特許 7553629 ギヤ、モータ－ギヤユニット、内燃エンジン－ギヤユニット、車両、及びギヤを備えた発電機

(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】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】ギヤ、モータ－ギヤユニット、内燃エンジン－ギヤユニット、車両、及びギヤを備えた発電機

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20240910BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

F16H1/32 B

H02K7/116

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2023040771

(22)【出願日】2023-03-15

(62)【分割の表示】P 2021024839の分割

【原出願日】2010-03-30

(65)【公開番号】P2023073294

(43)【公開日】2023-05-25

【審査請求日】2023-04-14

(31)【優先権主張番号】102009003695.4

(32)【優先日】2009-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】102009033790.3

(32)【優先日】2009-07-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】202009011082.6

(32)【優先日】2009-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】202010000318.0

(32)【優先日】2010-03-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】514187693

【氏名又は名称】テークー－ジステームス ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100158920

【弁理士】

【氏名又は名称】上野 英樹

(72)【発明者】

【氏名】ホエベル， ルディ

(72)【発明者】

【氏名】ロスベルガー， アントン

【審査官】小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６１－０００５４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭４８－０３１３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０２２１０２４０（ＵＳ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第００３０７７３２（ＥＰ，Ａ１）

【文献】英国特許出願公開第０２０３８９９２（ＧＢ，Ａ）

【文献】米国特許第０６３４２０２３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許第０４０２３４４０（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０５９５４６１１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ １／３２

Ｈ０２Ｋ ７／１１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力シャフト及び出力シャフトを有するギヤであって、
外側ホイールと、
前記外側ホイールに対して同心状に配置された内側ホイールと、
前記外側ホイールと前記内側ホイールとの間に延在する牽引手段と、
前記牽引手段を前記内側ホイールの外周から持ち上げ、前記牽引手段を前記外側ホイールの内周に押し付ける少なくとも１つの回転トランスミッタと、
を含み、前記回転トランスミッタは、回転可能なトランスミッタキャリアに配置され、前記回転トランスミッタは前記トランスミッタキャリアに対して回転可能に備えられ、前記回転トランスミッタは、前記トランスミッタキャリアの回転軸に対して偏心して備えられ、
前記回転トランスミッタは、
モータ側の偏心カム及びモータ側の偏心カムベアリングを備えたモータ側の引込ディスクと、
ギヤ側の偏心カム及びギヤ側の偏心カムベアリングを備えたギヤ側の引込ディスクと
を含み、前記モータ側の引込ディスク及び前記ギヤ側の引込ディスクは、円形ディスクとして形成されている、ギヤ。

【請求項2】

前記入力シャフトが前記回転トランスミッタに連結されることを特徴とする請求項１に記載のギヤ。

【請求項3】

前記入力シャフトが前記外側ホイールに連結されることを特徴とする請求項１に記載のギヤ。

【請求項4】

前記入力シャフトが前記内側ホイールに連結されることを特徴とする請求項１に記載のギヤ。

【請求項5】

前記出力シャフトが前記内側ホイールに連結されることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のギヤ。

【請求項6】

前記出力シャフトが前記回転トランスミッタに連結されることを特徴とする請求項１、３又は４のいずれか一項に記載のギヤ。

【請求項7】

前記出力シャフトが前記外側ホイールに連結されることを特徴とする請求項１、２又は４のいずれか一項に記載のギヤ。

【請求項8】

前記牽引手段が、回転可能に相互連結されたリンクから成るチェーンであることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のギヤ。

【請求項9】

前記牽引手段が、少なくとも１つの連続的な楕円形の牽引要素を含むことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のギヤ。

【請求項10】

前記牽引手段が可撓性のベルトを含むことを特徴とする請求項９に記載のギヤ。

【請求項11】

前記牽引要素が可撓性のスプライン要素を含むことを特徴とする請求項９に記載のギヤ。

【請求項12】

前記可撓性のスプライン要素が複数のピンを含み、前記複数のピンが、前記スプライン要素の少なくとも１つの軸方向の面において突出し、前記可撓性のスプライン要素に対して同軸状に配置されることを特徴とする請求項１１に記載のギヤ。

【請求項13】

電気モータを備え、前記電気モータのロータが前記ギヤの前記入力シャフトに連結されることを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載のギヤを備えたモータ－ギヤユニット。

【請求項14】

前記電気モータが、径方向ギャップを有するＤＣブラシレスモータであることを特徴とする請求項１３に記載のモータ－ギヤユニット。

【請求項15】

内燃エンジンを備え、前記エンジンの出力シャフトが前記ギヤの前記入力シャフトに連結されることを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載のギヤを備えた内燃エンジン－ギヤユニット。

【請求項16】

請求項１３～１５のいずれか一項に記載のモータ－ギヤユニット又は内燃エンジン－ギヤユニットを有する車両であって、前記車両の少なくとも１つの駆動される車輪が、前記ギヤの前記出力シャフトに連結されることを特徴とする車両。

【請求項17】

駆動ユニットと、ジェネレータユニットと、請求項１～１２のいずれか一項に記載のギヤとを有する発電機であって、前記ギヤの入力シャフトが前記駆動ユニットに連結され、前記ギヤの出力シャフトが前記ジェネレータユニットの入力シャフトに連結される発電機。

【請求項18】

ギヤにおいて牽引手段を接触させるためのトランスミッタ組立体であって、
前記トランスミッタ組立体は、回転可能なトランスミッタキャリアに備えられた第１のトランスミッタ要素及び第２のトランスミッタ要素を含み、前記第１のトランスミッタ要素及び第２のトランスミッタ要素は、前記トランスミッタキャリアに対して回転可能であり、前記トランスミッタ要素のそれぞれが、前記トランスミッタキャリアの回転軸に対して偏心して備えられ、
前記第１のトランスミッタ要素は、モータ側の偏心カム及びモータ側の偏心カムベアリングを備えたモータ側の引込ディスクを含み、前記第２のトランスミッタ要素は、ギヤ側の偏心カム及びギヤ側の偏心カムベアリングを備えたギヤ側の引込ディスクを含み、前記モータ側の引込ディスク及び前記ギヤ側の引込ディスクは、円形ディスクとして形成されているトランスミッタ組立体。

【請求項19】

前記第１のトランスミッタ要素を前記第２のトランスミッタ要素に対して移動させるためのガイドが設けられていることを特徴とする請求項１８に記載のトランスミッタ組立体。

【請求項20】

前記第１のトランスミッタ要素及び前記第２のトランスミッタ要素が、それぞれガイド要素を備えた少なくとも１つのトランスミッタ調節スリットを含むことを特徴とする請求項１９に記載のトランスミッタ。

【請求項21】

入力シャフト及び出力シャフトを有するギヤであって、
外側ホイールと、
前記外側ホイールに対して同心状に配置された内側ホイールと、
前記外側ホイールと前記内側ホイールとの間に延在する押圧手段と、
前記押圧手段を前記外側ホイールの内周から離すように押し、前記押圧手段を前記内側ホイールの外周に押し付ける少なくとも１つの回転トランスミッタと、
を有し、
前記回転トランスミッタは、
モータ側の偏心カム及びモータ側の偏心カムベアリングを備えたモータ側の引込ディスクと、
ギヤ側の偏心カム及びギヤ側の偏心カムベアリングを備えたギヤ側の引込ディスクと
を含み、前記モータ側の引込ディスク及び前記ギヤ側の引込ディスクは、円形ディスクとして形成されていることを特徴とするギヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、入力シャフト及び出力シャフトを有するギヤに関する。より詳細には、本出願は、このようなギヤを備えたモータ－ギヤユニット、及びこのようなモータ－ギヤユニットを備えた車両に関する。また、本出願は、内燃エンジン又は水力若しくは風力用プロペラなどの駆動ユニットを備え、更に発電用のジェネレータユニット及び本出願によるギヤを備えた発電機に関する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0002】

本出願は、改良されたギヤ、モータ－ギヤユニット、車両、ギヤを備えた発電機、及び力伝達要素を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0003】

本発明のギヤは、入力シャフト及び出力シャフトを有し、さらに外側ホイール及び内側ホイールを有する。内側ホイールは、外側ホイールに対して同心状に配置され、そしてしばしば外側ホイールの内側に配置される。また、外側ホイールと内側ホイールとの間に延在する、リング形状、円筒状又は楕円形の牽引手段が設けられる。回転するトランスミッタが、牽引手段を内側ホイールの外周から持ち上げ又は引き離し、牽引手段を外側ホイールの内周に押し付ける。これは、高いギヤ比をもたらすことができるギヤボックスのための簡単で確かな機構である。

【0004】

入力シャフト及び出力シャフトをギヤに連結するための多くの方法がある。入力シャフトをトランスミッタに連結し、出力シャフトを内側ホイール又は外側ホイールに連結することが、特に有利である。この場合、出力シャフトに連結されないホイールは、固定状態に維持されるか、又はギヤのハウジングに連結されることが必要である。

【0005】

あるいは、入力シャフトを外側ホイール又は内側ホイールに連結し、出力シャフトをトランスミッタに連結することもできる。この場合、入力シャフトに連結されないホイールは、固定状態に維持されるか、又はギヤのハウジングに連結されることが必要である。この構成は、トランスミッタのセルフロックを回避するために注意深く設計される必要があるが、この構成は低速動力源からの高い入力トルクを、発電機にしばしば必要とされるような高い回転数に変換することに関して特に有用である。

【0006】

牽引手段は、ボルトチェーン又はローラチェーンなどの、回転可能に相互連結されたリンクから成る閉じたチェーンとして設けられることができる。

【0007】

チェーンは、単一のチェーンとしてだけでなく、ダブル又はトリプルチェーンとして設けることも可能である。このようなダブルチェーン又はトリプルチェーンの利点の１つは、トランスミッタを内側ホイール又は外側ホイールの軸平面と異なる軸平面に設けることができることである。それにより、より高いギヤ比をもたらすことができる。

【0008】

ギヤは、１列ギヤ設計として提供されることができる。この場合、牽引手段は、外側ホイール及び内側ホイールの両方と接触するために設けられた単一の半径方向部分を有する。１列ギヤ設計では、トランスミッタは、しばしば内側ホイールと外側ホイールとの間の間隙内から牽引手段と接触する。トランスミッタ、内側ホイール、外側ホイール、並びに牽引手段及び押圧手段のそれぞれは、本質的に同一の軸平面に配置され、これにより設計が軸対称になる。

【0009】

軸対称の２列ギヤ設計では、内側ホイールと外側ホイールとは、しばしば異なる軸平面に配置される。この場合、トランスミッタは、内側ホイールの軸平面又は外側ホイールの軸平面のいずれかに配置される。そして、牽引手段は、内側ホイールの軸平面と外側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在し、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。

【0010】

３列ギヤ設計では、２対の内側ホイールと外側ホイールとが、しばしば異なる軸平面に配置され、この場合、トランスミッタは、２対の内側ホイール及び外側ホイールの間の第３の軸平面に配置される。また、２つの内側ホイール及び１つの外側ホイールを備えた、あるいは２つの外側ホイール及び１つの内側ホイールを備えた３列ギヤ設計を考えることもできる。さらに別の例として、２つのトランスミッタセクションを有する２列トランスミッタを設けることも可能である。この場合、各トランスミッタセクションは、内側ホイールの軸平面と異なる軸平面に設けられる。そして、牽引手段は、外側ホイールの軸平面と内側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在して、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。

【0011】

異なる軸平面に配置された２つの外側ホイール及び１つの内側ホイールを備えた軸対称の３列ギヤ設計を提供することも可能である。この場合、トランスミッタは、内側ホイールの軸平面に配置される。そして、２つのトランスミッタセクションを有する２列トランスミッタを設けることも可能である。この場合、各トランスミッタセクションは、各外側ホイールの軸平面に設けられる。そして、牽引手段は、内側ホイールの軸平面と外側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在して、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。

【0012】

また、牽引手段は、少なくとも１つの連続した楕円形の牽引要素を含むことが可能であり、この要素は、変形可能な円形リング又はシリンダであってもよい。このような牽引手段は、特に、歯を備えることができる牽引要素が可撓性のベルトの形態で与えられる場合、容易に製造される。このような牽引要素は、しばしば金属メッシュ、織布又は不織布の上に与えられたプラスチック又はゴムから作られる。

【0013】

非常に有利な形態では、牽引要素は、薄い可撓性のスプライン要素を含み、このスプライン要素は、歯を備えることができ、プラスチックから作られることができる。可撓性のスプライン要素は、複数のピンを含むことができ、これらのピンは、スプライン要素の少なくとも１つの軸方向の面から突出するか又は出っ張り、そして可撓性スプライン要素と同心状に配置される。このような牽引要素により、外側ホイールの直径と内側ホイールの直径との差をピンの直径とほぼ同程度に小さくすることができるので、極めて高いギヤ比が達成され得る。

【0014】

１つ又は複数のトランスミッタが、回転可能なトランスミッタキャリア上に、外側ホイール及び内側ホイールに対して同心状に取り付けられることで配置され得る。先に述べたように、トランスミッタキャリアは、好ましくは高い伝達比を達成するために入力シャフト又は出力シャフトに連結される。

【0015】

シャフトがトランスミッタキャリア上に設けられ、各トランスミッタを、回転可能にそのシャフト上に取り付けることができる。あるいは、トランスミッタは、トランスミッタキャリアに固定されてもよく、この場合、牽引手段が、チェーンボルト上のローラのような複数の回転可能な接触要素を含む。

【0016】

トランスミッタの回転軸をトランスミッタキャリアの回転軸とずらして配置して、トランスミッタをトランスミッタキャリアの回転軸に対して偏心して設けることも可能である。これは、トランスミッタの外面に製造が容易な新しい形状をもたらす。

【0017】

あるいは、トランスミッタの回転軸は、トランスミッタキャリアの回転軸と本質的に一致してもよい。この場合、牽引手段に面するトランスミッタの接触面に、基本的に楕円形の形状が与えられる。基本的に楕円形の形状を与えることは、接触面と牽引手段との間にベアリング又は多数のボールを配置できるような、非円形の湾曲した平面が設けられることを含む。

【0018】

ギヤの可能な使用の１つは、電気モータが与えられて、電気モータのロータがギヤの入力シャフトに連結される。軽量車両に関しては、しばしばラジアルギャップを有するＤＣブラシレスモータが与えられる。しかし、以下において実施形態で説明するように、その他のタイプのモータ及び内燃エンジンも同様に用いられる。ＤＣブラシレスモータは、ギヤハウジングが同時にモータハウジングであり得るので、本出願のギヤに容易に設けられる。

【0019】

車両、特に２輪車又は３輪車にこのようなモータ－ギヤユニットを装備することができる。この場合、車両の少なくとも１つの駆動される車輪が、ギヤの出力シャフトに連結される。

【0020】

また、ギヤは、内燃エンジン又は水力若しくは風力用プロペラなどの駆動ユニット及び発電用ジェネレータユニットを備えた発電機のためにも用いることができる。この場合、ギヤの入力シャフトが駆動ユニットに連結され、ギヤの出力シャフトがジェネレータの入力シャフトに連結される。

【0021】

ギヤにおいて牽引手段を接触させるための有利なトランスミッタ組立体は、回転可能なトランスミッタキャリア上に設けられた１つ以上の第１のトランスミッタ要素及び１つ以上の第２のトランスミッタ要素を含む。トランスミッタキャリアは、外側ホイール及び内側ホイールに対して同心状に取り付けられ、好ましくは、高い伝達比を達成するために入力シャフト又は出力シャフトに連結される。トランスミッタ要素は、それぞれトランスミッタキャリア上で回転可能なようにして、シャフトに取り付けられる。第１のトランスミッタ要素及び第２のトランスミッタ要素は、トランスミッタキャリアの回転軸に対して偏心して設けられる。このような配置が、トランスミッタの新しい形状を可能にし、ギヤ設計の自由度をさらに高める。

【0022】

そして、２つのトランスミッタ要素を互いに対して移動させることにより、２つのトランスミッタ要素を備えたトランスミッタを緊密にし、又は伸張することが可能である。したがって、第１のトランスミッタ要素を第２のトランスミッタ要素に対して移動させるためのガイドが設けられ得る。また、ガイド要素を有するトランスミッタ調節スリットも設けられる。ガイド要素は、トランスミッタキャリア内のキャリア調節スリットに与えられ、あるいは隣接するトランスミッタ要素のガイドスリットに取り込まれる。

【0023】

別の形態において、本出願のギヤに入力シャフト及び出力シャフトが設けられ、少なくとも１つの回転トランスミッタが、押圧手段を外側ホイールの内周から遠ざけるように押し、押圧手段を内側ホイールの外周に押し付ける。このギヤは、トランスミッタが、牽引手段を内側ホイールの外周から遠ざけて外側ホイールの内周へと移動する他の実施形態に非常に類似している。この他の実施形態のギヤの設計要素の多くを、押圧手段が圧縮力を伝達できる必要があることを除き、押圧手段を有するギヤに用いることができる。そのため、移動可能なリンクを備えた多数のチェーンを押圧手段として用いることはできない。

【0024】

本出願はまた、ギヤのための複数のピンを含む薄い可撓性のスプライン要素を提供する。スプライン要素は、多数のピンを含み、ピンは、スプライン要素の少なくとも１つの軸方向の面から突出するか又は出っ張り、そして可撓性スプライン要素と同心状に配置される。また、多数のピンは、スプライン要素の両方の軸方向の面において突出してもよい。多数のピンが複数の軸方向の円筒形の穴に設けられた可撓性スプライン要素は、容易に製造される。ピンをスチールから作りその後に硬化すること、及びスプライン要素をアルミニウムから作ることが有利であることが分かつている。

【0025】

本出願の実施形態を、以下の図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本出願に開示されたモータ－ギヤユニットの正面図である。

【図2】図１に示したモータ－ギヤユニットの、図１に記された直線Ｊ－Ｊに沿った断面図である。

【図3】図１に示したモータ－ギヤユニットの、図１に記された直線Ｆ－Ｆに沿った断面図である。

【図4】図１に示したモータ－ギヤユニットの上面図である。

【図5】図４に示したモータ－ギヤユニットの、直線Ｈ－Ｈに沿った断面図である。

【図6】図１に示したモータ－ギヤユニットの前方斜視図である。

【図7】図６に示したモータ－ギヤユニットの、外側ホイールカバーが取り除かれた状態の図である。

【図8】図６に示したモータ－ギヤユニットの更なる図である。

【図9】図６に示したモータ－ギヤユニットのステータを、内側ホイールキャリア及び内側ホイールと共に示す。

【図10】図９に示したステータ、内側ホイールキャリア及び内側ホイールを、所定位置にあるトランスミッタキャリアと共に示した上面図である。

【図11】図１に示したモータ－ギヤユニットの後方斜視図である。

【図12】図１１に示したモータ－ギヤユニットの、外側ホイールが取り除かれた状態の図である。

【図13】図１１に示したモータ－ギヤユニットの更なる図である。

【図14】図１１に開示したモータ－ギヤユニットの、外側ホイールが取り除かれた状態の図である。

【図15】図１４に示したモータ－ギヤユニットの、直線Ｍ－Ｍの面に沿った断面図である。

【図16】本出願に開示された、車両フレームに一体化された更なるモータ－ギヤユニットの後方斜視図である。

【図17】更なるモータ－ギヤユニットの図である。

【図18】チェーンピニオンが取り付けられた状態である更なるモータ－ギヤユニットの上面図である。

【図19】本発明で開示されたハーモニックチェーンギヤの作用を示す。

【図20】本発明で開示されたハーモニックチェーンギヤの作用を示す。

【図21】本発明で開示されたハーモニックチェーンギヤの作用を示す。

【図22】本発明で開示されたハーモニックチェーンギヤの作用を示す。

【図23】一つの実施形態で開示されたダブルチェーンを備えたハーモニックチェーンギヤを示す。

【図24】実施形態で開示されたトリプルチェーンを備えたハーモニックチェーンギヤの図である。

【図25】図２４に示したハーモニックチェーンギヤの、図２４に記した直線Ｆ－Ｆに沿った断面図である。

【図26】ダブルチェーンを備えたハーモニックチェーンギヤの更なる実施形態の分解図である。

【図27】ハーモニックチェーンギヤの更なる実施形態の分解図である。

【図28】ダブルローラチェーンギヤの切取図である。

【図29】モータ－ギヤユニットの更なる実施形態の部分分解図である。

【図30】図２９で省略されたギヤ部品の分解図である。

【図31】図２９でのモータ－ギヤユニットの図である。

【図32】図２９でのモータ－ギヤユニットの断面図である。

【図33】図２９でのモータ－ギヤユニットの側面図である。

【図34】図２９でのモータ－ギヤユニットの更なる断面図である。

【図35】押圧手段を備えた図３５より前の実施形態の変型例を示す。

【図36】２ピン列のピンリングを備えたハーモニックチェーンドライブの実施形態の分解図である。

【図37】図３６のモータ－ギヤユニットの断面図である。

【図38】２ピン列のピンリング及びワイヤレースベアリングを備えたハーモニックチェーンドライブの実施形態の分解図である。

【図39】２ピン列のピンリング及び２つの楕円形の引込ディスクを備えたハーモニックチェーンドライブの実施形態の分解図である。

【図40】図３８又は図３９に示したモータ－ギヤユニットの断面図である。

【図41】図３６に示したモータ－ギヤユニットの断面図である。

【図42】図３９に示したモータ－ギヤユニットの断面図である。

【図43】図３８に示したモータ－ギヤユニットの断面図である。

【図44】図４３に示したモータ－ギヤユニットの部分断面図である。

【図45】ピンリングの側面図である。

【図46】ピンリングの要素の断面図である。

【図47】歯付ベルトを備えたハーモニックチェーンドライブの実施形態の分解図である。

【図48】図４７のハーモニックチェーンドライブの第１の断面図である。

【図49】図４７のハーモニックチェーンドライブの第２の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１～図１５は、本出願で開示される第１のモータ－ギヤユニット１００を示す。

【0028】

図２は、本出願で開示されるモータ－ギヤユニット１００の、図１にＪ－Ｊで記された直線に沿った断面図である。図２に最も明確に示されるように、モータ－ギヤユニット１００は、カップ形状のハウジング１と、内側ホイール６と、ローラチェーン８とに分けられる。内側ホイール６は、この場合、ハウジング１内に回転可能に取り付けられた出力シャフト１１に一体に設けられている。ローラチェーン８は、ハウジング１と内側ホイール６との間を、ハウジング１内に回転可能に取り付けられたトランスミッタキャリア５によりガイドされる。

【0029】

図１に明確に見られるように、ハウジング１は、その内側に、半径方向内向きの外側ホイール歯２を有し、一方で内側ホイール６は、半径方向外向きの内側ホイール歯７を有する。ローラチェーン８は、外側ホイール歯２及び内側ホイール歯７の両方と、噛み合いで係合するように設計されている。

【0030】

トランスミッタキャリア５自体は、図３に最も明確に示されている。図３は、モータ－ギヤユニット１００の、図１にＦ－Ｆで記された直線に沿った更なる断面図である。

【0031】

第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４は、外側ホイール歯２と内側ホイール歯７との間に配置され、トランスミッタキャリア５と共に周方向に回転し、それぞれがローラチェーン８の一部を外側ホイール歯２内に引き込み、ローラチェーン８は、第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４により、内側ホイール歯から持ち上げられる。

【0032】

第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４によるローラチェーン８の引き込み又は持ち上げが、図５に示されている。図５は、図４にＨ－Ｈで記された直線に沿った断面図である。この目的のために、第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４はそれぞれ、内側ホイール歯７に面する湾曲した鎌形の内面１２と、ローラチェーン８に沿って接して滑る凸状の外面１３とを有する。

【0033】

トランスミッタキャリア５は、円筒体として設計される。この円筒体は、ハウジング１内に前方のラジアルベアリング１４及び後方のラジアルベアリング１５で、モータ－ギヤユニット１００の対称軸１０を中心として回転可能に取り付けられる。この構成では、トランスミッタキャリア５は、図３に最も明確に示されているように、第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４と一体部品として設計される。

【0034】

トランスミッタキャリア５のベアリングの組み立てを簡略化するために、ハウジング１は、２つの部品、すなわち半径方向において互いに連結する、カップ形状の前方ハウジング部１６と円筒状の中央ハウジング部１７とから作られる。この構成において、前方ハウジング部１６は、前方出力シャフトベアリング１９がその内部に配置された、前方に延在するベアリング支持体１８を有する。前方ハウジング部１６の半径方向外側部分とベアリング支持体１８との間の領域に存在する穴２０が、図６に最も明確に示されている。総数１２個のこのような穴２０が設けられる。これらの穴は、オイル漏れを防止するための透明なプラスチックパネル（図示されない）で塞がれる。これらの透明なパネルは、ハウジング内のオイルレベルの目視を可能にし、またモータ－ギヤユニット１００の動作を監視するために用いることができる。

【0035】

ハウジング１の、軸方向における前方ハウジング部１６の反対側が、カップ形状の後方ハウジング部９により閉じられている。後方ハウジング部９は、後方出力シャフトベアリング２６を受け入れるための開口部２８を有し、開口部２８内に出力シャフト１１が回転可能に取り付けられる。

【0036】

ディスク形状のステータプレート５０が、後方ハウジング部９と中央ハウジング部１７との間に軸方向での中央位置に固定されており、ステータプレート５０は、回転しないように後方ハウジング部９に固定ボルト５１でネジ留めされている。ステータプレート５０は、その外周付近に、トランスミッタキャリア５の内側ケーシング面に対向して配置された複数の電機子２２を有する。この構成において、ステータ／電機子２２は、コイル巻線（この図に示されない）により囲まれており、モータ－ギヤユニット１の動作時に、このコイル巻線に電流が流れる。さらに、コンデンサコネクタ５４を有する複数の中間回路の環状コンデンサ５２が、インバータ部品５３のためのエネルギーアキュムレータとして設けられており、インバータ部品５３もまたステータプレート５０上に設けられている。インバータ部品５３と後方ハウジング部９の内壁との間に延在する冷却体５５が、熱放散を担う。この構成において、図４に最も明確に示されるように、後方ハウジング部９に冷却フィンが設けられる。

【0037】

ステータプレート５０に、後方ハウジング部９を通って外部に延びる電力供給ケーブル５６を介して、電力が供給される。

【0038】

複数の永久磁石２１が、円筒状のトランスミッタキャリア５の内側又は内側ケーシング面に配置され、トランスミッタキャリア５の周面に分散されている。これらの永久磁石２１は、図３に最も明確に示されている。図３は、図１に示されたモータ－ギヤユニット１００の直線Ｆ－Ｆに沿った断面を示す。図３において、後方ハウジング部９及びモータ－ギヤユニット１００の他の部品は、取り除かれている。この構成において、永久磁石２１は、トランスミッタキャリア５の内側ケーシング面と同一面に配置されるように、仮想円筒のケーシング面の一部として設計される。これらの永久磁石２１の存在により、トランスミッタキャリアは、電気モータのロータとなる。

【0039】

永久磁石２１と半径方向で対向して、多数の電機子２２が配置される。電機子２２は、図９に最も明確に示される。電機子２２は、内側ホイール６と共に対称軸１０を中心として回転することができるようにして、内側ホイール６の円筒状ケーシングの内側周辺に半径方向に配置されている。この構成において、電機子２２はコイル巻線（この図に示されない）により囲まれ、このコイル巻線に電子制御ユニット（同様に図示されない）が電力を供給する。これが、永久磁石２１と相互作用する交流電磁場を発生する。

【0040】

図３に特に明確に示されるように、永久磁石２１はトランスミッタキャリア５の下縁をわずかに超えて延在する。トランスミッタキャリアの位置を特定可能にするセンサが、永久磁石２１の辺縁部付近でステータプレートに取り付けられている。この構成において、ホールセンサのような標準的なセンサだけでなく、安価な光学センサ又は簡単な誘導コイルを用いることも可能である。誘導コイルでは、トランスミッタキャリアの位置変化に関し、永久磁石２１が特有の誘導電流をその通過時にもたらす。

【0041】

図２に特に明確に示されているように、ローラチェーン８は多数のボルト２３を有し、ローラ２４及びプレート２５がボルト２３上に配置される。ローラ２４及びプレート２５は、ボルト２３と共に複数のチェーンリンクを形成する。この構成において、ローラ２４の外径、外側ホイール歯２の形状寸法及び内側ホイール歯７の形状寸法は、ハウジング１と内側ホイール６との間にチェーンドライブを形成するように設計される。

【0042】

この構成において、ハウジング１とトランスミッタキャリア５との間のシール（図示されない）により、ステータ２２、ステータプレート５０及び磁石２１の領域に潤滑油を到達させずに、ローラチェーン８、トランスミッタ３、４とローラチェーン８との間での滑り接触、及びベアリング１４、１５、１９が潤滑されることが保証される。

【0043】

モータ－ギヤユニット１００の構造がより良好に理解されるように、図６～図１５は、モータ－ギヤユニット１００を、様々な分解段階で示す。

【0044】

図６は、モータ－ギヤユニット１００の、完全に組み立てられた状態の前方斜視図である。外側ホイール歯２、ローラチェーン８、内側ホイール歯７、及び２つのトランスミッタ３、４を備えたギヤユニットの作動の様子が、穴２０の観察パネルを通して明確に見られる。

【0045】

図７は、図６に開示されたモータ－ギヤユニットの前方ハウジング部１６が取り除かれた図を示す。内側ホイール歯７を有する内側ホイール６が明確に見られる。２つのトランスミッタ３、４間の領域におけるトランスミッタキャリア５上のオイルシールが、図７においては取り除かれており、ステータ２２の電機子スタンピングが見えている。

【0046】

図８は、図６に示されたモータ－ギヤユニット１００のステータプレート５０が取り除かれた図を示す。したがって、図７ではまだ見えていたステータ２２が、図８においてはもはや見えない。その結果、永久磁石２１が、トランスミッタキャリア５の内側にはっきりと見える。

【0047】

図９は、図８で取り除かれたステータ２２を、内側ホイール６及び出力シャフト１１と共に示す。図１０は、図９に示した内側ホイール６を伴ったステータを、所定位置に配置されたトランスミッタキャリア５、２つのベアリング１４、１５、ステータプレート５０及びコンデンサコネクタ５４と共に示した上面図である。

【0048】

図１１は、図１に示したモータ－ギヤユニットの後方斜視図であるが、後方ハウジング部９が取り除かれている。トランスミッタキャリア５が突出した永久磁石２１を備えており、永久磁石２１がステータプレートの平面の向こう側にある様子が明確に見られる。ステータ２２が、永久磁石２１とステータプレート５０との間に見える。このステータ２２は、図１２に特に明確に示されている。図１２では、前方ハウジング部１６、中央ハウジング部１７、及びトランスミッタキャリア５が取り除かれている。

【0049】

図１３は、図１１に示したモータ－ギヤユニット１００の中央ハウジング部１７及びステータプレート５０が取り除かれた図である。

【0050】

図１４は、図１０に示した状態のモータ－ギヤユニット１００の別の図である。

【0051】

図１５は、図１４に示したモータ－ギヤユニットの直線Ｍ－Ｍに沿った断面図である。２つのトランスミッタ３、４を有するトランスミッタキャリア５が明確に見られる。トランスミッタ３、４間の空間は、オイル漏れを防止するために、プラスチック製の検査ガラス(inspection glass)（図示されない）によりシールされる。

【0052】

図１～図１５に示したモータ－ギヤユニット１００が動作中のとき、ハウジング１、内側ホイール６及びローラチェーン８を有するチェーンドライブは、以下の様に作動される。永久磁石２１に作用する交流電磁場を発生するように、交流電圧が、電機子２２周囲のコイル巻線（図示されない）に適切な方法で印加される。この構成において、電子制御装置（そのインバータ部品及び中間回路の環状コンデンサが図示される）は、交流電磁場が対称軸１０を中心としてトランスミッタキャリア５を回転させるようにする。第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４が、トランスミッタキャリア５と共に、対称軸１０を中心として円周方向に移動する。

【0053】

図５に最も明確に見られるように、この構成において、ローラチェーン８におけるリンクが、外側ホイール歯２に向って連続的に外方向へ押される。このプロセスにおいて、トランスミッタキャリア５の外方向に後続するチェーンストランドが、押されているリンクの後ろで内側ホイールを引く。このような状況において、外側ホイール歯２と内側ホイール歯７とでの半径の差により、予め決められた伝達比が生じる。

【0054】

上記の実施形態において、ギヤユニットは電気モータと組み合わされる。外側ホイール歯２を備えたハウジング１と、内側ホイール歯７及び出力シャフト１１を備えた内側ホイール６と、ローラチェーン８と、第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４を備えたトランスミッタキャリア５とを含むギヤユニットを、トランスミッタキャリア５を駆動するのに適した別のタイプのモータと共に用いることもできる。トランスミッタキャリア５又はハウジング１のいずれかを固定した状態で出力シャフト１１を駆動させることも、原理上は可能である。この時、出力トルクは、ハウジング１又はトランスミッタキャリア５のいずれかから取り出されることができる。

【0055】

図１６は、本出願で開示される更なるモータ－ギヤユニット１００の後方斜視図である。図１６のモータ－ギヤユニット１００は、図１～図１５に示したモータ－ギヤユニット１００とほぼ同じである。同一の部品には同一の参照番号が付される。この構成において、第１のフレーム管３０及び第２のフレーム管３１が前方ハウジング部１６の周囲に溶接されて、二輪車（図示されない）のフレームを形成している。出力シャフト１１は、車両（図示されない）の後輪を駆動する。

【0056】

図１７は、上述の図に示されたモータ－ギヤユニットとほぼ同一の部品を有する更なるモータ－ギヤユニットの図である。同一の部品には同一の参照番号が付される。

【0057】

この構成において、二輪車の一方のタイヤを付ける駆動されるホイール３３が、出力シャフト１１にネジ留めされている。従動輪３６には、フリーホイール装置又はフリーホイール５７が設けられる。

【0058】

図１７に特に明確に示されているように、第１の横方向のリンク３４及び第２の横方向リンク３５が、前方ハウジング部１６に取り付けられる。

【0059】

図１８は、車両のホイールハブモータ（完全には図示されない）として設計された更なるモータ－ギヤユニット１００を示す。図１～図１７に示したモータ－ギヤユニット１００の部品と同一の部品には、同一の参照番号が付される。または、同一の機能を有するが異なる形状を有する部品には、同一の参照番号の後にアポストロフィ（’）が付けられる。

【0060】

図１８より前の実施形態と異なり、出力シャフト１１’は固定されている。出力シャフト１１’は、車両（図示されない）のウィッシュボーン管における２つの正方形の端部６５に取り付けられる。後方シャフトナット６４が、後方ハウジング部９’を、出力シャフト１１’上のシャフト突出部６６上に締め付けている。出力シャフト１１’の反対側で前方シャフトナット６３がベアリング１９’、６０の遊びを設定し、これにより前方ハウジング部１６’及び中央ハウジング部１７’が、出力シャフト１１’又は後方ハウジング部９’の上で回転可能であるように取り付けられている。

【0061】

この構成において、前方ハウジング部１６’及び中央ハウジング部１７’のそれぞれにリムフランジ６２が設けられ、これによりタイヤ６１が配置されるリムを形成している。

【0062】

したがって、タイヤ６１は、出力シャフト１１’がウィッシュボーン管６４に固定されている状態で、前方ハウジング部１６’及び中央ハウジング部１７’を介して駆動される。

【0063】

図１９～図２２は、本出願で開示されるハーモニックチェーンギヤの作用を示す。この構成において、ローラチェーン８におけるリンクが、第１のトランスミッタ３及び第２のトランスミッタ４により、外側ホイール歯２の中まで連続的に外方向へ引き込まれ又は持ち上げられる。

【0064】

この場合、前方ハウジング部１６は、外側ホイール歯２に固定されている。これは、図１９～図２２において、固定された前方ハウジング部１６の頂上部に記された文字「Ｂ」により示されている。

【0065】

トランスミッタ３、４は、時計回りに回転するトランスミッタキャリア５と共に回転する。図１９で第２のトランスミッタ４は－３５度の位置にあり、図２０で第２のトランスミッタ４は－２度の位置にあり、図２１で第２のトランスミッタ４は＋２５度の位置にあり、図２２で第２のトランスミッタ４は＋５３度の位置にある。

【0066】

このプロセスにおいて、ローラチェーン８のチェーンストランドが、トランスミッタキャリア５の外方向において第２のトランスミッタ４に追従して、ローラチェーン８を備えた内側ホイール６を引っ張る。

【0067】

これは、内側ホイール６に記された文字「Ｃ」及びローラチェーン８に記された文字「Ａ」により示される。

【0068】

第２のトランスミッタ４が、図１９における－３５度の位置から図２２における＋５３度の位置に時計回りに移動するとき、内側ホイール６は、反時計回りに約３０度移動する。

【0069】

これらの状況において、外側ホイール歯２と内側ホイール歯７との半径の差により、予め決められた約３：１の伝達比が生じる。

【0070】

本出願において、出力は様々な方法で得られ得る。第１に、図１～図１７に示した実施形態の場合のように、外側ホイール１を固定することができる。この場合、出力は、電気モータがトランスミッタキャリア５を駆動している時に、内側ホイール６を介してもたらされる。あるいは、図１８に示した実施形態のように、内側ホイール６を固定することができる。この場合、出力は、電気モータがトランスミッタキャリア５を駆動している時に、外側ホイール１を介してもたらされる。

【0071】

あるいは、内側ホイール６が電気モータにより駆動され、トランスミッタキャリア５又は外側ホイール１のいずれかを固定することも考えられる。外側ホイール１が固定される場合、出力は、トランスミッタキャリア５を介してもたらされる。反対に、トランスミッタキャリア５が固定される場合、出力は外側ホイール１を介してもたらされる。これらの設計では、自己阻害を回避するために、ローラチェーン８の領域における摩擦特性に特に注意を払うことが必要である。自己阻害又はセルフロックは、ローラチェーン８の滑り面の適切な設計により、または例えば潤滑油注入若しくはトランスミッタ３、４へのベアリング追加などの摩擦低減手段により、回避されることができる。

【0072】

したがって、電気モータが外側ホイール１を駆動し、内側ホイール６又はトランスミッタキャリア５のどちらが固定されているかに依存して、トランスミッタキャリア５又は内側ホイール６のいずれかを介して出力を得ることも可能である。

【0073】

ローラチェーン８を、例えば同様に歯が両側に設けられた歯付きベルトなどの、その他の牽引又は押圧手段に代えることもできる。類似の設計を、図４７～図４９に示す。上記の実施形態においてホイールの歯がローラチェーンの間隙と係合する噛み合いの代わりに、牽引又は押圧手段の歯が内側ホイール又は外側ホイールの間隙と係合する噛み合いを用いることが可能である。最後に、対応するホイールと牽引又は押圧手段との間での摩擦係合を用いることも考えられる。

【0074】

図２３は、車両のホイールハブモータ（完全には図示されない）として設計された更なるモータ－ギヤユニット１００のＦ－Ｆ断面を示す。上記の図１～図２２における部品に対応する部品は、同一の参照番号を有する。この断面は、ローラチェーン８が内側ホイール６から持ち上げられている図３と断面の方向が同一であるため、Ｆ－Ｆと記される。

【0075】

図３と比較して、トランスミッタキャリア５は、カップ形状の領域７９により内側ホイール６の側方に延在されている。カップ状領域７９に、対称軸１０に対して平行に配置された２つのシャフト８３、８４が設けられている。２つのギヤホイール８０、８１が、シャフト８３、８４上のボールベアリング８５、８６上に取り付けられている。ギヤホイール８０、８１は、図３に示したトランスミッタ３、４に対応する。ギヤホイール８０、８１は、ダブルチェーン８’の第２のチェーン８２の内側に係合する。第２のチェーン８２は、破線９０により示されている。２つのシャフト８３、８４は、対称軸１０に関して互いに対向して配置され、対称軸１０から同一の距離にある。図２３に示された実施形態において、この距離は、内側ホイール６の半径よりも小さい。

【0076】

先に記載したように、動作中において、トランスミッタキャリア５は、永久磁石２１に作用する力により回転される。したがって、ダブルチェーン８’の第１のチェーン８７の外側は、ギヤホイール８０、８１により外側ホイール歯２内に引き込まれる。ダブルチェーン８’の第１のチェーン８７の内側は、内側ホイール歯７及び内側ホイール６と係合され、したがって出力シャフト１１は、先に図１９～図２２において示した方法で駆動される。

【0077】

ダブルチェーン８’を用いることにより、ギヤホイール８０、８１が内側ホイール６に対して平行な面で回転することが可能である。したがって、ギヤホイール８０、８１のための最適な寸法を選択することができる。より大きいギヤホイール８０、８１を用いると、ギヤホイール８０、８１とチェーン８’との間の接触面、及びチェーン８’と外側ホイール歯２との間の接触面が増大する。よって、生じる力がより均一に分布され、チェーン８’及び外側ホイール歯２にかかる負荷が低減される。さらに、内側ホイール歯７と外側ホイール歯２との間の距離をより小さくすることが可能である。これは、所定の歯寸法で、より大きな減速を達成することが可能であることを意味する。

【0078】

ギヤホイール８０、８１の代わりに、第２のチェーン８２の内側を外向きに押すローラを用いることも可能である。これらのローラ、特にギヤホイール８０、８１は、チェーン８’の表面に沿って生じる力を偏向させることができる。これにより、チェーン８’が外歯２内に引き込まれるときの摩擦損失が低減される。

【0079】

図２４及び図２５は、図２３に示したようなダブルチェーン８’の代わりにトリプルチェーン８’’が与えられた更なる実施形態を示す。図２３において既に示した要素に関しては、説明を繰り返さない。図２４に示されているＨ’－Ｈ’ 断面は、図４に示した対応するＨ－Ｈ断面に対して平行な位置にあり、出力シャフト１１に向ってずらされている。

【0080】

トランスミッタディスク９０は、出力シャフト１１上に、トランスミッタディスク９０が自由に回転できるように取り付けられている。トランスミッタディスク９０に２つのシャフト９１、９２が設けられており、これらシャフトのそれぞれにギヤホイール９３、９４が配置されている。ギヤホイール９３、９４は、対称軸１０に対して対向して配置され、トリプルチェーン８’’の第３のチェーン８８に内側から係合している。トランスミッタディスク９０は、トリプルチェーンが内側ホイール６から持ち上げられる領域で自由な状態を維持するように、シャフト９１、９２の領域で切り取られている。トランスミッタディスク９０の中央において、円形の開口部が、出力シャフトの周囲で自由な状態にされている。トランスミッタディスク９０の２つの外側領域９５、９６は、内側ホイール歯７の外周の外側に配置されており、２つの固定具（図示されない）によりトランスミッタキャリア５に堅固に連結されている。これらの固定具は、内側ホイール６と外側ホイール歯２との間の空間を通過している。

【0081】

図２５は、図２４にＦ－Ｆで記された直線に沿った断面を示す。この断面は、図２３に示した断面に対応している。図２５に最も良く示されるように、ギヤホイール９３、９４は、トリプルチェーン８’’の第２のチェーン８２に内側から係合するギヤホイール８０、８１に対向して配置される。ギヤホイール８０、８１と同様に、ギヤホイール９３、９４もボールベアリング９７、９８上に取り付けられている。図２５を明瞭にするために、第２チェーン８２及び第３チェーン８８を破線により示し、最上部及び最下部のチェーンボルトのみを完全に示す。

【0082】

トリプルチェーン８’’が、図２５に示される内側ホイール６に対して軸対称に配置されることにより、トリプルチェーン８’’にかかる負荷は、図２３に示したダブルチェーン８’の場合よりも均一である。

【0083】

トランスミッタディスク９０は、出力シャフト１１上の追加のベアリングによって支持されることができる。トランスミッタキャリア５は、カップ形状領域７９に代えて、別の適切な形状にすることもできる。さらに、図２３～図２５に示した実施形態を、先に詳述された他の出力の変型例と組み合わせることもできる。また、ギヤホイール又はローラに代えて、トランスミッタキャリアに固定されたトランスミッタを設けることが可能である。これにより、より簡単な設計がもたらされる。

【0084】

図２６は、ハーモニックチェーンギヤの更なる実施形態の分解図である。この図は、入力の反対側から見た図である。方向Ｘで内側ホイール６より後方に位置する部品は示されていない。図２３と同様に、図２６も、入力側の第１のチェーン８７及び第２のチェーン８２を有するダブルチェーン８’を示すが、第１のチェーン８７と第２のチェーン８２とが一体化されて、１つの一体のダブルチェーンとなっている。第１のチェーン８７を第１のチェーン列とも称し、第２のチェーン８２を第２のチェーン列とも称する。図２３のギヤユニットと異なり、ダブルチェーン８’の第１チェーン８７を外側ホイール歯２内に引き込むためのチェーンスライド１００が、第２のチェーン８２の軸平面に設けられている。外側ホイール歯２を含む外側ホイールは、４つの部品を含み、同一に形成された４つの４分の１リング１０５、１０６、１０７、１０８から成る。ダブルチェーン８’の長さは、ダブルチェーン８’がチェーンスライド１００の外縁に接して配置されるような寸法にされている。内側ホイール６は、ダブルチェーン８’の入力側チェーン８７の面に配置され、外歯を有するリングとして設計される。トランスミッタキャリア５が、内側ホイール６の内側を通っている。

【0085】

チェーンスライドは、チェーン８２の面に配置された４つのプレート３、４、１０１、１０２から成る。プレート３、４の領域で、ダブルチェーン８’が内側ホイール６から持ち上げられる。したがって、プレート３、４、１０１、１０２は、内側ホイール６の歯と外側ホイール歯２との間でトルクを伝達するトランスミッタ３、４、１０１、１０２として機能する。チェーンスライド１００のプレート３、４、１０１、１０２は、円形のセンタリングプレート１０４とディスク形状のチェーンスライドホルダ１０３との間の位置にネジ留めされている。こうして、センタリングプレート１０４及びチェーンスライドホルダ１０３が、トランスミッタキャリア５の部品を形成する。ネジ穴が、前方からの組立のために、内側ホイール６の４分の１リング１０５、１０６、１０７、１０８、チェーンスライドホルダ１０３、チェーンスライド１００のプレート、センタリングプレート１０４、及び前方ハウジング部１６に設けられている。入力が外側ホイールを介して行われ、かつ出力がトランスミッタキャリア５を介して行われる場合、組立は次のように行われる。外側ホイールを、駆動モータのロータに連結された中空シリンダにネジ留めする。内側ホイール６を、ステータ２２に連結された別の中空シリンダにネジ留めする。さらに、チェーンスライドホルダ１０３、チェーンスライド１００及びセンタリングプレート１０４を、出力シャフト１１に、互いに重なるように配置されたネジ穴を用いてネジ留めする。

【0086】

図２６の実施形態とは別の実施形態において、トランスミッタキャリアのチェーンスライドを１つの部品として設計し、内側ホイールを異なるいくつかの部品で構成することもできる。また、トランスミッタキャリア５を、ダブルチェーン８’を外側ホイール歯２内に引き込み又は持ち上げる図２３に示されているようなローラ又はギヤホイールが、トランスミッタキャリア５に取り付けられるように設計することもできる。

【0087】

ダブルチェーン８’を用いることにより、トランスミッタ３、４、１０１、１０２の押付力が、外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８に直接作用しない。いずれの運転ノイズも、ダブルチェーン８’により補正されることができる。特に、外側ホイールを複数の部品からつくることができ、それにより製造が容易になる。

【0088】

上記の実施形態において、ギヤユニットは、しばしば電気モータと組み合わされる。ダブルチェーン８’、チェーンスライド１００、外側ホイール歯２、内側ホイール６、及びトランスミッタ３、４、１０１、１０２を有するトランスミッタキャリア５を備えたギヤユニットを、任意のタイプのモータ、エンジン又はタービンと組み合わせることができる。原理上は、外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８、内側ホイール６又はトランスミッタキャリア５を駆動させることが可能である。外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８が駆動される場合、トランスミッタキャリア５を固定して内側ホイール６から出力トルクを取り出すことができ、あるいは内側ホイール６を固定してトランスミッタキャリア５から出力トルクを取り出すことができる。内側ホイール６が駆動される場合、トランスミッタキャリア５を固定して外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８から出力トルクを取り出すことができ、あるいは外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８を固定してトランスミッタキャリア５から出力トルクを取り出すことができる。トランスミッタキャリア５が駆動される場合、内側ホイール６を固定して外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８から出力トルクを取り出すことができ、あるいは外側ホイール１０５、１０６、１０７、１０８を固定して内側ホイール６から出力トルクを取り出すことができる。

【0089】

図２７は、ハーモニックチェーンドライブの更なる実施形態の分解図である。図２６に示した部品に類似した部品には、同一の参照番号を付す。図２６に示したチェーンスライド１００の代わりに、図２７は、ダブルチェーン８’を外側ホイール歯２内に引き込み又は持ち上げるための円形状のディスク１０９、１１０を有する。ディスク１０９、１１０は、シャフト１１３、１１４上にボールベアリング１１１、１１２で回転可能に取り付けられている。シャフト１１３、１１４は、対称軸１０に平行にして引込部ホルダ１０３に取り付けられ、対称軸１０に対して互いに対向して配置され、かつ対称軸１０から本質的に同一の距離に配置されている。

【0090】

図２８は、図２６に示した実施形態で用いられるようなダブルチェーン８’の切取図である。ダブルチェーン８’は、ローラチェーンとして設計されている。ダブルチェーン８’では、ブッシュ１１７がローラ２４により取り囲まれている。２つのブッシュ１１７が、２つのプレート２５により互いに連結される。４つの外側プレート１１６が、２つのチェーンリンクを連結している。４つの外側プレート１１６は、ボルト２３に直接配置される。

【0091】

ブッシュ１１７とローラ２４との間に空間が設けられており、この空間内に潤滑剤が導入されることができる。したがって、ローラ２４は、ブッシュ１１７上で自由に回転することができる。簡単なブッシュチェーンではなくローラチェーンを用いることで、回転するローラにより、引込部とチェーンとの間の摩擦が低減される。したがって、図２７に示した実施形態において、ボールベアリング１１１、１１２を省くことが可能である。

【0092】

一方で、例えばブッシュチェーン又はボルトチェーンなどのローラを有さないチェーンもまた、引込部とチェーンとの間の滑りが図２７の実施形態におけるボールベアリングなどにより補なわれるならば、用いられることができる。

【0093】

図２４、図２５及び図２７の実施形態で最も良く見られるように、トランスミッタキャリアの一部を歯付き又は歯無しの偏心ディスクとし、これを出力シャフトの軸に対して偏心して取り付けて、外側ホイール歯２と内側ホイール６との間でチェーン８、８’、８’’を介してトルクを伝達するように設計することが可能である。この構成では、偏心ディスクの、出力シャフト１１の軸から最も離れた地点付近の歯及び偏心マウントの領域が、図１～図１５又は図２６の実施形態に示したようなトランスミッタに対応する。内側ホイール６は、歯付き偏心ディスクの偏心運動によりチェーン８、８’、８’’に押し付けられ、チェーン８、８’、８’’は、偏心ディスクの偏心運動により遠くに移動される。内側ホイール６が外側ホイールに対して動かされる場合、チェーン８、８’、８’’が、トランスミッタと係合して、トランスミッタキャリア５をその回転軸を中心として動かす。

【0094】

偏心ディスクをトランスミッタとして用いる場合、ボール又はローラを牽引手段ではなく、外側外歯２の歯間の円形の空間付近で転がる押圧手段として用いることが可能である。

【0095】

図２９～図３４は、ダブルチェーンを有するモータ－ギヤユニットの更なる実施形態を示す。この実施形態では、出力シャフトは出力リング２６９の形態を有する。偏心ディスク２８３、２９１、偏心カムベアリング２８４、２８８、及び引込ディスク２８５、２８７が、トランスミッタを形成する。

【0096】

図２９は、モータ－ギヤユニットの更なる実施形態の部分分解図である。図２９において、モータ－ギヤユニットのギヤ部品は省かれている。それらは図３０に示され、図２９では複数の点で示されている。図２９は、左から右に、前方ハウジング部１６、部分的に見えるステータブロック２２及びロータ５を有するモータブロック２７０、出力リング２６９が第１の出力ベアリング２７１及び第２の出力ベアリング２７２上に同心状に取り付けられた支持シリンダ２６８、及びベアリングホルダ１８’を示す。

【0097】

モータブロック２７０の内側に、シャフト１１（図２９及び図３０に図示されない）が同心状に配置されている。図１８に示した実施形態と同様に、このシャフト１１は、ウィッシュボーン（これも図示されない）によってフレームに取り付けられる。出力リング２６９は、図１８に示した方法と同様の方法でリムフランジに接続される。しかし、図１８とは異なり、出力リング２６９は、支持シリンダ２６８上に取り付けられており、図１８に示したようにロータ５上に直接取り付けられていない。これは、図１８に示した変型例と比較して、安定性を増大させ、かつ摩擦を低減する。さらに、図２９に示す変型例においては、出力が内側ホイールを介してもたらされる場合に用いられるモータ設計と同一のモータ設計を用いることが、より容易である。

【0098】

支持シリンダ２６８は、フランジを有する中空のシリンダとして設計され、支持シリンダ２６８のフランジは、モータブロック２７０上のフランジにネジ留めされる。出力ベアリング２７１、２７２は、出力リング２６９の内側に同心状に配置される環状のボールベアリングとして設計され、１つがモータ側に、１つがギヤ側に配置される。

【0099】

ギヤ側の出力ベアリング２７２とベアリングホルダ１８’との間に、図３０に示すギヤ部品が配置される。

【0100】

図３０は、図２９において省略されているギヤ部品の分解図である。図３０は、左から右に、環状の外側ホイールホルダ２７５、環状の内側ホイール６、ダブルチェーン８’、４つの同一のリングセクション２７７、２７８、２７９、２８０から成る外側ホイール２７６、外側ホイール保持リング２８１、ディスク形状の偏心カムホルダ２８２、モータ側の偏心カム２８３、モータ側の偏心カムベアリング２８４、モータ側の引込リング２８５、ギヤ側の引込リング２８７、ギヤ側の偏心カムベアリング２８８、スペーサリング２９０、ギヤ側の偏心カム２９１、及び図２９に示されているベアリングホルダ１８’を示す。

【0101】

外側ホイールホルダ２７５は、図２９に示されたロータ５の前面に堅固にネジ留めされる。外側ホイール２７６の４つのリング部品２７７、２７８、２７９、２８０は、外側ホイール保持リング２８１と外側ホイールホルダ２７５との間にネジ穴を介して固定される。

【0102】

外側ホイール２７６、外側ホイール保持リング２８１及びベアリングホルダ１８’は、互いに重なり合うネジ穴を介して外側ホイールホルダ２７５にネジ留めされ、外側ホイールホルダ２７５は、出力リング２６９に堅固にネジ留めされる。

【0103】

モータ側の円形偏心ディスク２８３は、偏心してディスク形状の偏心カムホルダ２８２に堅固にネジ留めされ、偏心カムホルダ２８２は、同心状にロータ５の前面に堅固にネジ留めされる。偏心カムホルダ２８２にディスク形状の突出部が配置され、そこにモータ側の偏心カムベアリング２８４が配置される。モータ側の偏心カムベアリング２８４は、モータ側の偏心ディスク２８３の外側に、モータ側の偏心ディスク２８３の中心点に対して同心状に配置される。モータ側の引込リング２８５が、モータ側の偏心カムベアリング２８４の外側に、モータ側の偏心カムベアリング２８４の中心点に対して同心状に配置される。

【0104】

ギヤ側の円形偏心ディスク２９１は、モータ側の円形偏心ディスク２８３に堅固にネジ留めされる。偏心ディスク２８３と偏心ディスク２９１との間に、スペーサリング２９０が配置される。スペーサリング２９０は、モータ側の偏心カム２８３のディスク形状の突出部２８６に配置される。ギヤ側の偏心カムベアリング２８８が、ギヤ側の偏心ディスク２９１の外側に、ギヤ側の偏心ディスク２９１の中心点に対して同心状に配置される。ギヤ側の引込リング２８７が、ギヤ側の偏心カムベアリング２８８の外側に、ギヤ側の偏心カムベアリング２８８の中心点に対して同心状に配置される。

【0105】

この構成において、モータ側の偏心ディスク２８３とギヤ側の偏心ディスク２９１とは、偏心ディスク２８３上のシャフト１１から最も遠い点と偏心ディスク２９１上のシャフト１１から最も遠い点とが、シャフト１１に対して互いに対向する関係となるように配置される。さらに、偏心カムホルダ２８２、モータ側の偏心カム２８３、及びギヤ側の偏心カム２９１は、重なり合って配置されたネジ穴を通過する４つのネジによりロータ５の前面にネジ留めされる。これらのネジは、図３０に概略的に示される。２つの同一の引込リング２８５、２８７は、図３２に特に明確に示されるように、Ｌ字状の外形を有する。したがって、２つの同一の偏心カムベアリング２８４、２８８、及び２つの偏心ディスク２８３、２９１を、ダブルチェーン８’のギヤ側チェーン２７４の幅よりも厚くすることが可能である。

【0106】

内側ホイール６は、ダブルチェーン８’のモータ側チェーン２７３の軸平面に配置される。一方、外側ホイール２７６、モータ側引込リング２８５及びギヤ側引込リング２８７は、ダブルチェーン８’のギヤ側チェーン２７４の軸平面に配置される。引込リング２８５、２８７の半径は、引込リング２８５、２８７がダブルチェーン８’に隣接する２つの引込領域で、ダブルチェーン８’のギヤ側チェーン２７４が外側ホイール歯２に係合する寸法にされる。これらの２つの引込領域は、シャフト１１の対称軸に関して互いに実質的に対向する。さらに、ダブルチェーン８’の長さは、互いにほぼ対向しかつ引込領域から約４５度離れた２つの領域で、ダブルチェーン８’のモータ側チェーン７３が内側ホイール６に係合する寸法である。

【0107】

図２９～図３４の実施形態において、トランスミッタキャリア及びトランスミッタは、偏心カムホルダ２８２、偏心カム２８３、偏心カムベアリング２８４、引込リング２８５、引込リング２８７、ギヤ側の偏心カムベアリング２８８、スペーサリング２９０、ギヤ側の偏心カム２９１、及びベアリングホルダ１８’を含む。トランスミッタは、それぞれ引込リング２８５及び引込リング２８７を含む。さらに、外側ホイール歯２を有する外側ホイール２７６が、４つのリング部品２７７、２７８、２７９、２８０により与えられる。

【0108】

図３１は、図２９のモータ－ギヤユニットの、ギヤ側から見た図を示す。この構成では、モータ側の引込リング２８５、ギヤ側の引込リング２８７、及びギヤ側の偏心カムベアリング２８８が、ベアリングホルダ１８’の穴を通して見える。

【0109】

図３２は、図３１にＫ－Ｋと記された、対向する引込領域を通過する直線に沿った図２９のモータ－ギヤユニットの断面を示す。ダブルチェーン８’の２つのチェーン列２７３、２７４が、断面図で示されている。１つの連続チェーンボルトが左側に見えており、別のチェーンボルトが右側に見えている。対向する引込領域における引込リング２８５、２８７は、ダブルチェーン８’のギヤ側チェーン２７４の内側に隣接している。ダブルチェーン８’のモータ側チェーン２７３は、直線Ｋ－Ｋの面では、内側ホイールから持ち上げられている。

【0110】

図３３は、図２９のモータ－ギヤユニットの側面図である。モータ－ギヤユニットの内部構造を示すために、図３３において、線Ｌ－Ｌは曲げて示されている。

【0111】

図３４は、図２９のモータ－ギヤユニットの、図３３にＬ－Ｌで記された線に沿った更なる断面を示す。モータ側の引込リング２８５、モータ側の偏心カムベアリング２８４、及び偏心カムベアリング２８４の前に配置されたスペーサリング２９０が、ダブルチェーン８’のギヤ側チェーン２７４を通る断面の前方部分に示されている。図３４は、スペーサリング２９０の半径が、モータ側の偏心カムベアリング２８４とシャフト１１の対称軸との間の最小距離よりも大きいことを示している。

【0112】

モータ側の偏心カムベアリング２８４の更なる部分が、ダブルチェーン８’のモータ側チェーン２７３を通る断面Ｌ－Ｌの後方部分に示されている。図３０の下側領域においてモータ側チェーン２７３に隣接している内側ホイール６も示されている。内側ホイール６の後ろに、通気穴が設けられたロータ５の前面の一部を見ることができる。

【0113】

モータの動作中に、ロータ５は、ロータ５に取り付けられた永久磁石での力の作用により回転する。これにより、ロータ５にネジ留めされた偏心ディスク２８３、２９１が、シャフト１１を中心として回転する。シャフト１１を中心とした偏心ディスク２８３、２９１の回転は、偏心カムベアリング２８４、２８８を介して、偏心カム２８３、２９１の対称軸に対して同心状に配置された引込ディスク２８５、２８７に伝達される。引込ディスク２８５、２８７の回転により、ギヤ側チェーン２７４の引込領域も、シャフト１１の対称軸を中心として回転する。このプロセスにおいて、引込ディスク２８５、２８７は偏心カムベアリング２８４、２８８上で回転し、それにより、ダブルチェーンが引込ディスク２８５、２８７に加える横方向の力が偏向する。

【0114】

ダブルチェーン８’は、外側ホイール２７６上の歯数よりも少ない数のチェーンリンクを有する。さらに、ダブルチェーン８’のチェーンは、内側ホイール６及び外側ホイール２７６の歯と係合する。これにより、ダブルチェーン８’は、これらのホイールに対して滑りを生じない。この結果、外側ホイールは、引込ディスクの１回転につき、シャフト１１の周りを、ｎＡ－ｎＫ個の歯数、すなわち（ｎＡ－ｎＫ）／ｎＡ×３６０度進むはずである。ここで、ｎＡは、外側ホイール上の歯の数であり、ｎＫは、ダブルチェーン８’におけるチェーンリンクの個数である。これが、減速比ｎＡ／（ｎＡ－ｎＫ）をもたらす。

【0115】

外側ホイール２７６は、その回転運動を、外側ホイールホルダ２７５、及び外側ホイールホルダがねじ結合により結合された出力リング２６９に伝達する。出力リング２６９は、出力ベアリング２７１、２７２上で回転する。出力リング２６９の回転運動は、車両の駆動ホイールに伝達される。これは、出力リング２６９に直接取り付けられた駆動ホイールのリムフランジを介して直接的に、又は図１８で示した方法と類似の方法によりチェーンドライブを介して間接的に達成されることができる。

【0116】

図２９～図３４で説明された実施形態において示されたモータ－ギヤユニットは、多数の利点をもたらす。引込リング２８５、２８７とシャフト１１との間の距離が一定に維持され、かつ引込リング２８５、２８７が外側ホイールの内側の空間をほぼ完全に埋めるため、不均衡がほとんど生じない。

【0117】

引込リング２８５、２８７の特別な配置により、引込リング２８５、２８７の半径を大きく選定することが可能である。これは、散発的負荷が生じないように引込領域が広げられることを可能にする。さらに、ダブルチェーン８’のチェーン長さもより長くすることができるため、より大きな減速を達成することが可能である。

【0118】

引込リング２８５、２８７を、シャフト１１から予め設定された距離に配置された偏心カムベアリング２８４、２８８上に取り付けることにより、ダブルチェーン８’と外側ホイール歯２との間に滑りが全く無いか又は僅かにしか生じないことが保証される。また、摩擦損失も低減される。さらに、滑りを補うためにローラチェーンを用いることも必要でない。簡単なボルトチェーンで十分である。これは、ダブルチェーン８’の構造がより安定し得ることも意味する。

【0119】

図２９～図３４に示したようなダブルチェーンを有する実施形態の更なる利点は、ダブル／トリプルチェーンを有する図２３～図２７に示した実施形態に関して既に詳細に説明されている。この場合も、同一又は類似の利点がもたらされる。

【0120】

図２９～図３４に示した実施形態では、偏心カムベアリング２８４、２８８の代わりに、又はこれらのベアリングに追加して、ダブルローラチェーンを用いることが可能である。

【0121】

図２９～図３４に示した実施形態の変型例において、出力を内側ホイール６を介してもたらすこともできる。このために、引込ディスク２８５、２８７及び外側ホイール２７６がモータ側のチェーン面２７３に設けられ、外側ホイール２７６がハウジングの不動部分に固定される。一方、内側ホイール６は、ギヤ側のチェーン面２７４に設けられ、内側ホイール６は出力リング２６９に固定される。

【0122】

この構成において、出力リング２６９の半径が、外側ホイール２７６の半径よりも大きいことが有用である。この文脈において、用語「固定」は、中間部品を用いた間接的な固定を含むものとする。

【0123】

外側ホイール２７６を介した出力及び内側ホイール６を介した出力の両方において、回転運動を、出力リング２６９に向って外向きに伝達する代わりに、シャフト１１に向って内向きに伝達することも可能である。この場合、出力リング２６９及び出力ベアリング２７１、２７２の両方が省かれる。そして、内側ホイール６及び外側ホイール２７６を出力シャフト１１に取り付けることができ、出力シャフト１１は、内側ホイール６に対して、図２で示した方法と類似の方法により、ボールベアリングで支持されることができる。

【0124】

図３５は、押付手段又は押圧手段を有する、上記の実施形態の変型例である。押圧手段１３１が、回転する内側ホイール６と不動の外側ホイール１３０との間に、牽引手段の代わりに設けられる。押圧手段１３１は、例えば柔軟な金属リング又は金属シリンダの形態を取り得る。押圧手段１３１、内側ホイール６及び外側ホイール１３０は、押圧手段１３１と内側ホイール６との間に、及び押圧手段１３１と外側ホイール１３０との間に滑りがほとんど又は全く存在しないように形成される。この形状は、例えば歯の形態を取り得る。

【0125】

２つの押圧ホイール１３２、１３３が、回転するキャリアリング１３４上に、キャリアリングの運動方向において押圧手段１３１より手前に位置し、押圧手段１３１と接触するようにして配置される。この構成において、キャリアリング及び押圧ホイール１３２、１３３は、内側ホイール６と外側ホイール１３０との間に配置されたトランスミッタに相当する。押圧手段１３１を補強するために、押圧手段に隣接した押圧ホイール１３２、１３３に対抗して作用する安定化ホイール１３５、１３６を任意で設けることも可能である。更なる選択肢として、押圧手段を内側ホイールに外側から押し付けるために、トランスミッタの部品として更に２つの押圧ホイール（図示されない）を設けることも可能である。押圧ホイール又は安定化ホイールは、それらのホイールの軸を中心として回転することができるように、かつ押圧手段１３１が回転することができるように配置される。回転する押圧手段１３１は、その回転運動を内側ホイール６に伝達する。

【0126】

図３５において示した変型例において、内側ホイールが不動であり、出力が外側ホイール１３０を介してなされることも可能である。この場合、入力及び出力とも、同一の回転方向を有する。

【0127】

図３６～図４６は、更なる実施形態を示す。先に既に説明した部品に関してはさらに詳細に説明しない。

【0128】

図３６は、２ピン列のピンリング３０８を備えた実施形態の分解図である。図３６は、第２の出力ベアリング２７２の右側に、左から右に、第１の内側リング６’、２ピン列のピンリング３０８、モータ側の偏心カム２８３’及びモータ側の偏心カムベアリング２８４’を備えたモータ側の引込ディスク２８５’、ギヤ側の偏心カム２９１’及びギヤ側の偏心カムベアリング２８８’を備えたギヤ側の引込ディスク２８７’、第２の内側リング６’’並びに上述の実施形態において示された部品を示す。引込ディスク２８５’、２８７’は、円形のディスクとして形成されている。

【0129】

これは、３列ギヤ設計であり、内側ホイールと外側ホイールとでの２つの対、６’、２’及び６’’、２’’が、異なる軸平面に配置される。トランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’を備えたトランスミッタキャリアが、内側ホイールと外側ホイールとでの２つの対、６’、２’及び６’’、２’’の間の第３の軸平面に配置される。

【0130】

第１の内側リング６’及び第２の内側リング６’’は、ステータ２２に連結されている。外側ホイール歯２’、２’’は、出力リング２６９の２列内歯として設計されている。

【0131】

ここで、牽引手段としての、ピンリング３０８の２つのピン列が、外側ホイールの内周２’、２’’と内側ホイール６’、６’’の外周７’、７’’との間に延在する。図４６に最も良く示されるピン３０５の突出部が、外側ホイール及び内側ホイール６’、６’’の歯と相互作用する牽引チェーンのボルトの機能を与える。被駆動トランスミッタ２８５’、２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’の場合、ピンリング３０８は、内側ホイール６’、６’’の外周７’、７’’から持ち上げられて、外側ホイールの内周２’、２’’に押し付けられ、それにより、内側ホイールと外側ホイールとの相対運動を生じる。内側ホイール６’、６’’が駆動される場合、外側ホイールとピンリング３０８との間、そしてそれによりトランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’との間での相対運動がもたらされる。外側ホイールが駆動されるさらに別の場合、内側ホイール６’、６’’とピンリング３０８との間、そしてそれによりトランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’との間での相対運動がもたらされる。この時、トランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’は、ピンリング３０８によって駆動される。

【0132】

出力リング２６９は、リムフランジなどの出力駆動に堅固に連結される。

【0133】

モータ側の偏心カム２８３’に、その半径に対して直角に向けられた４つの調節スリット３０１が設けられている。４つの調節スリット３０１は、２対の調節スリットを含む。それぞれの対における調節スリット３０１は、同一の向きを有し、調整スリット３０１の対は、他の対に対して垂直に向けられている。調節スリットには、図４７に見られるガイドシリンダが設けられる。ギヤ側の偏心カム２９１’の穴は、楕円形の穴として形成される。

【0134】

調節スリット３０１を介して、偏心カム２８３’、２９１’、そしてそれにより引込ディスク２８５’、２８７’を調節スリット３０１に沿って移動させることにより、引込ディスク２８５’、２８７’の偏心率を調節することができる。これにより、２ピン列のピンリング３０８が張られる。ギヤ側の偏心カム２９１’の中心がガイドシリンダの中の２つに沿って対称軸１０から遠ざけられる時に、ピンリング３０８が張られる。ギヤ側の偏心カム２９１’の楕円形の穴が、これらの楕円穴を通るネジに対し、ギヤ側の偏心カム２９１’が移動することを可能にしている。

【0135】

ギヤ側の偏心カムが、ギヤ側の偏心カム２９１’の楕円穴を通り、モータ側の偏心カム２８３’の対応する穴を通るネジを介してモータ側の偏心カムに締め付けられる時、ギヤ側の偏心カム２９１’が、ガイドシリンダ及びモータ側の偏心カム２９１’に対して押し付けられて、ギヤ側の偏心カム２９１’の位置が固定される。

【0136】

図３７は、図３６のモータ－ギヤユニットの断面図である。

【0137】

図３８及び図３９は、両サイド型のピンリング３０８及びワイヤレースベアリング３０２を備えたハーモニックチェーンドライブの２つの実施形態の分解図である。図３６の実施形態と異なり、引込ディスク２８５’’、２８７’’が円形の引込ディスクとして設計されずに、長円形の引込ディスクとして設計されている。好ましくは、この長円の中心は、長円形のディスクが互いに重なり合うように対称軸１１上にある。図３６に示した偏心カム２８３’、２９１’は、図３８の実施形態では用いられない。また、偏心カムベアリングもこの実施形態においては用いられない。その代わりに、「フランケベアリング」としても知られるワイヤレースベアリング３０２、３０３により摩擦が発生される。ワイヤレースベアリング３０２、３０３は、引込ディスク２８５’’、２８７’’と出力リング２６９との間に配置される。引込ディスク２８５’’、２８７’’の回転運動により、ワイヤレースベアリング３０２、３０３は変形されて、外側ホイール歯２に押し付けられる。動作中、ワイヤレースベアリング３０２、３０３は、引込ディスク２８５’’、２８７’’と２ピン列のピンリング３０８の内面との間に摩擦を生じさせる。これは、図４６に最も良く見られる。

【0138】

図３８及び図３９は、ワイヤレースベアリング３０２、３０３のタイプが異なる。図３８では、４つのワイヤリング及び可撓性のボールケージを含む完全なワイヤレースベアリング３０２が用いられる。４つのワイヤリングは、ボールベアリングのボールを取り囲むように配置されている。ボールは、可撓性のボールケージ内に保持される。

【0139】

４つのワイヤリングは、図４３の断面図に見られる。別の実施形態において、ワイヤリングの個数は、２つ、３つ又は４つ以上でもよい。図３９では、ワイヤレースベアリングの内側部分３０３が用いられ、これは、可撓性のボールケージを含むが、ワイヤリングを含まない。

【0140】

図４０は、図３８又は図３９に示したモータ－ギヤユニットの断面図である。内側ホイール歯と外側ホイール歯との間に、スリットが、ピン３０５を受け入れるのにちょうど十分な大きさに設けられている。スリットをより小さくすると、歯の所与の歯寸法のための伝達比がより大きくなる。その結果、ピンリング３０８を有する実施形態に関して、特に大きい伝達比が可能になる。

【0141】

図４１は、図３６に示したモータ－ギヤユニットの断面を示す。この断面は、対向する引込領域を通る面で切られており、これらのうち１つの引込領域が断面で示されている。モータ側の引込リング２８５’が、ピンリング３０８の可撓性のリング３０４に押し付けられ、それによりピン３０５が外側ホイールを押すことが分かる。外側ホイールは、２つの外側ホイールとして設計され、それらはベアリング支持体１８及び出力リング２６９の内歯として実現されて、ネジにより堅固に連結されている。歯は、図４１には示されないが、図３６には示されている。ベアリングを介して引込リング２８５’、２８７’を支持する偏心カムが、ロータ５に４つのネジでネジ留めされており、図４１ではネジの端が見える。

【0142】

図４６は、２ピン列のピンリング３０８の詳細図を示す。２ピン列のピンリング３０８の２つのピン列は、中央の弾性リング３０４の両側から突出している、幅２０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのスチール製のピン３０５により形成される。弾性リング３０４は、好ましくは鉄、アルミニウム、青銅又は他の合金などの金属から作られる。弾性リング３０４は、ピン３０５を取り付けられる細長い間隙を含む。

【0143】

図４２は、図３９に示したモータ－ギヤユニットの断面図である。この断面図は図４１の断面と類似である。しかし、図４１と異なり、可撓性リングは、軸方向に僅かに非対称の２つの引込ディスクによってではなく、ベアリングのボールにより外向きに押し付けられる。このベアリングのボールは、牽引手段又はピンリングの可撓性リング要素３０４の中央面に、ピンリング３０８の内面上の円形路を辿るようにして配置される。さらに、ワイヤレースベアリングの内側部分のボールが、ボールを内側からガイドするようにして、楕円形の引込ディスク２８５’’、２８７’’の円形溝に支持されていることが分かる。ワイヤレースベアリングの内側部分の可撓性のケージが断面で示される。可撓性リング３０４の内側に、ボールを外側からガイドするために、円形溝も設けられている。円形溝を用いることにより、ボールをガイドするためにリングワイヤを設けることはもはや必要ではなく、ワイヤレースベアリングの内側部分により提供されるような、ボールを備えた可撓性ケージで十分である。

【0144】

図４３は、図３８に示したモータ－ギヤユニットの断面図である。上記の図４２とは異なり、完全なワイヤレースベアリングが与えられている。４つのワイヤが、引込ディスク２８５’’、２８７’’の矩形開口部と、ピンリング３０８の可撓性リング３０４の内側部分の矩形開口部とが結合した正方形の間隙の中の外側角部に見られる。４つのワイヤは、この矩形開口部によって支持される。ボールケージは、断面においてボールの各側面に示されている。

【0145】

図４４は、図４３のモータ－ギヤユニットの部分断面図である。内側から外側に、楕円形の引込ディスク２８７’、ワイヤレースベアリング３０２、及び２ピン列のピンリング３０８が示されている。レースボールベアリング３０２のボールケージ及びワイヤリングが側方から示されている。拡大断面図において、ボールケージが側方から示されている。

【0146】

図４５及び図４６は、２ピン列のピンリング３０８の詳細図である。これらの図において、弾性リング３０４の内側境界及び外側境界が示されており、この中に直径１．５ｍｍのピン３０５が設けられている。リングの内側から外側までの距離は３ｍｍであり、変形されていないレースボールベアリングの半径は２０５ｍｍである。上記の実施形態におけるレースボールベアリング３０２の利点は、引込ディスク２８５’、２８５’’、２８７’、２８７’’の押圧によりレースボールベアリング３０２が変形可能であることである。

【0147】

ピンリング３０８を含む図３６～図４６の実施形態において、ピンリング３０８の内側に配置されたトランスミッタを有するトランスミッタキャリアは、軸１０の周りを回転する。トランスミッタは、ピンリング３０８の可撓性の内側リングを押し、対向する２つの引込領域において、ピンリングのピンを内側ホイール/複数の内側ホイールから持ち上げる。引込領域において、ピン列のピン３０５は、外側ホイールの歯／複数の外側ホイールの歯の歯間に押し付けられる。そして、ピン３０５は、外側ホイールの歯／複数の外側ホイールの歯に対して、外側ホイールが回転するように横方向の力を与える。

【0148】

これらの実施形態において、トランスミッタは、円形又は楕円形の引込ディスク又は引込リングとして実現され、トランスミッタキャリアは、トランスミッタがその上に取り付けられる支持体として実現される。摩擦を生じるベアリングが、引込ディスクと外側ホイール歯との間に可撓性のベアリングを有する実施形態でのトランスミッタの一部として見られ、そして引込ディスクが内側からベアリングに支持される実施形態におけるトランスミッタキャリアの一部として見られる。

【0149】

図４７は、歯付ベルト３１０が押圧手段として用いられる更なる実施形態を示す。

【0150】

第２の出力ベアリング２７２の右側に、図４７は、左から右に、外側ホイール２７６’、第１の内側リング６’、歯付きベルト３１０、モータ側の偏心カム２８３’及びモータ側の偏心カムベアリング２８４’を備えたモータ側の引込ディスク２８５’、ギヤ側の偏心カム２９１’及びギヤ側の偏心カムベアリング２８８’を備えたギヤ側の引込ディスク２８７’、並びに上記の実施形態に示した部品を示す。引込ディスク２８５’及び２８７’は、円形のディスクとして形成されている。

【0151】

この設計は、内側ホイール６及び引込ディスク２８５’、２８７’が、２つの異なる軸平面に配置された２列ギヤ設計に対応している。外側ホイール２７６’は、歯付きベルト３１０の全幅を覆って延在し、２ピン列のピンリングを含む上記の実施形態とは異なる。内側リング６は、ステータ２２に結合されている。外側ホイール歯２は、外側リング２７６’の内歯として設計される。

【0152】

牽引手段としての歯付ベルト３１０は、外側ホイール２７６’の内周２と内側ホイール６の外周との間に延在する。内歯及び外歯を備えた歯付ベルトとして設計された歯付ベルト３１０の歯は、外側ホイール２７６’及び内側ホイール６の歯と相互作用する牽引チェーンのボルトの機能を有する。被駆動トランスミッタ２８５’、２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’の場合、歯付ベルト３１０が、内側ホイール６の外周７から持ち上げられて外側ホイール２７６’の内周２に押し付けられ、それにより内側ホイールと外側ホイールとの相対運動を起こす。内側ホイール６が駆動される場合、外側ホイール２７６’と歯付ベルトとの間、そしてそれによりトランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’との間での相対運動がもたらされる。外側ホイールが駆動されるさらに別の場合、内側ホイール６と歯付ベルトとの間、そしてそれによりトランスミッタ２８５、’２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’との間での相対運動がもたらされる。この時、トランスミッタ２８５’、２８７’、２８３’、２８４’、２８８’、２９１’は、歯付ベルトによって駆動される。

【0153】

出力リング２６９は、リムフランジなどの出力駆動に堅固に連結される。

【0154】

モータ側の偏心カム２８３’に、その半径に対して直角に向けられた４つの調節スリット３０１が設けられている。この調節スリット３０１にガイドシリンダが設けられる。ギヤ側の偏心カム２９１’に設けられた穴は、楕円形に形成されている。歯リムの調節及び締め付けのメカニズムは、図３６に関して記載した上記の説明に類似する。

【0155】

図４８は、図４７のハーモニックチェーンギヤの曲げられた面に沿った断面図であり、面の半分が内側ホイール６の前で切断され、他の半分がモータ側の引込ディスク２８５’の前で切断されている。引込ディスク２８５’、２８７’は、対向する２つの引込領域が２つの半分の断面の境界にあるように位置している。調節スリットが、引込領域を結ぶ線の向きであることが分かる。

【0156】

図４９は、図４７のハーモニックチェーンギヤの断面図であり、切断面が、対称軸１０及び対向する引込領域を通っている。歯付ベルト３１０の一部が、引込領域に示されている。断面には、偏心カムをロータ５に固定する４つのネジのうちの２つが示されており、また内側ホイール６をステータ２２に固定する６つのネジのうちの２つも示されている。

【0157】

本出願において示し又は記載した実施形態に関して、全てのタイプの電気モータをハーモニックチェーンドライブギヤと共に用いることが、原理上は可能である。このような構成において、ロータに永久磁石が設けられたブラシレスＤＣモータは、簡単であり、同時に有利であり得る。そのため、ステータは、上記の実施形態において示したようにコイル巻線を有し、このコイル巻線に最適なパルスの直流電圧が印加されて永久磁石と協働する交流電磁場を発生し、交流電磁場がロータを回転させる。この構成において、コイル巻線を流れる電流を制御することを考慮して、ロータの瞬間位置を決定するために、ロータの領域に補助コイル又はホールセンサの形態でのセンサを設けることが可能である。センサレスモータの設計も考えられ、この場合、現在のロータ位置は、ステータの１つ以上のコイルにおける誘導電圧により決定される。

【0158】

更なる変型例において、同期モータ又は非同期モータを、本出願において開示したようなハーモニックチェーンドライブギヤと共に用いることが可能である。このような場合、これらのモータは、しばしばＡＣモータと称される。非同期モータは、回転電磁界が、交流電磁場が磁場を誘導する短絡巻線として設計されたロータを引っ張るので、ブラシ無しで動作されることができるという利点を有する。

【0159】

あるいは、ロータコイルに電流を印加するためにブラシが用いられるＤＣモータ用いることも可能である。

【0160】

同期モータ及びＤＣモータのロータ及びステータにおけるコイルは、直列又は並列接続で動作されることができる。原理上、全ての組合せが考えられる。すなわち、同期直巻モータ、同期並列又は分巻モータ、ＤＣ直巻モータ、及びＤＣ並列又は分巻モータである。同期モータに、ロータとして永久磁石を取り付けることもできる。その場合、ロータコイルとの組合せも考えられる。

【0161】

並列接続で動作されることができる同期モータは、速度に対してほぼ一定のトルク曲線を有する。一方、直列で作動される同期モータの得られるトルクは、速度が増大するにしたがって増大する。

【0162】

非同期モータに関し、また同期並列モータに関しても、最大トルクに達する転換点が観察される。速度が所定のレベルより低下すると、得られるトルクが減少する。回転電流モータにおいて、特に回転角度は、定常トルクに対して特別な影響を全く与えない。

【0163】

直列接続動作のモータでは、負荷下でより大きな速度低減が観察される。したがって、スイッチギヤを用いない動作、すなわち一定減速による動作が広い速度範囲で可能であるので、直列接続動作のモータが、本出願の対象に特に適している。

【0164】

ここで、低負荷で非常に高速になり、しかし負荷が増大するにつれて速度が急速に低下するＤＣ直巻モータが、特に良好であることが分かっている。ＤＣ直巻モータは、高い始動トルクで高速駆動を生み出し、これは車両を駆動するときに特に望ましい。静止状態から始動するとき、直巻モータ、特にＤＣ直巻モータは、高い始動加速を可能にする高いトルクを有する。速度が、全く負荷の無い状態で非常に高速になることがある。電子制御ユニットは、低い駆動電圧をモータに印加してパワーを低減することにより、これに有利に対処する。

【0165】

非同期モータのステータのコイルを制御する適切なスイッチングにより、類似の特性をもたらすことが可能であり、ロータを駆動させるためにコレクタもブラシも必要としないという利点もある。実際に、このようにして、直巻モータの特性曲線に類似した特性曲線を有する、よりロバストな簡単な設計の短絡ロータがもたらされる。

【0166】

電気モータの構造的設計に関し、ダブルスプリットアキシャルモータ及びシングルスプリットアキシャルモータの両方が可能である。内部ロータ及び外部ロータを備えたラジアルモータも考えられる。外部ロータは、それが形成する駆動ユニットの運動円滑性に好ましい影響を与える慣性モーメントが大きいという利点を有する。アキシャルモータとラジアルモータとを組み合わせることも、特にそれらが外側モータとして設計されるときに考えられる。

【0167】

本出願の対象は、ＡＣモータ、ＤＣモータ、ブラシレスＤＣモータ、直巻モータ、分巻モータ、同期モータ、及び非同期モータを含む広範なタイプの電気モータを用いて実現されることができる。ピストンエンジンなどの内燃エンジン、又は燃焼タービンでさえも用いることができる。

【0168】

上記のタイプの電気モータは、原理上は発電機としても用いることができ、この場合、モータのメインシャフトに連結されたギヤ部分は、出力シャフトのギヤである。

【0169】

また、本発明のギヤを、水力タービン又は風力タービンなどの低速の駆動ユニットを使用するために用いて、発電機を比較的高速で駆動させることもできる。

【0170】

あるいは、本発明のギヤを、内燃エンジン又はガス若しくは燃料燃焼タービンなどの高速の駆動ユニットを使用するために用いて、発電機を比較的低速で駆動させることもできる。

【0171】

以上に記載した本出願の実施形態は、原則として、外側ホイール及び内側ホイールを有する点で共通し、牽引手段が、外側ホイールの内周面と内側ホイールの外周面との間に延在する。一般的に用いられる牽引手段は、プラスチック若しくは金属のチェーン、歯付ベルト、及び変形可能な金属若しくはプラスチック製のシリンダ、又はその他の楕円形の形状物を含む。被駆動トランスミッタの場合、牽引手段が内側ホイールの外周から持ち上げられて外側ホイールの内周に押しつけられ、それにより内側ホイールと外側ホイールとの間で相対運動を生み出す。内側ホイールが駆動される場合、外側ホイールと牽引手段との間、そしてそれによりトランスミッタとの間で相対運動がもたらされる。外側ホイールが駆動されるさらに別の場合、内側ホイールと牽引手段との間、そしてそれによりトランスミッタとの間で相対運動がもたらされる。この時、トランスミッタは牽引手段により駆動される。

【0172】

本出願はまた、更なる実施形態を含み、主に圧縮力を伝達するための押圧手段又は押付手段が、主に引張力を伝達する牽引手段の代わりに、内側ホイールと外側ホイールとの間に設けられる。金属又はプラスチック製のシリンダ又はその他の楕円形の形状物が、押圧手段としてしばしば用いられる。そして、このようなギヤは、入力シャフト及び出力シャフトを有し、ギヤは外側ホイールを有し、内側ホイールが外側ホイールに対して同心状に配置され、押圧手段が外側ホイールと内側ホイールとの間に延在し、少なくとも１つの回転トランスミッタが、押圧手段を外側ホイールの内周から遠ざけるとともに内側ホイールの外周に向って押す。被駆動トランスミッタの場合、押圧手段は、内側ホイールの外周から遠ざけられるように押されるとともに外側ホイールの内周に押し付けられ、それにより内側ホイールと外側ホイールとの相対運動を生み出す。内側ホイールが駆動される場合、外側ホイールと牽引手段との間、そしてそれによりトランスミッタとの間で相対運動がもたらされる。外側ホイールが駆動されるさらに別の場合、内側ホイールと押圧手段との間、そしてそれによりトランスミッタとの間で相対運動がもたらされる。この場合、トランスミッタは押圧手段により駆動される。

【0173】

押圧手段は、スラスト力及び曲げモーメントを伝達することができる可撓性の金属シースとして設計されてもよい。これは、トランスミッタがシースの外側に配置され、シースを歯から歯に引き込む場合である。本出願の対象はまた、トランスミッタキャリアにシャフトが設けられ、このシャフトにトランスミッタが回転可能に取り付けられたハーモニックチェーンギヤにも関する。この構成において、トランスミッタは、ギヤホイール又はローラとして設計され得る。

【0174】

図１～図２２及び図３５の実施形態におけるような軸方向に非対称の１列ギヤ設計では、牽引手段及び押圧手段のそれぞれが、外側ホイール及び内側ホイールの両方との接触のために設けられた１つの半径方向セクションを有する。１列ギヤ設計では、トランスミッタは通常、牽引手段及び押圧手段のそれぞれに、内側ホイールと外側ホイールとの間の隙間内から接触する。トランスミッタ、内側ホイール、外側ホイール、並びに牽引手段及び押圧手段のそれぞれが、本質的に同一の軸平面に配置される。

【0175】

図２３、図２６～図３４、及び図４７～図４９の実施形態におけるような軸方向に非対称の２列ギヤ設計では、内側ホイールと外側ホイールとが異なる軸平面に配置される。この場合、トランスミッタは、内側ホイールの軸平面又は外側ホイールの軸平面に配置される。牽引手段及び押圧手段のそれぞれが、内側ホイールの軸平面と外側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在して、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。

【0176】

図３６～図４６の実施形態のような３列ギヤ設計では、２対の内側ホイール及び外側ホイールが、異なる軸平面に配置される。この場合、トランスミッタは、２対の内側ホイール及び外側ホイールの間の第３の軸平面に配置される。

【0177】

図示されない更なる実施形態では、２つの内側ホイール及び１つの外側ホイールを備えた、あるいは２つの外側ホイール及び１つの内側ホイールを備えた３列ギヤ設計が提供される。

【0178】

また、１つの内側ホイール及び１つの外側ホイールを有する３列ギヤ設計を提供することも可能である。そして、図２４～図２５に示したように、２つのトランスミッタセクションを有する２列トランスミッタを設けることも可能である。この場合、各トランスミッタセクションは、内側ホイールの軸平面と異なる軸平面に設けられる。牽引手段及び押圧手段のそれぞれが、外側ホイールの軸平面と内側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在して、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。

【0179】

図面に示してはいないが、異なる軸平面に配置された２つの外側ホイール及び１つの内側ホイールを備えた軸対称の３列ギヤ設計を提供することも可能である。この場合、トランスミッタは、内側ホイールの軸平面に配置される。そして、２つのトランスミッタセクションを有する２列トランスミッタを設けることも可能である。この場合、各トランスミッタセクションは、各外側ホイールの軸平面に設けられる。牽引手段及び押圧手段のそれぞれが、内側ホイールの軸平面と外側ホイールの軸平面との間を軸方向に延在して、内側ホイール及び外側ホイールの両方と、各ホイールの周上の異なる部分で接触する。

【0180】

つまり、任意の個数の内側ホイールと任意の個数の外側ホイールとの組合せが可能であり、単一列のトランスミッタ、又は複数のトランスミッタセクションを有する複数列のトランスミッタが用いられることができる。上記の実施形態は、本出願において開示される多くの組合せの幾つかを示しているに過ぎない。

【符号の説明】

【0181】

１ ハウジング
２ 外側ホイール歯
３ 第１のトランスミッタ
４ 第２のトランスミッタ
５ トランスミッタキャリア（ロータ）
６ 内側ホイール
７ 内側ホイール歯
８ ローラチェーン
９ 後方ハウジング部
１０ 対称軸
１１ 出力シャフト
１６ 前方ハウジング部
１７ 中央ハウジング部
１８ ベアリング支持体
２１ 永久磁石
２２ ステータ（電機子）
５０ ステータプレート
８０ ギヤホイール
８２ 第２のチェーン
８７ 第１のチェーン
８８ 第３のチェーン
９０ トランスミッタディスク
９１ シャフト
９２ シャフト
９３ ギヤホイール
９４ ギヤホイール
１００ モータ－ギヤユニット
１００ チェーンスライド
１０３ チェーンスライド（引込）ホルダ
１０９、１１０ 円形状のディスク
１１３ シャフト
１３１ 押圧手段
１３３ 押圧ホイール
１３４ キャリアリング
１３５ 安定化ホイール
２６８ 支持シリンダ
２６９ 出力リング
２７１ モータ側の出力ベアリング
２７２ ギヤ側の出力ベアリング
２７５ 外側ホイールホルダ
２７６ 外側ホイール
２８１ 外側ホイール保持リング
２８２ 偏心カムホルダ
２８３ モータ側の偏心カム
２８４ モータ側の偏心カムベアリング
２８５ モータ側の引込リング
２８７ ギヤ側の引込リング
２８８ ギヤ側の偏心カムベアリング
２９０ スペーサリング
２９１ ギヤ側の偏心カム
３０２ ワイヤレースベアリング
３０５ ピン
３０８ ピンリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】