JP2022527853A - エネルギー変換デバイス及び関連システム - Google Patents

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バードヤン，ムナトサカン
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Abstract

エネルギー変換アセンブリは第１の方向制限デバイスを介して第１の環状ギアに結合される入力シャフトを含み、第１の方向制限デバイスは、第１の方向における第１の環状ギアの回転を可能にし、第２の方向における第１の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される。入力シャフトは第２の方向制限デバイスを介して第２の環状ギアに結合され得、第２の方向制限デバイスは、第２の方向における第２の環状ギアの回転を可能にし、第１の方向における第２の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される。アセンブリは、第１の環状ギアと係合する第１の伝達ギア、第２の環状ギアと係合する第２の伝達ギア、第２の伝達ギアに動作可能に結合される変換ギア、及び第１の伝達ギア及び変換ギアに結合される伝達シャフトを含み得る。

Description

関連出願の相互参照
本願は、「エネルギー変換デバイス」に関する米国仮特許出願第６２／８２３，１４１号（出願日２０１９年３月２５日）の出願日の利点を主張する。
本開示は、概して、発電機によって機械運動を電気エネルギーに変換するためのエネルギー変換デバイスと、様々な用途のために係るデバイスを組み込んでいるシステムとに関する。
化石燃料のコストが増加するにつれて、エネルギーを取得及び利用する代替の方法、手段の調査が増えている。多くの場合、代替方法は、媒体の移動から他の種類のエネルギー（運動エネルギー等）を利用するように構成される発電機を含み、そのエネルギーを電気エネルギーに変換する。いくつかの例として、風車のブレードを回転させることによって空気の移動からの運動エネルギーを電力に変換する風車が含まれる。別の例として、移動中の水の運動エネルギーを電気エネルギーに変換しながら、タービンによってダムを通って下流に流れるように放水する水力発電ダムが含まれる。
また、内燃機関自動車を動かすために使用される化石燃料のコストが増加することで、ハイブリッド車の開発につながる。ハイブリッド車は内燃機関及び電気モータの両方で動く。電気モータは車両に提供されたバッテリーで動く。内燃機関は、一般的に、発電機によって電力をバッテリーに提供する。発電機は内燃機関に機械的に接続され、バッテリーに電気的に接続される。内燃機関が動作することで、発電機のアーマチャが発電機の固定子に対して回転し、発電機はバッテリーを充電する電気を生産する。従来のハイブリッド車の動作では、内燃機関の出力は、車両バッテリーを再充電する電気を発生させるために、発電機のアーマチャが回転することを頼りにしている。
本開示の実施形態はエネルギー変換アセンブリを含み得る。アセンブリは入力シャフトを含み得る。アセンブリは、さらに、第１の方向制限デバイスを介して入力シャフトに結合される第１の環状ギアを含み得る。第１の方向制限デバイスは、第１の方向における第１の環状ギアの回転を可能にし、第２の方向における第１の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成され得る。アセンブリは、また、第２の方向制限デバイスを介して入力シャフトに結合される第２の環状ギアを含み得る。第２の方向制限デバイスは、第２の方向における第２の環状ギアの回転を可能にし、第１の方向における第２の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成され得る。アセンブリは、さらに、第１の環状ギアと係合する第１の伝達ギアを含み得る。アセンブリは、また、第２の環状ギアと係合する第２の伝達ギアを含み得る。アセンブリは、さらに、第２の伝達ギアに動作可能に結合される変換ギアを含み得る。アセンブリは、また、第１の伝達ギア及び変換ギアに結合される伝達シャフトを含み得る。
本開示の別の実施形態は潮流発電機を含み得る。潮流発電機はフロートを含み得る。潮流発電機は、さらに、フロートに動作可能に結合されるマルチプライヤギアを含み得る。潮流発電機は、また、マルチプライヤギアと動作可能に係合する入力ギアを含み得る。入力ギアは入力シャフトに動作可能に結合され得る。潮流発電機は、さらに、第１の一方向ベアリングを介して入力シャフトに結合される第１の環状ギアを含み得る。第１の一方向ベアリングは、第１の方向における第１の環状ギアの回転を可能にし、第２の方向におけ
る第１の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成され得る。潮流発電機は、また、第２の一方向ベアリングを介して入力シャフトに結合される第２の環状ギアを含み得る。第２の一方向ベアリングは、第２の方向における第２の環状ギアの回転を可能にし、第１の方向における第２の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成され得る。潮流発電機は、さらに、第１の環状ギアと係合する第１の伝達ギアを含み得る。潮流発電機は、また、第２の環状ギアと係合する第２の伝達ギアを含み得る。潮流発電機は、さらに、第２の伝達ギアに動作可能に結合される変換ギアを含み得る。潮流発電機は、また、第１の伝達ギア及び変換ギアに結合される伝達シャフトを含み得る。
本開示の別の実施形態は発電機を含み得る。発電機は入力シャフトに動作可能に結合される入力ギアを含み得る。発電機は、さらに、入力ギアに動作可能に結合される揺動部材を含み得る。発電機は、また、第１の一方向ベアリングを介して入力シャフトに結合される第１の環状ギアを含み得る。第１の一方向ベアリングは、第１の方向における第１の環状ギアの回転を可能にし、第２の方向における第１の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成され得る。発電機は、さらに、第１の環状ギアに結合され、第１の環状ギアと一緒に回転するように構成される少なくとも１つの磁石を含み得る。発電機は、また、第２の一方向ベアリングを介して入力シャフトに結合される第２の環状ギアを含み得る。第２の一方向ベアリングは、第２の方向における第２の環状ギアの回転を可能にし、第１の方向における第２の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成され得る。発電機は、さらに、第２の環状ギアに結合され、第２の環状ギアと一緒に回転するように構成されるアーマチャを含み得る。発電機は、また、第１の環状ギアと係合する第１の伝達ギアを含み得る。発電機は、さらに、第２の環状ギアと係合する第２の伝達ギアを含み得る。発電機は、また、第２の伝達ギアに動作可能に結合される変換ギアを含み得る。発電機は、さらに、第１の伝達ギア及び変換ギアに結合される伝達シャフトを含み得る。
本開示を詳細に理解するために、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明を参照するべきであり、類似要素は概して類似数字で指定される。
本開示の実施形態による、エネルギー変換装置の斜視図を示す。 本開示の実施形態による、図１のエネルギー変換装置の別の斜視図を示す。 本開示の実施形態による、カバーが取り外された図１及び図２のエネルギー変換装置の別の斜視図を示す。 本開示の実施形態による、図１～図３のエネルギー変換装置の環状ギアアセンブリの実施形態の斜視図を示す。 本開示の実施形態による、図４の環状ギアアセンブリの平面図を示す。 本開示の実施形態による、図４及び図５の環状ギアアセンブリの拡大図を示す。 本開示の実施形態による、図１～図３のエネルギー変換装置の発電機アセンブリの斜視拡大図を示す。 本開示の実施形態による、図７の発電機アセンブリの別の斜視拡大図を示す。 本開示の実施形態による、図７及び図８の発電機アセンブリの側面拡大図を示す。 本開示の実施形態による、図１～図３のエネルギー変換装置の内接ギアアセンブリの斜視図を示す。 本開示の実施形態による、図１０の内接ギアアセンブリの別の斜視図を示す。 本開示の実施形態による、カバーが取り外された図１～図３のエネルギー変換装置の斜視図を示す。 本開示の実施形態による、図１～図３のエネルギー変換装置で使用される環状ギアアセンブリの平面図を示す。 本開示の実施形態による、カバーが取り外された図１～図３のエネルギー変換装置の別の斜視図を示す。 本開示の実施形態による、カバーが取り外された図１～図３のエネルギー変換装置の実施形態を含むサスペンションシステムを示す。 本開示の実施形態による、図１５のサスペンションシステムの実施形態の別の拡大図を示す。 本開示の実施形態による、図１５のサスペンションシステムの実施形態の別の拡大図を示す。 本開示の実施形態による、カバーが取り外された図１～図３のエネルギー変換装置の実施形態を含む潮流発電機の実施形態を示す。 本開示の実施形態による、図１～図３のエネルギー変換装置の実施形態を含む波動利用デバイスの実施形態を示す。 本開示の実施形態による、図１～図３のエネルギー変換装置の実施形態を含む波動利用デバイスの実施形態を示す。 本開示の実施形態による、図１９及び図２０の波動利用デバイスの一部の拡大図を示す。
本明細書に提示される説明図は、いずれかの特定のエネルギー変換アセンブリ、動力車、波動利用アセンブリ、または係るアセンブリの構成要素の実際の図ではないが、本発明を説明するために使用される単なる理想的な図である。
本明細書で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」を用いる単数形は、文脈で他に明確に示さない限り、同様に、複数形を含むことが意図される。
本明細書で使用される場合、材料、構造、特徴、または方法の機能に関する用語「し得る（ｍａｙ）」は、係る用語が本開示の実施形態の実施態様における使用のために想到され、係る用語が本開示の実施形態の実施態様と組み合わせて使用可能な他の互換性のある材料、構造、特徴、及び方法が除外されるべきであるまたは除外する必要がある旨のいかなる含意を避けるために、より制限的な用語「である（ｉｓ）」に優先して使用されることを示す。
本明細書で使用される場合、いずれかの関係語（「第１の」、「第２の」、「前面」、「背面」等）は、本開示及び添付の図面を理解するのに明確にするため及び便宜のために使用され、文脈で他に明確に示される場合を除いて、いずれかの特定の選好または順序を含意しない、またはそれに依存しない。
本明細書で使用される場合、所与のパラメータ、特性、または条件に関連する用語「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」は、当業者が、ある程度、所与のパラメータ、特性、または条件が例えば許容可能な製造公差の範囲内のわずかな相違で満たされることを理解するであろうことを意味し及び含む。例えば、実質的に満たされるパラメータは、少なくとも約９０％満たされ得る、少なくとも約９５％満たされ得る、またはさらに少なくとも約９９％満たされ得る。
本明細書で使用される場合、所与のパラメータを参照して使用される用語「約（ａｂｏｕｔ）」は状態値を含み、文脈によって決まる意味を有する（例えば、用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、所与のパラメータの測定に関連するある程度の誤差及び製造公差から生じる変化等を含む）。
上記に説明したように、化石燃料のコストの増加に伴って、化石燃料を燃やすときのエネルギーを超えるエネルギーを変換するための代替方法の使用が増えている。電気エネルギーに変換するために利用され得る運動エネルギーの種類の１つは、水体における振動、波動等の揺動運動またはサスペンションシステム等のバネシステムの運動であり得る。
本開示に説明される実施形態は、車両（例えば、自動車、車、トラック、セミトラック、機関車、全地形対応車（ＡＴＶ）、特定用途車（ＵＴＶ）、トラクター等）または水体（例えば、大洋、海、湖、池、川等）の波によって受ける振動等の揺動運動を電気エネルギー等の使用可能なエネルギーに変換するためのエネルギー変換装置を含む。本開示の実施形態は揺動運動を単一方向の回転に変換し得る。単一方向の回転により、磁石を一連のコイルに対して回転させることによって、電力を発生させるように構成される内蔵発電機を回転させ得る。
わずかな振動から電力が発生することで、従来のエネルギー変換デバイス（例えば、車両がブレーキをかけるときにエネルギーを捕捉するデバイス）に勝る利点をもたらし得る。例えば、本開示のエネルギー変換デバイスにより、車両が走行中であるときにいつでも発生するサスペンション振動から、車両により電力が発生することを可能にし得る。前述の説明に関して、再充電可能バッテリーの極端なサイクルを減らし得、燃料消費を減らし得る。さらに、本開示のいくつかの実施形態では、水体の波の揺動運動から直接、電力発生を可能にし得（例えば、再生可能エネルギーを提供し得）、これにより、複数回、発電前に波エネルギーを変換する潮流発電機の効率性が増加し得、例えば、次に油圧ポンプを回し発電するために使用される波から油圧を発生させる。
いくつかの実施形態では、エネルギー変換デバイスは、現在、エネルギー変換デバイスを使用していない現在の車両に取り付け可能であり得る。例えば、本開示のエネルギー変換デバイスは、全てではないが、追加エネルギーを捕捉し燃料消費を減らすための車両のほとんどに「クランプオン」デバイス／ソリューションを提供し得る。
図１は、本開示の１つ以上の実施形態による、エネルギー変換装置１００を示す。エネルギー変換装置１００は、入力ギア１０４に動作可能に結合される入力アーム１０２を含み得る。いくつかの実施形態では、入力アーム１０２は、入力シャフト１０６を介して入力ギア１０４に結合され得る。他の実施形態では、入力アーム１０２は、マルチプライヤギア１１０等の追加ギアを介して入力ギア１０４に結合され得る。例えば、図１に示されるように、入力アーム１０８がマルチプライヤギア１１０に結合され得、マルチプライヤギア１１０のギア歯が入力ギア１０４のギア歯に係合し得ることにより、入力アーム１０８の運動はマルチプライヤギア１１０を介して入力ギア１０４に伝えられる。いくつかの実施形態では、入力アーム１０２はリニアギアに結合され得、リニアギアは、ラックアンドピニオン係合等のリニアギアの歯と入力ギア１０４の歯との相互作用によって、入力ギア１０４と動作可能に係合し得る。
図１は入力アーム１０２及び入力アーム１０８の両方を伴うエネルギー変換装置１００を示すが、エネルギー変換装置１００のいくつかの実施形態は、入力アーム１０２及び入力アーム１０８の一方または他方だけを含み得、それにより、エネルギーは、マルチプライヤギア１１０を用いて、入力アーム１０２を介してまたは入力アーム１０８を介してのいずれかで、入力ギア１０４に直接入力される。
入力ギア１０４は、入力シャフト１０６を介してエネルギー変換装置１００に動作可能に結合され得る。例えば、エネルギー変換装置１００はケース１１２を含み得、入力シャフト１０６はケース１１２の開口を貫通し得る。ケース１１２の開口は、入力シャフト１
０６を保護するように及び／または入力シャフト１０６の自由回転を可能にするように構成されるスリーブを含み得る。例えば、スリーブはブッシングまたはベアリングであり得る。
いくつかの実施形態では、エネルギー変換装置１００は入力ギア１０４を含み得ない。例えば、入力アーム１０２が入力シャフト１０６に直接結合され得ることにより、入力アーム１０２の運動は、入力ギア１０４を最初に通過することなく、入力シャフト１０６を介してエネルギー変換装置１００の内部構成要素に直接伝達され得る。
ケース１１２は、ケース１１２の内部に画定される空洞１１４の内部にエネルギー変換装置１００の内部構成要素を密閉するように構成され得る。ケース１１２は内部構成要素を損傷から保護するように構成され得る。例えば、ケース１１２は、隣接する機械的構成要素との衝撃または破片等の異物との衝撃等の衝撃損傷から内部構成要素を保護し得る。いくつかの実施形態では、ケース１１２は、エネルギー変換装置１００の内部構成要素を湿気、ほこり、熱、冷気等の環境要因から保護するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ケース１１２は、エネルギー変換装置１００を移動構成要素に対して静止位置に維持するように構成されるフレーム、壁等の構造にエネルギー変換装置１００を搭載することを可能にし得る。
図２は、エネルギー変換装置１００の内部構成要素を良く見えるように示すためにケース１１２の前壁及び側壁が取り外されたエネルギー変換装置１００を示す。上記に説明したように、入力ギア１０４は入力シャフト１０６に結合され得る。入力ギア１０４及び／または入力アーム１０２は、入力シャフト１０６を介してエネルギー変換装置１００の内部の１つ以上のギア２０２，２０４，２０６に動作可能に結合され得る。例えば、入力シャフト１０６が第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４に結合され得ることにより、入力ギア１０４及び／または入力アーム１０２の運動は、第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４の少なくとも１つに伝達され得る。いくつかの実施形態では、入力シャフト１０６は、第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、及び第３の環状ギア２０６のそれぞれに動作可能に結合され得る。いくつかの実施形態では、第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、及び第３の環状ギア２０６は、ギア、ギアボックス、油圧装置、歯車、滑車、ベルト等の付加機構を介して結合され得る。
図３は、エネルギー変換装置１００の内部構成要素を良く見えるように示すためにケース１１２の壁が取り外されたエネルギー変換装置１００の一実施形態を示す。上記に説明したように、入力シャフト１０６は、第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、及び第３の環状ギア２０６に動作可能に結合され得る。いくつかの実施形態では、入力シャフト１０６が第１の環状ギア２０２に結合され得ることにより、入力シャフト１０６の移動により、第１の環状ギア２０２を実質的に同じ方向に移動（例えば、回転）させ得る。例えば、入力アーム１０２が入力シャフト１０６の軸３１６に対して時計回り方向に回転する場合、入力アーム１０２は入力シャフト１０６を時計回り方向に回転させ得る。続いて、入力シャフト１０６は、軸３１６を中心として時計回り方向に第１の環状ギア２０２を回転させ得る。いくつかの実施形態では、入力シャフト１０６が第２の環状ギア２０４に結合され得ることにより、入力シャフト１０６は、第２の環状ギア２０４を入力シャフト１０６と実質的に同じ方向に回転させ得る。
入力シャフト１０６と第１の環状ギア２０２及び／または第２の環状ギア２０４との間のカップリングは、一方向に入力シャフト１０６から第１の環状ギア２０２及び／または第２の環状ギア２０４に回転運動だけを伝達するように構成され得、その間、反対方向に第１の環状ギア２０２及び／または第２の環状ギア２０４に回転運動を伝達しない。結果として、入力シャフト１０６が第１の方向及び第２の方向において前後に回転するとき、
入力シャフト１０６が第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４を相互に対して回転させるように構成され得ることにより、第１の環状ギア２０２は第１の方向に回転し、第２の環状ギア２０４は第２の方向に回転する。いくつかの実施形態では、第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４が回転し得る方向への制限は、一方向ベアリング等（例えば、輪止めベアリング、輪止めクラッチ、スリッパークラッチ、逆転止め等）の方向制限デバイスによって容易になり得る。いくつかの実施形態では、図１３に関して下記にさらに詳細に説明するように、方向制限は、環状ギア２０２，２０４，２０６の設計または入力シャフト１０６に環状ギア２０２，２０４，２０６を結合する駆動部材の設計によって容易になり得る。
第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、及び第３の環状ギア２０６が別のギアのセットを介して連結され得ることにより、第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、及び第３の環状ギア２０６の運動は相互に伝達され得る。例えば、エネルギー変換装置１００は、第１の伝達ギア３０４及び第１の変換ギア３０６を含む第１の伝達シャフト３０２を含み得る。エネルギー変換装置１００は、さらに、第２の変換ギア３１０及び第２の伝達ギア３１２を含む第２の伝達シャフト３０８を含み得る。第１の伝達ギア３０４が第１の環状ギア２０２と動作可能に係合し得ることにより、第１の環状ギア２０２の運動は、第１の環状ギア２０２及び第１の伝達ギア３０４の連動歯を介して、第１の伝達ギア３０４に伝達され得る。第１の変換ギア３０６が第１の伝達シャフト３０２を介して第１の伝達ギア３０４に結合され得ることにより、第１の変換ギア３０６は、第１の伝達ギア３０４と実質的に同じ回転速度で及び実質的に同じ回転方向に移動する。第２の変換ギア３１０が第１の変換ギア３０６と動作可能に係合し得ることにより、第１の変換ギア３０６の運動は、第１の変換ギア３０６及び第２の変換ギア３１０の連動歯を介して第２の変換ギア３１０に伝達され得る。第１の変換ギア３０６及び第２の変換ギア３１０の動作係合により、第１の変換ギア３０６とは反対の回転方向に第２の変換ギア３１０を回転させ得る。第２の変換ギア３１０が第２の伝達シャフト３０８を介して第２の伝達ギア３１２に結合され得ることにより、第２の伝達ギア３１２は、第２の変換ギア３１０と実質的に同じ回転速度で及び実質的に同じ回転方向に移動する。第２の伝達ギア３１２が第２の環状ギア２０４と動作可能に係合し得ることにより、第２の伝達ギア３１２の運動は、第２の伝達ギア３１２及び第２の環状ギア２０４の連動歯を介して第２の環状ギア２０４に伝達され得る。第２の伝達ギア３１２は、第１の環状ギア２０２の回転方向に反対の回転方向に第２の環状ギア２０４を回転させ得る。第１の伝達シャフト３０２及び第２の伝達シャフト３０８ならびに説明される関連のギアが同様に第２の環状ギア２０４の運動を第１の環状ギア２０２に伝達し得ることにより、第１の環状ギア２０２は第２の環状ギア２０４の反対方向に回転し得る。
入力シャフト１０６を第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４に結合する方向制限デバイス３１８は、入力シャフト１０６が回転するときは常に、入力シャフト１０６が第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４の１つを駆動することを可能にし得、その間、入力シャフト１０６が回転する方向にかかわらず、第１の環状ギア２０２が各々の第１の方向に回転することと、第２の環状ギア２０４が各々の第１の方向に反対の各々の第２の方向に回転することとが可能になる。入力シャフト１０６によって駆動される環状ギア２０２，２０４は、関連の第１の伝達ギア３０４または第２の伝達ギア３１２に回転を伝達し得る。第１の伝達シャフト３０２、第２の伝達シャフト３０８、及び関連のギア３０４，３０６，３１０，３１２が、駆動される環状ギア２０２，２０４の運動を入力シャフト１０６によって駆動されていない環状ギア２０２，２０４に伝達し得ることにより、入力シャフト１０６が回転する方向にかかわらず、第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４はそれぞれ同じ各々の方向に回転し、第１の環状ギア２０２の各々の方向は第２の環状ギア２０４の各々の方向の反対である。
例えば、入力シャフト１０６は、各々の方向制限デバイス３１８を介して、第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４に結合され得る。第１の環状ギア２０２に関連付けられる方向制限デバイス３１８は、入力シャフト１０６が第１の環状ギア２０２を第１の方向に回転させることを可能にし得、第１の環状ギア２０２を第２の方向に回転させることなく、入力シャフト１０６が第２の方向に第１の環状ギア２０２に対して回転することを可能にし得る。同様に、第２の環状ギア２０４に関連付けられる方向制限デバイス３１８は、入力シャフト１０６が第２の環状ギア２０４を第２の方向に回転させることを可能にし得、第２の環状ギア２０４を第１の方向に回転させることなく、入力シャフト１０６が第１の方向において第２の環状ギア２０４に対して回転することを可能にし得る。
入力シャフト１０６が第１の方向に回転するとき、入力シャフト１０６は、関連の方向制限デバイス３１８によって、第１の環状ギア２０２を第１の方向に回転させ得る。入力シャフト１０６は、第２の環状ギア２０４に回転を直接付与することなく、第２の環状ギア２０４に対して回転し得る。第１の環状ギア２０２は、第１の環状ギア２０２と第１の伝達ギア３０４との動作係合によって、第１の伝達ギア３０４を回転させ得る。第１の伝達ギア３０４は、第１の伝達シャフト３０２によって、第１の変換ギア３０６を回転させ得る。第１の変換ギア３０６は、第１の変換ギア３０６と第２の変換ギア３１０との動作係合によって、第２の変換ギア３１０を回転させ得る。第２の変換ギア３１０は、第２の伝達シャフト３０８によって、第２の伝達ギア３１２を回転させ得る。上記に説明したように、第１の変換ギア３０６と第２の変換ギア３１０との動作係合が回転方向を効果的に反転し得ることにより、第２の伝達シャフト３０８は第１の伝達シャフト３０２とは反対方向に回転する。第２の伝達ギア３１２は、第２の伝達ギア３１２と第２の環状ギア２０４との動作係合によって、第２の環状ギア２０４を回転させ得る。第２の環状ギア２０４は、第１の変換ギア３０６と第２の変換ギア３１０との動作係合によって生じる方向反転により、入力シャフト１０６及び第１の環状ギア２０２の第１の方向に反対の第２の方向に回転し得る。
入力シャフト１０６と第２の環状ギア２０４との間の方向制限デバイス３１８により、第２の環状ギア２０４が第２の方向に回転することを可能にし得、その間、入力シャフト１０６は第１の方向に回転している。したがって、入力シャフト１０６は、第１の環状ギア２０２を第１の方向に直接駆動し得、その間、第１の伝達シャフト３０２、第２の伝達シャフト３０８、及び関連のギア３０４，３０６，３１０，３１２によって、第２の環状ギア２０４を第２の方向に間接的に駆動する。
場合によって、入力シャフト１０６は方向反転し、第２の方向に回転し得る。入力シャフト１０６が第１の方向に回転するとき、入力シャフト１０６は、関連の方向制限デバイス３１８によって、第２の環状ギア２０４を第２の方向に回転させ得る。入力シャフト１０６は、第１の環状ギア２０２に回転を直接付与することなく、第１の環状ギア２０２に対して回転し得る。第２の環状ギア２０４は、第２の環状ギア２０４と第２の伝達ギア３１２との動作係合によって、第２の伝達ギア３１２を回転させ得る。第２の伝達ギア３１２は、第２の伝達シャフト３０８によって、第２の変換ギア３１０を回転させ得る。第２の変換ギア３１０は、第１の変換ギア３０６と第２の変換ギア３１０との動作係合によって、第１の変換ギア３０６を回転させ得る。第１の変換ギア３０６は、第１の伝達シャフト３０２によって、第１の伝達ギア３０４を回転させ得る。上記に説明したように、第１の変換ギア３０６と第２の変換ギア３１０との動作係合が回転方向を効果的に反転し得ることにより、第１の伝達シャフト３０２は第２の伝達シャフト３０８とは反対方向に回転する。第１の伝達ギア３０４は、第１の伝達ギア３０４と第１の環状ギア２０２との動作係合によって、第１の環状ギア２０２を回転させ得る。第１の環状ギア２０２は、第１の変換ギア３０６と第２の変換ギア３１０との動作係合によって生じる方向反転により、入力シャフト１０６及び第２の環状ギア２０４の第２の方向に反対の第１の方向に回転し得
る。
入力シャフト１０６と第１の環状ギア２０２との間の方向制限デバイス３１８により、第１の環状ギア２０２が第１の方向に回転することを可能にし得、その間、入力シャフト１０６が第２の方向に回転している。したがって、入力シャフト１０６は、第２の環状ギア２０４を第２の方向に直接駆動し得、その間、第２の伝達シャフト３０８、第１の伝達シャフト３０２、及び関連のギア３０４，３０６，３１０，３１２によって、第１の環状ギア２０２を第１の方向に間接的に駆動する。
場合によって、入力シャフト１０６は揺動し得、第１の方向における回転と第２の方向における回転との変化が繰り返される。上記に説明したように、方向制限デバイス３１８が第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４を入力シャフト１０６によって選択的に係合することを可能にし得ることにより、第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４は、入力シャフト１０６の回転方向にかかわらず、各々の第１の方向及び第２の方向に回転する。したがって、エネルギー変換装置１００は、第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４のそれぞれで、入力シャフト１０６の揺動回転を単一方向の回転に変換し得る。
いくつかの実施形態では、エネルギー変換装置１００は第３の環状ギア２０６を含み得る。いくつかの実施形態では、第３の環状ギア２０６は第１の環状ギア２０２に動作可能に結合され得る。例えば、第３の環状ギア２０６は、第１の伝達シャフト３０２を介して第１の環状ギア２０２に動作可能に結合され得る。上記に説明したように、第１の伝達ギア３０４は、連動歯を介して、第１の環状ギア２０２と動作可能に係合し得る。第１の伝達ギア３０４は、第１の伝達シャフト３０２を介して第３の伝達ギア３１４に動作可能に結合され得る。第３の伝達ギア３１４は、第１の伝達ギア３０４と第１の環状ギア２０２との動作係合と同様に、連動歯を介して第３の環状ギア２０６と動作可能に係合し得る。第１の環状ギア２０２は、第１の環状ギア２０２と第１の伝達ギア３０４との動作係合によって、第１の伝達シャフト３０２を回転させ得る。順に、第１の伝達シャフト３０２は、第１の伝達ギア３０４と同じ方向に第３の伝達ギア３１４を回転させ得る。次に、第１の伝達ギア３０４は、第１の環状ギア２０２と実質的に同じ方向に第３の環状ギア２０６を回転させ得る。
したがって、第１の環状ギア２０２及び第３の環状ギア２０６は第１の方向に回転し得る一方、第２の環状ギア２０４は第１の環状ギア２０２及び第３の環状ギア２０６に反対の第２の方向に回転し得る。第１の環状ギア２０２及び第３の環状ギア２０６が第２の環状ギア２０４の反対方向に回転するにつれて、第１の環状ギア２０２または第３の環状ギア２０６と第２の環状ギア２０４との相対回転速度は、個々の第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、及び第３の環状ギア２０６のそれぞれの回転速度よりも大きくなり得る。例えば、第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、及び第３の環状ギア２０６のそれぞれが実質的に同じ速度で回転する場合、第１の環状ギア２０２または第３の環状ギア２０６と第２の環状ギア２０４との相対回転速度は個々の回転速度の実質的に２倍になり得る。下記にさらに詳細に説明するように、第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、及び第３の環状ギア２０６が相互に対して回転することで、電気エネルギーが発生し得る。
いくつかの実施形態では、第３の環状ギア２０６は、ベアリング等（例えば、プレーンベアリング、ニードルベアリング、ボールベアリング、スラストベアリング、テーパーベアリング、磁気ベアリング等）の回転可能カップリングを介して入力シャフト１０６に結合され得る。回転可能カップリングは、第３の環状ギア２０６が入力シャフト１０６を中心に自由に回転することを可能にするように構成され得る。例えば、入力シャフト１０６
が第３の環状ギア２０６の半径方向運動を制限し得ることにより、第３の環状ギア２０６は、入力シャフト１０６の回転の方向にかかわらず、入力シャフト１０６を中心とする回転運動を可能にしながら、入力シャフト１０６と実質的に同軸のままの状態である。いくつかの実施形態では、第３の環状ギア２０６は、第１の環状ギア２０２と同様の方向制限デバイス３１８を介して、入力シャフト１０６によって選択的に係合し得る。
いくつかの実施形態では、エネルギー変換装置１００は、第１の環状ギア２０２及び第３の環状ギア２０６の動作結合と同様に、各々の第１の伝達シャフト３０２及び第２の伝達シャフト３０８を介して、第１の環状ギア２０２または第２の環状ギア２０４に動作可能に結合される追加環状ギアを含み得る。例えば、エネルギー変換装置１００は、第２の環状ギア２０４から第３の環状ギア２０６の反対側に、第４の環状ギアを含み得る。第４の環状ギアは、入力シャフト１０６に沿って、第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、及び第３の環状ギア２０６と実質的に同軸になり得る。いくつかの実施形態では、第４の環状ギアが第２の伝達シャフト３０８を介して第２の環状ギア２０４に動作可能に結合され得ることにより、第４の環状ギアは、第２の環状ギア２０４と実質的に同じ方向にならびに第１の環状ギア２０２及び第３の環状ギア２０６の回転方向の反対に回転する。エネルギー変換装置１００は、５つの環状ギア、６つの環状ギア、７つの環状ギア等に及ぶ同軸の環状ギアの同様の並びを有し得る。同軸の環状ギアが回転方向に交互に並び得ることにより、同軸の環状ギアが近接する同軸の環状ギアと同じ方向に回転しない。例えば、同軸の環状ギアのそれぞれは、近接する同軸の環状ギアと異なる第１の伝達シャフト３０２及び第２の伝達シャフト３０８の１つのシャフトによって駆動され得る。
いくつかの実施形態では、入力シャフト１０６は、同軸の環状ギア２０２，２０４，２０６の２つ以上のセットを駆動し得る。例えば、入力シャフト１０６が同様に構成される別のエネルギー変換装置１００に動作可能に結合され得ることにより、第１のエネルギー変換装置１００及び第２のエネルギー変換装置１００’は同じ入力シャフト１０６に並ぶ。上記に説明したように、入力シャフト１０６は、方向制限デバイス３１８を介して、第１のエネルギー変換装置１００の第１の環状ギア２０２及び第２の環状ギア２０４に動作可能に結合され得る。入力シャフト１０６は第３の環状ギア２０６を越えて延在し、第２のエネルギー変換装置１００’の第１の環状ギア２０２’及び第２の環状ギア２０４’に係合し得る。第１のエネルギー変換装置１００及び第２のエネルギー変換装置１００’は、第１のエネルギー変換装置１００の第１の伝達シャフト３０２及び第２の伝達シャフト３０８が第２のエネルギー変換装置１００’の第１の伝達シャフト３０２’及び第２の伝達シャフト３０８’に結合されないように分離され得、第１のエネルギー変換装置１００の同軸の環状ギア２０２，２０４，２０６のセットを第２のエネルギー変換装置１００’の同軸の環状ギア２０２’，２０４’，２０６’から独立して移動することを可能にする。
図４は、本開示の１つ以上の実施形態による、第１の環状ギアアセンブリ４００の実施形態を示す。第１の環状ギアアセンブリ４００は第１の環状ギア２０２を含み得る。第１の環状ギア２０２はプレート磁石４０２に結合され得る。プレート磁石４０２は、コア４１４を中心として半径方向に配置される複数の永久磁石４１０を含み得る。永久磁石４１０は、永久磁石４１０の極（例えば、Ｎ極、Ｓ極）がコア４１４の周りに交互に並ぶように配置され得る。言い換えれば、永久磁石４１０のそれぞれは隣接する永久磁石４１０と異なる極性を有し得る。例えば、第１の永久磁石４１０は、永久磁石４１０のＮ極が半径方向の外向きになる（例えば、プレート磁石４０２の軸から遠くに離れる）ように配置され得る。コア４１４を中心に半径方向の近接する場所に配置される永久磁石４１０は、永久磁石４１０のＳ極が半径方向の外向きになるように配置され得る。いくつかの実施形態では、プレート磁石４０２は、コア４１４を中心に配置される５つ以上の永久磁石４１０（例えば、約８～約４０個の永久磁石４１０または約１０～約３０個の永久磁石４１０）
を含み得る。永久磁石４１０は、永久磁石４１０がコア４１４を中心に半径方向に等間隔に分離するように（例えば、永久磁石４１０のそれぞれの角変位が実質的に同じになるように）配置され得る。
コア４１４は、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウム、及びそれらの合金（例えば、鋼鉄）等の強磁性物質から形成され得る。永久磁石４１０は、金具（例えば、ねじ、ボルト、リベット、ピン等）、接着剤、エポキシ樹脂、加熱工程、融解工程、成形工程、またはそれらの組み合わせによって、コア４１４に取り付けられ得る。例えば、永久磁石４１０は、エポキシ樹脂成形工程によって、コア４１４に成形され得る。いくつかの実施形態では、永久磁石４１０は、金具でコア４１４に結合され、エポキシ樹脂で固定され得る。
プレート磁石４０２は、プレート磁石４０２を中心として半径方向に配置される複数の取り付け穴４０４を含み得る。取り付け穴４０４は、金具（ボルト、スタッド、ねじ、リベット等）を受けるように構成され得る。金具は、取り付け穴４０４に配置され、プレート磁石４０２を第１の環状ギア２０２に固定し得る。いくつかの実施形態では、第１の環状ギア２０２は、取り付け穴４０４を貫通する金具を受けるように構成される補完穴を含み得る。例えば、スタッドまたはボルトは、第１の環状ギア２０２を貫通し、プレート磁石４０２の取り付け穴４０４の中に入り得る、または取り付け穴４０４を貫通し得る。いくつかの実施形態では、スタッド等の金具が第１の環状ギア２０２の面から延在し得ることにより、プレート磁石４０２はスタッドにわたって配置され得、スタッドはプレート磁石４０２の取り付け穴４０４を貫通する。いくつかの実施形態では、金具はプレート磁石４０２の面に当接するように構成されるヘッドを含み得、プレート磁石４０２を第１の環状ギア２０２に固定する。いくつかの実施形態では、金具は、追加金具（ナット、ピン、ワッシャ、止めワッシャ、ロックナット、菊ナット等）を受けるように構成されるねじ山または別の結合手段（例えば、溝、ロックピン、Ｕ字形ピン等）を含み得、そして、追加金具はプレート磁石４０２の面に当接し得、プレート磁石４０２を第１の環状ギア２０２に固定する。
第１の環状ギアアセンブリ４００は、第１の環状ギア２０２に対して軸方向に（例えば、軸方向に動くように）プレート磁石４０２を位置付けるように構成されるスペーサ４０８を含み得る。例えば、スペーサ４０８は、アーマチャ（例えば、アーマチャ７０２（図７））等の隣接する構成要素に対して、プレート磁石４０２を最適位置に位置付けるように構成され得る。プレート磁石４０２が隣接する構成要素と相互作用し得る一方、第１の環状ギア２０２が隣接する構成要素の移動を妨げないように、最適位置を決定し得る。図７に関して下記にさらに詳細に説明するように、プレート磁石４０２及びアーマチャ７０２は発電機を形成し得る。アーマチャ７０２に対してプレート磁石４０２が回転すると、プレート磁石４０２とアーマチャ７０２との相対的回転によって生じる回転磁場により発電し得る。
いくつかの実施形態では、スペーサ４０８は第１の環状ギア２０２の一部として形成され得る。例えば、スペーサ４０８は、第１の環状ギア２０２の面から機械加工され得る。いくつかの実施形態では、スペーサ４０８は鍛造工程または成形工程の間に形成され得る。いくつかの実施形態では、スペーサ４０８は第１の環状ギア２０２に結合される分離構成要素であり得る。例えば、スペーサ４０８は、接着剤（例えば、膠、エポキシ樹脂等）、物理化学工程（例えば、溶接、はんだ付け等）、または金具による接続（例えば、ナット及びボルト、ねじ、リベット等）によって第１の環状ギア２０２に結合され得る。いくつかの実施形態では、スペーサ４０８は、プレート磁石４０２及び／または第１の環状ギア２０２の取り付け穴４０４に対する補完取り付け穴を含み得る。プレート磁石４０２を第１の環状ギア２０２に搭載するために使用される金具は、スペーサ４０８の補完取り付け穴、ならびに磁石の取り付け穴４０４及び第１の環状ギア２０２の補完穴を貫通し得る
。金具を締め、プレート磁石４０２を第１の環状ギア２０２に固定するとき、スペーサ４０８は、プレート磁石４０２と第１の環状ギア２０２との間で半径方向及び軸方向の両方に固定され得る。
第１の環状ギアアセンブリ４００は、上記に説明した方向制限デバイス３１８として構成される一方向ベアリング４１２を含み得る。一方向ベアリング４１２は、入力シャフト１０６から第１の環状ギア２０２に回転力を選択的に伝達するように構成され得る。上記に説明したように、一方向ベアリング４１２は、第１の方向の回転力を入力シャフト１０６から第１の環状ギア２０２に伝達し得、第２の方向の回転力を第１の環状ギア２０２に伝達することなく、入力シャフト１０６が第２の方向に回転することを可能にし得る。一方向ベアリング４１２は、入力シャフト１０６と一方向ベアリング４１２との間の補完幾何学的特徴（キー４０６等）によって入力シャフト１０６から回転力を受けるように構成され得る。
キー４０６は入力シャフト１０６の外面に沿って軸方向に延在し得る。図４に示されるように、キー４０６は、一方向ベアリング４１２の補完溝と相互作用するように構成される入力シャフト１０６からの突起であり得る。いくつかの実施形態では、キー４０６は、一方向ベアリング４１２の補完突起と相互作用するように構成される入力シャフト１０６の軸方向溝であり得る。いくつかの実施形態では、一方向ベアリング４１２及び／または入力シャフト１０６は、例えば、２、４、８個等の複数溝及び／または突起を含み得る。
図５は第１の環状ギアアセンブリ４００の平面図を示す。一方向ベアリング４１２はベアリングケーシング５０２に配置され得る。ベアリングケーシング５０２は一方向ベアリング４１２から回転入力を受けるように構成され得る。例えば、図５に示されるように、一方向ベアリング４１２及びベアリングケーシング５０２は、キー５０４等の補完幾何学的特徴を介して相互作用し得る。キー５０４は、一方向ベアリング４１２の補完溝と相互作用するように構成されるベアリングケーシング５０２から延在する突起であり得る。いくつかの実施形態では、キー５０４は、ベアリングケーシング５０２の補完溝と相互作用するように構成される一方向ベアリング４１２から延在する突起であり得る。いくつかの実施形態では、キー５０４は一方向ベアリング４１２及びベアリングケーシング５０２の対応する溝であり得、溝は、溝を一緒に動作可能にロックする両方の溝に挿入可能なキーストックまたはピン等（例えば、ロールピン）の補完構成要素を介して相互作用するように構成される。
一方向ベアリング４１２が入力シャフト１０６から回転力を伝達するとき、一方向ベアリング４１２は回転力をベアリングケーシング５０２にキー５０４を介して伝達し得る。上記に説明したように、一方向ベアリング４１２は、入力シャフト１０６から回転力を一方向に伝達し得、入力シャフト１０６から回転力を別の方向に伝達し得ない。
ベアリングケーシング５０２は、ベアリングケーシング５０２から延在する１つ以上の突起５０６を含み得る。例えば、ベアリングケーシング５０２は、ベアリングケーシング５０２の外側部を中心に半径方向に等間隔に分離するいくつかの突起５０６を含み得る。いくつかの突起５０６は歯車またはギアと同様の一連の歯を形成し得る。第１の環状ギア２０２は、ベアリングケーシング５０２を受けるように構成される補完幾何学形状を含み得る。例えば、第１の環状ギア２０２は、突起５０６を受けるように構成される補完凹部５０８を含み得る。ベアリングケーシング５０２が第１の環状ギア２０２の中心部に配置され得ることにより、突起５０６は補完凹部５０８と連動し得る。したがって、ベアリングケーシング５０２の運動は、連動する突起５０６及び凹部５０８を介して第１の環状ギア２０２に伝達され得る。
上記に説明したように、入力シャフト１０６は第１の方向の回転力を一方向ベアリング４１２にキー４０６を介して伝達し得る。一方向ベアリング４１２は、第１の方向の回転力をベアリングケーシング５０２にキー５０４を介して伝達し得る。次に、ベアリングケーシング５０２は、連動する突起５０６及び凹部５０８を介して、回転力を第１の環状ギア２０２に伝達し得る。次に、第１の環状ギア２０２は、取り付け穴４０４及び関連の金具を介して第１の環状ギア２０２に結合されるプレート磁石４０２と一緒に、第１の方向に回転し得る。入力シャフト１０６が第２の方向に回転するとき、入力シャフト１０６は回転力を一方向ベアリング４１２にキー４０６を介して伝達し得る。しかしながら、一方向ベアリング４１２が回転力をベアリングケーシング５０２から分離し得ることにより、第２の方向の回転力はベアリングケーシング５０２または第１の環状ギア２０２に伝達されない。
図６は第１の環状ギアアセンブリ４００の分解図を示す。第１の環状ギア２０２、スペーサ４０８、一方向ベアリング４１２、及びプレート磁石４０２は、入力シャフト１０６に沿って同軸上に配置され得る。ベアリングケーシング５０２は取り付けプレート６０２に結合され得る。いくつかの実施形態では、取り付けプレート６０２は、第１の環状ギアアセンブリ４００の個々の構成要素の全てを相互に固定するように構成され得る。
例えば、取り付けプレート６０２はベアリングケーシング５０２の一部として形成され得る。上記に説明したように、ベアリングケーシング５０２は、少なくとも第１の環状ギア２０２の補完的な一連の凹部５０８と連動するように構成される一連の突起５０６を含み得る。いくつかの実施形態では、スペーサ４０８及び／またはプレート磁石４０２は、ベアリングケーシング５０２の突起５０６を受ける及び／または突起５０６と連動するように構成される同様の凹部を含み得る。取り付けプレート６０２は、ベアリングケーシング５０２に第１の環状ギア２０２、スペーサ４０８、及びプレート磁石４０２を保持するように構成される止め具を提供し得る。いくつかの実施形態では、取り付けプレート６０２は一連の取り付け穴６０４を含み得る。一連の取り付け穴６０４は、第１の環状ギア２０２の取り付け穴６０６のセット、スペーサ４０８の取り付け穴６０８のセット、及びプレート磁石４０２の取り付け穴４０４を補完し得る。取り付け穴６０４，６０６，６０８，４０４の全ては、金具が整列された取り付け穴６０４，６０６，６０８，４０４の全てを貫通して配置され得るように整列され得る。金具は、軸方向及び半径方向の両方に、取り付けプレート６０２、第１の環状ギア２０２、スペーサ４０８、及びプレート磁石４０２のそれぞれを相互に固定し得る。
いくつかの実施形態では、取り付けプレート６０２は取り付けプレート６０２から延在するスタッドを含み得る。スタッドが第１の環状ギア２０２、スペーサ４０８、及びプレート磁石４０２の取り付け穴６０６，６０８，４０４を補完し得ることにより、第１の環状ギア２０２，スペーサ４０８、及びプレート磁石４０２はスタッドにわたって配置され得、スタッドは取り付け穴６０６，６０８，４０４を通って延在する。次に、追加金具（例えば、ナット、ワッシャ、ピン等）は、プレート磁石４０２の取り付け穴４０４を通って延在するスタッドの端に結合され得、半径方向及び軸方向の両方に、第１の環状ギア２０２、スペーサ４０８、及びプレート磁石４０２のそれぞれを取り付けプレート６０２に固定する。
図７、図８、及び図９は、エネルギー変換装置１００の発電機アセンブリ７００の分解図を示す。発電機アセンブリ７００は、上記に説明した第１の環状ギアアセンブリ４００、第２の環状ギアアセンブリ７１２、及び第３の環状ギアアセンブリ７１４を含み得る。
図７を参照すると、第３の環状ギアアセンブリ７１４は第１の環状ギアアセンブリ４００と同様であり得る。例えば、第３の環状ギアアセンブリ７１４はプレート磁石７０４を
含み得、プレート磁石７０４は、コア７１６と、コア７１６を中心に半径方向に配置される複数の永久磁石７１８とを含む。第３の環状ギアアセンブリ７１４は、また、第３の環状ギア２０６に対して軸方向にプレート磁石７０４を位置付けるように構成される第２のスペーサ７０６を含み得る。第３の環状ギアアセンブリ７１４は、第１の環状ギアアセンブリ４００の取り付けプレート６０２及びベアリングケーシング５０２と同様に、取り付けプレート７２０に結合されるベアリングケーシング７０８を含み得る。
取り付けプレート７２０は、第３の環状ギア２０６を貫通する取り付け穴７２４のセット、第２のスペーサ７０６を貫通する取り付け穴７２６のセット、及びプレート磁石７０４を貫通する取り付け穴７２８のセットを補完する取り付け穴７２２によって構成され得る。取り付け穴７２２，７２４，７２６，及び７２８は金具を受けるように構成され得る。金具が取り付け穴７２２，７２４，７２６，及び７２８を貫通し得ることにより、金具は、軸方向及び半径方向の両方に、プレート磁石７０４、第２のスペーサ７０６、及び第３の環状ギア２０６を取り付けプレート７２０に固定し得る。ベアリングケーシング７０８は、第３の環状ギア２０６、第２のスペーサ７０６、及び取り付け穴７２８の補完幾何学形状と相互作用するように構成される一連の突起等の外側の幾何学パターンを有し得る。
ベアリングケーシング７０８は、ベアリングケーシング７０８を入力シャフト１０６に結合するように構成されるベアリングを収容するように構成され得る。ベアリングケーシング７０８を入力シャフト１０６に結合するベアリングは、ボールベアリング、ニードルベアリング、スラストベアリング、プレーンベアリング、テーパーベアリング等の標準的なベアリングであり得る。いくつかの実施形態では、ベアリングケーシング７０８を入力シャフト１０６に結合するベアリングは一方向ベアリングであり得、第１の環状ギアアセンブリ４００のベアリングケーシング５０２を入力シャフト１０６に結合する一方向ベアリング４１２と同様である。
第２の環状ギアアセンブリ７１２はアーマチャ７０２を含み得る。アーマチャ７０２はフランジ７３０を含み得る。フランジ７３０は、第２の環状ギア２０４のためのアーマチャ７０２に取り付け面を提供するように構成され得る。第２の環状ギア２０４は、アーマチャ７０２の外表面７３６の上にわたって搭載するように構成されるリングとして構成され得る。第２の環状ギア２０４は第２の環状ギア２０４の周りに配置される一連の取り付け穴７３４を含み得る。取り付け穴７３４は第２の環状ギア２０４を貫通し、アーマチャ７０２のフランジ７３０の取り付け穴７３２と一致し得る。いくつかの実施形態では、フランジ７３０の取り付け穴７３２はねじ式であり得る。例えば、取り付け穴７３２は、第２の環状ギア２０４の取り付け穴７３４を貫通する金具を受けるように構成されるねじ山を有し得、金具は第２の環状ギア２０４をフランジ７３０に固定する。いくつかの実施形態では、取り付け穴７３２は止まり穴（例えば、フランジ７３０を全体的に貫通させない穴）であり得る。いくつかの実施形態では、取り付け穴７３２は貫通孔であり得、金具がフランジ７３０を貫通し、フランジ７３０の反対側に出ることを可能にする。いくつかの実施形態では、第２の環状ギア２０４の取り付け穴７３４はねじ式であり得、フランジ７３０の取り付け穴７３２はストレート穴（例えば、ねじ山がない穴）であり得る。金具はフランジ７３０の取り付け穴７３２を貫通し、第２の環状ギア２０４の取り付け穴７３４を通り抜け得る。いくつかの実施形態では、金具はフランジ７３０の取り付け穴７３２及び第２の環状ギア２０４の取り付け穴７３４の両方を貫通し得る。金具は、第２の環状ギアアセンブリ７１２の少なくとも１つの側で追加金具（ナット、ワッシャ、クリップ、ピン等）によって固定され得る。いくつかの実施形態では、フランジ７３０は、第２の環状ギア２０４の取り付け穴７３４を補完するフランジ７３０から延在するスタッドを含み得る。例えば、第２の環状ギア２０４がアーマチャ７０２の外表面７３６にわたって配置され得ることにより、スタッドは第２の環状ギア２０４の取り付け穴７３４を通って延在す
る。次に、第２の環状ギア２０４は、スタッドに固定される追加金具（ナット、ワッシャ、ロックナット、止めワッシャ、ピン、クリップ等）によって、アーマチャ７０２に固定され得る。
アーマチャ７０２は、アーマチャ７０２の内部に埋め込まれたコイルを含み得る。例えば、アーマチャ７０２は、一連のコイルの周りに形成された複合材料（例えば、ガラス繊維）またはポリマー（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等）から形成され得る。コイルは銅線等の導体材料の複数の巻線（例えば、巻物、ラップ）を含み得る。例えば、各コイルは約１０巻線～約１０，０００巻線（例えば、約７０巻線～約１，０００巻線または約９０巻線～約２００巻線）を有し得る。いくつかの実施形態では、巻線数は、回転速度等（例えば、最大回転速度、平均回転速度等）の入力シャフト１０６の運動のパラメータに基づいて判定され得る。いくつかの実施形態では、各コイルの巻線数は、出力電圧、出力電流、出力電力等のコイルからの所望の出力のパラメータに基づいて判定され得る。コイルはアーマチャ７０２の軸を中心に半径方向に配置され得る。
アーマチャ７０２とプレート磁石４０２及び／またはプレート磁石７０４との相対的回転により、アーマチャ７０２とプレート磁石４０２及び／またはプレート磁石７０４との間における移動によって生じる磁場の変化によって、コイルに電流が発生し得る。言い換えれば、アーマチャ７０２、プレート磁石４０２、及び／またはプレート磁石７０４の組み合わせは、エネルギー変換装置１００の内蔵発電機を形成し得る。したがって、下記にさらに詳細に説明するように、入力ギア１０４及び／または入力シャフト１０６を介してエネルギー変換装置１００に入力される運動（例えば、入力アーム１０８によって受ける運動または入力ギア１０４及び／もしくは入力シャフト１０６に付与される運動）は、電気エネルギーに変換される。
コイルはアーマチャ７０２を中心に配置される伝達リング７１０に電気的に結合され得る。例えば、複数のコイルは直列に一緒に接続され、その上、各々の伝達リング７１０に結合され得る。いくつかの実施形態では、コイルがそれぞれ各々の伝達リング７１０に結合され得ることにより、複数のコイルは並列に伝達リング７１０に結合される。いくつかの実施形態では、複数のコイルは直列に接続され得、直列に接続されるコイルの複数のグループは並列に伝達リング７１０に接続され得る。いくつかの実施形態では、アーマチャ７０２は単一の伝達リング７１０を含み得、それにより、アーマチャ７０２のコイルの全ては同じ伝達リング７１０に結合される。
いくつかの実施形態では、アーマチャ７０２は複数の伝達リング７１０を含み得、それにより、アーマチャ７０２のコイルは複数のグループに分離され得、コイルの各グループは複数の伝達リング７１０の１つに接続される。例えば、図７に示されるように、アーマチャ７０２は３つの伝達リング７１０を含み得る。伝達リング７１０のそれぞれは、伝達リング７１０に結合されるアーマチャ７０２の内部にコイルのグループを有し得る。コイルの各グループは電力の位相を表し得る。位相は、各コイルがアーマチャ７０２を中心に半径方向に結合されるグループが交互に並ぶことによって形成され得る。例えば、各コイルがアーマチャ７０２の内部の半径方向に隣接するコイルと異なるコイルのグループに結合され得ることにより、第３のコイルのすべては同じグループに結合され得る。第２の環状ギアアセンブリ７１２が第１の環状ギアアセンブリ４００及び第３の環状ギアアセンブリ７１４に対して回転するとき、永久磁石４１０，７１８のそれぞれがアーマチャ７０２の各コイルを通過するにつれて、永久磁石４１０，７１８は各コイルに電流を誘発し得る。電流及び／または関連の電圧は、各コイルから直接または各コイルグループを介してのいずれかによって、各々の伝達リング７１０まで移動し得る。
伝達リング７１０は、アーマチャ７０２の周りの磁場が変化することによって発生する電流及び／または電圧を隣接する構成要素または外部構成要素に伝達するように構成され得る。例えば、ブラシ等の電力ピックアップは、伝達リング７１０と電気接触し、発電機アセンブリ７００によって発生する電流、電圧、及び／または電力を、別の構成要素（変圧器、電力変換器、整流器、伝送線、電力貯蔵装置等）に伝達するように構成され得る。
図８を参照すると、アーマチャ７０２は一方向ベアリング８０２を介して入力シャフト１０６に結合され得る。上記に説明したように、一方向ベアリング８０２は方向制限デバイス３１８として働き得る。一方向ベアリング８０２は、入力シャフト１０６からアーマチャ７０２に回転力を選択的に伝達し得る。例えば、入力シャフト１０６が第１の方向に回転する場合、一方向ベアリング８０２により入力シャフト１０６がアーマチャ７０２に対して回転することが可能になり得ることにより、第１の方向の回転力がアーマチャ７０２に伝達されない。代わりに、上記に説明したように、アーマチャ７０２は、第２の伝達シャフト３０８（図３）を介して第２の環状ギア２０４に伝達される回転力により第２の方向に駆動し得る。入力シャフト１０６が第２の方向に回転するとき、一方向ベアリング８０２は第２の方向の回転力を入力シャフト１０６からアーマチャ７０２に伝達し得る。次に、上記に説明したように、アーマチャ７０２が第２の方向の回転力を第２の環状ギア２０４に伝達し得ることにより、第２の環状ギア２０４は、第２の伝達シャフト３０８及び第１の伝達シャフト３０２（図３）を介して、第１の環状ギア２０２及び／または第３の環状ギア２０６に回転力を伝達し得る。
一方向ベアリング８０２は、上記に説明した第１の環状ギアアセンブリ４００の一方向ベアリング４１２と同様に構成され得る。例えば、一方向ベアリング８０２は入力シャフト１０６でキー４０６（図４）を補完する溝を含み得る。入力シャフト１０６は回転力を一方向ベアリング８０２にキー４０６を介して入力し得る。次に、一方向ベアリング８０２は、一方向ベアリング８０２を介してアーマチャ７０２に回転力を選択的に移動させるようにまたは回転力をアーマチャ７０２から分離するように構成され得る。一方向ベアリング８０２は、補完幾何学的特徴（キー及び補完溝等）を介してアーマチャ７０２と相互作用し得る。例えば、幾何学的特徴は、一方向ベアリング８０２の補完溝と相互作用するように構成されるアーマチャ７０２から延在する突起であり得る。いくつかの実施形態では、幾何学的特徴は、アーマチャ７０２の補完溝と相互作用するように構成される一方向ベアリング８０２から延在する突起であり得る。いくつかの実施形態では、幾何学的特徴は、溝を一緒に動作可能にロックする両方の溝に挿入可能なキーストックまたはピン等（例えば、ロールピン）の補完構成要素を介して相互作用するように構成される一方向ベアリング８０２及びアーマチャ７０２の対応する溝であり得る。いくつかの実施形態では、アーマチャ７０２は、摩擦係合（圧入、摩擦嵌合、止めねじ等）によって、一方向ベアリング８０２と相互作用し得る。
図９を参照すると、入力シャフト１０６は、第１の環状ギアアセンブリ４００、第２の環状ギアアセンブリ７１２、及び第３の環状ギアアセンブリ７１４と相互作用するように構成される断面を含み得る。例えば、入力シャフト１０６は非キー部９０４及びキー部９０６を含み得る。キー部９０６は、入力シャフト１０６に沿って軸方向に延在するキー４０６を含み得る。非キー部９０４は、入力シャフト１０６の表面から延在するいずれかの突起（例えば、キー）がなく、実質的に円形断面を有し得る。
非キー部９０４は第３の環状ギアアセンブリ７１４を受けるように構成され得る。上記に説明したように、第３の環状ギアアセンブリ７１４が標準的なベアリング（例えば、ローラベアリング、ニードルベアリング、テーパーベアリング、スラストベアリング、プレーンベアリング、磁気ベアリング等）を介して入力シャフト１０６に結合され得ることにより、入力シャフト１０６の全ての運動は、ベアリングによって第３の環状ギア２０６か
ら実質的に分離される。非キー部９０４は、入力シャフト１０６からベアリングに回転力を伝達するために幾何学的特徴を用いないで、標準的なベアリングを入力シャフト１０６の非キー部９０４に結合することを可能にし得る。
キー部９０６は、肩部９０２によって非キー部９０４から分離され得る。肩部９０２は、実質的に、第３の環状ギアアセンブリ７１４がキー部９０６の中に延在するのを防止し得る。いくつかの実施形態では、非キー部９０４はキー部９０６よりも小さい直径を有し得る。例えば、大径は、入力シャフト１０６を損傷させることなく、入力シャフト１０６が大きい回転力を伝達することを可能にし得る。非キー部９０４は回転力を伝達しない場合、直径は減少し得る。いくつかの実施形態では、入力シャフト１０６の非キー部９０４の直径が小さくなると、発電機アセンブリ７００の回転質量が減少し得る。いくつかの実施形態では、入力シャフト１０６の非キー部９０４の直径が小さくなると、材料費が少なくなり得る。いくつかの実施形態では、入力シャフト１０６の非キー部９０４の直径が小さくなると、組立時間が短くなること等によって、製造費が少なくなり得る。いくつかの実施形態では、非キー部９０４がキー部９０６と実質的に同じ直径であり得ることにより、肩部９０２はキー４０６の端によって形成され得る。
キー部９０６は、第１の環状ギアアセンブリ４００及び第２の環状ギアアセンブリ７１２と相互作用するように構成され得る。例えば、キー部９０６は、一方向ベアリング４１２及び一方向ベアリング８０２を受けるように構成され得る。上記に説明したように、入力シャフト１０６は、一方向ベアリング４１２及び一方向ベアリング８０２にキー４０６を介して回転力を伝達し得る。一方向ベアリング４１２及び一方向ベアリング８０２は、入力シャフト１０６の回転方向に応じて、各々の第１の環状ギア２０２及びアーマチャ７０２に回転力を選択的に伝達し得る。
図１０及び図１１はエネルギー変換装置１００の図を示す。上記に説明したように、発電機アセンブリ７００は第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、及び第３の環状ギア２０６を含み得、それらの環状ギアは、第１の伝達シャフト３０２及び第２の伝達シャフト３０８と、関連のギア３０４，３０６，３１０，３１２，及び３１４とを介して相互作用し得る。上記に説明したように、エネルギー変換装置１００はケース１１２（図１）の内部に囲まれ得る。第１の伝達シャフト３０２及び第２の伝達シャフト３０８は、入力シャフト１０６、第１の伝達シャフト３０２、及び第２の伝達シャフト３０８のそれぞれをケース１１２に搭載することによって、発電機アセンブリ７００に対して位置付けられ得る。
入力シャフト１０６は入力シャフトベアリング１００２を介してケース１１２に結合され得る。入力シャフトベアリング１００２は発電機アセンブリ７００の反対側に位置付けられ得る。いくつかの実施形態では、入力シャフトベアリング１００２は、ケース１１２に対して軸方向及び半径方向の両方に入力シャフト１０６を位置付けるように構成され得る。例えば、入力シャフトベアリング１００２が締まり嵌め（例えば、圧入、摩擦嵌合等）によって入力シャフト１０６に結合され得ることにより、入力シャフトベアリング１００２のそれぞれは、軸方向位置及び半径方向位置の両方に、入力シャフト１０６に固定される。いくつかの実施形態では、入力シャフトベアリング１００２の１つ以上は、補完テーパー部を介して入力シャフト１０６に結合され得る。例えば、補完テーパー部は、第１の方向で入力シャフト１０６に対して入力シャフトベアリング１００２の軸方向運動を制限するように構成され得る。次に、ケース１１２は、第１の方向に反対の第２の方向で入力シャフト１０６に対して入力シャフトベアリング１００２の運動を制限するように構成され得る。いくつかの実施形態では、入力シャフトベアリング１００２は、発電機アセンブリ７００とケース１１２との間にスペースが存在するように位置付けられ得る。入力シャフトベアリング１００２は、入力シャフト１０６がケース１１２に対して自由に回転す
ることを可能にし得る。入力シャフトベアリング１００２は、ボールベアリング、ローラベアリング、ニードルベアリング、テーパーベアリング、スラストベアリング、プレーンベアリング、磁気ベアリング等であり得る。
第１の伝達シャフト３０２は各々の第１の伝達シャフトベアリング１００４を有し得、第２の伝達シャフト３０８は、関連の第１の伝達シャフト３０２及び第２の伝達シャフト３０８を入力シャフト１０６に対して軸方向及び半径方向の両方に位置付けるように構成される各々の第２の伝達シャフトベアリング１００６を有し得る。例えば、第１の伝達シャフトベアリング１００４が軸方向及び半径方向の両方に第１の伝達シャフト３０２を位置付けるように構成され得ることにより、第１の伝達ギア３０４の歯は第１の環状ギア２０２の歯に係合し、そして、第３の伝達ギア３１４の歯は第３の環状ギア２０６の歯に係合する。第２の伝達シャフトベアリング１００６が第２の伝達シャフト３０８を入力シャフト１０６に対して軸方向及び半径方向の両方に位置付けるように構成され得ることにより、第２の伝達ギア３１２の歯は第２の環状ギア２０４の歯に係合する。第１の伝達シャフトベアリング１００４及び第２の伝達シャフトベアリング１００６がさらに第１の伝達シャフト３０２及び第２の伝達シャフト３０８を相互に対して位置付けるように構成され得ることにより、第１の変換ギア３０６及び第２の変換ギア３１０の歯は相互に係合する。
いくつかの実施形態では、第１の伝達シャフト３０２及び／または第２の伝達シャフト３０８は、第１の伝達シャフト３０２及び／または第２の伝達シャフト３０８に沿って軸方向に配置される１つ以上のギアスペーサ１００８を含み得る。ギアスペーサ１００８は、第１の伝達ギア３０４、第１の変換ギア３０６、第２の変換ギア３１０、第２の伝達ギア３１２、及び／または第３の伝達ギア３１４を、各々の第１の伝達シャフト３０２及び第２の伝達シャフト３０８に沿って軸方向に位置付けるように構成され得る。いくつかの実施形態では、ギア３０４，３０６，３１０，３１２，３１４の１つ以上は、締まり嵌め（例えば、圧入、摩擦嵌合等）、金具の接続（例えば、止めねじ、ピン、カラー、止め輪、クリップ等）、及び／またはシャフト幾何学形状等（例えば、補完シャフト断面、キー、溝等）の別の手段によって位置付けられ得る。
図１２はケース１１２の側壁１２０２に搭載されるエネルギー変換装置１００を示す。側壁１２０２は調節ブロック１２０４を含み得、調節ブロック１２０４は、入力シャフト１０６に対する第１の伝達シャフト３０２及び／または第２の伝達シャフト３０８の半径方向位置を調節するように構成される。例えば、調節ブロック１２０４は、入力シャフト１０６に向かって半径方向に第１の伝達シャフトベアリング１００４及び第２の伝達シャフトベアリング１００６にテンションを提供し得る。エネルギー変換装置１００を組み立てた後、調節ブロック１２０４は第１の伝達シャフト３０２及び／または第２の伝達シャフト３０８の半径方向位置を調節することを可能にし得る。例えば、第１の伝達シャフト３０２及び／または第２の伝達シャフト３０８の半径方向位置は、関連のギア３０４，３０６，３１０，３１２，３１４の摩耗または第１の環状ギア２０２、第２の環状ギア２０４、もしくは第３の環状ギア２０６の摩耗を考慮して調節され得る。
側壁１２０２は調節通路１２０６を含み得る。調節通路１２０６は、オペレータが調節ブロック１２０４にアクセスすること及び／または調節ブロック１２０４を調節することを可能にし得る。例えば、調節ブロック１２０４は止めねじ、ねじテンショナー、バネ等のテンショナー金具を含み得る。調節通路１２０６は、オペレータがツールを挿入して、テンショナー金具を調節することを可能にし得る。したがって、第１の伝達シャフト３０２及び／または第２の伝達シャフト３０８にかかる半径方向のテンションを調節通路１２０６によって調節し得る。
いくつかの実施形態では、調節ブロック１２０４は自動調節であり得る。例えば、調節ブロック１２０４はテンションアセンブリを含み得、テンションアセンブリは、第１の伝達シャフトベアリング１００４及び／または第２の伝達シャフトベアリング１００６に一定圧力（例えば、半径方向力）を提供するように構成される。テンションアセンブリは１つ以上のバネ、油圧装置等（例えば、シリンダ、ピストン、流体等）の要素を含み得、要素は、調節ブロック１２０４に一定の半径方向圧力を提供するように構成される。
本開示の実施形態は、振動、波動運動等の揺動運動（複数可）を回転運動に変換するためのエネルギー変換デバイスを含み得る。例えば、入力アーム１０２，１０８は、揺動運動を捕捉し、揺動回転運動のように揺動運動を入力シャフト１０６に伝達し得る。揺動回転運動は、環状ギア２０２，２０４，２０６のそれぞれで、単一方向の回転運動に変換され得る。上記に説明したように、第２の環状ギア２０４が第１の環状ギア２０２及び第３の環状ギア２０６とは反対方向に回転し得るため、第２の環状ギア２０４のアーマチャ７０２と、第１の環状ギア２０４及び第３の環状ギア２０６のプレート磁石４０２，７０４との相対回転速度はより大きくなる。アーマチャ７０２に対するプレート磁石４０２，７０４の回転によって発電し得る。
本開示の実施形態では、小さい揺動により、両方向の運動からエネルギーを捕捉することによってエネルギーを発生させることが可能になり得ることにより、より一定の回転が発電機アセンブリ７００で発生し得る。したがって、本開示の実施形態では、走行面の不完全度によって生じる車両の振動を捕捉することが可能になり、発電し得る。車両が動作するとき（例えば、ブレーキをかけるとき）に短期間だけ利用可能なブレーキからエネルギーを捕捉するための利用可能な技術とは異なり、本開示の実施形態では、車両が走行中であるときにいつでも、車両が電気エネルギーを捕捉することが可能になり得る。
本開示の実施形態は、また、大きい揺動に対するエネルギー捕捉の効率性を改善し得る。例えば、潮流発電機は、概して、波動を使用して、油圧システムで圧力を発生させ、次に、加圧された油圧油によってポンプに動力供給し発電機が回る。油圧システムによって波エネルギーを変換することによって、かなりの量のエネルギーを損失する。本開示の実施形態では、波エネルギーを機械的に捕捉し、発電機の回転に直接変換することが可能になり得る。エネルギーの機械的変換は実質的により効率的であり得る。したがって、本開示の実施形態は、従来の潮流発電機よりも、波動からより著しく使用可能な電気エネルギーを発生させ得る。
図１３は第１の環状ギアアセンブリ１３００の実施形態を示す。第１の環状ギアアセンブリ１３００は、入力シャフト１０６、第１の環状ギア１３０４、及び駆動部材１３０８を含み得る。入力シャフト１０６は駆動部材１３０８に結合され得る。いくつかの実施形態では、駆動部材１３０８は円筒部材（例えば、円板）を含み得る。
第１の環状ギア１３０４は駆動部材１３０８の外周の周りに配置され得る。例えば、第１の環状ギア１３０４及び駆動部材１３０８は同心及び同軸になり得る。さらに、駆動部材１３０８が入力シャフト１０６の中心軸を中心に第１の方向に回転するとき、第１の環状ギア１３０４は駆動部材１３０８に対して固定され得、駆動部材１３０８が第２の反対方向に回転するとき、第１の環状ギア１３０４は駆動部材１３０８に対して自由になり得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の環状ギアアセンブリ１３００は、第１の環状ギア１３０４を駆動部材１３０８に回転可能に結合するリニアベアリング１３１０の第１のセットを含み得る。駆動部材１３０８が第１の方向に回転するとき、リニアベアリング１３１０の第１のセットは、駆動部材１３０８に対する第１の環状ギア１３０４の回転を防止し得、駆動部材１３０８が第２の反対方向に回転するとき、リニアベアリング１３１０の第１のセットは駆動部材１３０８に対する第１の環状ギア１３０４の回転を可能に
し得る。
いくつかの実施形態では、リニアベアリング１３１０の第１のセットのリニアベアリングのそれぞれは外鉄型ローラクラッチを含み得る。例えば、リニアベアリング１３１０の第１のセットの各リニアベアリングはローラ１３０２及びバネ１３０６を含み得る。駆動部材１３０８が第１の方向に回転するとき、ローラ１３０２は第１の環状ギア１３０４と駆動部材１３０８との間に割り込むように構成され、駆動部材１３０８に対する第１の環状ギア１３０４の回転を防止し得る。例えば、正の楔力は、実質的に、駆動部材１３０８に対して第１の環状ギア１３０４の回転を防止し得る。駆動部材１３０８が第１の方向に回転するとき、バネ１３０６は少なくとも実質的に瞬時に固定するために適所にローラ１３０２を保持し得る。さらに、ローラ１３０２はベアリングとして動作し得、駆動部材１３０８が第２の反対方向に回転するとき、駆動部材１３０８に対する第１の環状ギア１３０４の回転を可能にし得る。例えば、駆動部材１３０８が第２の反対方向に回転するとき、ローラ１３０２は第１の環状ギア１３０４が駆動部材１３０８を自由にオーバーランすることを可能にし得る。
図１４は、発電機アセンブリ７００、第１の伝達シャフト３０２、及び第２の伝達シャフト３０８等の内部構成要素を見るために、ケース１１２のいくつかの壁が取り外されたエネルギー変換装置１００の実施形態を示す。いくつかの実施形態では、回転運動は入力アーム１０２から直接、入力シャフト１０６に入力され得る。例えば、入力アーム１０２は車両のサスペンションアーム等の揺動構成要素に結合され得る。いくつかの実施形態では、入力アーム１０２は車両のサスペンションアーム等の揺動構成要素であり得る。
エネルギー変換装置１００は、車両のサスペンションアームの運動を捕捉し、運動を電気に変換し得る。いくつかの実施形態では、電気を使用して、ステレオ、インフォテインメントシステム、ライト等の車載電子機器に給電し得る。例えば、エネルギー変換装置１００によって発生した電気により、車両が移動中である間、車両バッテリーから取り出される電力が減り得る。いくつかの実施形態では、エネルギー変換装置１００によって発生した電気を使用して、車両（例えば、電気自動車またはハイブリッド車）の再充電可能バッテリーを充電し得る。
車両の振動から電力が発生することで、車両バッテリーの利用が減り得、燃料消費が減り得る。ハイブリッド電気自動車等のいくつかの実施形態では、電力を振動から発生させることで、電気オンリーモードでまたは車両の燃料効率が増加するエンジン排気量減少モードで、車両が動作できる時間が長くなり得る。例えば、ハイブリッド電気自動車は、概して、ブレーキからエネルギーを捕捉するハイブリッド電気自動車の能力に少なくとも部分的に起因して、幹線道路または高速道路の速度よりもむしろ、交通渋滞または都市交通でより燃料効率が良い。振動からエネルギーを捕捉することで、ハイブリッド電気自動車が幹線道路の速度で効率的にエネルギーを捕捉することが可能になり得、幹線道路の速度で燃料効率が増加し、そして、多くの車両がより長期間及びより長距離にわたって動作する。完全な電気自動車では、車両の振動から電力が発生することで、車両の航続距離が増加し得る及び／またはバッテリーの動作時間が長くなり得る。
図１５は、自動車サスペンションシステム１５００に組み込まれたエネルギー変換装置１００の実施形態を示す。サスペンションシステム１５００は、フレーム１５０８とホイール１５０２との間に結合されるサスペンションアーム１５０４を含み得る。サスペンションシステム１５００は、さらに、バネ１５１０及び延長可能アーム１５０６を含み得る。
フレーム１５０８は関連車両に対して固定され得る。サスペンションアーム１５０４が
フレーム１５０８に対して回転するように構成され得ることにより、ホイール１５０２はフレーム１５０８に対して垂直に進み得る。いくつかの実施形態では、サスペンションアーム１５０４は、エネルギー変換装置１００の入力アーム１０２に結合され得る。いくつかの実施形態では、サスペンションアーム１５０４がエネルギー変換装置１００の入力シャフト１０６に直接結合され得ることにより、サスペンションアーム１５０４は、エネルギー変換装置１００の入力アーム１０２として働き得る。いくつかの実施形態では、サスペンションアーム１５０４は入力ギア１０４を介して入力シャフト１０６に結合され得る。
ホイール１５０２が上向き方向に移動するとき、サスペンションアーム１５０４は入力シャフト１０６を第１の方向に回転させ得る。ホイール１５０２が下向き方向に移動するとき、サスペンションアーム１５０４は入力シャフト１０６を第２の方向に回転させ得る。上記に説明したように、エネルギー変換装置１００は交互方向の回転を発電機アセンブリ７００の単一方向の回転に変換するように構成され得る。発電機アセンブリ７００が回転するとき、発電機アセンブリ７００は電力を発生させるように構成され得る。車両では、発電機アセンブリ７００からの出力は、電力貯蔵デバイス（バッテリー、蓄電池群、電池セル等）に結合され得る。
いくつかの実施形態では、延長可能アーム１５０６は減衰機構（例えば、ショックアブソーバ、支柱、油圧ダンパー等）を含み得る。いくつかの実施形態では、発電機アセンブリ７００によって提供される運動に対する抵抗はサスペンションシステム１５００に減衰をもたらし得、延長可能アーム１５０６はホイール１５０２の上部に位置付けられ得る。いくつかの実施形態では、サスペンションシステム１５００は、上側及び下側のサスペンションアーム１５０４（ダブルウィッシュボーンサスペンションシステム等）を含み得る。いくつかの実施形態では、サスペンションシステム１５００は延長可能アーム１５０６を含み得ない。例えば、ダブルウィッシュボーンサスペンションでは、エネルギー変換装置１００によって減衰効果がもたらされ得、ホイール１５０２は上側及び下側のサスペンションアーム１５０４によって位置付けられ得る。
図１６はサスペンションシステム１５００の実施形態を示す。サスペンションアーム１５０４は、回転運動をエネルギー変換装置１００の入力シャフト１０６に入力ギア１０４を介して入力し得る。例えば、サスペンションアーム１５０４はサスペンションアーム１５０４に結合されるリニアギア１６０２を含み得る。リニアギア１６０２は複数の歯１６０４を含み得る。リニアギア１６０２の歯１６０４は入力ギア１０４の歯１６０６に動作可能に係合するように構成され得、ラックアンドピニオン係合を生じさせ、ラックはリニアギア１６０２に一致し、ピニオンギアは入力ギア１０４に一致する。サスペンションアーム１５０４がホイール１５０２の垂直移動と一緒に半径方向に移動するとき、リニアギア１６０２は入力ギア１０４を回転させ得る。入力ギア１０４が入力シャフト１０６に結合され得ることにより、入力ギア１０４の回転が入力シャフト１０６を介してエネルギー変換装置１００に伝達される。
図１７はサスペンションシステム１５００の実施形態を示す。いくつかの実施形態では、サスペンションアーム１５０４は入力シャフト１０６に直接結合され得る。例えば、入力シャフト１０６はフレーム１５０８のブッシング１７０２を貫通し得る。ブッシング１７０２は結合点１７０４に位置付けられ得、サスペンションアーム１５０４はフレーム１５０８に結合される。サスペンションアーム１５０４は軸１７０６を中心にフレーム１５０８に対して回転し得る。入力シャフト１０６がサスペンションアーム１５０４の回転軸１７０６と同軸になるように配置され得ることにより、サスペンションアーム１５０４が回転するとき、サスペンションアーム１５０４は入力シャフト１０６を回転させ得る。入力シャフト１０６はサスペンションアーム１５０４の運動をエネルギー変換装置１００に
伝達し得、上記に説明したように、エネルギー変換装置１００は運動を電力に変換し得る。
図１８はエネルギー変換装置１００を含む潮流発電機１８００を示す。潮流発電機１８００は、結合アーム１８０４を介して、エネルギー変換装置１００の入力アーム１０８に結合されるフロートと１８０２を含み得る。いくつかの実施形態では、結合アーム１８０４は、１つ以上のジョイント等（例えば、ボールジョイント、ロッドエンドベアリング、ローズジョイント、ヘイムジョイント等）を介して、フロート１８０２が入力アーム１０８に対して回転することを可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、フロート１８０２の垂直移動が入力アーム１０８に伝達され得ることにより、入力アーム１０８はエネルギー変換装置１００に対して回転し得る。入力アーム１０８はマルチプライヤギア１１０に結合され得る。マルチプライヤギア１１０は入力ギア１０４と動作可能に係合し得る。例えば、マルチプライヤギア１１０の歯が入力ギア１０４の歯と係合し得ることにより、マルチプライヤギア１１０の回転は、マルチプライヤギア１１０の歯と入力ギア１０４の歯との係合によって入力ギア１０４に伝達され得る。
フロート１８０２は水体（例えば、大洋、海、湖、川等）の波と一緒に垂直に移動し得る。いくつかの実施形態では、波動は大量の力を生じさせ得る。いくつかの実施形態では、波動は、図１５に関して上記に説明した自動車サスペンションの移動と比較して比較的遅くフロート１８０２を移動させ得る。マルチプライヤギア１１０によって、より遅い波動運動により、入力シャフト１０６がより高速に回転することを可能にし得る。例えば、マルチプライヤギア１１０の直径が増加するにつれて、マルチプライヤギア１１０の歯の接線速度は増加し得る。接線速度は小型入力ギア１０４の歯に伝えられ得る。小型入力ギア１０４はマルチプライヤギア１１０よりも速い回転速度で回転し、マルチプライヤギア１１０の歯の同じ接線速度を維持し得る。
波が振動運動または波動運動でフロート１８０２を垂直に上下に移動させるとき、入力アーム１０８は、フロート１８０２の運動に応答して、第１の方向及び／または第２の方向にマルチプライヤギア１１０を回転させ得る。マルチプライヤギア１１０は、マルチプライヤギア１１０及び入力ギア１０４の歯を介して、回転運動を入力ギア１０４に伝達し得る。次に、入力ギア１０４は、入力シャフト１０６を介してエネルギー変換装置１００に回転運動を伝達し得る。上記に説明したように、次に、エネルギー変換装置１００は、発電機アセンブリ７００を介して、入力シャフト１０６の揺動回転を電力に変換し得る。
図１９、図２０、及び図２１は、本開示の１つ以上の実施形態による、波動運動利用デバイス１９００の図を示す。波動運動利用デバイス１９００は、フロート１９０２、レバーアーム１９０６、ベースシステム１９１４、複数の油圧アセンブリ１９０８、及び複数のエネルギー変換油圧アセンブリ１９０８を含み得る。レバーアーム１９０６がベースシステム１９１４に回転可能に結合され得、フロート１９０２に接続され得ることにより、波動により、フロート１９０２を浮き沈みさせ得、結果として、ベースシステム１９１４を中心にレバーアーム１９０６を回転させる。レバーアーム１９０６はエネルギー変換装置１９１２の入力シャフト１９１６と係合し得る。いくつかの実施形態では、レバーアーム１９０６は１つ以上の油圧アセンブリ１９０８と係合し得る。
いくつかの実施形態では、複数の油圧アセンブリ１９０８のそれぞれは、油圧ライン１９１８と、油圧ライン１９１８の各端に油圧操作式ピストン１９０４とを含み得る。一方のピストン１９０４及び油圧ライン１９１８の一端は、フロート１９０２に接続され得、別のピストン１９０４及び油圧ライン１９１８の別の端はベースシステム１９１４に接続され得、１つ以上のエネルギー変換装置１９１０の入力シャフト、入力ギア、マルチプライヤギア等と係合し得る。さらに、エネルギー変換装置１９１０は、図１～図１４に関し
て上記に説明した様式のいずれかによって動作し得る。
いくつかの実施形態では、複数の油圧アセンブリ１９０８は、レバーアーム１９０６を中心としてダイヤモンドパターンでフロート１９０２に接続され得る。動作時、波形によりフロート１９０２を傾斜させ得、ピストン１９０４に油圧油を油圧ライン１９１８の内部に押すこと及び引き込むことをさせ得る。油圧ライン１９１８の内部に油圧油を押すこと及び引き込むことにより、ベースシステム１９１４におけるピストン２００２に、１つ以上のエネルギー変換装置１９１０の入力アーム、入力ギア、及び／または入力シャフトを移動させ得る。
波動運動利用デバイス１９００は、レバーアーム１９０６を介して波の主垂直揺動を捕捉し、入力シャフト１９１６を介してレバーアーム１９０６に結合されるエネルギー変換装置１９１２によって、運動を電気エネルギーに変換し得る。さらに、波動運動利用デバイス１９００は、また、波の小さい揺動または波動を捕捉し、油圧アセンブリ１９０８によってレバーアーム１９０６に対してフロート１９０２を旋回させ、油圧ライン１９１８に結合されるエネルギー変換装置１９１０によって、運動を電気エネルギーに変換し得る。
波の主垂直揺動及び波の小さな揺動または波動の両方を捕捉することで、単一の波動運動利用デバイス１９００によって発生する電気エネルギーが増加し得る。波動運動利用デバイス１９００によって発生するエネルギーが増加すると、利用可能な再生可能エネルギーの量が増加し、他の形態のエネルギーへの依存が減り得る。さらに、波動運動利用デバイス１９００によって発生するエネルギーが増加すると、いずれかの所与のエリアで必要な波動運動利用デバイス１９００の数が減り得、波動運動利用デバイス１９００の環境影響が減り、波動運動利用デバイス１９００が波動運動利用デバイス１９００の周辺エリアの野生生物にもたらし得る影響が減る。
本開示の実施形態は以下の実施形態を含む。
実施形態１．エネルギー変換アセンブリであって、フレーム部材と、制御アームに結合される入力シャフトであって、前記制御アームは前記フレーム部材に対して移動するように構成される、前記入力シャフトと、第１の方向制限デバイスを介して前記入力シャフトに結合される第１の環状ギアであって、前記第１の方向制限デバイスは、第１の方向における前記第１の環状ギアの回転を可能にし、第２の方向における前記第１の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第１の環状ギアと、第２の方向制限デバイスを介して前記入力シャフトに結合される第２の環状ギアであって、前記第２の方向制限デバイスは、前記第２の方向における前記第２の環状ギアの回転を可能にし、前記第１の方向における前記第２の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第２の環状ギアと、前記第１の環状ギアと係合する第１の伝達ギアと、前記第２の環状ギアと係合する第２の伝達ギアと、前記第２の伝達ギアに動作可能に結合される変換ギアと、前記第１の伝達ギア及び前記変換ギアに結合される伝達シャフトと、を備える、前記エネルギー変換アセンブリ。
実施形態２．前記入力アームは車両のサスペンションアームである、実施形態１に記載のエネルギー変換アセンブリ。
実施形態３．前記エネルギー変換アセンブリは、発電することによって前記車両のサスペンションの揺動を減衰するように構成される、実施形態２に記載のエネルギー変換アセンブリ。
実施形態４．前記第１の方向制限デバイス及び前記第２の方向制限デバイスの少なくとも１つは一方向ベアリングを備える、実施形態１～３のいずれかに記載のエネルギー変換アセンブリ。
実施形態５．前記第１の環状ギアはプレート磁石を備える、実施形態１～４のいずれかに記載のエネルギー変換アセンブリ。
実施形態６．前記第２の環状ギアはアーマチャを備える、実施形態１～５のいずれかに記載のエネルギー変換アセンブリ。
実施形態７．前記プレート磁石は複数の永久磁石を備える、実施形態５または６のいずれかに記載のエネルギー変換アセンブリ。
実施形態８．前記複数の永久磁石は前記プレート磁石の中心軸を中心に半径方向に配置される、実施形態７に記載のエネルギー変換アセンブリ。
実施形態９．前記プレート磁石はさらに強磁性コアを備える、実施形態７または８のいずれかに記載のエネルギー変換アセンブリ。
実施形態１０．前記伝達シャフトと前記入力シャフトとの間の半径方向位置を調節するように構成される少なくとも１つの調節ブロックをさらに備える、実施形態１～９のいずれかに記載のエネルギー変換アセンブリ。
実施形態１１．潮流発電機であって、フロートと、前記フロートに動作可能に結合されるマルチプライヤギアと、前記マルチプライヤギアと動作可能に係合する入力ギアであって、前記入力ギアは入力シャフトに動作可能に結合される、前記入力ギアと、第１の一方向ベアリングを介して前記入力シャフトに結合される第１の環状ギアであって、前記第１の一方向ベアリングは、第１の方向における前記第１の環状ギアの回転を可能にし、第２の方向における前記第１の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第１の環状ギアと、第２の一方向ベアリングを介して前記入力シャフトに結合される第２の環状ギアであって、前記第２の一方向ベアリングは、前記第２の方向における前記第２の環状ギアの回転を可能にし、前記第１の方向における前記第２の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第２の環状ギアと、前記第１の環状ギアと係合する第１の伝達ギアと、前記第２の環状ギアと係合する第２の伝達ギアと、前記第２の伝達ギアに動作可能に結合される変換ギアと、前記第１の伝達ギア及び前記変換ギアに結合される伝達シャフトと、を備える、前記潮流発電機。
実施形態１２．前記第１の環状ギアは、前記第１の環状ギアと一緒に回転するように構成されるプレート磁石を備える、実施形態１１に記載の潮流発電機。
実施形態１３．前記第２の環状ギアは、前記第２の環状ギアと一緒に回転するように構成されるアーマチャを備える、実施形態１２に記載の潮流発電機。
実施形態１４．前記アーマチャは複数のコイルを備える、実施形態１３に記載の潮流発電機。
実施形態１５．前記複数のコイルは前記第２の環状ギアの中心軸を中心に半径方向に配置される、実施形態１４に記載の潮流発電機。
実施形態１６．前記複数のコイルは導体材料から形成される、実施形態１４または１５
のいずれかに記載の潮流発電機。
実施形態１７．前記複数のコイルは１つ以上の伝達リングに結合される、実施形態１４～１６のいずれかに記載の潮流発電機。
実施形態１８．前記１つ以上の伝達リングはブラシを介して外部構成要素に動力を提供するように構成される、実施形態１７に記載の潮流発電機。
実施形態１９．前記フロートと前記マルチプライヤギアとの間で動作可能に結合されるレバーアーム、前記フロートに結合される少なくとも１つの油圧アセンブリ、及び前記少なくとも１つの油圧アセンブリに結合される少なくとも１つのエネルギー変換装置をさらに含み、前記フロートは前記レバーアームに対して旋回するように構成され、前記少なくとも１つの油圧アセンブリは、前記レバーアームに対して旋回する前記フロートによって生じる運動を前記少なくとも１つのエネルギー変換装置に伝達するように構成され、前記少なくとも１つのエネルギー変換装置は前記運動を電気エネルギーに変換するように構成される、実施形態１１～１８のいずれかに記載の潮流発電機。
実施形態２０．発電機であって、入力シャフトに動作可能に結合される入力ギアと、前記入力ギアに動作可能に結合される揺動部材と、第１の一方向ベアリングを介して前記入力シャフトに結合される第１の環状ギアであって、前記第１の一方向ベアリングは、第１の方向における前記第１の環状ギアの回転を可能にし、第２の方向における前記第１の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第１の環状ギアと、前記第１の環状ギアに結合され、前記第１の環状ギアと一緒に回転するように構成される少なくとも１つの磁石と、第２の一方向ベアリングを介して前記入力シャフトに結合される第２の環状ギアであって、前記第２の一方向ベアリングは、前記第２の方向における前記第２の環状ギアの回転を可能にし、前記第１の方向における前記第２の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第２の環状ギアと、前記第２の環状ギアに結合され、前記第２の環状ギアと一緒に回転するように構成されるアーマチャと、前記第１の環状ギアと係合する第１の伝達ギアと、前記第２の環状ギアと係合する第２の伝達ギアと、前記第２の伝達ギアに動作可能に結合される変換ギアと、前記第１の伝達ギア及び前記変換ギアに結合される伝達シャフトと、を備える、前記発電機。
本開示の実施形態では、揺動運動を捕捉し、電気エネルギーに変換することが可能になり得る。揺動運動を捕捉することで、より多くのエネルギーが、潮流、波、風等の自然に発生する現象から発生することが可能になり得る。また、揺動運動を捕捉することで、自動車サスペンション、構造運動等の機械運動により運動エネルギーの損失が減り得る。揺動運動を捕捉することで、より多くのクリーンなエネルギー源を開発することを可能にし、ハイブリッド電気自動車等のオペレーティングシステムの効率性が増加し得る。
上記に説明した及び添付の図面に示される本開示の実施形態は本開示の範囲を限定せず、添付の特許請求の範囲及びその法的同等物の範囲に包含される。いずれかの同等の実施形態は本開示の範囲内にある。実際には、説明される要素の代替の有用な組み合わせ等の本明細書に示されるもの及び説明されるものに加えて、本開示の様々な修正は前述の説明から当業者には明らかとなるであろう。また、係る修正及び実施形態は、添付の特許請求の範囲及び同等物の範囲内に含まれる。

Claims (20)

  1. エネルギー変換アセンブリであって、
    フレーム部材と、
    前記フレーム部材に対して移動するように搭載される制御アームに結合される入力シャフトと、
    第１の方向制限デバイスを介して前記入力シャフトに結合される第１の環状ギアであって、前記第１の方向制限デバイスは、第１の方向における前記第１の環状ギアの回転を可能にし、第２の方向における前記第１の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第１の環状ギアと、
    第２の方向制限デバイスを介して前記入力シャフトに結合される第２の環状ギアであって、前記第２の方向制限デバイスは、前記第２の方向における前記第２の環状ギアの回転を可能にし、前記第１の方向における前記第２の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第２の環状ギアと、
    前記第１の環状ギアと係合する第１の伝達ギアと、
    前記第２の環状ギアと係合する第２の伝達ギアと、
    前記第２の伝達ギアに動作可能に結合される変換ギアと、
    前記第１の伝達ギア及び前記変換ギアに結合される伝達シャフトと、
    を備える、前記エネルギー変換アセンブリ。
  2. 前記制御アームは車両のサスペンションアームであり、前記フレーム部材は前記車両のフレーム部材である、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリ。
  3. 前記エネルギー変換アセンブリは、発電しながら前記車両のサスペンションの揺動を減衰するように構成される、請求項２に記載のエネルギー変換アセンブリ。
  4. 前記第１の方向制限デバイス及び前記第２の方向制限デバイスの少なくとも１つは一方向ベアリングを備える、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリ。
  5. 前記第１の環状ギアはプレート磁石を備える、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリ。
  6. 前記第２の環状ギアはアーマチャを備える、請求項５に記載のエネルギー変換アセンブリ。
  7. 前記プレート磁石は複数の永久磁石を備える、請求項５に記載のエネルギー変換アセンブリ。
  8. 前記複数の永久磁石は前記プレート磁石の中心軸を中心に半径方向に配置される、請求項７に記載のエネルギー変換アセンブリ。
  9. 前記プレート磁石はさらに強磁性コアを備える、請求項７に記載のエネルギー変換アセンブリ。
  10. 前記伝達シャフトと前記入力シャフトとの間の半径方向位置を調節するように構成される少なくとも１つの調節ブロックをさらに備える、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリ。
  11. 発電機であって、
    フロートと、
    前記フロートに動作可能に結合されるマルチプライヤギアと、
    前記マルチプライヤギアと動作可能に係合する入力ギアであって、前記入力ギアは入力シャフトに動作可能に結合される、前記入力ギアと、
    第１の一方向ベアリングを介して前記入力シャフトに結合される第１の環状ギアであって、前記第１の一方向ベアリングは、第１の方向における前記第１の環状ギアの回転を可能にし、第２の方向における前記第１の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第１の環状ギアと、
    第２の一方向ベアリングを介して前記入力シャフトに結合される第２の環状ギアであって、前記第２の一方向ベアリングは、前記第２の方向における前記第２の環状ギアの回転を可能にし、前記第１の方向における前記第２の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第２の環状ギアと、
    前記第１の環状ギアと係合する第１の伝達ギアと、
    前記第２の環状ギアと係合する第２の伝達ギアと、
    前記第２の伝達ギアに動作可能に結合される変換ギアと、
    前記第１の伝達ギア及び前記変換ギアに結合される伝達シャフトと、
    を備える、前記発電機。
  12. 前記第１の環状ギアはプレート磁石を備える、請求項１１に記載の発電機。
  13. 前記第２の環状ギアはアーマチャを備える、請求項１２に記載の発電機。
  14. 前記アーマチャは複数のコイルを備える、請求項１３に記載の発電機。
  15. 前記複数のコイルは前記第２の環状ギアの中心軸を中心に半径方向に配置される、請求項１４に記載の発電機。
  16. 前記複数のコイルは導体材料から形成される、請求項１４に記載の発電機。
  17. 前記複数のコイルは１つ以上の伝達リングに結合される、請求項１４に記載の発電機。
  18. 前記１つ以上の伝達リングはブラシを介して外部構成要素に動力を提供するように構成される、請求項１７に記載の発電機。
  19. 前記フロートと前記マルチプライヤギアとの間で動作可能に結合されるレバーアームと、
    前記フロートに結合される少なくとも１つの油圧アセンブリと、
    前記少なくとも１つの油圧アセンブリに結合される少なくとも１つのエネルギー変換装置と、をさらに備え、
    前記フロートは前記レバーアームに対して旋回するように構成され、前記少なくとも１つの油圧アセンブリは、前記レバーアームに対して旋回する前記フロートによって生じる運動を前記少なくとも１つのエネルギー変換装置に伝達するように構成され、前記少なくとも１つのエネルギー変換装置は前記運動を電気エネルギーに変換するように構成される、請求項１１に記載の発電機。
  20. 発電機であって、
    入力シャフトに動作可能に結合される入力ギアと、
    前記入力ギアに動作可能に結合される揺動部材と、
    第１の一方向ベアリングを介して前記入力シャフトに結合される第１の環状ギアであって、前記第１の一方向ベアリングは、第１の方向における前記第１の環状ギアの回転を可能にし、第２の方向における前記第１の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成さ
    れる、前記第１の環状ギアと、
    前記第１の環状ギアに固定される少なくとも１つの磁石と、
    第２の一方向ベアリングを介して前記入力シャフトに結合される第２の環状ギアであって、前記第２の一方向ベアリングは、前記第２の方向における前記第２の環状ギアの回転を可能にし、前記第１の方向における前記第２の環状ギアの回転を実質的に抑制するように構成される、前記第２の環状ギアと、
    前記第２の環状ギアに固定されるアーマチャと、
    前記第１の環状ギアと係合する第１の伝達ギアと、
    前記第２の環状ギアと係合する第２の伝達ギアと、
    前記第２の伝達ギアに動作可能に結合される変換ギアと、
    前記第１の伝達ギア及び前記変換ギアに結合される伝達シャフトと、
    を備える、前記発電機。
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