JP6989412B2 - 楕円インターフェースギア支援型制動システム - Google Patents

Description

本開示は制動に関する。より詳細には、本開示の実施例は、楕円インターフェースギアギア機構を用いて回転エネルギーを散逸させ、回転する物体を減速させるシステム及び方法に関する。

多くの機械にとって制動システムは欠かせないものである。ディスクブレーキやドラムブレーキなどの摩擦ブレーキがよく用いられている。その名称からも分かるように、摩擦ブレーキは摩擦を用いて回転運動を減速させる。キャリパ―、レバーアーム、又はその他の機構では、回転するロータやドラムにパッドやシューを摩擦接触させて、回転の運動エネルギーを熱エネルギーに変換する。パッドやシューは、熱や摩耗によるダメージから寿命の短い部品であることが多く、定期的に交換が必要となり得る。

航空機では特に高性能の制動システムが求められる。悪条件下では、従来型の制動システムで生じる熱が手に負えないものとなることがある。熱出力を低減することが、部品の安全性向上及び長寿命化につながり得る。更に、乗客の安全確保からは、航空機の制動システムに冗長性が推奨されるが、航空機の設計においてはスペースと重量が最重要事項でもある。これらのことから、より軽量かつコンパクトなブレーキが強く求められている。

本開示は、ウォブル（ｗｏｂｂｌｅ）プレート機構として知られるタイプの楕円インターフェースギア機構にも関する。従来、ウォブルプレート機構は、高トルク密度駆動への有望な手段と目されていた。ウォブルプレート機構では、歯車、例えばロータ歯車が別の歯車、例えばステータ歯車の周りで章動（ｎｕｔａｔｅ）する。以下で詳しく述べるが、ウォブルプレート機構は驚くべきことに、コンパクトなブレーキへの手段ともなり得る。既存のウォブルプレート機構が米国特許出願公開ＵＳ２０１４０２８５０７２及びＵＳ２０１５００１５１７４に記載されている。より旧式のシステムが、ＵＳ２２７５８２７及びＵＳ３２４９７７６に開示されている。

本開示は、これらの観点および他の観点から提示されている。

本開示は、摩擦ブレーキとウォブルプレート機構を組み合わせてコンパクトな制動モジュールを提供することを教示するものである。摩擦ブレーキは制動モジュールを起動又は停止するのに用いられるが、制動作用の大部分は新規なウォブルプレート機構によって実施される。ブレーキとウォブルプレート機構の組み合わせによって、楕円インターフェースギア支援型制動システムがもたらされる。本開示のシステムは、連結された入力ギアを備えた入力シャフト、ウォブルプレート、リアクションギアを備えたロータ、及び被駆動ブレーキ機構もしくはブレーキを含み得る。入力ギア、ウォブルプレート、及びロータは環状であり得、入力シャフトは、入力ギア、ウォブルプレート、及びロータの各々を通って延び得る。入力ギアは、リアクションギアに対向して配置され得、ウォブルプレートは、入力ギアとリアクションギアとの間に捕捉され得る。

入力シャフトにより回転軸が定められ、ウォブルプレートは、回転軸に対して非ゼロ角度に配置されたウォブル軸を有し得る。ウォブルプレートの一表面に配置された表面歯のセットが、入力ギアに部分的に係合し、ウォブルプレートに対向する面のウォブル歯のセットが、リアクションギアに部分的に係合し得る。こうすることにより、入力シャフトの回転によって、ウォブルプレート及びロータが回転させられる。ブレーキは外部の構造に取り付けられて、ロータに係合し得る。被駆動時、ブレーキはロータを、入力シャフトに対して減速させ得る。すると、ウォブル歯の表面とリアクション歯の表面との間の転がり接触力が、ウォブルプレートの章動を引き起こすことで、回転エネルギーを散逸させ得る。

上述の制動システム要素は、相互接続するよう設計されたモジュールとして良好に作用するので、このような制動モジュールが別のブレーキモジュールに追加できる。入力シャフトは、一方の端部にスプライン、他方の端部に係合スプライン、の２つの端部を有し得る。２つの制動モジュールが共通の回転軸に沿って並ぶ場合、一方のモジュールのスプラインが第２のモジュールの係合スプラインに係合し得る。この係合により２つの入力シャフトが直接連結されるので、第１の入力シャフトの回転が第２の入力シャフトの回転を生じさせ得る。入力シャフトと車輪とが直接連結されて共通の回転軸に沿って整列するよう、入力シャフトスプラインは、ビークルの車輪とも係合し得る。

楕円インターフェースギア支援型制動システムを作動させる方法は、入力ギアが共通回転軸を中心とするように、回転する物体を入力ギアに固定することを含み得る。方法は、ウォブルプレートの複数の表面歯に入力ギアを係合させること、及び、ウォブルプレートの更なる複数のウォブル歯をリアクションギアに係合させることを含み得る。方法は、ウォブルプレートを、回転軸に対して非ゼロ角度で懸架すること、及び、リアクションギアをロータの表面に配置することを更に含み得る。方法は、ロータを制動し、それによりウォブルプレートの章動を誘発することを含み得る。

本開示は、様々な装置及びそれらの使用方法を提供する。ある実施例で、制動システムは、入力ギア、ウォブルプレート、及びリアクションギアを含み得る。ある実施例で、リアクションギアの制動が、リアクションギアの周りでウォブルプレートを章動させ得る。ある実施例で、ウォブルプレート、入力ギア、及びリアクションギアの各々が、偏心性の力を制限するように設計された形状の歯のセットを含み得る。

特徴、機能、及び利点は、本開示の様々な実施例で個別に達成されてもよく、或いは更に別の実施形態において組み合わされてもよい。それらの更なる詳細は下記の記載及び図面を参照して理解される。

本開示による制動モジュールアセンブリの構成要素の等角分解図である。 図１に示す構成要素の、反対方向から見た等角分解図である。 図１−２に示したタイプの隣り合う２つの制動モジュールアセンブリの断面図である。 図１−２に示したタイプの４つの制動モジュールアセンブリ、ハブ、及び車輪を含む飛行機の部分の断面図である。組み立てられて図示されている。 図５は、１−４に示すウォブルプレートの側面図である。図６は、図５に示すウォブルプレートの正面図である。図７は、図５−６に示すウォブルプレートの背面図である。 図８は、図１−４に示す入力シャフトの側面図である。図９は、図８に示す入力シャフトの背面図である。図１０は、図８−９に示す入力シャフトの正面図である。 図１１は、図１−４に示すロータシャフトの側面図である。図１２は、図１１に示すロータの背面図である。図１３は、図１０−１１に示すロータの正面図である。 図１４は、図１−４に示すリア筐体の正面図である。図１５は、図１４に示すリア筐体の背面図である。図１６は、図１４−１５に示すリア筐体の側面図である。 図１７は、図１−４に示すフロント筐体の側面図である。図１８は、図１７に示すフロント筐体の正面図であり、フロント筐体の背面図は図１４と同様である。

図面の様々な細部がより容易に明確となるよう、相対的なスケールが各図ごとに異なるということことに留意されたい。
楕円インターフェースギア支援型制動システムに関する装置及び方法の様々な例を、下記に記載し添付図面で図示する。特別の定めのない限り、装置もしくは方法、及び／又はそれらの様々な構成要素は、本明細書に記載、例示、及び／又は組み込まれた構造、構成要素、機能、及び／又は変形形態のうちの少なくとも１つを包含し得るが、それらを包含することが求められるものではない。更に、本教示に関連して本書に記載、例示、かつ／又は本書に組み込まれた、構造体、構成要素、機能、及び／又は変形形態は、他の類似の装置及び方法に含まれ得るが、それらに含まれることが求められるものではない。様々な実施例における下記の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、その用途又は利用を限定することを意図するものではない。加えて、後述の実施例によってもたらされる利点は本質的に例示的であり、すべての実施例が同じ利点又は同程度の利点をもたらすものではない。

図１及び２では、この制動システム又は制動モジュールの例が、別々の角度で見て取れる。制動モジュールは全体として１０で示す。制動モジュール１０は、ブレーキ１２、リアクションギア１６を含む環状ブレーキロータ１４、入力シャフト１８、入力ギア２０、及び環状ウォブルプレート２２を含み得る。入力シャフトロータ１４及び入力ギア２０を通って延伸し得、入力ギア２０はリアクションギア１６に対向している。入力ギア２０とリアクションギア１６との間に、ウォブルプレート２２が配置され得る。

入力シャフト１８は回転軸２４を定め得る。入力ギア２０は回転軸２４を中心とし得る。同様に、ロータ１４及びリアクションギア１６は回転軸２４と同心であり得る。

ウォブルプレート２２は、前面２８に配置されたウォブル歯２６のセットと、対向する背面３２に配置された表面歯３０のセットと、の両方を有し得る。ウォブルプレートが入力ギア２０及びリアクションギア１６の両方と部分的に係合するように、ウォブルプレート２２は、回転軸２４に対して非ゼロ角度で位置合わせされ得る。これにより、入力シャフト１８の回転がウォブルプレート２２の回転を引き起こし得る。

ブレーキ１２は図示のように、制動作用を選択的に制御するブレーキキャリパーを含み得る。ブレーキはロータ１４に係合し、ブレーキによる制動作用が入力シャフト１８に対してロータを減速させ、ウォブルプレート２２のロータに対する章動を誘発し、回転エネルギーを散逸し得る。

入力シャフトが入力ギアの一体部分を形成するように、入力シャフト１８は入力ギア２０を通って延伸し、入力ギアに直接連結され得る。図示しない他の実施例では、入力ギアが別個の部分として形成されて、入力シャフトに連結されてもよい。このように、入力シャフト１８の一回転が結果として入力ギア２０の一回転となり得る。図８−１０は、入力ギア２０の側面、正面、及び背面図である。

入力シャフト１８は、第１の端部３４、第２の端部３６、及び、図９で最もよく確認できる円形断面を含み得る。スプライン又は雄スプライン３８が入力シャフト１８の第１の端部３４に位置し得、係合スプライン又は雌スプライン４０が入力シャフト１８の第２の端部３６に位置し得る。これにより、入力シャフト１８は、複数の制動モジュールをアセンブリとして相互接続するために、第２の入力シャフトに係合する形状であり得る。

入力ギア２０は、図１０で最もよく確認できる環状入力面４４に配置された複数の入力歯４２を含み得る。入力面４４は円錐台形であり得る。すなわち、環状入力面の各点が、回転軸に位置する頂点へ、及び入力ギア２０の前方へ延ばすことのできる円錐台形の線を含むように、環状入力面４４は回転軸２４に直角の平面に対して角度をつけられ得る。上記に記載の要素が制動モジュール１０へと組み立てられると、環状入力面４４の円錐台形の頂点は、ウォブルプレート２２の重心の近傍にあり得る。

複数の入力歯４２の個数は、任意の適切な数であり得る。図１及び２で示す例では、１１５個の入力歯が存在する。各入力歯は、２つの駆動面を含み、各駆動面は平坦であり、１つよりも多い平面で構成され得るか、或いは、曲率を有した一又は複数の表面で構成され得る。

ロータ１４の形状は環状であり得、ギア面、又はリアクション面４６を含む円筒形の内面を有し得る。リアクション面は、内部空間を部分的に定め得る。内部空間は、ウォブルプレート２２のうちの幾らか又はすべてを収容するように構成され得る。図１１−１３は、ロータ１４の側面、背面、及び正面図である。

ロータ１４もまた、前面４８及び背面５０を含み得る。フロント軸受カラー５２が、リアクション面４６の近傍で、前面４８に配置され得る。リア軸受カラー５４が、やはりリアクション面の近傍で背面５０に配置され得る。ロータ１４は、回転軸２４と同軸であるように、入力シャフト１８において回転可能に取り付けられ得る。

複数のリアクション歯５６で構成されたリアクションギア１６が、リアクション面４６に配置され得る。複数のリアクション歯５６は、リア軸受カラー５４のほうへ、回転軸２４に平行に延伸し得る。リアクション歯５６の個数は、任意の適切な数であり得る。図１及び２で示す例では、４６個のリアクション歯が存在する。

図１及び２に示すように、複数のリアクション歯５６の各歯は、回転軸２４に対して近位端及び遠位端を有し得る。各リアクション歯５６の遠位端は、リアクション面４６に連結され得る。各歯は、第１の係合面も含み、歯の反対側は第２の係合面であり得る。各係合面は平坦であり得、１つよりも多い平面で構成され得るか、或いは、曲率を有した一又は複数の表面で構成され得る。

先に概説したように、リアクション歯５６の一方又は両方の係合面は、円と楕円の複合インボリュートによって定められ得る。或いは、曲線が、０から２πラジアンのすべての角度について仮想の楕円を歯の位置に投影したものであってもよい。

複数のリアクション歯５６の各歯は、係合部分と支持基部を含み得る。係合部分は、第１の係合面と第２の係合面を含み得る。支持基部は、係合部分をロータに連結し得る。

図１及び２にも示すように、ブレーキ１２は、ブレーキキャリパー、又はロータ１４を入力シャフト１８に対して減速できる他の制動機構を含み得る。ブレーキ１２は、外部の構造に固定され得るか、或いは他の方法でブレーキがロータに係合するように取り付けられ得る。ブレーキがブレーキキャリパー６２を含む例の場合、フロントブレーキパッド５８がロータ前面４８の近傍に固定され、リアブレーキパッド６０がロータ背面５０の近傍に固定され得る。ブレーキキャリパー６２により促されると、回転を選択的に制動してロータを入力シャフト１８に対して減速させるために、フロントブレーキパッド及びリアブレーキパッドがロータ１４の対応する前面４８及び背面５０と摩擦接触する。

ある条件下では、ブレーキ１２とロータ１４との間でトラクションロスが生じ得る。例えば、入力シャフト１８に印加されたトルクが、ブレーキパッド５８、６０によりロータ１４に付与された力と、ブレーキパッド及びロータの材質に適した摩擦係数と、回転軸２４からブレーキパッド及びロータの接触点までの距離と、の積を超えた場合、スリップが生じ得る。そのような状況では、制動モジュール１０がトルク荷重をリリースするであろう。すなわち、ロータ１４の回転が制限され得るが、妨げられることはない。入力シャフト１８の回転エネルギーの幾分かがウォブルプレートの章動によって散逸され得、その他の回転エネルギーがロータへと伝達され得る。

再度図１及び２を参照すると、ウォブルプレート２２の形状は環状であり得、前面２８、背面３２、及び中央軸もしくはウォブル軸６４を有し得る。ウォブルプレート２２の中央開口６６は、入力シャフト１８の部分を受けるように構成され得る（例えば図３を参照）。ウォブルプレート２２は、ウォブル軸６４が回転軸２４に対して非ゼロ角度をなすように位置合わせされ得る。図５−７はウォブルプレート２２の側面、正面、及び背面図である。

図７に示すように、背面３２は、円錐台形表面であり得る環状のウォブル面６８を含み得る。すなわち、環状ウォブル面の各点が、ウォブル軸に位置する円錐台形の頂点へと延伸できる円錐台形の線を含むように、環状ウォブル面６８は、ウォブル軸６４に直角の平面に対して角度をつけられていてよい。環状ウォブル面６８の円錐台形の頂点は、ウォブルプレート２２の重心の近傍にあり得る。

複数の表面歯３０の又は表面歯３０のセットが、環状ウォブル面６８に配置され得る。表面歯３０の個数は任意の適切な数であってよい。表面歯の個数は、複数の入力歯４２の個数よりも多いか、少ないか、或いは同じであってよい。図７に示す例では、１１５個の表面歯が存在している。各表面歯は、２つの被駆動面を含み得る。被駆動面は平坦であり、１つよりも多い平面で構成され得るか、或いは、曲率を有した一又は複数の表面で構成されてもよい。

図３に示すように、ウォブルプレート２２は入力ギア２０に係合し得る。係合は、複数の表面歯と入力歯との間であり得る。入力ギアが所与の回転方向に回転すると、入力歯の駆動面が表面歯の被駆動面に係合し得る。すなわち、複数の入力歯の駆動面と複数の表面歯の被駆動面との間の相互作用を通じて、入力プレートによってウォブルプレートに付与される接触力が存在し得る。これらの接触力は、ウォブルプレートを同じ所与の回転方向に回転させ得る。

制動モジュール１０の例において、入力ギア２０は１１５個の入力歯を有し、ウォブルプレート２２は１１５個の表面歯を有する。すなわち、入力ギアとウォブルプレートが相互作用し、１：１のギア比で回転する。すなわち、入力ギアが１回完全に回転するごとに、ウォブルプレートもまたちょうど１回完全に回転する。入力及び表面歯の数について他の選択肢も可能であり、結果としてギア比が異なり得る。

ウォブルプレート２２及び入力ギア２０は、ウォブルプレートと入力ギアとの間に付与される任意の接触力が、回転軸に直角の平面にある円に対する接線方向を向くであろうように、構成され得る。ウォブルプレートと入力ギアとの間の接触力がそのような方向を向くように、ウォブルプレート及び入力ギアを構成することにより、偏心性の力が回避され得る。偏心性の力は、複数の表面歯３０を複数の入力歯４２から係合解除させるか、或いはウォブルプレートの重心を動揺させることにより、制動モジュールシステムに望ましくない振動を導入してしまい得る。

ウォブルプレート２２は、前面２８に配置された複数のウォブル歯２６又はウォブル歯２６のセットを更に含み得る。ウォブル歯は、前面２８からウォブル軸に沿って軸方向に延伸し得る。ウォブル歯２６の個数は、任意の適切な数であり得る。ウォブル歯の個数は、リアクション歯５６の個数よりも多いか、少ないか、或いは同じであり得る。図６で示す例では、４５個のウォブル歯が存在する。

各ウォブル歯２６は、第１の係合面を含み得、歯の反対側は第２の係合面であり得る。各表面は平坦であり得、１つよりも多い平面で構成され得るか、或いは、曲率を有した一又は複数の表面で構成され得る。

先に概説したように、ウォブル歯２６の一方又は両方の係合面は、円及び楕円の複合インボリュートによって定められ得る。或いは、曲線が、０から２πラジアンのすべての角度について仮想の楕円を歯の位置に投影したものであってもよい。

更に、各ウォブル歯２６は、係合部分及び支持基部を含み得る。係合部分は、第１の係合面と第２の係合面を含み得る。支持基部は、係合部分をウォブルプレート２２の前面２８に連結し得る。

図３に示すように、ウォブルプレート２２はリアクションギア１６に係合し得る。係合は、複数のウォブル歯２６とリアクション歯５６との間であり得る。ウォブルプレート２２が所与の回転方向に回転すると、ウォブル歯２６の第１の係合面がリアクション歯５６の第１の係合面に係合し得る。すなわち、複数のウォブル歯の第１の係合面と複数のリアクション歯の第１の係合面との間の相互作用を通じて、ウォブルプレート２２によってリアクションギア１６に接触力が付与され得る。

ブレーキ１２がロータ１４の制動作用に係わらない場合、リアクションギア１６は自由に回転し得る。ウォブル歯２６とリアクション歯５６との間の接触力が、リアクションギア１６及びロータ１４を所与の回転方向に回転させ得る。

ブレーキ１２がロータ１４の制動作用に係わる場合、ロータの回転が入力シャフト１８に対して減速され得、リアクションギア１６の回転が制限されるか妨げられ得る。ウォブル歯２６とリアクション歯５６との間の接触力が、ウォブルプレート２２を章動させ得る。

制動モジュール１０の例において、リアクションギア１６は４６個のリアクション歯を有し、ウォブルプレート２２は４５個のウォブル歯を有し得る。ウォブルプレート２がリアクションギア１６の周りで章動しているとき、各ウォブル歯２６は、一章動の間に複数のリアクション歯５６の１つの歯に係合し得る。ウォブル歯よりも１つ多いリアクション歯が存在し得るので、一章動中にウォブルプレートがわずかに回転し得る。制動モジュール１０の例において、ウォブルプレートの一章動中、ウォブルプレートは完全な回転の４６分の１、回転し得る。換言すれば、ウォブルプレートが完全な回転の４６分の１回転すれば、恐らく入力ギアとの相互作用により、ウォブルプレートは１つの完全な章動を完了し得る。このように、ウォブルプレートとリアクションギアとは、４６：１のギア比で相互作用し得る。ウォブルプレートの４６の章動ごとに、ウォブルプレートがちょうど１回回転し得る。リアクション歯及びウォブル歯の数について他の選択肢も可能であり、結果としてギア比が異なり得る。

ウォブルプレート２２及びロータ１４は、実質的に円形であり得、ウォブルプレートのロータへの投影が楕円形状である。複数のウォブル歯２６及びリアクション歯５６は、この仮想楕円を歯の位置へと投影することにより輪郭付けられ得る。これにより、ウォブルプレート２２のロータ１４への楕円形の投影は、非偏心性の回転に制限され得る。偏心性の動きが生じると大きな不均衡な力が引き起こされ、システムの性能が許容できないものとなってしまい得る。

複数のウォブル歯２６及びリアクション歯５６の双方の各歯について、第１の係合面と第２の係合面の一方又は両方が、円及び楕円の複合インボリュートによって定められ得る。すなわち、第２の係合面の曲線が第１の方程式によって定められ得る。
ｙ＝Ｃ（ｔａｎ（φ）−φ）^Ｄ
式中、Ｃはウォブルプレートの半径に比例し得る定数であり、φは０からπ／２ラジアンまでの値をとり得、Ｄは、１よりも小さい正の定数を有し得る。Ｄは、約０．６５の値を有し得が、他の値も可能である。第１の方程式は１に正規化され得る。

或いは、第２の係合面の曲線が第２の方程式によって定められ得る。
ｙ＝Ｃ（ｓｉｎ（φ）−φｃｏｓ（φ））^Ｄ
式中、Ｃはウォブルプレートの半径に比例し得る定数であり、φは０からπ／２ラジアンまでの値をとり得、Ｄは、１よりも小さい正の定数を有し得る。Ｄは、約０．６５の値を有し得が、他の値も可能である。第２の方程式はリアクションギアの半径に正規化され得る。第２の係合面の曲線は、仮想楕円を歯の位置へ、０から２πラジアンの間のすべての角度について投影したものであり得る。

第１の係合面の曲線は、第２の係合面の曲線を歯の頂点を通り且つ回転軸を含む平面に映した鏡像であり得る。また、第１の係合面と第２の係合面とが各歯の頂点で円滑にミートし得る。従って、歯の断面形状は、円及び楕円の複合インボリュートによって定められ得る。

制動モジュールは、回転する慣性系をうみだすウォブルプレートについてのオイラーの式に従う機械的に拘束されたシステムとして理解され得る。オイラーのｚ軸方程式について考慮する。

式中、Ｔはトルクであり、Ｉは慣性モーメントであり、ωは角速度である。この方程式は、トルクの方向に応じて軸が反対の回転をうけるであろうということを示している。トルクすなわち運動エネルギーはシステムに入り、反対の回転として受けられ得る。蓄積される運動量はなく、すべての入力エネルギーがウォブルプレート２２の運動量ベクトルの変更に用いられ得る。

先に述べたように、ウォブル歯２６及びリアクション歯５６は、ウォブルプレート２２の動きに機械的拘束をもたらすように構成され得る。そのような機械的拘束の下で、入力回転トルク、ウォブルプレート２２の運動エネルギーと、ロータ１４の回転変形トルクとの関係性は、下記で表され得る。

式中、θはウォブル軸６４と回転軸２４との角度であり、Ｔ_ｚは入力ギア２０の回転によるトルク入力である。

更に、トルク比と摩擦という２つの要因が寄与し得る。トルク比は、４θの章動ごとに、ウォブルプレート２２もまた１つのウォブル歯２６で回転せねばならないというオイラー要件の結果である。ギア比は、ギア比で表される回転のインクリメントによる分割章動で、或いは１つのウォブル歯の角度幅で、トルク比に変換され得る。システムのトルク比は下記のとおりであり得る。

式中、ＧＲはリアクションギア１６とウォブルプレート２２のギア比である。

速度とのリニアな関係性により、摩擦はウォブルプレート２２の角速度と共に拡大し得る。システムの支配方程式は下記のとおりとすることができる。

式中、μは、ウォブル歯２６とリアクション歯５６の適切な摩擦係数である。

制動モジュールシステムは、ウォブルプレートをロータに投影することで形成される仮想の楕円という点でも考慮され得る。ウォブルプレート２２とロータ１４は、一般に１つの接触点を有し得る。仮想の楕円の端部は、三次元で、楕円状にインターフェースするウォブルプレートとロータの連続的な接触線を定め得る。ウォブル軸６４と回転軸２４とがなす角度の４倍を包含するウォブルプレートの章動の下で、仮想楕円の形状は変化しないままであり得る。オイラーが定める接触線の回転系のみが、章動が生じるときに進み得る。接触線の各点は、幾何学的に変形した複合インボリュート関数に対応し、関数は回転及び章動の双方において対称であり得、仮想楕円から及び仮想楕円への連続的なエネルギー伝送を可能にし得る。

慣性系が回転しているとき、仮想楕円は静止していてよく、接触線上のすべての点が自身の水平面で一定の角速度で回転している。章動中に見たウォブルプレート２２の径方向端部の点は、速度が常に変化する垂直方向の動きを呈し得る。この速度変化は、システムに入力される運動エネルギー入力を吸収し、ウォブルプレートの慣性の一定の加速を要求し得る。

再度図１及び２を参照すると、制動モジュール１０は筐体７０を更に含み得る。筐体７０は、設置を容易にし、部品が継続的に正しく配置され、部品間のインターフェースをサポートし、且つギア機構を外部影響から保護する。制動モジュールの用途に適した任意の筐体が用いられてよく、更なる複数の制動モジュールの接続を可能にする場合もあり得る。

筐体７０は、フロント筐体７２とリア筐体７４を含み得、これらは各々、入力シャフト１８の端部を収容するのに適した環状の形状を有し得る。フロント筐体７２は、フロント又は係合面７８から延びる一又は複数の係止ラグ７６を含み得る。これは図１７及び１８で最もよく確認できる。リア筐体７４は、後部又は係合面８２における、凹状の、対応する数のラグソケット８０を含み得る。これは図１５で確認できる。係止ラグ７６とラグソケット８０は、対応した形状及び位置を有し得る。更に、係止ラグ７６とラグソケット８０は反対方向を向いているので、図４に示すように類似した２つの制動モジュールが互いに接続される場合に、フロント筐体７２が対応するリア筐体７４に係合し得る。

フロント筐体７２は、内側軸受カラー８４と外側軸受カラー８６とを有した第２の表面を更に含み得る。リア筐体７４は、第２の表面の内側軸受カラー８８と外側軸受カラー９０も含み得る。

再度図１及び２を参照すると、適切なサイズの環状のフロントシャフト軸受９２が入力シャフト１８に取付けられ得る。フロントシャフト軸受９２は、入力シャフト１８の第１の端部３４及び雄スプライン３８の近傍に取り付けられ得る。フロント筐体７２は、軸受がフロント筐体内側軸受カラー８４内にフィットするように、フロントシャフト軸受９２に取り付けられ得る。

適切なサイズの環状のリアシャフト軸受９４も、入力シャフト１８に取り付けられ得る。リアシャフト軸受９４は、入力シャフト１８の第２の端部３６及び雌スプライン４０の近傍に取り付けられ得る。リア筐体７４は、軸受がリア筐体内側軸受カラー８８内にフィットするように、リアシャフト軸受９４に取り付けられ得る。

フロントロータ軸受９６は、軸受がフロント筐体外側軸受カラー８６の周囲にフィットするように、フロント筐体７２に取り付けられ得る。リアロータ軸受９８は、軸受がリア筐体外側軸受カラー９０の周囲にフィットするように、リア筐体７４に取り付けられ得る。フロントロータ軸受及びリアロータ軸受はそれぞれ、ロータ１４の対応する軸受カラーに係合するのに適した環状の形状を有し得る。

次いで、フロントロータ軸受がロータのフロント軸受カラー５２内にフィットし、リアロータ軸受がロータのリア軸受カラー５４内にフィットするように、ロータ１４がフロントロータ軸受９６及びリアロータ軸受９８の双方に取り付けられる。

ある実施例で、フロント筐体７２は、入力シャフト１８の第１の端部３４及び雄スプライン３８の近傍に取り付けられ得る。リア筐体７４は、入力シャフトの第２の端部３６及び雌スプライン４０の近傍に取り付けられ得る。次いで、フロントロータ軸受９６がフロント筐体７２に取り付けられ、リアロータ軸受９８がリア筐体７４に取り付けられ得る。次いで、ロータ１４がフロントロータ軸受９６及びリアロータ軸受９８に取り付けられる。

他の例では、第１の環状筐体７２が第１の環状軸受９２に取り付けられ、環状ブレーキロータ１４の第１の対応部分に対応する形状とされ得る。第２の環状筐体７４は第２の環状軸受９４取り付けられ、環状ブレーキロータ１４の第２の対応部分に対応する形状とされ得る。

例えば、フロント筐体７２及びリア筐体７４がそれぞれ、ロータ１４の隆起した領域に対応する長さの、径方向端部における平坦部分を含み得る。組み立てると、接触はしないが埃や粒子の進入を防ぐのに十分な近さで、筐体の平坦部分がロータ１４の隆起した領域に隣接し得る。

制動モジュール１０を図３のように組み立てると、ウォブルプレート２２が環状の空洞に格納され得る。環状の空洞は、フロント筐体７２、フロントシャフト軸受９２、フロントロータ軸受９６、ロータ１４、入力シャフト１８、リアロータ軸受９８、リアシャフト軸受９４、及びリア筐体７４によって定められる。ウォブルプレート２２は、ロータ１４と入力シャフト１８との間に捕捉され得る。ブレーキ１２がロータに係合し得るように、ロータ１４の径方向端部は、フロント筐体及びリア筐体を超えて延び得る。

フロント筐体７２は、係合面７８の略平坦な延伸に平行な、回転軸２４に直角の平面を定め得る。リア筐体７４も同様に、係合面８２の延伸に平行な平面を定め得る。ロータ１４及びウォブルプレート２２は、フロント筐体７２の平面とリア筐体７４の平面との間に配置され得る。

図３に示すように、フロント筐体７２の平面とリア筐体７４の平面は、各筐体の一方の径方向端部から反対側の径方向端部まで延びる空間を定め得る。ブレーキ１２は、そのように定められた空間の外でロータ１４に係合し得る。ブレーキ１２の、ロータ１４との接触点からの軸方向の延伸は、接触点からリア筐体７４の平面までの軸方向距離の２倍よりも小さく限定され得る。

図３は、制動モジュール１０に接続され得る第２の制動モジュール１１０も示す。第２の制動モジュール１１０の要素は、上記で用いたものと同様の参照符号に「１」を加えて示した。従って、モジュール１１０の雄スプライン１３８は、モジュール１０の雌スプライン４０に係合し得る。この係合によって、入力シャフト１８の一回転が入力シャフト１１８の一回転を引き起こすように、２つの入力シャフトが直接連結され得る。

２つのモジュールは互いに、モジュール１１０のフロント筐体１７２の係止ラグがモジュール１０のリア筐体７４の対応するラグソケット８０に係合し、２つの筐体を互いに係止するような向きであり得る。

モジュール１１０のブレーキ１１２は、モジュール１０のブレーキ１２に対し、共通の回転軸に対して径方向反対で、ロータ１１４に係合し得る。図４に示すように、この向きによって、ブレーキ１１２からの干渉なしにロータ１４が回転し、また同様に、ロータ１１４がブレーキ１２からの干渉を防ぐことが可能となり得る。

更に複数のモジュールが上述のように接続されてアセンブリを形成してもよい。モジュールが制動に関する他の機構に同様に連結されてもよい。一又は複数のモジュールは、回転する物体を減速させるために、当該物体に接続され得る。

図４を参照すると、飛行機に設置された制動モジュールのアセンブリが示されている。類似の４つの制動モジュールが上述のように連結されている。先に述べたように、第３の制動モジュール２１０の要素は、上記で用いたものと同様の参照符号に「２」を加えて示した。同様に、第４の制動モジュール３１０の要素は、上記で用いたものと同様の参照符号に「３」を加えて示した。アセンブリは、航空機、又は熱出力を最小限に抑えた制動の提供が有利となり得る任意の種類のビークルに設置され得る。

制動モジュール１０の入力シャフト１８の雄スプライン３８は、飛行機を可動に支持する車輪１００の対応する構造と、係合し得る。入力シャフト１８及び車輪１００は、車輪によって定められる回転軸の周囲で同軸回転するように連結され得る。車輪１００は、機体又は飛行機のその他の部分に取り付けられ得る。モジュール１０のブレーキ１２も機体に取り付けられ得る。

制動モジュール１１０の入力シャフト１１８の雄スプライン１３８は、モジュール１０の入力シャフト１８の雌スプライン４０に係合し得る。ブレーキ１１２は、ブレーキ１２とは径方向反対の位置で機体に取り付けられ、ロータの回転を車輪１００に対して選択的に制動するために、ロータ１１４に係合し得る。モジュール１１０のフロント筐体１７２の係止ラグ１７６は、モジュール１０のリア筐体７４のラグソケット８０に係止され得る。制動モジュール２１０及び３１０が同様に連結され得、４つのすべての入力シャフトが車輪１００と同軸で回転し得る。

更に、雄スプライン４３８を備えたサービスシャフト４１８が、モジュール３１０の入力シャフト３１８の雌スプライン３４０に係合し得る。サービスシャフト４１８が、共通の回転軸と同心の車輪１００に作動可能に固定され得る。サービスロータ４１４はサービスシャフト４１８に固定され得、サービスブレーキ４１２は、ブレーキがサービスロータに係合し得るように機体に取り付けられ得る。ブレーキ４１２による選択的な制動作用がロータ４１４回転を停止させることにより、車輪１００の回転を停止させ得る。

フロントサービスシャフト軸受４９２及びリアサービスシャフト軸受４９４が、サービスシャフト４１８に取り付けられ得る。フロントサービス筐体４７２はフロントサービスシャフト軸受４９２取り付けられ得、フロントサービス筐体の前面４７８は、制動モジュール３１０のリア筐体３７４のラグソケット３８０に対応する係止ラグ４７６を有し得る。フロントサービス筐体４７２が制動モジュール３１０のリア筐体３７４に係止され得る。

図４に示すように、サービスシャフト４１８及び複数の制動モジュール入力シャフトを格納するために、外側筐体が設けられ得る。フロント外側筐体１０６の形状は環状であり、制動モジュール１０の雄スプライン３８と対応する車輪１００の構造との係合を収容するのに適した内径を有し得る。外径は、モジュール１０の筐体７０のものと一致するか、或いは任意の他の適切なサイズであってもよい。フロント外側筐体１０６の背面は、モジュール１０のフロント筐体７２の係合面７８の係止ラグ７６に対応する凹状ラグソケットを有し得る。フロント外側筐体１０６がフロント筐体７２に係止され、モジュール１０と車輪１００との間に位置し得る。

リア外側筐体１０８は、サービスシャフトの係合していない端部を収容する中央凹部を有した円筒形状であり得る。リア外側筐体１０８は、リアサービスシャフト軸受４９４に取り付けられ得る。筐体１０８の外径は、フロント外側筐体１０６のものと一致するか、或いは任意の他の適切なサイズであってもよい。アセンブリの設置を容易にするような追加の特徴や代替的な形状が用いられてよい。

代替例（図示せず）では、ブレーキ１２が帯ブレーキを含み得る。ループ状の摩擦材が、外部のマウントに調整可能に取り付けられ得、ブレーキの作用がループの長さを縮める。ループ状の摩擦材は、ロータ１４の径方向外側端部の近傍に配置され、ロータの外周の大部分を囲み得る。ブレーキの作用によって、ループの材料がロータ１４の径方向端部と摩擦接触させられ、ロータを入力シャフト１８に対して減速し得る。

図示のブレーキキャリパーを、ブレーキロータ１４で直接作動できるドラムブレーキなどの何らかの他のタイプのブレーキ機構で置き換え、同様の変形例によって、更に別の例を作成することができる。

更なる例は、２つの制動モジュールのみ、もしくは３つの制動モジュールとサービスブレーキ、もしくはサービスブレーキの両端に２つの制動モジュール、又はそのような任意の他の組み合わせを備えたアセンブリを含み得る。

更に、本発明は下記の条項による実施形態を含む。

条項１
制動作用を選択的に制御するブレーキ、
ブレーキに係合し、リアクションギアを有するギア面を含む、環状ブレーキロータ、
シャフトを囲む入力ギアを有する入力シャフトであって、入力ギアがリアクションギアに対向するように、環状ブレーキロータを通って延びている、入力シャフト、並びに
環状ブレーキロータと入力シャフトとの間に捕捉された環状ウォブルプレートであって、部分的に入力ギアに係合する表面歯を有する第１の表面を備え、部分的にリアクションギアに係合するウォブル歯を有した第２の表面を備える、環状ウォブルプレート
を含む、制動モジュールであって、
入力シャフトの回転が、環状ブレーキロータ及びウォブルプレートの回転を引き起こし、
ブレーキによる制動作用が、入力シャフトに対して環状ブレーキロータを減速させることによって、環状ブレーキロータ及び入力シャフトに対する環状ウォブルプレートの章動を誘発して、回転エネルギーを散逸させる、制動モジュール。

条項２
入力シャフトの両端のスプライン及び係合スプラインを更に含み、
複数の制動モジュールをアセンブリとして相互接続させるために、入力シャフトが第２の入力シャフトに係合する形状とされている、条項１に記載の制動モジュール。

条項３
環状ウォブルプレートのウォブル歯のうちの少なくとも１つが、少なくとも部分的に円と楕円の複合インボリュートによって定められる断面形状を有し、
リアクションギアが、複数のリアクション歯によって定められ、複数のリアクション歯のうちの少なくとも１つが、少なくとも部分的に円と楕円の複合インボリュートによって定められる断面形状を有する、条項１又は２に記載の制動モジュール。

条項４
環状ウォブルプレートの、ウォブル歯に対向する表面歯が、円錐台形の環状ウォブル面を定める、条項１から３の何れか一項に記載の制動モジュール。

条項５
環状ウォブルプレートの重心が環状ウォブル面の頂点であるように、環状ウォブル面が構成されている、条項４に記載の制動モジュール。

条項６
入力シャフトに取り付けられた第１の環状軸受、
入力シャフトに取り付けられた第２の環状軸受、
第１の環状軸受に取り付けられ、環状ブレーキロータの第１の対応部分に対応する形状とされた、第１の環状筐体、及び
第２の環状軸受に取り付けられ、環状ブレーキロータの第２の対応部分に対応する形状とされた、第２の環状筐体
を更に含み、
環状ウォブルプレートが、入力シャフト、第１の環状軸受、第１の環状筐体、環状ブレーキロータ、第２の環状筐体、及び第２の環状軸受、のアセンブリの間に定められる環状の空洞に格納されている、条項１から５の何れか一項に記載の制動モジュール。

条項７
入力シャフトに取り付けられた第１の環状筐体、
入力シャフトに取り付けられた第２の環状筐体、
第１の環状筐体に取り付けられた第１の環状軸受、及び
第２の環状筐体に取り付けられた第２の環状軸受
を更に含み、
環状ブレーキロータが、第１の環状軸受及び第２の環状軸受の両方に取り付けられており、
環状ウォブルプレートが、入力シャフト、第１の環状筐体、第１の環状軸受、環状ブレーキロータ、第２の環状軸受、及び第２の環状筐体、のアセンブリの間に定められる環状の空洞に格納されている、条項１から６の何れか一項に記載の制動モジュール。

条項８
入力シャフトに取り付けられた第１の環状軸受、
入力シャフトに取り付けられた第２の環状軸受、
第１の環状軸受に取り付けられた第１の環状筐体、
第１の環状筐体に取り付けられた第３の環状軸受、
第２の環状軸受に取り付けられた第２の環状筐体、及び
第２の環状筐体に取り付けられた第４の環状軸受
を更に含み、
環状ブレーキロータが、第３の環状軸受及び第４の環状軸受の両方に取り付けられており、
環状ウォブルプレートが、入力シャフト、第１の環状軸受、第１の環状筐体、第３の環状軸受、環状ブレーキロータ、第４の環状軸受、第２の環状筐体、及び第２の環状軸受、のアセンブリの間に定められる環状の空洞に格納されている、条項１から７の何れか一項に記載の制動モジュール。

条項９
入力シャフトに取り付けられ、第１の平面を定める、第１の環状筐体、及び
入力シャフトに取り付けられ、第２の平面を定める、第２の環状筐体
を更に含み、
環状ブレーキロータ及び環状ウォブルプレートが、第１の平面と第２の平面との間に位置し、
第１の環状筐体が少なくとも１つのソケットを含み、
第２の環状筐体が、少なくとも１つのソケットに対応する形状及び位置を有する少なくとも１つの係止ラグを含み、
少なくとも１つのソケットと少なくとも１つの係止ラグが反対方向を向いている、条項１から８の何れか一項に記載の制動モジュール。

条項１０
条項１から９の何れか一項に記載の制動モジュールを備えるビークルであって、
入力シャフトに取り付けられ、回転軸の周囲で回転可能な、車輪、並びに
車輪及びブレーキに取り付けられた、機体
を更に含む、ビークル。

条項１１
入力シャフトの両端の、スプライン及び係合スプラインであって、スプラインが車輪に係合する、スプライン及び係合スプライン、
回転軸と同心の車輪に作動可能に固定されるように、係合スプラインに係合する第２のスプラインを備え、回転軸と同心の第２の入力ギアを備えた、第２の入力シャフト、
第２のブレーキロータが回転軸と同軸であるように、第２の入力シャフトにおいて回転可能に取り付けられた、第２のブレーキロータ、
機体に固定され、車輪に対する第２のブレーキロータの回転を選択的に制動するために第２のブレーキロータに係合する、第２のブレーキ、
第２のブレーキロータに取り付けられた、回転軸と同心の第２のリアクションギア、並びに
第２の入力ギアと第２のリアクションギアとの間に捕捉され、部分的に第２の入力ギアに係合する第２の表面歯を含み、部分的に第２のリアクションギアに係合する対向する第２のウォブル歯を含む、第２のウォブルプレート
を更に含み、
第２のブレーキロータが車輪に対して制動されると、第２のウォブルプレートが回転軸に対して非ゼロ角度で章動するように、第２のウォブルプレートが回転軸に対して軸方向に抑制される、条項１０に記載のビークル。

条項１２
入力シャフトの両端の、スプライン及び係合スプラインであって、スプラインが車輪に係合する、スプライン及び係合スプライン、
係合スプラインに係合する第２のスプラインを備えた、サービスシャフトであって、回転軸と同心の車輪に作動可能に固定されるように、回転軸と同心にサービスシャフトに固定されたサービスロータを備える、サービスシャフト、並びに
ビークルに固定され、サービスロータの回転を選択的に停止させることにより車輪の回転を停止させるために、サービスロータに係合する、サービスブレーキ
を更に含む、条項１０に記載のビークル。

条項１３
シャフトを囲む入力ギアを備えた入力シャフトであって、対応する回転する物体に係合するスプラインを含む、入力シャフト、
シャフトにおいて回転可能に取り付けられ、入力ギアの方を向いたリアクションギアを含む、環状ブレーキロータ、
シャフトに取り付けられ、入力ギアとリアクションギアとの間に捕捉され、部分的に入力ギアに係合する表面歯を有した第１の表面を備え、部分的にリアクションギアに係合するウォブル歯を有した第２の表面を備える、環状ウォブルプレート、並びに
外部の構造に固定され、環状ブレーキロータを選択的に制動するために環状ブレーキロータに係合する、ブレーキ
を含み、
入力シャフトの回転が環状ウォブルプレートを回転させ、
ブレーキによる制動作用が、環状ブレーキロータを入力シャフトに対して減速させることにより、環状ブレーキロータ及び入力シャフトに対する環状ウォブルプレートの章動を誘発して、回転エネルギーを散逸させる、制動モジュール。

条項１４
スプラインに対向する、入力シャフトの係合スプラインを更に含み、
入力シャフトが、複数の制動モジュールをアセンブリとして相互接続させるために、第２の入力シャフトに係合する形状とされている、条項１３に記載の制動モジュール。

条項１５
入力シャフトに取り付けられた第１の環状軸受、
入力シャフトに取り付けられた第２の環状軸受、
第１の環状軸受に取り付けられ、環状ブレーキロータの第１の対応部分に対応する形状とされた、第１の環状筐体、及び
第２の環状軸受に取り付けられ、環状ブレーキロータの第２の対応部分に対応する形状とされた、第２の環状筐体
を更に含み、
環状ウォブルプレートが、入力シャフト、第１の環状軸受、第１の環状筐体、環状ブレーキロータ、第２の環状筐体、及び第２の環状軸受、のアセンブリの間に定められる環状の空洞に格納されている、条項１３又は１４に記載の制動モジュール。

条項１６
入力シャフトに取り付けられた第１の環状筐体、
入力シャフトに取り付けられた第２の環状筐体、
第１の環状筐体に取り付けられた第１の環状軸受、及び
第２の環状筐体に取り付けられた第２の環状軸受
を更に含み、
環状ブレーキロータが、第１の環状軸受及び第２の環状軸受の両方に取り付けられており、
環状ウォブルプレートが、入力シャフト、第１の環状筐体、第１の環状軸受、環状ブレーキロータ、第２の環状軸受、及び第２の環状筐体、のアセンブリの間に定められる環状の空洞に格納されている、条項１３から１５の何れか一項に記載の制動モジュール。

条項１７
回転する物体を減速させる方法であって、
入力ギアを提供するステップ、
リアクションギアを備えたブレーキロータを提供するステップ、
部分的に入力ギアに係合する形状とされた表面歯を備え、部分的にリアクションギアに係合する形状とされた対向するウォブル歯を備えた、ウォブルプレートを提供するステップ、
入力ギアが回転する物体の回転軸を中心とするように、入力ギアを回転する物体に固定するステップ、
ウォブルプレートを、表面歯のうちの少なくとも１つが入力ギアに係合する状態で、回転軸に対して非ゼロ角度に懸架するステップ、
ウォブル歯のうちの少なくとも１つがリアクションギアに係合する状態で、回転軸と同心のブレーキロータを懸架するステップ、並びに
回転軸の周囲でウォブルプレートを章動させるために、ブレーキロータを制動するステップ
を含む、方法。

条項１８
入力ギアの一体部分として入力シャフトを提供するステップ、
入力シャフトに取り付けられ、少なくとも部分的にウォブルプレートを格納する形状とされた、環状筐体を提供するステップ、
環状筐体を入力シャフトにおいて回転可能に支持するステップ、及び
ブレーキロータを環状筐体において回転可能に支持するステップ
を更に含む、条項１７に記載の方法。

条項１９
入力シャフトに係合し、第２の入力ギアを含む、第２の入力シャフトを提供するステップ、
第２のリアクションギアを備えた第２のブレーキロータを提供するステップ、
部分的に第２の入力ギアに係合する第２の表面歯を備え、部分的に第２のリアクションギアに係合する対向する第２のウォブル歯を備えた、第２のウォブルプレートを提供するステップ、
第２の入力シャフトを入力シャフトに係合させるステップ、
第２の表面歯のうちの少なくとも１つが第２の入力ギアに係合し、第２のウォブル歯のうちの少なくとも１つが第２のリアクションギアに係合する状態で、第２のウォブルプレートを、回転軸に対して非ゼロ角度で懸架するステップ、
第２のウォブルプレートを回転軸の周りで章動させるために、第２のブレーキロータを制動するステップ
を更に含む、条項１８に記載の方法。

条項２０
入力シャフトに係合するサービスロータを提供するステップ、及び
サービスロータの回転を選択的に停止させることによって、回転する物体の回転を停止させるために、サービスロータを制動するステップ
を更に含む、条項１９に記載の方法。

利点、特徴、便益
本明細書に記載の楕円インターフェースギア支援型制動システムの種々の例は、摩擦ブレーキの既知のソリューションよりも有利な点を複数有している。例えば、本明細書に記載の制動システムの例示的な実施例では、回転エネルギーの大部分を熱出力の発生なしに散逸することが可能である。更に、他の便益のうち、本明細書に記載の制動システムの例示的な実施例は、トラクションロスが生じた際にトルク荷重を自動的にリリースすることで、受動的な滑り防止機能を可能にする。既知のシステム又はデバイスに、これらの機能を、とりわけこのように小さなボリュームで実施できるものはない。従って、本明細書に記載の例示的な実施例は、軽量且つコンパクトな高性能の制動システムが要求される、航空機及び他のビークルで特に有用である。しかしながら、本書で説明されているすべての例が同じ利点または同程度の利点をもたらすわけではない。

結論
上述の開示は、個別の有用性を備えた複数の個々の装置を包括し得る。そのような各装置の例を開示したが、本書に記載及び図示のそれらの具体的な例は、数多くの変形例が可能であることから、限定的な意味で捉えるべきでない。本書で使用されているセクション見出しは構成上の目的のものに過ぎず、いかなる請求項の特徴を構成するものでもない。本開示の主題は、本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な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な組み合わせにおいて具現化される装置は、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、異なる装置を対象とするか、又は同一の装置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、等しいか、又はそれと異なるかにかかわらず、本開示の発明の主題の中に含まれると見なされる。

Claims (15)

1. 制動作用を選択的に制御するブレーキ、
   前記ブレーキに係合し、リアクションギア（１６）を有するギア面を含む、環状ブレーキロータ（１４）、
   シャフトを囲む入力ギアを有する入力シャフトであって、前記入力ギアが前記リアクションギアに対向するように、前記環状ブレーキロータを通って延びている、入力シャフト、並びに
   前記環状ブレーキロータと前記入力シャフトとの間に捕捉された環状ウォブルプレート（２２）であって、部分的に前記入力ギアに係合する表面歯（３０）を有する第１の表面を備え、部分的に前記リアクションギアに係合するウォブル歯（２６）を有した第２の表面を備える、環状ウォブルプレート（２２）
   を含む、制動モジュールであって、
   前記入力シャフトの回転が、前記環状ブレーキロータ及びウォブルプレートの回転を引き起こし、
   前記ブレーキによる制動作用が、前記入力シャフトに対して前記環状ブレーキロータを減速させることによって、前記環状ブレーキロータ及び前記入力シャフトに対する前記環状ウォブルプレートの章動を誘発して、回転エネルギーを散逸させる、制動モジュール。
2. 前記入力シャフトの両端のスプライン及び係合スプラインを更に含み、
   複数の制動モジュールをアセンブリとして相互接続させるために、前記入力シャフトが第２の入力シャフトに係合する形状とされている、請求項１に記載の制動モジュール。
3. 前記環状ウォブルプレート（２２）の前記ウォブル歯（２６）のうちの少なくとも１つが、少なくとも部分的に円と楕円の複合インボリュートによって定められる断面形状を有し、
   前記リアクションギア（１６）が、複数のリアクション歯によって定められ、前記複数のリアクション歯のうちの少なくとも１つが、少なくとも部分的に円と楕円の複合インボリュートによって定められる断面形状を有する、請求項１又は２に記載の制動モジュール。
4. 前記環状ウォブルプレート（２２）の、前記ウォブル歯（２６）に対向する前記表面歯（３０）が、円錐台形の環状ウォブル面（６８）を定め、前記環状ウォブル面は、前記環状ウォブルプレートの重心が前記環状ウォブル面の頂点であるように構成されている、請求項１から３の何れか一項に記載の制動モジュール。
5. 前記入力シャフトに取り付けられた第１の環状軸受、
   前記入力シャフトに取り付けられた第２の環状軸受、
   前記第１の環状軸受に取り付けられ、前記環状ブレーキロータ（１４）の第１の対応部分に対応する形状とされた、第１の環状筐体、及び
   前記第２の環状軸受に取り付けられ、前記環状ブレーキロータの第２の対応部分に対応する形状とされた、第２の環状筐体
   を更に含み、
   前記環状ウォブルプレート（２２）が、前記入力シャフト、前記第１の環状軸受、前記第１の環状筐体、前記環状ブレーキロータ、前記第２の環状筐体、及び前記第２の環状軸受、のアセンブリの間に定められる環状の空洞に格納されている、請求項１から４の何れか一項に記載の制動モジュール。
6. 前記入力シャフトに取り付けられた第１の環状筐体、
   前記入力シャフトに取り付けられた第２の環状筐体、
   前記第１の環状筐体に取り付けられた第１の環状軸受、
   前記第２の環状筐体に取り付けられた第２の環状軸受
   を更に含み、
   前記環状ブレーキロータ（１４）が、前記第１の環状軸受及び前記第２の環状軸受の両方に取り付けられており、
   前記環状ウォブルプレート（２２）が、前記入力シャフト、前記第１の環状筐体、前記第１の環状軸受、前記環状ブレーキロータ、前記第２の環状軸受、及び前記第２の環状筐体、のアセンブリの間に定められる環状の空洞に格納されている、請求項１から５の何れか一項に記載の制動モジュール。
7. 前記入力シャフトに取り付けられた第１の環状軸受、
   前記入力シャフトに取り付けられた第２の環状軸受、
   前記第１の環状軸受に取り付けられた第１の環状筐体、
   前記第１の環状筐体に取り付けられた第３の環状軸受、
   前記第２の環状軸受に取り付けられた第２の環状筐体、及び
   前記第２の環状筐体に取り付けられた第４の環状軸受
   を更に含み、
   前記環状ブレーキロータ（１４）が、前記第３の環状軸受及び前記第４の環状軸受の両方に取り付けられており、
   前記環状ウォブルプレート（２２）が、前記入力シャフト、前記第１の環状軸受、前記第１の環状筐体、前記第３の環状軸受、前記環状ブレーキロータ、前記第４の環状軸受、前記第２の環状筐体、及び前記第２の環状軸受、のアセンブリの間に定められる環状の空洞に格納されている、請求項１から６の何れか一項に記載の制動モジュール。
8. 前記入力シャフトに取り付けられ、第１の平面を定める、第１の環状筐体、及び
   前記入力シャフトに取り付けられ、第２の平面を定める、第２の環状筐体
   を更に含み、
   前記環状ブレーキロータ（１４）及び前記環状ウォブルプレート（２２）が、前記第１の平面と前記第２の平面との間に位置し、
   前記第１の環状筐体が少なくとも１つのソケットを含み、
   前記第２の環状筐体が、前記少なくとも１つのソケットに対応する形状及び位置を有する少なくとも１つの係止ラグを含み、
   前記少なくとも１つのソケットと前記少なくとも１つの係止ラグが反対方向を向いている、請求項１から７の何れか一項に記載の制動モジュール。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載の制動モジュールを含むビークルであって、
   前記入力シャフトに取り付けられ、回転軸（２４）の周囲で回転可能な、車輪（１００）、並びに
   前記車輪及び前記ブレーキに取り付けられた、機体
   を更に含む、ビークル。
10. 前記入力シャフトの両端のスプライン及び係合スプラインであって、前記スプラインが前記車輪に係合する、スプライン及び係合スプライン、
    前記回転軸（２４）と同心の前記車輪（１００）に作動可能に固定されるように、前記係合スプラインと係合する第２のスプラインを備え、前記回転軸と同心の第２の入力ギアを備えた、第２の入力シャフト、
    前記回転軸と同軸であるように、前記第２の入力シャフトにおいて回転可能に取り付けられた、第２のブレーキロータ（１４）、
    前記機体に固定され、前記車輪に対する前記第２のブレーキロータの回転を選択的に 制動するために前記第２のブレーキロータに係合する、第２のブレーキ、
    前記第２のブレーキロータに取り付けられた、前記回転軸と同心の第２のリアクションギア、並びに
    前記第２の入力ギアと前記第２のリアクションギアとの間に捕捉され、部分的に前記第２の入力ギアに係合する第２の表面歯を含み、部分的に前記第２のリアクションギアに係合する、対向する第２のウォブル歯を含む、第２のウォブルプレート（２２）
    を更に含み、
    前記第２のブレーキロータが前記車輪に対して制動されると、前記第２のウォブルプレートが前記回転軸に対して非ゼロ角度で章動するように、前記第２のウォブルプレートが前記回転軸に対して軸方向に抑制される、請求項９に記載のビークル。
11. 前記入力シャフトの両端のスプライン及び係合スプラインであって、前記スプラインが前記車輪（１００）に係合する、スプライン及び係合スプライン、
    前記回転軸（２４）と同心の前記車輪に作動可能に固定されるように、前記係合スプラインに係合する第２のスプラインを備えたサービスシャフト（４１８）であって、前記サービスシャフトに、サービスロータ（４１４）が前記回転軸と同心に固定されている、サービスシャフト（４１８）、並びに
    前記サービスロータの回転を選択的に停止させることにより前記車輪の回転を停止させるために、前記ビークルに固定され、前記サービスロータに係合する、サービスブレーキ（４１２）
    を更に含む、請求項９に記載のビークル。
12. 回転する物体を減速させる方法であって、
    入力ギアを提供するステップ、
    リアクションギア（１６）を備えたブレーキロータ（１４）を提供するステップ、
    部分的に前記入力ギアに係合する形状とされた表面歯（３０）を備え、部分的に前記リアクションギアに係合する形状とされた対向するウォブル歯（２６）を備えた、ウォブルプレート（２２）を提供するステップ、
    前記入力ギアが前記回転する物体の回転軸（２４）を中心とするように、前記入力ギアを前記回転する物体に固定するステップ、
    前記ウォブルプレートを、前記表面歯のうちの少なくとも１つが前記入力ギアに係合する状態で、前記回転軸に対して非ゼロ角度に懸架するステップ、
    前記ウォブル歯のうちの少なくとも１つが前記リアクションギアに係合する状態で、前記回転軸と同心の前記ブレーキロータを懸架するステップ、並びに
    前記回転軸の周囲で前記ウォブルプレートを章動させるために、前記ブレーキロータを制動するステップ
    を含む、方法。
13. 前記入力ギアの一体部分として入力シャフトを提供するステップ、
    前記入力シャフトに取り付けられ、少なくとも部分的に前記ウォブルプレート（２２）を格納する形状とされた、環状筐体を提供するステップ、
    前記環状筐体を前記入力シャフトにおいて回転可能に支持するステップ、及び
    前記ブレーキロータ（１４）を前記環状筐体において回転可能に支持するステップ
    を更に含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記入力シャフトに係合し、第２の入力ギアを含む、第２の入力シャフトを提供するステップ、
    第２のリアクションギア（１６）を備えた第２のブレーキロータ（１４）を提供するステップ、
    部分的に前記第２の入力ギアに係合する第２の表面歯（３０）を備え、部分的に前記第２のリアクションギアに係合する対向する第２のウォブル歯（２６）を備えた、第２のウォブルプレート（２２）を提供するステップ、
    前記第２の入力シャフトを前記入力シャフトに係合させるステップ、
    前記第２の表面歯のうちの少なくとも１つが前記第２の入力ギアに係合し、前記第２のウォブル歯のうちの少なくとも１つが前記第２のリアクションギアに係合する状態で、前記第２のウォブルプレートを、前記回転軸（２４）に対して非ゼロ角度で懸架するステップ、及び
    前記第２のウォブルプレートを前記回転軸の周りで章動させるために、前記第２のブレーキロータを制動するステップ
    を更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記入力シャフトに係合するサービスロータ（４１４）を提供するステップ、及び
    前記サービスロータの回転を選択的に停止させることによって、前記回転する物体の回転を停止させるために、前記サービスロータを制動するステップ
    を更に含む、請求項１４に記載の方法。

Images