(57)【要約】【課題】高トルクの瞬間加速が可能な回転装置を提供する。【解決手段】本発明は、正／逆回転転換に効率的であり、強いトルク出力及び瞬間加速具現が可能な回転装置に関するものであって、第１ギアを備える第１ギア部；第１ギアと連結されて、第１ギアと相対回転する第２ギアを備える第２ギア部；第２ギアと連結されて、第２ギアと相対回転する第３ギアを備える第３ギア部；及び第１ないし第３ギア部のうち、２つのギア部である第１及び第２入力ギア部に回動力をそれぞれ提供して、残りのギア部である出力ギア部の回転出力を決定する第１及び第２駆動部；を含み、第１及び第２駆動部のうち少なくとも１つは、第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つの回転速度を変更して、出力ギア部の回転速度を変化させる瞬間加速具現が可能な回転装置である。【選択図】図１
2020522662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ギアを備える第１ギア部と、
前記第１ギアと連結されて、前記第１ギアと相対回転する第２ギアを備える第２ギア部と、
前記第２ギアと連結されて、前記第２ギアと相対回転する第３ギアを備える第３ギア部と、
前記第１ないし第３ギア部のうち、２つのギア部である第１及び第２入力ギア部に回動力をそれぞれ提供して、残りのギア部である出力ギア部の出力パワーを決定する第１及び第２駆動部と、を含み、
前記第１及び第２駆動部のうち少なくとも１つは、前記第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つの回転速度を変更して、前記出力パワーである出力回転速度及び出力トルクのうち少なくとも１つを変化させ、
前記出力パワーの変化前後の前記第１入力ギア部のそれぞれの回転方向は、前記第１入力ギア部の初期回転方向と同一であり、
前記出力パワーの変化前後の前記第２入力ギア部のそれぞれの回転方向は、前記第２入力ギア部の初期回転方向と同一である瞬間加速具現が可能な回転装置。
【請求項２】
前記出力回転速度及び出力トルクのうち少なくとも１つが、０ではない場合、前記第１及び第２入力ギア部の回転速度は、０を超過する請求項１に記載の瞬間加速具現が可能な回転装置。
【請求項３】
前記第１及び第２駆動部は、前記出力回転速度が０であり、前記出力トルクが０を超過するように駆動する請求項１に記載の瞬間加速具現が可能な回転装置。
【請求項４】
前記出力パワーの変化は、前記出力回転速度が一定であり、前記出力トルクが変動する場合、前記出力回転速度が変動し、前記出力トルクが一定の場合、及び前記出力回転速度及び前記出力トルクが変動する場合のうち何れか１つである請求項１に記載の瞬間加速具現が可能な回転装置。
【請求項５】
前記第１及び第２駆動部は、前記出力回転速度が第１方向から第２方向に変動するように駆動する請求項１に記載の瞬間加速具現が可能な回転装置。
【請求項６】
前記第１及び第２駆動部のうち少なくとも１つは、前記第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つの回転を急停止して、前記出力ギア部の回転速度を前記急停止に対応して急変させる請求項１に記載の瞬間加速具現が可能な回転装置。
【請求項７】
前記第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つは、回転慣性を保持するフライホイールをさらに含む請求項１に記載の回転装置。
【請求項８】
前記２つのギア部のうち何れか１つは、他の１つよりも回転慣性がさらに大きく、
前記２つのギア部のうち、回転慣性がさらに小さなギア部の回転を急停止して、前記残りのギア部の回転速度を前記回転急停止に対応して急変させる請求項１に記載の回転装置。
【請求項９】
同じ軸で配列されたリングギアとサンギア、キャリアで連結されて、前記リングギア及びサンギア間を接続連結する遊星ギア部を備える遊星ギア列をさらに含み、
前記第１ギア部は、前記リングギアを備え、
前記第２ギア部は、前記キャリアを備え、
前記第３ギア部は、前記サンギアを備える請求項１に記載の回転装置。
【請求項１０】
前記第２ギア部は、回転自在であり、主動ギアを収納する差動ケースを備え、
前記第１及び第３ギア部は、前記主動ギアに傘歯車方式で噛み合わされる第１及び第２従動ギアをそれぞれ備える請求項１に記載の回転装置。
【請求項１１】
前記第１ギア部は、楕円形のウェーブカムを備え、
前記第２ギア部は、前記ウェーブカムの外部に装着され、外周面に複数個の歯形が成形され、前記ウェーブカムによって弾性変形されるフレックススプラインを備え、
前記第３ギア部は、前記フレックススプラインを収納し、前記フレックススプラインと噛み合う内部に歯形が形成された円形スプラインを備える請求項１に記載の回転装置。
【請求項１２】
第１ギアを備える第１ギア部と、
前記第１ギアと連結されて、前記第１ギアと相対回転する第２ギアを備える第２ギア部と、
前記第２ギアと連結されて、前記第２ギアと相対回転する第３ギアを備える第３ギア部と、
前記第１ないし第３ギア部のうち、２つのギア部である第１及び第２入力ギア部に回動力をそれぞれ提供して、残りのギア部である出力ギア部の出力パワーを決定する第１及び第２駆動部と、を含む瞬間加速具現が可能な回転装置を制御する方法であって、
前記第１及び第２駆動部のうち少なくとも１つは、前記第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つの回転速度を変更して、前記出力パワーである出力回転速度及び出力トルクのうち少なくとも１つを変化させる段階を含み、
前記出力パワーの変化前後の前記第１入力ギア部のそれぞれの回転方向は、前記第１入力ギア部の初期回転方向と同一であり、
前記出力パワーの変化前後の前記第２入力ギア部のそれぞれの回転方向は、前記第２入力ギア部の初期回転方向と同一である回転装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正／逆回転転換に効率的であり、強いトルク出力及び瞬間加速具現が可能な回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
システムを動かすか、制御するのに使われるアクチュエータ（ａｃｔｕａｔｏｒ）のような原動駆動装置を精巧に制御しようとする研究が続いている。また、低コストや複雑ではない装置で強いトルクを必要とし、正／逆回転に効率的な装置を必要としており、瞬間加速度が大きな回転装置を必要としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、安定した状態の回転力を提供する装置であって、停止状態または一定速度で回転する運動状態で強いトルク力を安定して保持させる装置を提供することである。
【０００４】
また、本発明は、出力の回転方向を時計回り方向から逆時計回り方向またはその逆方向に安定して変換させることができる回転装置を提供することである。
また、本発明は、出力の回転力を安定して急変させる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態による瞬間加速具現が可能な回転装置は、第１ギアを備える第１ギア部；前記第１ギアと連結されて、前記第１ギアと相対回転する第２ギアを備える第２ギア部；前記第２ギアと連結されて、前記第２ギアと相対回転する第３ギアを備える第３ギア部；及び前記第１ないし第３ギア部のうち、２つのギア部である第１及び第２入力ギア部に回動力をそれぞれ提供して、残りのギア部である出力ギア部の出力パワーを決定する第１及び第２駆動部；を含み、前記第１及び第２駆動部のうち少なくとも１つは、前記第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つの回転速度を変更して、前記出力パワーである出力回転速度及び出力トルクのうち少なくとも１つを変化させ、前記出力パワーの変化前後の前記第１入力ギア部のそれぞれの回転方向は、前記第１入力ギア部の初期回転方向と同一であり、前記出力パワーの変化前後の前記第２入力ギア部のそれぞれの回転方向は、前記第２入力ギア部の初期回転方向と同一である。
【０００６】
また、前記出力回転速度及び出力トルクのうち少なくとも１つが、０ではない場合、前記第１及び第２入力ギア部の回転速度は、０を超過することができる。
【０００７】
また、前記第１及び第２駆動部は、前記出力回転速度が０であり、前記出力トルクが０を超過するように駆動する瞬間加速具現が可能である。
【０００８】
また、前記出力パワーの変化は、前記出力回転速度が一定であり、前記出力トルクが変動する場合、前記出力回転速度が変動し、前記出力トルクが一定の場合、及び前記出力回転速度及び前記出力トルクが変動する場合のうち何れか１つであり得る。
【０００９】
また、前記第１及び第２駆動部は、前記出力回転速度が第１方向から第２方向に変動するように駆動する瞬間加速具現が可能である。
【００１０】
また、前記第１及び第２駆動部のうち少なくとも１つは、前記第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つの回転を急停止して、前記出力ギア部の回転速度を前記急停止に対応して急変させることができる。
【００１１】
また、前記第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つは、回転慣性を保持するフライホイールをさらに含みうる。
【００１２】
また、前記２つのギア部のうち何れか１つは、他の１つよりも回転慣性がさらに大きく、前記２つのギア部のうち、回転慣性がさらに小さなギア部の回転を急停止して、前記残りのギア部の回転速度を前記回転急停止に対応して急変させることができる。
【００１３】
また、同じ軸で配列されたリング（ｒｉｎｇ）ギアとサン（ｓｕｎ）ギア、キャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）で連結されて、前記リングギア及びサンギア間を接続連結する遊星ギア部を備える遊星ギア列をさらに含み、前記第１ギア部は、前記リングギアを備え、前記第２ギア部は、前記キャリアを備え、前記第３ギア部は、前記サンギアを備えることができる。
【００１４】
また、前記第２ギア部は、回転自在であり、主動ギアを収納する差動ケースを備え、前記第１及び第３ギア部は、前記主動ギアに傘歯車方式で噛み合わされる第１及び第２従動ギアをそれぞれ備えることができる。
【００１５】
また、前記第１ギア部は、楕円形のウェーブカムを備え、前記第２ギア部は、前記ウェーブカムの外部に装着され、外周面に複数個の歯形が成形され、前記ウェーブカムによって弾性変形されるフレックススプライン（ｆｌｅｘ  ｓｐｌｉｎｅ）を備え、前記第３ギア部は、前記フレックススプラインを収納し、前記フレックススプラインと噛み合う内部に歯形が形成された円形スプラインを備えることができる。
【００１６】
本発明による回転装置の制御方法は、第１ギアを備える第１ギア部；前記第２ギアと連結されて、前記第２ギアと相対回転する第３ギアを備える第３ギア部；及び前記第１ないし第３ギア部のうち、２つのギア部である第１及び第２入力ギア部に回動力をそれぞれ提供して、残りのギア部である出力ギア部の出力パワーを決定する第１及び第２駆動部；を含む瞬間加速具現が可能な回転装置を制御する方法であって、前記第１及び第２駆動部のうち少なくとも１つは、前記第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つの回転速度を変更して、前記出力パワーである出力回転速度及び出力トルクのうち少なくとも１つを変化させる段階を含み、前記出力パワーの変化前後の前記第１入力ギア部のそれぞれの回転方向は、前記第１入力ギア部の初期回転方向と同一であり、前記出力パワーの変化前後の前記第２入力ギア部のそれぞれの回転方向は、前記第２入力ギア部の初期回転方向と同一である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による回転装置は、入力部の駆動装置を回転し続けて、回転装置が停止状態または回転状態である時、高い出力のトルクを有しうる。
本発明による回転装置は、高い加速性能、動力伝達効率、エネルギー効率を有し、低い振動を発生させうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態による回転装置の構造ブロック図である。
【図２】図１の回転装置の一実施形態を示す図面である。
【図３】図２に示された回転装置のそれぞれの実施形態によるギア列の断面図である。
【図４】図２に示された回転装置のそれぞれの実施形態によるギア列の断面図である。
【図５】回転装置の他の実施形態を示す図面である。
【図６】回転装置のさらに他の実施形態を示す図面である。
【図７】この回転装置の制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
第１、第２などの用語は、多様な構成要素の説明に使われうるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。例えば、本発明の権利範囲を外れずに、第１構成要素は、第２構成要素と名付けられ、同様に、第２構成要素は、第１構成要素とも名付けられる。「及び／または」という用語は、複数の関連した記載項目の組合せ、または複数の関連した記載項目のうちの何れかの項目を含む。
【００２０】
ある構成要素が、他の構成要素に「連結されて」、または「接続されて」いるという記載は、その他の構成要素に直接に連結または接続されてもいるが、中間に他の構成要素が存在することもできると理解しなければならない。一方、ある構成要素が、他の構成要素に「直接連結されて」、または「直接接続されて」いるという記載は、中間に他の構成要素が存在しないものと理解しなければならない。また、ネットワーク上の第１構成要素と第２構成要素とが連結または接続されているということは、有線または無線で第１構成要素と第２構成要素との間にデータを送受信することができるということを意味する。
【００２１】
また、以下の説明で使われる構成要素に対する接尾辞「モジュール」及び「部」は、単に本明細書の作成の容易さのみが考慮されて付与されるものであって、それ自体で特に重要な意味または役割を付与するものではない。したがって、前記「モジュール」及び「部」は、互いに混用されて使われることもある。
【００２２】
このような構成要素は、実際の応用で具現される時、必要に応じて２以上の構成要素が１つの構成要素に合わせられるか、あるいは１つの構成要素が２以上の構成要素に細分されて構成することができる。図面全体を通じて同一または類似した構成要素に対しては、同じ図面符号を付与し、同じ図面符号を有する構成要素についての詳しい説明は、前述した構成要素についての説明に代替されて省略される。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態による回転装置の構造ブロック図である。
図１を参照すれば、本発明による回転装置は、第１ないし第３ギア部（Ｇ１〜Ｇ３）、及び第１ないし第３駆動供給部（Ｄ１〜Ｄ３）のうち少なくとも２つを含みうる。
【００２４】
第１ないし第３ギア部（Ｇ１〜Ｇ３）のそれぞれは、入力または出力軸で作動する第１ないし第３回転軸（ａ１〜ａ３）を備えることができる。第１ないし第３ギア部（Ｇ１〜Ｇ３）のうち少なくとも１つは、回転軸（ａ１〜ａ３のうち１つ）に締結または連結されたギア（ｇ１〜ｇ３のうち１つ）を備えることができる。例えば、第１回転軸（ａ１）は、第１ギア（ｇ１）を備え、第１ギア（ｇ１）は、第１回転軸（ａ１）と同一軸を有するように直接締結されるか、ギア連結またはキャリアなどの連結バーを通じて連結される。
【００２５】
第１ないし第３ギア部（Ｇ１〜Ｇ３）は、それぞれ第１ないし第３ギア（ｇ１〜ｇ３）を備えることができる。第２ギア（ｇ２）は、第１ギア（ｇ１）に連結されて、第１ギア（ｇ１）と相対回転する。第２ギア（ｇ２）は、第３ギア（ｇ３）に連結されて、第３ギア（ｇ３）と相対回転する。各ギアの回転は、自転を基本とし、さらに公転する。第１ないし第３回転軸（ａ１〜ａ３）のうち何れか一軸の回転速度は、第１ないし第３ギア（ｇ１〜ｇ３）の連結によって第１ないし第３回転軸（ａ１〜ａ３）のうち、残りの２つの回転速度に従属される。
【００２６】
第１ないし第３駆動供給部（Ｄ１〜Ｄ３）は、それぞれ第１ないし第３回転軸（ａ１〜ａ３）に連結される。各駆動供給部は、連結された各回転軸が回転するように駆動力を供給し、制動機を備えて回転軸の回転を減少または停止させることができる。各駆動供給部は、回転慣性を大きくするためにフライホイールを備えることができる。フライホイールは、ギア部の回転軸に駆動供給部と独立して締結される。
【００２７】
この回転装置の構成要素は、入力部と出力部とに区分される。
入力部は、第１ないし第３駆動供給部（Ｄ１〜Ｄ３）のうち、２つの駆動供給部（以下、‘第１及び第２駆動部’）を備えることができる。入力部は、第１ないし第３ギア部（Ｇ１〜Ｇ３）のうち、第１及び第２駆動部のそれぞれに連結されたギア部（以下、‘第１及び第２入力ギア部’）をさらに備えることができる。第１及び第２駆動部は、第１及び第２入力ギア部に回動力を供給することができる。
【００２８】
出力部は、第１ないし第３ギア部（Ｇ１〜Ｇ３）のうち、入力部ではないギア部（以下、‘出力ギア部’）を備えることができる。出力部の出力軸は、出力ギア部の回転軸であり得る。
【００２９】
出力部は、第１ないし第３駆動供給部（Ｄ１〜Ｄ３）のうち、入力部ではない駆動供給部（以下、‘出力駆動部’）をさらに備えることができる。出力駆動部は、出力軸にさらに動力（回転力）を供給することができる。
【００３０】
本発明による回転装置は、制御部（図示せず）をさらに含みうる。制御部は、通常の第１及び第２駆動部の動作を制御して、本発明による回転装置の全般的な動作を制御することができる。制御部は、第１及び第２駆動部のうち少なくとも１つを制御して、第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つの回転速度を制御し、最終的に出力ギア部の出力パワーを決定することができる。
【００３１】
出力軸の出力パワーは出力軸の回転速度（以下、‘出力回転速度’）及びトルク（以下、‘出力トルク’）を意味する。
【００３２】
第１及び第２駆動部は、第１及び第２入力ギア部に回動力をそれぞれ提供して、出力ギア部の出力パワーを決定することができる。決定される出力パワーは、出力回転速度及び出力トルクであるか、出力回転速度及び出力トルクのうち何れか１つであり得る。初期駆動時に、出力回転速度及び出力トルクいずれもが決定されることが望ましい。
【００３３】
出力ギア部が特定回転速度で回転する時、第１及び第２入力ギア部のそれぞれの回転方向は、第１及び第２入力ギア部のそれぞれの初期回転方向と同一になるように駆動することが望ましい。これは、第１及び第２駆動部の回転方向逆転が発生しないことを意味する。例えば、駆動部がモータである場合、モータの正／逆回転する必要がなくて、正／逆回転による問題が発生しない。第１及び第２駆動部は、引き続き一方向のみに回転すれば良いので、回転方向逆転によるモータの機械または電気的な問題に自在である。これは、第１及び第２駆動部に多様なモータを採択することができるということを意味する。第１及び第２駆動部の回転方向逆転が起こらないために、回転方向逆転によるモータなどの機械的な衝撃、振動、故障率などが低下し、モータに供給するエネルギー源の電圧変更などによるサージ電圧などを予防することができる。
【００３４】
出力回転速度及び出力トルクのうち少なくとも１つが、０ではない場合、第１及び第２入力ギア部の回転速度は、０を超過することが望ましい。モータ（第１及び第２駆動部）の一方向の回転速度のみ変化させて、出力パワーの変動が可能であるために、制御が容易になる。
【００３５】
制御部は、第１及び第２入力ギア部の回転速度を多様にして、特定出力回転速度に多様な出力トルクを有しうる。例えば、制御部は、出力回転速度が０でありながら、出力トルクを変化させることができる。この際、出力トルクは、０ではないことが望ましい。
【００３６】
第１及び第２駆動部のうち少なくとも１つは、連結された入力ギア部の回転速度を変更して、出力ギア部の回転出力を変化させることができる。回転出力の変化は、出力回転速度が一定であり、出力トルクが変動する場合、出力回転速度が変動し、出力トルクが一定の場合、そして、出力回転速度及び出力トルクいずれもが変動する場合のうち何れか１つであり得る。
【００３７】
回転出力が変化する場合、第１及び第２入力ギア部のそれぞれの回転方向は、初期回転方向と同一であることが望ましい。モータが一方向のみに回転できるためである。また、第１及び第２入力ギア部の回転速度は、０を超過することが望ましい。即刻な出力変動が可能になるためである。
【００３８】
回転出力のうち、出力回転速度は、第１方向から第２方向に変動される。すなわち、第１及び第２入力ギア部の方向逆転なしにそれぞれの回転速度変化のみで出力回転速度が正回転から逆回転に変動される。
【００３９】
第１及び第２駆動部のうち少なくとも１つの駆動部は、連結された入力ギア部の回転を急停止して、出力ギア部の回転速度を入力ギア部の急停止に対応して急変させることができる。
【００４０】
入力部のうち、第１入力ギア部は、第２入力ギア部よりも回転慣性が大きいことが望ましい。その差は、２〜１００００の比率であることが望ましい。第１入力ギア部の高い回転慣性は、前述したフライホイールなどで具現可能である。この際、前述した入力部の急停止で出力部の急激な回転速度変更時に、回転慣性が小さな第２入力ギア部の回転を急停止することが望ましい。そして、回転慣性がさらに大きな第１入力ギア部は、一定速度を保持することが望ましい。出力部が急加速を行う時、回転慣性が大きな第１入力ギア部を特定速度で回転させれば、安定的であり、一貫した出力部の急加速性能が保持されるためである。
【００４１】
図２は、図１の回転装置の一実施形態を示す図面であり、図３及び図４は、図２に示された回転装置のそれぞれの実施形態によるギア列の断面図であり、図７は、この回転装置の制御方法の一実施形態によるフローチャートである。
【００４２】
図２及び図３を参照すれば、本発明による回転装置は、複数のギア部１１０、１３０、１４０、１２０、及び第１及び第２駆動部１５２、１６２を含みうる。本実施形態による減速装置は、遊星ギア装置であり得る。
【００４３】
複数のギア部は、リングギア部１１０、キャリア部１２０、及びサンギア部１３０を含みうる。複数のギア部は、図１に示された第１ないし第３ギア部（Ｇ１〜Ｇ３）にそれぞれ対応しうる。すなわち、第１ギア部（Ｇ１）は、リングギア部１１０、第２ギア部（Ｇ２）は、キャリア部１２０に、第３ギア部（Ｇ３）は、サンギア部１３０にそれぞれ対応しうる。
【００４４】
リングギア部１１０は、リングギア１１２及びリングギア軸１１５を備えることができる。リングギア１１２及びリングギア軸１１５は、図１の第１ギア（ｇ１）及び第１回転軸（ａ１）にそれぞれ対応しうる。
【００４５】
サンギア部１３０は、サンギア１３２及びサンギア軸１３５を備えることができる。サンギア１３２及びサンギア軸１３５は、図１の第３ギア（ｇ３）及び第３回転軸（ａ３）にそれぞれ対応しうる。
【００４６】
キャリア部１２０は、キャリア１２２及びキャリア軸１２５を備えることができる。キャリア部１２０は、遊星ギア部１４０をさらに備えることができる。遊星ギア部１４０は、少なくとも１つの遊星ギア１４２、１４４を備えることができる。キャリア軸１２５及び遊星ギア１４２、１４４は、図１の第２回転軸（ｇ２）及び第２ギア（ｇ２）にそれぞれ対応しうる。
【００４７】
リングギア１１２とサンギア１３２は、同じ軸上に配列される。リングギア１１２とサンギア１３２は、遊星ギア部１４０によって互いに接続連結される。遊星ギア部１４０は、キャリア１２２によって連結され、少なくとも１つの遊星ギアで構成することができる。本実施形態において、遊星ギア部１４０は、第１及び第２遊星ギア１４２、１４４で具現したが、これに限定されず、１個または３個以上で具現可能である。リングギア１１２、サンギア１３２、遊星ギア部１４０、及びキャリア１２２は、遊星ギア列（ｐｌａｎｅｔ  ｇｅａｒ  ｔｒａｉｎ）を構成することができる。図３は、遊星ギア列の各ギアの配置状態を示した一例であり、これに限定されるものではない。例えば、図３のように、キャリア軸１２５が中空に形成されて、サンギア軸１３５が外部に突設するか、図４のように、リングギア軸１１５が中空に形成されて、サンギア軸１３５がリングギア軸の中空を通じて外部に突出する。図４の場合、キャリア軸１２５は、中空ではない形状に製作することができる。
【００４８】
第１及び第２駆動部１５２、１６２は、リングギア部１１０、サンギア部１３０、及びキャリア部１２０のうち、２つに駆動力を供給することができる。これにより、複数のギア部のうち、２つは入力端になり、残りの１つは出力端になる。第１及び第２駆動部１５２、１６２は、回転力を提供するあらゆる装置であり、本実施形態において、モータと図示し、これに限定されるものではない。第１及び第２駆動部１５２、１６２は、リングギア部１１０、サンギア部１３０、及びキャリア部１２０のうち、駆動力を入力されるユニットのリングギア１１２、サンギア１３２、及びキャリア１２２に直接回転力を提供するか、入力ユニットのギアの各軸１１５、１３５、１２５に直接回転力を提供するか、ギアやベルト、チェーンなどを用いて回転力を提供することができる。
【００４９】
第１及び第２駆動部１５２、１６２は、制動機（図示せず）をさらに備えることができる。制動機は、入力ユニットの回転を制動することができる。制動機は、一般的なブレーキ構造が使われる。制動機は、空気抵抗、回生ブレーキ、ＡＣモータの非常停止装置などを含みうる。
【００５０】
本発明による回転装置は、制御部１００をさらに含みうる。制御部１００は、通常の第１及び第２駆動部１５２、１６２の動作を制御して、本発明による回転装置の全般的な動作を制御することができる。
【００５１】
図３を参照すれば、本実施形態において、第１及び第２駆動部１５２、１６２は、それぞれリングギア部１１０及びサンギア部１３０に駆動力を提供すると図示した。但し、これに限定されず、多様な組合せでリングギア部１１０、サンギア部１３０、及びキャリア部１２０のうち、２つのユニットに駆動力を提供することができる。
【００５２】
第１及び第２駆動部１５２、１６２は、リングギア部１１０及びサンギア部１３０に駆動力をそれぞれ提供して、出力部であるキャリア部１２０の出力パワーを決定することができる。出力パワーは、出力回転速度及び出力トルクで構成することができる。
【００５３】
制御部１００は、第１及び第２駆動部１５２、１６２の駆動力を制御して、キャリア部１２０の出力パワーを決定することができる。以下、制御部１００の第１及び第２駆動部１５２、１６２の駆動力制御と第１及び第２駆動部１５２、１６２の駆動力提供とを混用して使用する。制御部１００は、第１及び第２入力ギア部であるリングギア部１１０及びサンギア部１３０の回転力を第１及び第２駆動部１５２、１６２の駆動力制御を通じて制御することができる。
【００５４】
図７を参照すれば、制御部１００は、通信部（図示せず）や多様なインターフェースを通じてユーザから第１パワー命令（Ｐ１）を受信することができる（ステップＳ４１０）。制御部１００は、キャリア部１２０の出力パワーが受信した第１パワー命令（Ｐ１）に対応させるリングギア部１１０の回転速度（Ｖｉ１）及びサンギア部１３０の回転速度（Ｖｉ２）を設定することができる（ステップＳ４２０）。
【００５５】
キャリア部１２０の出力パワーのうち、出力回転速度は、第１パワー命令（Ｐ１）の第１回転速度命令（Ｖｏ１）と同一なものが望ましい。回転装置の制御のうち、最も重要な部分が回転速度であるためである。キャリア部１２０の出力パワーのうち、出力トルクは、第１パワー命令（Ｐ１）の第１トルク命令（τ１）とマージン（ｍａｒｇｉｎ）とを有する領域（ｂｏｕｎｄａｒｙ）で決定される。すなわち、実際のキャリア部１２０の出力回転速度は、制御命令に同一であり、出力トルクは、制御命令と既定の差があるように制御される。キャリア部１２０の出力トルクは、制御命令、すなわち、第１パワー命令（Ｐ１）の第１トルク命令（τ１）と若干の差があっても良く、実際の出力トルクが制御命令上の第１トルク命令（τ１）よりもさらに大きいことが望ましい。このような制御は、後述する出力パワー変更段階にも適用可能である。
【００５６】
制御部１００は、リングギア部１１０及びサンギア部１３０のそれぞれの回転速度（Ｖｉ１、Ｖｉ２）を多様に決定することができる。例えば、制御部１００は、リングギア部１１０及びサンギア部１３０いずれの回転速度が変更されるか、２つのうち１つのみ変更するように決定することができる。または、制御部１００は、リングギア部１１０及びサンギア部１３０のうち何れか１つの回転速度を上昇させ、残りは下降させるように決定することができる。または、リングギア部１１０及びサンギア部１３０いずれの回転速度を上昇または下降するように決定される。
【００５７】
制御部１００は、リングギア部１１０及びサンギア部１３０が決定されたそれぞれの回転速度（Ｖｉ１、Ｖｉ２）に対応して回転するように第１及び第２駆動部１５２、１６２に制御信号を伝送しうる。
【００５８】
制御部１００は、リングギア部１１０及びサンギア部１３０の回転方向は初期回転方向と同一になるように制御することができる。
【００５９】
キャリア部１２０の出力回転速度及び出力トルクのうち少なくとも１つが、０ではない場合、制御部１００は、リングギア部１１０及びサンギア部１３０のそれぞれの回転速度が０を超過するように制御することが望ましい。
【００６０】
制御部１００は、キャリア部１２０の出力回転速度が０であり、出力トルクは、０を超過するように制御することができる。
【００６１】
図２及び図３を参照すれば、制御部１００は、リングギア部１１０及びサンギア部１３０のうち何れか１つまたは両者の回転速度を変更して、キャリア部１２０の出力回転速度及び出力トルクのうち少なくとも１つを変更させることができる。キャリア部１２０の出力回転速度の変更は、回転速度の加減速及び回転方向の変化などを含みうる。
【００６２】
図７を参照すれば、制御部１００は、第２パワー命令（Ｐ２）を受信することができる（ステップＳ４３０）。
【００６３】
制御部１００は、第２パワー命令（Ｐ２）が適切なものであるか否かを判断することができる（ステップＳ４４０）。例えば、第１及び第２命令トルク（τ１、τ２）は、互いに同一であり、第１及び第２回転速度（Ｖｏ１、Ｖｏ２）は、互いに異なる場合、第１及び第２命令トルク（τ１、τ２）は、互いに異なり、第１及び第２回転速度（Ｖｏ１、Ｖｏ２）は、互いに同一である場合、及び第１及び第２命令トルク（τ１、τ２）は、互いに同一であり、第１及び第２回転速度（Ｖｏ１、Ｖｏ２）は、互いに異なる場合、制御部１００は、適切なものと判断する。そうではない場合、制御部１００は、エラー処理することができる（ステップＳ４６０）。
【００６４】
第２パワー命令（Ｐ２）が適切な場合、制御部１００は、出力パワーが第２パワー命令（Ｐ２）に対応させるリングギア部１１０の回転速度（Ｖｉ１）及びサンギア部１３０の回転速度（Ｖｉ２）を再設定することができる（ステップＳ４５０）。
【００６５】
制御部１００は、リングギア部１１０及びサンギア部１３０のうち何れか１つの回転を急停止して、キャリア部１２０の回転速度を急加速（急減速含む）させることができる。キャリア部１２０の回転急加速時間は、回転急停止に対応し、これにより、制動時間に対応して出力ギア部の回転急加速が可能である。
【００６６】
制御部１００は、出力ギア部（キャリア部１２０）が時計回り方向または逆時計回り方向に特定回転速度で回転させるか、停止状態に位置させるために、第１及び第２入力ギア部（リングギア部１１０、サンギア部１３０）の回転速度を調節することができる。この際、第１及び第２入力ギア部の回転速度は、一定であり、０値よりも大きいことが望ましい。第１及び第２入力ギア部の回転方向は、初期駆動時に、回転方向と同一であることが望ましい。すなわち、出力ギア部の出力パワーを調整する場合、第１及び第２駆動部のそれぞれの回転方向は、初期から一定でなければならない。
【００６７】
第１及び第２入力ギア部の回転速度は、リングギア１１２及びサンギア１３２の歯数と、互いの相対速度によって決定される。例えば、出力ギア部を停止状態にするために、第１及び第２入力ギア部の回転速度は、互いに逆方向に回転し、互いの歯数に反比例するように各速度を保持することができる。
【００６８】
出力ギア部が停止状態で特定方向に特定回転速度にする場合、制御部１００は、第１入力ギア部を加速または減速させるか、第２入力ギア部を加速または減速させるか、第１及び第２入力ギア部のうち１つは、加速させ、他の１つは、減速させることができる。必要に応じて第１及び第２入力ギア部いずれもを加速または減速させることができる。いずれもを加／減速させる場合、加速比率を異ならせることが望ましい。減速させる場合、制動部（図示せず）を用いて第１及び第２入力ギア部を減速させることができる。制動部は、多様な制動装置によって具現可能である。
【００６９】
急加速の例を挙げれば、各ギア部１１０、１２０、１３０の減速比によって、制御部１００は、リングギア部１１０及びサンギア部１３０を特定回転速度で回転させて、キャリア部１２０の回転速度を０にする。次いで、リングギア部１１０及びサンギア部１３０のうち何れか１つを急制動すれば、急制動時間に比例してキャリア部１２０の回転速度が各ギア部の減速比に対応して急加速される。
【００７０】
アクチュエータのような原動装置の場合、原動装置が停止されている状態から運動する状態に変移する時、初期に強いロードが課せられる。しかし、本実施形態の場合、第１及び第２入力ギア部が運動している状態から他の運動状態に遷移されるものであって、初期駆動によるロード負担が著しく少なくなる。
【００７１】
前記のような原理で、出力ギア部が正回転から逆回転、例えば、時計回り方向から逆時計回り方向に遷移される場合、第１及び第２入力ギア部の回転量を変化させることにより、柔らかくて自然な速度変化が得られる。
【００７２】
本制御によれば、出力ギア部の回転速度制御のために、入力である第１及び第２入力ギア部が停止状態から運動状態に変化するか、正回転から逆回転に変化する必要がない。また、出力ギア部の急激な加速のために、入力である第１及び第２入力ギア部をいずれも減速させうるが、この場合、駆動装置（第１及び第２駆動部１５２、１６２）の加速時に発生する抵抗から自在である。これにより、出力ギア部は、高いトルクを有しうる。
【００７３】
第１及び第２入力駆動部１５２、１６２の慣性モーメントをさらに大きくするのために、第１及び第２入力ギア部のうち少なくとも１つは、フライホイール１５４、１６４をさらに含みうる。第１及び第２入力ギア部のうち何れか１つのみにフライホイールを備え、前述した制動機は、第１及び第２入力ギア部のうち、フライホイールが装着されていないギア部の回転を制動させることが望ましい。
【００７４】
図５は、回転装置の他の実施形態を示す図面である。図５を参照すれば、本発明の他の実施形態による回転装置は、複数のギア部２１０、２２０、２３０、及び複数の駆動供給部２５０、２６０、２７０を含みうる。本実施形態による減速装置は、差動ギア装置であり得る。
【００７５】
複数の駆動供給部２５０、２６０、２７０は、図１の第１ないし第３駆動供給部（Ｄ１〜Ｄ３）に対応し、そのうち、２つの駆動供給部は、図２ないし図４の第１及び第２駆動部１５２、１６２に対応することができる。これにより、詳しい説明を省略する。
【００７６】
複数のギア部は、差動ギア部２２０と第１及び第２サイドギア部２１０、２３０とを含みうる。複数のギア部２１０、２２０、２３０は、図１に示された第１ないし第３ギア部（Ｇ１〜Ｇ３）にそれぞれ対応しうる。すなわち、第１ギア部（Ｇ１）は、第１サイドギア部２１０、第２ギア部（Ｇ２）は、差動ギア部２２０に、第３ギア部（Ｇ３）は、第２サイドギア部２３０にそれぞれ対応しうる。
【００７７】
差動ギア部２２０は、主動ギア２２２及び差動ケース２２１を備えることができる。差動ケース２２１は、回転自在であり、主動ギア２２２を収納することができる。主動ギア２２２は、図１の第１ギア（ｇ１）に対応しうる。図１の第１回転軸（ａ１）に対応することができる回転軸は、図示されず、多様に具現可能である。差動ギア部２２０は、差動ケース２２１と一体に回転するリングギア２２４をさらに備えることができる。
【００７８】
第１及び第２サイドギア部２１０、２３０は、第１及び第２従動ギア２１２、２３２、及び第１及び第２従動ギア軸２１５、２３５をそれぞれ備え、これらは、図１の第１及び第３ギア（ｇ１、ｇ３）、及び第１及び第３回転軸（ａ１、ａ３）にそれぞれ対応しうる。
【００７９】
第１及び第２従動ギア２１５、２３５は、主動ギア２２２に傘歯車方式で噛み合わされる。第１及び第２従動ギア２１５、２３５は、差動ケース２２１に設けられ、第１及び第３従動ギア軸２１５、２３５にそれぞれ連結される。
【００８０】
主動ギア２２２は、差動ケース２２１に固定されているピニオンシャフトで回転する遊星ピニオンを備えることができる。第１及び第２従動ギア２１５、２３５は、主動ギア２２２、すなわち、遊星ピニオンと噛み合う。
【００８１】
図６は、回転装置のさらに他の実施形態を示す図面である。図６を参照すれば、本発明のさらに他の実施形態による回転装置は、複数のギア部３１０、３２０、３３０を備えることができる。複数の駆動供給部は、図示を省略した。本実施形態による減速装置は、ハーモニックドライブ（ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｄｒｉｖｅ）であり得る。複数のギア部３１０、３２０、３３０のそれぞれに連結される回転軸は、図示されていないが、ハーモニックドライブ装置に鑑みて、通常の技術者であれば、容易に連結することができる。
【００８２】
第１ないし第３ギア部３１０、３２０、３３０は、図１の第１ないし第３ギア部（Ｇ１〜Ｇ３）にそれぞれ対応しうる。
【００８３】
第１ギア部３１０は、楕円形のウェーブカム３１０を備えることができる。ウェーブカム３１０は、ウェーブジェネレーター（ｗａｖｅ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）とも知られている。
【００８４】
第２ギア部３２０は、ウェーブカム３１０の外部に装着され、外周面に複数個の歯形が成形され、ウェーブカム３１０によって弾性変形されるフレックススプライン３２０を備えることができる。第２ギア部３２０は、ウェーブカム３１０とフレックススプライン３２０との間で支持される複数のボール軸受（図示せず）をさらに備えることができる。
【００８５】
第３ギア部３３０は、フレックススプライン３２０を収納し、フレックススプライン３２０と噛み合う内部に歯形が形成された円形スプライン３３０を備えることができる。円形スプライン３３０は、フレックススプライン３２０の歯形よりも歯がさらに多く構成されることが望ましい。
【００８６】
前記本発明は、ハードウェアまたはソフトウェアで具現可能である。具現は、前記本発明は、また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。すなわち、コンピュータによって実行可能な命令語を含む記録媒体の形態で具現可能である。コンピュータ可読媒体は、コンピュータシステムによって読み取れるデータが保存されるあらゆる種類の媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記録媒体及び通信記録媒体を含みうる。コンピュータ記録媒体は、コンピュータで読み取り可能な命令語、データ構造、プログラムモジュール、及びその他のデータなど情報保存のための任意の方法または技術として具現されたあらゆる保存可能な媒体を含むものであって、揮発性／不揮発性／ハイブリッド型メモリの有無、分離型／非分離型の有無などに限定されるものではない。通信記録媒体は、搬送波のような変調されたデータ信号または伝送メカニズム、任意の情報伝達媒体などを含む。そして、本発明を具現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）プログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論されうる。
【００８７】
以上、本発明の望ましい実施形態について図示し、説明したが、本発明は、前述した特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を外れずに、当業者によって多様な変形実施が可能であるということはいうまでもなく、このような変形実施は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。
【符号の説明】
【００８８】
１００：制御部
１１０：リングギア部
１２０：キャリア部
１３０：サンギア部
２１０、２３０：第１及び第２サイドギア部
２２０：差動ギア部
３１０：ウェーブカム
３２０：フレックススプライン
３３０：円形スプライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020522662.tif 000007
【図６】
2020522662.tif 000008
【図７】
2020522662.tif 000009
【国際調査報告】
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