(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線周りに回転する回転軸と、
該回転軸の周りで回転軸と一体に回転する入力ロータと、
該入力ロータに対して軸線方向に対向し、該軸線周りに回転する出力ロータと、
通電により磁力を発生する磁場発生手段と、を備える回転装置であって、
前記入力ロータと前記出力ロータとの隙間には磁気粘性流体が充填され、
前記入力ロータは、回転軸と連結する第一部材と前記磁気粘性流体が充填される隙間と接する第二部材とを有し、
通電時には前記磁場発生手段から発生する磁力により前記入力ロータの第一部材と第二部材とは係合するとともに、前記磁気粘性流体の粘度を発現して前記回転軸の回転トルクを前記出力ロータに伝達し、
非通電時には前記入力ロータの前記第一部材と第二部材とが分離し、
前記入力ロータは前記回転軸周りに配設され、
前記入力ロータと前記出力ロータとは互いに軸線方向に対向する位置で、前記入力ロータよりも出力ロータが半径方向内側に入れ子状に配設され、
前記入力ロータの第一部材は前記回転軸の周りで回転軸に対して軸線方向に進退自在に連結される環状の略平面部材であり、
前記磁気粘性流体が充填される隙間は、前記入力ロータの第二部材の内壁近傍と前記出力ロータの外壁近傍に配設される、ことを特徴とする回転装置。
【請求項２】
軸線周りに回転する回転軸と、
該回転軸の周りで回転軸と一体に回転する入力ロータと、
該入力ロータに対して軸線方向に対向し、該軸線周りに回転する出力ロータと、
通電により磁力を発生する磁場発生手段と、を備える回転装置であって、
前記入力ロータと前記出力ロータとの隙間には磁気粘性流体が充填され、
前記入力ロータは、回転軸と連結する第一部材と前記磁気粘性流体が充填される隙間と接する第二部材とを有し、
通電時には前記磁場発生手段から発生する磁力により前記入力ロータの第一部材と第二部材とは係合するとともに、前記磁気粘性流体の粘度を発現して前記回転軸の回転トルクを前記出力ロータに伝達し、
非通電時には前記入力ロータの前記第一部材と第二部材とが分離し、
前記入力ロータは前記回転軸周りに配設され、
前記入力ロータと前記出力ロータとは互いに軸線方向に対向する位置で、前記出力ロータよりも入力ロータが半径方向内側に入れ子状に配設され、
前記入力ロータの第一部材は前記回転軸の周りで回転軸に対して軸線方向に進退自在に連結される環状の略平面部材であり、
前記磁気粘性流体が充填される隙間は、前記入力ロータの第二部材の外壁近傍と前記出力ロータの内壁近傍に配設される、ことを特徴とする回転装置。
【請求項３】
同じ軸線周りに相対回転可能であり、磁気粘性流体を介して互いにトルク伝達可能に設けられた入力側部材および出力側部材を備え、前記磁気粘性流体に付与する磁場を発生する磁場発生手段が前記入力側部材および出力側部材に含まれた回転装置であって、
前記磁場発生手段は、前記軸線周りに配設されたコイルと、該コイルの軸線方向片側に配設された側部ヨークと、前記コイルの外周側に配設された周部ヨークとを有し、
前記入力側部材は、前記軸線周りに回転し、前記コイルの通電時に前記側部ヨークおよび前記周部ヨークとともに磁路を形成する回転軸と、前記側部ヨークと、を有し、
前記出力側部材は、前記コイルおよび前記周部ヨークを有し、
前記側部ヨークは、前記回転軸の周囲に回転一体にかつ前記軸線方向に所定範囲でスライド可能に外嵌され、
前記側部ヨークを前記周部ヨークから離反する側へ前記軸線方向へ付勢する付勢手段が設けられ、
前記コイルに所定以上の電流が通電されると、前記側部ヨークと前記周部ヨークとの間に発生する磁力によって、前記側部ヨークが前記付勢手段の付勢力に抗して前記周部ヨーク側にスライドして当該周部ヨークに吸着する、ことを特徴とする回転装置。
【請求項４】
前記入力側部材および前記出力側部材には、前記側部ヨークが前記周部ヨークに吸着するときに、互いに回転一体に摩擦係合する、入力側摩擦係合部および出力側摩擦係合部がそれぞれ設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の回転装置。
【請求項５】
同じ軸線周りに相対回転可能であり、磁気粘性流体を介して互いにトルク伝達可能に設けられた入力側部材および出力側部材を備え、前記磁気粘性流体に付与する磁場を発生する磁場発生手段が前記出力側部材に含まれた回転装置であって、
前記入力側部材は、前記軸線周りに回転する回転軸と、該回転軸の周囲に固設された摩擦係合板と、を有し、
前記出力側部材に含まれる前記磁場発生手段は、前記軸線周りに配設されたコイルと、該コイルの軸線方向片側に配設された側部ヨークと、前記コイルの外周側および内周側に配設された周部ヨークとを有し、
前記側部ヨークは、前記周部ヨークと前記摩擦係合板との間において前記回転軸の周囲に相対回転可能にかつ前記軸線方向にスライド可能に設けられ、
前記側部ヨークを前記摩擦係合板側へ前記軸線方向へ付勢する付勢手段が設けられ、
前記コイルに電流が通電されていないとき、前記側部ヨークは前記付勢手段によって前記摩擦係合板に押し付けられて、当該側部ヨークおよび摩擦係合板が互いに回転一体に摩擦係合し、
前記コイルに所定以上の電流が通電されると、前記側部ヨークと前記周部ヨークとの間に発生する磁力によって、前記側部ヨークが前記付勢手段の付勢力に抗して前記周部ヨーク側にスライドして当該周部ヨークに吸着する、ことを特徴とする回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気粘性流体に磁場を与えることで回転トルクを伝達する回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に軸線周りに回転する回転体の回転伝達・制動を実行するクラッチ装置やブレーキ装置が知られている。例えば、特許文献１の回転装置（ロータリーダンパ）では、ケーシングと回転体である円板との隙間に磁気粘性流体を封入し、磁気粘性流体に磁場を与えて粘度を発現させ、ケーシングと円板との隙間のずり応力によって回転トルクを伝達・制動する。
【０００３】
一般に磁気粘性流体をトルク制動に使用する回転装置の場合、エネルギー損失の観点からは制動の必要がなく磁場を与えないときの回転トルク（基底トルク）は、可能な限り小さいことが望ましい。また、基底トルクを低減すると回転装置としてのＯＮ／ＯＦＦ比も大きくなる。
【０００４】
しかしながら、従来の構成の回転装置の場合、基底トルクは磁場を与えないときの磁気粘性流体自体の粘度や磁気粘性流体を封入する隙間の構造によって決定されるものであり、低減にも限度がある。また、回転装置として所望のＯＮ／ＯＦＦ比を決定することが困難となる。さらに、基底トルクが大きくなると回転装置としての大きな最大トルクを定格出力とすることもできない。
【０００５】
その他、従来の回転装置では、コイルに通電する電流を増加することで、入力側から出力側への伝達トルク（トルク伝達率）を大きくできるが、トルク伝達率を大きくすることには限度があり、いくらコイルに通電する電流を増大しても入力側から出力側へほぼ１００％トルク伝達させることは困難である。
【０００６】
その他、従来の回転装置では、コイルに通電しないときに入力側と出力側を相対回転不能に締結したいという要望があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２０２７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、磁気粘性流体の粘度を発現させて回転を伝達・制動する回転装置において磁路を形成する部材を分離構造とすることで基底トルクを低減し得る構造を提供することを目的とする。また、本発明は、磁気粘性流体の粘度を発現させて回転を伝達・制動する回転装置において磁路を形成する部材を分離構造とすることでコイルに所定以上の電流を通電したときに入力側から出力側へほぼ１００％トルク伝達させることができる回転装置を提供することをも目的とする。また、本発明は、磁気粘性流体の粘度を発現させて回転を伝達・制動する回転装置において磁路を形成する部材を分離構造とすることでコイルに通電しないときに入力側と出力側を相対回転不能に締結できる回転装置を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の回転制動装置は、軸線周りに回転する回転軸と、該回転軸の周りで回転軸と一体に回転する入力ロータと、該入力ロータに対して軸線方向に対向し、該軸線周りに回転する出力ロータと、通電により磁力を発生する磁場発生手段と、を備える回転装置を提供する。前記入力ロータと前記出力ロータとの隙間には磁気粘性流体が充填され、前記入力ロータは、回転軸と連結する第一部材と前記磁気粘性流体が充填される隙間と接する第二部材とを有する。また本回転装置において、通電時には前記磁場発生手段から発生する磁力により前記入力ロータの第一部材と第二部材とは係合するとともに、前記磁気粘性流体の粘度を発現して前記回転軸の回転トルクを前記出力ロータに伝達し、非通電時には前記入力ロータの前記第一部材と第二部材とが分離する。
【００１０】
本回転装置は、回転軸と入力ロータと出力ロータとを有しており、回転軸と入力ロータとはともに回転する。入力ロータと出力ロータとの隙間には磁気粘性流体が充填されている。したがって、コイル等の磁場発生装置が通電し、磁場が発生したときには磁路が磁気粘性流体を通過する。これによりその粘度が増大して「ずり応力」を発生させることで回転軸の回転トルクを伝達する。この回転装置において入力ロータを回転軸側の第一部材と出力ロータ側の第二部材との２部材で構成し、通電時には上記同様に回転トルクを伝達するが非通電時には第一部材と第二部材とを分離することで回転軸の回転トルクを第二部材まで伝達させない又は大幅に減少させることとしている。したがって、本回転装置によれば基底トルクを減少させ非通電時のエネルギー損失を大幅に減少させることができる。その結果、本回転装置では回転トルクのＯＮ／ＯＦＦ比も大きくすることができる。
【００１１】
また、前記第一部材と前記第二部材とは互いに対向する位置に同極の永久磁石を配設し、非通電時には該永久磁石の反発力により該第一部材と第二部材とを分離することが好ましい。
【００１２】
上述するように本回転装置では非通電時に入力ロータの第一部材と第二部材とが分離するが、この分離を確実に行うために第一部材と第二部材とのそれぞれに同極の永久磁石が対向するように配置し、その反発力で両部材を分離することができる。これにより基底トルクをより確実に削除することができる。一方、通電時には永久磁石の反発力よりも磁場発生装置からの磁力で第一部材と第二部材とが吸着する力が強いため特に問題とはならない。
【００１３】
また、本発明の回転装置において、前記入力ロータは前記回転軸周りに配設され、前記入力ロータと前記出力ロータとは互いに軸線方向に対向する位置で、前記入力ロータよりも出力ロータが半径方向内側に入れ子状に配設され、前記入力ロータの第一部材は前記回転軸の周りで回転軸に対して軸線方向に進退自在に連結される環状の略平面部材であり、前記磁気粘性流体が充填される隙間は、前記入力ロータの第二部材の内壁近傍と前記出力ロータの外壁近傍に配設される、構成を有することが好ましい。
【００１４】
この回転装置では、入力ロータと出力ロータとが軸線方向に互いに入れ子状になって対向する位置関係を有している。この構成の回転装置では入力ロータの第一部材は回転軸の軸周りに位置する平面形状（プレート形状）の環状部材であり、この第一部材が回転軸に対して軸線方向に進退（代表的にはスライド）することにより第二部材との分離・吸着を行う構成にしている。
【００１５】
この構成の入力ロータと出力ロータとは互いに逆の入れ子状の配置であっても良い。
具体的には、前記入力ロータは前記回転軸周りに配設され、前記入力ロータと前記出力ロータとは互いに軸線方向に対向する位置で、前記出力ロータよりも入力ロータが半径方向内側に入れ子状に配設され、前記入力ロータの第一部材は前記回転軸の周りで回転軸に対して軸線方向に進退自在に連結される環状の略平面部材であり、前記磁気粘性流体が充填される隙間は、前記入力ロータの第二部材の外壁近傍と前記出力ロータの内壁近傍に配設される。
【００１６】
なお、前記磁場発生手段が前記入力ロータ側に配設されても良く、逆に前記磁場発生手段が前記出力ロータ側に配設されても良い。
【００１７】
また、前記入力ロータの第一部材と第二部材との軸線方向に対向する端面は互いに嵌合して回転方向に当接する凹凸形状を有しても良い。
【００１８】
この構成によれば、入力ロータの第一部材と第二部材とは通電時において互に機械的係合することができ、通電時に確実に回転トルクを伝達することができる。
【００１９】
さらに本回転装置では、前記入力ロータの第一部材の一部と、前記磁場発生手段の近傍の前記出力ロータの一部とが磁性体であり、該磁場発生手段による磁路は該出力ロータの一部と前記隙間に充填する磁気粘性流体と該入力ロータの第一部材とを通過して再び出力ロータの一部に到達する経路を形成する、ことが好ましい。
【００２０】
このような材質選択、磁路形成を採用するとコイル等の磁場発生手段の周りの部材（入力ロータや出力ロータ）がヨークとしても機能することとなり磁路が分散せず、第一部材と第二部材との吸着力が増大し、磁気粘性流体の粘度が大きく発現する。その結果、入力ロータと出力ロータと間の「ずり応力」も増大し、回転トルクを十分に伝達することができる。
【００２１】
本発明の他の回転制動装置は、同じ軸線周りに相対回転可能であり、磁気粘性流体を介して互いにトルク伝達可能に設けられた入力側部材および出力側部材を備え、前記磁気粘性流体に付与する磁場を発生する磁場発生手段が前記入力側部材および出力側部材に含まれたものを前提とするものである。前記磁場発生手段は、前記軸線周りに配設されたコイルと、該コイルの軸線方向片側に配設された側部ヨークと、前記コイルの外周側に配設された周部ヨークとを有する。前記入力側部材は、前記軸線周りに回転し、前記コイルの通電時に前記側部ヨークおよび前記周部ヨークとともに磁路を形成する回転軸と、前記側部ヨークと、を有する。前記出力側部材は、前記コイルおよび前記周部ヨークを有する。前記側部ヨークは、前記回転軸の周囲に回転一体にかつ前記軸線方向に所定範囲でスライド可能に外嵌されている。前記側部ヨークを前記周部ヨークから離反する側へ前記軸線方向へ付勢する付勢手段が設けられている。そして、前記コイルに所定以上の電流が通電されると、前記側部ヨークと前記周部ヨークとの間に発生する磁力によって、前記側部ヨークが前記付勢手段の付勢力に抗して前記周部ヨーク側にスライドして当該周部ヨークに吸着する。
【００２２】
かかる構成を備える回転装置によれば、コイルに所定以上の電流が通電されると、側部ヨークが付勢手段の付勢力に抗して周部ヨーク側にスライドして当該周部ヨークに吸着するので、その吸着力が十分にあれば、側部ヨークおよび周部ヨークは互いの摩擦力により、回転一体に結合され、入力側部材から出力側部材へほぼ１００％トルクを伝達させることができる。
【００２３】
また、上記構成を備える他の回転装置において、前記入力側部材および前記出力側部材には、前記側部ヨークが前記周部ヨークに吸着するときに、互いに回転一体に摩擦係合する、入力側摩擦係合部および出力側摩擦係合部がそれぞれ設けられているものとすることが望ましい。
【００２４】
かかる構成を備える回転装置によれば、側部ヨークと周部ヨークとの摩擦力に左右されることなく、より確実に入力側部材と出力側部材とがほぼ相対回転不能に固定される。
【００２５】
また、本発明のさらに他の回転制動装置は、同じ軸線周りに相対回転可能であり、磁気粘性流体を介して互いにトルク伝達可能に設けられた入力側部材および出力側部材を備え、前記磁気粘性流体に付与する磁場を発生する磁場発生手段が前記出力側部材に含まれたものを前提とするものである。前記入力側部材は、前記軸線周りに回転する回転軸と、該回転軸の周囲に固設された摩擦係合板と、を有する。前記出力側部材に含まれる前記磁場発生手段は、前記軸線周りに配設されたコイルと、該コイルの軸線方向片側に配設された側部ヨークと、前記コイルの外周側および内周側に配設された周部ヨークとを有する。前記側部ヨークは、前記周部ヨークと前記摩擦係合板との間において前記回転軸の周囲に相対回転可能にかつ前記軸線方向にスライド可能に設けられている。前記側部ヨークを前記摩擦係合板側へ前記軸線方向へ付勢する付勢手段が設けられている。前記コイルに電流が通電されていないとき、前記側部ヨークは前記付勢手段によって前記摩擦係合板に押し付けられて、当該側部ヨークおよび摩擦係合板が互いに回転一体に摩擦係合し前記コイルに所定以上の電流が通電されると、前記側部ヨークと前記周部ヨークとの間に発生する磁力によって、前記側部ヨークが前記付勢手段の付勢力に抗して前記周部ヨーク側にスライドして当該周部ヨークに吸着する。
【００２６】
かかる構成を備える回転装置によれば、コイルに電流が通電されていないとき、側部ヨークは付勢手段によって摩擦係合板に押し付けられて、当該側部ヨークおよび摩擦係合板が互いに回転一体に摩擦係合し、入力側部材と出力側部材とが相対回転不能に締結される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、磁気粘性流体によって回転トルクを伝達・制動する回転装置において非通電時に入力ロータが分離することで回転軸の回転トルクを伝達させないようにしている。これにより本回転装置では基底トルクを減少させ非通電時のエネルギー損失を大幅に減少させることができる。
【００２８】
また、本発明によれば、磁気粘性流体の粘度を発現させて回転を伝達・制動する回転装置において磁路を形成する部材（ヨーク）を分離構造とすることでコイルに所定以上の電流を通電したときに入力側から出力側へほぼ１００％トルク伝達させることができる。
【００２９】
また、本発明によれば、磁気粘性流体の粘度を発現させて回転を伝達・制動する回転装置において磁路を形成する部材（ヨーク）を分離構造とすることでコイルに通電しないときに入力側と出力側を相対回転不能に締結できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の回転装置の概念例の１つである励磁内コイルタイプの回転装置の励磁前後の断面図を模式化しており、（ａ）は励磁前（非通電時）の回転装置１０を、（ｂ）は励磁後（通電時）の回転装置１０を示している。
【図２】本発明の回転装置の概念例の１つである励磁外コイルタイプの回転装置の励磁前後の断面図を模式化しており、（ａ）は励磁前（非通電時）の回転装置１０を、（ｂ）は励磁後（通電時）の回転装置１０を示している。
【図３】本発明の回転装置の詳細な実施形態が示されており、この励磁前（非通電時）の回転装置の回転軸線に沿った断面図を示している。
【図４】本発明の回転装置の詳細な実施形態が示されており、この励磁後（通電時）の回転装置の回転軸線に沿った断面図を示している。
【図５】図３〜図４に示す入力ロータの第一部材と第二部材とを入力側から見た平面図であり、（ａ）が第一部材、（ｂ）が第二部材を示している。
【図６】従来型の回転装置１１０の軸線を含む平面で見た断面図を示している。
【図７】図６の点線Ｂで囲んだ部分を拡大した図である。
【図８】本発明の他の実施形態１に係る回転装置を軸線を含む平面で切断して表した断面図である。軸線Ｎより上に、第１ヨークと第２ヨークが分離した状態を示し、軸線Ｎより下に第１ヨークと第２ヨークが吸着した状態を示している。
【図９】コイルに通電する電流とトルク伝達率との関係を表すグラフである。
【図１０】本発明の他の実施形態２に係る回転装置を軸線を含む平面で切断して表した断面図である。軸線Ｎより上に、第１ヨークと第２・第４ヨークが分離した状態を示し、軸線Ｎより下に第１ヨークと第２・第４ヨークが吸着した状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
≪従来の回転装置の具体例≫
本発明の回転装置を説明をする前提として従来型の回転装置について具体例を示しつつ説明する。図６は従来型の回転装置１１０の軸線を含む平面で見た断面図を示しており、図７は図６の点線Ａで囲んだ部分を拡大した図である。また、図６では理解しやすさを考慮して回転軸であるシャフト１１２の軸線Ｘより下方には説明に必要な部分にハッチングを施し上方にはハッチングを省略している。また、図７ではハッチングを省略している。
【００３２】
従来型の回転装置１１０について、まず入力側を説明する。シャフト１１２は外部から回転トルクが入力され、Ｘ軸周り回転する。シャフト１１２は強度を有するものが好ましく、また後述する磁路がシャフト１１２まで分散しないように非磁性体である方が良い。例えば、非磁性体金属としてオーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４）等が使用されている。
【００３３】
また、シャフト１１２はその中間位置から半径方向同心円状にツバ部材１１４が配設されている。ツバ部材１１４は実際には図示するように複数部材をネジ結合等で一体連結しており、全体としてもシャフト１１２と一体回転する。このツバ部材１１４はシャフト１１２の回転トルクを伝達する部材であるため強度を要求される。したがって、金属材料であり、磁性体でもある純鉄等であることが好ましい。
【００３４】
また、ツバ部材１１４は出力ロータ１１８（後述）の半径方向外側周囲を覆うように形成される入力ロータ１１６に一体固定される。具体的には、軸線Ｘ方向で互いに対向するツバ部材１１４と入力ロータ１１６との端面においてネジ等で固定される。例えばツバ部材１１４の図６の紙面右面と入力ロータ１１６の紙面左面とを連結する。これにより入力ロータ１１６はツバ部材１１４を介してシャフト１１２と一体に回転する。例えば、磁性体としては純鉄やパーマロイ、非磁性体としてはＳＵＳ３０４等が挙げられる。なお、図６ではシャフト１１２と一体に回転する部分について同一ハッチングを施している。
【００３５】
次に、出力側を説明する。出力側には、磁場を発生させるための環状のコイル１２０と、コイル１２０の半径方向内側及び外側を覆う出力ロータ１１８と、が設けられている。また、出力ロータ１１８の外側壁と入力ロータ１１６の内側壁との隙間には磁気粘性流体が充填されている。詳細例は後述するが磁気粘性流体は磁力により粘度を発現（増加）する特性を有し、コイル１２０を通電すると磁路Ｌ´は図６の矢印に示すとおりコイル１２０の周囲の磁性体部材を通過するように閉環状に形成される。
【００３６】
ここで出力ロータ１１８の外側壁と入力ロータ１１６の内側壁との隙間について説明する。上述した通り図７は図６の点線Ａ部分の拡大図である。出力ロータ１１８の外側壁と入力ロータ１１６の内側壁とは、それぞれ複数枚の入力ロータ側ディスク１２２と出力ロータ側ディスク側１２４を軸線方向に挟んでいる。入力ロータ側ディスク１２２と出力ロータ側ディスク側１２４とはそれぞれ１枚づつ互い違いに積層するように配列され、これらのディスク１２２、１２４と両ロータ１１６、１１８との隙間に磁気粘性流体が充填される。したがって、コイル１２０が通電し、上述の磁路Ｌ´が形成されると磁気粘性流体内を磁路Ｌ´が通過するためその粘度が大きく増加する。これにより、各ディスク１２２、１２４の平面には大きな「ずり応力」が発生し、入力ロータ１１６の回転トルクが出力ロータ１１８に伝達する。
【００３７】
一方、コイル１２０の非通電時は磁気粘性流体１２８の粘度が低いため回転トルクの伝達もあまりなされない。しかしながら、非通電時であっても磁気粘性流体の粘度が０（ゼロ）ではないため少々は回転トルクが伝達される、すなわち回転装置１１０では所定の基底トルクが発生している。
【００３８】
≪使用する磁気粘性流体について≫
ここで本発明の回転装置について使用する磁気粘性流体について言及する。
ここで使用する磁気粘性流体は磁性粒子を分散媒に分散させてなる液体であり、特にその磁性粒子がナノサイズの金属粒子（金属ナノ粒子）からなる。磁性粒子は磁化可能な金属材料からなり、金属材料に特に制限はないが軟磁性材料が好ましい。軟磁性材料としては、例えば鉄、コバルト、ニッケル及びパーマロイ等の合金が挙げられる。
【００３９】
金属ナノ粒子は、その平均粒子径が、２０〜５００ｎｍであることが望ましく、より好ましくは、７０〜２００ｎｍである。また、磁性粒子には、金属ナノ粒子が凝集した凝集体を含んでいても良く、特に金属ナノ粒子が塊状に凝集した凝集体を含んでいても良い。塊状の凝集体は、例えば棒状又は鎖状の凝集体が磁気粘性流体に含まれる場合と比較して、基底粘度を低下させることになる。凝集体の大きさは、レーザー回折散乱法による平均粒子径が、１０μｍ以下であることが望ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。
【００４０】
分散媒は、特に限定されるものではないが、一例として疎水性のシリコーンオイルを挙げることができる。採用する分散媒の種類に応じて、磁性粒子に対し、その分散媒と親和性の高い表面改質を施すようにすればよい。こうすることで、磁性粒子の分散安定性が高まる。例えば疎水性のシリコーンオイルを分散媒として採用する場合、磁性粒子にはカップリング剤による表面改質を施すことが好ましい。
【００４１】
磁気粘性流体における磁性粒子の配合量は、例えば３〜４０vol％とすればよい。磁気粘性流体にはまた、所望の各種特性を得るために、各種の添加剤を添加することも可能である。
【００４２】
≪本発明の概念≫
次に、本発明の回転装置の詳細な実施形態例を説明する前に２つの模式例を示して本発明の回転装置の主構成を説明する。
図１〜図２には本発明の回転装置の模式図が２つ示されており、具体的には図１は後述の詳細な実施形態で参照する図３〜図４の回転装置１０と同様の「励磁内コイルタイプ」の回転装置を模式化しており、（ａ）が励磁前（非通電時）の構成、（ｂ）が励磁後（通電後）の構成を示している。また、図２は「励磁外コイルタイプ」の回転装置を示しており、（ａ）が励磁前（非通電時）の構成、（ｂ）が励磁後（通電後）の構成を示している。なお、ここで示す参照番号の部材は、図３〜図４に同参照番号で示す部材と同一部材であり、この参照番号数の下２ケタが同一の図６〜図７の参照番号部材は同機能の部材である。
【００４３】
＜励磁内コイルタイプ＞
このタイプの本回転装置の例は、コイル２０が半径方向内側にあるロータ側に配設されるケースを示している。回転軸であるシャフト１２の回転は入力ロータ１６に伝達される。入力ロータ１６は第一部材（ツバ部材）１４と第二部材１５とで構成される。まずシャフト１２の回転は、同心円状にシャフト周りに配設される略環状平面部材である第一部材１４に伝達される。図１では第一部材１４が複数の部材で形成され軸線方向に凹凸である部材として示されているが、これらは一体の部材である。また、この第一部材１４の磁路が通過する部分（後述する外側部１４ｂに相当）は、純鉄、パーマロイ等の磁性体で形成される。
【００４４】
入力ロータ１６の第二部材１５は、第一部材１４と同様にシャフト１２周りに同心円状に配設される略環状部材であるが、その形状が軸線方向前方（紙面右方）に延びており第一部材１５より軸線方向前方（紙面右方）に位置し、前方に開放される。この第二部材１５も図１では複数部材で構成されるがシャフト１２周りで全て一体に回転する部材として形成される。なお、第二部材１５の磁路（後述）が通過する部材は純鉄やパーマロイ等の磁性体で形成され、それ以外はＳＵＳ３０４等の非磁性体で形成されている。
【００４５】
さらに、入力ロータ１６よりも前方（紙面右方）にはシャフト１２周りに回転する出力ロータ１８が配設される。出力ロータ１８は後方（紙面左方）に開放されて入力ロータ１６よりも半径方向外側を覆うように入力ロータ１６と対向して入れ子状に配設され、さらに入力ロータ１６はその前方の開放部分に内挿するように磁場発生手段であるコイル２０が形成される。図７に示すように入力ロータ１６の外側表面と出力ロータ１８の内側表面とにはそれぞれディスク２２、２４（入力ロータ側ディスク出力２２と出力ロータ側ディスク２４）とが積層して磁気粘性流体２８が充填される隙間をラビリンス構造にし、後述するような磁気粘性流体の粘度をさらに増大させ「ずり応力」を発生させている。なお、ディスク２２、２４の説明については図７での説明を参照する。なお、出力ロータ１８の材質はＳＵＳ等の非磁性体であるが、コイル２０と出力ロータ１６との中間部材、及びディスク２２、２４はパーマロイ（Fe-Ni合金）等の磁性金属である。
【００４６】
ここでコイル２０への通電前後（励磁前後）について言及する。励磁前は磁力が発生していないため入力ロータ１６の第一部材１４は第二部材１５に対して後方に分離して位置決めされている（図１（ａ）参照）。したがって、シャフト１２の回転トルクは第一部材１４までで分断され、第二部材１５には伝達しない。
【００４７】
これに対して励磁後は図１（ｂ）に示すようにコイル２０の周囲に閉環状に磁路Ｌ−１が形成されるため入力ロータ１６の第二部材１５が軸線方向前後に進退して第一部材１４が第二部材１５に引き寄せられ、互いに接触する（図１（ｂ）参照）。また、磁路Ｌ−１はディスク２２、２４に接する磁気粘性流体２６を通過するためその粘度が大きく発現する。したがって、シャフト１２の回転トルクが第一部材１４から第二部材１５に伝達され、磁気粘性流体２６の粘度の発現で発生する「ずり応力」により出力ロータ１８まで伝達される。このとき上述するように入力ロータ１６の第一部材１４及び出力ロータ１８の一部が磁性体であるためこれらがコイル２０に対するヨークとしての機能をも有し、磁路の集中に大きく寄与する（回転トルクの伝達効率を向上させる）。
【００４８】
このように入力ロータ１６を第一部材１４と第二部材１５とに分離する構成にすることで励磁前（非通電時）の出力トルクと励磁後（通電時）の出力トルクとの差が大きい、すなわちＯＮ／ＯＦＦ比の大きい回転伝達装置を提供することができる。なお、励磁前における第一部材１４と第二部材１５との分離を促進するためには永久磁石の反発力を使用するが、この点については図３〜図４を参照しつつ後述する。
【００４９】
＜励磁外コイルタイプ＞
このタイプの本回転装置１０´の例では、コイル２０が半径方向外側にあるロータ側に配設されるケースを示している。図１と同様にシャフト１２の回転は入力ロータ１６に伝達され、入力ロータ１６が第一部材１４と第二部材１５とで構成される。また、入力ロータ１６より前方に出力ロータ１８が配設される点でも図１の回転装置１０と同様である。ただし、この回転装置１０´では、入力ロータ１６が出力ロータ１８よりも半径方向外側を覆って互いに対向して入れ子状に配設される点が図１の回転装置１０と大きく異なる。したがって、磁気粘性流体２８は入力ロータ１６の内側表面と出力ロータ１８の外側表面との隙間に充填される。ディスク２２、２４については図１と同様に図７で説明したとおりである。この励磁外コイルタイプの回転装置１０´では磁場発生手段であるコイル２０がディスク２２、２４の半径方向外側に配設される。なお、図１の回転装置１０と同様に各部材の磁路が通過する部分は磁性体、それ以外は非磁性体である点も同様である。
【００５０】
励磁前後の構成変化も図１と同様であり、コイル２０への通電前（励磁前）は入力ロータ１６の第一部材１４が第二部材１５に対して後方に分離して位置決めされ（図２（ａ）参照）、シャフト１２の回転トルクは第一部材１４までで分断され、第二部材１５には伝達されない。一方、励磁後は図２（ｂ）に示すような磁路Ｌ−２が形成され第一部材１４と第二部材１５とは互いに吸着する（図２（ｂ）参照）。磁気粘性流体２６は磁路Ｌ−２が通過することでその粘度が大きく発現する。したがって、シャフト１２の回転トルクは出力ロータ１８まで伝達される。励磁前における第一部材１４と第二部材１５との分離を促進するための永久磁石についてはここでも省略する。
【００５１】
≪本回転装置の詳細な構成の例示≫
次に、図３〜図４は本発明の回転装置１０の具体的実施形態の詳細な構成例を示しており、軸線Ｘを含む平面で見た断面図である。具体的には、図３は回転装置１０の励磁前（非通電時）の断面図を示しており、図４は回転装置１０の励磁後（通電時）の断面図を示している。回転装置１０は図６〜図７の従来型の回転装置１１０で示した構成と大半の構成は同一であり、図３〜図４に示す部材の参照番号の下２ケタと同一である図６〜図７での部材は同一部材である。ここでは図３〜図４の部材のうち図６〜図７と異なる部材について説明し、同一の部材については説明を割愛する。
【００５２】
図３〜図４の回転装置１０は、図６〜図７で説明したように入力ロータ１６と出力ロータ１８とが互いに軸線方向に開放側を対向し、入力ロータ１６が出力ロータ１８よりも半径方向外側に覆うように入れ子状に配設されている。この点では図２の回転装置１０´と類似するがコイル２０は内側の出力ロータ１８内に配設されており図１〜図２のようにコイル２０の位置で区分した場合は図１の励磁内コイルタイプの回転装置１０に該当する。この第二部材１５の第一部材と対向する側（紙面左方）は、磁路Ｌが通過するように磁性体で形成されているが、その途中に非磁性体部１５ｅを配置している。通電時（励磁後）に発生する磁路Ｌは、この非磁性体部１５ｅを避け、第二部材１５の磁性体部分と当接した第一部材１４の外側部１４ｂへ通過して、その端部付近で第二部材１５の磁性体部分に回帰する。このように、非磁性体部１５ｅは第二部材１５から第一部材１４へ磁路Ｌが通過することを促すものであるので、第一部材１４と第二部材１５とが当接したときに、非磁性体部１５ｅは第二部材１５の磁性体部分と第一部材１４の外側部１４ｂとが非磁性体部１５ｅの半径方向両側で当接するような位置、大きさが好ましい。なお、図３〜図４では入力ロータ１６と出力ロータ１８との境界を理解しやすいようにシャフト１２の軸線Ｘより下方について両ロータ１６、１８に異なるハッチングを施している。
【００５３】
次に入力ロータ１６について説明すると非磁性金属であるシャフト１２の中間位置から半径方向同心円状に第一部材（ツバ部材）１４が延びており、第一部材１４は、全体としてシャフト１２と一体回転し、シャフト１２の回転トルクを直接伝達する。また第一部材１４は図示しないがスライド機構等により前後に進退する。また、入力ロータ１６はこの第一部材１４と出力ロータ１８の半径方向外側周囲を覆うように形成される第二部材１５とで構成される。第二部材１５の出力側端面は、励磁前（非通電時）には図３に示すように第二部材１５の入力側端面から浮いた状態で分離している。このとき第一部材１４が第二部材１５に対して距離を有するためには永久磁石の反発力を利用する。具体的には第一部材１４の内側部１４ａとこれと対向する位置にある第二部材１５の内側部１５ａとにそれぞれ同極（Ｎ極とＮ極またはＳ極とＳ極）を向くように永久磁石２８を埋入する。なお、基底トルクがある程度必要になるケースも想定されるが、その場合には第一部材１４の内側部１４ａとこれと対向する位置にある第二部材１５の内側部１５ａとに埋入される永久磁石２８は互いに対極（Ｎ極とＳ極またはＳ極とＮ極）を向くように配設され、第一部材１４と第二部材１５とが引き付け合うような構成であっても良い。
【００５４】
コイル２０への通電後（励磁後）には出力ロータ１８と第一部材１４の外側部１４ｂとが磁性金属であることにより磁路Ｌが形成され、第一部材１４と第二部材１５とが係合（吸着）する（図４参照）。このとき両部材１４、１５がしっかりと係合するために図３〜図４の回転装置１０では第一部材１４と第二部材１５とが嵌合して結合する。この嵌合について説明する。
【００５５】
まず、図３〜図４では第一部材１４と第二部材１５とを側部から見た断面図であるが、この図からも明白なように第一部材１４は内側部１４ａが外側部１４ｂより入力側（紙面左側）に突出している。これに対して第二部材１５は第一部材１４と嵌合するようにその内側部１５ａが外側部１５ｂよりも入力側に突出している。
【００５６】
これに対して図５は第一部材１４と第二部材１５とを図３〜図４の入力側から見た平面図であり、（ａ）が第一部材１４、（ｂ）が第二部材１５を示している。図５（ａ）に示すように第一部材１４は、内側部１４ａはシャフト１２が貫通する穴１４ｃの同心円状周囲に形成され、所定ピッチごとに永久磁石２８が埋入している。この永久磁石２８は全周にわたって配設される環状のものであっても良い。また、第一部材１４の外側部１４ｂは所定ピッチごとに間欠された形状を有する。
【００５７】
これに対して第二部材１５は図５（ｂ）に示すように内側部１５がシャフト１２が貫通する穴１５ｃの同心円状周囲に形成され、所定ピッチごと又は全周にわたって永久磁石２８(第一部材１４の永久磁石と対極)が埋入されており、外側部１５ｂが所定ピッチごとに間欠された形状を有する点で第一部材１４と同様である。コイル２０の通電時（励磁時）には第一部材の内側部１４ａと外側部１４ｂとがそれぞれ第二部材１５の内側部１５ａと外側部１５ｂとに当接することで係合し、さらに回転して第一部材の外側部１４ｂが第二部材１５の間欠部１５ｄに嵌合することで両部部材１４、１５とが機械的にしっかりと係合することとなる。
【００５８】
その他、出力ロータ１８の部材、磁気粘性流体２６やディスク２２、２４については図６〜図７で説明したとおりである。
【００５９】
以下、さらに本発明の他の実施形態（１），（２）について説明する。
【００６０】
≪本発明の他の実施形態（１）≫
以下、本発明の他の実施の形態（１）に係る回転装置について図８を参照しながら説明する。本実施形態に係る回転装置２１０は、軸線Ｎ周りに相対回転可能な入力側部材２１０Ａおよび出力側部材２０１Ｂで構成されている。入力側部材２１０Ａおよび出力側部材２１０Ｂは、互いに磁気粘性流体２６（図８において塗り潰した部分）を介してトルク伝達がなされる。磁気粘性流体２６には、電磁石等からなる磁場発生手段２１１によって磁場が付与されるようになっており、磁場発生手段２１１のコイル２１２に通電する電流の大きさを調整することで、入力側部材２１０Ａおよび出力側部材２１０Ｂ間での伝達トルクが調整可能である。磁場発生手段２１１は、コイル２１２、ボビン２３１、第１〜第４ヨーク２１５，２１７，２２４，２２５などで構成されている。
【００６１】
入力側部材２１０Ａは、軸線Ｎ周りに回転する回転軸２１３、回転軸２１３の外周側に軸線Ｎ方向に所定間隔をおいて設けられた複数の環状の円板２１４、磁場発生手段２１１の第１ヨーク（側部ヨーク）２１５などで構成されている。
【００６２】
図８に示すように、回転軸２１３の一端（図中左側）には、円板状のばね支持板２１６が固設され、回転軸２１３の他端（図中右側）には、半径方向外側にフランジ２１３ａが形成されている。ばね支持板２１６と後述する第１ヨーク２１５との間には、第１ヨーク２１５をばね支持板２１６側（第２ヨーク２１７から離反する側）へ付勢する付勢手段であるコイルスプリング２１８が介設されている。コイルスプリング２１８は、ばね支持板２１６および第１ヨーク２１５の外周近傍に沿って周方向に一定間隔をおいて複数設けられている。なお、上記付勢手段は、コイルスプリング２１８などのバネに限定されない。例えば、コイルスプリング２１８に代えて、異なる磁極を対向させた一対の永久磁石をばね支持板２１６および第１ヨーク２１５にそれぞれ設け、異なる磁極同士の吸着力を付勢力として利用することも可能である。
【００６３】
第１ヨーク（側部ヨーク）２１５は、コイル２１２の軸線方向片側に配設されており、回転軸２１３の周囲に回転一体にかつ軸線Ｎ方向に所定範囲でスライド可能に外嵌されている。第１ヨーク２１５の回転軸２１３に対する上記外嵌は、例えばキー嵌合、スプライン嵌合等によりなされる。第１ヨーク２１５は、中心に軸穴を有する円板状とされ、片面に摩擦係合部２１５ａが形成されている。この摩擦係合部２１５ａは、第１ヨーク２１５が第２ヨーク２１７に吸着するときに（この吸着については後述する。）、コイル２１２の軸線Ｎ方向片側に設けられた摩擦係合部２２２に回転一体に摩擦係合し、出力側部材２１０Ｂと回転一体に接続される。
【００６４】
回転軸２１３には、円板支持部材２１９が外嵌されている。この円板支持部材２１９は、異径部を有する筒体からなり、小径部２１９ａ側の端部がフランジ２１３ａの側面に当接されている。また、小径部２１９ａの外周に、複数の円板２１４および薄板スペーサ２２１が外嵌されている。薄板スペーサ２２１は、各円板２１４間の内径側に介設されている。一方、円板２１４同士の外径側には、それぞれ後述するプレート２２３が隙間を介して配設されており、それら隙間には磁気粘性流体２６が充填されている。円板２１４および薄板スペーサ２２１は、円板支持部材２１９の小径部２１９ａおよび大径部２１９ｂからなる段差面と、前記フランジ２１３ａとに軸線Ｎ方向に挟まれ、これらを貫通する図示しないボルトにて互いに締結されている。これにより、円板２１４等は回転軸２１３と一体に回転するようになっている。
【００６５】
なお、上記の入力側部材２１０Ａにおいて、回転軸２１３、円板２１４、第１ヨーク２１５は磁性体からなり、ばね支持板２１６、摩擦係合部２２２、薄板スペーサ２２１は非磁性体からなる。
【００６６】
出力側部材２１０Ｂは、上記複数の円板２１４間にそれぞれ隙間（磁気粘性流体２６）を介して配設された複数の環状のプレート２２３、磁場発生手段２１１のコイル２１２、第２〜第４ヨーク２１７，２２４，２２５などで構成されている。
【００６７】
複数のプレート２２３間の外径側には、それぞれ、環状の薄板スペーサ２２６（前記薄板スペーサ２２１よりも内外径サイズが大きいもの）が介設されている。プレート２２３および薄板スペーサ２２６は、環状の挟持部材２２８，２２９によって軸線Ｎ方向に挟まれた状態で図示しないボルトにて締結されている。さらに、挟持部材２２８，２２９は、第３ヨーク２２４および第４ヨーク２２５にも回転一体に結合している。
【００６８】
コイル２１２は、回転軸２１３の周囲に、ベアリング２３０を介して軸線Ｎ周りに相対回転自在に設けられたボビン２３１に巻き付けられている。
【００６９】
第２ヨーク２１７は、軸線Ｎを中心とした円筒状のものとされ、コイル２１２の外周側に配設されている。
【００７０】
第３ヨーク２２４は、第２ヨーク２１７の軸線Ｎ方向円板２１４側に回転一体に接続されている。この第３ヨーク２２４は、図８に示すように、断面がＬ字状をした円環状部材からなり、軸線Ｎ方向の一方が第２ヨーク２１７の端部に接続され、他方が円板２１４、プレート２２３等の片面に隙間（磁気粘性流体２６）を介して対向している。
【００７１】
第４ヨーク２２５は、図８に示すように、断面が矩形状をした円環状部材からなり、前記フランジ２１３ａの外周に相対回転可能に連なっている。この第４ヨーク２２５は、端位置にある円板２１４又はプレート２２３の片側面に隙間（磁気粘性流体２６）を介して対向する対向面を有する。
【００７２】
なお、上記の出力側部材２１０Ｂにおいて、プレート２２３および第２〜第４ヨーク２１７，２２４，２２５は磁性体からなり、薄板スペーサ２２６および挟持部材２２８，２２９は、非磁性体からなる。
【００７３】
コイル２１２に電流を通電すると、図８中の矢印Ｐで示すように、第１ヨーク２１５、第２ヨーク２１７、第３ヨーク２２４、円板２１４の外径側、プレート２２３の内径側、第４ヨーク２２５および回転軸２１３（フランジ２１３ａを含む）に磁路が形成され、磁路を横切る円板２１４およびプレート２２３間の隙間に介在する磁気粘性流体２６が所定の粘度（ずり応力）を発現する。なお、図８において、軸線Ｎより上には、第１ヨーク２１５と第２ヨーク２１７とが離れた状態を示し、軸線Ｎより下には、第１ヨーク２１５と第２ヨーク２１７とが吸着した状態を示している。いずれの状態でも第１ヨーク２１５および第２ヨーク２１７には、連続した磁路が形成される。
【００７４】
このように構成された回転装置２１０では、円板２１４およびプレート２２３は、それらの隙間に磁気粘性流体２６を介在させながら相対回転するため、上記コイル２１２に通電する電流を調整し、磁気粘性流体の粘度を調整することにより、円板２１４（入力側部材２１０Ａ）とプレート２２３（出力側部材２１０Ｂ）との相対回転を制動し、伝達トルクを制御することができる。
【００７５】
次に、回転装置２１０において、入力側部材２１０Ａと出力側部材２１０Ｂとの間で伝達されるトルクについて図９（ａ）のグラフを参照しながら説明する。このグラフは、コイル２１２に通電する電流を横軸とし、入力側部材２１０Ａと出力側部材２１０Ｂとの間で伝達されるトルクの伝達率を縦軸としている。
【００７６】
コイル２１２に電流が通電されていないときは、第１ヨーク２１５は、コイルスプリング２１８の付勢力によって第２ヨーク２１７の端部から離れており（図８の軸線Ｎより上を参照）、第１ヨーク２１５の摩擦係合部２１５ａも出力側部材２１０Ｂに設けられた摩擦係合部２２２から離れている。このため、入力側部材２１０Ａと出力側部材２１０Ｂとの間で伝達されるトルクは基底トルクとなる。
【００７７】
この状態からコイル２１２に電流を通電し、その電流値を次第に上げていくと、電流値が０〜Ａ１の範囲では、引き続き、第１ヨーク２１５は、コイルスプリング２１８の付勢力によって第２ヨーク２１７の端部から離れているものの、一定の磁路が形成され、電流値の増加に伴って入力側部材２１０Ａと出力側部材２１０Ｂとの間で伝達されるトルクが増加する。
【００７８】
さらにコイル２１２に通電する電流を大きくし、その値がＡ１になると、第１ヨーク２１５と第２ヨーク２１７との間に発生する磁力によって第１ヨーク２１５がコイルスプリング２１８の付勢力に抗して第２ヨーク２１７側へスライドし、第２ヨークに吸着する（図８の軸線Ｎより下を参照）。このとき、第１ヨーク２１５の摩擦係合部２１５ａも出力側部材２１０Ｂに設けられた摩擦係合部２２２に上記吸着力によって押し付けられる。これにより、入力側部材２１０Ａおよび出力側部材２１０Ｂは、ほぼ相対回転不能となり、電流値がＡ１以上の範囲では、トルク伝達率がほぼ１となる。つまり、入力側部材２１０Ａのトルクは高効率で出力側部材２１０Ｂに伝達されるようになる。
【００７９】
以上のように本発明の他の実施形態（１）に係る回転装置２１０よれば、コイル２１２に所定以上の電流を通電することで、入力側部材２１０Ａと出力側部材２１０Ｂとをほぼ相対回転不能に固定することができる。これにより、例えば、この回転装置２１０を所定の軸線周りに回転するアームの回転中心部に採用すれば、コイル２１２に所定以上の電流を通電することで、入力側のトルクをほぼ１００％アームに伝達することができる。
【００８０】
≪本発明の他の実施形態（２）≫
以下、本発明の他の実施の形態（２）に係る回転装置について図１０を参照しながら説明する。本実施形態に係る回転装置３１０は、軸線Ｎ周りに相対回転可能な入力側部材３１０Ａおよび出力側部材３１０Ｂで構成されている。入力側部材３１０Ａおよび出力側部材３１０Ｂは、互いに磁気粘性流体２６（図１０において塗り潰した部分）を介してトルク伝達がなされる。磁気粘性流体２６には、電磁石等からなる磁場発生手段３１１にて磁場が付与されるようになっており、磁場発生手段３１１のコイル３１２に通電する電流の大きさを調整することで、入力側部材３１０Ａおよび出力側部材３１０Ｂ間での伝達トルクが調整可能である。磁場発生手段３１１は、コイル３１２、第１〜第４ヨーク３１５〜３１８などで構成されている。
【００８１】
入力側部材３１０Ａは、軸線Ｎ周りに回転する回転軸３１３、回転軸３１３の一端部に回転一体に設けられたロータ３１４、回転軸３１３の他端部側に回転一体に設けられた摩擦係合板３１９などで構成されている。
【００８２】
ロータ３１４は、円板状の部材であって、半径方向の中間部３１４ａと外周部３１４ｂが磁性体からなり、その他の部分が非磁性体からなる。外周部３１４ｂは、軸線Ｎ方向に間隔をおいて設けられた２枚の円環板からなり、これらの円環板の間に隙間（磁気粘性流体２６）を介して後述するプレート３２２が配設されている。
【００８３】
摩擦係合板３１９は、円板状部材からなり、回転軸３１３の周囲にハブ３２１を介して軸線Ｎ周りに相対回転不能に、かつ、軸線Ｎ方向に相対移動不能に設けられている。この摩擦係合板３１９および、後述する第１ヨーク３１５は互いの対向面（または一方の対向面）に摩擦係合加工が施されており、互いに対向面が押し合うことで、回転一体に摩擦係合する。
【００８４】
一方、出力側部材３１０Ｂは、磁場発生手段３１１、プレート３２２、プレート支持部３２３、第１ヨークスライド支持部３２４等で構成されている。
【００８５】
磁場発生手段３１１は、コイル３１２、第１〜第４ヨーク３１５〜３１８で構成され、回転軸３１３の周囲にベアリング３２５を介して相対回転可能に設けられている。
【００８６】
第１ヨーク（側部ヨーク）３１５は、軸穴を有する円板状部材からなり、コイル３１２の軸線Ｎ方向片側に配設されている。この第１ヨーク３１５は、第２ヨーク３１６および第３ヨーク３１７と摩擦係合板３１９との間で軸線Ｎ方向にスライド可能に後述する第１ヨークスライド支持部３２４に支持されている。
【００８７】
また、第１ヨーク３１５は、付勢手段であるコイルスプリング３２８により摩擦係合板３１９側に付勢されており、コイル２１２に電流が通電されていないときには、コイルスプリング３２８の付勢力により摩擦係合板３１９に押し付けられ、回転一体に摩擦係合する。なお、コイルスプリング３２８は、第２ヨーク３１６の外周に沿って設けられた円環状部材３２６に、周方向に一定間隔をおいて形成されたスプリングリテーナ３２７にそれぞれ嵌め付けられている。上記付勢手段は、コイルスプリング３２８などのバネに限定されない。
【００８８】
第２ヨーク（周部ヨーク）３１６は、軸線Ｎを中心とした円筒状のものとされ、コイル３１２の外周側に配設されている。
【００８９】
第３ヨーク３１７は、軸線Ｎを中心とする円板状部材からなる。第３ヨーク３１７の片面と、第２ヨーク３１６および第４ヨーク３１８の端部との間には隙間を介してロータ３１４が配置されており、その隙間に磁気粘性流体が充填されている。図１０の矢印Ｐに示すように第２〜第４ヨーク３１６〜３１８に形成される磁路は、ロータ３１４の中間部３１４ａおよび外周部３１４ｂを板厚方向に貫通する。磁路が効率よく形成されるように、第３ヨーク３１７のロータ３１４側の側面には、ロータ３１４の中間部３１４ａおよび外周部３１４ｂに対向する部分がその他の部分よりロータ３１４側に接近してロータ３１４との隙間が比較的狭くなっている。
【００９０】
第４ヨーク（周部ヨーク）３１８は、コイル３１２の内周側に配設されており、回転軸３１３の外周にベアリング３２５を介して相対回転自在に設けられている。この第４ヨーク３１８も、軸線Ｎを中心とした円筒状のものとされ、その外周にコイル３１２が巻きつけられている。なお、第４ヨーク３１８の一端面にビスにより取り付けられた部材は、第４ヨーク３１８と回転軸３１３の外周との間をシールする環状シール材３２９を保持するシール保持板３３０である。
【００９１】
ロータ３１４の外周部３１４ｂに磁気粘性流体２６を介して挟まれたプレート３２２は、円環板状部材からなり、その内径側がロータ３１４の外周部３１４ｂに挟まれている。一方、プレート３２２の外径側は、プレート支持部３２３ａ，３２３ｂに挟まれてボルト３３１にて締結されている。プレート支持部３２３の一方３２３ａは、第３ヨーク３１７の外周に固設されており、プレート支持部３２３の他方３２３ｂは、第２ヨーク３１６の端部外周に固設されている。
【００９２】
第１ヨークスライド支持部３２４は、第１ヨーク３１９を軸線Ｎ方向にスライド自在に支持するものであり、前記円環状部材３２６から軸線Ｎ方向第１ヨーク３１５側に延出し、第１ヨーク３１９を摺動自在に貫通した複数のガイド軸３２４ａと、複数のガイド軸３２４ａの先端部に固定された板材３２４ｂと、で構成されている。
【００９３】
なお、上記の出力側部材３１０Ｂにおいて、第１〜第４ヨーク３１５〜３１８は磁性体からなり、プレート支持部３２３、第１ヨークスライド支持部３２４およびベアリング３２５は非磁性体からなる。
【００９４】
コイル３１２に電流を通電すると、図１０中の矢印Ｐで示すように、第１〜第４ヨーク３１５〜３１８並びにロータ３１４の中間部３１４ａおよび外周部３１４ｂに磁路が形成され、ロータ３１４と、第２〜第４ヨーク３１６〜３１８およびプレート２２３と、の隙間に介在する磁気粘性流体のうち上記磁路を横切る部分にある磁気粘性流体が所定の粘度（ずり応力）を発現する。なお、図１０において、軸線Ｎより上には、第１ヨーク３１５と第２ヨーク３１６とが離れた状態を示し、軸線Ｎより下には、第１ヨーク３１５と第２ヨーク３１６とが吸着した状態を示している。いずれの状態でも第１ヨーク３１５および第２ヨーク３１６には、連続した磁路が形成される。
【００９５】
このように構成された回転装置３１０では、ロータ３１４と、第２〜第４ヨーク３１６〜３１８およびプレート２２３との隙間に磁場の強さに応じた粘度を発現する磁気粘性流体２６を介在させながら相対回転するため、上記コイル３１２に通電する電流を調整し、磁気粘性流体の粘度を調整することにより、ロータ３１４（入力側部材３１０Ａ）とプレート３３２等（出力側部材３１０Ｂ）との相対回転を制動し、伝達トルクを制御することができる。
【００９６】
次に、回転装置３１０において、入力側部材３１０Ａと出力側部材３１０Ｂとの間で伝達されるトルクについて図９（ｂ）のグラフを参照しながら説明する。このグラフは、コイル３１２に通電する電流を横軸とし、入力側部材３１０Ａと出力側部材３１０Ｂとの間で伝達されるトルクの伝達率を縦軸としている。
【００９７】
コイル３１２に電流が通電されていないときは、第１ヨーク３１５は、コイルスプリング３２７の付勢力によって第２ヨーク３１６および第４ヨーク３１８の端部から離れて、摩擦係合板３１９に押し付けられ、摩擦係合板３１９に対して回転一体に摩擦係合される（図１０の軸線Ｎより上を参照）。摩擦係合板３１９は、回転軸２１３に対して回転一体に設けられているため、入力側部材３１０Ａと出力側部材３１０Ｂとの間で伝達されるトルクは最大となる。つまりトルク伝達率が１となる。
【００９８】
この状態からコイル３１２に電流を通電し、その電流値を次第に上げていくと、電流値がＡ２未満の範囲では、引き続き、第１ヨーク３１５は、コイルスプリング３２７の付勢力によって第２ヨーク３１６および第４ヨーク３１８の端部から離れて、摩擦係合板３１９に押し付けられ、摩擦係合板３１９に対して回転一体に摩擦係合されている。このため、トルク伝達率は引き続き１のままである。
【００９９】
さらにコイル２１２に通電する電流を大きくし、その値がＡ２になると、第１ヨーク３１５と第２ヨーク３１６および第４ヨーク３１８との間に発生する磁力によって第１ヨーク２１５はコイルスプリング３２８の付勢力に抗して第２ヨーク３１６および第４ヨーク３１８側へスライドし、摩擦係合板３１９から離れて、第２ヨーク３１６および第４ヨーク３１８に吸着する。その結果、摩擦係合板３１９および回転軸３１３が出力側部材３１０Ｂに対して相対回転可能となり、電流値がＡ２以上の範囲では、入力側部材３１０Ａと出力側部材３１０Ｂとの間で伝達されるトルクは、電流値の増加に伴って大きくなる。
【０１００】
以上のように本発明の他の実施形態（２）に係る回転装置３１０よれば、コイル３１２に電流を供給していないときに、入力側部材３１０Ａと出力側部材３１０Ｂとを相対回転不能に固定することができる。これにより、例えば、この回転装置３１０を所定の軸線周りに回転するアームの回転中心部に採用すれば、電力の供給を停止してもそのアームの回転角度位置を維持することができる。
【０１０１】
以上、本発明の４つの実施形態について説明してきたが、本発明の本回転装置はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の精神と教示との範囲を逸脱しない他の変形例と改良例とが存在することは当業者に明白であろう。
【符号の説明】
【０１０２】
１０    回転装置
１２    シャフト（回転軸）
１４    第一部材（ツバ部材）
１４ａ    内側部
１４ｂ    外側部
１５    第二部材
１５ａ    内側部
１５ｂ    外側部
１６    入力ロータ
１８    出力ロータ
２０    コイル
２２    入力ロータ側ディスク
２４    出力ロータ側ディスク
２６    磁気粘性流体（隙間）
２８    永久磁石
２１０    回転装置
２１０Ａ    入力側部材
２１０Ｂ    出力側部材
２１１    磁場発生手段
２１２    コイル
２１３    回転軸
２１５    第１ヨーク
２１７    第２ヨーク
２１８    コイルスプリング（付勢手段）
２１５ａ    摩擦係合部（入力側摩擦係合部）
２２２    摩擦係合部（出力側摩擦係合部）
３１０    回転装置
３１０Ａ    入力側部材
３１０Ｂ    出力側部材
３１１    磁場発生手段
３１２    コイル
３１３    回転軸
３１５    第１ヨーク
３１６    第２ヨーク
３１９    摩擦係合板
３２８    コイルスプリング（付勢手段）
Ｎ      軸線
Ｘ      回転軸線
Ｙ      回転平面
Ｌ、Ｌ−１、Ｌ−２    磁路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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