JP6741469B2 - バランスのとれた偏心ギア設計及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、概して電気モータに関する。より具体的には本開示の実施形態は、揺動板ギアインターフェースに関する。

電気モータは、電磁エネルギーから機械エネルギーを作り出す。交流電流（ＡＣ）モータは、一般的に、回転子及び静止した固定子を含む。静止した固定子は、回転磁場を製作する交流電流を運ぶ電線の巻線を常に有している。回転子は、固定子によって発生した回転磁場に応答する強磁性材料から作られるものもあり、固定子の磁場が回転する際に、回転子は、物理的に回転することになる。回転子を出力シャフトに接続することによって、ＡＣ電流の電磁エネルギーは、出力シャフトの回転機械エネルギーに変換される。

複数のギアは、ギア比を介して機械的利益を作り出すために使用することができる。第１のギアの単一の回転が、同一の時間内での第２のギアの１回の回転を結果的に上回る又は下回るようにギアを配置する多くの方法がある。ギア比は、これら２つの回転の比である。第２のギアが第１のギアよりも回転数が少ない場合、ギアの組み合わせは、ギア減速を提供すると言えよう。ある用途では、ギア比が非常に高いＡＣモータを有することが望ましく、ギア減速が可能な限り最も小さい容量で起こることになる。例えば、電流の多くの振動を出力シャフトの単一回転に変換するアクチュエータの制御は、非常に良好であろう。

これまで、揺動板機構は、少容量で高いギア比を有するモータ向けの有望なルートと見られていた。そのような揺動板駆動機構の例が、米国特許公報番号ＵＳ２０１４０２８５０７２及びＵＳ２０１５００１５１７４に開示されている。旧システムが、ＵＳ２２７５８２７及びＵＳ３２４９７７６に開示されている。

揺動板機構において、ギアの１つ、例えば、回転ギアは、他のギア、例えば、固定子ギア周囲を章動する。回転子ギア及び固定子ギア上のギア歯の数が１つ異なる場合、そのようなシステムは、固定子ギア上の歯の数と等しいギア比を有するだろう。

原理上は、揺動板駆動機構のギア比は、かなり高いこともありうる。２つのギアを使用するだけの理論上の揺動板駆動機構は、少量で非常に高い比を実現しうる。しかしながら、実際は、効率的かつ効果的な揺動板駆動システムは、含まれる力が機構の係合解除又は容認できないレベルの振動に頻繁につながるので、把握するのが困難であることが分かった。

これらの観点及び他の観点から、本明細書の開示が提示される。

改良された揺動板駆動システムが、様々な実施形態の中で開示される。これらの揺動板駆動システムは、中心軸、中心軸に垂直な上面、及び上面に配置された複数の固定子歯を有する固定子を含みうる。システムは、中心軸に対してゼロでない角度で配置された揺動軸、揺動軸に垂直な下揺動面、揺動軸に垂直な上揺動面を有する揺動板を更に含みうる。

複数の下揺動歯が下揺動面に配置され、複数の上揺動歯が上揺動面に配置されうる。システムは、中心軸と実質的に同軸に配置された出力軸、及び出力軸に垂直な下面を有する出力ギアを含みうる。複数の出力歯は、下面に配置されうる。揺動板は、固定子周囲を章動する際に回転するように構成されうる。

揺動板駆動機構を操作するための方法は、支点を中心に回転子を章動させることを含みうる。回転子は、複数の下回転子歯及び複数の上回転子歯を含みうる。方法は、回転子の第１の側面が、第１の場所で静止した固定子を押圧するように促すことを更に含みうる。固定子は、複数の固定子歯を含みうる。方法は、回転子の第２の側面が、第２の場所で出力板を押圧するように促すことを更に含みうる。第２の場所は、第１の場所及び出力板が複数の出力歯を含みうるように、回転子の反対側にありうる。方法は、回転子が支点を中心に章動する際に、下回転子歯を固定子歯と、かつ上回転子歯を出力歯と係合させることを含む。

章動している揺動板と使用するギアは、中心軸、中心軸に垂直な表面、内径、及び外径を含みうる。一組の歯は、内径と外径との間の表面に配置されうる。少なくとも１つの組の歯は、内径から外径に延びる第１の駆動面を有しうる。第１の駆動面は、円及び楕円の複合伸開線（ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｉｎｖｏｌｕｔｅ）によって画定されうる。少なくとも１つの組の歯は、内径と外径との間の表面に配置されうる。

本開示は、様々な装置及びその装置の使用方法を提供する。幾つかの実施形態では、デバイスは、固定子、揺動板／回転子、及び出力板／出力ギアを含みうる。幾つかの実施形態では、揺動板／回転子は、出力板／出力ギアが回転すると、固定子及び出力板／出力ギア周囲を章動しうる。幾つかの実施形態では、固定子、揺動板／回転子及び出力板／出力ギアの各々は、偏心力を限定するように設計された形状を有する一組の歯を含みうる。特徴、機能、及び利点は、本開示の様々な実施形態で個別に実現されうるか、又は、後述の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解可能である、更に別の実施形態において組み合わされうる。

揺動板駆動システムの実施形態の等角図の図式的表示である。 図１の駆動システムの等角分解図の図式的表示である。 複数の固定子歯を示す、図１の駆動システムの固定子ギアの等角図の図式的表示である。 図４の固定子ギアの幾つかの固定子歯を示す、図３の詳細図の図式的表示である。 固定子歯のサブセットを示す、図４の固定子ギアの上面図の図式的表示である。 水平の縮尺が湾曲を示すために強調されている、図５の平面６−６に沿った単一の固定子歯の断面図の図式的表示である。 水平及び鉛直な縮尺が同一である、図５の平面６−６に沿った単一の固定子歯の断面図の図式的表示である。 複数の下揺動歯及び複数の上揺動歯を示す、図１の駆動システムの揺動板の等角図の図式的表示である。 図７の揺動板の幾つかの上揺動歯及び下揺動歯を示す、図７の詳細図の図式的表示である。 単一の下揺動歯の上面図の図式的表示である。 水平の縮尺が湾曲を示すために強調されている、図９の平面１０−１０に沿った単一の下揺動歯の断面図の図式的表示である。 水平及び鉛直な縮尺が同一である、図９の平面１０−１０に沿った単一の下揺動歯の断面図の図式的表示である。 複数の出力歯を示し、出力ギアが図１と比較すると逆位置にある、図１の駆動システムの出力ギアの等角図の図式的表示である。 幾つかの出力歯を示す、図１１の詳細図の図式的表示である。 単一の出力歯の底平面図の図式的表示である。 水平の縮尺が湾曲を示すために強調されている、図１３の平面１４−１４に沿った単一の出力歯の断面図の図式的表示である。 水平及び鉛直な縮尺が同一である、図１３の平面１４−１４に沿った単一の固定子歯の断面図の図式的表示である。 揺動板の下がった位置を示す、図１のＡに沿った、図１の駆動システムの側平面図の図式的表示である。 下がった位置から駆動システム一周の４分の１である９０度の位置を示す、図１のＢに沿った、図１の駆動システムの側平面図の図式的表示である。 下がった位置から駆動システム一周の半分である１８０度の位置を示す、図１のＣに沿った、図１の駆動システムの側平面図の図式的表示である。 下がった位置から駆動システム一周の４分の３である２７０度の位置を示す、図１のＤに沿った、図１の駆動システムの側平面図の図式的表示である。 揺動板の下がった位置を示す、図１５の拡大図の図式的表示である。 固定子歯と下揺動歯との間が接触し、及び上揺動歯と出力歯との間が接触した、揺動板の９０度の位置を示す、図１６の拡大図の図式的表示である。 １８０度の位置を示す、図１７の拡大図の図式的表示である。 ２７０度の位置を示す、図１８の拡大図の図式的表示である。 揺動板駆動機構を操作するための方法を示すフローチャートの図式的表示である。

揺動板ギアインターフェースに関する装置及び方法の様々な実施形態が、以下に記載され、関連図面に示される。特別の定めのない限り、装置又は方法、及び／又はその様々な構成要素又はステップは、本明細書で説明され、例示され、及び／又は本明細書に組み込まれた、構造体、構成要素、機能、及び／又は変形例のうちの少なくとも１つを包含しうるが、それらを包含することが必要なわけではない。更に、装置、及び方法に関連して本明細書で説明され、例示され、及び／又は組み込まれた、構造、構成要素、機能、及び／又は変形例は、他の類似の装置、又は方法に含まれうるが、それらに含まれることが必要なわけではない。様々な実施形態の下記の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、その応用又は用途を限定することを意図するものではない。加えて、実施形態によって提供される利点は、後述のように、本質的に例示であり、全ての実施形態が同じ利点又は同一程度の利点を提供するわけではない。

図１は、１０において一般的に示される揺動板駆動システムの例示的実施形態の等角図である。図２は、揺動板駆動システム１０の分解等角図である。揺動板駆動システム１０は、固定子又は固定ギア１２、揺動板若しくは揺動ギア又は回転子１４、及び出力プレート又は出力ギア１６を含みうる。図２を参照すると、固定子は、中心軸１８、中心軸に実質的に垂直な上面２０、及び上面に配置された複数の固定子歯２２を有しうる。

揺動板１４は、中心軸に対してゼロでない揺動角度で配置された揺動軸２４を有しうる。揺動板１４は、揺動軸に実質的に垂直な下揺動面２６、及び揺動軸に実質的に垂直でありかつ下揺動面と反対にある上揺動面２８を有しうる。複数の下揺動歯３０が下揺動面に配置され、複数の上揺動歯３２が上揺動面に配置されうる。

出力ギア１６は、中心軸１８と実質的に同軸に配置された出力軸３４、及び出力軸と実質的に垂直な下面３６を有しうる。複数の出力歯３８は、下面３６に配置されうる。

揺動板１４は、固定子１２周囲を章動するように構成されうる。要するに、揺動軸２４は、２つの軸の間の角度Ａ１が比較的一定になるように、固定子の中心軸１８周囲ですりこぎ運動を実行しうる。揺動板が章動すると、下揺動板２６の最下点の第１の場所は、固定子周囲で円形に移動し、上揺動面２８の最高点の第２の場所は、出力ギア周囲で円形に移動しうる。揺動板は、固定子周囲を章動する際に回転するように構成されうる。

図３は、固定子１２の等角図である。固定子１２は、内径Ｄ１及び外径Ｄ２を有しうる。固定子１２は、図３に示されたように環状のものであってもよく、中空でない円盤状のものであってもよい。中心軸１８と内径Ｄ１との間に、固定子１２は、任意の適した構造を有しうる。固定子１２は、内径と外径との間に配置されたピッチ円Ｐ１を有しうる。ピッチ円Ｐ１は、内径と外径地の間の中間にありうる。

複数の固定子歯２２は、内径Ｄ１と外径Ｄ２との間の上面２０に配置されうる。複数の固定子歯の数は、任意の適切な数でありうる。図３に図示された例示的実施形態では、１８０個の固定子歯が存在する。固定子１２は、どのようなデバイスが揺動板駆動システム１０を使用している状況でも静止状態でありうる。

図４は、上面２０に配置された幾つかの固定子歯２２を示す、固定子１２の詳細図である。各固定子歯２２は、第１の駆動面４０を含みうる（図３も参照）。第１の駆動面４０は、内径Ｄ１から外径Ｄ２まで延びうる。第１の駆動面４０は、複数の平面から成る平面であってもよく、湾曲を含む一又は複数の表面から成るとしてもよい。

第１の駆動面から固定子歯２２の反対側には、第２の駆動面４２がありうる。第２の駆動面４２は、内径Ｄ１から外径Ｄ２まで延びうる。第２の駆動面４２は、複数の平面から成る平面であってもよく、湾曲を含む一又は複数の表面から成るとしてもよい。

各固定子歯２２は、第１の駆動面４０から第２の駆動面４２まで延びる上固定子歯面４４を有しうる。上固定子歯面４４は、中心軸１８に平行な方向に沿って測定すると、固定子１２の上固定子歯面４４と上表面２０との間の距離として、歯高Ｈ１を画定しうる（図６Ａも参照）。

歯高Ｈ１は、内径Ｄ１と外径Ｄ２との間で最大値を有しうる。歯高は、ピッチ円Ｐ１で最大値を有しうる。歯高Ｈ１は、内径Ｄ１又は外径Ｄ２の１つで、最小値を有しうる。歯高は、内径Ｄ１及び外径Ｄ２の１つ又は両方で０となりうる。歯高Ｈ１が、内径と外径との間で変化しうるが、内径と外径との間で最大値を、かつ内径又は外径のどちらかで最小値をなおも有しうる多くの可能な方法が存在する。図４に示される例示的実施形態では、上固定子歯面４４は、半円形によって画定される。上固定子歯面４４を画定しうる他の形状は、楕円形、三角形、放物線、又は任意の他の適切な湾曲、湾曲の組み合わせ、直線の組み合わせ、若しくは湾曲及び直線の組み合わせを含むが、これらに限定されない。

図５は、固定子歯２２のサブセットを示す、固定子１２の上面図である。各固定子歯は、上面２０に実質的に長方形の設置面を形成しうる。要するに、第１の駆動面４０の上面２０との連結によって作られた第１の線４６は、第２の駆動面４２の上面２０との連結によって作られた第２の線４８に平行でありうる。第１の線４６と第２の線４８との双方が、中心軸１８から延びる放射状の線５０に平行でありうる（図３を参照）。各固定子歯は、第１の駆動面４０と第２の駆動面４２との間で測定された直線距離である、厚さＴ１を有しうる。各固定子歯２２の厚さＴ１は、内径Ｄ１及び外径Ｄ２で実質的に同一の値を有しうる。

一対の隣接した固定子歯は、一対の隣接した固定子歯の各歯２２における同一の場所の間の分離角として歯ピッチＡ２を画定しうる。例えば、歯ピッチＡ２は、第２の線４８が歯２２で内径Ｄ１と交差するところから、隣接した歯における同一の交点までで測定された分離角でありうる。各歯設置面は、内径Ｄ１の半分で分割された厚さＴ１によって与えられた角度幅Ａ３を有しうる。歯設置面の角度幅Ａ３は、歯ピッチＡ２の半分未満でありうる。

図６Ａ及び図６Ｂは、例示的単一回転子歯２２の、図５の平面６−６に沿った断面図である。図６Ａの水平な縮尺は、歯の側面の湾曲を示すために強調されているが、その一方で図６Ｂの水平及び鉛直な縮尺は、実質的に同一である。

図６Ａ及び図６Ｂに示される例示的実施形態では、第１及び第２の駆動面４０及び４２は、円及び楕円の複合伸開線によって画定されうる。即ち、図６Ａに示された第２の駆動面４２の湾曲は、以下の方程式によって定義されうる：

ここでＡは、ピッチ円Ｐ１の半径及び揺動角度Ａ１に比例しうる定数であり、

は、０から

ラジアンまでの値をとり得、Ｄは、１未満の正定数でありうる。Ｄは、０．６５の値を有しうる。第１の駆動面４０の湾曲は、図６Ａの図に鉛直であり、かつ図６Ａの平面に垂直である平面に反映された、第２の駆動面４２の湾曲の鏡像でありうる。

図５を参照すると、歯厚Ｔ１は、第１の面厚Ｔ２、第２の面厚Ｔ３、及び上固定子歯面厚Ｔ４の３つの部分に分割されうる。第１の面厚Ｔ２は、第１の駆動面４０の底面の設置面の部分の直線的幅でありうる。第２の面厚Ｔ３は、第２の駆動面４２の底面の設置面の部分の直線的幅でありうる。厚さＴ２及びＴ３は、同一でありうる。上固定子歯面厚Ｔ４は、上固定子歯面４４の底面の設置面の部分の直線的幅でありうる。

図７は、揺動板又は回転子１４の等角図である。揺動板１４は、図７に示されたように環状のものであってもよく、中空でない円盤状のものであってもよい。揺動板１４は、複数の上揺動歯３２及び複数の下揺動歯３０内部の任意の適した構造を有しうる。揺動板１４は、揺動軸２４（図２を参照）に近接した支点（図示されず）に動作可能に連結されうる。支点は、どのようなデバイスが揺動板駆動システム１０を収容する状況でも静止状態でありうる。揺動板１４は、固定子１２（図２を参照）周囲を章動するように構成されうる。

上下の揺動歯（３２、３０）は、揺動内径Ｄ３と揺動外径Ｄ４との間の上下の揺動面（２８、２６）に配置されうる。下揺動歯３０の数は、任意の適切な数でありうる。図７に図示された例示的実施形態では、１８１個の下揺動歯３０が存在する。下揺動歯３０の数は、固定子歯２２（図２を参照）の数より１つ多くても１つ少なくてもよい。下揺動歯３０の数は、１及び０を含む任意の数によって固定子歯２２（図２を参照）の数と異なってもよい。

上揺動歯３２の数は、任意の適切な数でありうる。図７に図示された例示的実施形態では、１８２個の上揺動歯３２が存在する。上揺動歯３２の数は、０、１、又は２以上を含む任意の数だけ下揺動歯３０の数と異なってもよい。存在する上揺動歯３２は、下揺動歯３０より多くても少なくてもよい。

図８は、下揺動面２６に配置された幾つかの下揺動歯３０、及び上揺動面２８に配置された幾つかの上揺動歯３２を示す、揺動板１４の詳細図である。各下揺動歯３０は、揺動内径Ｄ３から揺動外径Ｄ４まで延びる第１の被駆動面５２を有しうる（図７を参照）。第１の被駆動面５２は、複数の平面から成る平面であってもよく、湾曲を含む一又は複数の表面から成るとしてもよい。第１の被駆動面５２は、揺動板１４が第１の章動方向に固定子１２周囲を章動する際に（図２を参照）、固定子歯２２の第１の駆動面４０と係合するように構成されうる（図４を参照）。

各下揺動歯３０は、第１の被駆動面５２と対向する第２の被駆動面５４を有しうる。第２の被駆動面５４は、図７でよりはっきりと見られうる。第２の被駆動面５４は、揺動内径Ｄ３から揺動外径Ｄ４まで延びうる。第２の被駆動面５４は、複数の平面から成る平面であってもよく、湾曲を含む一又は複数の表面から成るとしてもよい。第２の被駆動面５４は、揺動板１４が第２の章動方向に章動する際に、固定子歯２２の第２の駆動面４２と係合するように構成されうる（図４を参照）。

各下揺動歯３０は、第１の被駆動面５２から第２の被駆動面５４まで延びる下揺動歯面５６を有しうる。下揺動歯面５６は、揺動軸２４（図２を参照）に平行な方向に沿って測定すると、揺動板１４の下揺動歯面５６と下揺動面２６との間の距離として、歯たけＨ２を画定しうる。歯たけＨ２はまた、図１０Ａにも見られうる。

歯たけＨ２は、揺動内径Ｄ３と揺動外径Ｄ４との間で最大値、即ち、下揺動面２６から最も遠くに移動した場合の値を有しうる。歯たけＨ２は、揺動内径Ｄ３又は揺動外径Ｄ４の１つで最小値、即ち、下揺動面２６に最も接近した場合の値を有しうる。下揺動歯面５６は、半円、楕円、三角形、放物線、又は湾曲及び直線の任意の他の組み合わせによって画定された経路を含むがこれらに限定されない経路に沿って、揺動内径Ｄ３から揺動外径Ｄ４まで任意の適切な方法で変化しうる。

各上揺動歯３２は、揺動内径Ｄ３から揺動外径Ｄ４まで延びる第３の駆動面５８を有しうる。第３の駆動面５８は、図７でよりはっきりと見られうる。第３の駆動面５８は、複数の平面から成る平面であってもよく、湾曲を含む一又は複数の表面から成るとしてもよい。

各上揺動歯３２は、揺動内径Ｄ３から揺動外径Ｄ４まで延びる第３の駆動面５８に対向する第４の駆動面６０を含みうる。第４の駆動面６０は、複数の平面から成る平面であってもよく、湾曲を含む一又は複数の表面から成るとしてもよい。

各上揺動歯３２は、第３の駆動面５８から第４の駆動面６０まで延びる上揺動歯面６２を有しうる。上揺動歯面６２は、揺動軸２４（図２を参照）に平行な方向に沿って測定すると、揺動板１４の上揺動歯面６２と上揺動面２８との間の距離として、歯高Ｈ３を画定しうる。

歯高Ｈ３は、揺動内径Ｄ３と揺動外径Ｄ４との間で最大値を有しうる。歯高Ｈ３は、揺動内径Ｄ３又は揺動外径Ｄ４の１つで最小値を有しうる。上揺動歯面６２は、半円、楕円、三角形、放物線、又は湾曲及び直線の任意の他の組み合わせによって画定された経路を含むがこれらに限定されない経路に沿って、揺動内径Ｄ３から揺動外径Ｄ４まで任意の適切な方法で変化しうる。

図９は、単一の下揺動歯３０の上面図である。下揺動歯３０は、図５を参照して記載されたように、固定子歯２２が長方形の設置面を有しうるのと同様の方法で、下揺動面２６に長方形の設置面を有しうる（図７及び図８を参照）。下揺動歯３０の直線的厚さＴ５は、揺動内径Ｄ３と揺動外径Ｄ４とで（図７を参照）同一の値を有しうる。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、図９の１０−１０に沿った例示的な下揺動歯３０の断面図である。図６Ａ及び図６Ｂと同様に、図１０Ａの水平寸法は、第１の被駆動面５２及び第２の被駆動面５４の湾曲を示すために強調されている。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示される例示的実施形態では、第１及び第２の被駆動面５２及び５４は、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明されたように、円及び楕円の複合伸開線によって画定されうる。要するに、図１０Ａに示された第１の被駆動面５２の湾曲は、図６Ａの第１の駆動面４０の湾曲と一致しうる。第１の被駆動面５２は、第１の駆動面４０に補完的でありうる。第１の被駆動面５２及び第１の駆動面４０は、第１の駆動面４０の特定の湾曲形状に関わらず、補完的であり得る。

図１０Ａに示された第２の被駆動面５４の湾曲は、図６Ａの第２の駆動面４２の湾曲と一致しうる。要するに、第２の被駆動面５４は、第２の駆動面４２に補完的でありうる。第２の被駆動面５４及び第２の駆動面４２は、第２の駆動面の特定の湾曲形状に関わらず、補完的であり得る。

下揺動歯３０の厚さＴ５（図９を参照）は、第１の被駆動面厚Ｔ６、第２の被駆動面厚Ｔ７、及び下揺動歯面厚Ｔ８を含む３つの部分に分割されうる。第１の被駆動面厚Ｔ６は、第１の被駆動面５２の底面の設置面の部分の直線的幅でありうる。第２の被駆動面厚Ｔ７は、第２の被駆動面５４の底面の設置面の部分の直線的幅でありうる。厚さＴ６及びＴ７は、同一でありうる。下揺動歯面厚Ｔ８は、下揺動歯面５６の底面の設置面の部分の直線的幅でありうる。第１の被駆動面厚Ｔ６は、第１の面厚Ｔ２と同一でありうる（図６Ａを参照）。第２の被駆動面厚Ｔ７は、第２の面厚Ｔ３と同一でありうる（図６Ａを参照）。

再び図７及び図８を参照すると、複数の上揺動歯３２は、複数の下揺動歯３０と実質的に同一の形状を有しうる。即ち、上揺動歯３２の各々は、下揺動面２６の下揺動歯３０に関して図９に示されるように、上揺動面２８に長方形の設置面を有しうる。上揺動歯３２の断面形状は、揺動板１４それ自体によって画定された平面全域で、図１０Ａ及び図１０Ｂの下揺動歯３０の断面形状の鏡映でありうる。要するに、下揺動歯３０が下揺動面２６から固定子１２の方に下に向かって延び（図２を参照）、かつ上揺動歯３２が上揺動面２８から出力ギア１６の方に上に向かって延びた（図２を参照）状態で、上揺動歯３２及び下揺動歯３０は、同一の断面を有しうる。

上揺動歯３２の各々は、図６Ａ及び図６Ｂを参照して検討されたように、円及び楕円の複合伸開線によって画定される少なくとも１つの面を有しうる。上揺動歯３２の第３及び第４の駆動面５８及び６０は、円及び楕円の複合伸開線によって画定されうる。

上揺動歯３２及び下揺動歯３０の数が異なる場合、上揺動歯３２の厚さは、下揺動歯３０の厚さと異なってもよい。例えば、１８１個の下揺動歯３０及び１８２個の上揺動歯３２がある場合、結果として、上揺動歯３２は、１８１／１８２の因数だけ下揺動歯３０より薄くなりうる。

図１１は、出力ギア１６の等角図である。明確にするため、図１１の出力ギア１６は、図１及び図２の配向に対して「上下逆に」表示される。出力ギア１６は、出力内径Ｄ５及び出力外径Ｄ６を有しうる。出力軸３４と出力内径Ｄ５との間で、出力ギア１６が、任意の適した構造を有しうる。

複数の固定子歯３８は、出力内径Ｄ５と出力外径Ｄ６との間の下面３６に配置されうる。複数の出力歯の数は、任意の適切な数でありうる。図１１に図示された例示的実施形態には、１８１個の出力歯がある。出力ギア１６は、どのようなデバイスが揺動板駆動システム１０を使用している状況でも出力軸３４周囲を自由に回転しうる。出力ギア１６は、出力シャフト又は出力アームに連結され得る。

図１２は、下面３６に配置された幾つかの出力歯３８を示す、出力ギア１６の詳細図である。各出力歯３８は、第３の被駆動面６４を含みうる。第３の被駆動面６４は、図１１でよりはっきりと見られうる。第３の被駆動面６４は、出力内径Ｄ５から出力外径Ｄ６まで延びうる。第３の被駆動面６４は、複数の平面から成る平面であってもよく、湾曲を含む一又は複数の表面から成るとしてもよい。第３の被駆動面６４は、揺動板１４（図７及び図８を参照）が第１の章動方向に出力ギア１６周囲を章動する際に、上揺動歯３２の第３の駆動面５８と係合するように構成されうる。

第３の被駆動面６４から出力歯３８の反対側には、第４の被駆動面６６がありうる。第４の被駆動面６６は、出力内径Ｄ５から出力外径Ｄ６まで延びうる。第４の被駆動面６６は、複数の平面から成る平面であってもよく、湾曲を含む一又は複数の表面から成るとしてもよい。第４の被駆動面６６は、揺動板１４（図７及び図８を参照）が第２の章動方向に出力ギア１６周囲を章動する際に、上揺動歯３２の第４の駆動面６０（図８を参照）と係合するように構成されうる。

各出力歯３８は、第３の被駆動面６４から第４の被駆動面６６まで延びる下出力歯面６８を有しうる。下出力歯面６８は、出力軸３４（図１１を参照）に平行な方向に沿って測定すると、下出力歯面６８と下面３６との間の距離として、歯たけＨ４を画定しうる。

出力歯たけＨ４は、出力内径Ｄ５と出力外径Ｄ６との間で最大値、即ち、下出力歯面６８が下面３６からより遠い場合の値を有しうる。出力歯たけＨ４は、出力内径Ｄ５又は出力外径Ｄ６の１つで最小値、即ち、下出力歯面６８が下面３６に最も接近しうる場合の値を有しうる。下出力歯面６８は、半円、楕円、三角形、放物線、又は湾曲及び直線の任意の他の組み合わせによって画定された経路を含むがこれらに限定されない経路に沿って、出力内径Ｄ５から出力外径Ｄ６まで任意の適切な方法で変化しうる。

図１３は、単一の出力歯３８の底面図である。出力歯３８は、図５を参照して記載されたように、固定子歯２２が長方形の設置面を有しうるのと同様の方法で、下面３６に長方形の設置面を有しうる（図１１及び図１２を参照）。出力歯３８の直線的厚さＴ９は、出力内径Ｄ５と出力外径Ｄ６とで（図１１を参照）同一の値を有しうる。

図１４Ａ及び図１４Ｂは、図１３の１４−１４に沿った、出力歯３８が図１及び図２に表示されるように下を向いている、例示的出力歯３８の断面図である。図６Ａ及び図６Ｂと同様に、図１４Ａの水平寸法は、第３の被駆動面６４及び第２の被駆動面６６の湾曲を示すために強調されている。

図１４Ａ及び図１４Ｂに示される例示的実施形態では、第３及び第４の被駆動面６４及び６６は、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明されたように、円及び楕円の複合伸開線によって画定されうる。要するに、図１４Ａに示された第３の被駆動面６４の湾曲は、第３の駆動面５８（図７及び図８を参照）の湾曲と一致しうる。第３の被駆動面６４は、第３の駆動面５８に補完的でありうる。第３の被駆動面６４及び第３の駆動面５８は、第３の駆動面５８の特定の湾曲形状に関わらず、補完的であり得る。

図１４Ａに示された第４の被駆動面６６の湾曲は、第４の駆動面６０（図８を参照）の湾曲と一致しうる。要するに、第４の被駆動面６６は、第４の駆動面６０に補完的でありうる。第４の被駆動面６６及び第４の駆動面６０は、第４の駆動面６０の特定の湾曲形状に関わらず、補完的であり得る。

出力歯３８の厚さＴ９（図１３を参照）は、第３の被駆動面厚Ｔ１０、第４の被駆動面厚Ｔ１１、及び下出力歯面厚Ｔ１２を含む３つの部分に分割されうる。第３の被駆動面厚Ｔ１０は、第３の被駆動面６４の底面の設置面の部分の直線的幅でありうる。第４の被駆動面厚Ｔ１１は、第４の被駆動面６６の底面の設置面の部分の直線的幅でありうる。厚さＴ１０及びＴ１１は、同一でありうる。下出力歯面厚Ｔ１２は、下出力歯面６８の底面の設置面の部分の直線的幅でありうる。第３の被駆動面厚Ｔ１０は、第３の駆動面５８（図７及び図８を参照）厚と同一でありうる。第４の被駆動面厚Ｔ１１は、第４の駆動面６０（図８を参照）厚と同一でありうる。

図１５は、図１のＡに沿った、揺動板駆動システム１０の側平面図である。揺動板１４は、揺動板１４が固定子１２に最も接近した場合の下がった位置７０を有しうる。揺動板駆動システム１０は、揺動板１４が、矢印７２によって示される第１の章動方向に、固定子１２及び出力ギア１６周囲を章動するように構成されうる。

揺動板１４が第１の章動方向に章動すると、下がった位置７０は、方向７２、即ち、図１５の右側に移動しうる。揺動板駆動システム１０は、揺動板１４が、矢印７４によって示される第２の章動方向に、固定子１２及び出力ギア１６周囲を章動しうるように構成されうる。揺動板１４が第２の章動方向に章動すると、揺動板１４の下がった位置７０は、方向７４に移動しうる。

図１６は、図１のＢに沿った、揺動板駆動システム１０の側平面図である。揺動板１４は、第１の章動方向７２に下がった位置７０（図１５を参照）から９０度離れている位置７６を有しうる。要するに、９０度の位置７６は、下がった位置７０から矢印７２によって示された方向に揺動板１４一周の４分の１でありうる。

揺動板１４が第１の章動方向に章動すると、９０度の位置７６は、方向７２に移動しうる。下がった位置７０（図１５を参照）と９０度の位置７６との間で、複数の下揺動歯３０のサブセットは、複数の固定子歯２２のサブセットと接触しうる。この接触は、以下に記載される図１９及び図２０でよりはっきりと見られうる。下がった位置７０と９０度の位置７６との間には、任意の出力歯３８と接触する上揺動歯３２は存在し得ない（図１９及び図２０を参照）。

図１７は、図１のＣに沿った、揺動板駆動システム１０の側平面図である。揺動板１４は、第１の章動方向７２に下がった位置７０（図１５を参照）から１８０度離れている位置７８を有しうる。要するに、１８０度の位置７８は、下がった位置７０から揺動板１４の反対側にありうる。

揺動板１４が第１の章動方向に章動すると、１８０度の位置７８は、方向７２に移動しうる。９０度の位置７６（図１６を参照）と１８０度の位置７８との間で、複数の上揺動歯３２のサブセットは、複数の出力歯３８のサブセットと接触しうる。この接触は、以下に記載される図２０及び図２１でよりはっきりと見られうる。９０度の位置７６と１８０度の位置７８との間では、複数の下揺動歯３０と複数の固定子歯２２との間に実質的に接触は存在し得ない（図２０及び図２１を参照）。

図１８は、図１のＤに沿った、揺動板駆動システム１０の側平面図である。揺動板１４は、第１の章動方向７２に下がった位置７０（図１５を参照）から２７０度離れている位置８０を有しうる。要するに、２７０度の位置７８は、９０度の位置７６（図１６を参照）から揺動板１４の反対側にありうる。

揺動板１４が第１の章動方向に章動すると、２７０度の位置８０は、方向７２に移動しうる。１８０度の位置７８（図１７を参照）と２７０度の位置８０との間では、下揺動歯３０と固定子歯２２との間に実質的に接触は存在し得ない（図２１及び図２２を参照）。１８０度の位置７８と２７０度の位置８０との間では、上揺動歯３２と出力歯３８との間に実質的に接触は存在し得ない（図２１及び図２２を参照）。

２７０度の位置８０と下がった位置７０（図１５を参照）との間では、下揺動歯３０と固定子歯２２との間に実質的に接触は存在し得ない（図２２を参照）。２７０度の位置８０と下がった位置７０との間では、上揺動歯３２と出力歯３８との間に実質的に接触は存在し得ない（図２２を参照）。

図１９は、揺動板１４の下がった位置７０を示す、図１５の拡大図である。図１６を参照して説明されたように、固定子歯２２のサブセットは、下がった位置７０と９０度の位置７６との間で、下揺動歯３０のサブセットと接触又は係合しうる（図１９を参照）が、この場合、９０度の位置７６は、下がった位置７０から離れた方向７２にある。固定子歯２２と下揺動歯３０との間の接触は、固定子歯２２の第１の駆動面４０と下揺動歯３０の第１の被駆動面５２との間にありうる。

図２０は、揺動板１４の９０度の位置７６を示す、図１６の拡大図である。揺動板が第１の章動方向７２に章動する際に、下揺動歯３０のサブセットは、９０度の位置７６と下がった位置７０との間で、固定子歯２２のサブセットと接触しうる（図１９を参照）。例えば、図２０の下揺動歯３０ａは、揺動板１４の章動中に固定子歯２２ａと接触しうる。この接触は、まず、下揺動歯３０ａが９０度の位置７６に最接近すると起こり、下揺動歯３０ａが下がった位置７０に最接近すると停止しうる（図１９を参照）。下揺動歯３０ａと固定子歯２２ａとの間の第１の接触は、９０度の位置７６と下がった位置７０との間の任意の位置で起こり（図１９を参照）、下がった位置７０と第１の接触点との間の任意の位置で停止しうる。

揺動歯が方向７２に章動すると、下揺動歯３０ａは、固定子歯２２ａと滑り接触しうる。下揺動歯３０ａの第１の被駆動面５２ａは、固定子歯２２ａの第１の駆動面４０ａを滑落しうる。揺動板が第１の章動方向７２に章動すると、複数の固定歯２２の第１の駆動面４０によって複数の下揺動歯３０の第１の被駆動面５２に与えられた接触力は、実質的に方向矢印７２に沿った方向を示しうる。これらの力は、揺動板１４を固定子１２に対して方向８２に回転させうる。

第１の章動方向７２は、図３に示されたピッチ円Ｐ１に接する方向と見なされうる。したがって、複数の固定歯２２の第１の駆動面４０によって複数の下揺動歯３０の第１の被駆動面５２に与えられた接触力は、ピッチ円Ｐ１に接する方向に実質的に平行な方向を示しうる。接触力の方向は、下揺動歯３０と固定子歯２２のそれぞれの形状の結果でありうる。

接触力が代わりにピッチ円Ｐ１に接する以外の方向を指す場合、これらの非接線力は、揺動板駆動システム１０の中で偏心運動を引き起こす可能性があるだろう。例えば、非接線接触力が固定子から揺動板に向かう方向を指す場合、そのような力は、下揺動歯３０と固定子歯２２との間で係合解除を引き起こす可能性があるだろう。別の例では、非接線接触力が中心軸１８（図２を参照）から離れて又は中心軸１８に向かって径方向を指す場合、そのような力は、好ましくない振動につながりうる回転子１４の非円形運動又は偏心運動を引き起こす可能性があるだろう。

図２０に示される例示的実施形態では、固定子１２は、１８０個の固定子歯を有し、揺動板１４は、１８１個の下揺動歯３０及び１８２個の上揺動歯３２を有し、出力板１６は、１８１個の出力歯を有する。しかしながら、任意の適切な数を様々な複数の歯の数に選ぶことができる。

章動中に、下揺動歯３０ａは、固定子歯２２ａと接触し、下揺動歯３０ｂは、固定子歯２２ｂなどと接触しうる。更に、上揺動歯３２ａは、出力歯３８ａと接触し、上揺動歯３２ｂは、出力歯３８ｂなどと接触しうる。下揺動歯が固定子歯より１つ多い場合、次に章動すると、下揺動歯３０ａは、固定子歯２２ｂなどと係合しうる。要するに、１回の章動後に、下揺動歯３０ａは、下揺動歯３０ｂの現在の場所にありうる。１回の章動中に、揺動板１４は、およそ１．９９度、即ち、３６０度を１８１個の歯で割った分だけ、第１の章動方向７２に前進しうる。

その同一の章動中に、揺動板１４並びに関連する上揺動歯３２及び下揺動歯３０が剛性物体を形成するので、上揺動歯３２は、下揺動歯３０と同一の角度量だけ、即ち、およそ１．９９度だけ、方向７２に前進しうる。しかしながら、隣接する上揺動歯３２、例えば、上揺動歯３２ａと３２ｂとの間の分離角は、およそ１．９８度、即ち、３６０度を１８２個の歯で割った分でありうる。ゆえに、１回の章動後に、上揺動歯３２ａは、上揺動歯３２ｂの現在の場所より０．０１度右に遠いことがありうる。要するに、上揺動歯３２ｂは、現在、上揺動歯３２ａから１．９８度離れているが、１回の章動後、上揺動歯３２ａは、１．９９度だけ方向７２に前進することもありうる。

上揺動歯３２ｂは、図２０に示された章動中に出力歯３８ｂと接触して図示されている。１８２個の上揺動歯及び１８１個の出力歯がある場合、次の章動中に、上揺動歯３２ａは、出力歯３８ｂと接触しうる。要するに、出力ギア１６は、揺動板１４に対して方向８４に移動しうる。

図２０に示された章動中に、出力歯３８ｂは、上揺動歯３２ｂと接触している。次の章動中に、出力歯３８ｂは、上揺動歯３２ａと接触し、上揺動歯３２ｂの現在の場所より０．０１度右に遠いことがありうる。要するに、揺動板１４の１回の完全な章動中に、出力歯３８ｂ、更には出力板１６自体が、方向７２に沿って０．０１度前進しうる。

ギア比は、１回の完全な章動中に、３６０度を出力ギア１６の角変位で割ることによって計算されうる。図２０に示された例示的実施形態について、このギア比は、上揺動歯３２の数と下揺動歯３０の数の積と見ることができる。上揺動歯及び下揺動歯の数がそれぞれ１８２及び１８１であるとき、ギア比は、およそ３３，０００であろう。言い換えれば、出力ギア１６の１つの完全な回転を生成するのに、揺動板１４のおよそ３３，０００の章動が必要となりうる。

図２１は、揺動板１４の１８０度の位置７８を示す、図１７の拡大図である。図１７を参照して説明されたように、上揺動歯３２のサブセットは、９０度の位置７６（図２０を参照）と１８０度の位置７８との間で、出力歯３８のサブセットと接触又は係合しうる。揺動板１４が章動すると、出力歯３８と上揺動歯３２との間の接触が、滑り接触となりうる。上揺動歯３２と出力歯３８との間の接触は、上揺動歯３２の第３の駆動面５８と出力歯３８の第３の被駆動面６４との間でありうる。

揺動板１４の章動中に、上揺動歯３２が１８０度の位置７８に最接近すると、上揺動歯３２と出力歯３８との間の第１の接触が起こりうる。この接触は、上揺動歯３２が９０度の位置７６に最接近する（図２０を参照）と、停止しうる。上揺動歯３２と出力歯３８との間の第１の接触は、１８０度の位置７８と９０度の位置７６との間の任意の場所でありうる。上揺動歯３２と出力歯３８との間の最後の接触は、第１の接触場所と９０度の位置７６との間の何れかの場所でありうる。

図２２は、揺動板１４の２７０度の位置８０を示す、図１８の拡大図である。２７０度の位置８０では、揺動板１４が第１の章動方向７２に章動すると、上揺動歯３２と出力歯３８との間にも、下揺動歯３０と固定子歯２２との間にも、実質的に接触が存在しえない。方向７２に沿って１８０度の位置７８（図２１を参照）と下がった位置７０（図１９を参照）との間の何れかの場所での任意の歯と歯との間には、実質的に接触が存在しえない。

図１６から図２２は、第１の章動方向７２に章動する揺動板１４を参照して先ほど検討された。揺動板１４はまた、図１５を参照して図示及び検討されたように、第２の章動方向７４に章動することもある。揺動板１４が第２の方向７４に章動すると、下がった位置７０は、図１５に示されるように左に、即ち、方向７４に移動しうる。９０度の位置７６は、方向７４に揺動板一周の４分の１でありうる。１８０度の位置７８は、下がった位置７０から揺動板１４の反対側にありうる。２７０度の位置８０は、方向７４に揺動板一周の４分の３でありうる。

揺動板１４が第２の章動方向７４に章動すると、固定子歯２２の第２の駆動面４２（図４を参照）は、下揺動歯３０の第２の被駆動面５４（図７及び図８を参照）と係合しうる。揺動板１４が第２の章動方向７４に章動すると、上揺動歯３２の第４の駆動面６０（図８を参照）が、出力歯３８の第４の被駆動面６６（図１２を参照）と係合しうる。これらの歯の係合は、図２０を参照して検討された第１の章動方向７２への揺動の方法と同様に、出力ギア１６を静止した固定子１２に対して方向７４に回転させうる。

図２３は、本開示の態様による揺動板駆動機構を操作するための、概して１００で示された方法の複数のステップを図示する。揺動板駆動機構は、図１から図２２を参照して図示及び検討された実施形態の何れかでありうる。方法１００の様々なステップが後述され、図２３に示されているが、それらのステップは必ずしも全て実行する必要はなく、場合によっては、図示された順番とは異なる順番で実行されてもよく、場合によっては、同時に実行されてもよい。

方法１００は、支点を中心に、複数の下回転子歯及び複数の上回転子歯を含む回転子を章動させるステップ１０２を含みうる。図７を参照して検討されたように、揺動板又は回転子１４は、支点によって支持されうる。回転子１４は、静止した中心軸１８周囲をすりこぎ運動し又は章動しうる揺動軸２４を有しうる。章動している揺動軸２４及び静止した中心軸１８は、図２を参照して見られ、検討されうる。

回転子は、例えば、図２から図２２でそれぞれ検討された下揺動歯３０及び上揺動歯３２など、複数の下回転子歯及び複数の上回転子歯を有しうる。複数の上回転子歯及び下回転子歯の各々は、図６Ａ、図６Ｂ、図１０Ａ、及び図１０Ｂに関連して検討されたように、円及び楕円の複合伸開線によって画定された面を有しうる。複数の上回転子歯の各々は、図９に関連付けて検討されたように、回転子の上回転子表面に長方形の設置面を有しうる。複数の下回転子歯の各々は、図９に関連付けて検討されたように、回転子の下回転子表面に長方形の設置面を有しうる。

方法１００は、回転子の第１の側面が、第１の場所で複数の固定子歯を含む、静止した固定子を押圧するように促すステップ１０４を含みうる。例えば、第１の場所は、回転子１４が静止した固定子１２を押圧している、図１５及び図１９に図示された下がった位置７０でありうる。回転子１４の第１の側面は、図２に示された下揺動面２６でありうる。第１の場所で、下回転子歯３０の下回転子歯面５６は、固定子１２の上表面２０と接触しうる。下回転子歯面５６についての図８、及び固定子１２の上表面２０についての図２を参照する。

固定子は、複数の固定子を含みうる（例えば、図２に図示された複数の固定子歯２２を参照）。図６Ａ及び図６Ｂに関して検討されたように、複数の固定子歯２２の各歯は、円及び楕円の複合伸開線によって画定された面を有しうる。図５に関して検討されたように、複数の固定子歯２２の各歯は、固定子の上面２０に長方形の設置面を有しうる。

図５に関して更に検討されたように、一対の隣接した固定子歯２２が、当該一対の隣接した固定子歯２２の各歯における同一の場所の間の分離角として歯ピッチＡ２を画定しうる。一対の隣接した固定子歯２２の各歯の設置面が、歯ピッチＡ２の半分未満である角度幅Ａ３を有しうる。

図４を参照して検討されたように、複数の固定子歯２２の各歯は、内径Ｄ１と外径Ｄ２との間に配置され、歯高Ｈ１を有しうる。歯高Ｈ１は、内径Ｄ１と外径Ｄ２との間で最大値を、内径Ｄ１又は外径Ｄ２の１つで最小値を有しうる。

固定子は、一組の電磁石を含みうる。一組の電磁石の各々は、変動磁場を形成可能でありうる。磁場の強度及び方向は、双方とも変動しうる。一組の電磁石の各々は、独立して制御可能でありうる。一組の電磁石の各々は、電流が電磁石を通過すると、磁場を形成しうる。電流は、交流又は直流でありうる。

回転子は、静止した固定子の中で一組の電磁石によって形成された磁場に応答しうる磁性材料を含みうる。回転子の第１の側面は、固定子の電磁石によって形成された磁場への回転子の応答である、回転子に加えられた磁力によって、固定子を押圧するように促進されうる。

方法１００は、回転子の第２の側面が、回転子の第１の場所の反対側にある第２の場所で、複数の出力歯を含む出力板を押圧するように促すステップ１０６を含みうる。回転子の第２の側面は、図２に示された上揺動面２８でありうる。第２の場所は、図１５及び図１９に示された下がった位置７０として回転子の反対側にありうる、図１７及び図２１に図示された１８０度の位置７８でありうる。

出力板は、出力ギア１６であり、複数の出力歯は、図２に示された複数の出力歯３８でありうる。図１４Ａ及び図１４Ｂに関して検討されたように、複数の出力歯３８の各歯は、円及び楕円の複合伸開線によって画定された面を有しうる。図１３に関して検討されたように、複数の固定子歯３８の各歯は、出力板の下面に長方形の設置面を有しうる。

回転子の第２の側面は、回転子に加えられた磁力によって出力板を押圧するように促進されうる。回転子の第２の場所は、磁力によって直接又は間接的に出力プレートに押圧されうる。直接的例として、第２の場所で回転子に力が加えられ、出力板の方に向けられうる。間接的例では、回転子は、揺動軸に最接近した支点によって支持されうる。第１の場所で出力板から離れた方向に向かって、磁力が回転子に加えられる場合、回転子の反対側の第２の場所が、まるでシーソーのように、出力板に向かってレバレッジされうる（ｍａｙ ｂｅ ｌｅｖｅｒａｇｅｄ）。したがって、回転子の第２の場所が、第１の場所での回転子及び支点の支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）に加えられた力の組み合わせ効果によって、出力板に向かって押圧されうる。

ステップ１０４の固定子は、固定子平面を画定しうる。ステップ１０６の出力板は、回転子平面に平行であるように構成され、ステップ１０２の回転子は、固定子平面及び出力板に対してある角度で傾斜し、固定子と出力板との間に配置されるように構成されうる（例えば、図２を参照）。

方法１００は、下回転子歯を固定子歯と、上回転子歯を出力歯と係合させるステップ１１０を含みうる。ステップ１１０は、ステップ１０２と同時に実行されてもよく、即ち、複数の歯の係合は、回転子が支点周囲を章動する際に起こりうる。回転子が章動すると、任意の個々の下回転子歯は、第１の固定子歯との係合期間、下回転子歯が何れの歯とも係合しない期間、及び第１の固定子歯に隣接する第２の固定子歯との係合期間を有しうる（図２０に関する検討を参照）。

回転子が章動すると、任意の個々の上回転子歯は、第１の出力歯との係合期間、上回転子歯が何れの歯とも係合しない期間、及び第１の出力歯に隣接する第２の出力歯との係合期間を有しうる。歯と歯の係合は、円及び楕円の複合伸開線によって画定されうる面と面との滑り接触でありうる。

複数の固定子歯、下回転子歯、上回転子歯、及び出力歯の中の任意の歯の数は、出力板の１つ１つの回転に任意の数の章動を提供するように構成されうる。例えば、図１から図２２に示された例示的実施形態では、１８０個の固定子歯、１８１個の下回転子歯、１８２個の上回転子歯、及び１８１個の出力歯がある。図２０に関して検討されたように、この構成は、出力板が１回回転する毎に、回転子がおよそ３３０００回章動する場合のギア比につながる。即ち、出力板は、回転子の章動と共に回転するように構成されうる。しかしながら、所望のギア比及び他の設計制約次第で、複数の歯の数の他の選択をおこなうことができる。

方法１００は、第３の場所で固定子の方向に向かって、回転子に力を加えるステップ１０８を任意選択的に含みうる。第３の場所は、図１６及び図２０に示された９０度の位置７６でありうる。要するに、第３の場所は、章動方向に回転子周囲で第１の場所から９０度移動され、この場合、第１の場所は、下がった位置７０であり、章動方向は、第１の章動方向７２又は第２の章動方向７４のどちらかでありうる（図１５及び図１９を参照）。

回転子が第１の場所で固定子と接触し、回転子周囲で第１の場所から９０度の第３の場所において力が加えられる場合、この力は、回転子を第３の場所の方向に章動させうる。要するに、引力が図２０に示される９０度の位置７６に加えられ、その位置の回転子１４がその力に応じて固定子１２の方に移動する場合、回転子１４の同一の場所より後の章動の４分の１が、ここで下がった位置７０となるだろう（図１９を参照）。

章動方向に下がった位置の前方で常に９０度である回転子に力を加えることは、支点を中心に回転子の章動を駆動しうる。ステップ１０４を参照して記載されたように、固定子の一組の電磁石により形成された磁場によって、磁力が回転子に加えられうる。一組の電磁石によって形成された磁場の強度及び方向が制御されうると、回転子に加えられた力は、回転子における力の方向及び力の場所を変更しうる。電磁力は、回転子それ自体の章動を駆動するだけではなく、回転子歯の固定子及び出力板との係合を促進するために使用されうる。

方法１００は、出力アームを出力板に連結するステップ１１２を任意選択的に含みうる。板の角回転がアームの直線的移動に対応するように、回転板又はギアをアーム又はシャフトに連結する数多くの方法がある。方法１００で使用される揺動板駆動機構は、回転子の多くの章動が出力板のただ１つの回転を生じさせるように構成されうるので（ステップ１１０の検討を参照）、そのような機構は、出力板又は出力アームの非常に優れた制御が可能なアクチュエータを形成するために使用されうる。

方法１００のステップは、先ほど列挙され又は図２３で示された順序で完了する必要はない。実際、方法１００のステップの一部又はすべてが、同時に実行されてもよい。方法１００のステップの一部又はすべてが、揺動板駆動機構の使用期間の一部又はすべてで実行されてもよい。

更に、本開示は下記の条項に従う実施形態を含む。
条項１． 揺動板駆動システムであって、
中心軸、中心軸に垂直な上面、及び上面に配置された複数の固定子歯を有する固定子と、
中心軸に対してゼロでない角度で配置された揺動軸、揺動軸に垂直な下揺動面、揺動軸に垂直な上揺動面、下揺動面に配置された複数の下揺動歯、及び上揺動面に配置された複数の上揺動歯を有する揺動板と、
中心軸と実質的に同軸に配置された出力軸（３４）、出力軸に垂直な下面、及び下面に配置された複数の出力歯を有する出力ギアと
を備え、
揺動板が、固定子周囲を章動する際に回転するように構成される、揺動板駆動システム。
条項２． 揺動板が、固定子に最も接近する下がった位置を有しており、更に複数の下揺動歯及び複数の固定子歯は、複数の下揺動歯がまず、下がった位置から章動方向に９０度離れた位置で固定子歯と係合するように構成される、条項１に記載の揺動板駆動システム。
条項３． 複数の固定子歯、複数の下揺動歯、複数の上揺動歯、及び複数の出力歯の各歯が、円及び楕円の複合伸開線によって画定された面を有する、条項１に記載の揺動板駆動システム。
条項４． 固定子が、内径、外径、及びピッチ円を含み、複数の固定子歯が内径と外径との間に配置され、ピッチ円が内径と外径との間に配置されており、更に複数の固定子歯及び複数の下揺動歯は、複数の固定子歯及び複数の下揺動歯が互いに及ぼし合う一組の接触力が前記ピッチ円に実質的に接するように構成される、条項１に記載の揺動板駆動システム。
条項５． 複数の固定子歯の各歯が、歯高を有し、歯高が、内径と外径との間で最大値、及び内径又は外径の１つで最小値を有する、条項４に記載の揺動板駆動システム。
条項６． 複数の固定子歯の各歯が、上面に長方形の設置面を有し、複数の下揺動歯の各歯が、下揺動面に長方形の設置面を有し、複数の上揺動歯の各歯が、上揺動面に長方形の設置面を有し、複数の出力歯の各歯が、下面に長方形の設置面を有する、条項１に記載の揺動板駆動システム。
条項７． 一対の隣接した固定子歯が、当該一対の隣接した固定子歯の各歯における同一の場所の間の分離角として歯ピッチを画定し；
一対の隣接した固定子歯の各歯が、上面で歯設置面を画定し；
一対の隣接した固定子歯の各歯の設置面が、歯ピッチの半分未満である角度幅を有する、条項１に記載の揺動板駆動システム。
条項８． 揺動板駆動機構を操作するための方法であって、
支点を中心に、複数の下回転子歯及び複数の上回転子歯を含む回転子を章動させることと、
回転子の第１の側面が、第１の場所で複数の固定子歯を含む静止した固定子を押圧するように促すことと、
回転子の第２の側面が、回転子の第１の場所と反対側にある第２の場所で、複数の出力歯を含む出力板を押圧するように促すことと、
回転子が支点を中心に章動する際に、下回転子歯を固定子歯と、かつ上回転子歯を出力歯と係合させることと
を含む方法。
条項９． 複数の固定子歯、複数の下回転子歯、複数の上回転子歯、及び複数の出力歯の各歯が、円及び楕円の複合伸開線によって画定された面を有する、条項８に記載の方法。
条項１０． 複数の固定子歯の各歯が、固定子の上面に長方形の設置面を有し、複数の下回転子歯の各歯が、回転子の下面に長方形の設置面を有し、複数の上回転歯の各歯が、回転子の上面に長方形の設置面を有し、複数の出力歯の各歯が、出力板の下面に長方形の設置面を有する、条項８に記載の方法。
条項１１． 一対の隣接した固定子歯が、当該一対の隣接した固定子歯の各歯における同一の場所の間の分離角として歯ピッチを画定し；
一対の隣接した固定子歯の各歯の設置面が、歯ピッチの半分未満である角度幅を有する、条項１０に記載の方法。
条項１２． 固定子が、固定子平面を画定し、出力板が、固定子平面に平行になるように構成され、回転子が、固定子平面及び出力平面に対してある角度で傾斜し、固定子と出力板との間に配置されるように構成される、条項８に記載の方法。
条項１３． 章動の方向に回転子周囲の第１の場所から９０度離れた第３の場所で固定子に向かう方向に、回転子に力を加えること更に含む、条項８に記載の方法。
条項１４． 複数の固定子歯の各歯が、内径と外径との間に配置され、歯高を有し、歯高が、内径と外径との間で最大値、及び内径又は外径の１つで最小値を有する、条項８に記載の方法。
条項１５． 章動する揺動板駆動システムで使用するためのギアであって、
中心軸、中心軸に垂直な表面、内径、及び外径と、
内径と外径との間の表面に配置された一組の歯と、
内径から外径に延びる第１の駆動面であって、円及び楕円の複合伸開線によって画定された第１の駆動面を有する少なくとも１組の歯と、
内径と外径との間の表面に配置された少なくとも１組の歯と
を備えるギア。
条項１６． 少なくとも１組の歯が、表面に長方形の設定面積を有する、条項１５に記載のギア。
条項１７． 一対の隣接した歯が、当該一対の隣接した歯の各歯における同一の場所の間の分離角として歯ピッチを画定し；
一対の隣接した歯の各歯が、面で歯設置面を画定し；
一対の隣接した歯の各歯の設置面が、歯ピッチの半分未満である角度幅を有する、条項１５に記載のギア。
条項１８． 歯の少なくとも１つが、円及び楕円の複合伸開線によって画定され、第１の駆動面と反対側に配置された第２の駆動面を有する、条項１５に記載のギア。
条項１９． 歯の少なくとも１つが、歯高を有する上歯面であって、第１の駆動面から第２の駆動面に延びる上歯面を有し、歯高が、内径と外径との間で最大値、及び内径又は外径の１つで最小値を有する、条項１８に記載のギア。
条項２０． １組の歯は、章動する揺動板駆動システムの別のギアによって歯に与えられた接触力が、内径と外径との間に配置されたピッチ円の接線に実質的に平行な方向になるように構成される、条項１５に記載のギア。

利点、特徴、利益
本明細書に記載の揺動板駆動システムの実施形態は、高いギア比を有しつつ少容量でもあるモータを設計するための既知の解決方法に幾つかの利点を提供する。本開示によれば、固定子、揺動板、出力板のみを使用して、数万ものギア比が可能であり、そのような機構は、少容量中に包含できる。例えば、本明細書に記載の例示的実施形態により、章動する揺動板の非偏心運動が可能になる。既知のシステム又はデバイスの中に、これらの機能を、特に少容量で実行可能なものはない。したがって、本明細書に記載の例示的実施形態は、非常に良好なモータ制御を有するアクチュエータを形成するのに非常に役立つ。しかし、本明細書に記載の全ての実施形態が、同じ利点又は同程度の利点を提供するわけではない。

結論
ここまでに明記された開示は、個別の有用性を備えた複数の別個の開示を包括しうる。これらの開示の各々は、その好ましい形態（複数可）において開示されているが、本明細書で開示され、例示されている、それらの特定の実施形態は、数多くの変形例が可能であることから、限定的な意味とみなすべきものではない。節の表題が本開示の範囲内で使用される限り、そのような表題は、組織的な目的のためだけのものであり、任意の特許請求された開示の特性を構成するものではない。本開示の主題は、本明細書で開示されている様々な要素、特徴、機能、及び／又は特性の、新規的かつ進歩的な組み合わせ及び部分的組み合わせの全てを含む。下記の特許請求の範囲は、新規的かつ進歩的であると見なされる、特定の組み合わせ及び部分的組み合わせを特に指し示すものである。特徴、機能、要素、及び／又は特性の、その他の組み合わせ及び部分的組み合わせにおいて具現化される開示は、この出願又は関連出願からの優先権を主張する出願において、特許請求されうる。かかる特許請求の範囲はまた、異なる開示を対象とするか、又は同一の開示を対象とするかにかかわらず、かつ、出願当初の特許請求の範囲よりも広いか、狭いか、それと等しいか、又は異なるかにかかわらず、本開示の主題の中に含まれると見なされる。

Claims (12)

1. 揺動板駆動システム（１０）であって、
   中心軸（１８）、前記中心軸に垂直な上面（２０）、及び前記上面に配置された複数の固定子歯（２２）を有する固定子（１２）と、
   前記中心軸に対してゼロでない角度で配置された揺動軸（２４）、前記揺動軸に垂直な下揺動面（２６）、前記揺動軸に垂直な上揺動面（２８）、前記下揺動面に配置された複数の下揺動歯（３０）、及び前記上揺動面に配置された複数の上揺動歯（３２）を有する揺動板（１４）と、
   前記中心軸と実質的に同軸に配置された出力軸（３４）、前記出力軸に垂直な下面（３６）、及び前記下面に配置された複数の出力歯（３８）を有する出力ギア（１６）と
   を備え、
   前記揺動板が、前記固定子周囲を章動する際に回転するように構成され、
   前記揺動板（１４）が、前記固定子（１２）に最も接近する下がった位置（７０）を有しており、更に前記複数の下揺動歯（３０）及び前記複数の固定子歯（２２）は、前記複数の下揺動歯がまず、前記下がった位置から章動方向に９０度離れた位置で前記固定子歯と係合するように構成される、揺動板駆動システム（１０）。
2. 前記複数の固定子歯（２２）、前記複数の下揺動歯（３０）、前記複数の上揺動歯（３２）、及び前記複数の出力歯（３８）の各歯が、円及び楕円の複合伸開線によって画定された面を有する、請求項１に記載の揺動板駆動システム（１０）。
3. 前記固定子（１２）が、内径（Ｄ１）、外径（Ｄ２）、及びピッチ円（Ｐ１）を含み、前記複数の固定子歯（２２）が前記内径と前記外径との間に配置され、前記ピッチ円が前記内径と前記外径との間に配置され、更に前記複数の固定子歯及び前記複数の下揺動歯（３０）は、前記複数の固定子歯及び前記複数の下揺動歯が互いに及ぼし合う一組の接触力が前記ピッチ円に実質的に接するように構成される、請求項１または２に記載の揺動板駆動システム（１０）。
4. 前記複数の固定子歯（２２）の各歯が、歯高（Ｈ１）を有し、前記歯高が、前記内径（Ｄ１）と前記外径（Ｄ２）との間で最大値、及び前記内径又は前記外径の１つで最小値を有する、請求項３に記載の揺動板駆動システム（１０）。
5. 前記複数の固定子歯（２２）の各歯が、前記上面（２０）に長方形の設置面を有し、前記複数の下揺動歯（３０）の各歯が、前記下揺動面（２６）に長方形の設置面を有し、前記複数の上揺動歯（３２）の各歯が、前記上揺動面（２８）に長方形の設置面を有し、前記複数の出力歯（３８）の各歯が、前記下面（３６）に長方形の設置面を有する、請求項１から４の何れか一項に記載の揺動板駆動システム（１０）。
6. 一対の隣接した固定子歯（２２）が、前記一対の隣接した固定子歯の各歯における同一の場所の間の分離角として歯ピッチ（Ａ２）を画定し；
   前記一対の隣接した固定子歯の各歯が、前記上面（２０）で歯設置面を画定し；
   前記一対の隣接した固定子歯の各歯の設置面が、前記歯ピッチの半分未満である角度幅（Ａ３）を有する、請求項１から５の何れか一項に記載の揺動板駆動システム（１０）。
7. 揺動板駆動機構を操作するための方法であって、
   支点を中心に、複数の下回転子歯（３０）及び複数の上回転子歯（３２）を含む回転子（１４）を章動させることと、
   前記回転子の第１の側面が、第１の場所で複数の固定子歯（２２）を含む静止した固定子（１２）を押圧するように促すことと、
   前記回転子の第２の側面が、前記回転子の前記第１の場所と反対側にある第２の場所で、複数の出力歯（３８）を含む出力板（１６）を押圧するように促すことと、
   前記回転子が前記支点を中心に章動する際に、前記下回転子歯を前記固定子歯と、かつ上回転子歯を前記出力歯と係合させることと
   を含み、
   章動の方向に前記回転子周囲の前記第１の場所から９０度離れた第３の場所で前記固定子（１２）に向かう方向に、前記回転子（１４）に力を加えることを更に含む、方法。
8. 前記複数の固定子歯（２２）、前記複数の下回転子歯（３０）、前記複数の上回転子歯（３２）、及び前記複数の出力歯（３８）の各歯が、円及び楕円の複合伸開線によって画定された面を有する、請求項７に記載の方法。
9. 前記複数の固定子歯（２２）の各歯が、前記固定子の上面（２０）に長方形の設置面を有し、前記複数の下回転子歯（３０）の各歯が、前記回転子（２６）の下面に長方形の設置面を有し、前記複数の上回転子歯（３２）の各歯が、前記回転子の上面（２８）に長方形の設置面を有し、前記複数の出力歯（３８）の各歯が、前記出力板（１６）の下面（３６）に長方形の設置面を有する、請求項７又は８に記載の方法。
10. 一対の隣接した固定子歯（２２）が、前記一対の隣接した固定子歯の各歯における同一の場所の間の分離角として歯ピッチ（Ａ２）を画定し；
    前記一対の隣接した固定子歯の各歯の設置面が、前記歯ピッチの半分未満である角度幅（Ａ３）を有する、請求項９に記載の方法。
11. 前記固定子（１２）が、固定子平面を画定し、前記出力板（１６）が、前記固定子平面に平行になるように構成され、前記回転子（１４）が、前記固定子平面及び前記出力板に対してある角度で傾斜し、前記固定子と前記出力板との間に配置されるように構成される、請求項７から１０の何れか一項に記載の方法。
12. 前記複数の固定子歯（２２）の各歯が、内径（Ｄ１）と外径（Ｄ２）との間に配置され、歯高（Ｈ１）を有し、前記歯高が、前記内径と前記外径との間で最大値、及び前記内径又は前記外径の１つで最小値を有する、請求項７から１１の何れか一項に記載の方法。

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