３８４から遠位端３８６に延在してもよい。第１の係合面３９２は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【００７３】
第１の複数の揺動歯３１６の歯の反対側は、第２の係合面３９４であってもよい。第２の係合面は、近位端３８４から遠位端３８６に延在してもよい。第２の係合面３９４は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【００７４】
第２の複数の揺動歯３１８の各歯は、第１の係合面３９６を含んでもよい。第１の係合面３９６は、図１６において最もよく見られる。第１の係合面は、近位端３８８から遠位端３９０に延在してもよい。第１の係合面３９６は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【００７５】
第２の複数の揺動歯３１８の歯の反対側は、第２の係合面３９８であってもよい。第２の係合面は、近位端３８８から遠位端３９０に延在してもよい。第２の係合面３９８は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【００７６】
第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯の各歯は、係合部４００及び支持基部４０２を含んでもよい。係合部４００は、第１の係合面及び第２の係合面を含んでもよい。支持基部４０２は、係合部を第１の揺動歯基部３７８または第２の揺動歯基部３８２に接続し得る。
【００７７】
図１８は、第１の複数の揺動歯３１６のサブセット及び第２の複数の揺動歯３１８のサブセットを示す、揺動プレート３０４の頂面図である。第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯の各々は、楔形であってもよい。すなわち、第１の係合面３９２及び３９６は、揺動軸を通って延在可能である少なくとも１つの線４０４を含んでもよい。線４０４は、揺動プレートの質量中心を通過し得る。第２の係合面３９４及び３９８は、揺動軸を通って延在可能である少なくとも１つの線４０６を含んでもよい。線４０６は揺動プレートの質量中心を通過し得る。
【００７８】
第１の複数の揺動歯３１６の各歯は、揺動軸の周りで角度方向に測定した場合に、第１の複数の揺動歯の隣接する歯の間の角度間隔Ｑ３の半分未満である角度幅Ｑ２を有してもよい。同様に、第２の複数の揺動歯３１８の各歯は、揺動軸の周りで角度方向に測定した場合に、第２の複数の揺動歯の隣接する歯の間の角度間隔Ｑ５の半分未満である角度幅Ｑ４を有してもよい。第１の複数の揺動歯の隣接する歯の間の角度間隔は、第２の複数の揺動歯の隣接する歯の間の角度間隔と同じである必要はないが、当然、角度間隔Ｑ３及びＱ５は同じであってもよい。
【００７９】
第１の複数の揺動歯３１６と第２の複数の揺動歯３１８との間にはある程度の半径方向の重複が存在してもしなくてもよい。図１２から図１９に示される例示的な実施形態において、第２の複数の揺動歯は、揺動軸から離れた半径方向に第１の複数の揺動歯とのいくらかの重複を有する。すなわち、揺動軸から外側に移動することにより、第２の複数の揺動歯の近位端３８８、第１の複数の揺動歯の近位端３８４、第２の複数の揺動歯の遠位端３９０、及び最後に第１の複数の揺動歯の遠位端３８６の順序で配置され得る。当然、第１の複数の揺動歯の近位端３８４は、第２の複数の揺動歯の遠位端３９０及び揺動軸に対して任意の適切な方式で配置されてもよい。
【００８０】
図１９は、単一の揺動歯４１０の例示的な係合部４０８の断面図である。揺動歯４１０は、第１の複数の揺動歯または第２の複数の揺動歯の揺動歯であり得る。すなわち、第１の複数の揺動歯からの歯の断面形状は、適切な縮尺に沿って第２の複数の揺動歯からの歯の断面形状と同じであってもよい。そのため、図１９に示される断面図は、図１８の揺動歯３１６を通る平面１９−１９に沿っていてもよいか、または図１８の揺動歯３１８を通る平面１９−１９に沿っていてもよい。
【００８１】
第１の係合面４１２及び第２の係合面４１４の一方または両方は、円と楕円の複合インボリュートによって画定され得る。すなわち、図１９に示される第２の係合面４１４の曲線は、第１の方程式によって定義され得る：
ｙ＝Ｃ（ｔａｎ（φ）−φ）Ｄ
【００８２】
式中、Ｃは、揺動プレートの半径に比例し得る定数であり、φは、０からπ／２ラジアンの値を取ってもよく、Ｄは、１未満の正定数を有してもよい。Ｄは、約０．６５の値を有してもよいが、他の値も可能である。第１の方程式は、１に正規化されてもよい。
【００８３】
代替として、図１９に示される第２の係合面４１４の曲線は、第２の方程式によって定義され得る：
ｙ＝Ｃ（ｓｉｎ（φ）−φｃｏｓ（φ））Ｄ
【００８４】
式中、Ｃは、揺動プレートの半径に比例し得る定数であり、φは、０からπ／２ラジアンの値を取ってもよく、Ｄは、１未満の正定数を有してもよい。Ｄは、約０．６５の値を有してもよいが、他の値も可能である。第２の方程式は、揺動プレートの半径に正規化されてもよい。図１９に示される第２の係合面４１４の曲線は、０から２πラジアンの間の全ての角度における歯の位置への仮想楕円の射影であってもよい。
【００８５】
第１の係合面４１２の曲線は、図１９の描写において縦方向であり、かつ図１９の平面に垂直である平面を介して反射させた第２の係合面４１４の曲線の鏡像であってもよい。すなわち、第１の係合面は、円と楕円の複合インボリュートによって画定され得る。第１の係合面４１２と第２の係合面４１４とは、各揺動歯の頂点４１６で円滑に出会うことができる。
【００８６】
接続面４１８は、揺動歯４１０の係合部４０８を揺動歯の支持基部に接続することができ、支持基部は図１７において最もよく見られる。揺動プレートの揺動軸の周りである方向に測定した場合、接続面４１８の厚さＴ１は、揺動軸からの半径方向距離とともに直線的に増加し得る。
【００８７】
図２０は、ステータギヤまたはステータ３０６の等角図である。ステータギヤ３０６は、基部４２０を有してもよく、基部４２０は、内円筒面４２２及びステータ歯基部４２４を含んでもよい。基部４２０は、ギヤボックスシステム３００を使用するあらゆるデバイスの残りの部分にステータ３０６を動作可能に連結するように構成される取付点を含んでもよい。ステータ３０６は、そのデバイスの場合には固定されてもよい。ステータギヤは、実質的に回転軸Ａ５に沿って整列されてもよい。
【００８８】
ステータ３０６は、内円筒面４２２によって一部画定され得る内部容積４２６を有してもよい。内部容積４２６は、後に記載する図２９においてより明確に見られるように、揺動プレートの一部または全てを収容するように構成されてもよい。
【００８９】
複数のステータ歯３２０は、内円筒面４２２及びステータ歯基部４２４のいずれかまたは両方に配置されてもよい。複数のステータ歯は、回転軸に向かって半径方向に、内円筒面から内部容積４２６内に延在してもよい。複数のステータ歯は、回転軸に沿って軸方向にステータ歯基部４２４から延在してもよい。複数のステータ歯のカウントは、任意の適切な数であってもよい。図２０に示される例示的な実施形態において、９１個のステータ歯が存在する。
【００９０】
図２１は、いくつかのステータ歯３２０を示す、ステータギヤ３０６の詳細図である。複数のステータ歯の各歯は、回転軸に対して近位端４２８及び遠位端４３０を有してもよい。ステータ歯の遠位端４３０は、内円筒面４２２に連結されてもよい。
【００９１】
複数のステータ歯３２０の各歯は、第３の係合面４３２を含んでもよい。第３の係合面は、図２０において最もよく見られる。第３の係合面は、ステータ歯の近位端４２８から遠位端４３０に延在してもよい。第３の係合面４３２は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【００９２】
ステータ歯の反対側は、第４の係合面４３４であってもよい。第４の係合面は、近位端４２８から遠位端４３０に延在してもよい。第４の係合面４３４は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【００９３】
複数のステータ歯３２０の各歯は、係合部４３６及び支持基部４３８を含んでもよい。係合部４３６は、第３の係合面及び第４の係合面を含んでもよい。支持基部４３８は、係合部をステータ歯基部４２４に連結することができる。
【００９４】
ステータギヤ３０６は、揺動プレートに係合することができる。係合は、複数のステータ歯と第１の複数の揺動歯との間であってもよい。入力プレートが第１の回転方向に回転する場合、第１の複数の揺動歯の揺動歯の第１の係合面は、ステータ歯の第３の係合面に係合することができる。すなわち、複数のステータ歯の第３の係合面と第１の複数の揺動歯の第１の係合面との間の相互作用を通して、ステータギヤによって揺動プレートに接触力が及ぼされ得る。これらの接触力は、揺動プレートを第１の回転方向に回転させることができ、また第１の章動方向に章動させることができる。
【００９５】
ギヤボックス３００の例示的な実施形態において、ステータギヤは９１個のステータ歯を有し、揺動プレートは、第１の複数の揺動歯に９０個の歯を有する。揺動プレートがステータギヤの周りを章動すると、第１の複数の揺動歯の各歯は、１回の章動の間に、複数のステータ歯の１個の歯に係合することができる。揺動歯よりも１個多いステータ歯が存在し得るため、揺動プレートは、１回の章動の間に若干回転することができる。ギヤボックス３００の例示的な実施形態において、揺動プレートは、揺動プレートの１回の章動の間に、完全な回転の１／９１回転することができる。換言すると、揺動プレートが完全な回転の１／９１だけ回転する場合、おそらくは入力プレートとの相互作用に起因して、揺動プレートは、１回の完全な章動を完了することができる。したがって、揺動プレート及びステータギヤは、９１：１の第２のギヤ比に従って相互作用することができる。揺動プレートの９１回の章動ごとに、揺動プレートは正確に１回回転することができる。ステータ歯及び第１の複数の揺動歯の数に関して他の選択も可能であり、第２のギヤ比が他の値となるであろう。
【００９６】
図２２は、複数のステータ歯３２０のサブセットを示す、ステータギヤ３０６の底面図である。複数のステータ歯の各歯は、楔形であってもよい。すなわち、第３の係合面４３２は、回転軸を通って延在可能である少なくとも１つの線４４０を含んでもよい。線４４０は、揺動プレート及びステータギヤの両方がギヤボックスシステム内で一緒に連結されたときに、揺動プレートの質量中心を通過し得る。第４の係合面４３４は、揺動軸を通って延在可能である少なくとも１つの線４４２を含んでもよい。線４４２は、揺動プレート及びステータギヤの両方がギヤボックスシステム内で一緒に連結されたときに、揺動プレートの質量中心を通過し得る。
【００９７】
揺動プレート及びステータギヤは、それらの間に及ぼされる任意の接触力が、回転軸に垂直な平面内にある円の接線方向を向くように構成されてもよい。例えば、第１の複数の揺動歯によって複数のステータ歯に及ぼされる接触力は、円Ｃ２に接してもよい（図２０を参照のこと）別の例において、接触力は、接点４４４で、ステータ歯によって第１の複数の揺動歯の揺動歯に及ぼされてもよく（図１６を参照のこと）、接触力は、図１６においてＦ２で矢印によって示される。接触力Ｆ２は、揺動軸Ａ６、及び接点４４４から揺動軸Ａ６に延在する放射状の線に実質的に垂直な方向を向いてもよい。
【００９８】
揺動プレート及びステータギヤを、それらの間の接触力がそのような方向を向くように構成することにより、偏心力が回避され得る。偏心力は、第１の複数の揺動歯を複数のステータ歯から離脱させる可能性があるか、または揺動プレートの質量中心を動揺させる可能性があり、それによってギヤボックスシステムに望ましくない振動を導入する。
【００９９】
複数のステータ歯３２０の各歯は、回転軸の周りである方向に測定した場合に、複数のステータ歯の隣接する歯の間の角度間隔Ｑ７の半分未満である角度幅Ｑ６を有してもよい。また図１８も参照すると、第１の複数の揺動歯の揺動歯の角度幅Ｑ２は、隣接するステータ歯の間の角度間隔Ｑ７の半分未満であってもよい。
【０１００】
図２３は、図２２の平面２３−２３に沿った、単一のステータ歯３２０の例示的な係合部４３６の断面図である。図１９を参照して説明されるように、第３の係合面４３２及び第４の係合面４３４の一方または両方は、円と楕円の複合インボリュートによって画定され得る。
【０１０１】
第３の係合面４３２と第４の係合面４３４とは、各ステータ歯の頂点４４６で円滑に出会うことができる。第３の係合面の曲線は、図２３の描写において縦方向であり、かつ図２３の平面に垂直であり、また頂点４４６を通る平面を介して反射させた第４の係合面の鏡像であってもよい。
【０１０２】
接続面４４８は、ステータ歯３２０の係合部４３６をステータ歯の支持基部に接続することができ、支持基部は、図２１において最もよく見られる。回転軸の周りである方向に測定した場合、接続面４４８の厚さＴ２は、回転軸からの半径方向距離とともに直線的に増加し得る。
【０１０３】
図２４は、出力プレート３０８の背面等角図である。出力プレート３０８は、支持シャフトの一部を受容するように構成される支持シャフト開口部４５０を有してもよい（例えば、図２９を参照のこと）。出力プレート３０８及び出力シャフト３２６は、回転軸Ａ５に沿って整列されてもよい。
【０１０４】
複数の出力歯３２２は、出力プレート３０８の背面４５２上に配置されてもよい。特に、複数の出力歯は、出力プレートの背面の一部を形成し得る環状出力面４５４上に配置されてもよい。環状出力面４５４は、回転軸から測定した場合に内半径Ｒ５及び外半径Ｒ６を有してもよい。複数の出力歯の各々は、内半径Ｒ５付近に近位端４５６及び外半径Ｒ４付近に遠位端４５８を有してもよい。複数の出力歯のカウントは、任意の適切な数であってもよい。図２４に示される例示的な実施形態において、８６個の出力歯が存在する。
【０１０５】
環状出力面４５４は円錐台状面であってもよい。すなわち、環状出力面上のあらゆる点が、回転軸上に位置する円錐台の頂点４６２まで延在させることができる円錐台の線４６０を含むように、環状出力面は、回転軸Ａ５に垂直な平面に対して角度を成してもよい。揺動プレート及び出力プレートが両方ともギヤボックスシステム３００に含まれる場合、円錐台の頂点４６２は、揺動プレートの質量中心の付近にあってもよい。
【０１０６】
図２５は、いくつかの出力歯３２２を示す、出力プレート３０８の詳細図である。複数の出力歯の各歯は、第３の係合面４６４を含んでもよい。第３の係合面は、出力歯の近位端４５６から遠位端４５８に延在してもよい。第３の係合面４６４は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【０１０７】
出力歯の反対側は、第４の係合面４６６であってもよい。第４の係合面４６６は、図２４において最もよく見られる。第４の係合面は、近位端４５６から遠位端４５８に延在してもよい。第４の係合面４６６は、平面状であってもよいか、１つより多くの平面からなってもよいか、または曲率を有する１つ以上の表面からなってもよい。
【０１０８】
複数の出力歯３２２の各歯は、係合部４６８及び支持基部４７０を含んでもよい。係合部４６８は、第３の係合面及び第４の係合面を含んでもよい。支持基部４７０は、係合部を環状出力面４５４に連結することができる。
【０１０９】
出力プレート３０８は、揺動プレートに係合することができる。係合は、複数の出力歯と第２の複数の揺動歯との間であってもよい。揺動プレートが第１の章動方向に回転する場合、第２の複数の揺動歯の揺動歯の第１の係合面は、出力歯の第３の係合面に係合することができる。すなわち、複数の出力歯の第３の係合面と第２の複数の揺動歯の第１の係合面との間の相互作用を通して、揺動プレートによって出力プレートに接触力が及ぼされ得る。これらの接触力は、揺動プレートがステータの周りを章動するときに、出力プレートを第１の回転方向に回転させることができる。
【０１１０】
ギヤボックス３００の例示的な実施形態において、出力プレートは８６個の出力歯を有し、揺動プレートは、第２の複数の揺動歯に８５個の歯を有する。揺動プレートがステータギヤ及び出力プレートの周りを章動すると、第２の複数の揺動歯の各歯は、１回の章動の間に、複数の出力歯の１個の歯に係合することができる。揺動歯よりも１個多い出力歯が存在し得るため、揺動プレートは、１回の章動の間に出力プレートに対して若干回転することができる。揺動プレートの回転は、入力プレートとの相互作用によって決定され得る。
【０１１１】
ギヤボックス３００の例示的な実施形態において、出力プレートは、揺動プレートの１回の章動の間に、揺動プレートに対して完全な回転の１／８６回転することができる。したがって、揺動プレート及び出力プレートは、８６：１の第２のギヤ比に従って相互作用することができる。揺動プレートの８６回の章動ごとに、出力プレートは揺動プレートに対して正確に１回回転することができる。
【０１１２】
揺動プレートがステータの周りを章動すると、揺動プレートはステータに対して第１の方向に回転し、出力プレートは揺動プレートに対して第２の方向に回転することもあり得る。第１の回転方向及び第２の回転方向は反対であってもよく、第１の回転方向及び第２の方向における回転の量は異なってもよい。すなわち、１回の章動の間に、揺動プレートは、完全な回転の１／９１だけステータに対して第１の回転方向に回転することができ、出力プレートは、完全な回転の１／８６だけ揺動プレートに対して第２の方向に回転することができる。したがって、出力プレートは、揺動プレートの各章動ごとに完全な回転の（１／８６から１／９１）だけステータに対して回転することができる。このように構成されると、出力プレート１回回転するために揺動プレートの約１５６５回の章動を必要とする場合があり、ギヤボックスシステムの総ギヤ比は１５６５：１である。
【０１１３】
図２６は、複数の出力歯３２２のサブセットを示す、出力プレート３０８の底面図である。複数の出力歯の各々は、楔形であってもよい。すなわち、第３の係合面４６４は、回転軸を通って延在可能である少なくとも１つの線４７２を含んでもよい。線４７２は、揺動プレート及び出力プレートの両方がギヤボックスシステム内で一緒に連結されたときに、揺動プレートの質量中心を通過し得る。第４の係合面４６６は、揺動軸を通って延在可能である少なくとも１つの線４７４を含んでもよい。線４７４は、揺動プレート及び出力プレートの両方がギヤボックスシステム内で一緒に連結されたときに、揺動プレートの質量中心を通過し得る。
【０１１４】
揺動プレート及び出力プレートは、それらの間に及ぼされる任意の接触力が、回転軸に垂直な平面内にある円の接線方向を向くように構成されてもよい。例えば、第２の複数の揺動歯によって複数の出力歯に及ぼされる接触力は、円Ｃ３に接してもよい（図２４を参照のこと）。別の例において、接触力は、接点４７６で、出力歯によって第２の複数の揺動歯の揺動歯に及ぼされてもよく（図１６を参照のこと）、接触力は、図１６においてＦ３で矢印によって示される。接触力Ｆ２は、揺動軸Ａ６、及び接点４７６から揺動軸Ａ６に延在する放射状の線に実質的に垂直な方向を向いてもよい。
【０１１５】
揺動プレート及び出力プレートを、それらの間の接触力がそのような方向を向くように構成することにより、偏心力が回避され得る。偏心力は、第２の複数の揺動歯を複数の出力歯から離脱させる可能性があるか、または揺動プレートの質量中心を動揺させる可能性があり、それによってギヤボックスシステムに望ましくない振動を導入する。
【０１１６】
複数の出力歯３２２の各歯は、回転軸の周りである方向に測定した場合に、複数の出力歯の隣接する歯の間の角度間隔Ｑ８の半分未満である角度幅Ｑ８を有してもよい。また図１８も参照すると、第２の複数の揺動歯の揺動歯の角度幅Ｑ４は、隣接する出力歯の間の角度間隔Ｑ９の半分未満であってもよい。
【０１１７】
図２７は、図２６の平面２７−２７に沿った、単一の出力歯３２２の例示的な係合部４６８の断面図である。図１９を参照して説明されるように、第３の係合面４６４及び第４の係合面４６６の一方または両方は、円と楕円の複合インボリュートによって画定され得る。
【０１１８】
第３の係合面４６４と第４の係合面４６６とは、各ステータ歯の頂点４７８で円滑に出会うことができる。第３の係合面の曲線は、図２７の描写において縦方向であり、かつ図２７の平面に垂直であり、また頂点４７８を通る平面を介して反射させた第４の係合面の鏡像であってもよい。
【０１１９】
接続面４８０は、出力歯３２２の係合部４６８を出力歯の支持基部に接続することができ、支持基部は、図２５において最もよく見られる。回転軸の周りである方向に測定した場合、接続面４８０の厚さＴ３は、回転軸からの半径方向距離とともに直線的に増加し得る。
【０１２０】
図２８は、支持シャフト３１０の等角図である。支持シャフト３１０は、回転軸Ａ５と整列されてもよい。支持シャフト３１０は、ボール部４８２、アーム部４８４、及びボール部とアーム部との間に配置されたネック部４８６を含んでもよい。
【０１２１】
支持シャフト３１０のボール部４８２は、揺動プレート３０４のソケット３４８内に受容されるように構成されてもよい（図１２及び図２９を参照のこと）。支持シャフトのネック部４８６は、揺動プレート３０４の支持シャフト開口部３７４内に受容されるように構成されてもよい（図１６及び図２９を参照）。支持シャフトのアーム部４８４は、出力プレート３０８の支持シャフト開口部４５０内に受容されるように構成されてもよい（図２４及び図２９を参照のこと）。
【０１２２】
図２９は、入力プレート３０２、揺動プレート３０４、ステータギヤ３０６、出力プレート３０８、及び支持シャフト３１０を組み立てられた構成で示す、ギヤボックスシステム３００の断面図である。入力プレート、ステータ、出力プレート、及び支持シャフトは、回転軸Ａ５に沿って整列されてもよい。揺動プレートは、回転軸に対して非ゼロ角度Ｑ１０で配置され得る揺動軸Ａ６と整列されてもよい。
【０１２３】
入力プレートの環状入力面３２８は、揺動プレート３０４の質量中心４８８を通って延在させることができる円錐台の線３３４を包含してもよい。環状揺動面３５２は、揺動プレートの質量中心を通って延在させることができる円錐台の線３５８を包含してもよい。環状出力面４５４は、揺動プレートの質量中心を通って延在させることができる円錐台の線４６０を包含してもよい。
【０１２４】
揺動プレート３０４が、ステータ３０６、入力プレート３０２、及び出力プレート３０８の周りを章動すると、揺動プレートの質量中心４８８は実質的に固定され得る。
【０１２５】
揺動プレート３０４は、回転軸Ａ５に平行な方向に測定した場合に、出力プレートから最も遠い揺動プレート上の位置または点であり得る０度位置または点５００を有してもよい。０度位置では、揺動プレート３０４は入力プレート３０２に最も接近できる。揺動プレート３０４は、９０度位置、または０度位置から第１の章動方向の揺動プレートの周りの経路の４分の１であり得る点を有してもよい。例えば、出力プレート付近で揺動プレートの上方の視点から見た場合、９０度位置は、揺動プレートの外周に沿って反時計回りに９０度であってもよい。揺動プレートの外周に沿って進むと、１８０度位置５０２または点が、０度位置５００として揺動プレートの反対側に位置し得る。１８０度位置は、揺動プレートの出力プレートへの最も近い到達点、及び入力プレートから最も遠い距離の点を示し得る。２７０度位置または点は、９０度位置として揺動プレートの反対側に位置し得る。
【０１２６】
揺動プレート３０４は、章動及び回転することができる。揺動プレート３０４は、ステータの周り、入力プレートの周り、出力プレートの周り、及び／または支持シャフト３１０の一部の周りを章動するように構成されると説明することができる。揺動プレートが第１の章動方向に章動している場合、揺動プレートの０度位置は９０度位置の現在位置に向かって移動することができ、そのため、完全な章動の４分の１終了後では、例えば９０度位置は０度位置になり、１８０度位置は９０度位置になる。理解されるように、揺動プレートは、章動するのと同じ速度では回転しない場合がある。すなわち、揺動プレートが１回の完全な章動を完了すると、０度位置は、揺動プレートの全外周を移動することができる。この同じ時間の間に、揺動プレートは、１回の完全な回転より少なく回転してもよい。
【０１２７】
図３０は、ギヤボックスシステムに対して外側の視点から見たときに、第１の章動方向５１６への揺動プレートの１回の完全な章動にわたって５つの連続する位置５０６、５０８、５１０、５１２、及び５１４にある単一の揺動歯５０４ａの概略図である。揺動歯５０４ａは、第１の複数の揺動歯または第２の複数の揺動歯の揺動歯であり得る。すなわち、揺動歯５０４ａは、複数のステータ歯または複数の出力歯と相互作用及び係合するように構成されてもよい。第１の複数の揺動歯とステータ歯との間、及び第２の複数の揺動歯と出力歯との間の相互作用は、実質的に同様であってもよく（相互作用については、一度図３０を参照して説明する）、一対の反応歯５１８ａ及び５１８ｂは、一対の隣接するステータ歯または一対の隣接する出力歯のいずれかであると解釈されてもよい。
【０１２８】
揺動プレートが第１の章動方向５１６に章動すると、揺動プレートの０度位置は、方向５１６に移動することができる。揺動プレートが第１の章動方向に章動すると、揺動プレートは、反応歯５１８に対して第１の回転方向５２０に回転することができる。
【０１２９】
揺動歯５０４ａは、歯５０４ａが揺動プレートの０度位置付近にあるとき、第１の時間に第１の位置５０６を取ることができる。揺動歯５０４ａは、歯５０４ａが揺動プレートの２７０度位置付近にあるとき、第２の時間に第２の位置５０８を取ることができる。揺動歯５０４ａは、揺動歯５０４ａが揺動プレートの１８０度位置付近にあるとき、第３の時間に第３の位置５１０を取ることができる。揺動歯５０４ａは、歯５０４ａが揺動プレートの９０度位置付近にあるとき、第４の時間に第４の位置５１２を取ることができる。揺動歯５０４ａは、歯５０４ａが揺動プレートの０度位置付近にあるとき、第５の時間に第５の位置５１４を取ることができる。第１の時間と第５の時間との間に、揺動プレートは、１回の完全な章動を完了することができる。位置５０８及び５１２にあるときの揺動歯５０４ａの角度は、５つの位置を区別する目的で誇張されている可能性があることに留意されたい。
【０１３０】
反応歯５１８ａ及び５１８ｂは、図２５の断面５２２に見られる平面を画定することができる。反応歯５１８ａ及び５１８ｂが一対の隣接するステータ歯を表す場合、平面は複数のステータ歯によって画定されてもよい。平面５２２は、回転軸に垂直であってもよく、また共通の位置で反応歯の各々と交差してもよい。例えば、平面５２２は、頂点５２４または反応歯の係合部５２８と反応歯の支持基部５３０との間の接続面５２６等の任意の共通の点で各反応歯と交差することができる。
【０１３１】
第１の位置５０６及び第５の位置５１４は、反応歯５１８ａ及び５１８ｂならびに平面５２２の下方に位置し得る。第３の位置５１０は、反応歯及び平面５２２の上方に位置し得る。揺動プレートの１回の章動の間に、揺動歯５０４ａは、反応歯の下方の第１の位置５０６から、反応歯によって画定される平面５２２を通って、反応歯の上方の第３の位置５１０まで移動し、反応歯によって画定される平面５２２を通って、反応歯の下方の第５の位置５１４まで戻ることができる。本明細書において、上方及び下方は、平面５２２に対して及び回転軸に沿ってであり得る。
【０１３２】
揺動歯５０４ａが第１の位置５０６と第２の位置５０８との間を移動すると、揺動歯５０４ａの第１の係合面５３２ａは、反応歯５１８ａの第３の係合面５３４ａに係合することができる。この係合は、第１の係合面が第３の係合面に沿って回転する回転接触の形態であってもよい。この回転接触は、ギヤ歯の対向する面が摺動接触を介して相互作用する多くの標準的なギヤの相互連結とは対称的であるかもしれない。一般に、同じ２つの表面が関与すると仮定すると、回転接触は、２つの表面間の摺動接触よりもはるかに少ない摩擦を有する。
【０１３３】
揺動プレートが第１の章動方向５１６に章動すると、揺動歯５０４ａは、任意の瞬間にステータギヤまたは出力プレートのいずれかの４分の１に沿って反応歯に係合することができる。すなわち、揺動歯５０４ａは、揺動歯が０度位置と２７０度位置との間、位置５０６と位置５０８との間で章動の４分の１にあるときには反応歯５１８ａに係合することができるが、揺動歯が２７０度位置と０度位置との間、位置５０８と位置５１４との間で章動の４分の３にあるときには係合できない。揺動歯５０４ａは、０度位置と２７０度位置との間のあらゆる位置で反応歯５１８に係合する必要はなく、例えば、単一の揺動歯は、１回の章動の約２０％で反応歯に係合してもよい。揺動歯５０４ａが位置５１４に到達すると、反応歯５１８ｂに係合して第２の章動を開始することができる。
【０１３４】
揺動歯は、第１の章動方向に章動しているとき、０度位置と２７０度位置との間でのみ反応歯と接触することができ、この接触は、複数の揺動歯のサブセットとステータ歯または出力歯のいずれかとの間の回転接触に限定され得る。したがって、揺動プレートは、摺動接触の場合よりも少ない摩擦を伴ってステータの周りを章動することができる。そのような構成は、章動運動またはエネルギーの回転運動またはエネルギーへの効率的な変換をもたらし得る。
【０１３５】
揺動歯、ステータ歯、及び出力歯の各々は楔形であり得るため、反応歯５１８ａと揺動歯５０４ａとの間の接触力が歯の間の接点に及ぼされ得、接触力は、回転軸、及び接点から回転軸に延在する放射状の線に平行な線に実質的に垂直であり得る。反応歯５１８ａと揺動歯５０４ａとの係合は、図３０の概略図に垂直な接触線に沿って起こってもよく、接触線は揺動プレートの質量中心を通って延在する。
【０１３６】
揺動プレートが第２の章動方向５３６に章動しているとき、第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯の各歯は、第２の回転方向５３８に回転することができる。図３０を参照すると、単一の揺動歯５０４ａは、揺動プレートが第１の章動方向に章動するときとは反対の順序で、連続的に位置５１４、５１２、５１０、５０８、及び５０６を取ることができる。すなわち、揺動歯５０４ａは、最初に第５の位置５１４で反応歯と接触することができる。揺動歯５０４ａは、次いで、第５の位置５１４と第４の位置５１２との間で、揺動歯５０４ａの第２の係合面５４０ａ及び反応歯５１８ｂの第４の係合面５４２ｂに沿って反応歯５１８ｂと回転接触することができる。揺動歯５０４ａは、次いで、第４の位置５１２から第３の位置５１０、第２の位置５０８、及び第１の位置５０６に移動するときに、反応歯とほとんど接触しなくてもよい。いったん第１の位置５０６に到達すると、次いで揺動歯５０４ａは、後続の章動が開始すると反応歯５１８ａと接触することができる。
【０１３７】
図３１は、第１の複数の揺動歯３１６のサブセット、ステータ歯３２０のサブセット、第２の複数の揺動歯３１８のサブセット、及び複数の出力歯３２２のサブセットを示す、拡大概略図である。図３１の描写において、ステータ歯及び出力歯に対する第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯の配置を示す目的で、第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯は互いから離間されている。図３１の概略図は、揺動プレートの０度位置５００付近で捉えられてもよく、また第１の章動方向５１６への第１の章動の開始を示す時間を示唆するために捉えられてもよい。
【０１３８】
第１の章動の開始時に、第１の複数の揺動歯は、０度位置５００付近で複数のステータ歯に丁度係合することができる。次に図３１の特定の歯を参照すると、第１の複数の揺動歯３１６ｃは、揺動歯３１６ｃが下方位置付近にあるときに、最初にステータ歯３２０ｃと接触することができる。図３０を参照して記載されるように、揺動プレートがステータの周りで第１の章動方向に章動すると、揺動歯３１６ｃ及びステータ歯は、続いて回転接触で係合することができる。
【０１３９】
揺動プレートが章動すると、ステータ歯３２０は、ギヤボックスシステムの場合は、また図３１の描写において固定されたままであってもよい。例示的な実施形態において、第１の複数の揺動歯３１６が９０個の揺動歯を有し、複数のステータ歯３２０が９１個のステータ歯を有する場合、第１の章動の終了時に、揺動歯３１６ｃは、第１の章動の開始時に隣接する揺動歯３１６ｄが占めたのと同じ位置を占めることができる。すなわち、揺動プレートは、ステータ歯３２０ｃの位置を示す基準線Ｌ１と隣接するステータ歯３２０ｄの位置を示す基準線Ｌ２との間の角変位Ｑ１１によって示唆されるように、完全な回転の１／９１回転することができる。
【０１４０】
ステータ歯よりも第１の複数の揺動歯が１個少ない場合があるため、揺動プレートがステータギヤに対して右に、すなわち第１の章動方向５１６に章動すると、揺動プレートは、左に、すなわち第１の回転方向５２０に移動することができる。同様に、第２の複数の揺動歯３１８が８５個の揺動歯を有してもよく、複数の出力歯が８６個の揺動歯を有してもよいため、揺動プレートが出力プレートの周りで右に章動すると、揺動プレートは、出力プレートに対して左に移動することができる。
【０１４１】
したがって、第１の章動の初めに、第２の複数の揺動歯の揺動歯３１８ｃが出力歯３２２ｃとの係合を開始する場合、第１の章動の終わりに、揺動歯３１８ｃが隣接する出力歯３２２ｄとの係合を開始することができる。第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯は両方とも剛性の物体である揺動プレートに固定され得るため、１回の章動の間に達成される回転は、第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯で同じであり得る。すなわち、第１の章動後に、揺動歯３１６ｃが角変位Ｑ１１と等しい量だけ左に移動した場合、揺動歯３１８ｃもまた、図３１で基準線Ｌ２によって示される位置まで角変位Ｑ１１だけ移動し得る。
【０１４２】
揺動歯３１８ｃは、第１の章動の終わりに出力歯３２２ｄとの係合を開始することができるため、出力プレートは、第１の章動の間に角変位Ｑ１２だけ右に回転し得る。角変位Ｑ１２は、第１の章動の開始時に出力歯３２２ｄの位置を示す基準線Ｌ３と基準線Ｌ２との間で測定した場合、揺動プレートの第１の章動の間の出力歯３２２ｄの角変位を示すことができる。隣接する出力歯の間の角度間隔は、基準線Ｌ１と基準線Ｌ３との間に示されるように、完全な回転の１／８６であり得る。よって、１回の章動の間の出力プレートの角変位Ｑ１２は、完全な回転の（１／８６−１／９１）または約０．０６４％であり得る。
【０１４３】
この場合、出力プレートが１回回転するために、１５６５回の揺動プレートの完全な章動を必要とし得る。入力プレートは、揺動プレートが表面歯を有するのと同じ数の入力歯を有し得るため、入力プレートは入力プレートと同じ速度で回転することができる。したがって、１５６５：１のギヤボックスシステムの総ギヤ比では、入力プレートの１５６５回の回転は、出力プレートの１回の回転に対応し得る。
【０１４４】
複数の入力歯、複数の表面歯、第１の複数の揺動歯、複数のステータ歯、第２の複数の揺動歯、及び複数の出力歯の各々は対称的であり得るため、上記説明は、揺動プレートが第２の章動方向５３６に章動しており、出力プレートが第２の回転方向５３８に章動している場合に適用され得る。
【０１４５】
本明細書に記載される種々の実施形態における表面の多くは、記載される実施形態の他の部分にある他の表面と相互作用する正確に設計された曲面を有する。したがって、「平面状の」、「垂直な」、または「整列された」等の用語が使用される場合、これらの用語は、種々の実施形態に関して存在する製造上または使用上の許容範囲内の近似値であり得ることを理解されたい。例えば、軸に「平行である」と言われる表面は、軸に実質的に平行またはほぼ平行であってもよく、正確に平行であることからのいずれの偏差も、物理的なデバイスを作製する上での現実の制約によるものであり、これらの偏差は、記載される実施形態の機能の妨げとならないように十分小さいものであり得る。
【実施例５】
【０１４６】
この実施例は、本明細書に記載される装置またはシステムのいずれかと合わせて使用され得る楕円状に相互連結するギヤボックス機構を操作するための例示的な方法について説明する（図３２を参照のこと）。
【０１４７】
図３２は、楕円状に相互連結するギヤボックスシステムを操作するための、６００で一般的に示される方法の複数のステップを記載する。方法６００は、図１から図３１を参照して記載されるギヤボックスまたはギヤボックスシステムのいずれかと合わせて使用されてもよい。方法６００の種々のステップが以下に記載され、また図３２に示されるが、ステップは必ずしも全て行われる必要はなく、場合よっては、図示されるものとは異なる順序で行われてもよく、また場合よっては、同時に行われてもよい。
【０１４８】
方法６００は、複数の入力歯を含む入力プレートを回転させるステップ６０２を含んでもよい。入力プレートを回転させることは、入力プレートを入力シャフトに連結して入力シャフトを回転させることを含んでもよい。複数の入力歯は、入力プレートの環状入力面または他の面に配置されてもよい。
【０１４９】
方法６００は、複数の入力歯を揺動プレートの複数の表面歯に係合させ、それによって揺動プレートを支点の周りで章動させるステップ６０４を含んでもよい。複数の入力歯を複数の表面歯に係合させることにより、入力プレートが回転するときに揺動プレートを回転させることができる。揺動プレートは、入力プレートと揺動プレートとの間の第１のギヤ比に従って回転することができる。第１のギヤ比は１：１であってもよいが、他の多くの可能性が存在する。揺動プレートは、回転するにつれて章動することができる。揺動プレートは、支点の周りを章動することができ、例えば、支持シャフト３１０のボール部４８２は、揺動プレートがその周りを章動することができる支点としての役割を果たし得る（図２８及び２９を参照のこと）。
【０１５０】
方法６００は、揺動プレートが章動するときに、揺動プレートの第１の複数の揺動歯を複数のステータギヤのステータ歯に係合させるステップ６０６を含んでもよい。第１の複数の揺動歯及び複数のステータ歯の各歯は、円と楕円の複合インボリュートによって画定される面を有してもよい。第１の複数の揺動歯と複数のステータ歯との係合は、円と楕円の複合インボリュートによって画定される面に沿った歯の間の回転接触であってもよい。
【０１５１】
一対の隣接するステータ歯は、一対の隣接するステータ歯の各歯の上の対応する位置の間の角度間隔として歯ピッチを画定することができる。例えば、歯ピッチは、図２２に示される角度間隔Ｑ６とＱ７との和であってもよい。各ステータ歯は、歯ピッチの半分未満である角度幅を有する断面形状を有してもよい。隣接するステータ歯の間のそのような間隔は、揺動プレートが章動すると、第１の複数の揺動歯の揺動歯が、複数のステータ歯によって画定される平面の上方に、下方に、及び平面を通って移動するための間隙を提供し得る。
【０１５２】
複数のステータ歯の各ステータ歯は、ステータ歯の頂点を有してもよく、複数のステータ歯の頂点は、ステータ平面を画定することができる。揺動プレートの１回の章動の間に、複数の揺動歯のうちの１つの少なくとも一部は、ステータ平面の下方の第１の位置から、ステータ平面を通ってステータ平面の上方の第２の位置まで移動し、ステータ平面を通ってステータ平面の下方の第３の位置まで戻るように構成されてもよい（図３０を参照のこと）。
【０１５３】
方法６００は、揺動プレートが章動するときに、揺動プレートの第２の複数の揺動歯を出力プレートの複数の出力歯に係合させるステップ６０８を含んでもよい。第２の複数の揺動歯及び複数の出力歯の各歯は、円と楕円の複合インボリュートによって画定される面を有してもよい。第２の複数の揺動歯と複数の出力歯との係合は、円と楕円の複合インボリュートによって画定される面に沿った歯の間の回転接触であってもよい。
【０１５４】
揺動プレートの第２の複数の揺動歯を出力プレートの複数の出力歯に係合させることにより出力プレートを回転させることができる。入力プレートの回転速度は、出力プレートの回転速度とは異なってもよい。出力プレートは、入力プレートと出力プレートとの間の総ギヤ比に従って回転してもよい。総ギヤ比は、１０００：１もの高さであってもよいか、またはそれより高くてもよい。
【０１５５】
ステップ６０２、６０４、６０６、及び６０８の全ては、同時に起こり得る。すなわち、入力プレートを回転させることにより、揺動プレートの回転、入力歯と表面歯との間の係合、第１の複数の揺動歯とステータ歯との係合、揺動プレートの章動、第２の複数の揺動歯と出力歯との係合、及び出力プレートの回転を引き起こすことができる。
【０１５６】
ステータギヤは、ステータ平面を画定することができ、入力プレートは、ステータ平面に平行であるように構成されてもよく、出力プレートは、ステータ平面に平行であるように構成されてもよく、揺動プレートは、ステータ平面に対して角度を成して傾斜し、かつ入力プレートと出力プレートとの間に配置されるように構成されてもよい（例えば、図２９を参照のこと）。
【実施例６】
【０１５７】
この項では、一連の段落として非限定的に提示される実施形態のさらなる態様及び特徴について記載するが、それらの一部または全ては、明確性及び効率のために英数字の順に示される場合がある。これらの段落の各々は、１つ以上の他の段落、及び／または本出願の他の箇所からの開示と、任意の好適な様式で組み合わせることができる。以下の段落のうちのいくつかは、他の段落について明示的に言及し、またさらに制限し、好適な組み合わせのいくつかの例を非限定的に提供する。
【０１５８】
Ａ１．回転軸及び複数の入力歯を有する入力プレートと、
回転軸に対して非ゼロ角度で配置される揺動軸、背面、背面上に配置された複数の表面歯、揺動軸に垂直な第１の平面内に配置された第１の複数の揺動歯、及び揺動軸に垂直な第２の平面内に配置された第２の複数の揺動歯を有する揺動プレートであって、第２の平面は、揺動軸に沿って第１の平面から離間されている、揺動プレートと、
複数のステータ歯を有するステータギヤと、
回転軸と実質的に整列した出力軸及び複数の出力歯を有する出力プレートと、を備え、
揺動プレートがステータギヤの周りを章動すると、複数の入力歯は、複数の表面歯に係合するように構成され、第１の複数の揺動歯は、複数のステータ歯に係合するように構成され、第２の複数の揺動歯は、複数の出力歯に係合するように構成される、楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１５９】
Ａ２．第１の複数の揺動歯の各歯は、揺動プレートがステータギヤの周りを章動すると、回転接触を介して複数のステータ歯の歯に係合するように構成される、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１６０】
Ａ３．第２の複数の揺動歯は、揺動プレートがステータギヤの周りを章動すると、回転接触を介して複数の出力歯の歯に係合するように構成される、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１６１】
Ａ４．第１の複数の揺動歯は、揺動プレートがステータギヤの周りを章動すると、任意の瞬間にステータギヤの４分の１に沿って複数のステータ歯に係合する、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１６２】
Ａ５．第２の複数の揺動歯は、揺動プレートがステータギヤの周りを章動すると、任意の瞬間に出力プレートの４分の１に沿って複数の出力歯に係合する、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１６３】
Ａ６．第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯の各歯は、揺動歯の断面形状を有し、複数のステータ歯の各歯は、ステータ歯の断面形状を有し、複数の出力歯の各歯は、出力歯の断面形状を有し、各揺動歯の断面形状、角ステータ歯の断面形状、及び各出力歯の断面形状は、円と楕円の複合インボリュートによって少なくとも部分的に画定される、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１６４】
Ａ７．揺動プレートは、入力プレート、ステータ、または出力プレートのうちのいずれかによって揺動プレートに及ぼされる接触力が、回転軸に垂直な平面内にある円の接線方向を向くように構成される、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１６５】
Ａ８．第１の複数の揺動歯の各々は、揺動軸の周りで角度方向に測定した場合に、回転軸の周りで角度方向に測定した場合の複数のステータ歯の隣接するステータ歯の間の角度間隔の半分未満である角度幅を有する、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１６６】
Ａ９．第２の複数の揺動歯の各々は、揺動軸の周りで角度方向に測定した場合に、回転軸の周りで角度方向に測定した場合の複数の出力歯の隣接する出力歯の間の角度間隔の半分未満である角度幅を有する、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１６７】
Ａ１０．揺動プレートの１回の章動の間に、第１の複数の揺動歯のうちの１つの少なくとも一部は、複数のステータ歯の下方の第１の位置から、複数のステータ歯によって画定される平面を通って、複数のステータ歯によって画定される平面の上方の第２の位置まで移動し、複数のステータ歯によって画定される平面を通って複数のステータ歯の下方の第３の位置まで戻るように構成され、下方及び上方は、複数のステータ歯によって画定される平面に対して画定される、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１６８】
Ａ１１．揺動プレートは、
ａ）入力プレートの回転に応じて、入力プレートと揺動プレートとの間の第１のギヤ比に従って回転し、
ｂ）揺動プレートの回転に応じて、揺動プレートとステータギヤとの間の第２のギヤ比に従って章動し、
ｃ）揺動プレートの章動に応じて、揺動プレートと出力プレートとの間の第３のギヤ比に従って出力プレートの回転を駆動するように構成される、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１６９】
Ａ１２．第１のギヤ比、第２のギヤ比、及び第３のギヤ比に依存する、楕円状に相互連結するギヤボックスシステムの総ギヤ比は、少なくとも１０００：１である、段落Ａ１１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１７０】
Ａ１３．入力プレートは第１の入力プレートであり、回転軸は第１の回転軸であり、揺動プレートは第１の揺動プレートであり、ステータギヤは第１のステータギヤであり、出力プレートは第１の出力プレートであり、
第１の出力プレートとともに回転するように構成される第２の入力プレートであって、第２の回転軸の周りを回転するように構成される、第２の入力プレートと、
第２の回転軸に対して非ゼロ角度で配置される第２の揺動軸を有する第２の揺動プレートと、
第２のステータギヤと、
第２の出力プレートと、をさらに備え、
第２の揺動プレートは、第２の入力プレートに係合して第２の入力プレートの回転に応じて回転し、第２のステータギヤに係合して第２の揺動プレートの回転に応じて章動し、第２の出力プレートに係合して第２の揺動プレートの章動に応じて第２の出力プレートの回転を駆動するように構成される、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１７１】
Ａ１４．入力プレートは第１の入力プレートであり、回転軸は第１の回転軸であり、揺動プレートは第１の揺動プレートであり、ステータギヤは第１のステータギヤであり、出力プレートは第１の出力プレートであり、
第２の回転軸に対して非ゼロ角度で配置される第２の揺動軸を有する第２の揺動プレートと、
第２のステータギヤと、
第２の出力プレートと、をさらに備え、
第２の揺動プレートは、第１の出力プレートに係合して第１の出力プレートの回転に応じて回転し、第２のステータギヤに係合して第２の揺動プレートの回転に応じて章動し、第２の出力プレートに係合して第２の揺動プレートの章動に応じて第２の出力プレートの回転を駆動するように構成される、段落Ａ１に記載の楕円状に相互連結するギヤボックスシステム。
【０１７２】
Ｂ１．楕円状に相互連結するギヤボックスシステムにおいて使用するための揺動プレートであって、
揺動軸と、
揺動軸に垂直な第１の平面内に配置された第１の複数の揺動歯と、
揺動軸に垂直な第２の平面内に配置された第２の複数の揺動歯であって、第２の平面は、第１の平面から揺動軸に沿って離間されている、第２の複数の揺動歯と、
揺動軸に垂直な第３の平面内に配置された複数の表面歯であって、第３の平面は、第１の平面及び第２の平面から揺動軸に沿って離間されている、複数の表面歯と、を備え、
第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯のうちの少なくとも一方は、円と楕円の複合インボリュートによって少なくとも部分的に画定される断面形状を有する、揺動プレート。
【０１７３】
Ｂ２．揺動プレートは、楕円状に相互連結するギヤボックスシステム内の別のギヤまたはプレートによって揺動プレートに及ぼされる接触力が、揺動軸、及び接点から揺動軸に延在する放射状の線に平行な線に実質的に垂直な方向を向くように構成される、段落Ｂ１に記載の揺動プレート。
【０１７４】
Ｂ３．第１の複数の揺動歯の各歯は、揺動軸の周りで角度方向に測定した場合に、第１の複数の揺動歯の隣接する歯の間の角度間隔の半分未満である角度幅を有する、段落Ｂ１に記載の揺動プレート。
【０１７５】
Ｂ４．第２の複数の揺動歯の各歯は、揺動軸の周りで角度方向に測定した場合に、第２の複数の揺動歯の隣接する歯の間の角度間隔の半分未満である角度幅を有する、段落Ｂ３に記載の揺動プレート。
【０１７６】
Ｂ５．第１の複数の揺動歯の各歯は、２つの係合面を有し、２つの係合面の各々は、円と楕円の複合インボリュートによって画定され、２つの係合面は、歯の反対側を画定する、段落Ｂ１に記載の揺動プレート。
【０１７７】
Ｂ６．第２の複数の揺動歯の各歯は、２つの係合面を有し、２つの係合面の各々は、円と楕円の複合インボリュートによって画定され、２つの係合面は、歯の反対側を画定する、段落Ｂ５に記載の揺動プレート。
【０１７８】
Ｂ７．複数の表面歯は、揺動プレートの円錐台状面上に配置され、円錐台状面は、揺動プレートの質量中心が円錐台状面の頂点であるように構成される、段落Ｂ１に記載の揺動プレート。
【０１７９】
Ｃ１．複数の入力歯を含む入力プレートを回転させるステップと、
複数の入力歯を揺動プレートの複数の表面歯に係合させ、それによって揺動プレートを支点の周りで章動させるステップと、
揺動プレートが章動するときに、揺動プレートの第１の複数の揺動歯をステータギヤの複数のステータ歯に係合させるステップと、
揺動プレートが章動するときに、揺動プレートの第２の複数の揺動歯を出力プレートの複数の出力歯に係合させるステップと、を含む、楕円状に相互連結するギヤボックス機構を操作するための方法。
【０１８０】
Ｃ２．第１の複数の揺動歯、第２の複数の揺動歯、複数のステータ歯、及び複数の出力歯の各歯は、円と楕円の複合インボリュートによって画定される面を有する、段落Ｃ１に記載の方法。
【０１８１】
Ｃ３．一対の隣接するステータ歯は、一対の隣接するステータ歯の各歯の上の対応する位置の間の角度間隔として歯ピッチを画定し、各ステータは、歯ピッチの半分未満である角度幅を有する断面形状を有する、段落Ｃ１に記載の方法。
【０１８２】
Ｃ４．ステータギヤはステータ平面を画定し、入力プレートは、ステータ平面に平行であるように構成され、出力プレートは、ステータ平面に平行であるように構成され、揺動プレートは、ステータ平面に対して角度を成して傾斜し、かつ入力プレートと出力プレートとの間に配置されるように構成される、段落Ｃ１に記載の方法。
【０１８３】
Ｃ５．複数のステータ歯の各ステータ歯は、ステータ歯の頂点を有し、複数のステータ歯の頂点は、ステータ平面を画定し、揺動プレートの１回の章動の間に、複数の揺動歯のうちの１つの少なくとも一部は、ステータ平面の下方の第１の位置から、ステータ平面を通ってステータ平面の上方の第２の位置まで移動し、ステータ平面を通ってステータ平面の下方の第３の位置まで戻るように構成される、段落Ｃ１に記載の方法。
【０１８４】
Ｃ６．  入力プレートを回転させることは、入力プレートを入力シャフトに連結して入力シャフトを回転させることを含む、段落Ｃ１に記載の方法。
【０１８５】
Ｃ７．揺動プレートの第２の複数の揺動歯を出力プレートの複数の出力歯に係合させることにより出力プレートを回転させ、入力プレートの回転速度は、出力プレートの回転速度とは異なる、段落Ｃ１に記載の方法。
【０１８６】
Ｄ１．入力プレート、揺動プレート、ステータ、及び出力プレートを備え、
揺動プレートは、
ａ）入力プレートに係合し、入力プレートの回転に応じて、入力プレートと揺動プレートとの間の第１のギヤ比に従って回転し、
ｂ）ステータに係合し、揺動プレートの回転に応じて、揺動プレートとステータとの間の第２のギヤ比に従って章動し、
ｃ）出力プレートに係合し、揺動プレートの章動に応じて、揺動プレートと出力プレートとの間の第３のギヤ比に従って出力プレートの回転を駆動するように構成される、ギヤボックスシステム。
【０１８７】
Ｄ２．第１、第２、及び第３のギヤ比に依存する、ギヤボックスの総ギヤ比は、少なくとも１０００：１である、段落Ｄ１に記載のギヤボックスシステム。
【０１８８】
Ｄ３．揺動プレートは、第１の複数の揺動歯及び第２の複数の揺動歯を含み、ステータは、複数のステータ歯を含み、揺動プレートは、第１の複数の揺動歯と複数のステータ歯との間の回転接触を介してステータに係合するように構成される、段落Ｄ２に記載のギヤボックスシステム。
【０１８９】
Ｄ４．出力プレートは、複数の出力歯を含み、揺動プレートは、第２の複数の揺動歯と複数の出力歯との間の回転接触を介して出力プレートに係合するように構成される、段落Ｄ３に記載のギヤボックスシステム。
【０１９０】
Ｄ５．８０％より高い効率で動作するように構成される、段落Ｄ４に記載のギヤボックスシステム。
【０１９１】
Ｄ６．第１の複数の揺動歯、第２の複数の揺動歯、複数のステータ歯、及び複数の出力歯の各々は、円と楕円の複合インボリュートによって少なくとも部分的に画定される断面形状を有する、段落Ｄ５に記載のギヤボックスシステム。
【０１９２】
Ｅ１．ステータ、入力プレート、揺動プレート、及び出力プレートを備え、
揺動プレートは、入力プレート、ステータ、及び出力プレートに係合するように構成され、入力プレートの回転に応じて章動及び回転するようにさらに構成され、出力プレートは、揺動プレートの回転に応じて回転するように構成され、
入力プレートの回転と出力プレートの回転の比は、少なくとも１０００：１である、ギヤボックスシステム。
【０１９３】
Ｆ１．ステータ、入力プレート、揺動プレート、及び出力プレートを備え、
揺動プレートは、入力プレート、ステータ、及び出力プレートに係合するように構成され、入力プレートの回転に応じて章動及び回転するようにさらに構成され、出力プレートは、揺動プレートの回転に応じて回転するように構成され、
入力プレートの回転と出力プレートの回転の比は、少なくとも１０００：１であり、
８０％より高い効率で動作するように構成される、ギヤボックスシステム。
【０１９４】
Ｇ１．楕円状に相互連結するギヤボックスシステムに使用するための揺動プレートであって、
揺動軸と、
第１の内直径を有する第１のリング内に配置された第１の複数の揺動歯と、
第２の内直径を有する第２のリング内に配置されされた第２の複数の揺動歯であって、第２のリングは、第１のリングから揺動軸に沿って離間されており、第２の内直径は、第１の内直径よりも小さい、第２の複数の揺動歯と、
揺動軸に垂直な第３の平面内に配置された複数の表面歯であって、第３の平面は、第１の平面及び第２の平面から揺動軸に沿って離間されている、複数の表面歯と、を備える、揺動プレート。
【０１９５】
利点、特徴、利益
本明細書に記載されるギヤボックスシステムの異なる実施形態は、高いギヤ比を有すると同時に小さい容積を占めるギヤボックスを設計するための既知の解決策に勝るいくつかの利点を提供する。本開示によれば、入力プレート、ステータ、揺動プレート、及び出力プレートを使用するだけで、数百、またさらには数千のギヤ比が可能となる。例えば、本明細書に記載される例示的な実施形態は、章動する揺動プレートの高効率な非偏心運動を可能にする。既知のシステムまたはデバイスは、特にそのような小さな容積では、これらの機能を実行することはできない。したがって、本明細書に記載される例示的な実施形態は、小さい容積で少数の可動部品を有する、高ギヤ比及び高効率のギヤボックスを作成するために特に有用である。しかしながら、本明細書に記載される全ての実施形態が同じ利点または同じ程度の利点を提供するわけではない。
【０１９６】
結論
上述の開示は、独立した有用性を伴う複数の異なる開示を包含し得る。これらの開示の各々は、その好ましい形態（複数可）で開示されてきたが、本明細書に開示及び例示されるそれらの特定の実施形態は、多くの変形例が可能であるため、限定的な意味で解釈されるべきではない。本開示内で項目の表題が使用される限り、そのような表題は、組織化を目的としているに過ぎず、いずれかの請求される開示の特徴を構成するものではない。本開示（複数可）の主題は、本明細書に開示される種々の要素、特徴、機能、及び／または特性の全ての新規及び非自明性の組み合わせ及び下位組み合わせを含む。以下の特許請求の範囲は、新規及び非自明性であると見なされる特定の組み合わせ及び下位組み合わせを特に指摘している。特徴、機能、要素、及び／または特性の他の組み合わせ及び下位組み合わせにおいて具現化される開示（複数可）は、本出願または関連出願からの優先権を請求する出願において請求され得る。そのような請求項もまた、異なる開示を対象としようと同じ開示を対象としようと、また元の請求項の範囲よりも広義であるか、狭義であるか、それと等しいか、または異なるにせよ、本開示の開示（複数可）の主題内に含まれると見なされる。
【符号の説明】
【０１９７】
Ａ１  回転軸
Ａ２  揺動軸
Ａ３  出力軸
Ａ５  回転軸
Ａ６  揺動軸
１０  ギヤボックス
１２  入力プレート
１４  揺動プレート
１６  ステータ
１８  出力プレート
２０  入力シャフト
２２  複数の入力歯
２４  環状入力面
２６  背面
２８  複数の表面歯
３０  第１の複数の揺動歯
３２  第２の複数の揺動歯
３４  複数のステータ歯
３６  複数の出力歯
３８  出力シャフト
【図１】
2017122504.tif 000003
【図２】
2017122504.tif 000004
【図３】
2017122504.tif 000005
【図４】
2017122504.tif 000006
【図５】
2017122504.tif 000007
【図６】
2017122504.tif 000008
【図７】
2017122504.tif 000009
【図８】
2017122504.tif 000010
【図９】
2017122504.tif 000011
【図１０】
2017122504.tif 000012
【図１１】
2017122504.tif 000013
【図１２】
2017122504.tif 000014
【図１３】
2017122504.tif 000015
【図１４】
2017122504.tif 000016
【図１５】
2017122504.tif 000017
【図１６】
2017122504.tif 000018
【図１７】
2017122504.tif 000019
【図１８】
2017122504.tif 000020
【図１９】
2017122504.tif 000021
【図２０】
2017122504.tif 000022
【図２１】
2017122504.tif 000023
【図２２】
2017122504.tif 000024
【図２３】
2017122504.tif 000025
【図２４】
2017122504.tif 000026
【図２５】
2017122504.tif 000027
【図２６】
2017122504.tif 000028
【図２７】
2017122504.tif 000029
【図２８】
2017122504.tif 000030
【図２９】
2017122504.tif 000031
【図３０】
2017122504.tif 000032
【図３１】
2017122504.tif 000033
【図３２】
2017122504.tif 000034
【外国語明細書】
2017122504000001.pdf