特許 6704904 円形波動ドライブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6704904

(24)【登録日】2020年5月15日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】円形波動ドライブ

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20200525BHJP

【ＦＩ】

   F16H1/32 A

【請求項の数】16

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-515039(P2017-515039)

(86)(22)【出願日】2015年5月29日

(65)【公表番号】特表2017-521621(P2017-521621A)

(43)【公表日】2017年8月3日

(86)【国際出願番号】US2015033421

(87)【国際公開番号】WO2015184417

(87)【国際公開日】20151203

【審査請求日】2018年5月28日

(31)【優先権主張番号】14/291,960

(32)【優先日】2014年5月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】516046846

【氏名又は名称】オハイオ ステート イノベーション ファウンデーション

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(72)【発明者】

【氏名】ツェン，ユアン，エフ．

【審査官】 鷲巣 直哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−０３８６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３１９５６９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円形波動ドライブであって、
チャンバを内部に有する実質的に囲まれたハウジングであって、
前記チャンバの辺縁は円形壁によって画定され、
前記円形壁は内径を含み、
前記円形壁は摩擦要素を含む、
ハウジングと、
前記チャンバ内に存在するリング形ホイールであって、
前記リング形ホイールは外部摩擦要素と内部摩擦要素との両方を含み、
前記リング形ホイールは、内径を有する内壁を含んでいる中空中心部を含み、前記内壁は前記内部摩擦要素を含んでおり、
前記リング形ホイールの内壁は非摩擦要素部分と摩擦要素部分に軸方向に分割され、
前記リング形ホイールは外径を含み、
前記リング形ホイールの外径は前記円形壁の内径よりも小さい、
リング形ホイールと、
前記リング形ホイールの中空中心部内に配向されるホイール駆動部分を有するウェーブジェネレータであって、
前記ウェーブジェネレータは、前記ホイール駆動部分から前記ハウジングを通して延びる偏心して設置される入力シャフトを含む、
ウェーブジェネレータと、
前記ウェーブジェネレータのホイール駆動部分とは反対の、前記リング形ホイールの中空中心部内に配向されるホイール被駆動部分を有する出力要素であって、
前記出力要素は、前記ホイール被駆動部分から前記ウェーブジェネレータの入力シャフトとは反対方向に前記ハウジングを通して延びる出力シャフトを含み、
前記ホイール被駆動部分の円周面は前記リング形ホイールの内部摩擦要素と接触している摩擦要素を含む、
出力要素と、
内側レース及び外側レースを有するベアリングであって、
前記ウェーブジェネレータのホイール駆動部分の円周面が前記ベアリングの内側レースに接続され、前記リング形ホイールの内壁の非摩擦要素部分が前記ベアリングの外側レースに接続され、
前記摩擦要素がギヤ歯であり、前記チャンバの円形壁に沿って配置される歯の数が、前記リング形ホイール上の外歯の数と同じか又はより少なく、前記リング形ホイール上の内歯の数が、前記ウェーブジェネレータの回転速度と比較して前記出力要素の回転速度において調整可能な減少をもたらすために前記出力要素上の歯の数と同じか又はより少ない、
ベアリングと、
を備える、円形波動ドライブ。

【請求項2】

前記ウェーブジェネレータと前記リング形ホイールの内壁との間に配向されるベアリングが、前記ウェーブジェネレータの回転中に前記ウェーブジェネレータのホイール駆動部分の円周面に沿って前記リング形ホイールがスライドすることを可能にするように構成される、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項3】

前記ウェーブジェネレータのホイール駆動部分の円周面に沿ってスライドすることを可能にされるリング形ホイールが、前記リング形ホイールを前記ウェーブジェネレータの回転速度よりも低い回転速度で回転させる、請求項２に記載の円形波動ドライブ。

【請求項4】

前記ウェーブジェネレータの入力シャフトと、前記入力シャフトが通る前記ハウジング内の開口部との間に介在するベアリングをさらに備える、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項5】

前記出力要素の出力シャフトと、前記出力シャフトが通る前記ハウジング内の開口部との間に介在するベアリングをさらに備える、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項6】

前記ウェーブジェネレータの入力シャフト及び前記出力要素の出力シャフトが同軸に位置合わせされる、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項7】

前記チャンバの円形壁に沿って配置される歯の数が、前記リング形ホイール上の外歯の数よりも少ない、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項8】

前記リング形ホイール上の内歯の数が、前記出力要素上の歯の数よりも少ない、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項9】

円形波動ドライブであって、
チャンバを内部に有する実質的に囲まれたハウジングであって、
前記チャンバの辺縁は円形壁によって画定され、
前記円形壁は内径を含み、
前記円形壁は摩擦要素を含む、
ハウジングと、
前記チャンバ内に存在するリング形ホイールであって、
前記リング形ホイールは外部摩擦要素と内部摩擦要素との両方を含み、
前記リング形ホイールは、内径を有する内壁を含んでいる中空中心部を含み、前記内壁は前記内部摩擦要素を含んでおり、
前記リング形ホイールの内壁は非摩擦要素部分と摩擦要素部分に軸方向に分割され、
前記リング形ホイールは外径を含み、
前記リング形ホイールの外径は前記円形壁の内径よりも小さい、
リング形ホイールと、
前記リング形ホイールの中空中心部内に配向されるホイール駆動部分を有するウェーブジェネレータであって、
前記ウェーブジェネレータは、前記ホイール駆動部分から前記ハウジングを通して延びる偏心して設置される入力シャフトを含む、
ウェーブジェネレータと、
前記ウェーブジェネレータのホイール駆動部分とは反対の、前記リング形ホイールの中空中心部内に配向されるホイール被駆動部分を有する出力要素であって、
前記出力要素は、前記ホイール被駆動部分から前記ウェーブジェネレータの入力シャフトとは反対方向に前記ハウジングを通して延びる出力シャフトを含み、
前記ホイール被駆動部分の円周面は前記リング形ホイールの内部摩擦要素と接触している摩擦要素を含む、
出力要素と、
内側レース及び外側レースを有するベアリングであって、
前記ウェーブジェネレータのホイール駆動部分の円周面が前記ベアリングの内側レースに接続され、前記リング形ホイールの内壁の非摩擦要素部分が前記ベアリングの外側レースに接続され、
前記ウェーブジェネレータと前記リング形ホイールの内壁との間に配向されるベアリングが、前記ウェーブジェネレータの回転中に前記ウェーブジェネレータのホイール駆動部分の円周面に沿って前記リング形ホイールがスライドすることを可能にするように構成され、
前記摩擦要素がギヤ歯であり、前記チャンバの円形壁に沿って配置される歯の数が、前記リング形ホイール上の外歯の数と同じか又はより少なく、前記リング形ホイール上の内歯の数が、前記ウェーブジェネレータの回転速度と比較して前記出力要素の回転速度において調整可能な減少をもたらすために前記出力要素上の歯の数と同じか又はより少ない、
ベアリングと、
を備える、円形波動ドライブ。

【請求項10】

前記ハウジングが、主本体部と、前記主本体部に固定可能であるカバー要素とを含む、請求項９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項11】

前記ウェーブジェネレータの入力シャフトと、前記入力シャフトが通る前記ハウジング内の開口部との間に介在するベアリングをさらに備える、請求項９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項12】

前記ハウジング内の開口部と、記出力要素の出力シャフトとの間に介在するベアリングをさらに備える、請求項９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項13】

前記ウェーブジェネレータの入力シャフト及び前記出力要素の出力シャフトが同軸に位置合わせされる、請求項９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項14】

前記ウェーブジェネレータのホイール駆動部分の円周面に沿ってスライドすることを可能にされるリング形ホイールが、前記リング形ホイールを前記ウェーブジェネレータの回転速度よりも低い回転速度で回転させる、請求項９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項15】

前記チャンバの円形壁に沿って配置される歯の数が、前記リング形ホイール上の外歯の数よりも少ない、請求項９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項16】

前記リング形ホイール上の内歯の数が、前記出力要素上の歯の数よりも少ない、請求項９に記載の円形波動ドライブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本願は、引用によりその全体を本明細書に組み入れる、２０１４年５月３０日に出願された米国特許非仮出願第１４／２９１，９６０号の一部継続出願である。

【0002】

動力を伝達し、モータ出力速度を減少させるためのいくつかの装置が現在知られている。こうした装置は、ハーモニックドライブ及びサイクロイドドライブの２つである。

【0003】

これらの装置のうちでさらによく知られているものは、１９５０年代に導入され、今も広く用いられている、ハーモニックドライブである。しかしながら、ハーモニックドライブは、ハーモニックドライブの作動中に繰返し意図的に変形される、フレックススプラインの使用を必要とする。このフレックススプラインの変形はフレックススプラインを構成する材料を疲労させ、この疲労は、ハーモニックドライブで達成され得る減速及びトルク伝達を制限する。

【0004】

典型的なバージョンのサイクロイドドライブは比較的複雑な構造及び動作である。サイクロイドドライブは多くの可動部を必要とし、そのそれぞれは故障点となり得る。複雑な設計であることに加えて、サイクロイドドライブは通常はバックドライバブルではない。サイクロイドディスクの偏心回転は望ましくない振動も生じ、これは、補償されない場合は入力シャフト及び出力シャフトを通じて伝達されることがある。最後に、出力ローラとサイクロイドディスクにおける受入穴との接触も、両方の構成材の摩耗につながる場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

必要とされるのは、公知のハーモニックドライブ及びサイクロイドドライブの前述の欠点に悩まされない動力伝達／減速装置である。こうした装置は、より単純化した構造と長寿命を提供することができる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態では、円形波動ドライブであって、チャンバを内部に有する実質的に囲まれたハウジングと、この場合、チャンバの辺縁は円形壁によって画定され、円形壁は内径を含み、円形壁は摩擦要素を含み；チャンバ内に存在するリング形ホイールと、この場合、リング形ホイールは外部摩擦要素と内部摩擦要素との両方を含み、リング形ホイールは、内径を有する内壁を含んでいる中空中心部を含み、内壁は内部摩擦要素を含んでおり、リング形ホイールは外径を含み、リング形ホイールの外径は円形壁の内径よりも小さく；リング形ホイールの中空中心部内に配向されるホイールを駆動する部分を有するウェーブジェネレータと、この場合、ウェーブジェネレータは、ホイールを駆動する部分からハウジングを通して延びる偏心して設置される入力シャフトを含み；ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分とは反対のリング形ホイールの中空中心部内に配向されるホイールにより駆動される部分を有する出力要素と；を備え、出力要素は、ホイールにより駆動される部分からウェーブジェネレータの入力シャフトとは反対方向にハウジングを通して延びる出力シャフトを含み、ホイールにより駆動される部分の円周面はリング形ホイールの内部摩擦要素と接触している摩擦要素を含む、円形波動ドライブが提供される。

【0007】

別の実施形態では、円形波動ドライブであって、チャンバを内部に有する実質的に囲まれたハウジングと、この場合、チャンバの辺縁は円形壁によって画定され、円形壁は内径を含み、円形壁は摩擦要素を含み；チャンバ内に存在するリング形ホイールと、この場合、リング形ホイールは外部摩擦要素と内部摩擦要素との両方を含み、リング形ホイールは、内径を有する内壁を含んでいる中空中心部を含み、内壁は内部摩擦要素を含んでおり、リング形ホイールの内壁は非摩擦要素部分と摩擦要素部分に軸方向に分割され、リング形ホイールは外径を含み、リング形ホイールの外径は円形壁の内径よりも小さく；リング形ホイールの中空中心部内に配向されるホイールを駆動する部分を有するウェーブジェネレータと、この場合、ウェーブジェネレータは、ホイールを駆動する部分からハウジングを通して延びる偏心して設置される入力シャフトを含み；ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分とは反対のリング形ホイールの中空中心部内に配向されるホイールにより駆動される部分を有する出力要素と；を備え、出力要素は、ホイールにより駆動される部分からウェーブジェネレータの入力シャフトとは反対方向にハウジングを通して延びる出力シャフトを含み、ホイールにより駆動される部分の円周面はリング形ホイールの内部摩擦要素と接触している摩擦要素を含む、円形波動ドライブが提供される。

【0008】

本明細書に組み込まれ、その一部をなす添付図は、種々の例示的なシステム、装置、及び方法を例示し、種々の例示的な実施形態を単に例示するのに用いられる。図面中、同様の要素は同様の符号を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】円形波動ドライブの１つの例示的な実施形態のハウジング１０の例示的な実施形態の切取正面図である。

【図1B】ハウジング１０の側部断面図である。

【図2A】円形波動ドライブの１つの例示的な実施形態のホイール１００の例示的な実施形態の正面図である。

【図2B】ホイール１００の側部断面図である。

【図3A】円形波動ドライブの１つの例示的な実施形態のウェーブジェネレータ２００の例示的な実施形態の正面図である。

【図3B】ウェーブジェネレータ２００の側面図である。

【図3C】ウェーブジェネレータ２００の上面図である。

【図4A】円形波動ドライブの１つの例示的な実施形態の出力要素３００の例示的な実施形態の背面図である。

【図4B】出力要素３００の側面図である。

【図5】ベアリング２３５を含む円形波動ドライブの１つの例示的な実施形態の組立断面図である。

【図6】円形波動ドライブの例示的な実施形態の種々の構成材の関係性及び運動パターンの略図である。

【図7】円形波動ドライブ７００の例示的な実施形態の種々の構成材の関係性及び運動パターンの略図である。

【図8】円形波動ドライブ８００の例示的な実施形態の略図である。

【図9】円形波動ドライブの減速比を求めるための例示的な方法を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本明細書で開示される例示的な円形波動ドライブの実施形態は、公知のハーモニックドライブ及びサイクロイドドライブよりも単純な構造であり得る。本明細書で開示される例示的な円形波動ドライブの実施形態は、サイズが小さく、広い範囲の速度減速比を与え、僅かなバックラッシを有して又は有さずに動作することができる。

【0011】

一般的に言えば、本明細書で開示される例示的な円形波動ドライブの実施形態は、円形チャンバを内部に有するハウジングを含むことができる。ハウジングは、囲まれた円形チャンバを形成するべくハウジング内のキャビティを閉鎖するカバーを含むことができる。チャンバの円形内壁に沿って歯が配置されてもよい。中空中心部を有するリング形ホイールがチャンバ内に存在してもよい。ホイールは、ハウジングの円形内壁に沿って配置された歯と噛み合う外歯を含んでもよい。ホイールの直径は、ホイールの歯の一部だけが任意の所与の時点でハウジングの内歯と噛み合うように、チャンバの直径よりも小さくてもよい。ホイールはまた、その内壁の一部に沿って配置される歯を含んでもよい。

【0012】

別の実施形態では、チャンバの円形内壁とリング形ホイールのいずれも歯を含まないが、むしろ、チャンバの円形内壁とリング形ホイールとの摩擦がそれぞれを互いに少なくとも部分的に係合させる。摩擦は、チャンバの円形内壁の材料とリング形ホイールの材料との間に自然に存在する場合があり、又は摩擦は、チャンバの円形内壁とリング形ホイールとの間に配置される摩擦要素を介して増強されてもよい。こうした摩擦要素は、摩擦を増強させるために、チャンバの円形内壁及びリング形ホイールのうちの少なくとも１つにおける、例えば刻み付き面を含む表面特徴又は表面処理を含んでもよい。別の実施形態では、摩擦要素は、チャンバの円形内壁とリング形ホイールとの間に配置される、ゴム、ポリマーなどの別個の材料を含んでもよい。

【0013】

本明細書で開示される例示的な円形波動ドライブの実施形態はまた、ウェーブジェネレータを含むことができる。ウェーブジェネレータは、入力シャフト部分と、ホイールを駆動する部分を含むことができる。ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分は、円形の断面形状を有してもよく、入力シャフト部分は、回転時にそこに偏心運動を付与するべくホイールを駆動する部分の中心軸からオフセットされてもよい。ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分の長軸は、ホイールの内径よりも小さい寸法であってもよい。ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分とホイールの中空中心部は、ウェーブジェネレータの円周面がホイール内壁の非歯区域と位置合わせされ、すべり接触することができるように、ベアリングの内側レース及び外側レース上にプレスばめされてもよい。ウェーブジェネレータの入力シャフト部分は、ハウジングの開口部を通して延びてもよい。

【0014】

例示的な円形波動ドライブの実施形態は出力要素をも採用することができる。出力要素は、外周歯を有する円形のホイールにより駆動される部分と、そこから延びる出力シャフト部分とを含んでもよい。出力要素のホイールにより駆動される部分は、ハウジングのチャンバ内に存在してもよく、ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分とは反対のホイールの中空中心部内に配置されてもよい。出力要素のホイールにより駆動される部分の直径は、ホイールにより駆動される部分の歯付き円周面が、ホイール内壁の歯付き区域と位置合わせされ、部分的に接触するように、ホイールの内径よりも小さくてもよい。出力要素の出力シャフト部分は、ハウジングの開口部を通して延びてもよい。出力要素の出力シャフト部分は、ウェーブジェネレータの入力シャフト部分と同軸に配置されてもよいが、ハウジングから反対方向に延びてもよい。ウェーブジェネレータの入力シャフトと出力要素の出力シャフトとの両方は、ベアリングを通ってもよい。

【0015】

作動時に、ウェーブジェネレータの入力シャフトは、電気駆動モータなどの回転付与アクチュエータに接続されてもよい。アクチュエータが、ウェーブジェネレータに、そのホイールを駆動する部分をホイール内で回転させることができる回転運動を付与してもよい。ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分の回転は、ハウジングの内壁に沿ってホイールの回転（自己回転と呼ばれる場合がある）を生じることができ、このホイールの回転は出力要素を同様の回転速度で回転させることができる。

【0016】

ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分の外周面とホイール内壁の嵌合面はベアリングによって分離することができるので、ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分とホイール内壁の嵌合面との摩擦係数は極めて低くなり得る。その結果、ホイールは、ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分と連動して回転しないが、むしろ、ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分の円周面に沿ってスライドし得る。これは、結果的にウェーブジェネレータ及び関連するアクチュエータの回転速度よりも小さいホイールの回転速度をもたらすことができる。円形波動ドライブの入力側と出力側との間の全減速は、ウェーブジェネレータの直径、ホイールの外周、ハウジングの内壁、出力要素の外周、及び上記の４つの表面のそれぞれの歯の数、のうちの少なくとも１つに依存する場合がある。２つの表面が出会うときに大直径は小直径よりも必ずしも多くの歯を有さなくてもよい。直径と歯の数の種々の組合せにより、減速の大きさは、例えば３０：１〜１０，０００：１といった広い範囲をカバーすることができ、これは既存の装置の使用を通じて可能ではないであろう。

【0017】

図５は、円形波動ドライブ５００の組み立てられた例示的な実施形態を例示する。図１Ａ〜図４Ｂは、円形波動ドライブ５００を構成する種々の構成材を例示する。図５に例示されるように、円形波動ドライブ５００は、ハウジング１０、ホイール１００、ウェーブジェネレータ２００、及び出力要素３００を含む。

【0018】

円形波動ドライブ５００は種々の構成材を含んでもよく、そのいずれかは、例えば、金属、合金、複合材、ポリマー、ゴム、セラミック、有機材料などを含む種々の材料のいずれかを含んでもよい。

【0019】

図１Ａは、ハウジング１０の例示的な実施形態の切取正面図である。図１Ｂは、ハウジング１０の側部断面図である。ハウジング１０は、例えばディスク形状を含む種々の形状のいずれかを有する外形を含んでもよい。ハウジング１０は、円形を有する内周壁１５を含んでもよい。一実施形態では、ハウジング１０は、種々の外形のいずれかを含んでもよいが、内周壁１５は円形を有していなければならない。ハウジング１０は実質的に中空であってもよい。

【0020】

ハウジング１０は、主本体部２０を含んでもよい。主本体部２０は、キャビティ３０を画定するベース及び少なくとも１つの側部を含んでもよい。

【0021】

ハウジング１０は、カバー要素２５を含んでもよい。カバー要素２５は、主本体部２０のキャビティ３０を選択的に閉鎖してもよい。カバー要素２５は、ハウジング１０内に円形チャンバ３５を形成するべく主本体部２０のキャビティ３０を選択的に閉鎖してもよい。

【0022】

カバー要素２５は、例えばねじが切られたファスナ（図示せず）を含む種々のファスナのいずれかを用いてハウジング１０の主本体部２０に取り付けられてもよい。ねじが切られたファスナは、それぞれカバー要素２５及び主本体部２０の協働する穴４０、４５を通り、位置合わせされてもよい。カバー要素２５を主本体部２０と接触している状態に選択的に又は恒久的に維持することができる任意の他のファスナ装置が用いられてもよい。

【0023】

主本体部２０は開口部５０を含んでもよい。カバー要素２５は開口部５５を含んでもよい。開口部５０及び５５は同軸に位置合わせされてもよい。同軸に位置合わせされる開口部５０、５５は、それぞれウェーブジェネレータ及び出力要素（図示せず）の一部が通ることを可能にするためにハウジング１０内に配向されてもよい。開口部５０及び５５は内周壁１５と同軸であってもよい。

【0024】

ベアリング６０及び６５が、それぞれ、開口部５０及び５５のそれぞれに保持されてもよい。ベアリング６０、６５は、ウェーブジェネレータ及び出力要素（図示せず）の回転を容易にすることができる。ベアリング６０、６５は、ウェーブジェネレータ及び出力要素（図示せず）の回転を容易にするためにハウジング１０の各対向面に取り付けられてもよい。ベアリング６０、６５は、ウェーブジェネレータ及び出力要素（図示せず）の回転を容易にする任意の様態でハウジング１０に作動的に接続されてもよい。

【0025】

一実施形態では、ハウジング１０は、チャンバ３５の内周壁１５に沿って配向される１つ又は複数の摩擦要素７０を含んでもよい。摩擦要素７０は、対応するホイール（図示せず）と係合するように構成されてもよい。摩擦要素７０は、例えば、ギヤ歯、刻み付き面、凸要素、凹要素、ゴム要素、ポリマー要素などを含む、内周壁１５と対応するホイールとの間の摩擦を増加させるための種々の要素のいずれかを含んでもよい。

【0026】

一実施形態では、摩擦要素７０は、内周壁１５と対応するホイールとの間の摩擦を増加させるためのゴム要素を含んでもよい。一実施形態では、ハウジング１０は、内周壁１５に沿って配向される摩擦要素７０を含まないが、むしろ、摩擦要素は、内周壁１５に対応するホイールの外周に沿って配向されてもよい。

【0027】

一実施形態では、１つ又は複数の摩擦要素７０が、チャンバ３５の内周壁１５に沿って配向される１つ又は複数の歯を含んでもよい。摩擦要素７０は、対応する歯が付けられたホイール（図示せず）と係合するように構成されてもよい。

【0028】

図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、ホイール１００の例示的な実施形態の正面図及びホイール１００の側部断面図を例示する。ホイール１００は、内壁１１５によって画定される中空中心部を有する実質的にリング形の又は環状のホイールであってもよい。ホイール１００は、円形波動ドライブ５００が組み立てられるときにハウジング１０のチャンバ３５内に配向されてもよい。

【0029】

ホイール１００は、ホイール１００と内周壁１５との間の摩擦を増加させるための外部摩擦要素１０５を含んでもよい。外部摩擦要素１０５は、例えば、ギヤ歯、刻み付き面、凸要素、凹要素、ゴム要素、ポリマー要素などを含む、内周壁１５とホイール１００との間の摩擦を増加させるための種々の要素のいずれかを含んでもよい。

【0030】

一実施形態では、外部摩擦要素１０５は、内周壁１５とホイール１００との間の摩擦を増加させるためのゴム要素を含んでもよい。一実施形態では、ハウジング１０は、内周壁１５に沿って配向される摩擦要素７０を含まないが、むしろ、ホイール１００が、内周壁１５に対応するホイール１００の外周に沿って配向される外部摩擦要素１０５を含んでもよい。別の実施形態では、ホイール１００は、外部摩擦要素１０５を含まないが、むしろ、ハウジング１００が、内周壁１５に沿って配向される摩擦要素７０を含む。

【0031】

一実施形態では、外部摩擦要素１０５は、ホイール１００に沿って配向される１つ又は複数の歯を含んでもよい。外部摩擦要素１０５は、チャンバ３５の円周壁１５の摩擦要素７０の対応する歯と係合するように構成されてもよい。

【0032】

摩擦要素７０及び外部摩擦要素１０５のうちの少なくとも１つは、内周壁１５とホイール１００との間のすべりを低減する、緩和する、及びなくす、のうちの少なくとも１つをするように構成されてもよい。

【0033】

ホイール１００の外径は内周壁１５の直径よりも小さくてもよい。一実施形態では、ホイール１００の外部摩擦要素１０５の一部だけが、任意の所与の時点で内周壁１５及び摩擦要素７０と係合する。一実施形態では、ホイール１００の外径は内周壁１５の直径よりも小さい。

【0034】

ホイール１００は、内壁１１５の一部に沿って配置される内部摩擦要素１１０を含んでもよい。内部摩擦要素１１０は、例えば、ギヤ歯、刻み付き面、凸要素、凹要素、ゴム要素、ポリマー要素などを含む、内壁１１５と円形波動ドライブ出力要素（図４Ａ及び図４Ｂに３００で例示される）との間の摩擦を増加させるための種々の要素のいずれかを含んでもよい。

【0035】

一実施形態では、ホイール１００の内壁１１５は、摩擦要素部分１２０と非摩擦要素部分１２５に軸方向に分割される。

【0036】

一実施形態では、内壁１１５の非摩擦要素部分１２５は、ベアリング（図５及び図６に２３５で例示される）の外側レース上にプレスばめされてもよい。

【0037】

一実施形態では、ベアリング２３５の内側レースは、ウェーブジェネレータ２００のホイールを駆動する部分（図３Ａ〜図３Ｃに２１０で例示される）の表面上にプレスばめされてもよい。

【0038】

内壁１１５の摩擦要素部分１２０は、円形波動ドライブ出力要素３００の外部摩擦要素３１５と係合するように適合されてもよく、その各々は図４Ａ及び図４Ｂに例示される。

【0039】

図３Ａ〜図３Ｃは、それぞれ、ウェーブジェネレータ２００の例示的な実施形態の正面図、ウェーブジェネレータ２００の側面図、及びウェーブジェネレータ２００の上面図を例示する。

【0040】

ウェーブジェネレータ２００は、入力シャフト部分２０５及びホイールを駆動する部分２１０を含んでもよい。

【0041】

入力シャフト部分２０５は、例えば電気駆動モータなどの回転付与アクチュエータに作動的に接続されてもよい。入力シャフト部分２０５は、種々の回転付与アクチュエータのいずれかに接続されてもよい。

【0042】

ホイールを駆動する部分２１０は、ホイール１００の内壁１１５の非摩擦要素部分１２５と係合してもよい。ホイールを駆動する部分２１０は、ベアリング２３５（図５及び図６に例示される）を介してホイール１００の非摩擦要素部分１２５と係合してもよい。一実施形態では、ホイールを駆動する部分２１０は、ホイール１００とウェーブジェネレータが円形波動ドライブ５００に組み立てられるときにホイールを駆動する部分２１０とホイール１００との非常に低摩擦の係合を維持するために、ベアリング２３５を介してホイール１００の非摩擦要素部分１２５と係合してもよい。

【0043】

ホイールを駆動する部分２１０は、例えば、円形、レーストラック形などを含む種々の断面形状のいずれかを含んでもよい。

【0044】

入力シャフト部分２０５の中心は、ウェーブジェネレータ２００が回転されるときにホイールを駆動する部分２１０に偏心運動を付与するべくホイールを駆動する部分２１０の中心軸Ａ_Ｃからオフセットされてもよい。

【0045】

ホイールを駆動する部分２１０の円周面２１５に摩擦要素がなくてもよい。ホイールを駆動する部分２１０の円周面２１５は、ベアリング２３５の内側レースと係合してもよい。ホイールを駆動する部分２１０の円周面２１５は、ベアリング２３５の内側レースにプレスばめされてもよい。

【0046】

ホイールを駆動する部分２１０のその長軸Ａ_Ｌに沿った寸法は、ホイール１００の内壁１１５の内径よりも小さくてもよい。一実施形態では、ホイールを駆動する部分２１０は、内壁１１５の内径よりも小さいその長軸Ａ_Ｌに沿った寸法を含む。

【0047】

円形波動ドライブ５００が組み立てられるときに、ウェーブジェネレータ２００のホイールを駆動する部分２１０は、ハウジング１０のチャンバ３５内に配向されてもよい。円形波動ドライブ５００が組み立てられるときに、ホイールを駆動する部分２１０は、ホイール１００の中空部分内に配置されてもよい。円形波動ドライブ５００が組み立てられるときに、ホイールを駆動する部分２１０は、ホイール１００の内壁１１５の非摩擦要素部分１２５からベアリング２３５によって分離されてもよい。

【0048】

ベアリング２３５が用いられる実施形態では、ウェーブジェネレータ２００が回転する際に、ホイールを駆動する部分２１０と内壁１１５の非摩擦要素部分１２５との間に小さい摩擦が存在する場合がある。

【0049】

ウェーブジェネレータ２００の入力シャフト部分２０５は、ハウジング１０の開口部５５を通して延びてもよい。ウェーブジェネレータ２００の入力シャフト部分２０５は、カバー要素２５の開口部５５に作動的に接続されるベアリング６５を通して延びてもよい。

【0050】

ベアリング６５は、ウェーブジェネレータ２００の入力シャフト部分２０５上にプレスばめされてもよい。ベアリング６５は、ウェーブジェネレータ２００の入力シャフト部分２０５をベアリング６５内に安全に保持することができる止めねじ又は他の保持機構を含んでもよい。一実施形態では、保持機構又はプレスばめの使用は、入力シャフト部分２０５がベアリング内で回転するのではなく、むしろ、ベアリング６５がウェーブジェネレータ２００の入力シャフト部分２０５と共に確実に回転するようにすることができる。一実施形態では、保持機構又はプレスばめの使用は、ベアリング６５と入力シャフト部分２０５が軸方向に互いに対して確実に移動しないようにすることができる。

【0051】

別の実施形態では、ウェーブジェネレータ２００の位置及び配向は、入力シャフト部分２０５がハウジング１０の主本体部２０に存在する開口部５０及びベアリング６０を通して延びるように、逆にされてもよい。

【0052】

図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、出力要素３００の例示的な実施形態の背面図及び出力要素３００の側面図を例示する。出力要素３００は、出力シャフト部分３０５を含んでもよい。出力要素３００は、ホイールにより駆動される部分３１０を含んでもよい。

【0053】

出力シャフト部分３０５は、円形波動ドライブ５００における荷重に接続されるように構成されてもよい。荷重は、ユーザが動かすことを望む又はユーザが力をかけることを望む種々の荷重のいずれかとすることができる。

【0054】

ホイールにより駆動される部分３１０は、円形波動ドライブ５００のホイール１００の内壁１１５の摩擦要素部分１２０と接触及び係合するように構成されてもよい。

【0055】

ホイールにより駆動される部分３１０は、例えば円形の断面形状を含む種々の断面形状のいずれかを有してもよい。出力シャフト部分３０５の中心は、ホイールにより駆動される部分３１０の中心と同軸に位置合わせされて、出力シャフト部分３０５とホイールを駆動する部分３１０を同軸にしてもよい。ホイールを駆動する部分３１０が回転されるときに、出力シャフト部分３０５に円運動が付与されてもよい。摩擦要素３１５が、出力要素のホイールにより駆動される部分３１０の外周面３２０から延びてもよい。

【0056】

摩擦要素３１５は、例えば、ギヤ歯、刻み付き面、凸要素、凹要素、ゴム要素、ポリマー要素などを含む、ホイールを駆動する部分３１０とホイール１００の内壁１１５との間の摩擦を増加させるための種々の要素のいずれかを含んでもよい。

【0057】

ホイールにより駆動される部分３１０の直径は、ホイール１００の内壁１１５の内径よりも小さくてもよい。一実施形態では、ホイールにより駆動される部分３１０の直径は、ホイール１００の内壁１１５の内径よりも小さい。円形波動ドライブ５００が組み立てられるときに、出力要素３００のホイールにより駆動される部分３１０は、ハウジングのチャンバ３５内にあってもよく、ウェーブジェネレータ２００のホイールを駆動する部分２１０とは反対のホイール１００の中空部分内に配置されてもよい。

【0058】

円形波動ドライブ５００が組み立てられるときに、円周面３２０上の摩擦要素３１５は、ホイール１００の内壁１１５の摩擦要素部分１２０の歯内部摩擦要素１１０と位置合わせされてもよく、絶えず部分的に係合してもよい。摩擦要素３１５と内壁１１５の摩擦要素部分１２０の内部摩擦要素１１０との係合点は、ホイール１００が回転する際に変化し得る。

【0059】

出力シャフト部分３０５は、ハウジング１０の開口部５０を通して延びてもよい。出力シャフト部分３０５は、ハウジング１０の主本体部２０の開口部５０に作動的に接続されるベアリング６０を通して延びてもよい。ベアリング６０は、出力シャフト部分３０５上にプレスばめされてもよい。ベアリング６０は、出力シャフト部分３０５をベアリング６０内に安全に保持することができる止めねじ又は他の保持機構を含んでもよい。一実施形態では、ベアリング６０における出力シャフト部分３０５の保持機構又はプレスばめの使用は、出力シャフト部分３０５がベアリング内で回転するのではなく、むしろ、ベアリング６０が出力シャフト部分３０５と共に確実に回転するようにすることができる。一実施形態では、ベアリング６０における出力シャフト部分３０５の保持機構又はプレスばめの使用は、出力シャフト部分３０５とベアリング６０が軸方向に互いに対して確実に移動しないようにすることができる。

【0060】

別の実施形態では、出力要素３００の位置及び配向は、出力シャフト部分３０５がハウジング１０のカバー要素２５に存在する開口部５５及びベアリング６５を通して延びるように、逆にされてもよい。言い方を変えれば、ホイール１００、ウェーブジェネレータ２００、及び出力要素３００の配向は、ハウジング１０に対して逆にされてもよい。

【0061】

図５は、ハウジング１０、ホイール１００、ウェーブジェネレータ２００、ベアリング２３５、及び出力要素３００の可能な組み立てられた関係性を含む、円形波動ドライブ５００の組み立てられた例示的な実施形態を例示する。

【0062】

ハウジング１０は、円形の内周壁１５と共に内部チャンバ３５を形成するべくカバー要素２５によって閉鎖されてもよい。ホイール１００は、チャンバ３５内にあってもよく、ホイール１００の外部摩擦要素１０５の一部は、ハウジング１０の内周壁１５上の摩擦要素７０の一部と係合してもよい。

【0063】

ウェーブジェネレータ２００及び出力要素３００は、ホイールを駆動する部分２１０とホイールにより駆動される部分３１０がホイール１００の中空部分内にあり、かつ、入力シャフト部分２０５と出力シャフト部分３０５が反対向きになるように、上述のようにハウジング１０の中に設置されてもよい。

【0064】

ホイールを駆動する部分２１０の円周面２１５は、ベアリング２３５の内側レース上に（例えばプレスばめを介して）配向されてもよい。ホイールの内壁１１５の非摩擦要素部分１２５は、ベアリング２３５の外側レース上に（例えばプレスばめを介して）配向されプレスばめされてもよい。

【0065】

出力要素のホイールにより駆動される部分３１０上の外部摩擦要素３１５の一部は、ホイール内壁１１５の摩擦要素部分１２０の内部摩擦要素１１０の一部と係合してもよい。

【0066】

ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分２１０及び出力要素のホイールにより駆動される部分３１０の厚さ（軸方向）寸法は、ウェーブジェネレータ２００及び出力要素３００がハウジング１０の中に設置されるときに、隣接する面２２０及び３２５間に隙間５０５が存在するようにされてもよい。隙間５０５は、円形波動ドライブ５００の作動中のウェーブジェネレータ２００と出力要素３００との間の接触、摩擦、及び干渉のうちの少なくとも１つを防ぐことができる。隙間５０５は、それぞれベアリング６５及び６０によるウェーブジェネレータ２００及び出力要素３００の保持によって維持することができる。

【0067】

一実施形態では、ベアリング２３５は、ホイール１００とウェーブジェネレータ２００との間に配向されてもよい。ベアリング２３５は、例えば、ボールベアリング、ローラベアリング、ニードルベアリングなどを含む種々のベアリングのいずれかであってもよい。ベアリング２３５は、内側レース及び外側レースを含んでもよい。ベアリング２３５は、ウェーブジェネレータ２００に作動的に接続される内側レースを含んでもよい。ベアリング２３５は、ホイール１００に作動的に接続される外側レースを含んでもよい。ベアリング２３５は、ウェーブジェネレータ２００に接続される内側レースを含んでもよい。ベアリング２３５は、ホイール１００に接続される外側レースを含んでもよい。

【0068】

組み立てられた円形波動ドライブ５００の動作において、ウェーブジェネレータ２００の入力シャフト部分２０５は、電気駆動モータ又は別の回転付与アクチュエータに接続されてもよい。入力シャフト部分２０５は、例えば、モータ、エンジン、風力タービン、水車、人間による入力、動物による入力などを含む種々の回転付与アクチュエータのいずれかに作動的に接続されてもよい。

【0069】

アクチュエータは、ウェーブジェネレータ２００に回転運動を付与してもよく、この回転運動が、ホイールを駆動する部分２１０をホイール１００内で偏心して回転させてもよい。ホイールを駆動する部分２１０の外周面２１５とホイール１００の内壁１１５の非摩擦要素部分１２５の嵌合面との間のベアリング２３５の配向により、ホイール１００は、ウェーブジェネレータのホイールを駆動する部分２１０に直接伴って回転しなくてもよく、むしろ、外周面２１５に沿ってスライドしてもよい。この動作は、結果的にウェーブジェネレータ２００及び関連するアクチュエータの回転速度よりも小さいホイール１００の回転速度をもたらすことができる。

【0070】

図５及び図６に例示されるように、ハウジング１０の内壁１５に対するホイール１００の動きはまた、ホイールを駆動する部分２１０の偏心運動の結果として偏心し得る。ウェーブジェネレータ２００によるホイール１００の回転は、ホイール１００の運動中にホイール１００の外部摩擦要素１０５の変化する部分がハウジング１０の摩擦要素７０の変化する部分と係合している状態で、ホイール１００をハウジング１０の内壁１５に沿って移動させることができる。ホイール１００は、ホイール１００とハウジング１０の係合の結果として自己回転することができる。ホイール１００は、ホイール１００とウェーブジェネレータ２００の係合の結果として転動することができる。ホイール１００は、ホイール１００とそれぞれハウジング１０及びウェーブジェネレータ２００との係合の結果として自己回転と転動との両方をすることができる。

【0071】

ホイールを駆動する部分２１０は、図６に例示される回転軸ＲＡを中心として回転することができる。回転軸ＲＡは、同じく図６に例示されるホイールを駆動する部分２１０の中心点ＣＰからオフセットされてもよい。このように、回転軸ＲＡを中心としたホイールを駆動する部分２１０の回転は、ウェーブジェネレータ２００内に偏心運動を誘起することができる。

【0072】

出力要素３００上の外部摩擦要素３１５の一部はまた、ホイール内壁１１５の摩擦要素部分１２０に沿って配置される内部摩擦要素１１０の一部と係合してもよい。外部摩擦要素３１５と内部摩擦要素１１０との係合の結果として、ウェーブジェネレータ２００によるホイール１００の回転が出力要素３００も回転させることができる。出力要素３００上の外部摩擦要素３１５の変化する部分は、回転中にホイール１００の内部摩擦要素１１０の変化する部分と係合及び係合解除され得る。しかしながら、ホイール１００の回転は本質的に偏心しているが、出力要素３００の回転はそうではない。すなわち、出力要素３００の回転は、出力シャフト部分３０５及びホイールにより駆動される部分３１０と実質的に同軸の軸線を中心としている。

【0073】

出力要素３００の回転速度は、ホイール１００の回転速度と同じ、それよりも高い、又はそれよりも低くてもよい。出力要素３００の出力シャフト部分３０５とウェーブジェネレータ２００の入力シャフト部分２０５は同軸に位置合わせされるので、入力シャフト部分２０５と出力シャフト部分３０５は同じ回転軸を有する。

【0074】

出力要素３００の回転方向は、ウェーブジェネレータ２００の回転方向と反対であってもよい。

【0075】

一実施形態では、円形波動ドライブ５００の入力側と出力側との間の全減速は、ハウジング１０の内壁１５の直径、ホイール１００の外周面の直径、ホイール１００の内壁１１５の直径、及びホイールにより駆動される部分３１０の直径に依存する場合がある。別の実施形態では、円形波動ドライブ５００の入力側と出力側との間の全減速は、ハウジング１０の内壁１５上の摩擦要素７０の歯の数、ホイール１００の外周面上の外部摩擦要素１０５の歯の数、ホイール１００の内壁１１５上の内部摩擦要素１１０の歯の数、及び出力要素の摩擦要素３１５上の歯の数に依存する場合がある。

【0076】

一実施形態では、ハウジング１０の内壁１５上の摩擦要素７０の歯の数は、ホイール１００の外周面上の外部摩擦要素１０５の歯の数と同じにする、それよりも多くする、又はそれよりも少なくすることができるが、内壁１５の直径は、ホイール１００の外周面の直径よりも大きくてもよい。一実施形態では、ホイール１００の内壁１１５上の内部摩擦要素１１０の歯の数は、出力要素の摩擦要素３１５上の歯の数と同じにする、それよりも多くする、又はそれよりも少なくすることができるが、ホイール１００の内壁１１５の直径は、出力要素３００のホイールにより駆動される部分３１０の直径よりも大きくてもよい。

【0077】

一実施形態では、減速は、４つの直径と４つの歯の数を含む８つのパラメータによって決まるので、達成される減速量は高度に調節可能であり、かつ、広い範囲にわたり、減速の大きさは大きいものであり得るとも理解することができる。２つの特徴は、既存の装置のいずれによっても達成することはできない。

【0078】

円形波動ドライブ５００がギヤ歯を備える摩擦要素を含み、各ギヤ歯が同じ周長を有するならば、入力と出力との減速比は、以下の式により計算することができる。
減速比＝（Ｎ１−Ｎ３）／Ｎ３
式中、Ｎ１＝ハウジング１０の内壁１５上の摩擦要素７０の歯の数であり、
Ｎ３＝出力要素の摩擦要素３１５の歯の数である。

【0079】

図７は、円形波動ドライブ７００の例示的な実施形態の種々の構成材の関係性及び運動パターンの略図を例示する。円形波動ドライブは、内半径Ｒ１を有するハウジング１０、内半径Ｒ２を有し、かつ、ウェーブジェネレータ２００を包囲するホイール１００、及び外半径Ｒ３を有する出力要素３００を含む。

【0080】

ウェーブジェネレータ２００は、回転軸ＲＡを中心として回転してもよい。ウェーブジェネレータ２００は、中心点ＣＰを有してもよい。図７に例示されるように、回転軸ＲＡは、中心点ＣＰからオフセットされてもよく、したがって、ウェーブジェネレータ２００が回転軸ＲＡを中心として回転されるときにウェーブジェネレータ２００とホイール１００が偏心回転することになる。

【0081】

円形波動ドライブ７００がギヤ歯を備えない摩擦要素を含み、ホイール１００とハウジング１０との間にすべりが存在しないならば、入力と出力との減速比は、以下の式により計算することができる。
減速比＝（Ｒ１−Ｒ３）／Ｒ３
式中、Ｒ１＝ハウジング１０の壁１５の内半径であり、Ｒ３＝出力要素３００の外半径である。

【0082】

結果として、ウェーブジェネレータ２００が１回転するときに、出力要素３００は減速比で回転する。例えば、減速比が１：１００ならば、ウェーブジェネレータ２００の１回転は、結果的に出力要素３００の１／１００回転をもたらす。

【0083】

一実施形態では、円形波動ドライブ５００及び７００は、出力要素３００への力入力がウェーブジェネレータ２００及びその入力シャフトを回転させることができるようにバックドライバブルである。結果として、円形波動ドライブ５００及び７００は、減速比の逆数でバックドライバブルであり得る。例えば、減速比が１：１００ならば、出力要素３００の１回転は、ウェーブジェネレータ２００及びその入力シャフトの１００回転をもたらすことができる。

【0084】

ホイール１００とハウジング１０がすべりなしに互いに係合するならば、ホイール１００は、（ハウジング１０との係合の結果としての）自己回転と、（ウェーブジェネレータ２００との係合の結果としての）転動との両方をする。ホイール１００とハウジング１０がすべりなしに互いに係合しないならば、ホイール１００は、（ウェーブジェネレータ２００との係合の結果として）自己回転せずに転動する。

【0085】

図８は、円形波動ドライブ８００の例示的な実施形態の略図を例示する。円形波動ドライブ８００は、内半径Ｒ２を有し、かつ、ウェーブジェネレータ２００を収容する、ホイール１００と、外半径Ｒ３を有する出力要素３００とを含んでもよい。円形波動ドライブ８００は、ホイール１００、ウェーブジェネレータ２００、及び出力要素３００の概して半径方向外向きに配向される少なくとも２つの壁要素８１０を含んでもよい。円形波動ドライブ８００は、壁要素８１０を概して半径方向内向きに付勢するように構成された付勢要素８１５を含んでもよい。一実施形態では、ハウジングの形状は、例えば、四角形、長方形、五角形、六角形、八角形、楕円形などを含む種々の形状のいずれかであってもよい。ハウジングの形状は、種々の規則的な形状のいずれかであってもよい。ハウジングの形状は、種々の不規則な形状のいずれかであってもよい。

【0086】

ホイール１００、ウェーブジェネレータ２００、及び出力要素３００は、本明細書で上述したものと実質的に類似していてもよい。ウェーブジェネレータ２００は、回転軸ＲＡを中心として回転してもよい。ウェーブジェネレータ２００は、回転軸ＲＡからオフセットした中心点ＣＰを含んでもよい。

【0087】

少なくとも２つの壁要素８１０は、ホイール１００に接して力をかけることができる種々の要素のいずれかを含んでもよい。少なくとも２つの壁要素８１０は、剛性要素、弾性要素、又はこれらの組合せを含んでもよい。少なくとも２つの壁要素８１０は、実質的に平坦な要素を含んでもよい。

【0088】

少なくとも２つの壁要素８１０は、少なくとも３つの壁要素、少なくとも４つの壁要素、少なくとも５つの壁要素、又は５つよりも多い壁要素を含んでもよい。少なくとも２つの壁要素８１０がホイール１００を実質的に包囲してもよい。

【0089】

付勢要素８１５は、少なくとも２つの壁要素８１０を付勢してホイール１００と係合させるように構成された任意の要素を含んでもよい。付勢要素８１５は、例えば、ばね、緩衝材、ゴムバンド又はストラップなどの弾性部材などを含む、物体を付勢するように構成された種々の要素のいずれかを含んでもよい。

【0090】

少なくとも２つの壁要素８１０は、本明細書で上記で開示されるハウジング１０の代わりになってもよい。壁要素８１０は、ホイール１００に力をかけるように構成されてもよい。壁要素８１０は、ホイール１００に摩擦をかけるように構成されてもよい。ホイール１００は、壁要素８１０とすべりを有する状態で係合してもよく、したがって、自己回転せずに（円形波動ドライブ２００との係合に起因して）転動してもよい。

【0091】

壁要素８１０は、ホイール１００に対する摩擦を低減する又はなくすように構成されたすべり要素を含んでもよい。すべり要素は、例えば、ベアリング、潤滑剤、座面、剛性面などを含む、２つの構成材間の摩擦を低減するための種々の要素のいずれかを含んでもよい。

【0092】

円形波動ドライブ８００がギヤ歯を備えない摩擦要素を含み、ホイール１００と少なくとも１つの壁要素８１０との間にすべりが存在するならば、入力と出力との減速比は、以下の式により計算することができる。
減速比＝（Ｒ２−Ｒ３）／Ｒ３
式中、Ｒ２＝ホイール１００の内半径であり、Ｒ３＝出力要素３００の外半径である。

【0093】

円形波動ドライブ５００、７００、及び８００は、動作するのに歯を必要としないが、単純に、本明細書で示される構成材間の回転摩擦により動作してもよいことが理解される。代替的に、ギヤ歯を用いて摩擦を増強することができる。円形波動ドライブ５００、７００、及び８００は、代替的に、いくつかの構成材間の回転摩擦と、他の構成材間のギヤ歯により動作してもよいと考えられる。

【0094】

円形波動ドライブ５００、７００、及び８００は、例えば、ロボット作動、機械的作動、航空宇宙作動、車両トランスミッションなどを含む種々の作動用途及び／又は歯車減速用途のいずれかで用いられ得ると考えられる。

【0095】

円形波動ドライブ５００、７００、及び８００は、種々の減速比のいずれかを達成するのに用いられてもよいと考えられる。一実施形態では、円形波動ドライブ５００、７００、及び８００は、約１００：１の減速比を生み出すのに用いられる。別の実施形態では、円形波動ドライブ５００、７００、及び８００は、無限に大きい比の減速比を生み出すのに用いられる。別の実施形態では、円形波動ドライブ５００、７００、及び８００は、２（Ｒ２）＝Ｒ１＋Ｒ３の式によって制限される、より小さい値の減速比を生み出すのに用いられ、ゆえに、可能な最も低い減速比は、Ｒ３が０の値に近づくと仮定すると、２（Ｒ２）＝Ｒ１の場合の減速比である。

【0096】

図９は、円形波動ドライブの減速比を求めるための例示的な方法９００を示すフローチャートである。一実施形態では、円形波動ドライブを設計するための方法９００が提供され、この方法は、円形波動ドライブの所望の減速比を選択すること（ステップ９１０）、ハウジング内に配向されるホイールと、ホイールの第１の軸方向部分のホイール内に配向されるウェーブジェネレータと、ホイールの第２の軸方向部分のホイール内に配向される出力要素とを含み、ハウジングが内半径Ｒ１を有する内壁を含み、出力要素が外半径Ｒ３を含み、円形波動ドライブがギヤ歯を備えない摩擦要素を含み、ホイールとハウジングとの間にすべりが存在しない、円形波動ドライブを提供すること（ステップ９２０）、及び、減速比＝（Ｒ１−Ｒ３）／Ｒ３の式を用いて減速比を計算すること（ステップ９３０）を含む。

【0097】

「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ又はｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語が本明細書又は請求項で用いられる限りにおいて、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語が請求項で移行語として採用されるときに解釈される場合の該用語と同様に包括的となることを意図される。さらに、「又は」（例えば、Ａ又はＢ）という用語が採用される限りにおいて、「Ａ又はＢ又はこれらの両方」を意味することを意図される。出願人らが「両方ではなくＡ又はＢのみ」を示すことを意図するときには、「両方ではなくＡ又はＢのみ」という用語が採用されることになる。したがって、本明細書での「又は」という用語の使用は、包括的使用であって排他的使用ではない。Ｂｒｙａｎ Ａ．ＧａｒｎｅｒのＡ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ６２４（第２版、１９９５年）を参照されたい。また、「〜における（ｉｎ）」又は「〜の中に（ｉｎｔｏ）」という用語が本明細書又は請求項で用いられる限りにおいて、「〜上の（ｏｎ）」又は「〜上に（ｏｎｔｏ）」をさらに意味することを意図される。「実質的に」という用語が本明細書又は請求項で用いられる限りにおいて、製造において利用可能な又は見込まれる（ｐｒｕｄｅｎｔ）精度を考慮に入れることを意図される。「選択的に」という用語が本明細書又は請求項で用いられる限りにおいて、装置のユーザが装置の使用中に必要な又は望んだとおりに構成材の特徴又は機能をアクティブ化又は非アクティブ化することができる構成材の条件を指すことを意図される。「作動的に接続される」という用語が本明細書又は請求項で用いられる限りにおいて、特定の構成材が指定された機能を果たす様態で接続されることを意味するように意図される。本明細書及び請求項で用いられる場合の単数形（「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」）は複数形を含む。最後に、「約」という用語が数字と併せて用いられる場合、数字の±１０％を含むことを意図される。言い換えれば、「約１０」は９〜１１を意味する場合がある。

【0098】

上記のように、本願はその実施形態の説明によって例示されており、実施形態がかなり詳細に説明されているが、付属の請求項の範囲をこうした詳細に制約する又は多少なりとも限定することは出願人らの意図ではない。本願の恩恵に浴する当業者にはさらなる利点及び修正がすぐに分かるであろう。したがって、本願は、そのより広い態様において、具体的な詳細、示される例示的な例、又は言及されるどの装置にも限定されない。発明の一般概念の精神又は範囲から逸脱せずにこうした詳細、例、及び装置からの逸脱がなされ得る。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】