JP2018185046A - 電気牽引駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の傾斜する牽引遊星および対向する牽引リングを装備した変速機を有する無段変速機（ＣＶＴ）を使用する電気牽引駆動装置のためのコンポーネント、サブアッセンブリ、システムおよび／または方法の提供。【解決手段】牽引リング１３０、キャリアアッセンブリおよび主軸１０８等のＣＶＴの所定のコンポーネントへ結合する電動デバイス１２２が装備される。シフトカムおよびシフト・カム・ケージを有する様々なシフトアッセンブリは、ＣＶＴの変速比の調整を容易にするために使用されてもよい。様々な関連デバイスには、例えば、動力装置、速度比シフタ、シフト・カム・アクチュエータ、シフトナットおよび傾斜する牽引遊星１２６を支持するように構成されるキャリアアッセンブリが含まれる。【選択図】図４

Description

［関連出願］
本出願は、２００７年４月２４日に出願された米国仮出願第６０／９１３，７７１号お
よび２００７年５月３日に出願された米国仮出願第６０／９１５，８７２号の出願の利益
を主張するものであり、かつ本参照によりこれらをそのまま組み込むものである。
本明細書に開示する本発明の実施形態の分野は、概して電気機械式または電動式駆動装
置のためのシステムおよび方法に関し、より具体的には、本発明の実施形態は、電気デバ
イスコンポーネントおよび連続または無限可変変速コンポーネントを組み込む方法および
アッセンブリを使用する駆動装置に関する。
無段変速（ＣＶＴ）または無限可変変速（ＩＶＴ）をもたらすために、動力がトルクの
入力リングと出力リングとの間の牽引ローラを介して伝わる様々な牽引ローラ変速が開発
されてきている。このような変速においては、牽引ローラは、旋回されると牽引ローラを
所望される変速比に依存して可変直径の円内のトルクリングに係合させる構造体上に搭載
される。
既知のＣＶＴは、入力リングおよび出力リングの回転の中心である軸を含む。入力リン
グおよび出力リングはこの軸上に取り付けられ、軸の周りへ等間隔に、かつ角度を付けて
配置される複数の牽引ローラに接触する。牽引ローラは両リングと摩擦式に、または牽引
式に接触した状態にあり、入力リングから出力リングへ動力を伝える。前記軸上へ同心状
に、かつボール間に位置づけられるアイドラは、牽引ローラと入力リングおよび出力リン
グとの接触を維持するための力を与える。
車両および産業用途によっては、変速および定動力を生成する電気モータの需要は高い
。このような定動力用途では、トルクと速度とは逆比例して変わる。例えば、トルクは速
度の低下に伴って増加し、速度の増加に伴って低減する。電気モータの中には、その定格
動力より上の定動力を供給できるものがあり、例えば、トルクは速度増加に比例して低減
するように設計可能であることから、１７５０ｒｐｍのＡＣモータは、速度が１７５０ｒ
ｐｍを超えると定動力を供給することができる。しかしながら、モータは、その定格動力
より下の速度で動作しているとき、それ自体では定動力を生み出すことができない。トル
クは、モータの速度低下に伴って一定に留まり、または低下したりすることがよくある。
低速時の電気モータへの電流、およびトルク、を増大させるためにはコントローラを使用
可能であるが、過熱を回避するために巻線の線径を増大させて追加電流に対処する必要が
ある。これは、典型的な動作条件に対してモータが必要以上に大きくなり、かつ高価にな
ることから望ましくない。また電子コントローラも、経費および複雑さが増す。十分に低
速であるトルクを達成する別の方法は、より大型のモータを使用することである。しかし
ながら、この場合はコスト、サイズ、重量が増し、動力を供給するマシンと共に包装する
ことがより困難になる。従って、電気モータによって変速および定動力を供給する改良さ
れた方法が必要とされている。用途によっては、無段変速を電気モータと一体化すること
ができる。
本明細書において説明するシステムおよび方法は幾つかの特徴を有するが、これらの特
徴のうちの１つだけがその所望される属性を担うわけではない。以下、添付のクレームに
よって明示される範囲を限定することなく、そのより卓越した特徴について簡単に論じる
。この論考を考慮した後、かつ特に「所定の発明の実施形態の詳細な説明」と題する項目
を読んだ後は、当該システムおよび方法の特徴が如何にして従来のシステムおよび方法を
凌ぐ幾つかの優位点をもたらすかが理解されるであろう。
本発明の一態様は、長手軸と、長手軸を中心に半径方向に分散される牽引遊星群とを有
する電気牽引装置に関する。各牽引遊星は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転する
ように構成されてもよい。電気牽引駆動装置は、牽引遊星の各々に接触している第１の牽
引リングを含み、かつ長手軸を中心にして回転可能な牽引太陽を含む。ある実施形態では
、牽引太陽は牽引遊星の各々の半径方向の内側に、これらの各々と接触して位置合わせさ
れ、かつ牽引太陽は動力を伝える能力を有する。電気牽引駆動装置は、牽引遊星の各々に
接触している第２の牽引リングも含む。ある実施形態では、電気牽引駆動装置は、当該駆
動装置の非回転コンポーネントへ結合される非回転のフィールド巻線セットを有する電気
生成用発電機を含む。電気生成用発電機は、当該駆動装置の回転コンポーネントへ結合さ
れる回転永久磁石群も含むことが可能である。電気牽引駆動装置は、牽引太陽へ動作可能
式に結合される比率制御デバイスも含む。
本発明の別の態様は、牽引駆動装置をシフトするための装置に関する。当該装置は、牽
引太陽と、第１のシフトカムとを含む。第１のシフトカムは、牽引太陽の第１の端へ動作
可能式に結合されてもよい。当該装置は、牽引太陽の第２の端へ動作可能式に結合される
第２のシフトカムも含み、かつ第１および第２のシフトカムへ結合される少なくとも１つ
のシフト・カム・クリップを含む。
本発明のさらに別の態様は、牽引駆動装置へ動力を送るための装置に関連している。あ
る実施形態において、当該装置は、牽引駆動装置の長手軸に沿って位置合わせされる駆動
軸を有する。駆動軸は、動力源へ結合するように構成されるスプライン部分を有してもよ
い。駆動軸は、長手軸を中心にして回転可能であり、かつ長手軸に対して軸方向へ平行移
動が可能である。ある実施形態では、当該装置は、駆動軸へ結合される牽引太陽を含んで
もよい。牽引太陽は、駆動軸から半径方向の外側に配置される。当該装置は、アイドラへ
動作可能式に結合される第１のシフトカムも含むことが可能である。このシフトカムは、
実質上回転不可である。
本発明の一態様は、中央の穴を伴うほぼ円板形状の本体と、この円板状本体の第１の面
上に形成されるシフト・カム・プロファイルとを有するシフトカムに関する。ある実施形
態では、当該シフトカムは、円板状本体から半径方向の外向きに延びる回転防止延設部セ
ットを含む。シフトカムは、回転防止延設部セットのうちの１つの一端に形成される把持
部分も含むことが可能である。
本発明の別の態様は、中央にねじ穴を有するシフトナットに関する。ある実施形態では
、当該シフトナットは、中央のねじ穴の長手軸に対して平行に配置される第１の平らな側
面を有する。当該シフトナットは、第１の平らな側面に対して平行に配置される第２の平
らな側面も有することが可能である。ある実施形態では、当該シフトナットは、中央のね
じ穴から半径方向の外向きに延びるシフト・ナット・フランジを有する。当該シフトナッ
トは、中央の穴から半径方向の外側に位置合わせされるねじ部分も含むことが可能である
。
本発明のさらに別の態様は、幾つかの積層ステータを有する電動デバイスに関する。あ
る実施形態において、当該電動デバイスは、積層ステータへ結合される導電巻線セットを
含む。当該電動デバイスは、積層ステータへ結合される支持フレームを含む。支持フレー
ムは、中央通路を伴うほぼ円形の本体を有してもよい。ある実施形態では、支持フレーム
は、円形本体上へ位置づけられるセンサ・ボード・リセスを有する。支持フレームは、円
形本体上へ位置づけられる導電通路も含むことが可能である。
別の態様において、本発明は、牽引駆動装置のためのシフト・カム・ケージに関する。
当該シフト・カム・ケージは、第１のシフトカムと、第１のシフトカムへ結合される第２
のシフトカムとを含む。ある実施形態において、当該シフト・カム・ケージは、少なくと
も第１のシフトカムへ結合するように適合化される同期プレートを含む。
本発明の別の態様は、牽引駆動装置のためのキャリアアッセンブリに関する。ある実施
形態において、当該キャリアアッセンブリは、第１のステータプレートと、第１のステー
タプレートへ結合される第２のステータプレートとを含む。第１および第２のステータプ
レートは各々、中央の穴を有するほぼ円形の本体を含む。第１および第２のステータプレ
ートは、中央の穴から半径方向へ延びる幾つかのステータ延設部を含んでもよい。第１お
よび第２のステータプレートは、円形本体上へ形成される幾つかのステータ旋回面も含む
ことが可能である。
本発明の一態様は、牽引駆動装置のための速度比シフタに関する。ある実施形態におい
て、当該速度比シフタは、牽引駆動装置の長手軸に沿って配置される主軸を含む。主軸は
、中空の穴と、スロットとを有してもよい。当該速度比シフタは、主軸内に受け入れられ
るように構成される電気モータを含む。当該速度比シフタは、電気モータへ動作可能式に
結合されるシフトロッドも含む。ある実施形態において、シフトロッドは、主軸の中空の
穴内に配置される。当該速度比シフタは、シフトロッドへ結合されるシフトナットも含む
。シフトナットは、主軸のスロット内に位置合わせされてもよい。
本発明の別の態様は、牽引駆動装置のための主軸に関する。当該主軸は、一方の端にお
ける管状部分を有する細長い本体と、第２の端におけるねじ部分とを有する。当該主軸は
、細長い本体において管状部分とねじ部分との間に形成されるスルースロットを有しても
よい。ある実施形態において、管状部分は、牽引駆動装置の電気モータを囲むように構成
される。また、管状部分には、スルースロットへ至る通路も装備される。
本発明のもう一つの態様は、長手軸を有する電気牽引駆動装置に関する。ある実施形態
において、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星
群を含む。各牽引遊星は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成される
。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第１の牽引リングを有する。当該電
気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸である回転可能な牽引太陽も有する。牽引太
陽は、牽引遊星の各々の半径方向の内側に、かつこれらの各々に接触して位置合わせされ
る。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第２の牽引リングを含む。ある実
施形態において、当該電気牽引駆動装置は、第２の牽引リングへ動作可能式に結合される
電動デバイスを有する。電動デバイスは、電気モータ巻線と、電気回転子とを含む。電気
モータ巻線と電気回転子とは、長手軸に一致する軸上で反対方向へ回転するように構成さ
れる。
本発明のさらに別の態様は、長手軸を有する電気牽引駆動装置に関連している。ある実
施形態において、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽
引遊星群を含む。各牽引遊星は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成
される。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第１の牽引リングを含む。当
該電気牽引駆動装置は、入力動力を第１の牽引リングへ送るための手段を有する。ある実
施形態において、当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第２の牽引リングを
含む。当該電気牽引駆動装置は、第２の牽引リングへ動作可能式に結合されるオルタネー
タ／発電機も含むことが可能である。
本発明の別の態様は、複数の傾斜した牽引遊星を有する牽引駆動装置のシフトを容易に
するための装置に関する。当該装置は、傾斜した牽引遊星を支持するように適合化される
キャリアアッセンブリを含む。ある実施形態において、当該装置は、キャリアアッセンブ
リの半径方向の内向きに、かつキャリアアッセンブリによりほぼ包囲されて位置合わせさ
れるシフト・カム・ケージを有する。シフト・カム・ケージは、牽引遊星の各々へ動作可
能式に結合されてもよい。当該装置は、キャリアアッセンブリを中心にして半径方向に分
散されるシフト・カム・アクチュエータのセットも含む。シフト・カム・アクチュエータ
の各々は、第１の端と、第２の端と、中間部分とを有する。
本発明のさらにもう一つの態様は、長手軸を有する電気牽引駆動装置に関連している。
ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散さ
れる牽引遊星群を含む。各牽引遊星は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するよう
に構成される。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第１の牽引リングを含
む。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、第１の牽引リングへ動作可能式に
結合される駆動軸を有する。駆動軸は、外部動力源から第１の牽引リングへ、かつ／また
は第１の牽引リングから外部動力源へ動力を伝えるように適合化されてもよい。当該電気
牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸である回転可能な牽引太陽を含んでもよい。牽
引太陽は、牽引遊星の各々の半径方向の内側に、その各々に接触して位置合わせされる。
当該電気牽引駆動装置は、牽引太陽へ結合される牽引太陽駆動軸を有してもよい。当該電
気牽引駆動装置は、牽引太陽駆動軸へ結合される電気回転子アッセンブリも有することが
可能である。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している
第２の牽引リングを含む。当該電気牽引駆動装置は、長手軸に沿って、かつ牽引太陽駆動
軸の半径方向の内側に配置される主軸も含むことが可能である。主軸は、第２の牽引リン
グへ、かつ／または第２の牽引リングから電力を伝えるように構成される。
別の態様において、本発明は、長手軸を有する電気牽引駆動装置に関する。当該電気牽
引駆動装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星群を含む。各牽引遊星
は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成される。当該電気牽引駆動装
置は、牽引遊星に接触している第１の牽引リングを含む。当該電気牽引駆動装置は、第１
の牽引リングへ動作可能式に結合される駆動軸を含む。駆動軸は、外部動力源から第１の
牽引リングへ、かつ／または第１の牽引リングから外部動力源へ動力を伝えるように適合
化されてもよい。当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸である回転可能な牽
引太陽を有する。牽引太陽は、牽引遊星の各々の半径方向の内側に、その各々に接触して
位置合わせされる。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触し
ている第２の牽引リングを有する。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星の各々へ動作可能
式に結合されるキャリアアッセンブリも含むことが可能であり、かつ当該電気牽引駆動装
置は、前記キャリアへ、かつ第２の牽引リングへ動作可能式に結合される電動デバイスを
有してもよい。
本発明の別の態様は、長手軸を有する電気牽引駆動装置に関する。ある実施形態におい
て、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星群を含
んでもよい。各牽引遊星は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成され
てもよい。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している牽引リングを含む。当該電
気牽引駆動装置は、牽引リングへ動作可能式に結合される負荷カム駆動装置を含み、かつ
当該駆動装置は負荷カム駆動装置へ結合される電気回転子を含む。ある実施形態において
、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸である回転可能な牽引太陽を含み、
かつ牽引遊星の各々の半径方向の内側にこれらの各々と接触して位置合わせされる。当該
電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸に配置される固定部材を有する。ある実施
形態において、当該電気牽引駆動装置は、固定部材へ結合されるフィールド巻線セットを
含む。フィールド巻線は、電気回転子と電磁式に相互作用するように構成される。
本発明の一態様は、長手軸を有する電気牽引駆動装置に関する。当該電気駆動装置は、
長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星群を含み、かつ各牽引遊星は、傾斜角
を変えられる軸を中心にして回転するように構成される。ある実施形態において、当該電
気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第１の牽引リングを含み、かつ当該駆動装置
は、牽引遊星に接触している第２の牽引リングを有する。当該電気牽引駆動装置は、第１
の牽引リングへ、かつ第１の牽引リングから動力を伝えるように構成される電磁デバイス
も含む。
本発明の別の態様は、長手軸を有する電気牽引駆動装置に関する。当該電気駆動装置は
、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星群を含む。各牽引遊星は、傾斜角を
変えられる軸を中心にして回転するように構成される。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊
星に接触している第１の牽引リングと、牽引遊星に接触している第２の牽引リングとを含
む。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸であるキ
ャリアアッセンブリを含む。キャリアアッセンブリは、牽引遊星の各々へ動作可能式に結
合されるように構成される。当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸でありか
つ牽引遊星の各々の半径方向の内側にこれらの各々と接触して位置合わせされる回転可能
な牽引太陽を有する。当該電気牽引駆動装置は、牽引太陽へ結合される牽引太陽軸を含む
。当該電気牽引駆動装置は、牽引太陽およびキャリアアッセンブリへ動作可能式に結合さ
れる電磁デバイスも含む。
本発明のもう一つの態様は、牽引駆動装置のためのハウジングに関する。当該ハウジン
グは、ハウジングキャップと、メインシェルとを有する。ハウジングキャップは、ほぼ椀
形の本体と、椀状本体の周縁から延びるフランジと、ベアリングを支持するように適合化
される中央の穴とを有する。メインシェルは、開端と、実質上の閉端とを有するほぼ円筒
形の本体を含む。実質上の閉端は、中央の穴を有する。メインシェルは、閉端の中央穴か
ら軸方向へ延びるねじ切りされた入力面を有する。メインシェルは、円筒本体の外周から
半径方向へ延びる第１のフランジも有する。第１のフランジは、実質上の閉端に近接して
いる。
本発明のさらに別の態様は、長手軸を有する電気牽引駆動装置に関する。当該電気駆動
装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星群を含む。各牽引遊星は、傾
斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成される。当該電気牽引駆動装置は、
牽引遊星に接触している第１の牽引リングを含み、かつ牽引遊星に接触している第２の牽
引リングを含む。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして
同軸であるキャリアアッセンブリを含む。当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして
同軸でありかつ牽引遊星の各々の半径方向の内側にこれらの各々と接触して位置合わせさ
れる回転可能な牽引太陽を有してもよい。当該電気牽引駆動装置は、牽引太陽へ動作可能
式に結合されるシフタ軸を含む。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、キャ
リアへ結合される第１の電気デバイスを含む。第１の電気デバイスは、第２の牽引リング
へ動作可能式に結合されてもよい。当該電気牽引駆動装置は、シフタ軸へ、かつ第２の牽
引リングへ結合される第２の電気デバイスも含む。
既知のボール遊星型複合変数遊星変速機の略表示である。 本明細書に開示している発明の実施形態による電気牽引駆動装置（ＥＴＤ）の略図である。 ＥＴＤの一実施形態の斜視図であり、主にそのハウジングを示している。 図３に示すＥＴＤの所定のコンポーネントの断面斜視図である。 図４に示すＥＴＤの断面立面図である。 図５に示すＥＴＤの所定のコンポーネントの分解斜視図である。 図５に示すＥＴＤの詳細Ａ図である。 図５に示すＥＴＤと共に使用可能な遊星／シフト・レバー・アッセンブリの斜視図である。 図８に示す遊星／シフト・レバー・アッセンブリの断面図である。 図５に示すＥＴＤと共に使用可能なキャリアの部分斜視図である。 図１０に示すキャリアと共に使用可能なステータプレートの斜視図である。 図５のＥＴＤの詳細Ｂ図であり、概して牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリを示す。 図５に示すＥＴＤと共に使用可能な牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリの所定のコンポーネントの分解図である。 図１３に示す所定のコンポーネントのアッセンブリの斜視図である。 図１４に示すアッセンブリの断面図である。 図５に示すＥＴＤと共に使用可能な牽引太陽の斜視図である。 図１６に示す牽引太陽の断面図である。 図１３に示す牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリと共に使用可能なベアリングアッセンブリの斜視図である。 図１８に示すベアリングアッセンブリの断面図である。 図１８に示すベアリングアッセンブリと共に使用可能なベアリングケージの斜視図である。 図１２に示す牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリと共に使用可能なシフトカムの斜視図である。 図２１に示すシフトカムの断面図である。 図１２に示すサブアッセンブリと共に使用可能なシフト・カム・クリップの斜視図である。 図１２に示すサブアッセンブリと共に使用可能な代替シフトカムの斜視図である。 図２４に示す代替シフトカムの第２の斜視図である。 図２４に示す代替シフトカムの断面図である。 図１２に示すサブアッセンブリと共に使用可能なカスタム・ベアリング・レースの斜視図である。 図２７に示すカスタム・ベアリング・レースの第２の斜視図である。 図２７に示すカスタム・ベアリング・レースの断面図である。 図１２に示すサブアッセンブリと共に使用可能なシフト・ロッド・ナットの斜視図である。 図３０に示すシフト・ロッド・ナットの断面図である。 図１２に示すサブアッセンブリと共に使用可能なリテーナナットの斜視図である。 図５に示すＥＴＤの詳細Ｃ図であり、概して動力出力／クランプ力発生サブアッセンブリを示している。 負荷カムアッセンブリの所定のコンポーネントを示す斜視図である。 図３３に示すコンポーネントの断面図である。 図５に示すＥＴＤと共に使用可能な牽引リングの斜視図である。 図３５に示す牽引リングの第２の斜視図である。 図３５に示す牽引リングの断面図である。 図３７に示す牽引リングの詳細Ｊ図である。 図３２に示すサブアッセンブリと共に使用可能な駆動リングの斜視図である。 図３９に示す駆動リングの第２の斜視図である。 図３９に示す駆動リングの断面図である。 図３２に示すサブアッセンブリと共に使用可能なベアリングレースの斜視図である。 図４２に示すベアリングレースの第２の斜視図である。 図４３に示すベアリングレースの部分断面図である。 図３２に示すサブアッセンブリと共に使用可能なケージ入りボール・ベアリング・アッセンブリの斜視図である。 図４５に示すベアリングアッセンブリの断面図である。 図４６に示すベアリングアッセンブリの詳細Ｋ図である。 図４５に示すベアリングアッセンブリと共に使用可能なベアリング保持ケージの斜視図である。 図５に示すＥＴＤと共に使用可能な遊星反力／クランプ力発生サブアッセンブリの詳細Ｄ図である。 図４９に示すサブアッセンブリと共に使用可能な反力フランジの斜視図である。 図５０に示す反力フランジの斜視図である。 図５０に示す反力フランジの断面図である。 図４９に示すサブアッセンブリと共に使用可能な保持クリップの斜視図である。 図５に示すＥＴＤの詳細Ｅ図であり、概して入力インタフェースサブアッセンブリを示している。 図５に示すＥＴＤの詳細Ｆ図であり、概して電動デバイスサブアッセンブリを示している。 図５５に示す電動デバイスサブアッセンブリの所定のコンポーネントの部分分解図である。 図５５に示す電動デバイスサブアッセンブリの所定のコンポーネントの断面図である。 図５７に示すコンポーネントの分解図である。 図５５に示す電動サブアッセンブリと共に使用可能な磁気回転子アッセンブリの斜視図である。 図５９に示す磁気回転子サブアッセンブリの断面図である。 図５９に示す磁気回転子サブアッセンブリと共に使用可能な駆動軸アダプタの斜視図である。 図６１に示す駆動軸アダプタの第２の斜視図である。 図６２に示す駆動軸アダプタの断面図である。 図５５に示すサブアッセンブリと共に使用可能な支持フレームの斜視図である。 図６４に示す支持フレームの第２の斜視図である。 図６５に示す支持フレームの断面図である。 図５に示すＥＴＤの詳細Ｇ図であり、概してハウジングキャップ／エンドインタフェースサブアッセンブリを示している。 図６７に示すサブアッセンブリと共に使用可能な補助軸の斜視図である。 図６８に示す補助軸の断面図である。 図３に示すＥＴＤと共に使用可能なハウジングキャップの斜視図である。 図７０に示すハウジングキャップの第２の斜視図である。 図７１に示すハウジングキャップの断面図である。 図５のＥＴＤと共に使用可能なメイン・ハウジング・シェルの斜視図である。 図７３に示すメイン・ハウジング・シェルの第２の斜視図である。 図７４に示すメイン・ハウジング・シェルの断面図である。 図７５に示すメイン・ハウジング・シェルの詳細Ｌ図である。 図５に示すＥＴＤと共に使用可能な駆動軸の斜視図である。 図７７に示す駆動軸の断面図である。 図５に示すＥＴＤと共に使用可能な主軸の斜視図である。 図７８に示す主軸の断面図である。 電気牽引駆動装置の別の実施形態の断面図である。 電気牽引駆動装置のさらに別の実施形態の断面図である。 図８１に示す電気牽引駆動装置の所定のコンポーネントの部分分解図である。 図８２に示す電気牽引駆動装置と共に使用可能な所定のコンポーネントの部分分解図である。 電気牽引駆動装置の様々な実施形態と共に使用可能なシフト・カム・ケージ・アッセンブリの分解斜視図である。 図８４Ａに示す組み立てられたシフト・カム・ケージ・アッセンブリの斜視図である。 電気牽引駆動装置の様々な実施形態と共に使用可能なキャリアアッセンブリの斜視図である。 図８５Ａに示すキャリアアッセンブリと共に使用可能なステータプレートの斜視図である。 電気牽引駆動装置のもう一つの実施形態の断面図である。 図８６に示す電気牽引駆動装置の所定のコンポーネントの部分分解図である。 電気牽引駆動装置のさらに別の実施形態の断面図である。 図８８に示す電気牽引駆動装置の部分分解図である。 電気牽引駆動装置のさらに異なる実施形態の断面図である。 図９０に示す電気牽引駆動装置の部分分解図である。 電気牽引駆動装置の別の実施形態の断面図である。 図９２に示す電気牽引駆動装置の部分分解図である。 図９２に示す電気牽引駆動装置の所定のコンポーネントの部分分解図である。 電気牽引駆動装置のもう一つの実施形態の断面図である。 図９５に示す電気牽引駆動装置の部分分解図である。 電気牽引駆動装置のさらに別の実施形態の断面図である。 電気牽引駆動装置のもう一つの実施形態の断面図である。 電気牽引駆動装置のさらに別の実施形態の断面図である。 電気牽引駆動装置の別の実施形態の断面図である。 電気牽引駆動装置のもう一つの実施形態の断面図である。 電気牽引駆動装置のさらに別の実施形態の断面図である。 電気牽引駆動装置の別の実施形態の断面図である。 図１０３に示す電気牽引駆動装置の詳細Ｈ図であり、概して速度比シフトアクチュエータを示している。 図１０４に示す速度比シフトアクチュエータの所定のコンポーネントの部分分解図である。 電気牽引駆動装置のさらに別の実施形態の断面図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。諸図を通じて、類
似の数字は類似のエレメントを指す。本明細書に提示される説明において使用される用語
は、如何なる場合も、単に本発明のある特別な実施形態の詳細説明に関連して使用されて
いるという理由で限定的または制限的に解釈されるべきものではない。さらに、本発明の
実施形態は幾つかの新規特徴を含む場合があるが、その何れも、その望ましい属性を単独
で担うものではなく、また説明されている発明を実施する上で不可欠なものでもない。
本明細書に開示する発明の実施形態は、概して、ボール遊星連続または無限可変変速（
ＣＶＴ／ＩＶＴ）と称される場合があるタイプの変速機およびトランスミッションに関す
る。このタイプの変速機またはトランスミッションのある実施形態は、米国特許第６，２
４１，６３６号明細書、第６，４１９，６０８号明細書、第６，６８９，０１２号明細書
、第７，０１１，６００号明細書、第７，１６６，０５２号明細書および米国特許出願第
１１／５８５，６７７号明細書および第１１／５４３，３１１号明細書に記載されている
。これらの特許および特許出願の各々の開示内容は全て、本参照により組み込まれる。
説明を目的として、本明細書において使用される「半径方向」という用語は、トランス
ミッションまたは変速機の長手軸に対してほぼ垂直である方向または位置を示す。本明細
書で使用される「軸方向」という用語は、トランスミッションまたは変速機の主軸または
長手軸にほぼ平行である軸に沿った方向または位置を指す。明確および簡潔を期して、時
として、類似のラベリングをされた類似のコンポーネント（例えば、ステータプレート１
４８Ａおよびステータプレート１４８Ｂ）は、単一のラベル（例えば、ステータプレート
１４８Ａ）によって集合的に称される。
本明細書における「牽引」という言及が、動力伝達の支配的または排他的モードが「摩
擦」を介するものである用途を排除しないことは留意されるべきである。本明細書におけ
る牽引駆動装置と摩擦駆動装置との間に類別的差異を確定しようとすることなく、概して
これらは、動力伝達の異なるレジームとして理解されてもよい。牽引駆動装置は、典型的
には、エレメント間に捉えられる薄い流体層内の剪断力によるエレメント間の動力の伝達
に関わる。典型的には、摩擦駆動装置は概して、エレメント間の摩擦（またはクーロン）
力によりエレメント間で動力を伝達することに関する。本開示の目的に沿って、本明細書
に開示されるデバイスの実施形態は、実施形態に依存して牽引、摩擦または牽引および／
または摩擦用途において動作可能であることは理解されるべきである。例えば、ある実施
形態において、電気牽引駆動装置は自転車用途に使用されるが、この電気牽引駆動装置は
、動作の間に存在するトルクおよび速度条件に依存して、ある時は摩擦駆動装置として動
作し、かつ他の時は牽引駆動装置として動作することができる。
次に、図１を参照すると、複合変数遊星変速機１０は、第１の牽引リング１４、第２の
牽引リング１６および牽引太陽１８に接触している牽引遊星１２のアレイを含む。牽引遊
星１２は、典型的には、牽引遊星１２の回転の軸を変えるために傾斜角を変えられる遊星
軸２０上に支持される。典型的には１つまたは複数のプレートより成るキャリア２２は、
動作的に遊星軸２０の半径方向および／または軸方向支持、反力、位置合わせおよび／ま
たは案内を提供する。実施形態に依存して、牽引遊星１２のアレイ、第１の牽引リング１
４、第２の牽引リング１６およびキャリア２２のうちの１つまたは幾つかは、長手軸２４
を中心にして回転が自由であるように、または固定されて構成されてもよい。図１に示す
ボール遊星変速機１０の構造は既知であり、このような変速機の詳細は先に参照した特許
および特許出願に記載されている。
次に、図２を参照して、電気牽引駆動装置５０の一つの実施形態について説明する。電
気牽引駆動装置５０は、電動デバイス５２を複合変数遊星変速機５４に統合する。ある実
施形態において、電動デバイス５２は回転式に固定されたフィールド５６を含み、フィー
ルド５６は、例えば電気モータのステータであってもよい。フィールド５６は、回転機械
力を与えるように構成される電機子５８へ動作可能式に結合され、電機子５８は、例えば
電気モータの回転子であってもよい。実施形態によっては、電機子５８は牽引太陽６０へ
動作可能式に結合され、牽引太陽６０は、軸を中心にして回転するように構成される。牽
引遊星６２は、牽引太陽６０、第１の牽引リング６４および第２の牽引リング６６に接触
する。図２に示す実施形態において、牽引遊星６２は牽引太陽６０から牽引リング６４へ
動力を伝え、一方で牽引リング６６は回転的に固定され、よって動力を伝えないが、牽引
遊星６２に反動するように働く。動力は、変速機５４から動力出力インタフェース６８へ
、第１の牽引リング６４と動力出力インタフェース６８との間の動作リンケージまたはカ
ップリングを介して流れる。変速機５４は、牽引遊星６２のための半径方向および／また
は軸方向の支持、反力、案内等を個々の遊星軸（図２には示されていない）を介して提供
するキャリア６８を含んでもよい。実施形態によっては、牽引太陽６０が軸位置を変える
につれて牽引遊星６２の回転軸を変更させるために、牽引太陽６０へ比率制御デバイス７
０が動作可能式に結合されてもよい。ある実施形態において、電気牽引駆動装置５０は、
動力入力７２が動力出力インタフェースへ結合できるように構成されてもよい。
図２では、電動デバイス５２および変速機５４の輪郭が点線で描かれているが、これら
の点線が単に概念的境界を表すものでしかないことは留意されるべきである。言い替えれ
ば、電気牽引駆動装置５０の実施形態によっては、電動デバイス５２と変速機５４との間
にハードウェア的、または電子論理的等の境界は存在しない。例えば、実施形態によって
は、フィールド５６は第２の牽引リング６６と一体式であってもよく、または、電機子は
変速機５４のハウジング（不図示）へ結合されても、前記ハウジングと一体式にされても
よい。さらに説明すると、実施形態によっては、比率制御デバイス７０および／または動
力出力インタフェース６８は、変速機５４の他のコンポーネントと一体式であってもよく
、またはこれに堅く、または直に結合されてもよい。例えば、ある実施形態において、比
率制御デバイスは、主として変速機５４の外部に存在するが変速機５４内部の機構と相互
作用する、または前記機構へ結合する電子的、電子機械的または液圧的コンポーネントか
ら成ってもよい。別の例として、ある実施形態では、動力出力インタフェース６８は変速
機５４のハウジングと一体である。
次に、図３−図７９を参照して、電気牽引駆動装置１００の一実施形態について説明す
る。図３に示すように、電気牽引駆動装置１００は、ハウジングキャップ１０４へ結合さ
れるメインシェル１０２を有するハウジングを含んでもよい。ある実施形態において、メ
インシェル１０２およびハウジングキャップ１０４は補助軸１０６および主軸１０８上へ
動作可能式に支持される。主軸１０８は、電気牽引駆動装置１００の長手軸１１０を画定
している。ハウジングキャップ１０４およびメインシェル１０２については、各々図７０
−図７２および図７３−図７５を参照して後にさらに詳しく述べる。
次に、特に図４−図６を参照すると、電気牽引駆動装置１００は、概して幾つかのサブ
アッセンブリを有するものとして説明することができる。サブアッセンブリに関連する電
気牽引駆動装置１００の説明は単に便宜的に行われるものであって、電気牽引駆動装置１
００の様々な実施形態を定義するために必要なサブアッセンブリの構成または集合を確立
するためのものでないことは留意されるべきである。ある実施形態において、電気牽引駆
動装置１００は、詳細Ａとして示されかつ図７−図１１を参照して後に詳述される牽引遊
星／シフトレバーサブアッセンブリ１１２と、詳細Ｂとして示されかつ図１２−図３１を
参照して後に詳述される牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリ１１４と、詳細Ｃとし
て示されかつ図３２−図４８を参照して後に詳述される動力出力／クランプ力発生サブア
ッセンブリ１１６と、詳細Ｄとして示されかつ図４９−図５３を参照して後に詳述される
遊星反力／クランプ力発生サブアッセンブリ１１８と、詳細Ｅとして示されかつ図５４を
参照して後に詳述される入力インタフェースサブアッセンブリ１２０と、詳細Ｆとして示
されかつ図５５−図６６を参照して後に詳述される電動デバイスサブアッセンブリ１２２
と、詳細Ｇとして示されかつ図６７−図７２を参照して後に詳述されるハウジングキャッ
プ／エンドインタフェースサブアッセンブリ１２４とを含んでもよい。以下、これらのサ
ブアッセンブリについて詳述する。
簡潔かつ一般化された説明として、図５、図７、図１２、図３２、図４９および図５５
を参照すると、電動デバイスサブアッセンブリ１２２が加圧されれば、電動デバイスサブ
アッセンブリ１２２から牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリ１１４へ機械力が流れ
る。すると、牽引遊星／シフトレバーサブアッセンブリ１１２は、牽引太陽／シフトロッ
ドサブアッセンブリ１１４から動力出力／クランプ力発生サブアッセンブリ１１６へ動力
を伝達し、次いで動力出力／クランプ力発生サブアッセンブリ１１６は電気牽引駆動装置
１００から動力を送って負荷を駆動させる。遊星反力／クランプ力発生サブアッセンブリ
１１８は、牽引遊星１２６のための反動またはローリング表面を提供するように構成され
る。遊星反力／クランプ力発生サブアッセンブリ１１８および動力出力／クランプ力発生
サブアッセンブリ１１６は協働してクランプ力の発生を促進させ、牽引太陽１３４、牽引
遊星１２６および牽引リング１３０、１３２間の適切な牽引接触を保証する。図示されて
いる実施形態では、牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリ１１４は、牽引遊星１２６
による個々の遊星軸１２８を中心とする回転の軸の調整を容易にするように構成される。
次に、特に図７−図１１を参照すると、ある実施形態において、牽引遊星／シフトレバ
ーサブアッセンブリ１１２は、第１の牽引リング１３０、第２の牽引リング１３２および
牽引太陽１３４と接触して置かれる幾つかの牽引遊星１２６を含む。図８および図９に示
すように、牽引遊星１２６は遊星軸１２８上に支持され、遊星軸１２８は牽引遊星１２６
のための回転の軸となる。遊星軸１２８は、図９の平面に対して垂直に延びかつ牽引遊星
１２６の中心を通る軸を中心とする牽引遊星１２６の回転を促進するように構成される傾
斜レバー１３６へ結合する。傾斜レバー１３６は、後に図１２−図３１を参照して詳述さ
れるように傾斜レバー１３６の作動を促進すべく構成されるシフト・カム・ローラ１３８
へ結合する。実施形態によっては、ベアリング１４０（例えば、ニードルベアリング等）
が遊星軸１２８と牽引遊星１２６の穴との間の回転インタフェースを提供する。スペーサ
１４２は、ベアリング１４０をベアリング自体から、かつ傾斜レバー１３６から分離する
ために使用されてもよい。ある実施形態では、遊星軸１２８の長手軸に対して垂直である
軸を中心とする遊星軸１２８を心外れにしやすい力に反発することを容易にするために、
スキュー反動ローラ１４４が遊星軸１２８の両端に結合している。
次に、図１０および図１１を参照すると、電気牽引駆動装置１００のためのキャリア１
４６は、２つのステータプレート１４８Ａ、１４８Ｂを結合するステータスペーサ１５０
群を含んでもよい。図１０にはステータプレート１４８Ｂが示されていないが、図６には
、ステータプレート１４８が電気牽引駆動装置１００内に構成されるものとして示されて
いる。ステータスペーサ１５０は、概して、１つのステータプレートを他のステータプレ
ートに対して位置づける、かつ１つのステータプレートの他のステータプレートに対する
回転を防止する構造部材である。ステータスペーサ１５０は、ステータプレート１４８へ
、ねじ、溶接、締り嵌め等を含む任意の適切な固定方法を介して固定されてもよい。ステ
ータプレート１４８は、中央の穴１５２と、シフト反動面１５４群と、スキュー反動面１
５６群とを有する。中央の穴１５２は、主軸１０８上へのステータプレート１４８の搭載
を可能にする。シフト反動面１５４は、遊星軸１２８の傾斜位置を調整する間（即ち、速
度比の調整中）にシフト反動面１５４上で転がるシフト・カム・ローラ１３８のための反
動サポートを提供する。スキュー反動面１５６は、スキュー反動ローラ１４４のための反
動サポートを提供する。電気牽引駆動装置１００との共用に適するステータプレート１４
８およびキャリア１４６の実施形態は、先に参照した特許および特許出願において十分に
説明されている。
次に、図１２−図３１を参照して、牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリ１１４に
ついて説明する。牽引太陽１３４は、シフトカム１５８間に置かれる（図７、図１３およ
び図１５において最もよく示されている）。図示されている実施形態では、角スラストベ
アリング１６０は、牽引太陽１３４とシフトカム１５８との間の転がりインタフェースを
提供する。実施形態によっては、角スラストベアリング１６０は、ベアリングケージ１６
４上に支持されるベアリング球１６２を含んでもよい。図１８−図２０は、電気牽引駆動
装置１００と共に使用するように特に構成されるベアリングアッセンブリ１６６を示して
いる。図１７および図２２において最もよく分かるように、角スラストベアリング１６０
のベアリングレース１６８およびベアリングレース１７０は各々、牽引太陽１３４および
シフトカム１５８と一体式であってもよい。ある実施形態において、牽引太陽１３４は、
牽引太陽１３４とシフト・ロッド・ナット１７４との間の転がりインタフェースを提供す
るケージ入りボールベアリング１７２を受け入れかつこれに乗るように適合化される。図
示されているこの実施形態では、ベアリングレース１７６および１７８はシフト・ロッド
・ナット上へプレス嵌めされ、ケージ入りボールベアリング１７２と協働する。ある実施
形態において、牽引太陽１３４は、ケージ入りボールベアリング１７２と協働する一体式
のベアリングレース１８０を形成している。ベアリングレース１８０は、例えば、３点ま
たは４点ベアリングレースであってもよい。互いに組み立てられると、ベアリングレース
１７６および１７８は、例えば３点または４点ベアリングレースを提供することができる
。ベアリングレース１８０は、３点または４点ベアリングアッセンブリの装備を促進する
ために１つまたは複数の半径を含んでもよい。互いに組み立てられると、ベアリングレー
ス１７６、１７８および１８０は、好適にはベアリング球１７２のための３点または４点
接触を提供する。実施形態によっては、ベアリングレース１７６および１７８を所定の位
置に固定するためにベアリング・リテーナ・ナット１８２が装備されてもよい。ベアリン
グ・リテーナ・ナット１８２はさらに、ベアリングアッセンブリのクリアランスおよび／
または予圧の調整を促進することができる。好適には、ケージ入りボールベアリング１７
２、シフト・ロッド・ナット１７４およびベアリングレース１７６、１７８および１８０
の大きさは、ベアリングレースをベアリング球接点へ締め付けすぎることなくリテーナナ
ット１８２を締め付けることができるように選択される。ある実施形態では、シフトカム
１５８間の相対的回転を防止するために、シフトカム１５８と協働する１つまたは複数の
シフト・カム・クリップ１８４が装備される。さらに、シフト・カム・クリップ１８４お
よびシフトカム１５８は、シフトカム１５８とステータプレート１４８との間の相対的回
転を防止するように構成されてもよい。シフト・カム・クリップ１８４は、角接触ベアリ
ング１６０上に所定の予圧を発生させるように構成されてもよい。
特に図１６および図１７を参照すると、牽引太陽１３４は、好適には牽引遊星１２６と
インタフェースするように適合化されるほぼ円筒形の外面１８６を有してもよい。ある実
施形態において、牽引太陽１３４は、シフトカム１５８のボールベアリング１６２および
ベアリングレース１７０と協働して牽引太陽１３４とシフトカム１５８との間の角スラス
トベアリング１６０インタフェースを提供する、一体式のベアリングレース１６８および
１７０を含む。牽引太陽１３４は、とりわけ主軸１０８の周囲への牽引太陽１３４の搭載
を可能にする中央の通路１８８を有してもよい。また牽引太陽１３４は、電気牽引駆動装
置１００の駆動軸１９２を受け入れかつこれに結合するように適合化されるリセス１９０
も有してもよい。実施形態によっては、牽引太陽１３４は駆動軸１９２へ、プレス嵌め、
締り嵌め等によって結合する。他の実施形態では、牽引太陽１３４は、例えばキー、スプ
ラインまたはクリップによって駆動軸１９２へ結合することができる。
図２１および図２２は、シフトカム１５８の一実施形態を示している。シフトカム１５
８は、とりわけシフトカム１５８を主軸１０８と同軸に搭載することを可能にする中央の
通路１９４を含んでもよい。シフトカム１５８の片側は、既に述べたように、角スラスト
ベアリングの機能を提供するベアリングレース１７０を含む。ある実施形態において、シ
フトカム１５８のベアリングレース１７０を有する側とは反対の側面には、シフト・カム
・クリップ１８４を受け入れるように適合化される幾つかのシフト・カム・クリップ溝１
９６が設けられる。図２１に示す実施形態では、シフトカム１５８は３つのシフト・カム
・クリップ溝１９６を有するが、他の実施形態では、シフトカム１５８は１つまたは複数
のシフト・カム・クリップ溝１９６を有してもよい。ある実施形態において、シフトカム
１５８は、電気牽引駆動装置１００内に存在するステータ・プレート・スペーサ１５０と
同数のシフト・カム・クリップ溝を有する。シフトカム１５８は、遊星軸１２８の傾斜角
のシフトを促進すべくシフト・カム・ローラ１３８とインタフェースするように適合化さ
れるシフト・カム・プロファイル１９８を装備する。適切なシフト・カム・プロファイル
１９８およびシフトカム１５８の構成および構造に関する他の一般的態様については、先
に参照した特許および特許出願に詳述されている。
次に、図２３を参照して、適切なシフト・カム・クリップ１８４について説明する。シ
フト・カム・クリップ１８４は、シフトカム１５８間の相対的回転を防止するためにシフ
ト・カム・クリップ溝１９６と協働するように適合化されるフィンガ２００を含む。実施
形態によっては、シフト・カム・クリップ１８４は、フィンガ２００へ動作可能式に結合
されかつそこから半径方向へ延びる把持部分２０２を含んでもよい。把持部分２０２は、
ステータ・プレート・スペーサステータ・プレート・スペーサ１５０を把持するように適
合化され、これにより、シフト・カム・クリップ１８４はシフトカム１５８がステータプ
レート１４８に対して回転することを防止する。ある実施形態において、把持部分２０２
は、ステータ・プレート・スペーサ１５０の表面に沿って滑動するように構成される。他
の実施形態では、フィンガ２００は、ステータ・プレート・スペーサへキー、ねじ、プレ
ス嵌め、滑り嵌め等で留められる延設部を介して、ステータ・プレート・スペーサ１５０
へ動作可能式に結合されてもよい。他の実施形態では、シフト・カム・クリップ１８４は
把持部分２０２を含まず、さらに他の実施形態では、フィンガ２００は一体ピースの一部
ではなく、どちらかと言えば溶接、ねじ留め、プレス嵌め等の適切な固定方法を介して堅
固に結合され得る分離したコンポーネントである。
次に、図２４−図２６を参照すると、代替シフトカム２０４は、一体式の回転防止延設
部２０６を有してもよい。図示されている実施形態では、シフトカム２０４は、ある実施
形態の電気牽引駆動装置１００におけるステータ・プレート・スペーサの数に等しい幾つ
かの回転防止延設部２０６を含んでいる。図に示すように、回転防止延設部２０６は、ス
テータ・プレート・スペーサ１５０に係合するように適合化された把持部分２０８を有し
、これにより、ステータプレート１４８に対するシフトカム２０４の回転が防止される。
組み立てられると、１つのシフトカム２０４の回転防止延設部２０６は、他のシフトカム
２０４の回転防止延設部へ向かって軸方向へ延びるように構成され、これらの回転防止延
設部２０６は、ねじ、溶接、クリップ等を介して互いに固定されてもよい。シフトカム２
０４は、関連技術において知られる任意の適切なシフト・カム・プロファイル２１０を有
してもよい。
図２７−図２９は、牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリ１１４と共に使用可能な
ベアリングレース１７６、１７８の一実施形態を示す。ある実施形態において、ベアリン
グレース１７６は、外径上のベアリング面１７５と、中央の穴１７７とを含む。中央の穴
１７７は、シフト・ロッド・ナット１７４へ結合するように適合化される第１の表面１７
９で構成されてもよい。中央の穴１７７の第２の表面１８１は、シフト・ロッド・ナット
１７４のねじ部分２２０を通り越すように構成されてもよい。
図１２、図３０および図３１を参照すると、牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリ
１１４内で使用可能なシフト・ロッド・ナット１７４の一実施形態は、ねじ式の嵌め合い
シフトロッド２１４に係合するように適合化されるねじ式の中央穴２１２を含む。シフト
・ロッド・ナット１７４は、ベアリングレース１７６に軸方向に係合するシフト・ナット
・フランジ２１６を装備してもよく、シフト・ロッド・ナット１７４が（図１２における
方向性で）軸方向へ右に向かって水平移動するにつれて、シフト・ロッド・ナット１７４
は角スラストベアリング１７２に牽引太陽１３４を同時的に軸方向へ平行移動させる。シ
フト・ロッド・ナット１７４の外面２１８は、シフト・ロッド・ナット１７４上へプレス
嵌め、締り嵌めまたは他の任意の適切なカップリングを介して搭載されてもよいベアリン
グレース１７６および１７８を受け入れるように適合化される。ある実施形態において、
シフト・ロッド・ナット１７４は、ベアリング・リテーナ・ナット１８２の嵌め合いねじ
山に係合するように適合化されるねじ部分２２０を有してもよい。実施形態によっては、
シフト・ロッド・ナット１７４は、主軸１０８のスロットの側面に反動するように適合化
される２つの平坦な側面２２１を含み、シフト・ロッド・ナット１７４が回転しないよう
に保たれる。牽引太陽／シフトロッドサブアッセンブリ１１４と共用するための適切なシ
フトロッド２１４の実施形態は、先に参照した特許および特許出願に記載されている。
図３２−図４８を参照すると、動力出力／クランプ力発生サブアッセンブリ１１６は、
負荷カム・ローラ・ケージ２２６内に支持される負荷カムローラ２２４セットを介して駆
動リング２２２へ結合される第１の牽引リング１３０を含む。ある実施形態において、捻
りばね２２８は、予圧クランプ力を与えるために、負荷カム・ローラ・ケージ２２６を第
１の牽引リング１３０へ結合させる（即ち、所定量のクランプ力は部分的に捻りばね２２
８によって発生され、システム内のトルクが著しく低い場合に牽引リング１３０と牽引遊
星１２６との接触が保たれる）。図示されている実施形態において、ケージ入りのボール
ベアリング２３０は、駆動リング２２２と電動デバイスサブアッセンブリ１２２との間に
軸方向のスラスト反力をもたらす。駆動リング２２２は、メインシェル１０２へ結合し、
かつこれによりメインシェル１０２へトルクを伝えるように適合化される。ある実施形態
では、メインシェル１０２とハウジングキャップ１０４との間にガスケット２３２が置か
れる。
図３３−図３８に示すように、負荷カムアッセンブリ２３４は、牽引リング１３０と、
負荷カム・ローラ・ケージ２２６と、負荷カムローラ２２４と、捻りばね２２８とを含ん
でもよい。捻りばねの第１の端は負荷カム・ローラ・ケージ２２６のノッチ２３６へ結合
し、捻りばねの第２の端は牽引リング１３０へ結合する。負荷カムアッセンブリ２３４の
動作に関する詳細は、先に参照した特許出願に開示されている。
図３５−図３８を参照すると、ある実施形態において、牽引リング１３０は、クランプ
力の発生を促進するために幾つかの負荷カムランプ２３８を含んでもよい。実施形態によ
っては、牽引リング１３０は、捻りばね２２８を受け入れる環状リセス２４０を含んでも
よい。図３８において最もよく分かるように、牽引リング１３０は、摩擦および／または
牽引様式を介して牽引遊星１２６とインタフェースするように適合化される接触面２４２
を含む。実施形態によっては、牽引リングの接触面２４２は牽引リング１３０の側端面２
４４まで均一に延びず、どちらかと言えば、牽引リングの接触面２４２は、牽引遊星１２
６に接触しない環状リセス面２４６へと移行し、さらに側端面２４４まで延びる。
ある実施形態では、図３９−図４１に示すように、駆動リング２２２は、メインシェル
１０２の嵌め合いスプラインに係合するように適合化される幾つかの駆動リングスプライ
ン２４８を含む。駆動リング２２２は、負荷カムローラ２２４に係合しかつこれにより負
荷カムローラ２２４からメインシェル１０２へのトルクの伝達を容易にするように構成さ
れる駆動面２５０を含んでもよい。実施形態によっては、駆動面２５０は平坦であるが、
他の実施形態では、駆動面２５０は、負荷カムローラ２２４および負荷カムランプ２３８
と協働してクランプ力の発生およびトルクの伝達を容易にする幾つかのランプを有しても
よい。ある実施形態において、駆動リング２２２は、電動デバイスサブアッセンブリ１２
２のケージ入りボールベアリング２３０およびベアリングレース２５４と共に角スラスト
ベアリングの機能を提供する一体式のベアリングレース２５２を含んでもよい。
図４２−図４４は、ベアリングレース２５２と協働するために使用可能である適切なベ
アリングレース２５４の一実施形態を示す。ベアリングレース２５４は、図５５−図６６
を参照して後にさらに詳述するように、電動デバイスサブアッセンブリ１２２の所定のコ
ンポーネントに対抗して軸方向へ突き出るように適合化される環状ショルダ２５６を含む
。図４５−図４８は、動力出力／クランプ力発生サブアッセンブリ１１６と共用するため
の適切なケージ入りボールベアリング２３０の一実施形態を描いている。
図４９−図５３を参照すると、遊星反力／クランプ力発生サブアッセンブリ１１８は、
図３３および図３４を参照して先に述べた負荷カムアッセンブリ２３４にほぼ類似する負
荷カムアッセンブリ２５８を含む。牽引リング１３２は、負荷カムローラ２６２を介して
反力フランジ２６０へ結合する。ある実施形態において、反力フランジ２６０は、主軸１
０８への堅固なカップリングによって、長手軸１１０を中心とする回転を防止される。よ
って、牽引リング１３２は大幅な回転を防止される。即ち、牽引リング１３２は、牽引リ
ング１３２の負荷ランプが反力フランジ２６０に対抗して負荷カムローラ２６２を加圧す
るに足る量しか回転しない。
ある実施形態では、図５０−図５２に示すように、反力フランジ２６０は中央通路２６
４を含み、中央通路２６４は、主軸１０８上の嵌め合い機能に係合して主軸１０８に対す
る反力フランジ２６０の回転を防止する平らなフランジ穴側面２６６を有する。反力フラ
ンジ２６０は、負荷カムローラ２３８へ係合するように適合化されるフランジ反力面２６
８を含んでもよい。実施形態によっては、反力フランジ２６０は、ステータプレート１４
８Ａと反力フランジ２６０との間にインタフェースを提供するベアリング２７２を受け入
れるように構成されるリセス２７０を含む（図５参照）。ステータプレート１４８Ａは、
ベアリング２７２を受け入れるためのショルダ２７４を含んでもよい（図１１参照）。電
気牽引駆動装置１００の実施形態によっては、ステータプレート１４８が長手軸１１０を
中心にして回転可能であることは留意されるべきである。反力フランジ２６０の本体の半
径方向に延びる部分は、とりわけ反力フランジ２６０を軽量化するために１つまたは複数
の切欠きを含んでもよい。保持クリップ４１２は、図５３に示すように、反力フランジ２
６０の軸方向の拘束を容易にするために使用されてもよい。反力フランジ２６０上の穴２
６５は、保持クリップ４１２を反力フランジ２６０へ固定するために使用されてもよい。
実施形態では、反力フランジ２６０とステータプレート１４８Ａとの間に挿入されるベア
リングの取外しを容易にするために、反力フランジ２６０上へベアリング取外し穴２６７
が設けられてもよい。
次に、図５４を参照すると、入力インタフェースサブアッセンブリ１２０は、図示され
ている実施形態ではメインシェル１０２と一体であるねじ切りされた入力インタフェース
２７６を含んでもよい。ねじ切りされた入力インタフェース２７６は、例えば、フリーホ
イールまたは嵌め歯（不図示）に結合してメインシェル１０２へトルクを伝達するために
、ねじ切りされたフリーホイールアダプタ（不図示）を受け入れるべく適合化されてもよ
い。他の実施形態では、メインシェル１０２には、外部動力源または原動機からトルクを
受け入れるキー、スプライン等のカップリングが代わりに備えられてもよい。ベアリング
２７８は、メインシェル１０２と主軸１０８との間に転がりインタフェースを提供する。
ある実施形態において、ベアリング２７８の外部レースは、入力インタフェース２７６の
ショルダおよびクリップ２８０によって軸方向の所定位置に保持される。ベアリング２７
８の内部レースは、クリップ２８２および軸リテーナナット２８４によって軸方向の所定
位置に保持されてもよく、この軸リテーナナット２８４は、主軸１０８のねじ切りされた
嵌め合い部分に係合するためのねじ切りされた内径を含む。ねじ切りされた入力インタフ
ェース２７６と軸リテーナナット２８４との間には、シール２８６が設けられてもよい。
図５５−図６６を参照すると、電動デバイスサブアッセンブリ１２２は、電気モータお
よび類似デバイスの関連技術において既知である通り、幾つかの導電巻線２９０と協働す
るように適合化される幾つかの積層ステータ２８８を含んでもよい。ある実施形態におい
て、積層ステータ２８８は支持フレーム２９２の表面によって半径方向に位置づけられ、
または導かれる。これについては、図６４−図６６を参照して後述する。永久磁石回転子
アッセンブリ２９４は、主軸１０８を中心にして同軸に、かつ積層ステータ２８８の半径
方向の内側へ置かれる。永久磁石回転子アッセンブリ２９４は、永久磁石回転子アッセン
ブリ２９４と積層ステータ２８８との間に適切な空隙が存在するように、電動デバイスサ
ブアッセンブリ１２２内へ半径方向に位置づけられる。駆動軸アダプタ２９６は、駆動軸
１９２を永久磁石回転子アッセンブリ２９４の回転子バックアイアン２９８へ結合する。
ベアリング３００は、回転子バックアイアン２９８とステータプレート１４８Ｂとの間に
転がりインタフェースおよび軸方向スラスト反力を提供する。ベアリング３０２は、回転
子バックアイアン２９８と支持フレーム２９２のショルダとの間に転がりインタフェース
および軸方向スラスト反力を提供する。ある実施形態において、積層ステータ２８８は、
支持フレーム２９２を積層ステータ２８８へ結合する回転防止ドエルピン３０４により回
転を固定されて保持される。実施形態によっては、電動デバイスサブアッセンブリ１２２
は、１つまたは複数のホール効果センサ３０８へ接続されるホール効果センサ回路ボード
３０６を含む。ホール効果センサ回路ボード３０６は、支持フレーム２９２によって支持
されてもよい。ベアリングレース２５４は、電動デバイスサブアッセンブリ１２２の動力
出力／クランプ力発生サブアッセンブリ１１６に対する軸方向および半径方向の反力およ
び／または位置づけを促進するために設けられてもよい。即ち、ベアリングレース２５４
は、ケージ入りボールベアリング２３０およびベアリングレース２５２と協働して、とり
わけ、軸方向に力の反力を与えることによりクランプ力の発生を促進する。
次に、図５９および図６０を参照すると、回転子バックアイアン２９８は、ベアリング
３０２を受け入れるためのリセス３１０と、ベアリング３０４を受け入れるためのリセス
３１２とを装備してもよい。回転子バックアイアン２９８内には、各々ベアリング３０２
および３０４のための軸方向反力サポートを提供するためにショルダ３１４および３１６
が形成されてもよい。ある実施形態において、回転子バックアイアン２９８は、駆動軸ア
ダプタ２９６へ結合するように適合化される内径カップリング３１８を含む。回転子バッ
クアイアン２９８は、駆動軸アダプタ２９６へ、プレス嵌め、締り嵌め、キー、溶接、位
置決めねじ等によって結合してもよい。実施形態によっては、回転子バックアイアンは、
駆動軸アダプタ２９６へ軸方向のスラスト反力を与えるショルダ３２０を含む。回転子バ
ックアイアン２９８の外面（付番なし）は、永久磁石３２２群を受け入れて支持するよう
に構成される。永久磁石回転子アッセンブリ２９４の一般構成は、電気モータ等の電気デ
バイスおよびマシンの関連技術において既知である。
図６１−図６２に示すように、駆動軸アダプタ２９６は、駆動軸１９２の対応するスプ
ライン部分へ結合する中央のスプライン穴３２４を含んでもよい。駆動軸アダプタ２９６
の外径３２６は、先に述べたように、回転子バックアイアン２９８へ結合するように構成
されてもよい。駆動軸アダプタ２９６上には、ショルダ３２０と嵌り合って軸方向スラス
ト反力サポートを提供するショルダ３２８が形成されてもよい。駆動軸アダプタ２９６と
駆動軸１９２との間のスプライン式カップリングは、駆動軸１９２の軸方向への水平移動
および回転子バックアイアン２９８から駆動軸アダプタ２９６を介する駆動軸１９２への
トルク伝達を見込んでいる。
図６４−図６６を参照すると、支持フレーム２９２は、外周３３０と中央通路３３２と
を有するほぼ円形である。支持フレーム２９２のフレーム本体部分３３４は、中央通路３
３２から外周３３０へ概して円錐状かつ半径方向に延びる。実施形態によっては、フレー
ム本体部分３３４は、支持フレーム２９２を軽量化するために幾つかの切欠き３３６を含
んでもよい。ある実施形態において、支持フレーム２９２は、ホール効果センサボード３
０６を受け入れて支持するように適合化されるセンサ・ボード・リセス３３８を含む。通
路３４０は、ホール効果センサボード３０６をホール効果センサ３０８へ接続する導電体
のルーティングを可能にする。支持フレーム２９２の内径３４２は、積層ステータ２８８
のための位置嵌合をもたらすように構成されてもよい。支持フレーム２９２は、ドエルピ
ン３０４を受け入れるための幾つかのドエルピン穴３４４を含んでもよい。実施形態によ
っては、支持フレーム２９２は、ベアリング３０２を受け入れて支持する支持ネック３４
６を有する。支持フレーム２９２の支持ショルダ３４８は、ベアリング３０２へ軸方向の
スラスト反力を与えるように適合化される。支持フレーム２９２は、ホール効果センサ回
路ボード３０６の導電体３５２の通過を可能にする第１の導体通路３５０を有してもよい
。実施形態によっては、支持フレーム２９２は、支持フレーム２９２の補助軸１０６への
固定を容易にする幾つかのボルト穴３５４を備えてもよい。補助軸１０６は、長手軸１１
０を中心として支持フレーム２９２を回転式に固定して保持するように適合化される。
次に、図６７−図７２を参照して、ハウジングキャップ／エンドインタフェースサブア
ッセンブリ１２４について説明する。ある実施形態において、ハウジングキャップ１０４
は、ハウジングキャップ１０４が補助軸１０６上に支持されかつ長手軸１１０を中心にし
て回転することを可能にするベアリング３５６を受け入れるように適合化される。ベアリ
ング３５６は、保持ナット３５８および補助軸１０６によって軸方向に抑止される。保持
ナット３５８とハウジングキャップ１０４との間には、シール３６０が置かれる。図６８
および図６９に示すように、ある実施形態では、補助軸１０６は、補助軸１０６を支持フ
レーム２９２へ結合するように構成されるフランジ３６２を含んでもよい。補助軸１０６
の座３６４はベアリング３５６を受け入れるように適合化され、補助軸１０６のショルダ
３６６は、とりわけ、ベアリング３５６を軸方向に拘束するように構成されてもよい。補
助軸１０６は、保持ナット３５８のねじ山と嵌り合うためのねじ部分３６８を含んでもよ
い。実施形態によっては、車両または機器のフレームへの補助軸１０６の、かつ延いては
電気牽引駆動装置１００の取付けを容易にするために、補助軸１０６は平らな側面３７０
を有してもよい。補助軸１０６は、導電巻線２９０のための導電体３７４のルーティング
、およびホール効果センサ回路ボード３０６のための導電体３５２のルーティングを可能
にする中央通路３７２を有してもよい。
図７０−図７２を参照すると、ハウジングキャップ１０４は、メインシェル３０８と協
働して電気牽引駆動装置１００のためのハウジングを提供するように適合化されるほぼ椀
形の本体３７６を有する。ハウジングキャップ１０４の外周周囲には、ハウジングキャッ
プ１０４をメインシェル１０２へ固定するためのフランジ３７８が備えられる。ハウジン
グキャップの中央の穴３８０は、ベアリング３５６およびシール３６０を受け入れるよう
に構成されてもよい。メインシェル１０２の一実施形態は、図７３−図７５に示されてい
る。メインシェル１０２は、大きい開端３８４と、比較的小さい第２の開端３８６とを有
するほぼ円筒形の本体３８２であってもよく、第２の開端３８６は、図５４を参照して先
に述べたねじ切りされた入力インタフェース２７６を含んでもよい。端３８６は、ベアリ
ング２７８を受け入れるための座３８８と、ベアリング２７８の軸方向の拘束を容易にす
るためのショルダ３９０とを含んでもよい。ある実施形態において、端３８６は、保持ク
リップ２８０を受け入れるための環状の溝３９２を含む。実施形態によっては、端３８６
は、シール２８６を受け入れるための溝および座３９３を有してもよい。ある実施形態で
は、メインシェル１０２は、電気牽引駆動装置１００から負荷へのトルクの伝達を容易に
するための１つまたは複数のフランジ３９４を含む。図７３−図７５に示すメインシェル
１０２は、例えば、車輪（不図示）のスポークをフランジ３９４へ付着することによって
車輪を駆動するために使用されてもよい。メインシェル１０２の開端３８４は、好適には
、例えばメインシェル１０２へのハウジングキャップ１０４の固定を容易にするリム３９
６を含む。
図７６および図７７に示すように、駆動軸１９２の一実施形態は、ほぼ円筒形である空
の本体３９８を含む。外径４００は、駆動軸アダプタ２９６のスプラインと嵌り合うよう
に構成されるスプラインセットを有してもよい。実施形態によっては、駆動軸１９２は、
牽引太陽１３４に係合してこれへトルクを伝えるように適合化される駆動軸フランジ４０
２を含む。
図７８および図７９を参照すると、主軸１０８の一実施形態は、軸リテーナナット２８
４（図１２０参照）に係合するためのねじ部分４０４を有する第１の端を含む。主軸１０
８は、例えば機器または車両への主軸１０８の取付けおよび／または固定を容易にするた
めに、平らな側面４０６を備えてもよい。ある実施形態において、主軸１０８は、反力フ
ランジ２６０の堅固なカップリングをもたらすために追加の平らな側面４０８を含む（例
えば、主軸１０８上へ搭載された反力フランジ２６０を示す図５を参照されたい）。実施
形態によっては、主軸１０８は、反力フランジの保持クリップ４１２（図５３参照）を受
け入れるように適合化された溝４１０を呈する。反力フランジの保持クリップ４１２は、
反力フランジ２６０の軸方向の拘束を容易にするように構成される。実施形態によっては
、反力フランジの保持クリップ４１２は、例えばねじによって反力フランジ２６０へ固定
される。主軸１０８は、クリップ２８２を受け入れるための環状の溝４１４を有してもよ
く、これにより、ベアリング２７８の軸方向の拘束が容易にされる（図１２０参照）。
ある実施形態において、主軸１０８は、シフト・ロッド・ナット１７４（例えば、図６
および図１２参照）を受け入れるように構成されるスルースロット４１６を含む。スルー
スロット４１６は、シフト・ロッド・ナット１７４による軸方向への水平移動を可能にす
るように適合化されるが、スルースロット４１６は、長手軸１１０を中心とするシフト・
ロッド・ナット１７４の回転を防止することもできる。実施形態によっては、主軸１０８
は、シフトロッド２１４（例えば、図５参照）を受け入れるための、並びにシフトロッド
２１４の軸方向の拘束を容易にするための穴４１８を有してもよい。主軸１０８の第２の
端は、とりわけシフトロッドのアクチュエータを受け入れるように構成され得る空胴４２
１を有するほぼ管状の部分４２０を備えてもよい。このようなアクチュエータおよびシフ
トロッド構造を有する電気牽引駆動装置の一例については、後に図１０３−図１０５を参
照して説明する。ある実施形態において、管状部分４２０は、支持フレーム２９２（図５
および図６６参照）の中央通路内の対応する平面４２６と嵌り合うように適合化される１
つまたは複数の平面４２４を有するフランジ４２２を含む。
本明細書に記載している電気牽引駆動装置１００およびその同等の変形は、自転車等の
人力車両、光電気車両、ハイブリッド人力−、電気−、または内燃動力車両、産業機器、
ツール（ドリルプレス等）、風力タービン、発電機等を含む、但しこれらに限定されない
多くの用途において使用可能である。入力ソースと出力負荷との間の機械力伝達を変調さ
せる必要のある技術的用途は何れも、その伝動機構に電気牽引駆動装置１００の実施形態
を実装することができる。
次に、図８０を参照して、電気牽引駆動装置８００について説明する。電気モータ巻線
アッセンブリ４４８は、電気牽引駆動装置８００の軸８０５を中心とする回転自由度を有
する。巻線アッセンブリ４４８は、例えば滑動式スプラインによって牽引太陽軸４５０へ
結合する。巻線アッセンブリ４４８は、牽引太陽軸４５０へトルクを伝達するが、牽引太
陽軸４５０が軸方向へ平行移動することを許容する。牽引太陽軸４５０は牽引太陽４５２
へ結合し、かつ巻線４４８と牽引太陽４５２との間の機械力伝達を可能にする。電気牽引
駆動装置８００は、永久磁石４５４のアレイを含んでもよい。磁石４５４は、軸８０５を
中心とする回転自由度を有する。磁石４５４は、負荷カムアッセンブリ４５８へ動作可能
式に結合するフレーム４５６へ結合する。フレーム４５６は、軸方向力スラストベアリン
グ４６２のためのスラスト支持を提供するように構成されるスラスト支持構造体４６０へ
動作可能式に結合する。負荷カムアッセンブリ４５８は、第１の牽引リング４６４を駆動
する。従って、磁石４５４は、フレーム４５６および負荷カムアッセンブリ４５８を介し
て第１の牽引リング４６４へ動作可能式に結合する。従って、この構成では、動力は磁石
４５４と第１の牽引リング４６４との間で伝達される。
ワイヤハーネス４６６は、電気牽引駆動装置８００へ電力を供給する。ワイヤハーネス
４６６は、フィードバック・センサ・ワイヤを備える２線または多相ハーネスであっても
よい。ある実施形態において、電力およびセンサ情報は、ワイヤハーネス４６６とモータ
巻線４４８との間でスリップリングまたは転流バーアッセンブリ４６８を介して伝達され
てもよい。直流運転の場合、転流バーアッセンブリ４６８は、半径方向または軸方向ギャ
ップ・ブラシ・モータの関連分野で知られるように動力伝達並びに機械的転流／切換のた
めに機能してもよい。ブラシレス運転の実施形態の場合は、ホール効果センサアレイ４７
０が使用されてもよい。ホール効果センサアレイ４７０は、例えばスリップリングアッセ
ンブリ４６８を介して伝わる電線によってワイヤハーネス４６６へ接続される。
第１の牽引リング４６４および牽引太陽４５２は、遊星４７２のアレイとの間で牽引ま
たは摩擦を介して動力を伝え合う。キャリア４７４は、反力負荷を支持し並びに遊星４７
２のアラインメントおよび案内を容易にするように構成される。キャリア４７４はキャリ
アフレーム４７６へ堅固に結合され、キャリアフレーム４７６は主軸４７８へ堅固に結合
される。主軸４７８は回転式に固定され、よってキャリア４７４を回転式に拘束する。第
２の牽引リング４８０は、遊星４７２との間で牽引または摩擦を介して動力を伝達し合う
。第２の牽引リング４８０は負荷カムアッセンブリ４８２へ動作可能式に結合され、負荷
カムアッセンブリ４８２は駆動プレート４８４へ接続される。駆動プレート４８４は外部
ハブ４８６と係合し、駆動プレートと外部ハブ４８６との間でトルクを伝える。駆動プレ
ート４８４は、スラストベアリング４８８にもたれて位置する。ある実施形態において、
電気牽引駆動装置８００は、スプロケットカセット４８５等の外部動力伝達ソースを有し
てもよい。ベアリング４８５は、スラスト支持構造体４６０間に転がりインタフェースを
提供するために使用されてもよい。キャリア４７４と巻線４４８との間の転がりインタフ
ェースは、ベアリング４８７によって提供されてもよい。ある実施形態において、ベアリ
ング４８９は、キャリア４７４と駆動プレート４８４との間に転がりインタフェースを提
供する。ベアリング４８５および４８７は、とりわけ、各々スラスト支持構造体４６０お
よびキャリア４７４間にモータ巻線アッセンブリ４４８の案内を提供する。ベアリング４
８９は、好適には、キャリア４７４と駆動プレート４８４との間に転がりインタフェース
および／または案内を提供する。
負荷カムアッセンブリ４５８、４８２は印加されるトルクに感応し、かつトルクの印加
に伴って所定のコンポーネントを散開させる傾向がある。閉構造ループは、この散開効果
に抵抗する。ある実施形態において、閉構造ループは遊星４７２に始まり、第２の牽引リ
ング４８０、負荷カムアッセンブリ４８２、駆動プレート４８４、スラストベアリング４
８８、保持ナット４９０、主軸４７８、スラストベアリング４６２、スラスト支持構造体
４６０、フレーム４５６、負荷カムアッセンブリ４５８、第１の牽引リング４６４を通っ
て遊星４７２で閉止する。構造ループが負荷カムアッセンブリ４５８、４８２により発生
される散開効果に抵抗するに伴って、第１の牽引リング４６４、遊星４７２、第２の牽引
リング４８０および牽引太陽４５２間に接触力またはクランプ力が生じる。これらの接触
力は、接触ポイントにおける牽引または摩擦を介する効率的な動力伝達を促進する。
ある実施形態において、シフト・ロッド・アッセンブリ４９２は、電気牽引駆動装置８
００の速度比を調整するために使用されてもよい。シフト・ロッド・アッセンブリ４９２
は、牽引太陽４５２の軸方向および回転動作を可能にするように牽引太陽４５２へ動作可
能式に結合されてもよい。図８０に示す実施形態は、牽引太陽４５２が回転しかつシフト
ロッド４９６が回転しない間のシフト・ロッド・ピン４９４と牽引太陽４５２との間の押
し引きを容易にするように構成される角接触転動体ベアリングを含む。シフト・カム・ア
ッセンブリ４９８は、シフト・ロッド・アッセンブリ４９２から牽引太陽４５２へ与えら
れる軸方向動作をシフトレバー５００の軸方向および半径方向動作に変換するように構成
される。ある実施形態において、シフト・カム・アッセンブリ４９８は、滑動式スプライ
ンを介してキャリア４７４へ結合する。
次に、図８１−図８５Ｂを参照すると、電気牽引駆動装置９００は、例えば自動車用オ
ルタネータとして使用するように構成されてもよい。オルタネータ／発電機５０２（ほぼ
点線５０４で囲まれている）は、クローポールロータ５０６を備える３相同期オルタネー
タ／発電機であってもよい。オルタネータ／発電機５０２は、３相巻線積層ステータアッ
センブリ５０８と、ＤＣ励磁巻線５１０とを含んでもよい。ある実施形態において、励磁
巻線５１０は、ブラシアッセンブリ５１２によって加圧される。通常オルタネータ内に見
られる（電圧調整器および整流器ブリッジのような）他のパーツは、明確を期して図８１
には示されていない。オルタネータ／発電機５０２の全体的構成および構造は、電気機械
の関連技術では周知である。ある実施形態において、回転リップシール５１４は、オルタ
ネータアッセンブリの所定の部位をオイルのない状態に保ち、かつ他の部位をオイルに浸
漬して保つために使用されてもよい。
実施形態によっては、複合変数遊星変速機５１６（ほぼ点線５１８で囲まれている）は
、オルタネータ／発電機５０２へ動作可能式に接続される。ある実施形態において、変速
機５１６およびオルタネータ／発電機５０２は、共通の主軸５２０を共用する。主軸５２
０は、とりわけ、ステータ５０８に適切な空隙を保持するためにクローポールアッセンブ
リ５０６を半径方向に支持する。主軸５２０は変速機５１６を支持し、かつ軸方向力ルー
プ内に牽引／摩擦クランプ負荷を生成するリンクを提供する。主軸５２０は、プーリ５２
２へ加えられるベルト負荷のサポートを提供するように構成されてもよい。
運転中、プーリ５２２は、ベルト（不図示）から力を受ける。プーリ５２２は、ナット
５２６を介して駆動軸５２４へトルクを伝達する。駆動軸５２４は、変速機５１６の第１
のカム駆動装置５１９とのカップリングを介して変速機５１６内へトルクを伝達する。オ
ルタネータ／発電機５０２は、例えばクローポールアッセンブリ５０６における第２のカ
ム駆動装置５２１とのカップリングを介して変速機５１６からトルクを受ける。
ある実施形態において、電気牽引駆動装置９００の速度比の調整は、比シフタ５２８に
よって達成されてもよい。比シフタ５２８は、回転カム５３０と、水平移動カム５３２と
、保持スリーブ５３４と、シフト・カム・アクチュエータ５３６と、シフト・カム・ケー
ジ５３８とを含んでもよい。速度比を調整するためには、回転カム５３０へ回転入力が与
えられる。保持スリーブ５３４は、回転カム５３０を軸５４６を中心として回転させるが
、軸５４６に対して軸方向には移動させない。結果的に、回転カム５３０と水平移動カム
５３２との間のねじ山機能に起因して、回転カム５３０の回転は水平移動カム５３２の軸
方向移動を生じさせる。水平移動カム５３２の軸方向移動に伴って、水平移動カム５３２
はシフト・カム・アクチュエータ５３６へ動きを与える。キャリアアッセンブリ５４０は
、シフト・カム・アクチュエータ５３６の軸方向移動を防止するように構成されてもよい
。カムアクチュエータ５３６は軸方向に抑止されることから、水平移動カム５３２により
与えられる動きは、シフト・カム・アクチュエータ５３６を、ほぼ、シフト・カム・アク
チュエータ５３６の一領域内に位置づけられる中心５３３を中心にして回転させる。シフ
ト・カム・アクチュエータ５３６のこの回転は、シフト・カム・アクチュエータ５３６へ
結合するように構成されるシフト・カム・ハンドル５３９を介してシフト・カム・ケージ
５３８を軸方向へ移動させる。シフト・カム・ケージ５３８の軸方向動作は遊星アッセン
ブリ５４２を傾斜させ、よって、電気牽引駆動装置９００の速度比を変更させる。この比
シフタ５２８は電気牽引駆動装置９００に関連して説明されているが、比シフタ５２８が
ボール遊星変速機の様々な実施形態によって使用されてもよいことは留意されるべきであ
る。キャリアアッセンブリ５４０は、遊星アッセンブリ５４２のアレイを保持しかつ案内
するように構成されてもよい。ある実施形態において、キャリアアッセンブリ５４０は、
シフト・カム・アクチュエータ５３６の位置サポートを提供する。実施形態によっては、
キャリアアッセンブリ５４０はハウジング５４４へ動作可能式に結合され、ハウジング５
４４は、電気牽引駆動装置９００の長手軸５４６に対して回転可能式かつ軸方向に固定さ
れてもよい。従って、遊星アッセンブリ５４２からのトルク反力は、キャリアアッセンブ
リ５４０を介してハウジング５４４へ伝達される。
図８４Ａ−図８４Ｂは、シフトカム８４０２Ａ、８４０２Ｂを含むシフト・カム・ケー
ジ・アッセンブリ５３８の一実施形態を示す。ある実施形態において、同期プレート８４
０４は、シフトカム８４０２へ結合しかつこれにより、シフトカム８４０２が互いに対し
て回転しないことを確実にするように適合化される。実施形態によっては、同期プレート
８４０４は、図８４Ａに示すように、シフトカム８４０２Ａ等のシフトカム８４０２のう
ちの１つへ堅固に結合される。同期プレート８４０４は、プレス嵌め、ねじ止め、溶接等
によってシフトカム８４０２Ｂへ固定されてもよい。電気牽引駆動装置９００の速度比の
調整を容易にするために、ある実施形態では、同期プレート８４０４にシフト・カム・ア
クチュエータ５３６と協働するように適合化されるシフト・カム・ハンドル５３９が装備
されてもよい。
図８５Ａおよび図８５Ｂを参照すると、キャリアアッセンブリ５４０は、１つまたは複
数のステータプレート８５０２Ａ、８５０２Ｂを含んでもよい。ステータプレート８５０
２は、図１０および図１１を参照して先に説明したステータプレート１４８にほぼ類似す
るものであってもよい。しかしながら、実施形態によっては、ステータプレート８５０２
は、ハウジング５４４へ向かってほぼ半径方向の外側へ延びかつ相補的なステータプレー
トのステータ延設部へ向かって軸方向の内側へ延びるステータ延設部８５０４を含んでも
よい。用途によっては、ステータプレート８５０２Ａのステータ延設部８５０４は、例え
ばボルトによってステータプレート８５０２Ｂのステータ延設部へ結合する。ステータ延
設部８５０４の機能の１つは、シフト・カム・アクチュエータ５３６を受け入れて案内す
ることである。ステータ延設部８５０４は、シフト・カム・アクチュエータ５３６の側方
支持を提供するように構成されるアクチュエータ安定化面８５０６を含んでもよく、即ち
、アクチュエータ安定化面８５０６は概して、シフト・カム・アクチュエータ５３６を図
８１の平面に対して平行に維持する。ある実施形態では、ステータ延設部８５０４に、中
心５３３（図８１参照）を中心とするシフト・カム・アクチュエータ５３６の旋回を容易
にするように適合化されるステータ旋回面８５０８が備えられる。ステータ旋回面８５０
５は、概して、水平移動カム５３２がシフト・カム・アクチュエータ５３６の端を軸方向
かつ半径方向の外向きに押す、または引くにつれてシフト・カム・アクチュエータ５３６
に反動する。ある実施形態において、ステータ延設部８５０４はさらに、ハウジング５４
４の嵌め合いスプライン（不図示）に係合するために、例えばスプラインで適合化されて
もよく、このような係合は、キャリア５４０の軸方向、半径方向および／または回転の拘
束を促進する。
次に、図８６−図８７を参照すると、電気牽引駆動装置１０００は、巻線フレーム５５
２上に支持されるフィールド巻線５５０と相互作用するように構成される永久磁石回転子
アッセンブリ５４８を含む。ある実施形態において、永久磁石回転子アッセンブリ５４８
は、フィールド巻線５５０の半径方向の内側に置かれる。フィールド巻線５５０は、主軸
５５４へ動作可能式に結合される。ハウジング５５６は、回転式かつ軸方向に固定される
。巻線フレーム５５２は、複合変数遊星変速機５５８へ動作可能式に結合されてもよく、
複合変数遊星変速機５５８は、変速機５５８との間で動力を送り合うために駆動軸５６０
へ接続されてもよい。ある実施形態において、永久磁石回転子アッセンブリ５４８は、例
えば滑動式スプラインによって、例えば堅固なカップリングを介して牽引太陽５６４を駆
動するように構成される牽引太陽駆動軸５６２へ結合される。ある実施形態では、巻線フ
レーム５５２および主軸５５４を通じてルーティングされる導電体（不図示）を介してフ
ィールド巻線アッセンブリ５５０へ電力を供給するために、外部電力源（不図示）が使用
される。前記導体は、外部電源または電気シンクへの電力伝達を可能にするスリップリン
グ、ブラシまたは整流子アッセンブリ５５７へ動作可能式に結合されてもよい。ある実施
形態において、整流子アッセンブリ５５７は、誘導モータのための３相接続を提供する。
実施形態によっては、整流子アッセンブリ５５７は、ブラシ式永久磁石モータのための機
械的転流切換を提供する。用途においては、整流子アッセンブリ５５７は切換式リラクタ
ンスモータのためのスリップリングを提供する。
図８６に示すように、シフト・カム・ケージ５６６は、例えば滑動式スプラインカップ
リングによってキャリア５６８へ結合されてもよい。実施形態によっては、キャリア５６
８はハウジング５５６へ堅固に結合される。電気牽引駆動装置１０００の速度比を調整す
るためには、先に説明した比シフタ５２８に類似する比シフタ５７０が使用されてもよい
。電気牽引駆動装置１０００は、モータとして、または電力の流れを駆動軸５６０から変
速機５５８へと逆流させることにより発電機として、の何れかで使用されてもよい。
図８８−図８９を参照すると、電気牽引駆動装置１１００は、電気牽引駆動装置１１０
０の長手軸１１０４に対して軸方向かつ回転式に固定されるハウジング１１０２を含む。
キャリア１１０６は、ハウジング１１０２へ堅固に結合される。ある実施形態において、
永久磁石回転子アッセンブリ１１０８はキャリア１１０６へ堅固に結合される。回転子ア
ッセンブリ１１０８と相互作用するように構成されるフィールド巻線１１１０は、巻線フ
レーム１１１２上に支持される。主軸１１１４は、巻線フレーム１１１２へ堅固に結合さ
れてもよい。巻線フレーム１１１２は、複合変数遊星変速機１１１６へトルクを伝達する
ように構成される。駆動軸１１１８は、電気牽引駆動装置１１００との間でトルクを伝達
し合うために変速機１１１６へ結合されてもよい。ある実施形態において、シフト・カム
・ケージ１１２０は、例えば滑動式スプラインによってキャリア１１０６へ結合されても
よい。電気牽引駆動装置１１００の速度比をシフトするために、比シフタ５２８に類似す
る比シフタが使用されてもよい。実施形態によっては、電力は主軸１１１４を介して（主
軸１１１４へ、または主軸１１１４から）伝達されてもよい。
次に、図９０−図９１を参照すると、電気牽引駆動装置１２００は、電気牽引駆動装置
１２００の長手軸１２０４に対して回転式かつ軸方向に固定されるハウジング１２０２を
含む。ハウジング１２０２へは、例えば電気モータのフィールド巻線１２０６が堅固に結
合される。永久磁石回転子アッセンブリ１２０８は、フィールド巻線１２０６の半径方向
の内側に置かれ、かつ主軸１２１０へ堅固に結合される。永久磁石回転子アッセンブリ１
２０８は、複合無段変速機１２１４へトルクを伝達するように構成される負荷カム駆動装
置１２１２へ堅固に結合される。ある実施形態において、永久磁石回転子アッセンブリ１
２０８は、負荷カム駆動装置１２１２を介して主軸１２１０へ動作可能式に結合される。
駆動軸１２１６は、変速機１２１４との間のトルク伝達を促進するために変速機１２１４
へ結合される。ある実施形態において、電気牽引駆動装置１２００のための比シフタは、
シフト・ロッド・ピン１２２０へ結合されるシフトロッド１２１８を含む。シフトロッド
１２１８は、軸方向移動用に構成される。実施形態によっては、主軸１２１０は、角接触
ベアリングアッセンブリ１２２１へ結合するシフトピン１２２０を受け入れるスロットを
含む。シフト・ロッド・ピン１２２０の軸方向動作は、牽引太陽５６４およびシフト・ロ
ッド・ピン１２２０の双方が互いに対して回転する間に、角接触ベアリングアッセンブリ
１２２１を介して牽引太陽５６４へ与えられる。シフト・ロッド・ピン１２２０は、好適
にはシフトロッド１２１８へ堅固に固定される。しかしながら、シフト・ロッド・ピン１
２２０は主軸１２１０内のスロットを通ることから、シフトロッド１２１８、シフト・ロ
ッド・ピン１２２０および主軸１２１０は全て、長手軸１２０４を中心として同じ速度で
回転する。角接触ベアリングアッセンブリ１２２３は、とりわけ、非回転の線形動作が回
転するシフトロッド１２１８へ与えられることを可能にする。ある実施形態において、キ
ャリア１２２２は、ハウジング１２０２へ堅固に結合されてもよい。実施形態によっては
、シフト・カム・ケージ１２２４は、滑動式スプラインによってキャリア１２２２へ結合
されてもよい。図９２−図９４は、電気牽引駆動装置１２００にほぼ類似する電気牽引駆
動装置の一実施形態１３００を示す。しかしながら、電気牽引駆動装置１３００は、先に
論じた比シフタ５２８に類似する比シフタを組み込んでいる。
図９５−図９６に示すように、電気牽引駆動装置の別の実施形態１４００は、電気牽引
駆動装置１４００の長手軸１４０４に対して軸方向かつ半径方向に固定されるハウジング
１４０２を含む。ある実施形態において、電気牽引駆動装置１４００は、永久磁石１４０
８のアレイの半径方向の内側に位置づけられるフィールド巻線１４０６を含み、フィール
ド巻線１４０６は、永久磁石１４０８と電磁的に相互作用するように構成される。本明細
書で使用しているように、磁石アレイ（例えば、永久磁石回転子アッセンブリ）へ動作可
能式に結合されているフィールド巻線という言及は、フィールド巻線および磁石アレイが
、電力から機械力を、または機械力から電力を生成できるように電磁相互作用状態に置か
れる構成を指す。実施形態によっては、永久磁石１４０８は支持フレーム１４１０へ堅固
に結合され、支持フレーム１４１０は複合無段変速機１４１２へ結合される。駆動軸１４
１３は、変速機１４１２からのトルク伝達を促進するために、変速機１４１２へ結合され
てもよい。支持フレーム１４１０は、主軸１４１４へさらに結合されてもよい。図９５に
示されている実施形態では、フィールド巻線１４０６はキャリア１４１６へ堅固に結合さ
れ、キャリア１４１６は、ハウジング１４０２へ堅固に結合されてもよい。ある実施形態
において、支持フレーム１４１０は、主軸１４１４へ堅固に結合される。シフト・カム・
ケージ・アッセンブリ１４１８は、例えば滑動式スプラインによってキャリア１４１６へ
結合されてもよい。電気牽引駆動装置１４００の速度比を調整するためには、先に論じた
ような比シフタ５２８が使用されてもよい。
次に、図９７を参照して、電気牽引駆動装置のさらに別の実施形態１５００について説
明する。電気牽引駆動装置１５００は、変速機１５００の長手軸１５０４を中心にして回
転可能であるハウジング１５０２を含んでもよい。ある実施形態において、ハウジング１
５０２は、例えば第１の負荷カム駆動プレート１５０８、負荷カムアッセンブリ１５１０
および第１の牽引リング１５１２を介して複合無段変速機１５０６へ動作可能式に結合さ
れる。実施形態によっては、動力入力インタフェース１５１４（フリーホイール、嵌め歯
等）は、入力駆動装置１５１６へ動作可能式に結合される。遊星アレイ１５１８は、第２
の牽引リング１５２０、負荷カムアッセンブリ１５２２、負荷カム駆動装置１５２４およ
び駆動フランジ１５２６を介して入力駆動装置１５１６へ動作可能式に結合されてもよい
。従って、電気牽引駆動装置１５００を介する動力経路は、動力入力インタフェース１５
１４から、入力駆動装置１５１６、駆動フランジ１５２６、負荷カム駆動装置１５２４、
負荷カムアッセンブリ１５２２、第２の牽引リング１５２０、遊星アレイ１５１８、第１
の牽引リング１５１２、負荷カムアッセンブリ１５１０、第１の負荷カム駆動プレート１
５０８を介してハウジング１５０２を出るものであってもよい。実施形態によっては、電
気牽引駆動装置１５００を介する第２の動力経路は、長手軸１５０４に対して軸方向かつ
回転式に固定される、主軸１５３０の中空セクションを介する電気ケーブル１５２８をル
ーティングすることを含む。キャリア１５３２は、主軸１５３０へ堅固に結合されてもよ
い。実施形態によっては、ケーブル１５２８はキャリア１５３２のチャネル（不図示）を
介してルーティングされる。電気ケーブル１５２８は、磁石１５３６のアレイの半径方向
の内側に位置づけられるフィールド巻線１５３４へ電力を送る。実施形態によっては、磁
石１５３６のアレイは負荷カム駆動装置１５２４へ結合されてもよいが、別の実施形態で
は、磁石アレイは、フィールド巻線１５３４の半径方向の外側に位置合わせされる電気牽
引駆動装置１５００の任意の回転可能なコンポーネントへ（適度な空隙を考慮した）適切
な方法で結合されてもよい。ある実施形態において、フィールド巻線１５３４は、キャリ
ア１５３２へ、またはキャリア１５３２もしくは主軸１５３０へ堅固に結合される別の構
造体へ堅固に結合される。図９７に示す実施形態では、電気牽引駆動装置１５００は、速
度比の調整が、シフト・ロッド・ナット１５４０へ結合されるシフトロッド１５３８の部
分的使用によって達成されるように構成される。シフト・カム・ケージ１５４２は、速度
比の調整を容易にするために、シフト・ロッド・ナット１５４０へ動作可能式に結合され
てもよい。実施形態によっては、シフト・カム・ケージ１５４２は、例えば滑動式スプラ
インによってキャリア１５３２へ結合される。ある実施形態では、ケーブル１５２８が主
軸１５３０を介してルーティングされるのではなく、ハウジング１５０２がケーブル１５
２８を受け入れるように適合化される。このような構成では、ケーブルは次に、ベアリン
グ１５２９の下で電気牽引駆動装置１５００の回転コンポーネントに交差しない経路１５
４４を介してキャリア１５３２へルーティングされる。
次に、図９８を参照すると、電気牽引駆動装置１６００は、ある実施形態ではハブシェ
ル１６０４へ、かつ入力インタフェース１６０６へ動作可能式に結合される複合無段遊星
変速機１６０２を含む。ハブシェル１６０４は、電気牽引駆動装置１６００の長手軸１６
０８を中心として回転可能である。フィールド巻線フレーム１６１０は、フィールド巻線
１６１２を支持するように構成される。フィールド巻線フレーム１６１０は、主軸１６１
４および／またはキャリア１６１６へ堅固に結合されてもよい。ある実施形態において、
キャリア１６１６は、主軸１６１４へ堅固に結合される。実施形態によっては、電気ケー
ブル１６１８は、主軸１６１４の穴を介して、かつキャリア１６１６のチャネル（不図示
）を介してフィールド巻線１６１２へルーティングされる。永久磁石回転子アッセンブリ
１６２０は、発電機／モータ機能を提供するために、フィールド巻線１６１２と協働する
ように適合化されてもよい。ある実施形態において、永久磁石回転子アッセンブリ１６２
０は、フィールド巻線１６１２の半径方向の内側に位置づけられる。永久磁石回転子アッ
センブリ１６２０は、例えば滑動式スプラインによって牽引太陽軸１６２２へ結合されて
もよく、牽引太陽軸１６２２は、変速機１６０２の牽引太陽１６２４へ結合される。実施
形態によっては、シフト・カム・ケージ１６２６は、例えばシフト・カム・ケージ１６２
６の軸方向移動を許容するが長手軸１６０８を中心とする回転を許容しない滑動式スプラ
インを介してキャリア１６１６へ結合するように適合化される。電気牽引駆動装置１６０
０の速度比を調整するために、シフトロッド１６３０およびシフト・カム・ケージ１６２
６へシフト・ロッド・ナット１６２８が結合されてもよい。ある実施形態において、シフ
ト・ロッド・ナット１６２８は、その長手軸を中心にして回転し、これによりシフト・ロ
ッド・ナット１６２８を軸方向へ平行移動させるように適合化され、よって、シフト・カ
ム・ケージ１６２６の軸方向移動が生じる。
次に、図９９を参照すると、電気牽引駆動装置の別の実施形態１７００が示されている
。電気牽引駆動装置１７００は電気牽引駆動装置１６００に類似するものであり、よって
、相違点のみを説明する。ある実施形態において、電気牽引駆動装置１７００は、キャリ
ア１６１６へ堅固に結合されるフィールド巻線１７０２を含む。永久磁石回転子アッセン
ブリ１７０４は、長手軸１６０８を中心にして回転可能であるように構成される。実施形
態によっては、永久磁石回転子アッセンブリ１７０４は、フィールド巻線１７０２の半径
方向の外側に位置づけられる。支持フレーム１７０６は、永久磁石回転子アッセンブリ１
７０４を支持するように適合化されてもよく、牽引太陽１６２４へ結合するように、かつ
牽引太陽１６２４へトルクを伝達するように適合化される牽引太陽軸１６２２へ結合され
る。ある実施形態において、支持フレーム１７０６は、例えば滑動式スプラインによって
牽引太陽軸１６２２へ結合する。
次に、図１００を参照して、さらに別の電気牽引駆動装置１８００について説明する。
電気牽引駆動装置１８００は、先に論じた電気牽引駆動装置１６００、１７００に類似す
るものである。ある実施形態において、電気牽引駆動装置１８００は、磁石１８０４のア
レイの半径方向の内側に位置づけられるフィールド巻線１８０２を含む。フィールド巻線
１８０２は巻線支持フレーム１８０６へ堅固に結合されてもよく、巻線支持フレーム１８
０６は主軸１６０４へ堅固に結合されてもよい。実施形態によっては、巻線支持フレーム
１８０６はキャリア１６１６へ堅固に結合され、キャリア１６１６は主軸１６０４へ堅固
に結合されてもよい。図１００に示される実施形態では、主軸１６０４は、長手軸１６０
８に対して回転式かつ軸方向に固定される。磁石１８０４のアレイは、長手軸１６０８を
中心として回転可能であるように構成される磁石支持フレーム１８０８上に支持されても
よい。牽引太陽軸１６２２は、磁石支持フレーム１８０８からのトルクを牽引太陽１６２
４へ伝達するために、例えば滑動式スプラインによって磁石支持フレーム１８０８へ結合
されてもよい。牽引太陽軸１６２２は軸方向へ平行移動することができるが、回転はしな
い。電気牽引駆動装置１８００では、例えば電気牽引駆動装置１７００に比べて、電気ケ
ーブル１６１８はキャリア１６１６を介してフィールド巻線１８０２へルーティングされ
る必要がないことは留意されるべきである。実施形態によっては、電気牽引駆動装置１８
００の速度比を調整するために、例えばねじ切りされたカップリングによってシフトアク
チュエータ１８１０がシフト・カム・ケージ１８１２へ結合されてもよい。ある実施形態
において、シフトアクチュエータ１８１０は、その固有の長手軸を中心にして回転し、こ
れにより、シフト・カム・ケージ１８１２の軸方向移動を作動するように構成される。長
手軸１６０８を中心とするシフト・カム・ケージ１８１２の回転を防止するために、シフ
ト・カム・ケージ１８１２は、主軸１６１４へ、またはキャリア１６１６へ滑動式スプラ
インによって結合されてもよい。
図１０１に示すように、電気牽引駆動装置１９００は、所定の点で電気牽引駆動装置１
８００に類似している。電気牽引駆動装置１９００は、フィールド巻線１９０４へ軸方向
に隣接して位置合わせされる永久磁石回転子アッセンブリ１９０２を含む。永久磁石回転
子アッセンブリ１９０２は磁石支持フレーム１９０６へ堅固に結合されてもよく、磁石支
持フレーム１９０６は、例えば滑動式スプラインによって牽引太陽軸１６２２へ堅固に回
転式に結合され、牽引太陽軸１６２２は軸方向へ自由に移動する。変速機１６０２の牽引
太陽１６２４は、牽引太陽軸１６２２へ堅固に結合される。ある実施形態において、フィ
ールド巻線１９０４は巻線フレーム１９０８へ堅固に結合され、巻線フレーム１９０８は
、主軸１６１４へ、かつ／またはキャリア１６１６へ堅固に結合されてもよい。説明した
他の実施形態とは対照的に、電気牽引駆動装置１９００が電動デバイス１９１０の電磁コ
ンポーネント（即ち、フィールド巻線１９０４および磁石１９０２）間の軸方向の空隙を
呈することは留意されるべきである。
電気牽引駆動装置のさらに別の実施形態１９５０を図１０２に示す。電気牽引駆動装置
１９５０は、様々な点で電気牽引駆動装置１９００に類似する。ある実施形態において、
電気牽引駆動装置１９５０は空芯型のアキシャル・ギャップ・モータ・デバイス１９５２
を含み、空芯型アキシャル・ギャップ・モータ・デバイス１９５２はフィールド巻線１９
５４および永久磁石１９５６を含む。実施形態によっては、フィールド巻線１９５４は樹
脂内に埋め込まれ、かつフィールド巻線フレーム１９５８へ堅固に結合される。永久磁石
１９５６は、磁石支持フレーム１９６０へ堅固に結合されてもよく、磁石支持フレーム１
９６０は、例えば牽引太陽軸１６２２の軸方向移動を許容する滑動式スプラインによって
牽引太陽軸１６２２へ結合される。永久磁石１９５６は、永久磁石１９５６とフィールド
巻線１９５４との間に軸方向の空隙が存在するように置かれる。フィールド巻線フレーム
１９５８は、主軸１６０４へ、かつ／またはキャリア１６１６へ堅固に結合されてもよい
。本明細書に記載しているコンポーネントおよびアッセンブリの様々な実施形態を通じて
、参照ラベル「５」は、互いに隣接するコンポーネントのための、または互いに隣接する
コンポーネント間に転がりインタフェース、スラストおよび／または半径方向支持を提供
するベアリングエレメントを識別するために使用されている。
次に、図１０３−図１０５を参照すると、電気牽引駆動装置２０００は、様々な点で電
気牽引駆動装置１００に類似する。ある実施形態において、電気牽引駆動装置２０００は
、概して図１０３の詳細Ｄに示される速度比シフタ２００２を含む。実施形態によっては
、シフタ２００２は、概して主軸１０８の空胴４２１（図７９参照）内に受け入れられ、
または収容される。電気モータ２００４は、主軸１０８へ回転式に固定されてもよい。モ
ータ２００４の回転子２００６は、減速装置アッセンブリ２００８へ動作可能式に結合さ
れてもよい。シフトロッド２０１０は、減速装置アッセンブリ２００８へ動作可能式に結
合されてもよい。ある実施形態において、シフトロッド２０１０は、例えばアクメねじに
よってシフト・ロッド・ナット１７４へ結合される。シフトロッド２０１０は、主軸１０
８により、ベアリングアッセンブリ２０１２およびスラストレース２０１４を介して軸方
向に拘束されてもよい。先に説明したように、ある実施形態において、主軸１０８は、シ
フト・ロッド・ナット１７４を回転式に拘束するように構成される。回転子２００６がシ
フトロッド２０１０を回転させるにつれて、シフト・ロッド・ナット１７４は、シフトロ
ッド２０１０とのその相互作用によって軸方向へ移動させられる。よって、電気モータ２
００４の起動は、シフト・ロッド・ナット１７４の軸方向移動をもたらす。図１０３に示
すように、ある実施形態において、シフト・ロッド・ナット１７４は牽引太陽／シフトロ
ッドサブアッセンブリ１１２へ動作可能式に結合される。シフト・ロッド・ナット１７４
は遊星軸１２８へ動作可能式に結合されることから、シフト・ロッド・ナット１７４の軸
方向移動は、最終的に遊星軸１２８の位置を傾斜させ、かつこれにより、電気牽引駆動装
置２０００の速度比をシフトさせる。実施形態によっては、電気モータ２００４は、様々
な速度比制御スキームを提供する方法で制御されてもよい。
次に、図１０６を参照すると、電気牽引駆動装置３０００は、電気牽引駆動装置３００
０の長手軸３０１０を中心にして回転可能であるように適合化されるハウジング３００５
を含む。ある実施形態では、ハウジング３００５に動力入力／出力インタフェース３０１
５が備えられ、動力入力／出力インタフェース３０１５は、例えばフリーホイール、フリ
ーホイールアダプタ、スプロケット等を受け入れるねじ切りされたカップリングであって
もよい。実施形態によっては、ハウジング３００５は、ハウジング３００５と協働して電
気牽引駆動装置３００のコンポーネントのほぼ全て、または大部分を囲むハウジングカバ
ー３０２０へ結合するように適合化されてもよい。用途によっては、主軸３０２５は、と
りわけ、シフト・アクチュエータ・フレーム３０３０およびスラスト反力ベアリング３０
３５を支持するために設けられる。ある実施形態において、シフタ・アクチュエータ・モ
ータ３０４０はシフタ・アクチュエータ・フレーム３０３０へ堅固に結合し、シフタ・ア
クチュエータ・フレーム３０３０は主軸３０２５によって軸３０１０を中心とする回転ま
たは軸方向移動を防止される。実施形態によっては、フィールド巻線アッセンブリ３０４
５はシフタ・アクチュエータ・フレーム３０３０へ堅固に結合される。ある用途において
、磁石アッセンブリ３０５０はフィールド巻線アッセンブリ３０４５の半径方向の内側に
置かれ、これにより、電気牽引駆動装置３００の速度比の調整を容易にするための電動式
シフタアクチュエータが形成される。磁石アッセンブリ３０５０は、軸３０１０を中心と
して回転するように適合化される。
ある実施形態において、磁石アッセンブリ３０５０は、シフトねじ３０６０へ堅固に結
合されるシフタ軸３０５５へ堅固に結合する。事例によっては、シフタ軸３０５５および
シフトねじ３０６０は単一ピースとして製造される。シフタ軸３０５５は、例えば角スラ
ストベアリング３０６５によって支持されかつ／または位置づけられてもよい。実施形態
によっては、シフトねじ３０６０は、シフトねじ３０６０に係合するための嵌め合いねじ
山を含むシフタブッシング３０７０へ結合する。シフタブッシング３０７０はシフトカム
３０７５へ結合してもよく、これにより、牽引太陽３０８０の軸方向移動が生成される。
事例によっては、シフタブッシング３０７０およびシフトカム３０７５の一方または双方
は、少なくとも部分的に一体ピースとして製造される。シフタ・アクチュエータ・モータ
３０４０の作動は、牽引太陽３０８０の軸方向移動を生じさせる。
ある実施形態において、駆動モータサポート３０８０はモータ支持フレーム３０８５へ
堅固に結合し、モータ支持フレーム３０８５は、好適には、駆動巻線アッセンブリ３０９
０のための軸方向、半径方向および回転防止サポートを提供するように適合化される。実
施形態によっては、駆動巻線アッセンブリ３０９０は、キャリア３１００へ結合される駆
動磁石アッセンブリ３０９５の半径方向の外側に位置づけられる。図１０６に示すように
、事例によっては、駆動巻線３０９０および駆動磁石アッセンブリ３０９５は、実質的に
、牽引遊星アッセンブリ３１０５と同軸で、その半径方向の外側へ、軸方向に位置合わせ
して置かれる。実施形態によっては、牽引リング３１１０および負荷カムアッセンブリ３
１１５は、牽引リング３１１０が実質的に軸３０１０を中心にして回転不可であるように
して、シフタ・アクチュエータ・フレーム３０３０へ、かつ／またはモータ支持フレーム
３０８５へ動作可能式に結合される。牽引リング３１２０および負荷カムアッセンブリ３
１２５は、遊星アッセンブリ３１０５へ動作可能式に結合されてもよい。駆動プレート３
１３０は、負荷カムアッセンブリ３１２５とハウジング３００５との間でトルクを伝達す
るように適合化されてもよい。ある用途において、ベアリング３１３５は、駆動プレート
３１３０とキャリア３１００との間に転がりインタフェースを提供する。実施形態によっ
ては、導電体３１４０は、主軸３０２５および／またはシフタ・アクチュエータ・フレー
ム３０３０の一部を介してルーティングされ、かつ駆動フィールド巻線３０９０へ接続さ
れてもよい。
運転中は、導電体３１４０を介してフィールド巻線３０９０へ電力が供給されてもよい
。これは、フィールド巻線３０９０を加圧し、結果的に駆動磁石アッセンブリ３０９５が
軸３０１０を中心にして駆動される。キャリア３１００は駆動磁石アッセンブリ３０９５
へ接続され、かつ牽引遊星アッセンブリ３１０５はキャリア３１００へ接続されることか
ら、機械力は、駆動磁石アッセンブリ３０９５から牽引遊星アッセンブリ３１０５へ伝わ
る。牽引リング３１１０は回転式に固定され、よって、牽引リング３１１０は動力を伝達
せず、単に牽引遊星アッセンブリ３１０５の遊星の転がりに反動するだけである。機械力
は、牽引遊星アッセンブリ３１０５から牽引リング３１２０、負荷カムアッセンブリ３１
２５、駆動プレート３１３０およびハウジング３００５へ伝わる。機械力は、次に、ハウ
ジング３００５から動力入力／出力インタフェース３０１５および／またはハウジングフ
ランジまたはスポーク３１４５を介して伝達されてもよい。用途によっては、直前に述べ
た動力の流れの方向が逆転されてもよく、よって機械力はハウジング３００５へ加わって
もよく、かつこれにより、駆動フィールド巻線３０９０において電気エネルギーが生成さ
れてもよいことは留意されるべきである。次に、電気エネルギーは、電気牽引駆動装置３
０００から導電体３１４０を介して送られてもよい。故に、電気牽引駆動装置３０００は
、電力を受け入れ、これを機械力に変えるデバイス、または機械力を受け入れ、その機械
力の少なくとも幾分かを電力に変えるデバイスの何れかとして動作されてもよい。当然な
がら、実施形態によっては、電気牽引駆動装置３０００は、動力化機能と発電機能との間
を交代で、即ち前後切換式に動作されてもよい。
電気牽引駆動装置３０００は、動力入力および動力出力との間の変調が実装される任意
の機械的コンテキストにおいて使用されてもよい。電気牽引駆動装置３０００の好適な一
用途は、乗り手（または車両自動制御）が駆動巻線３０９０を作動して乗り手にアシスト
的な機械力を提供できる電動機アシスト付き自転車である。さらに、もしくは代替として
、乗り手からの力は電気牽引駆動装置を介して取り込まれ、とりわけシフタ・アクチュエ
ータ・モータ３０４０および／または他の自転車コンポーネントを作動させる電気を発生
させることもできる。ある事例では、電気牽引駆動装置３０００は、所定の自転車ドロッ
プアウトの規格幅内に適合する便宜サイズにされる（例えば、ドロップアウトの幅は、好
適には１３０−１７０ｍｍ、より好適には１４０−１６５ｍｍ、最も好適には１５０−１
６０ｍｍである）。実施形態によっては、電気牽引駆動装置３０００はシフタ・アクチュ
エータ・モータ３０４０を含む必要がなく、代わりに電気牽引駆動装置３０００の速度比
は、シフトロッド３１５０およびシフト・ロッド・ナット３１５５を含む、但しこれらに
限定されない先に論じた任意の速度比調整機構を介して作動されてもよいことは留意され
るべきである。このような実施形態では、電気牽引駆動装置３０００は、より少ない幅範
囲における自動車ドロップアウトの幅に適合するようなサイズにされてもよい（例えば、
好適には８０ｍｍ−１３５ｍｍ、より好適には９０−１２０ｍｍ、最も好適には１００−
１１０ｍｍ）。
これまでの説明は、本発明のある実施形態に関する詳述である。しかしながら、これま
での説明が如何に詳細に見えようと、本明細書に開示されている発明が多くの方法で実施
可能であることは認識されるであろう。本発明のある実施形態の特徴または態様を記載す
る際の特定用語の使用は、その用語が、前記用語が関連している発明の機能または態様の
任意の特定の特徴を含むものと限定されるべく本明細書において再定義されていることを
含意するものとして解釈されるべきでない点は留意されるべきである。

Claims (21)

  1. 長手軸を有する電気牽引駆動装置であって、
    前記長手軸を中心として半径方向に分散される複数の牽引遊星であって、各牽引遊星は
    傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成される複数の牽引遊星と、
    前記牽引遊星に接触している第１の牽引リングと、
    前記牽引遊星に接触している第２の牽引リングと、
    前記第２の牽引リングへ動作可能式に結合される電動デバイスとを備え、
    前記電動デバイスは、電気モータ巻線と電気回転子とを備え、
    前記電気モータ巻線及び電気回転子は、前記長手軸に一致する軸上で反対方向へ回転す
    るように構成される電気牽引駆動装置。
  2. 前記長手軸を中心にして同軸であり、且つ、前記牽引遊星の半径方向の内側に、前記牽
    引遊星の各々と接触して位置合わせされる回転可能な牽引太陽をさらに備える請求項１に
    記載の電気牽引駆動装置。
  3. 前記牽引太陽へ結合される牽引太陽軸をさらに備え、
    前記牽引太陽軸は、前記電動デバイスへ結合される請求項２に記載の電気牽引駆動装置
    。
  4. 前記牽引太陽軸は、前記電気モータ巻線へ結合する請求項３に記載の電気牽引駆動装置
    。
  5. 前記電気回転子へ結合される負荷カムアッセンブリをさらに備える請求項１に記載の電
    気牽引駆動装置。
  6. 長手軸を有する電気牽引駆動装置であって、
    前記長手軸を中心として半径方向に分散される複数の牽引遊星であって、各牽引遊星は
    傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成される複数の牽引遊星と、
    前記複数の牽引遊星に接触し、外部動力源から動力を伝えるための駆動軸に動作可能式
    に結合される第１の牽引リングと、
    前記牽引遊星の各々に接触している第２の牽引リングと、
    前記複数の牽引遊星の各々の牽引遊星へ動作可能式に結合されるキャリアと、
    前記キャリアへ、且つ、前記第２の牽引リングへ動作可能式に結合される電気デバイス
    とを備える電気牽引駆動装置。
  7. 前記長手軸を中心にして回転可能であり、且つ、前記牽引遊星の半径方向の内側に、前
    記牽引遊星の各々と接触して位置合わせされる牽引太陽をさらに備える請求項６に記載の
    電気牽引駆動装置。
  8. 前記キャリアへ動作可能式に結合される比シフタをさらに備える請求項７に記載の電気
    牽引駆動装置。
  9. 前記長手軸に沿って配置される主軸をさらに備え、
    前記主軸は、前記電気デバイスに結合される請求項６に記載の電気牽引駆動装置。
  10. 前記電気デバイスは、複数の回転不可のフィールド巻線と、永久磁石アッセンブリとを
    備え、
    前記フィールド巻線は、前記主軸へ動作可能式に結合される請求項９に記載の電気牽引
    駆動装置。
  11. 長手軸を有する電気牽引駆動装置であって、
    前記長手軸を中心として半径方向に分散される複数の牽引遊星であって、各牽引遊星は
    傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成される複数の牽引遊星と、
    前記複数の牽引遊星に接触しており、外部動力源から動力を伝えるために構成される牽
    引リングと、
    前記長手軸を中心にして同軸に配置される固定部材と、
    前記固定部材へ結合され、電気回転子と電磁式に相互作用するように構成される複数の
    フィールド巻線とを備える電気牽引駆動装置。
  12. 前記複数の牽引遊星へ動作可能式に結合される比シフタをさらに備える請求項１１に記
    載の電気牽引駆動装置。
  13. 前記長手軸を中心にして同軸であり、且つ、前記牽引遊星の半径方向の内側に、前記牽
    引遊星の各々と接触して位置合わせされる回転可能な牽引太陽をさらに備える請求項１１
    に記載の電気牽引駆動装置。
  14. 前記フィールド巻線は、前記回転子の半径方向の内側に位置づけられる請求項１１に記
    載の電気牽引駆動装置。
  15. 長手軸を有する電気牽引駆動装置であって、
    前記長手軸を中心として半径方向に分散される複数の牽引遊星であって、各牽引遊星は
    傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成される複数の牽引遊星と、
    前記牽引遊星に接触している第１の牽引リングと、
    前記牽引遊星に接触している第２の牽引リングと、
    前記第１の牽引リングへ、且つ、前記第１の牽引リングから動力を伝えるように構成さ
    れる電磁デバイスとを備える電気牽引駆動装置。
  16. 前記長手軸を中心にして同軸であるハウジングをさらに備え、
    前記ハウジングは、前記長手軸を中心にして回転するように適合化され、
    前記ハウジングは、前記第２の牽引リングへ動作可能式に結合される請求項１５に記載
    の電気牽引駆動装置。
  17. 前記長手軸を中心にして回転するように適合化されるハウジングをさらに備え、
    前記ハウジングは、前記第１の牽引リングへ動作可能式に結合される請求項１５に記載
    の電気牽引駆動装置。
  18. 前記第１の牽引リングへ動作可能式に結合される負荷カム駆動装置をさらに備える請求
    項１５に記載の電気牽引駆動装置。
  19. 前記負荷カム駆動装置へ結合される磁石アレイさらに備える請求項１８に記載の電気牽
    引駆動装置。
  20. 前記長手軸を中心として同軸であるキャリアアッセンブリをさらに備え、
    前記キャリアアッセンブリは、前記牽引遊星へ動作可能式に結合される請求項１５に記
    載の電気牽引駆動装置。
  21. 前記キャリアアッセンブリへ結合される磁石アレイをさらに備える請求項２０に記載の
    電気牽引駆動装置。
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