(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能な外側部材と内側部材との間に設けられて相対回転する電極間への通電制御により両部材間のトルク伝達を制御可能なクラッチ部を備え、
前記外側部材又は内側部材の一方は、軸方向に分割された第１及び第２の部材と、この第１又は第２の部材の一方に備えられ前記クラッチ部を回転方向に係合させると共に導通接続する係合部と、前記第１及び第２の部材を絶縁しながら一体に結合する絶縁部とを有し、
前記第１又は第２の部材の一方から前記係合部を介して前記クラッチ部へ至る通電経路を形成する、
ことを特徴とするトルク伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載のトルク伝達装置であって、
前記クラッチ部は、前記外側部材と前記内側部材とに各別に支持され軸方向に一定間隔で対向配置されたアウター・プレート及びインナー・プレートと、このアウター・プレート及びインナー・プレートの間に介設され両プレートを電極とする通電制御により両プレート間のトルク伝達を制御する機能性材とを備え、
前記機能性材は、電気絶縁性媒体に電気レオロジー粒子が分散され、前記通電制御により前記アウター・プレート及びインナー・プレートの間を吸着する、
ことを特徴とするトルク伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のトルク伝達装置であって、
前記外側部材又は内側部材の一方に設けられ前記第１又は第２の部材の一方の端部に対向する基板と、
前記第１又は第２の部材の一方の端部と前記基板との間に設けられ該第１又は第２の部材の一方の端部を前記基板の回路に相対回転可能に電気接続する接続部と、
を備えたことを特徴とするトルク伝達装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のトルク伝達装置であって、
前記第１又は第２の部材の他方と前記クラッチ部との間に導通部を配置し、
前記通電経路は、前記クラッチ部から前記導通部を介して前記第１又は第２の部材の他方へ至る、
ことを特徴とするトルク伝達装置。
【請求項５】
請求項４記載のトルク伝達装置であって、
前記導通部は、前記外側部材又は内側部材の他方である、
ことを特徴とするトルク伝達装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項記載のトルク伝達装置であって、
前記内側部材は、軸であり、
前記第１及び第２の部材は、前記軸の第１及び第２の軸部であり、
前記絶縁部は、前記第１及び第２の軸部を同軸状に結合する、
ことを特徴とするトルク伝達装置。
【請求項７】
請求項６記載のトルク伝達装置であって、
前記第１又は第２の軸部の一方に設けられ外周に前記係合部を有し内周に嵌合軸穴を有する中空部と、
前記第１又は第２の軸部の他方に設けられ前記嵌合軸穴に嵌合し前記絶縁部を介して前記同軸状の結合を行なう嵌合軸部と、
を備えたことを特徴とするトルク伝達装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載のトルク伝達装置であって、
前記軸は、回転軸であり、
前記外側部材は、前記クラッチ部を収容する固定側のケースである、
ことを特徴とするトルク伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対回転するケース及び回転軸間等のトルク伝達を制御するトルク伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のトルク伝達装置としては、例えば特許文献１に記載されたトルク伝達装置、特許文献２に記載された動力伝達装置がある。
【０００３】
特許文献１のトルク伝達装置は、相対回転可能なケース及び回転軸のそれぞれに取り付けられ、軸方向に交互に配置された複数の固定プレート及び回転プレートからなるクラッチプレート群を備えている。
【０００４】
このクラッチプレート群には、固定プレートと回転プレートとの間で一方に摩擦摺動材が固定されている。この摩擦摺動材は、固定プレートと回転プレートとの他方に摩擦摺動しながら通電制御に応じて摩擦係数を変化させる構成となっている。
【０００５】
通電制御は、ケース、固定プレート、回転プレート、回転軸の経路で行なわれる。この通電制御により摩擦摺動材に電圧が印加され、ケース及び回転軸間の伝達トルクの制御を行なうことができる。
【０００６】
特許文献２の動力伝達装置は、相対回転可能なハウジング及び入力軸のそれぞれに係合して、軸方向に交互に配置された複数のアウター・クラッチ板及びインナー・クラッチ板を備えている。
【０００７】
このアウター・クラッチ板と前記インナー・クラッチ板との間で一方には、摩擦摺動材が固定されている。摩擦摺動材は、アウター・クラッチ板と前記インナー・クラッチ板との他方に摩擦摺動しながら通電制御に応じて摩擦係数を変化させる構成となっている。
【０００８】
通電制御は、ハウジング、アウター・クラッチ板、インナー・クラッチ板入力軸の経路で行なわれる。この通電制御により摩擦摺動材に電圧が印加され、ケース及び回転軸間の伝達トルクの制御を行なうことができる。
【０００９】
しかし、特許文献１のトルク伝達装置は、通電制御がケース及び回転軸間で行われ、特許文献２の動力伝達装置も、同様に通電制御がハウジング及び入力軸間で行われる構造となっている。
【００１０】
このため、特許文献１及び２の何れも、通電構造に制限があり、構造の簡易化、使用態様の多様化に限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−１７７９０７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２７３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決しようとする問題点は、通電構造に制限があり、構造の簡易化、使用態様の多様化に限界があった点である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、構造の簡易化、使用態様の多様化の幅を拡げるため、相対回転可能な外側部材と内側部材との間に設けられて相対回転する電極間への通電制御により両部材間のトルク伝達を制御可能なクラッチ部を備え、前記外側部材又は内側部材の一方は、軸方向に分割された第１及び第２の部材と、この第１又は第２の部材の一方に備えられ前記クラッチ部を回転方向に係合させると共に導通接続する係合部と、前記第１及び第２の部材を絶縁しながら一体に結合する絶縁部とを有し、前記第１又は第２の部材の一方から前記係合部を介して前記クラッチ部へ至る通電経路を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上記構成であるから、第１又は第２の部材の一方から係合部を介してクラッチ部へ至る通電経路を形成することができ、通電制御を外側部材又は内側部材の一方の第１及び第２の部材と係合部とクラッチ部とを通して行なうか、或は外側部材又は内側部材の一方と第１又は第２の部材の一方と係合部とクラッチ部とを通して行なうことができる。
【００１５】
このため、通電構造の制限が抑制され、構造の簡易化、使用態様の多様化の幅を拡げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】トルク伝達装置の断面図である。（実施例１）
【図２】図１のトルク伝達装置の回転軸を示す断面図である。（実施例１）
【図３】図２の回転軸の第１の軸部を示す正面図である。（実施例１）
【図４】図２の回転軸の第１の軸部を示す断面図である。（実施例１）
【図５】図２の回転軸の第１の軸部を示す左側面図である。（実施例１）
【図６】図２の回転軸の第１の軸部を示す右側面図である。（実施例１）
【図７】図２の回転軸の第２の軸部を示す正面図である。（実施例１）
【図８】図２の回転軸の第２の軸部を示す断面図である。（実施例１）
【図９】図２の回転軸の第２の軸部を示す右側面図である。（実施例１）
【図１０】図１のトルク伝達装置のクラッチ部を部分的に示す拡大断面図である。（実施例１）
【図１１】図１０のクラッチ部の受け皿を示す正面図である。（実施例１）
【図１２】図１０のクラッチ部のスペーサーと受け皿との組み合わせを示す断面図である。（実施例１）
【図１３】図１０のクラッチ部の固定プレートの正面図である。（実施例１）
【図１４】図１０のクラッチ部の回転プレートの正面図である。（実施例１）
【図１５】図１０のクラッチ部の皿ばねの正面図である。（実施例１）
【図１６】図１５の皿ばねの側面図である。（実施例１）
【図１７】図１０のクラッチ部の機能性材を示し、（ａ）は、非通電時の概念断面図、（ｂ）は、通電時の概念断面図である。（実施例１）
【図１８】図１０の機能性材の変形例を示し、（ａ）は、非通電時の概念断面図、（ｂ）は、通電時の概念断面図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００１７】
構造の簡易化、使用態様の多様化の幅を拡げることを可能にするという目的を、クラッチ部が間に設けられた外側部材又は内側部材の一方が、軸方向に分割された第１及び第２の部材と、この第１又は第２の部材の一方に備えられクラッチ部を回転方向に係合させると共に導通接続する係合部と、第１及び第２の部材を絶縁しながら一体に結合する絶縁部とを有するトルク伝達装置により実現した。
【００１８】
クラッチ部は、相対回転する電極間への通電制御により、外側部材及び内側部材間のトルク伝達を制御可能なものであればよく、機能性材を用いてもよい。この場合は、外側部材と内側部材とに各別に支持され軸方向に一定間隔で対向配置されたアウター・プレート及びインナー・プレートと、このアウター・プレート及びインナー・プレートの間に介設され両プレートを電極とする通電制御により両プレート間のトルク伝達を制御する機能性材とを備える構成としてもよい。機能性材は、電気絶縁性の粘着性媒体に電気レオロジー粒子が分散され、通電制御によりアウター・プレート及びインナー・プレートの間を吸着する。
【００１９】
トルク伝達装置は、外側部材又は内側部材の一方に設けられ第１又は第２の部材の一方の端部に対向する基板と、第１、第２の部材の一方の端部と基板との間に設けられ該第１、第２の部材の一方の端部を基板の回路に相対回転可能に電気接続する接続部とを備えてもよい。
【００２０】
また、トルク伝達装置は、第１又は第２の部材の他方とクラッチ部との間に導通部を配置し、通電経路をクラッチ部から導通部を介して第１又は第２の部材の他方へ至るように構成してもよい。
【００２１】
この場合、導通部は、外側部材又は内側部材の他方とすることができる。
【００２２】
また、内側部材は、軸であり、第１及び第２の部材は、軸の第１及び第２の軸部であり、絶縁部は、第１及び第２の軸部を同軸状に結合してもよい。
【００２３】
また、トルク伝達装置は、第１又は第２の軸部の一方に設けられ外周に係合部を有し内周に嵌合軸穴を有する中空部と、第１又は第２の軸部の他方に設けられ嵌合軸穴に嵌合し絶縁部を介して同軸状の結合を行なう嵌合軸部とを備えてもよい。
【００２４】
軸は、回転軸であり、外側部材は、クラッチ部を収容する固定側のケースであってもよい。
【実施例１】
【００２５】
［トルク伝達装置］
図１は、トルク伝達装置の断面図である。なお、以下の説明において、軸方向とは、回転軸心方向、径方向とは回転半径方向、周方向とは、回転前後方向、左右とは、軸方向での左右を意味する。
【００２６】
図１のように、トルク伝達装置１は、相対回転可能な外側部材であるケース３と内側部材である軸、特に回転軸５との間にクラッチ部７が設けられ、クラッチ部７の相対回転する電極間への通電制御によりケース３及び回転軸５の両部材間のトルク伝達を制御可能となっている。
【００２７】
なお、本実施例では、ケース３が回転しない固定側であり、回転軸５が固定側のケース３に対して回転する回転側である。ただし、ケース３側を回転側、回転軸５を固定側とすることもでき、さらにはケース３及び回転軸５の双方を回転側とすることもできる。
【００２８】
クラッチ部７は、ケース３及び回転軸５に係合し、基板９を介した通電制御によりトルク伝達を行なわせる。これにより、トルク伝達装置１は、ケース３や回転軸５を固定側としてブレーキや双方を回転側としたカップリング等として用いることができる。
【００２９】
［ケース］
図１のように、ケース３は、アルミニウムなどの導電性金属で形成されている。本実施例のケース３は、ケース本体１０、ケース蓋１１、１３からなっている。ケース本体１０は、円筒状に形成され、ケース蓋１１、１３は、円板状に形成されて、相互に対向配置されている。これらケース蓋１１、１３は、インロー形成によりケース本体１０の両端において、複数本のボルト１５により一体的に結合固定されている。こうして、ケース３は、ケース本体１０の内周に空間部が区画され、空間部内にクラッチ部７を収容する。
【００３０】
ボルト１５は、周方向所定間隔毎、例えば１２０度毎に３本設けられている。各ボルト１５は、ケース本体部１０の内周において、ケース３内の空間部を貫通して配置されている。このボルト１５の外周には、中空筒状の固定プレート案内ピン１６が嵌合している。固定プレート案内ピン１６の両端は、ケース蓋１１、１３の孔１４内に密に嵌合している。クラッチ部７は、外周部が固定プレート案内ピン１６に係合している。
【００３１】
一方のケース蓋１１には、ケース３外の端面に、固定側へ取り付けるためのねじ穴１１ａが周方向一定間隔で複数個所に形成されている。他方のケース蓋１３には、ケース３外の端面を覆うように、電源用カバー１７がビス１９により締結固定されている。ビス１９は、例えば、周方向複数個所に設けられている。ケース蓋１３の端面には、電源用カバー１７との間に電源用の空間２１が区画形成される。ケース蓋１３には、配線用の凹部１３ａが設けられ、凹部１３ａを外部に連通させる孔にグロメット２３が取り付けられている。
【００３２】
ケース蓋１１、１３の内周には、軸心部に孔２０ａ、２０ｂが貫通形成され、孔２０ａ、２０ｂ内にシールド・ベアリング２５、２７が取り付らている。これらシールド・ベアリング２５、２７により、回転軸５がケース３の軸芯部に回転自在に支持されている。
【００３３】
なお、ケース３は、全体を樹脂などで形成することもできる。この場合、回転軸５を介したクラッチ部７の通電制御を行なわせるために、樹脂製のケース３内面等に対して適宜、電気的な導通部が設定される。
【００３４】
［回転軸］
図２〜図９は、回転軸に係り、図２は、回転軸の断面図、図３〜６は、図２の回転軸の第１の軸部の正面図、断面図、左側面図、右側面図、図７〜図９は、図２の回転軸の第２の軸部の正面図、断面図、右側面図である。
【００３５】
図１及び図２のように、回転軸５は、第１、第２の軸部２９、３１と、係合部としてのハブ部３３と、絶縁部３５とを備えている。
【００３６】
回転軸５は、上記のように外側部材又は内側部材の一方として構成され、軸方向に分割された第１、第２の部材として前記第１、第２の軸部２９、３１を備えている。
【００３７】
図３〜図６のように、第１の軸部２９は、中実軸状の第１軸部本体部３７の一端側に雄ねじ部３９を有し、同他端側にハブ部３３を有している。
【００３８】
雄ねじ部３９、第１軸部本体部３７、及びハブ部３３は、この順に径が増大するように段付き状に形成されている。雄ねじ部３９の端面には、孔４１が形成されている。孔４１は、後述のカーボン・ブラシを収容支持するためのものである。
【００３９】
ハブ部３３は、クラッチ部７を回転方向に係合させると共に導通接続するものである。このハブ部３３は、第１軸部本体部３７の他端側に形成された中空部４３の外周に設けられ、中空部４３は、内周に嵌合軸穴４５を有している。
【００４０】
本実施例のハブ部３３の断面は、図５の左側面図において略正方形断面に形成され、角部３３ａは、基礎円３３ｂの曲率を有している。このハブ部３３は、基礎円３３ｂを有する円筒の基材外面を切削加工して形成される。
【００４１】
嵌合軸穴４５は、略円形断面に形成され、その内周には、断面が半円形状の半円状凹溝４５ａが角部３３ａに対応して軸方向に沿って形成されている。半円状凹溝４５ａは、絶縁部３５の回り止めの機能を有する。嵌合軸穴４５の奥壁には、軸方向の貫通孔４７が形成されいている。本実施例では、貫通孔４７が周方向に所定間隔毎に複数、例えば３個形成されている。貫通孔４７は、第１軸部本体部３７の端面にかけて貫通し、後述するインサート成型時の樹脂の通路となる。
【００４２】
図７〜図９のように、第２の軸部３１は、第２軸部本体部４９の一端側に嵌合軸部５１を有し、同他端側に外部係合部５３を有している。
【００４３】
嵌合軸部５１は、略断面円形に形成され、第２軸部本体部４９よりも大径に形成されている。嵌合軸部５１は、嵌合軸穴４５内に挿入されると共に絶縁部３５を介して嵌合している。
【００４４】
嵌合軸部５１の外周は、ローレット掛けを施されたローレット部５１ａとなっている。ローレット部５１ａは、嵌合軸部５１及び絶縁部３５間の食付き性の向上や相対的な回り止めを行なうものである。嵌合軸部５１の端面には、その端面側から見て十字形状の十字溝５１ｂが形成されている。十字溝５１ｂは、インサート成型により絶縁部３５の樹脂を入り込ませ、回転伝達を確実にするものである。
【００４５】
外部係合部５３は、略断面円形に形成され、第２軸部本体部４９と同径に形成されている。外部係合部５３には、キー溝５３ａが形成されている。キー溝５３ａにキーを取り付け、制動対象等の外部装置に対して回り止め結合する。
【００４６】
図２のように、絶縁部３５は、第１、第２の軸部２９、３１を用い、樹脂のインサート成型により形成される。絶縁部３５の樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート（Polybutylene terephthalate）等が用いられている。この樹脂にガラス繊維、カーボン繊維を混在させることもできる。この場合は、インサート成型による絶縁部３５の収縮が抑制され、回転軸５をより精度よく形成することができる。
【００４７】
絶縁部３５は、第１、第２の軸部２９、３１間を絶縁して両者を同軸状に一体に結合する。この絶縁部３５は、嵌合軸穴４５及び嵌合軸部５１の径方向及び軸方向での対向部分間、半円状凹溝４５ａ、及び十字溝５１ｂを埋めている。絶縁部３５は、第１軸部本体部３７の外面にも均一な外周径で形成されている。第１軸部本体部３７での絶縁部３５の外周面３５ａの径は、シールド・ベアリング２７のインナー・レースの径に応じている。
【００４８】
絶縁部３５は、貫通孔４７を介して第１軸部本体部３７側及び嵌合軸穴４５側が連続し、第１軸部本体部３７側の中空部４３外でその端面に沿ったフランジ状のスペーサー突部３５ｂが形成されている。スペーサー突部３５ｂは、シールド・ベアリング２７のインナー・レースに当接し、後述する通電経路のために中空部４３とシールド・ベアリング２７との間の短絡を防止している。
【００４９】
回転軸５の状態では、嵌合軸部５１の端面５１ｃが、絶縁部３５及び中空部４３の端面よりも寸法ｔだけ突出している。この嵌合軸部５１の端面５１ｃが、シールド・ベアリング２５のインナー・レースに当接し、後述する通電経路のために中空部４３とシールド・ベアリング２５との間の短絡を防止している。
【００５０】
図１の組み付け状態では、ハブ部３３がケース３内部に臨むように回転軸５が、ケース３の軸心部に配置される。第２軸部本体部４９は、シールド・ベアリング２５の内周に位置して回転自在に支持され、第１軸部本体部３７での絶縁部３５の外周面３５ａは、シールド・ベアリング２７の内周に位置して回転自在に支持される。
【００５１】
この支持状態では、外部係合部５３がケース蓋１１から突出し、第１軸部本体部３７の一部及び雄ねじ部３９がケース蓋１３から突出して電源用の空間２１内に位置する。ケース蓋１１と外部係合部５３との間及びケース蓋１３と外周面３５ａとの間には、隙間が形成されている。
【００５２】
なお、ハブ部は、第１、第２の軸部２９、３１の一方に備えられクラッチ部７を回転方向に係合させると共に導通接続するものであればよいので、ハブ部３３を有する中空部４３を第２の軸部３１に設け、嵌合軸部５１を第１の軸部２９側に設ける構造にすることもできる。
【００５３】
また、外側部材又は内側部材の一方は、外側部材であるケース３とし、ケース３が軸方向に分割された第１、第２の部材とハブ部と絶縁部とを備える構成にすることもできる。例えば、ケース３のケース本体１０を樹脂で形成し、ボルト１５のケース蓋１１に対する螺合を、樹脂を介して行なわせるなどの構造が考えられる。ハブ部は、スプライン等の凹凸部で形成することもできる。
【００５４】
また、回転軸５は、絶縁部３５を介して第１の軸部２９と第２の軸部３１とが軸方向に結合されて相互に絶縁されていればよく、第１の軸部２９と第２の軸部３１との結合構造を適宜変更することも可能である。
【００５５】
［クラッチ部］
図１０〜図１６は、クラッチ部に係り、図１０は、クラッチ部を示す拡大断面図、図１１は、受け皿の正面図、図１２は、スペーサーと受け皿との組み合わせを示す断面図、図１３は、固定プレートの正面図、図１４は、回転プレートの正面図、図１５は、皿ばねの正面図、図１６は、皿ばねの側面図、図１７は、機能性材を示し、（ａ）は、非通電時の概念断面図、（ｂ）は、通電時の概念断面図である。
【００５６】
図１、図１０のように、クラッチ部７は、アウター・プレートである固定プレート５５及びインナー・プレートである回転プレート５７と機能性材である吸着シート５９との組み合わせの単位クラッチセット６０を軸方向で複数備えている。
【００５７】
単位クラッチセット６０は、その一対が回転プレート５７の背中を合わせるように配置されている。単位クラッチセット６０の一対は、それぞれ仕切り部材としての受け皿セット６１に収容され、背中合わせの回転プレート５７間には、皿ばね６３が介設されている。
【００５８】
受け皿セット６１は、軸方向に隣接するように複数備えられている。これにより、クラッチ部７を収容する空間部を軸方向に複数設けられた受け皿セット６１により複数の収容空間Ｓに分離し、複数の単位クラッチセット６０を複数の収容空間Ｓに振り分けて収容する。従って、収容空間Ｓに収容された単位クラッチセット６０を他の収容空間Ｓに収容された単位クラッチセット６０から分離させることができる。このため、単位クラッチセット６０が複数設けられる軸方向の一側を他側に対して鉛直方向の上方に位置するようにトルク伝達装置１を配置しても、収容空間Ｓの単位クラッチセット６０に他の収容空間Ｓの単位クラッチセット６０の重量が積算されることを防止でき、特性の変動を抑制することができるようになっている。なお、収容空間Ｓには、一対の単位クラッチセット６０を収容しているが、単一の単位クラッチセット６０を収容してもよい。
【００５９】
各受け皿セット６１は、放熱用プレートとしても機能する受け皿６５及びスペーサー６７を有している。受け皿６５及びペーサー６７は、ケース３の固定プレート案内ピン１６に回転方向に係合し、相互に軸方向に対向して単位クラッチセット６０を収容するための一定間隔の収容空間Ｓを軸方向に有している。
【００６０】
受け皿６５及びスペーサー６７の外周部は、単位クラッチセット６０の外周部よりも外周側に突出させている。
【００６１】
スペーサー６７は、隣接する受け皿セット６１で共用され、隣接する受け皿セット６１の一対の受け皿６５は、相互に向かい合わせに配置されてスペーサー６７を挟む。ただし、スペーサー６７を各受け皿セット６１に備えることもできる。この場合、受け皿６５の向きは任意となる。また、同一方向に向けた受け皿６５を複数連接することも可能である。この場合は、スペーサー６７を省略して、受け皿６５が仕切り部材を構成する。また、仕切り部材としては、複数のスペーサー６７のみを軸方向に間隔をあけて固定することも可能である。
【００６２】
本実施例の一対の受け皿６５及びスペーサー６７の組み合わせは、例えば５組備えられ、軸方向に連接されている。軸方向両端部の受け皿６５がケース蓋１１、１３の軸方向内面に当接する。
【００６３】
図１、図１１、図１２のように、受け皿６５は、アルミニウムなどでドーナツ盤状、つまり軸心部に穴部を有する円盤状に形成されている。受け皿６５の軸心部には、遊嵌孔６５ａが貫通形成され、同外周には、軸方向に突出する周壁部６５ｂが形成されている。受け皿６５の周壁部６５ｂは、スペーサー６７に当接して、受け皿６５及びスペーサー６７間に上記収容空間Ｓを形成する。遊嵌孔６５ａは、回転軸５のハブ部３３が有する角部３３ａの基礎円３３ｂの径よりも僅かに大きく形成されている。
【００６４】
受け皿６５の外周側には、案内ピン貫通孔６５ｃが周方向所定間隔毎、例えば１２０度毎に３個貫通形成されている。
【００６５】
スペーサー６７は、アルミニウムなどでドーナツ盤状に形成されている。このスペーサー６７は、受け皿６５の遊嵌孔６５ａと同径の遊嵌孔６７ａ、案内ピン貫通孔６５ｃと同径同箇所の案内ピン貫通孔６７ｃが形成されている。スペーサー６７の外周は、受け皿６５の周壁部６５ｂを当接させるように径方向へストレートに形成されている。
【００６６】
したがって、スペーサー６７を挟んで受け皿６５が一対向かい合わせに配置された受け皿セット６１が、遊嵌孔６５ａ、６７ａでハブ部３３にそれぞれ遊嵌し、各案内ピン貫通孔６５ｃ、６７ｃが固定プレート案内ピン１６に嵌合するように配置される。この配置により、固定プレート案内ピン１６が受け皿セット６１を貫通して回転方向に係合する構成となる。
【００６７】
この貫通状態では、受け皿セット６１内に吸着シート５９よりも突出する外周部分で放熱用の空間部が形成される。
【００６８】
なお、固定プレート案内ピン１６は、ケース３の内周面に形成するインナー・スプライン等の凹凸部で形成することもできる。
【００６９】
図１、図１３のように、固定プレート５５は、吸着シート５９に対する一方の電極板をなすものであり、アルミニウムなどでドーナツ盤状に形成されている。この固定プレート５５には、軸心部に受け皿６５の遊嵌孔６５ａと同径の遊嵌孔５５ａが形成されている。固定プレート５５の外周縁には、係合用の凹部５５ｂが周方向所定間隔毎、例えば１２０度毎に３箇所に形成されている。
【００７０】
したがって、固定プレート５５は、受け皿６５とスペーサー６７とに沿って配置され、遊嵌孔５５ａがハブ部３３に遊嵌し、凹部５５ｂが固定プレート案内ピン１６に回転方向に係合する。固定プレート案内ピン１６は、外側部材であるケース３側に固定されているから、固定プレート５５は、外側部材に支持された構成である。
【００７１】
この固定プレート５５には、ドーナツ盤状の吸着シート５９が導電性接着剤による接着等により固定されている。吸着シート５９については後述する。
【００７２】
図１、図１４のように、回転プレート５７は、吸着シート５９に対し他方の電極板をなすものであり、アルミニウムなどでドーナツ盤状に形成されている。この回転プレート５７には、軸心部に矩形の嵌合孔５７ａが形成されている。
【００７３】
嵌合孔５７ａは、回転軸５のハブ部３３の外周矩形形状に対応して形成され、嵌合孔５７ａがハブ部３３に嵌合して回転方向に係合すると共に、嵌合孔５７ａの直線部がハブ部３３の直線部に接して電気的接続を行なわせる。ハブ部３３は、内側部材である回転軸５側の構成要素であるから、回定プレート５７は、内側部材に支持された構成である。
【００７４】
こうして、回転プレート５７は、固定プレート５５に対して吸着シート５９を挟むように配置され、固定プレート５５及び回転プレート５７を電極とする通電制御によりトルク伝達が可能となっている。
【００７５】
図１、図１５、図１６のように、皿ばね６３は、背中合わせの回転プレート５７間に介設され、回転プレート５７を固定プレート５５側に付勢するものである。この皿ばね６３は、主体部６３ａがほぼドーナツ盤状に形成されている。皿ばね６３には、主体部６３ａの軸心部に矩形の嵌合孔６３ｂが形成されている。嵌合孔６３ｂは、回転軸５のハブ部３３の外周矩形形状に対応して形成され、嵌合孔６３ｂがハブ部３３に嵌合したとき回転方向に係合する。
【００７６】
皿ばね６３の主体部６３ａの外周部には、周方向６箇所の切欠部６３ｃが形成され、各切欠部６３ｃには、周方向に片持ち状のばね部６３ｄが形成されている。ばね部６３ｄは、先端側のストレート面部６３ｄａと基部側の傾斜面部６３ｄｂとを備え、傾斜面部６３ｄｂを介しストレート面部６３ｄａが主体部６３ａに対して軸方向にオフセットされる。このストレート面部６３ｄａのオフセットは、６箇所のばね部６３ｄに対し、一つ置きの３箇所が一方の回転プレート５７側、残りの一つ置きの３箇所が主体部６３ａを挟んで他方の回転プレート５７側となっている。
【００７７】
したがって、皿ばね６３は、嵌合孔６３ｂがハブ部３３に嵌合した状態で両面側に突出したばね部６３ｄのストレート面部６３ｄａが両側の回転プレート５７に弾接し、回転プレート５７を固定プレート５５側に付勢する。
【００７８】
吸着シート５９は、図１７のように、電気レオロジーゲルを板状又はシート状に形成したものであり、電気絶縁媒体５９ａに複数の電気レオロジー粒子５９ｂ（以下「ＥＲ粒子」と称する）を分散させている。
【００７９】
本実施例の電気絶縁媒体５９ａは、例えば、粘着性を有するフッ素系樹脂やシリコン樹脂等からなり、ＥＲ粒子５９ｂは、シリカゲルやカーボン等の固体粒子からなる。
【００８０】
ＥＲ粒子５９ｂは、吸着シート５９の表面において突出状態で保持されており、吸着シート５９に対する電圧の印可に応じて、電気絶縁媒体５９ａに相対的に没入する。これにより、吸着シート５９は、電気絶縁性媒体５９ａの粘着力によって回転プレート５７を吸着する。
【００８１】
すなわち、図１７（ａ）の非通電時においては、表面に分散したＥＲ粒子５９ｂが回転プレート５７を支持するため、固定プレート５５に対して回転プレート５７がＥＲ粒子５９ｂに対して滑りながら相対回転する。
図１７（ｂ）の通電時においては、ＥＲ粒子５９ｂの没入作用で粘着性の高い電気絶縁媒体５９ａに表面の盛り上がり現象が起こる。この表面の盛り上がり現象と皿ばね６３の付勢力とにより吸着シート５９が回転プレート５７の表面に接触して粘着する。
【００８２】
この粘着により、固定プレート５５及び回転プレート５７間で相対回転しようとするとき吸着シート５９がせん断力を受けると高い降伏力を示す。この高い降伏力により固定プレート５５及び回転プレート５７間でのトルク伝達が行われる。トルク伝達の際等には、回転プレート５７と吸着シート５９との間に摩擦が生じるが、この摩擦熱は、軸方向の複数個所において受け皿セット６１を介して放熱される。特に、本実施例では、一方で受け皿６５又はスペーサー６７に伝達され受け皿６５又はスペーサー６７の外周側及び内周側で放熱される。このとき、受け皿６５及びスペーサー６７外周部が、単位クラッチセット９０の外周部よりも外周側に突出しているので、外周側部分において効果的に放熱することができる。他方では、摩擦熱が受け皿６５又はスペーサー６７の突出による単位クラッチセット６０外周の隙間部を介して放熱される。このように、摩擦熱が生じる部分に対して径方向にずれた内周及び外周部分において、確実に放熱される。受け皿セット６１は、その外周が単位クラッチセット６０の外周部よりも外周側に突出していなくても、摩擦熱を伝導して放熱性を確保することは可能である。
【００８３】
なお、吸着シート５９としては、電圧を印可すると、そのものの粘性が変化するものでもよい。また、吸着シート５９としては、電気力によって吸着を行うものであってもよい。
【００８４】
図１８は、変形例に係る機能性材を示し、（ａ）は、非通電時の概念断面図、（ｂ）は、通電時の概念断面図である。
【００８５】
図１８の吸着シート５９は、通電時及び非通電時の双方において、ＥＲ粒子５９ｂが表面上で外部に露出して保持される。この保持は、電気絶縁媒体５９ａの硬さ等によって設定することが可能である。
【００８６】
電気絶縁媒体５９ａの表面上のＥＲ粒子５９ｂは、吸着シート５９の表面と共に切削等の加工がなされ、吸着シート５９の表面と面一の断面を有する。ただし、電気絶縁媒体５９ａの表面上のＥＲ粒子５９ｂは、図１７（ａ）のように電気絶縁媒体５９ａの表面から突出してもよい。
【００８７】
そして、電圧の印加時には、図１８（ｂ）のように、固定プレート５５及び回転プレート５７間の電気力線により、吸着シート５９表面の電気レオロジー粒子５９ｂが電気力を生じさせて、吸着力を発生させるようになっている。なお、変形例においては、電気絶縁媒体５９ａの粘着性は不要である。
【００８８】
変形例においても、回転プレート５７と吸着シート５９との間に摩擦が生じるが、この摩擦熱は、受け皿セット６１を介して放熱される。本実施例では、上記同様、摩擦熱が生じる部分に対して径方向にずれた内周及び外周部分において確実に放熱することができる。
【００８９】
［電源等］
図１のように、電源用カバー１７内に配置された基板９は、ボルト６８によりカラー６９を介してケース蓋１３の端面に締結固定されている。基板９は、回転軸５の端部に対向している。
【００９０】
回転軸５の端部と基板９との間には、接続部７１が設けられている。接続部７１は、回転軸５の第１の軸部２９の端部を基板９の回路に相対回転可能に電気接続するものである。接続部７１は、回転軸５側のカーボン・ブラシ７１ａと基板９側の接点部９ａとで構成される。回転軸５側には、スプリング７１ｂが設けられ、カーボン・ブラシ７１ａを接点部９ａに弾接させている。
【００９１】
これにより、回転軸５の第１の軸部２９からハブ部３３を介してクラッチ部７へと至る通電経路が形成される。この通電経路は、クラッチ部７から固定プレート案内ピン１６や受け皿セット６１等及びケース蓋１１を介して第２の軸部３１へと至る。この場合は、第２の軸部３１が接地側に接続される。また、通電経路は、クラッチ部７から固定プレート案内ピン１６や受け皿セット６１等を介してケース蓋１１るだけでもよい。この場合は、ケース蓋１１が接地側に接続される。
【００９２】
基板９には、トランス７３が取り付けられ、基板９に接続された電源用配線７５がグロメット２３を通して電源用カバー１７外に引き出されている。
【００９３】
なお、基板９は、第１、第２の部材の何れか一方の端部に対向すればよく、接続部７１は、第１、第２の部材の何れか一方の端部と基板との間に設けられればよい。従って、基板９を第２の軸部３１の端部に対向させて、電気接続を行ってもよい。
【００９４】
また、基板９を回転軸５側に設け、接続部７１をケース３側の端部と基板９との間に設けることもできる。
【００９５】
外側部材であるケース３を軸方向に分割された第１、第２の部材とハブ部と絶縁部とを備える構成にした場合も、基板９をケース３側、回転軸５側の何れかに設けることができ、接続部７１をケース３側の端部と基板９との間、回転軸５側の端部と基板９との間に設けることができる。ケース３側が回転し、回転軸５側が固定され、或いは両者が回転する形態についても同様に構成することができる。
【００９６】
回転軸５の雄ねじ部３９には、反射スリット板７７が金属ワッシャ７９を介しロック・ナット８１により締結固定されている。ケース蓋１３の側面には、センサー８３が取り付けられ、反射スリット板７７との間で回転数を検出するようになっている。センサー８３に接続された信号用配線８５は、グロメット２３を通して電源用カバー１７外に引き出されている。
【００９７】
［通電制御］
図１において、トルク伝達装置１は、ケース３がねじ穴１１ａに固定ボルトを羅合させ、絶縁体を介して固定側に取り付けられる。
【００９８】
このトルク伝達装置１の通電制御は、第１、第２の軸部２９、３１とハブ部３３とクラッチ部７とを通して行なう。
【００９９】
すなわち、電源用配線７５を介して基板９が電源に接続されると、トランス７３により変圧され、接点部９ａからカーボン・ブラシ７１ａを介して第１の軸部２９、ハブ部３３、回転プレート５７、吸着シート５９、固定プレート５５、固定プレート案内ピン１６、受け皿セット６１の受け皿６１及びスペーサー６３、ケース蓋１１、シールド・ベアリング２５、第２の軸部３１、第２の軸部３１が結合される側の図外のグランドへと電流が流れる。
【０１００】
この電流の流れにより、吸着シート５９は、図１７（ｂ）又は図１８（ｂ）のように吸着力を発生させる。
【０１０１】
この吸着力により、吸着シート５９が回転プレート５７を吸着し、固定プレート５５及び回転プレート５７間でトルク伝達を行う。
【０１０２】
第２軸部本体部４９をケース蓋１１に対して絶縁すれば、第１の軸部２９、ハブ部３３、回転プレート５７、吸着シート５９、固定プレート５５、固定プレート案内ピン１６、受け皿セット６１の受け皿６１及びスペーサー６３、ケース蓋１１、ケース蓋１１が結合される図外の接地側へと電流が流れ、通電制御を行わせることができる。第２軸部本体部４９及びケース蓋１１間の絶縁は、図１の絶縁部３５を第２軸部本体部４９側にまで伸ばせばよい。
【０１０３】
ケース３側を軸方向に分割する場合は、第１、第２の部材（ケース蓋１１，１３）の一方と回転軸５との間で電流が流れ、通電制御を行わせることができる。
［実施例の効果］
以上のように、本発明実施例のトルク伝達装置１は、相対回転可能なケース３と回転軸５との間に設けられ相対回転する電極間への通電制御によりケース３及び回転軸５間のトルク伝達を制御可能なクラッチ部７を備えている。
【０１０４】
回転軸５は、軸方向に分割された第１、第２の軸部２９、３１と、第１の軸部２９に備えられクラッチ部７を回転方向に係合させると共に導通接続するハブ部３３と、第１、第２の軸部２９、３１を絶縁して一体に結合する絶縁部３５とを有している。
【０１０５】
これにより、本実施例では、通電経路を、少なくとも第１又は第２の軸部２９，３１の一方である第１の軸部２９からハブ部３３を介してクラッチ部７へ至るように形成できる。
【０１０６】
この結果、クラッチ部７の通電制御は、第１、第２の軸部２９、３１とハブ部３３とクラッチ部７とを通して行なうことが可能となる。
【０１０７】
また、通電制御は、第１の軸部２９とハブ部３３とクラッチ部７とケース蓋１１とを通して行なうことも可能となる。
【０１０８】
このため、通電構造の限界を抑制し、構造の簡易化、使用態様の多様化の幅を拡げるることができる。
【０１０９】
つまり、構造的には、回転軸５を絶縁部３５を介して第１及び第２の軸部２９，３１を一体にする簡易な構造でありながら、通電構造の限界を抑制し、回転軸５側の通電、ケース３側の通電、回転軸５及びケース３間での通電が選択でき、使用態様の多様化に応ずることができる。
【０１１０】
また、回転軸５側の通電、すなわちクラッチ部７の通電制御を第１、第２の軸部２９、３１とハブ部３３とクラッチ部７とを通して行なう場合は、第２の軸部３１とクラッチ部７との間のシールド・ベアリング２５を含めたケース蓋１１を通電部として利用し、クラッチ部７から第２の軸部３１のへと至る通電経路を容易に形成することができる。
【０１１１】
クラッチ部７は、ケース３と回転軸５とに各別に支持され軸方向に一定間隔で対向配置された固定プレート５５及び回転プレート５７と、この固定プレート５５及び回転プレート５７の間に介設され両プレート５５、５７を電極とする通電制御により両プレート５５、５７間のトルク伝達を制御する吸着シート５９とを備え、吸着シート５９は、電気絶縁媒体５９ａにＥＲ粒子５９ｂが分散された電気レオロジーゲルであり、通電制御により固定プレート５５及び回転プレート５７の間を吸着する。
【０１１２】
これにより、電気レオロジーゲルを利用して構造の簡素化及び制御の容易化を図ることができ、さらに通電構造の限界を抑制し、構造の簡易化、使用態様の多様化の幅を拡げるることができる。
【０１１３】
また、本実施例では、ケース３に設けられて第１の軸部２９の端部に対向する基板９と、第１の軸部２９の端部と基板９との間に設けられ、第１の軸部２９の端部を基板９の回路に相対回転可能に電気接続する接続部７１とを備えた。
【０１１４】
このため、ケース３側の基板９に電源から配線する簡単な構造で接続部７１を介し回転軸５側に電圧をかけることができる。
【０１１５】
本実施例において、内側部材は、回転軸５であり、第１、第２の部材は、回転軸５の第１、第２の軸部２９、３１であり、絶縁部３５は、第１、第２の軸部２９、３１を同軸状に結合する。
【０１１６】
このため、絶縁部３５を回転軸５として一体に取り扱うことができ、組み付け、部品管理等を容易に行わせることができる。
【０１１７】
本実施例では、第１の軸部２９に設けられ、外周にハブ部３３を有し内周に嵌合軸穴４５を有する中空部４３と、第２の軸部３１に設けられ嵌合軸穴４５に嵌合し絶縁部３５を介して同軸状の結合を行なう嵌合軸部５１とを備えた。
【０１１８】
このため、第１、第２の軸部２９、３１を絶縁部３５により同軸状に一体に結合しながら、第１の軸部２９に導通するハブ部３３を回転軸５の外周面に形成することができる。
【０１１９】
本実施例において、軸は、回転軸５であり、外側部材は、クラッチ部７を収容する固定側のケース３である。
【０１２０】
このため、回転軸５に電圧をかけることでクラッチ部７を機能させ、固定側のケース５に対して回転軸５に抵抗トルクを確実に付与し、制動等を行わせることができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１  トルク伝達装置
３  ケース（外側部材）
５  回転軸（内側部材）
７  クラッチ部
９  基板
２９  第１の軸部（第１の部材）
３１  第２の軸部（第２の部材）
３３  ハブ部
３５  絶縁部
４３  中空部
４５  嵌合軸穴
５１  嵌合軸部
５５  固定プレート（アウター・プレート、電極）
５７  回転プレート（インナー・プレート、電極）
５９  吸着シート（機能性材）
５９ａ  電気絶縁性媒体
５９ｂ  ＥＲ粒子（電気レオロジー粒子）
７１  接続部
【図１】
0006352111.tif 000002
【図２】
0006352111.tif 000003
【図３】
0006352111.tif 000004
【図４】
0006352111.tif 000005
【図５】
0006352111.tif 000006
【図６】
0006352111.tif 000007
【図７】
0006352111.tif 000008
【図８】
0006352111.tif 000009
【図９】
0006352111.tif 000010
【図１０】
0006352111.tif 000011
【図１１】
0006352111.tif 000012
【図１２】
0006352111.tif 000013
【図１３】
0006352111.tif 000014
【図１４】
0006352111.tif 000015
【図１５】
0006352111.tif 000016
【図１６】
0006352111.tif 000017
【図１７】
0006352111.tif 000018
【図１８】
0006352111.tif 000019