JP7540729B2 - 多入力、多出力アクチュエータ及びこれを用いたアセンブリ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、３５ＵＳＣ１１９（ｅ）の下で、２０１９年６月１８日に出願され、「Ａ Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ，Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ Ａｃｔｕａｔｏｒ」と題された米国特許出願第６２／８６２，７８６号、及び２０１８年１２月３日に出願され、「Ａ Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ，Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ Ａｃｔｕａｔｏｒ」と題された米国特許出願第６２／７７４，８１３号の優先権利益を主張する。これらの出願はそれぞれ、すべての目的に対してその全体において参照により本明細書に組み込まれている。

電気を変換して家電製品、電動工具、及び自動車両における機械的力及び／または動きを得るために、電動モータが用いられる。典型的な電動モータのコストは主に、その製造で用いる原材料のコストに依存する。たとえば、電動モータのコイル内で用いる希土類磁石及び銅は典型的に、モータの全体コストに対する最大の要因である。機械システムのコストを下げるために、単一モータを用いて複数のサブシステムにパワー供給することが望ましい場合が多い。

１つのモータを用いて多くのサブシステムを駆動することに対する良く知られたアプローチの１つは、ギア及び／またはスイッチを用いて、どのサブシステムをモータによって駆動するかを制御することである。たとえば、モータに結合されたギアボックスが複数のギアを有する場合があり、各ギアの出力が異なるサブシステムに結合されている。このように、単一モータを用いて２つ以上のサブシステムを駆動する場合があるが、ギアボックスがパワーを送れるのは一度に１つの機能のみである場合にはサブシステムは同時には使用されないという制限があることが多い。

図１Ａ～１Ｃに、運動学的に等価なアクチュエータアセンブリ１００ａ～１００ｃを示す。これらは、車輪自動車における２つの機能（推進及びアクティブサスペンション）を同時に実行するために用いることができる。図１Ａのアクチュエータアセンブリ１００ａには、支持構造１５０に結合された軸方向磁束モータ１２０が含まれている。軸方向磁束モータ１２０には、スピンドル１２４にマウントされたロータ１２１が含まれている。ロータ１２１は、トルク源によって第１のステータ１２２及び第２のステータ１２３に印加されるトルク入力に応じて回転する。スピンドル１２４は基準接地１１に結合されている（たとえば、道路と接触するホイールを介して）。スピンドル１２４はさらに、支持構造１５０に結合されている。支持構造１５０はシャーシ１２に直接結合されている。シャーシ１２には、アーム１４４ａ上にマウントされたジョイントハウジング１４２が含まれている。ジョイントハウジング１４２は、支持構造１５０に対してスライド可能に調整することができる。さらに、バネ１５２がジョイントハウジング１４２と支持構造１５０とに結合されて、サスペンションとしての復元力をもたらす。

第１のステータ１２２は、ジョイントハウジング１４２に、リンク１４５ａを介してノード１４６において結合され、第２のステータ１２３は、ジョイントハウジング１４２に、リンク１４５ｂを介してノード１４７において結合されている。リンク１４５ａ及び１４５ｂは、ノード１４３においてジョイントハウジング１４２に結合している。サスペンションを駆動するために、第１のステータ１２２及び／または第２のステータ１２３に反力トルクが印加される。その結果、シャーシ１２上に力が及ぼされて、モータ１２０は支持構造１５０に沿ってシャーシ１２に対して並進運動する（たとえば、図１Ａで上下移動する）。

図１Ｂに、車両を推進させること及び車両用のアクティブサスペンションをもたらすことの両方を行う別のアクチュエータアセンブリ１００ｂを示す。この場合もやはり、シャーシ１２は、アーム１４４ｂ内のスロット１４９ａ及び１４９ｂを介して軸方向磁束モータ１２０に直接結合されている。スロット１４９ａ及び１４９ｂは、第１のステータ１２２にノード１４６においてまた第２のステータ１２３にノード１４７においてマウントされたピンに結合している。

図１Ｃに、推進及びアクティブサスペンションをもたらす別のアクチュエータアセンブリ１００ｃを示す。シャーシ１２にはアーム１４４ｃが含まれている。アーム１４４ｃは、ジョイントハウジング１４２に結合する代わりに、リンク１４５ａ及び１４５ｂにノード１４８ａ及び１４８ｂにおいてそれぞれ結合している。リンク１４５ａ及び１４５ｂは、図１Ａと同様に、第１のステータ１２２及び第２のステータ１２３にノード１４６及び１４７においてそれぞれ結合している。

図１Ａ～１Ｃのアクチュエータアセンブリ１００ａ～１００ｃ（まとめて、アクチュエータアセンブリ１００）はロータ１２１を回転させて、サスペンションを並進運動させることができる。アクチュエータアセンブリ１００が用いられる理由は主に、モータ１２０の出力がシャーシ１２に直接結合されることに由来するその統合化の簡単さからである。しかし、これらのアクチュエータアセンブリ１００はいくつかの不備な点を欠点として持っている。第１に、アクチュエータアセンブリ１００は、支持構造１５０とシャーシ１２との間の力／トルクを反映することができない。なぜならば、第１のステータ１２２及び第２のステータ１２３に印加される反力トルクは、シャーシ１２によって散逸されるからである。言い換えれば、支持構造によって、シャーシに対するスピンドル１２４の並進運動が制限される。第１のステータ１２２及び第２のステータ１２３のどちらも、図１Ａ～１Ｃに示すアクチュエータアセンブリ１００内の支持構造にトルク負荷を与えない。

この結果、アクチュエータアセンブリ１００がさらなる出力をもたらすことを防ぐ。第２に、アクチュエータアセンブリ１００は内蔵型メカニズムではなく、所望の駆動をもたらすためのシャーシ１２との統合に基づく。その結果、シャーシ１２には、アクチュエータアセンブリ１００が適切に動作できるようにするためのある構造的特徴が必要であるということを意味する。

したがって、本開示は、力／トルクを反映することができ及び／または広範囲のシャーシまたは他の基準構造と適合するアクチュエータを対象とする。例示的なアクチュエータとしては、モータ、トランスミッション、及び支持構造（サスペンション）を挙げてもよい。モータには、駆動用の入力トルクをもたらす１つ以上のトルク源が含まれていてもよい。トランスミッションは、アクチュエータがもたらす結果として得られる出力力／トルクを変更するために、トルク源を結合及び制限してもよい。たとえば、アクチュエータは、１つ以上の入力トルクの重ね合わせに基づく合計トルク出力をもたらしてもよい。その結果、トランスミッションは、逆回転運動を発生させるためにトルク源を結合及び制限してもよい。このようにして、アクチュエータは、１つ以上の入力トルクの差し引きに基づいて差動トルク出力をもたらしてもよい。

アクチュエータからの出力力／トルクをさらに、種々の分力／トルクに分割してもよい。分力／トルクは、アクチュエータを他のサブシステムに接続する１つ以上のノードにおいて印加される。たとえば、出力力／トルクには、アクチュエータの支持構造及びシャーシとの間に印加される反映された力／トルクが含まれていてもよい。反映された力／トルクは、アクチュエータの他方の出力からの力／トルクにおけるアンバランスに応じて生じる。反映された力／トルクは、サブシステムを駆動するさらに別の出力をもたらしてもよい。たとえば、反映された力／トルクを、サスペンションにおけるアンチダイブ及び／またはアンチスクワット機能（たとえば、前方減速の間に車両の前部が下方に動くこと及び／または前方加速の間に車両の後部が下方に動くことを防ぐ）に対して用いてもよい。

さらに、アクチュエータは、１つ以上の入力トルク及び／または反力トルクに基づいて種々の大きさ及び／または方向の出力の混合をもたらしてもよい。たとえば、トランスミッションは、１つ以上のトルク源の可動域及び／または運動比を制限することによって、各出力力／トルクの入力トルク／反力トルクへの依存性を変えてもよい。またアクチュエータは、入力間の非対称応答を形成するメカニズムを組み込んでもよい（たとえば、第１のトルク源は第２のトルク源を動かすが、第２のトルク源は第１のトルク源を動かすことができない）。

１つの典型的な応用例では、アクチュエータは、車両のアクティブサスペンションシステムの一部を用いてもよい。アクチュエータは、ＭａｃＰｈｅｒｓｏｎストラットを介してアクチュエータに結合されたシャーシ及びアクチュエータ内のモータに結合されたホイールを含むアクチュエータアセンブリの一部であってもよい。ホイールはバネ下質量であり、シャーシはバネ上質量である。アクチュエータには、モータ及び／またはトランスミッションをシャーシに、バネ上質量をバネ下質量に対して動かすことができるコンポーネントを介して直接結合するロッカージョイントメカニズムまたはスライディングジョイントメカニズムが含まれていてもよい。

一実施例では、車両用のアクチュエータには、サスペンションを介して車両のシャーシに接続された支持構造、支持構造に結合されたトランスミッション、ならびに支持構造及びトランスミッションに結合されたモータが含まれている。モータには、回転軸の周りに回転するロータ、回転軸と同心の第１のステータ、及び回転軸と同心の第２のステータが含まれる。第１のステータは、第１のトルクをロータ及びサスペンションにトランスミッションを介して印加する。第２のステータは、第２のトルクをロータならびにサスペンション及び／またはシャーシに印加する。

別の実施例では、車両用のアクチュエータアセンブリには、支持構造を伴う軸方向磁束モータ、回転軸を規定し、ハウジング内の開口部を通って延びるスピンドル、スピンドルに固定されたロータ、回転軸と同心の第１のステータ、及び回転軸と同心の第２のステータが含まれる。またアクチュエータアセンブリには、支持構造に強固に接続され、車両のシャーシに圧縮可能に結合されたサスペンション、サスペンションに回転可能に結合され、第１のステータ及び第２のステータに回転可能に結合されたトーションバー、ならびに第２のステータに回転可能に結合され、シャーシに回転可能に結合された引張圧縮部材が含まれている。

一実施例では、車両のロータまたはサスペンションの少なくとも一方を駆動する方法には以下のステップが含まれる。（１）ロータに第１のトルクを印加することであって、ロータは回転軸の周りに回転するように構成されている、印加すること、（２）第１のトルクを印加する間に、ロータに第２のトルクを印加することと、（３）第１のトルクを印加することに応じて、回転軸の周りに回転するように構成された第１のステータに第１の反力トルクを印加すること、（４）第２のトルクを印加することに応じて、回転軸の周りに回転するように構成された第２のステータに第２の反力トルクを印加することであって、第２のステータは第１のステータにトランスミッションを介して結合されている、印加すること、（５）第１のステータからの第１の反力トルクの少なくとも一部をサスペンションに、トランスミッションを介して伝達すること、（６）第２のステータからの第２の反力トルクの少なくとも一部をサスペンションまたは車両のシャーシの少なくとも一方に伝達することであって、シャーシはサスペンションに結合されている、伝達すること。

前述の考え方及び以下でより詳細に説明するさらなる考え方のすべての組み合わせ（このような考え方が互いに矛盾していないならば）は、本明細書で開示した本発明の主題の一部と考えられる。詳細には、本開示の終わりに示される特許請求の範囲に記載される主題のすべての組み合わせは、本明細書で開示した本発明の主題の一部と考えられる。参照により組み込まれているいずれかの開示においてやはり示され得る本明細書で明確に用いられる専門用語には、本明細書で開示した特定の考え方に最も一致する意味を与えなければならない。

当業者であれば理解するように、図面は主に説明を目的としており、本明細書で説明する本発明の主題の範囲を限定することは意図されていない。図面は必ずしも一定の比率ではない。場合によっては、異なる特徴部の理解を容易にするために、本明細書で開示した本発明の主題の種々の態様を図面内で誇張または拡大して示す場合がある。図面では、同様の参照文字は全般的に、同様の特徴部（たとえば、機能的に同様及び／または構造的に同様の要素）を指す。

図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃは、それぞれ車両推進及びアクティブサスペンションをもたらす第１の、第２の、及び第３のアクチュエータアセンブリを示す。 図２Ａ及び図２Ｂは、シャーシに直接結合されたステータを伴う典型的なアクチュエータアセンブリを示す。 軸方向磁束モータを伴う典型的なアクチュエータの内側の図を示す。 図３Ａのアクチュエータの背面図を示す。 図３Ａのアクチュエータの外側の図を示す。 図３Ａのアクチュエータの斜視図を示す。 ＭａｃＰｈｅｒｓｏｎストラットサスペンションに結合された図３Ａのアクチュエータを含むアクチュエータアセンブリの内側の図を示す。 図４Ａのアクチュエータアセンブリの背面図を示す。 図４Ａのアクチュエータアセンブリの斜視図を示す。 Ｐａｎｈａｒｄリンク及びドライブシャフトと同軸の差動シャフトを伴う典型的なアクチュエータの斜視図を示す。 図５Ａのアクチュエータの断面斜視図を示す。 図５Ａのアクチュエータの背面図を示す。 図５Ａのアクチュエータの内側の図を示す。 図５Ａのアクチュエータの断面図を示す。 図５Ａのアクチュエータをハブモータとして含む典型的なアクチュエータアセンブリを示す。 車両ホイールに対して内側にマウントされた図５Ａのアクチュエータを含む別の典型的なアクチュエータアセンブリを示す。 ホイールアセンブリ内の振りアームサスペンションと統合された図５Ａのアクチュエータを含む別の典型的なアクチュエータアセンブリの側面図を示す。 ベベルギアトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータの断面図を示す。 デュアルベベルギアトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータの断面図を示す。 遊星歯車トランスミッションを伴う典型的なアクチュエータの断面図を示す。 内部及び外部ステータを収容する支持構造の外側にベベルギアが配置されたベベルギアトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータの断面図を示す。 遊星歯車が外部ステータ上の差動シャフトに内部ステータを結合する遊星歯車トランスミッションを伴う典型的なアクチュエータの断面図を示す。 マルチプーリトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータを示す図を示す。 シングルプーリ駆動のトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータを示す。 デュアルプーリ駆動のトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータを示す。 シングルプーリ、デュアルベルト／ケーブルトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータを示す。 デュアルヘリカルギアトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータの側面図を示す。 図８Ｅのアクチュエータの平面図を示す。 図９Ａは、角柱スライディングジョイントを介してシャーシに直接結合されたトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータアセンブリを示す。図９Ｂは、ロッカージョイントを介してシャーシに直接結合されたトランスミッションを伴う別の典型的なアクチュエータアセンブリを示す。 ロッカーリンクと、ドライブシャフトからずれてトーションバーと同軸の差動シャフトとを伴う別の典型的なアクチュエータの斜視図を示す。 図１０Ａのアクチュエータの断面斜視図を示す。 図１０Ａのアクチュエータの背面図を示す。 図１０Ａのアクチュエータの内側の図を示す。 図１０Ａのアクチュエータの断面図を示す。 トランスミッション内の二次ベベルギアにマウントされた差動シャフトを伴う典型的なアクチュエータの断面図を示す。 シャーシに直接結合されたデュアルギアトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータの側面図を示す。 図１２Ａは、リンケージベースのトランスミッションを伴うアクチュエータを含む典型的なアクチュエータアセンブリの正面図を示す。図１２Ｂ、Ｃは、それぞれ図１２Ａのアクチュエータの平面図、アクチュエータの内側の図を示す。

以下に続くのは、種々のサブシステムに対する１つ以上の出力（たとえば、力、トルク）をもたらすアクチュエータに関する種々の考え方及びアクチュエータの実施態様（たとえば、モータ、トランスミッション、及び支持構造のアセンブリ）のより詳細な説明である。具体的には、トランスミッション、モータ、トランスミッション間の結合、支持体、モータ、及び／または基準構造、ならびにアクチュエータを統合するアクチュエータアセンブリに関する種々の態様について、本明細書で説明する。上記で導入され、以下でより詳細に説明する考え方を複数の方法で実施してもよい。具体的な実施態様及び応用例の実施例は主に、当業者に明らかな実施態様及び代替案を当業者が実施できるようにするための説明を目的として示されている。

以下に説明する図及び実施例は、本実施態様の範囲を単一の実施形態に限定することは意図されていない。説明または例示した要素の一部または全部を置換することによって他の実施態様が可能である。また、開示した実施例の実施態様のある要素を、既知のコンポーネントを用いて部分的または完全に実施してもよいが、場合によっては、本実施態様を不明瞭にしないように、このような既知のコンポーネントのうち本実施態様の理解にとって必要なものについてのみ説明し、このような既知のコンポーネントの他の部分についての詳細な説明は省略する。

以下の説明では、本発明のアクチュエータの種々の実施例が示されている。所与の実施例または実施例のセットによって、モータ（たとえば、ロータ、ステータ）、支持構造、及びトランスミッション（たとえば、トーションバー、リンケージ、遊星歯車、ベベルギア、ベルト、プーリ、ギアトレイン、トラック駆動システム）の１つ以上の特定の特徴部が示されている。モータ、ハウジング、及びトランスミッションを含むアクチュエータの所与の実施例と共に説明する特徴部を、本開示によるアクチュエータの他の実施例で用いることを、本明細書で開示した種々の特徴部が、本開示による所与のシステムに容易に組み合わされ得るように行ってもよい（これらの特徴部が互いに互換性がないという条件で）。

全般的に、アクチュエータは、１つ以上の力／トルク入力に基づいて１つ以上のサブシステムを駆動することができる。アクチュエータがアクチュエータアセンブリ内の他のコンポーネントにどのように結合されるかに応じて、アクチュエータの出力を選択的に印加してもよいし（たとえば、一度に１つの出力のみを印加する）または同時に印加してもよい（たとえば、１つ以上の出力を同時に印加する）。

いくつかの典型的な実施形態では、アクチュエータには、２つのトルク源であって、それぞれ、第１のコンポーネントを動かす（たとえば、ロータを回転させる）ためにトルク入力を印加するトルク源が含まれていてもよい。各トルク入力に対して、反力トルクを、第２のコンポーネント（たとえば、第１のステータ）及び第３のコンポーネント（たとえば、第２のステータ）（それぞれのトルク源を支持する）に印加してもよい。反力トルクは、トルク入力と同じ大きさであってもよいが、実質的に反対方向に印加される。こうして、第１、第２、及び第３のコンポーネントは全般的に、互いに対して動き得る。たとえば、第１、第２、及び第３のコンポーネントをそれぞれ、共通軸の周りに回転するように制限することによって、それぞれのコンポーネントが互いに対して回転するようにしてもよい。また第１、第２、及び第３のコンポーネントを他の機械的負荷によって制限してもよい。こうして、コンポーネントは、動く代わりに力またはトルクを伝達してもよい。このようにして、アクチュエータは複数の出力力／トルクをもたらしてもよい。

さらに、各出力力／トルクをさらなる出力に分割してもよい（たとえば、力を、結合された出力ではあるがそれぞれ別個に用いられる２つのそれぞれの力成分に分割してもよい）。たとえば、アクチュエータを２つの異なるノードにおいてシャーシに結合してもよい。一方のノードにおいて、アクチュエータがシャーシ上に及ぼした力によって、アクチュエータが垂直方向に並進運動してもよい（たとえば、アクティブサスペンション）。他方のノードにおいて、アクチュエータとシャーシとの間に及ぼされた力によって、不要な水平方向の並進運動を防ぐか、減らすか、または並進運動に抵抗してもよい。

本明細書で開示するアクチュエータには、電動モータ、たとえば軸方向磁束モータ、半径方向磁束モータ、または半径－軸方向磁束モータであって、実質的に等しいサイズ及び出力パワーの少なくとも２つのトルク源（たとえば、ブラッシュレス直流（ＤＣ）トルク源）を伴うものが含まれていてもよい。軸方向磁束モータでは、各トルク源を対応するステータにマウントすることができる。対応するステータは、印加される反力トルクに応じて回転してもよい。２つのステータがロータを共有してもよい。ロータには、それぞれのステータ上のコイルによって発生した磁場に応答する永久磁石が含まれる。単一のロータを２つのステータとともに用いることによって、アクチュエータの全体動作に対してさらなる効率がもたらされ得る。しかし、モータには２つ以上のロータが含まれていてもよい（たとえば、ステータあたり少なくとも１つのロータが含まれていてもよい）。

さらに、以下で説明する典型的な実施形態は、アクチュエータをアクチュエータアセンブリに統合してロータを回転させ及び／またはサスペンション（たとえば、車両上の）を駆動することに関するが、本発明のアクチュエータは他の応用例で用いてもよい。たとえば、アクチュエータは、車両動作（たとえば、限定することなく、最低地上高調整、ステアリング、サスペンションチューニング調整、及び／またはアンチダイブ／アンチスクワット）用の他の出力をもたらしてもよい。またアクチュエータを用いて、２つの動作モード（たとえば、シート調整）を伴う車両内の他の動的システムを動作させてもよい。アクチュエータをシャーシに、種々のタイプのサスペンション（たとえば、限定することなく、ＭａｃＰｈｅｒｓｏｎストラット、ロールスタビライザと同様のリンケージを通したシャーシへのトルク接続、または任意の他のサスペンションであって回転運動を直線運動に変換するのに適したもの）を用いて結合してもよい。

２つ以上の自由度を駆動することができる単一のアクチュエータを有する効果は、スペース、材料、及び／または許容質量が限定される他の技術に応用され得る。このような応用例としては以下が挙げられるが、これらに限定されない。水上車両用の船外ステアリングを伴う電気プロペラ、ジェット推進システムにおける推力偏向、航空機翼用の多自由度駆動システム、制御可能なピッチプロペラ駆動、種々の人工衛星搭載サブシステム（たとえば、キューブ人工衛星上）の駆動、さらなる動作程度（たとえば、アクティブカメラ安定性、調整）を伴う回転プラットフォーム、光学システムの安定性制御、医療用ツーリング及びデバイスに対する指向性及び回転コンポーネントの駆動、穿孔コンポーネント、複数の運動エネルギードメインからの環境発電、及び風力タービンのコンパクトな方位角制御。

たとえば、インホイールモータまたは車両のバネ上質量もしくはシャーシ上の内側にマウントされたモータとして、アクチュエータを用いて、牽引を行う間の車両の最低地上高を調整してもよい。この場合、アクチュエータを道路車両の１つのコーナー（アクチュエータの出力の１つが、ホイールまたはホイールに回転可能に接続されたドライブシャフトに結合される）にマウントしてもよい。第２の出力を、車両の最低地上高を制御する高さ調整メカニズムに結合してもよい。各ホイールが、対応するアクチュエータ及び高さ調整メカニズムを有していてもよい。高さ調整メカニズムには、駆動されたときに車両のバネ上及びバネ下質量を結合するバネ（たとえば、メインサスペンションバネまたはロールスタビライザ）の一方の端部を動かす親ネジまたはボールネジが含まれていてもよい。別の高さ調整メカニズムには、バネ上及びバネ下質量間に配置されたねじりバネに結合されたギアまたはギアのセットが含まれていてもよい。別の実施形態では、メカニズムが出力軸の動きをピストンに変換することによって、耐荷メカニズム（たとえば、エアバッグまたは油圧シリンダ）に対する圧力を形成してもよい。
シャーシに直接結合されたステータを伴うアクチュエータ

図２Ａに、スライディングジョイントトランスミッションとシャーシ１２に直接結合されたステータとを伴うアクチュエータアセンブリ２００ａの一実施例を示す。図示したように、アクチュエータアセンブリ２００ａにはアクチュエータ２１０ａが含まれ、アクチュエータ２１０ａはモータ２２０、トランスミッション２４０ａ、及び支持構造２５０を伴っている。モータ２２０には、スピンドル２２４に取り付けられたロータ２２１が含まれている。スピンドル２２４は回転軸１３を規定している。スピンドル２２４を、基準接地１１（たとえば、スピンドル２２４に固定されて道路と接触するホイール）に機械的に結合してもよい。モータ２２０にはさらに、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３が含まれている。これらはそれぞれ、ロータ２２１に入力トルクを印加するトルク源（図示せず）を支持する。第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３は、１つ以上のベアリングを介してスピンドル２２４と同軸にマウントしてもよい。こうして、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３をスピンドル２２４に対して回転させてもよい。スピンドル２２４をさらに、支持構造２５０（たとえば、ＭａｃＰｈｅｒｓｏｎストラットのストラットハウジング）に結合してもよい。支持構造２５０は、ストラット２５３（シャーシ１２に堅固に結合されている）に沿ってスライド可能に調整できてもよい。場合によっては、支持構造２５０及びストラット２５３は角柱スライディングジョイントを構成してもよい。アクチュエータアセンブリ２００ａにはさらに、アクチュエータ２１０ａが静的負荷の下にあるときに支持構造２５０をストラット２５３に沿った特定の位置に維持する復元力を与えるバネ２５４ａ及び２５４ｂが含まれていてもよい。

トランスミッション２４０ａには、スライディングジョイントハウジング２４２が含まれていてもよい。スライディングジョイントハウジング２４２は、モータ２２０を支持構造２５０に結合し、支持構造２５０を介してシャーシ１２への横力に対して反作用を及ぼす。図示したように、トランスミッション２４０ａにはリンク２４５ａ及び２４５ｂが含まれていてもよい。これらは、一端において、第１のステータ２２２にノード２４６において、第２のステータ２２３にノード２４７において、それぞれ結合し、もう一端において、ジョイントハウジング２４２にノード２４３において結合している。リンク２４５ａ及び２４５ｂをノード２４７、２４６、及び２４３にピンジョイント（またはボールジョイント）を介して結合して、並進運動を限定しながら、それぞれのノードの周りの回転運動を可能にしてもよい。ジョイントハウジング２４２は支持構造２５０に沿ってスライド可能であってもよい。さらに、第２のステータ２２３をシャーシ１２にリンク２４８ａを介して直接結合してもよい。図示したように、リンク２４８ａを、第２のステータ２２３上のノード２４７とシャーシ１２とにピンジョイントを介して結合してもよい。リンク２４８ａは剛性または柔軟な引張圧縮部材であってもよい。

第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３に結合されたトルク源は、互いとは独立に入力トルクを発生させることができる。しかし、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３を、トランスミッション２４０ａを介して互いに結合してもよい。さらに、アクチュエータ２１０ａは、アクチュエータアセンブリ２００ａの他のコンポーネントに３つの場所において結合されている（すなわち、ロータ２２１が基準接地１１に、支持構造２５０がシャーシ１２にストラット２５３を介して、及び第２のステータ２２３がシャーシ１２にリンク２４８ａを介して）。こうして、アクチュエータ２１０ａは、２つの独立した入力に対して最大で３つの力／トルク出力を与え得る。
入力トルク及び反力トルク

前述したように、本明細書で説明するアクチュエータは、システム（たとえば、車両）の種々のサブシステムを機械的に駆動する（たとえば、ホイールを回転させる、サスペンションを駆動する）ための複数の出力を与えてもよい。図２Ａに示すアクチュエータアセンブリ２００ａについて、アクチュエータ２１０ａは、複数の力及び／またはトルク出力をもたらして、（１）ロータ２２１を回転させ（たとえば、ロータに結合されたホイールを回転させて推進させ）、及び／または（２）ストラット２５３に沿って支持構造２５０をスライド可能に調整する（たとえば、サスペンションを駆動する）ことによって、アクチュエータ２１０ａをシャーシ１２及び／または基準接地１１に対して並進運動させ、及び／または第１のステータ２２２と第２のステータ２２３との間の余勢に基づいて、システム内の望ましくない力及び／または動きを補償してもよい（たとえば、車両がブレーキをかけているときのアンチダイブ及び／または車両が加速しているときのアンチスクワットをもたらして、車両安定性及び／またはオペレータの快適さを高める）。この実施例では、アクチュエータ２１０ａの第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３に印加される反力トルクによって生成される余勢を、異なる方向に沿って印加される２つの力成分（たとえば、２つの直交する力成分）に分離してもよい。２つの力成分の大きさ及び／または方向を結合してもよい。さらに、余勢をリンク２４８ａを介して非ゼロの力として印加してもよく、及び／または支持構造２５０を介して（１）リンク２４８ａ及び（２）ストラット２５３に別個の分力として印加してもよい。

１つのケースでは、第２のステータ２２３に結合されたトルク源が非作動のままである一方で、第１のステータ２２２に結合されたトルク源が、ロータ２２１に印加される入力トルクを発生させてもよい。入力トルクによって、ロータ２２１が基準接地１１に対して回転軸１３の周りに回転してもよい。第１のステータ２２２が入力トルクを発生させると、対応する反力トルクも発生して第１のステータ２２２に印加される。反力トルク及び入力トルクの大きさは実質的に等しくてもよいが、トルクが印加される方向は実質的に反対であってもよい。たとえば、ロータ２２１に印加される入力トルクは時計方向に沿っていてもよく、第１のステータ２２２に印加される反力トルクは反時計方向に沿っていてもよい。

第１のステータ２２２に印加される反力トルクによって、第１のステータ２２２が回転軸１３の周りに回転してもよい。しかし、第１のステータ２２２の動きは、トランスミッション２４０ａのリンク２４５ａ（第１のステータ２２２にノード２４６において結合されている）によって制限されてもよい。別の言い方をすると、第１のステータ２２２に印加される反力トルクの少なくとも一部は、トランスミッション２４０ａにリンク２４５ａを介して伝達されてもよい。トランスミッション２４０ａに伝達される反力トルクの一部によって、ジョイントハウジング２４２が支持構造２５０に沿ってスライドしてもよく、及び／または反力トルクの一部は第２のステータ２２３にリンク２４５ｂを介して伝達してもよい。

第２のステータ２２３がシャーシ１２から切り離されると、反力トルクによって、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３が回転軸１３の周りに反対方向に回転し、一方で、トランスミッション２４０ａ内のジョイントハウジング２４２は支持構造２５０に沿ってスライドする。第２のステータ２２３とシャーシ１２との間のリンク２４８ａが取り外されると、シャーシ１２とアクチュエータ２１０との間の何らかの力がサスペンションを通して支持構造２５０を介して印加される。ステータ２２２は自分自身を慣性的に加速して、トランスミッション２４０ａを引っ張る。支持構造２５０は、トランスミッション２４０ａが要求するトルク結合を供給して、ステータ２２３をリンク２４５ｂを介して慣性的に加速する。スピンドル２２４は、基準接地１１からの力とともにステータ慣性負荷から支持構造への結合力に対して反作用を及ぼし、その結果、サスペンションから反作用を受ける。

しかし、第２のステータ２２３をシャーシ１２にリンク２４８ａを介して結合することによって、アクチュエータ２１０ａとシャーシ１２との間に正味の力が付与され、正味の力によってアクチュエータ２１０ａはストラット２５３に沿って（すなわち、基準接地１１に向かってまたは基準接地１１から離れるように）並進運動する。図２Ａに示すアクチュエータアセンブリ２００ａの図に関して、反力トルクが第１のステータ２２２に回転軸１３の周りに時計方向に沿って印加されると、アクチュエータ２１０ａは基準接地１１に向かって並進運動する。対照的に、反力トルクが回転軸１３の周りに反時計方向に沿って印加されると、アクチュエータ２１０ａは基準接地１１から離れるように並進運動する。

別のケースでは、第１のステータ２２２に結合されたトルク源が非作動のままである一方で、第２のステータ２２３に結合されたトルク源が、ロータ２２１に印加される入力トルクを発生させてもよい。前述のケースと同様に、入力トルクによって、ロータ２２１が基準接地１１に対して回転軸１３の周りに回転してもよい。対応する反力トルク（同様の大きさだが、入力トルクと反対方向に印加される）も、第２のステータ２２３に印加されてもよい。しかしこの場合は、反力トルクは、トランスミッション２４０ａを介して間接的に伝達されるのではなくて、リンク２４８ａを通してシャーシ１２に直接伝達されてもよい。反力トルクによって最初に、トランスミッション２４０ａの駆動と第１のステータ２２２の回転とが起きてもよい。しかし定常状態条件下では、第２のステータ２２３に印加される反力トルクは、リンク２４８ａを介して主にシャーシ１２に伝達されてもよい。前述のケースと同様に、反力トルクによって、アクチュエータ２１０ａは、ストラット２５３に沿って生じる支持構造２５０の並進運動に基づいて、基準接地１１に向かってまたはそこから離れるように並進運動してもよい。

前述のケースの場合、アクチュエータ２１０ａによって発生した出力力及びトルクの大きさ及び方向を、部分的には、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３によってロータ２２１上に付与されるトルクの大きさ及び／または方向を調整することによって制御してもよい。しかし、第１のステータ２２２または第２のステータ２２３のみを介してトルクを与えることによって、出力力／トルクが同時に生じてもよい（望ましくはない場合がある）。たとえば、アクチュエータ２１０ａをシャーシ１２に対して並進運動させることなく、ロータ２２１及びスピンドル２２４に結合されたホイールを回転させることが、好ましい場合がある。このようなケースの場合、アクチュエータ２１０ａは、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３によって同時にトルクを与えることによって、ある出力をもたらしてもよい。

場合によっては、アクチュエータは、トルク源によって発生した入力トルク及び／または反力トルクを重ね合わせて、どの出力をアクチュエータによって供給するかを選択的に制御する合計及び差動トルクを発生させてもよい。図２Ａに示すアクチュエータ２１０ａの場合、入力トルクが第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３によって同じ方向に付与されると、ロータ２２１は反対方向に回転する。こうして、摩擦及び機械利得（後述する）を無視して、ロータ２２１が受けるトルクを、付与されたトルクのベクトル和と見なしてもよい。同時に、やはり摩擦及び機械利得を無視して、トランスミッション２４０ａが受けとるトルクを、付与されたトルクのベクトル差と見なすことができる。トランスミッション２４０ａが受ける機械利得によって、アクチュエータ２１０ａからのさらなる出力（たとえば、アンチダイブ、アンチスクワット機能用）として利用できる余勢がもたらされてもよい。

たとえば、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３は、同じ大きさ及び方向の入力トルクをもたらしてもよい。こうして、合計トルクが２倍の大きさの入力トルクを有し、その結果、ロータ２２１は回転軸１３の周りに回転する。第１のステータ２２２と第２のステータ２２３とに印加される反力トルクは同様に、同じ大きさを有し、入力トルクと反対の方向に印加される。その代わりに、シャーシ１２にマウントされた支持構造２５０とストラット２５３との間に反力が生成される。

別の実施例では、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３は、同じ大きさで逆方向の入力トルクをロータ２２１に与えてもよい。この場合、入力トルクによってロータ２２１の回転が妨げられる（すなわち、入力トルクは互いにキャンセルする）。第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３に印加される、結果として得られる反力トルクは同様に、同じ大きさを有しているが、回転軸１３に対して反対方向に印加される。こうして、反力トルクによって、トランスミッション２４０ａが駆動し、及び／または正味の差動トルク出力が生じる（すなわち、差動トルクは、それぞれの反力トルクの強め合う干渉を有する）。その結果、ストラット２５３に沿ってアクチュエータ２１０ａの並進運動が生じる（サスペンションを駆動する）。

全般的に、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３は、種々の大きさ及び方向を伴う入力トルクをもたらしてもよい。こうして、アクチュエータ２１０ａがもたらす出力力／トルクの相対的な大きさを、入力トルク及び対応する反力トルクの大きさ及び／または方向に基づいて変えてもよい。全般的に、アクチュエータ２１０ａにおける一方または両方の入力トルクの大きさ及び／または方向に対する調整によって、以下の出力のうちの１つ以上を発生させてもよい。（１）ロータ２２１を回転させること、（２）アクチュエータ２１０ａをストラット２５３に沿って並進運動させること、及び（３）支持構造２５０とストラット２５３との間に反力を発生させること。アクチュエータ２１０ａがもたらす出力力／トルクのうちの１つ以上の相対的な大きさ及び／または方向を、入力トルクに対して実質的に連続的な（または別個の）仕方で調整してもよい。たとえば、入力トルク（複数可）の大きさ及び／または方向が連続的に変化すると、出力力／トルクに対する連続変化が生じる。
機械利得及び運動比

さらに、トランスミッション２４０ａは機械利得をもたらしてもよい、機械利得は、第１のステータ２２２と第２のステータ２２３との相対位置に依存する運動比として定量化することができる。運動比は、モータ２２０、トランスミッション２４０ａ、支持構造２５０、ならびにこれらのコンポーネント及びそれらのサブコンポーネント間の接続部の構造（たとえば、リンク長さ及び形状ならびにノード位置）に依存する。図２Ａでは、たとえば、アクチュエータ２１０ａ内のリンク２４５ａ及び２４５ｂは同じ長さを有し、ノード２４７及び２４６に対称的に結合されている。ノード２４７及び２４６は、回転軸１３から同様の半径方向距離にある。したがって、第１のステータ２２２が回転すると、第２のステータ２２３が１：１運動比で回転する。

他の実施形態では、リンク２４５ａ及び２４５ｂの幾何学的形状及び／またはノード２４７及び２４６の場所を変えて、第１のステータ２２２と第２のステータ２２３との間の異なる運動比を形成してもよい。その結果、第１のステータ２２２及び／または第２のステータ２２３上の入力トルクに対する、アクチュエータ２１０ａからの各出力力／トルクの依存性が変更される。たとえば、第１のステータ２２２に印加される反力トルクによって生じるアクチュエータ２１０ａとシャーシ１２との間のトルクが、第２のステータ２２３に印加される反力トルクよりも大きくなるように、トランスミッション２４０ａを構成してもよい（たとえば、第１のステータ２２２は、車両トランスミッションにおいてより大きいトルクを発生させる低速ギアと類似する方法で機能してもよい）。そうではなく、第２のステータ２２３に印加される反力トルクによって、第１のステータ２２２に印加される反力トルクよりも速いレートの駆動がアクチュエータ２１０ａとシャーシ１２との間に生じてもよい（たとえば、第２のステータ２２３は、車両トランスミッションにおいてより高速を可能にする高速ギアと類似の仕方で機能してもよい）。

別の実施例では、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３の可動域を、出力力／トルクが部分的に第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３の角度位置に依存するように変更してもよい。たとえば、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３の回転範囲を限定する機械的ストップを、アクチュエータ２１０ａ内に組み込んでもよい。機械的ストップは、アクチュエータ２１０ａが特定のノードにおいて差動トルク出力を発生させることができる角度範囲を規定してもよい。機械的ストップを支持構造２５０に結合してもよい。このようにして、アクチュエータ２１０ａならびにその内部及び外部接続部の幾何学的形状を、アクチュエータ２１０ａが生成する種々の出力力／トルクを調整するように選択してもよい。

またトランスミッション２４０ａは、第１のステータ２２２と第２のステータ２２３との間に非対称応答を発生させてもよい。たとえば、第２のステータ２２３は、第１のステータ２２２に印加される反力トルクに応じて回転してもよいが、第１のステータ２２２は、第２のステータ２２３に印加される反力トルクに応じて回転しなくてもよい。これは、たとえばラチェッティングメカニズムを用いて、第１のステータ２２２は一方向に沿ってのみ（たとえば、時計回りにのみ、反時計回りにのみ）回転することができ、一方で第２のステータ２２３は１つ以上の方向に自由に（たとえば、時計回り及び反時計回りに）回転するようにすることで、達成され得る。第１のステータ２２２と第２のステータ２２３との間に非対称応答があると、入力トルク及び／または反力トルクに対する出力力／トルクの依存性を変更する別のパラメータがもたらされ得る。２つのステータ間の運動比は、一定である必要もまたは線形である必要もない。
ロッカージョイントを介してシャーシに結合したステータを伴うアクチュエータ

図２Ｂに、ロッカージョイントトランスミッション２４０ｂとシャーシ１２に直接結合されたステータとを伴う別の典型的なアクチュエータアセンブリ２００ｂを示す。図示したように、アクチュエータアセンブリ２００ｂは、図２Ａのアクチュエータアセンブリ２００ａといくつかの類似点を共有している。アクチュエータアセンブリ２００ｂには、図２Ａと同様に、モータ２２０、トランスミッション２４０ｂ、及び支持構造２５０が含まれる。モータ２２０には、回転軸１３を規定するスピンドル２２４に結合されたロータ２２１が含まれる。スピンドル２２４はやはり基準接地１１に結合されている。またモータ２２０には、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３が含まれている。これらはそれぞれ、トルク源を支持し、スピンドル２２４と同軸である。スピンドル２２４は、シャーシ１２に堅固にマウントされたストラット２５３に沿ってスライド可能に調整することができる支持構造２５０（たとえば、ストラットハウジング）によって支持されている。バネ２５４ａ及び２５４ｂを用いて、アクチュエータ２１０ｂに対する復元力を与えてもよい。

この場合、ロッカージョイントトランスミッション２４０ｂには、ノード２４３の周りに回転するロッカージョイントアーム２４４が含まれる。図示したように、トランスミッション２４０ｂには、対応するピンジョイント（またはボールジョイント）を介して、第１のステータ２２２にノード２４６において結合されたリンク２４５ａと、第２のステータ２２３にノード２４７において結合されたリンク２４５ｂとが含まれる。リンク２４５ａ及び２４５ｂは、ロッカージョイントアーム２４４に結合されており、ロッカージョイントアーム２４４自体は、支持構造２５０にノード２４３において結合されている。ロッカージョイントアーム２４４を、リンク２４５ａ及び２４５ｂならびに支持構造２５０に、対応するピンジョイント（またはボールジョイント）を介して結合してもよい。

また第２のステータ２２３は、リンク２４８ｂによってシャーシ１２に直接結合されている。リンク２４８ｂは、第２のステータ２２３にノード２４９において結合している。ここで、ノード２４９はノード２４７とは一緒に配置されていない。その代わりに、たとえば、図２Ｂに示すようなカムによって、半径方向にずれている。リンク２４８ｂの長さ及びノード２４９の（半径方向の）場所は、第２のステータ２２３の回転と支持構造２５０の並進運動との間の所望の運動比が得られるように選択することができる。

アクチュエータアセンブリ２００ｂは、アクチュエータアセンブリ２００ａと同様の仕方で動作してもよい。トランスミッション２４０ａをトランスミッション２４０ｂの瞬時の直線化と見なしてもよい。第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３上のトルク源はそれぞれ、ロータ２２１に印加される入力トルクを発生させてもよく、その結果、ロータ２２１が基準接地１１に対して回転軸１３の周りに回転する。各トルク源は、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３に印加される対応する反力トルクを発生させてもよい。第２のステータ２２３の場合、印加される反力トルクはリンク２４８ｂを介してシャーシ１２に直接伝達されてもよく、その結果、アクチュエータ２１０ｂは、ストラット２５３に沿って基準接地１１から離れるようにまたはこれに向かって並進運動させ得る。

第１のステータ２２２の場合、印加される反力トルクはリンク２４５ａを介してロッカージョイントアーム２４４に伝達されてもよい。その結果、ロッカージョイントアーム２４４は支持構造２５０に対してノード２４３の周りに回転させ得る。しかし、その代わりに、第２のステータ２２３をシャーシ１２に結合するリンク２４８ｂが課す制限によって、第１のステータ２２２からトランスミッション２４０ｂに伝達される反力トルクの少なくとも一部が、リンク２４５ｂを介して第２のステータ２２３に伝達されてもよい。この反力トルクは次に、アクチュエータ２１０ｂとシャーシ１２との間に正味の力またはトルクを形成してもよく、その結果、支持構造２５０を介してストラット２５３に沿ってアクチュエータ２１０ｂの並進運動が生じる。また反力／トルクを支持構造２５０とシャーシ１２との間に印加してもよく、これを別の出力（たとえば、アンチダイブ、アンチスクワット）として用いてもよい。

ロッカージョイントアーム２４４の幾何学的形状を変更して、各出力力／トルクの、第１のステータ２２２及び第２のステータ２２３上のトルク源によって生じたそれぞれの入力トルク及び／または反力トルクに対する依存性を調整してもよい。たとえば、ロッカージョイントアーム２４４の長さは、第１のステータ２２２及び／または第２のステータ２２３に対する角回転の範囲に影響してもよい。ロッカージョイントアーム２４４の向きは、ノード２４７及び２４６のそれぞれの場所ならびにリンク２４５ａ及び２４５ｂの長さに依存し得るが、トランスミッション２４０ｂが支持構造２５０に印加する反力の方向に影響してもよい。たとえば、ロッカージョイントアーム２４４は、力が主にアームの長さに沿って伝達される細長部材であってもよい（横力の方がロッカージョイントアーム２４４を回転させる可能性が高い）。
Ｐａｎｈａｒｄリンク及び同軸駆動及び差動シャフトを伴う軸方向磁束モータ

図３Ａ～３Ｄに、図２Ｂのアクチュエータ２１０ｂと運動学的に同等である典型的なアクチュエータ３１０のいくつかの図を示す。図示したように、アクチュエータ３１０には軸方向磁束モータ３２０が含まれていてもよい。モータ３２０には、スピンドル３２４にマウントされたロータ３２１が含まれる。モータ３２０にはさらに、第１のステータ３２２及び第２のステータ３２３が含まれている。これらは、スピンドル３２４によって同軸に制限され、ロータ３２１の対向する側面上に配置されている。図示したように、第１のステータ３２２及び第２のステータ３２３はそれぞれ、それぞれのハウジングに結合されていてもよい。ハウジングは共に、実質的に密閉された空洞を形成してロータ３２１を含み、一方で依然として第１のステータ３２２と第２のステータ３２３との間の回転運動を可能にしている。

第１のステータ３２２及び第２のステータ３２３にはそれぞれ、トルク源が含まれている。トルク源には、ロータ３２１またはそれぞれのステータ上に配置された１つ以上の磁石と、１つ以上の磁石と反対側でロータ３２１またはそれぞれのステータ上に配置された１つ以上のコイルとが含まれている。電流がコイル（複数可）に、付随するエレクトロニクス（図示せず）を介して印加されると磁場が発生し、そして磁場は磁石（複数可）の永久磁場と相互に作用して、ロータ３２１（及び／またはステータ）を回転させる。この軸方向磁束モータ３１０の場合、磁石及びコイルがロータ３２１及びステータの面上に、それぞれマウントされている。またモータ３２０は、半径方向磁束モータ（１つ以上の磁石及びコイルが、周囲（たとえば、ロータ３２１の外縁、ロータ３２１を囲むステータの内縁）上にマウントされている）、または組み合わせである半径－軸方向磁束モータであってもよい。

アクチュエータ３１０には、モータ３２０及びトランスミッション３４０に対する機械的な支持を与える支持構造３５０が含まれていてもよい。前述したように、支持構造２５０はアクチュエータ３１０の基準フレームに対して静止したままであってもよい。別言すれば、支持構造３５０は、モータ３２０及びトランスミッション３４０に対して動かないが、基準接地またはシャーシに対しては動く。図示したように、支持構造３５０によって、他の自由度を制限しながら、スピンドル３２４を回転させることを可能にし得る。また支持構造２５０は、支持構造３５０をストラットハウジングに結合するための開口部３１１を規定してもよい（図４Ａ～４Ｃ参照）。図示したように、開口部３１１は、ストラットハウジングを挿入できるように成形してもよい。１つ以上の留め具を用いて、支持構造３５０をストラットハウジングに確実に結合してもよい。

トランスミッション３４０には、第１のステータ３２２にノード３４６において結合する第１の弓形リンク３４５ａと、第２のステータ３２３にノード３４７において結合する第２の弓形リンク３５４ｂとが含まれていてもよい。リンク３４５ａ及び３４５ｂは、ノード３４３を通って回転軸に沿って支持構造３５０に対して回転するトーションバー３４４に結合されている。トーションバー３４４は、支持構造３５０における開口部（トーションバーの他の自由度を制限しながらトーションバー３４４が回転できるようにする）内に配置されていてもよい。この実施例では、支持構造３５０によって、トーションバーの質量中心の動きが支持構造３５０に対する特定の弓形に制限される。

図２Ｂのアクチュエータ２１０ｂと同様に、図３のアクチュエータ３１０は、ロータ３２１に印加される合計トルクと差動トルク出力を発生させるように構成されている。これらの出力力／トルクを用いて種々のサブシステムを駆動してもよい。たとえば、合計トルクによってドライブシャフトをスピンさせて、その結果、ホイールを回転させてもよい。そして差動トルクがアクティブサスペンションシステムを駆動してもよい。

図４Ａ～４Ｃに、図３Ａ～３Ｄのアクチュエータ３１０を組み込むアクチュエータアセンブリ４００のいくつかの図を示す。図示したように、アクチュエータ３１０はサスペンションシステムに統合されている。サスペンションシステムでは、アクチュエータ３１０が、合計トルクを用いて、スピンドル３２４に結合されたホイール４１０を回転させる。差動トルクを用いて、シャーシ１２に結合されたサスペンションを駆動する。

図４Ａ～４Ｃに、開口部３１１を介してストラットハウジング４１２に結合されたアクチュエータ３１０の支持構造３５０示す。ストラットハウジング４１２は、シャーシ１２に結合されたストラット４５３に沿ってスライド可能に調整することができる。バネ４５４は、ストラット４５３に沿って配置され、シャーシ１２及び支持構造３５０に結合されて、サスペンションが駆動されるときの復元力を与える。アクチュエータアセンブリ４００にはさらに、第２のステータ３２３をシャーシ１２にノード３４９において結合するリンク４４８（引張圧縮部材またはプッシュロッドとして示す）が含まれている。図示したように、リンク４４８を第２のステータ３２３及びシャーシ１２に、それぞれのボールジョイントを介して結合してもよい。アクチュエータアセンブリ４００にはまた、下方の制御アーム４８２及びタイロッド４８０が含まれていてもよい。これらはそれぞれ、一端においてシャーシ１２に結合され、もう一端において支持構造３５０に結合されている。下方の制御アーム４８２及びタイロッド４８０によってさらに、支持構造３５０の運動学的な動きが制限されてもよい。こうして、ストラットハウジング４１２、ストラット４５３、下方の制御アーム４８２、及びタイロッド４８０は共に、ＭａｃＰｈｅｒｓｏｎストラットサスペンションを構成している。

第１のステータ３２２及び第２のステータ３２３に印加される反力トルクによって、余勢を発生させてもよい。余勢は、リンク４４８に沿ってシャーシ１２に伝達して、アクチュエータ３１０をストラットハウジング４１２を介してストラット４５３に沿って並進運動させてもよく、及び／または車両がブレーキをかけているかまたは加速しているときにアクチュエータ３１０の圧縮または伸張をそれぞれ防いでもよい。前述したように、反力／トルクをストラットハウジング４１２とストラット４５３との間に発生させてもよく、これによって、別の出力を与える（たとえば、力成分に対して反作用を及ぼす）ことができる。
ロッカーリンク及びオフセット駆動及び差動シャフトを伴う軸方向磁束モータ

図５Ａ～５Ｅに、トランスミッション５４０を伴う別の典型的なアクチュエータ５１０を示す。トランスミッション５４０は、軸方向磁束モータ５２０内での第１のステータ５２２及び第２のステータ５２３の動きを制限するロッカーリンクを有している。アクチュエータ３１０と同様に、トランスミッション５４０にはトーションバー５４４が含まれている。トーションバー５４４は、スピンドル５２４の回転軸に平行な軸に沿って回転するように支持構造５５０によって制限された機械的に剛性のコンポーネントである。トーションバー５４４は、リンク５４５ａを介して第１のステータ５２２にノード５４６において、またリンク５４５ｂを介して第２のステータ５２３にノード５４７において結合されている。リンク５４５ａ及び５４５ｂは、それらのそれぞれのジョイントにおいて回転可能に自由である。支持構造５５０は、吊り下げまたは負荷応答基準フレーム（たとえば、車両シャーシ）にマウントしてもよい。このケースの場合、第２のステータ５２３を、第２のステータ５２３上の差動シャフト５６２を介して外部のサブシステムにノード５４９において結合してもよい。差動シャフト５６２は、ロータ５２１及びスピンドル５２４と同じ回転軸の周りに回転してもよい。アクチュエータ３１０と比べて、アクチュエータ５１０は同様に動作する。ただし、差動トルクは、リンクまたはプッシュロッド部材（たとえば、リンク４４８）を通して力として出力されるのではなく、差動シャフト５６２を介して出力される。

図６Ａに、図５Ａ～５Ｅのアクチュエータ５１０をハブモータとして組み込む典型的なアクチュエータアセンブリ６００ａを示す。図示したように、ロータ５２１に印加される合計トルクによって、スピンドル５２４にマウントされたホイール４１０を回転させてもよい。差動シャフト５６２がもたらす差動トルクをトルクシャフト６１０に印加してもよい。このように、アクチュエータ５１０は、バネ下質量からシャーシ１２を駆動するために力／トルク出力を直接発生させることはなく、むしろ、差動トルクをシャーシ１２に対して内側のトルクシャフト６１０を介して純粋なトルクとして伝達する。トルクシャフト６１０に伝達されたトルクを用いて、他のサブシステムを駆動してもよい（たとえば、別のメカニズムを介してサスペンションを駆動する）。またアクチュエータアセンブリ６００ａには、サスペンションの一部を構成する下方のＡ－アーム６８２、上部のＡ－アーム６８４、及びタイロッド６８０が含まれている。Ａ－アーム６８２及び６８４ならびにタイロッド６８０は、シャーシ１２及び支持構造５５０に結合されている（アーム６８２及び６８４ならびにタイロッド６８０が結合されている支持構造５５０の部分は図示せず）。

図６Ｂに、アクチュエータ５１０が車両のバネ上質量またはシャーシ１２の内側にマウントされている別の典型的なアクチュエータアセンブリ６００ｂを示す。図示したように、アクチュエータアセンブリ６００ｂには、モータ５２０のスピンドル５２４をホイール４１０に結合するドライブシャフト６２４が含まれている。こうして、ロータ５２１に印加される合計トルクを用いて、ホイール４１０をドライブシャフト６２４を介して回転させてもよい。差動シャフト５６２は、差動トルクを駆動部材６２２に伝達するリンケージ６２０に結合されている。駆動部材６２２は他のサブシステム（たとえば、サスペンションメカニズムを駆動する）に結合されていてもよい。

図６Ｃに、図３Ａ～３Ｄのアクチュエータ３１０が振りアームサスペンション内に組み込まれた別の典型的なアクチュエータアセンブリ６００ｃを示す。振りアームサスペンションは典型的に、種々のタイプの車両（たとえば、限定することなく、モーターサイクル、自転車、及びスクーター）において用いられる。図示したように、アクチュエータ３１０を支持フレーム６３０にマウントしてもよい。支持フレーム６３０は、ホイール４１０の両側を支持するフォークを有していてもよい。支持フレーム６３０はシャーシ１２に、アーム６３２（たとえば、リーディングアーム、トレーリングアーム）を介してマウントしてもよい。アーム６３２は、支持フレーム６３０及びシャーシ１２に回転可能に結合されている。アーム６３２は、ホイールの質量中心の移動を、曲線経路（たとえば、円弧）に沿うように制限してもよい。また支持フレーム６３０を緩衝装置６３４を介してシャーシ１２に結合して、サスペンションをもたらすようにしてもよい。緩衝装置６３４を、ピンジョイントを介して支持フレーム６３０に結合してもよい。アクチュエータ３１０をロッド６３６を介してシャーシ１２に結合してもよい。ロッド６３６は、シャーシ１２及びアクチュエータ３１０に回転可能に結合されている。

こうして、ロッド６３６をアクチュエータ３１０（たとえば、差動トルク）によって駆動して、ストラット６３４がロッド６３６によって収縮または伸長するようにしてもよい。トランスミッション３４０によって、第１のステータ３２２を第２のステータ３２３にリンク３４５ａ及び３４５ｂならびにトーションバー３４４を介して結合してもよく、その結果、反力トルクを第１のステータ３２２から第２のステータ３２３に（または逆もまた同様）伝達することができる。こうして、ロッド６３６を第１のステータ３２２または第２のステータ３２３に接続してもよい。
ベベルギアトランスミッションを伴う軸方向磁束モータ

図７Ａに、ベベルギアトランスミッション７４０ａを有する別の典型的なアクチュエータ７１０ａを示す。図示したように、アクチュエータ７１０ａには、スピンドル７２４にロータ７２１がマウントされた軸方向磁束モータ７２０が含まれていてもよい。モータ７２０には、第１のステータ７２２ａ及び第２のステータ７２３ａが含まれていてもよい。これらは、ロータ７２１の対向する側に配置され、１つ以上のベアリング（それぞれ「Ｘ」を伴う円として表している）を介してスピンドル７２４の周りに回転するように同軸に制限されている。モータ７２０は、支持構造７５０に支持されて囲まれていてもよい。トランスミッション７４０ａは、第１のステータ７２２ａを第２のステータ７２３ａにベベルギア７４８ａを介して結合してもよい。ベベルギア７４８ａは、１つ以上のベアリングを介して支持構造７５０に対してノード７４３において回転してもよい。全般的に、１つのベベルギア７４８ａのみを用いてもよい。しかし、図７Ａに示すトランスミッション７４０ａには、さらなる機械的な支持を与えるために２つのベベルギア７４８ａが含まれている。

ベベルギア７４８ａには、第１のステータ７２２ａ上の対応するギア歯とノード７４６において、また第２のステータ７２３ａ上の対応するギア歯とノード７４７において噛み合う１つ以上のギア歯が含まれていてもよい。こうして、反力トルクに応じた第１のステータ７２２ａの回転によって、ベベルギア７４８ａが回転し、その結果、第２のステータ７２３ａが反対方向に回転する。このように、ベベルギアトランスミッション７４０ａによって、第１のステータ７２２ａと第２のステータ７２３ａとの間の逆回転がもたらされる。こうして、アクチュエータ７１０ａは、図２Ｂに示すアクチュエータ２１０ｂと同様に運動学的に動作する。合計トルクを印加してロータ７２１を回転させてもよく、差動トルクを、第２のステータ７２３ａに固定された差動シャフト７６２において出力してもよい。反力／トルクをベベルギア７４８ａを介して支持構造７５０に印加してもよい。

図７Ｂに、デュアルベベルギアメカニズムを伴うトランスミッション７４０ｂを有する別の典型的なアクチュエータ７１０ｂを示す。トランスミッション７４０ｂには、同じスピンドル７２４にマウントされた別個のベベルギアを介して第１のステータ７２２ｂ及び第２のステータ７２３ｂと噛み合うデュアルベベルギア７４８ｂが含まれている。デュアルベベルギア７４８ｂによって、デュアルベベルギア７４８ｂにおけるベベルギアの相対サイズ及び／またはスピンドル軸１３からの相対的な歯直径に基づいて、第１のステータ７２２ｂと第２のステータ７２３ｂとの間の異なる運動比が可能になってもよい。たとえば、第１のステータ７２２ｂに結合されたギアは、第２のステータ７２３ｂに結合されたギアより大きくてもよく、その結果、第１のステータ７２２ｂとデュアルベベルギア７４８ｂとの間で伝達されるトルクが増幅され、及び／または第２のステータ７２３ｂとデュアルベベルギア７４８ｂとの間の回転速度が増幅される。

図７Ｃに、遊星歯車メカニズムを伴うトランスミッション７４０ｃを有する別の典型的なアクチュエータ７１０ｃを示す。この場合、トランスミッション７４０ｃには、スピンドル７２４の回転軸に平行な回転軸の周りに回転する遊星歯車７４８ｃが含まれていてもよい。図示したように、支持構造７５０によって、遊星歯車７４８ｃの他の並進運動及び回転の自由度が制限されてもよい。アクチュエータ７１０ｃは、図７Ａのアクチュエータ７１０ａと同様に動作してもよい。

図７Ｄに、モータ７２０から支持構造７５０内に収容されたベベルギアメカニズム（支持構造７５０内に配置されている）がトランスミッション７４０ｄに含まれる別の典型的なアクチュエータ７１０ｄを示す。この場合、第１のステータ７２２ｄは、差動トルクを伝達する差動シャフト７６４にマウントされている。ロータ７２１及び第２のステータ７２３ｄは差動シャフト７６４と同軸である。ロータ７２１にはさらに、第１のステータ７２２ｄを部分的に囲むロータフレーム７２６に結合されたドライブシャフト（スピンドル）７２４が含まれている。アクチュエータ７１０ｄは、図７Ａのアクチュエータ７１０ａと同様に動作し、トランスミッション７４０ｄには、第１のステータ７２２ｄ及び第２のステータ７２３ｄと噛み合うベベルギア７４８ｄが含まれている。しかし、この場合は、第２のステータ７２３ｄはトランスミッション７４０ｄを介して第１のステータ７２２ｄに反力トルクを伝達する。

図７Ｅに、トランスミッション７４０ｅに遊星歯車メカニズムが含まれ、第１のステータ７２２ｅが差動シャフト７６４を介して差動トルクを出力する別の典型的なアクチュエータ７１０ｅを示す。アクチュエータ７１０ｅはアクチュエータ７１０ｄと同様である。ただし、ベベルギア７４８ｄの代わりに遊星歯車７４８ｅを用いて、第１のステータ７２２ｅと第２のステータ７２３ｅとを結合している。図示したように、遊星歯車７４８ｅは、差動シャフト７６４の回転軸に平行な軸の周りに回転してもよく、他の点では、支持構造７５０によって他の並進運動及び回転の自由度に沿って制限されていてもよい。
プーリトランスミッションを伴う軸方向磁束モータ

図８Ａに、ベルトメカニズムを用いて反力トルクを伝達する典型的なトランスミッション８４０ａを示す。図示したように、第１のステータ８２２を、シャフトにマウントされたプーリ８３２に結合してもよい。第２のステータ８２３を、１つ以上のベアリングを介して第１のステータ８２２の周りに同心円状に回転するシャフトにマウントされたプーリ８３１に結合してもよい。プーリ８３１及び８３２を、プライマリープーリ８３０にベルト８３６及び８３８をそれぞれ介して結合してもよい。プライマリープーリ８３０を支持構造８５０に結合して、それによって制限してもよい。こうして、第２のステータ８２３が回転すると、ベルト８３６を介してプライマリープーリ８３０が回転し、その結果、ベルト８３８を介して第１のステータ８２２が反対方向に回転する。このようにして、トランスミッション８４０ａは、図２Ａ～７Ｅのトランスミッションと同様の機能を与えてもよい。トランスミッション８４０ａにはまた、ベルト８３８をガイドし及び／またはベルト８３８に張力を与えるアイドラプーリ８３４が含まれていてもよい。

アイドラプーリ８３４を支持構造８５０によって並進運動的に制限してもよい。さらに、チェーン及び／またはケーブルをベルト８３６及び８３８の代わりに用いてもよい。ベルト８３６及び８３８は、それぞれのプーリとの摩擦接触に基づいてトルクを伝達してもよい。こうして、ベルト８３６及び８３８の寸法及び／またはトランスミッション８４０ａの構造を、ベルト８３６及び８３８と、それぞれのプーリとの間の接触面積が増加するように適応させて、滑りを減らしてもよい。場合によっては、さらに滑りを減らすために、ベルト８３６及び８３８はプーリ上の対応する歯と噛み合う歯を有してもよい。しかし、場合によっては、ベルト８３６及び８３８が、制御された方法で滑ることが好ましい場合がある。

図８Ｂに、シングルプーリトランスミッション８４０ｂを伴う典型的なアクチュエータ８１０ｂを示す。図示したように、アクチュエータ８１０ｂには、同じ回転軸の周りに回転する第１のステータ８２２及び第２のステータ８２３が含まれていてもよい。トランスミッション８１０ｂには、ベルト８４３であって、一端は第１のステータ８２２にノード８４６において結合され、もう一端は第２のステータ８２３にノード８４７において結合されたベルト８４３が含まれていてもよい。ベルト８４３を、第１のステータ８２２と第２のステータ８２３との間に配置されたプーリ８４２によってガイドしてもよい。こうして、第１のステータ８２２が回転すると、第１のステータ８２２に沿ってベルト８４３が引かれる。その結果、張力がベルト８４３に沿って発生し、それに応じてプーリ８４２及び第２のステータ８２３が回転する。詳細には、第２のステータ８２３は第１のステータ８２２とは反対方向に回転する。このデザインの場合、第１のステータ８２２及び第２のステータ８２３の角変位の範囲を調整するように、ベルト８４３の長さを適応させてもよい。

図８Ｃに、デュアルプーリトランスミッション８４０ｃを伴う典型的なアクチュエータ８１０ｃを示す。図示したように、トランスミッション８４０ｃには、プーリ８４４ａ及び８４４ｂが含まれていてもよい。両方ともベルト８４５をガイドするために用いられる。図８Ｂのアクチュエータ８１０ｂにおけるベルト８４３とは異なり、アクチュエータ８１０ｃにおけるベルト８４５は、第１のステータ８２２にも第２のステータ８２３にも固定されていない。その代わりに、ベルト８４５は、第１のステータ８２２、第２のステータ８２３、及びプーリ８４４ａ及び８４４ｂの周りに、張力を受けて巻かれている。しかし、第１のステータ８２２と第２のステータ８２３との間に逆回転の動きをもたらすことによって、アクチュエータ８１０ｃはアクチュエータ８１０ｂと同様に動作する。このデザインの場合、ベルト８４５の長さを、第１のステータ８２２、第２のステータ８２３、ならびにプーリ８４４ａ及び８４４ｂのサイズ及び配置によって制限してもよい。

図８Ｄに、シングルプーリ、デュアルベルトトランスミッション８４０ｄを伴う典型的なアクチュエータ８４０ｄを示す。図示したように、トランスミッション８４０ｄには、第１のステータ８２２及び第２のステータ８２３の回転軸に平行な回転軸の周りに回転する円筒型プーリ８４６が含まれていてもよい。この設計の場合、トランスミッション８４０ｄには、第１のステータ８２２をプーリ８４６に結合するベルト８４９ａと、第２のステータ８２３をプーリ８４６に結合するベルト８４９ｂとが含まれている。ベルト８４９ａを撚り合わせて、プーリ８４６の周りに巻き付くさらなるループを形成して、トランスミッション８４０ｄが、第１のステータ８２２と第２のステータ８２３との間に逆回転の動きを与えるようにしてもよい。場合によっては、ベルト８４９ａ及び８４９ｂの一方または両方をそれらのそれぞれのステータに固定して、回転の範囲を制限してもよい。

図８Ｅ及び８Ｆに、デュアルヘリカルギアトランスミッション８４０ｅを伴う典型的なアクチュエータ８１０ｅのいくつかの図を示す。図示したように、トランスミッション８４０ｅには、支持構造８５０に対して回転するヘリカルギア８６０及び８６２が含まれていてもよい。ヘリカルギア８６０及び８６２が噛み合ってもよく、その結果、ギア８６０と８６２との間に逆回転の動きが生じる。第１のステータ８２２を、ヘリカルギア８６０にマウントされたプーリによってガイドされたベルト８６６を介して、ヘリカルギア８６０に結合してもよい。同様に、第２のステータ８２３を、ヘリカルギア８６２にマウントされたプーリによってガイドされたベルト８６８を介して、ヘリカルギア８６２に結合してもよい。こうして、第１のステータ８２２が回転すると、ベルト８６６が引っ張られて張力が生じ、ヘリカルギア８６０が回転する。その結果、ヘリカルギア８６２及び第２のステータ８２３が、ベルト８６８を介して反対方向に回転する。ベルト８６６及び８６８をそれぞれ、アイドラー８６４を介して張力を受けて保持してもよい。アイドラー８６４を支持構造８５０によって制限して、ヘリカルギア８６０及び８６２に平行な軸の周りに回転するようにしてもよい。
シャーシに結合したトランスミッションを伴う典型的なアクチュエータ

図９Ａに、スライディングジョイントトランスミッション９４０ａを伴うアクチュエータアセンブリ９００ａを示す。スライディングジョイントトランスミッション９４０ａでは、トランスミッション９４０ａがシャーシ１２に直接結合されている。図示したように、アクチュエータアセンブリ９００ａには、モータ９２０を伴うアクチュエータ９１０ａ、トランスミッション９４０ａ、及び支持構造９５０が含まれている。前述と同様に、モータ９２０には、回転軸１３を規定するスピンドル９２４に取り付けられたロータ９２１が含まれている。スピンドル９２４を基準接地１１に機械的に結合してもよい（たとえば、道路上のホイールを介して）。モータ９２０にはさらに、第１のステータ９２２及び第２のステータ９２３が含まれている。これらはそれぞれ、ロータ９２１にトルクを印加するトルク源を支持している（図示せず）。第１のステータ９２２及び第２のステータ９２３を、１つ以上のベアリングを介してスピンドル９２４に同軸に制限してもよい。スピンドル９２４をさらに、支持構造９５０に結合してもよい。支持構造９５０は、シャーシ１２に堅固に結合されたストラット９５３に沿って、スライド可能に調整できてもよい。前述と同様に、アクチュエータアセンブリ９００ａには、アクチュエータ９１０ａに対する復元力を与えるバネ９５４ａ及び９５４ｂが含まれていてもよい。

またトランスミッション９４０ａは、以前の実施形態と同様に、第１のステータ９２２及び第２のステータ９２３に結合していてもよい。トランスミッション９４０ａには、ノード９４６における第１のステータ９２２をノード９４３におけるジョイントハウジング９４２に結合するリンク９４５ａと、ノード２２０４における第２のステータ９２３をジョイントハウジング９４２に結合するリンク９４５ｂと、が含まれていてもよい。リンク９４５ａ及び９４５ｂをステータ及びジョイントハウジング９４２に、ピンジョイント（またはボールジョイント）を介して結合してもよい。この実施形態におけるトランスミッション９４０ａは、ノード９４９においてシャーシ１２にリンク９４８を介して直接結合されている。リンク９４８によって、アクチュエータ９１０ａ内で反力トルクが伝達される方法が変わる。たとえば、反力トルクが第１のステータ９２２に印加されると、反力トルクの少なくとも一部はリンク９４５ａを介してジョイントハウジング９４２に伝達される。その結果、ジョイントハウジング９４２が支持構造９５０に沿ってスライドする。しかし、ジョイントハウジング９４２はシャーシ１２に直接結合されているため、反力トルクは主に、トランスミッション９４０ａからシャーシ１２に伝達する（第２のステータ９２３に伝達されるのではなくて）。反力トルクが第２のステータ９２３に印加されると、同様の作用がもたらされる。第２のステータ９２３は第１のステータ９２２から反力トルクを受けないため、対応するトルク源から同様の反力トルクを印加するときに、第１のステータ９２２及び第２のステータ９２３を対称的に装着してもよい。

しかしながら、アクチュエータ９１０ａは以前の実施形態と同様に動作してもよい。入力トルクを、ロータ９２１に印加されるベクトル和されたトルクとして表してもよい。トランスミッション９４０ａによって、第１のステータ９２２と第２のステータ９２３との間に逆回転が生じ、その結果、反力トルクを差動トルク出力として表してもよい。差動トルクは、アクチュエータ９１０ａをストラット９５３に沿って並進運動させるリンク９４８に沿って、トランスミッション９４０ａとシャーシ１２との間に力を発生させてもよい。さらに、差動トルクによって、アクチュエータ９１０ａの支持構造９５０とストラット９５３との間に反力／トルクが生じてもよく、これを、さらなる出力として用いてもよい（たとえば、アンチダイブ、アンチスクワット用に）。

図９Ｂに、トランスミッション９４０ｂがロッカージョイントが含み、シャーシ１２に直接結合されている別の典型的なアクチュエータアセンブリ９００ｂを示す。アクチュエータ２１０ｂと同様に、トランスミッション９４０ｂには、リンク９４５ａ及び９４５ｂと支持構造９５０上のノード９４３とに結合するロッカージョイントアーム９４４が含まれていてもよい。さらに、ロッカージョイントアーム９４４は、ノード９４９においてシャーシ１２にリンク９４８を介して直接結合されていてもよい。しかし、トランスミッション９４０ｂはアクチュエータ２１０ｂと同様に動作してもよく、アクチュエータアセンブリ９００ｂはアクチュエータ９１０ａと同様にトルクを伝達してもよい。

図１０Ａ～１０Ｅに、やはり差動トルク出力を与えるＰａｎｈａｒｄリンクを有するトランスミッション１０４０を伴う典型的なアクチュエータ１０１０のいくつかの図を示す。アクチュエータ１０１０はアクチュエータ９１０ｂと運動学的に同様であり、したがって同様に動作する。（特に断らない限り、同様の末尾の数字を伴う参照番号は運動学的に等価であり、たとえば、図９Ｂのロータ９２１は図１０Ｅのロータ１０２１と運動学的に同等である）。図示したように、トランスミッション１０１０ｃには、トーションバー１０４４に結合されたリンク１０４５ａ及び１０４５ｂが含まれている。この場合、差動シャフト１０６２はトーションバーに直接結合されている。こうして、第１のステータ１０２２及び第２のステータ１０２３に印加される反力トルクをトーションバーを通して出力として伝達してもよい。

図１１Ａに、差動トルクを直接出力するベベルギアメカニズムをトランスミッション１１４０ａが有する別の典型的なアクチュエータ１１１０ａを示す。アクチュエータ１１１０ａも図９Ｂのアクチュエータ９１０ｂと運動学的に同様であり、したがって同様に動作する。（やはり、特に断らない限り、同様の末尾の数字を伴う参照番号は運動学的に等価である）。トランスミッション１１４０ｂには、第１のステータ１１２２及び第２のステータ１１２３と噛み合うベベルギア１１４８ａが含まれていて、第１のステータ１１２２と第２のステータ１１２３との間に逆回転の動きを形成する。しかし、この場合、ベベルギア１１４８ａには、差動シャフト２３５０を支持する二次ベベルギア１１４８ｂと噛み合う補足ギアが含まれている。このように、第１のステータ１１２２及び／または第２のステータ１１２３が回転するとベベルギア１１４８ａが回転し、次に二次ベベルギア１１４８ｂが回転し、その結果、ノード１１４９において差動トルクが出力される。

図１１Ｂに、シャーシ１２に結合されたデュアルギアトランスミッション１１４０ｂを伴う別の典型的なアクチュエータ１１１０ｂを示す。図示したように、トランスミッション１１４０ｂには、第１のステータ１１２２と噛み合う第１のギア１１６０と、第２のステータ１１２３と噛み合う第２のギア１１６２とが含まれていてもよい。第１のギア１１６０及び第２のギア１１６２も互いに噛み合ってもよく、その結果、第１のステータ１１２２と第２のステータ１１２３との間に逆回転運動が生じる。第１のギア１１６０及び第２のギア１１６２を支持構造１１５０によって支持してもよい。さらに、第２のギア１１６２をリンケージ１１４８ｃを介してシャーシ１２に結合してもよい。こうして、反力トルクが第１のギア１１６０及び／または第２のギア１１６２に伝達されると、次にリンケージ１１４８ｃを介してシャーシ１２に伝達されて、アクチュエータ１１１０ｂをシャーシ１２に対して並進運動させる駆動力が生じてもよい。アクチュエータ１１１０ｂも図９Ｂのアクチュエータ９１０ｂと運動学的に同様である。

図１２Ａ～１２Ｃに、差動トルクとは対照的に並進運動及び／または力を出力する典型的なアクチュエータアセンブリ１２００のいくつかの図を示す。この場合、アクチュエータ１２１０は図９Ａのアクチュエータ９１０ａと運動学的に同等である。アクチュエータ１２１０には、第１のステータ１２２２及び第２のステータ１２２３を逆回転に制限するトランスミッション１２４０が含まれていてもよい。トランスミッション１２４０には、リンケージ１２７２を介してシャーシ１２に結合するスライディングジョイント１２７４が含まれていてもよい。スライディングジョイント１２７４は、支持構造１２５０に結合されたストラット１２７０に沿ってスライド可能に調整できてもよい。またスライディングジョイント１２７４を、支持構造１２５０に対してスライド可能に調整することができるアーム１２７６上にマウントしてもよい。この調整は、スライディングジョイント１２７４がストラット１２７０に対して動くときに沿う軸と実質的に直交する軸に沿って行う。このように、ストラット１２７０及びアーム１２７６によって、アクチュエータ１２１０は、シャーシ１２に対して並進運動に制限される（回転とは対照的に）。

図８Ａ～８Ｆに示すトランスミッションを、トランスミッションがシャーシ１２に直接結合されるアクチュエータ内に容易に組み込み得る。これは、部分的には、トランスミッション内のコンポーネントの１つに差動シャフトを加えることによって達成してもよい。たとえば、差動シャフトを、図８Ａ～８Ｆに示すプーリベースのトランスミッション内のプーリの１つ上に配置してもよく、同様にトランスミッションをシャーシ１２に直接結合してもよい。
結び

本明細書で説明するすべてのパラメータ、寸法、材料、及び構成は典型的であることが意図されており、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／または構成は、本発明の教示が用いられる具体的な応用例または応用例（複数）に依存する。当然のことながら、前述の実施形態は主に例として示しており、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲において、本発明の実施形態を、具体的に説明し請求したこと以外で実施してもよい。本開示の発明の実施形態は、本明細書で説明するそれぞれの個々の特徴部、システム、物品、材料、キット、及び／または方法に向けられている。

加えて、２つ以上のこのような特徴部、システム、物品、材料、キット、及び／または方法の任意の組み合わせは、このような特徴部、システム、物品、材料、キット、及び／または方法が互いに矛盾していない場合には、本開示の発明の範囲に含まれる。他の置換、修正、変更及び省略を、典型的な実施態様の設計、動作条件、及び個々の要素の配置において、本開示の範囲から逸脱することなく行ってもよい。数値範囲を用いることは、同じ結果を生む同じ機能を同じ方法で実現する範囲から外れる均等物を排除するものではない。

また種々の発明概念を、少なくとも１つの実施例が示された１つ以上の方法として具体化してもよい。本方法の一部として行った作用を、場合によっては、異なる方法で順序付けしてもよい。したがって、いくつかの本発明の実施態様において、所与の方法の個々の作用を、具体的に例示したものとは異なる順序で行ってもよく、これには、いくつかの作用を同時に行うことが含まれていてもよい（たとえ、例示的な実施形態において、このような作用が順次的な作用として示されていたとしても）。

本明細書で述べたすべての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、その全体において参照により組み込まれている。

すべての定義は、本明細書で規定され使用される場合、辞書の定義、参照により組み込まれた文献における定義、及び／またはその定義された用語の普通の意味に優先すると理解しなければならない。

不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、本明細書及び特許請求の範囲で用いる場合、明瞭にそうでないという指示がない限り、「少なくとも１つ」を意味すると理解しなければならない。

語句「及び／または」は、本明細書及び特許請求の範囲で用いる場合、結合された要素（すなわち、あるケースでは接続的に存在し、他のケースでは離接的に存在する要素）の「一方または両方」を意味するものと理解すべきである。「及び／または」を用いて列記された複数の要素は、同様に（すなわち、結合された要素の「１つ以上」と）解釈すべきである。「及び／または」節によって具体的に特定した要素以外の他の要素が（具体的に特定した要素に関係しているか関係していないかに関わらず）任意的に存在していてもよい。したがって、非限定的な例として、「Ａ及び／またはＢ」への言及は、「含む」などのオープンエンドの用語とともに用いるときは、一実施形態ではＡのみ（任意的にＢ以外の要素を含む）を、別の実施形態ではＢのみ（任意的にＡ以外の要素を含む）を、さらに他の実施形態ではＡ及びＢの両方（任意的に他の要素を含む）などを指すことができる。

本明細書及び特許請求の範囲で用いる場合、「または」は、上記で規定したような「及び／または」と同じ意味を有すると理解すべきである。たとえば、リスト内の物品を分けるとき、「または」または「及び／または」は包括的であると、すなわち、要素の数またはリストのうちの少なくとも１つ（しかし、２つ以上も含む）及び任意的に、リストに載っていないさらなる物品が含まれると解釈されるものとする。明瞭にそうでないという指示がある用語、たとえば「のうちの１つのみ」または「のうちの厳密に１つ」または特許請求の範囲で用いるときに「から成る」のみが、要素の数またはリストのうちの厳密に１つの要素を含むことを指す。全般的に、用語「または」は、本明細書で用いる場合、「いずれか」、「のうちの１つ」、「のうちの１つのみ」または「のうちの厳密に１つ」などの排他性の用語が先行するときには、排他的な代替物（すなわち「一方または他方であるが両方ではない」）を示すとのみ解釈されるものとする。「本質的に～から成る」は、特許請求の範囲で用いるときには、特許法の分野で用いられるその普通の意味を有するものとする。

本明細書及び特許請求の範囲で用いる場合、語句「少なくとも１つ」は、１つ以上の要素のリストに関連して、要素のリスト内の要素のいずれか１つ以上から選択された少なくとも１つの要素を意味するものと理解すべきであり、必ずしも要素のリスト内の具体的に列記されたありとあらゆる要素のうちの少なくとも１つを含む必要はなく、また要素のリスト内の要素の任意の組み合わせを除外するものではない。またこの定義は、語句「少なくとも１つの」が指す要素のリスト内の具体的に特定した要素以外の要素が（具体的に特定した要素に関係しているか関係していないかに関わらず）任意的に存在していてもよいことも認める。したがって、非限定的な実施例として、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」（または同様な意味合いで「ＡまたはＢのうちの少なくとも１つ」、または同様な意味合いで「Ａ及び／またはＢのうちの少なくとも１つ」）は、一実施形態では少なくとも１つのＡ（任意的に２つ以上のＡを含む）があってＢは存在しないこと（及び任意的にＢ以外の要素を含む）、別の実施形態では少なくとも１つのＢ（任意的に２つ以上のＢを含む）があってＡは存在しないこと（及び任意的にＡ以外の要素を含む）、さらに他の実施形態では、少なくとも１つのＡ（任意的に２つ以上のＡを含む）及び少なくとも１つのＢ（任意的に２つ以上のＢを含む）があること（及び任意的に他の要素を含む）などを指すことができる。

特許請求の範囲では、ならびに前述の明細書では、すべての移行句、たとえば「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「運ぶ」、「有する」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「伴う」、「保持する」、「から成る」などはオープンエンドであることを、すなわち、以下を含むがこれらに限定されないと意味することを、理解すべきである。移行句「から成る」及び「本質的にから成る」のみがそれぞれクローズド移行句またはセミクローズド移行句であるものとすることは、米国特許庁の特許審査便覧、セクション２１１１．０３に記載されているとおりである。

Claims (19)

1. 車両用のアクチュエータであって、
   前記車両のシャーシに強固に結合されたストラットにスライド可能に結合されるように構成された支持構造と、
   前記支持構造に結合されたトランスミッションと、
   前記支持構造及び前記トランスミッションに結合されたモータとを含み、前記モータは、
   回転軸を規定するスピンドルと、
   前記回転軸の周りに回転するロータと、
   前記スピンドルに回転可能に結合され、前記回転軸と同心で、前記ロータに第１のトルクを印加する第１のステータであって、前記第１のトルクが、前記第１のステータに印加される第１の反力トルクを生じさせる、前記第１のステータと、
   前記スピンドルに回転可能に結合され、前記回転軸と同心で、前記ロータに第２のトルクを印加する第２のステータであって、前記第２のトルクが、前記第２のステータに印加される第２の反力トルクを生じさせる、前記第２のステータと、
   前記第２のステータに回転可能に直接結合され、かつ前記車両の前記シャーシに直接結合するように構成されたリンクと
   を備え、
   前記第１の反力トルク及び前記第２の反力トルクが余勢を生成し、前記余勢が前記支持構造を介してＡ）前記リンク及びＢ）前記ストラットで、別個の分力として印加される、前記アクチュエータ。
2. 前記支持構造は、前記第１のトルクと前記第２のトルクとのベクトル和に比例したトルクを反映するように構成されている、請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記支持構造及び前記モータが並進軸に沿って移動できるようにされ、前記トランスミッションは、
   前記第１のステータを前記トランスミッションに前記並進軸からずれた第１の点で接続する第１のリンクと、
   前記第２のステータを前記トランスミッションに前記並進軸からずれた第２の点で接続する第２のリンクとを備える請求項１に記載のアクチュエータ。
4. 前記第１の点は第１の半径方向距離によって前記回転軸から分離され、前記第２の点は前記第１の半径方向距離と異なる第２の半径方向距離によって前記回転軸から分離されている、請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 前記トランスミッションは、前記第１のリンク及び前記第２のリンクに結合されて、前記回転軸に平行な軸の周りに回転するトーションバーを備える、請求項３に記載のアクチュエータ。
6. さらに、
   前記回転軸と同軸であって、前記第１のトルクと前記第２のトルクとの間の差に比例したトルクを出力する差動出力を備える、請求項５に記載のアクチュエータ。
7. さらに、
   前記回転軸に平行であって、前記第１のトルクと前記第２のトルクとの間の差に比例したトルクを出力する差動出力を備える、請求項５に記載のアクチュエータ。
8. 前記トランスミッションは、
   前記第１のステータまたは前記第２のステータの少なくとも一方と噛み合って、前記第１のステータを前記第２のステータの回転に応じて回転させる第１のベベルギアを備える、請求項１に記載のアクチュエータ。
9. 第２のベベルギアをさらに備え、
   前記第１のベベルギア及び前記第２のベベルギアのそれぞれが、前記第１のステータ及び前記第２のステータと噛み合い、前記第１のステータを前記第２のステータの回転に応じて逆回転させる、請求項８に記載のアクチュエータ。
10. 前記第１のベベルギアは、前記第１のステータと噛み合い、前記アクチュエータが、前記第２のステータと噛み合い、かつ前記第１のベベルギアとは異なる半径を有する第２のベベルギアをさらに備える、請求項８に記載のアクチュエータ。
11. 前記トランスミッションは、
    少なくとも１つの遊星歯車を備え、前記第１のステータまたは前記第２のステータの少なくとも一方と噛み合って、前記第１のステータを前記第２のステータの回転に応じて回転させる、請求項１に記載のアクチュエータ。
12. 前記モータは、軸方向磁束モータまたは半径方向磁束モータの少なくとも一方である、請求項１に記載のアクチュエータ。
13. 前記第２のステータは、前記トランスミッションを介して前記ストラットに前記第２の反力トルクを印加する、請求項１に記載のアクチュエータ。
14. 車両用のアクチュエータであって、
    前記車両のシャーシに移動可能に結合された支持構造と、
    第１の回転軸を規定するスピンドルと、前記スピンドルに固定されたロータと、前記第１の回転軸と同心の第１のステータと、前記第１の回転軸と同心の第２のステータとを備える軸方向磁束モータと、
    前記支持構造に回転可能に結合され、前記第１のステータ及び前記第２のステータに回転可能に結合されたトーションバーであって、前記第１の回転軸からずれた第２の回転軸の周りを回転可能な前記トーションバーと、
    前記第２のステータに回転可能に結合され、前記シャーシに回転可能に結合された引張圧縮部材とを備える、前記アクチュエータ。
15. Ａ）回転軸の周りに回転するように構成されたロータまたはＢ）車両のシャーシに対してスライド可能に移動するように構成された支持構造の少なくとも一方を駆動する方法であって、
    前記ロータに第１のトルクを印加することと、
    前記第１のトルクを印加する間に、前記ロータに第２のトルクを印加することと、
    前記第１のトルクを印加することに応じて、前記回転軸の周りに回転するように構成された第１のステータに第１の反力トルクを印加することと、
    前記第２のトルクを印加することに応じて、前記回転軸の周りに回転するように構成された第２のステータに第２の反力トルクを印加することであって、前記第２のステータは前記第１のステータにトランスミッションを介して結合されている、前記印加することと、
    前記トランスミッションを介して前記支持構造に、前記第１のステータからの前記第１の反力トルクの少なくとも一部を伝達することと、
    前記シャーシに直接、前記第２のステータからの前記第２の反力トルクの少なくとも一部を伝達することとを含む、前記方法。
16. さらに、
    前記支持構造を用いて、前記第１のトルクと前記第２のトルクとのベクトル和に比例したトルクを反映することを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記支持構造を駆動することによって、前記支持構造は並進軸に沿って移動し、
    前記第１の反力トルクの少なくとも一部を伝達することは、前記第１のステータからの前記第１の反力トルクの前記少なくとも一部を第１のリンクに伝達することを含み、前記第１のリンクは、前記第１のステータを前記トランスミッションに前記並進軸からずれた第１の点で接続する、請求項１５に記載の方法。
18. 前記第２の反力トルクの前記少なくとも一部を伝達することは、前記第２のステータからの前記第２の反力トルクの前記少なくとも一部を第２のリンクに伝達することを含み、前記第２のリンクは、前記第２のステータを前記トランスミッションに前記並進軸からずれた第２の点で接続する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記第１の点は第１の半径方向距離によって前記回転軸から分離され、前記第２の点は前記第１の半径方向距離と異なる第２の半径方向距離によって前記回転軸から分離されている、請求項１８に記載の方法。