(57)【要約】【課題】回転体内の電気粘性流体に、回転体との機械的な摺動接触による導電部を設けることなく電圧を印加し、耐久性を向上すると共に電磁波障害を防止する。【解決手段】電気粘性流体Ｅを充填したケース２の内周面にケース２と一体回転する入力側クラッチプレート３ａ，３ｂを配設すると共に、入力側クラッチプレート３ａ，３ｂの間に出力側クラッチプレート４を相対回転可能に配置し、ケース２の側壁面にケース２と一体的に回転する光起電力素子Ｓを固設し、光起電力素子Ｓと電極を兼ねる入力側クラッチプレート３ａ，３ｂとを、それぞれ電気的に接続する。そして、光起電力素子Ｓに光を照射することで高電圧を発生させて電気粘性流体Ｅに印加し、クラッチを締結させる。これにより、機械的な摺動接触による導電部を無くして耐久性を向上すると共に、有害な電磁波の発生による電磁波障害を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気粘性流体が充填された容器状の第１の部材と、この第１の部材内に相対回転可能に配置された第２の部材とからなり、上記第１の部材と上記第２の部材との何れか一方から他方に動力を伝達する動力伝動装置において、
上記第１の部材の外側に配置されて上記第１の部材と一体的に回転し、上記第１の部材に設けられた電極を介して上記電気粘性流体に電圧を印加可能な光起電力素子と、
上記光起電力素子に照射する光を発生させ、上記電気粘性流体に印加する電圧を制御する制御装置とを備えることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
上記光起電力素子は、焦電性結晶体からなる光圧電素子であることを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項３】
上記光起電力素子は、焦電性セラミックスからなる光圧電素子であることを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項４】
上記光起電力素子は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスからなる光圧電素子であることを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項５】
上記光圧電素子に照射する光は、紫外線であることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気粘性流体を利用した動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気粘性流体を利用した動力伝達装置が開発されている。電気粘性流体は、電圧を印加すると粘性が変化する流体であり、この電気粘性流体を利用したクラッチ等の動力伝達装置に関する提案が多数なされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、自動車の補機類を駆動するためのクラッチとして、ケース内に、複数のプレートを設けた駆動部材と、このプレートと互い違いに配置されて軸に固定されるプレートを設けた被駆動部材と、ケース内に電気粘性流体を充填したクラッチが提案されている。
【特許文献１】特開平６−１０７０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気粘性流体の粘性を変化させてクラッチの締結／非締結を制御するためには、電気粘性流体に電圧を印加する必要がある。この必要な電力は大きいものではないものの、非常に高い電圧を必要とする。
【０００５】
従って、特許文献１に開示されているような電気粘性流体を利用した従来のクラッチでは、電気粘性流体に印加する高電圧を発生する装置が必要となるばかりでなく、回転体内の電気粘性流体に電力を供給しなければならないことから、一般には、給電用ブラシ等の機械的な直接接触による接触導電部を設ける必要がある。このため、接触導電部が磨耗して耐久性が低下するばかりでなく、高電圧をかけて接触により導電することで電磁波が発生し、電磁波障害を引き起こす虞がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、回転体内の電気粘性流体に、回転体との機械的な摺動接触による導電部を設けることなく電圧を印加し、耐久性を向上すると共に電磁波障害を防止することのできる動力伝達装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明による動力伝達装置は、電気粘性流体が充填された容器状の第１の部材と、この第１の部材内に相対回転可能に配置された第２の部材とからなり、上記第１の部材と上記第２の部材との何れか一方から他方に動力を伝達する動力伝動装置において、上記第１の部材の外側に配置されて上記第１の部材と一体的に回転し、上記第１の部材に設けられた電極を介して上記電気粘性流体に電圧を印加可能な光起電力素子と、上記光起電力素子に照射する光を発生させ、上記電気粘性流体に印加する電圧を制御する制御装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転体内の電気粘性流体に、回転体との機械的な摺動接触による導電部を設けることなく電圧を印加することができ、耐久性を向上すると共に電磁波障害を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の一形態に係り、動力伝達装置の構成図である。
【００１０】
図１に示すように、本実施の形態における動力伝達装置は、内部に電気粘性流体Ｅが充填・封止されると共に、電気粘性流体Ｅに電圧を印加する光起電力素子Ｓを備えたクラッチ１０と、光起電力素子Ｓに光を照射して電気粘性流体Ｅへ電圧を印加し、クラッチ１０の締結制御を行う制御装置２０とを備えて構成されている。
【００１１】
クラッチ１０は、第１の部材として、入力軸１と一体的に回転する円筒状のケース２と、このケース２の内周面に配設され、ケース２と一体回転する入力側クラッチプレート３とを備えている。入力側クラッチプレート３は、入力軸１側に配置される円板状のクラッチプレート３ａと、このクラッチプレート３ａに対向する有孔円板状のクラッチプレート３ｂとからなる一対のクラッチプレートであり、ケース２と電気的に絶縁されている。
【００１２】
これらの一対の入力側クラッチプレート３ａ，３ｂの間には、第２の部材としての出力側クラッチプレート４が相対回転可能に配置されている。出力側クラッチプレート４には出力軸５が固設され、この出力軸５が一方の有孔円板状のクラッチプレート３ｂを挿通してケース２側面に設けられた軸受け６等を介して入力軸１と反対側に延出されている。
【００１３】
一対の入力側クラッチプレート３ａ，３ｂと出力側クラッチプレート４とは、互いに接触しないように所定の間隔（例えば、１ｍｍ程度）で隙間をあけて配置され、この隙間にケース２内に充填された電気粘性流体Ｅが満たされている。この電気粘性流体Ｅとしては、４０〜６０重量％のケイ酸、３０〜５０重量％の低沸点の有機相、５０〜１０重量％の水及び５重量％の分散媒からなる混合物、例えばイソドデカンが適用できる。
【００１４】
また、ケース２の出力軸５が延出される側の側壁面には、ケース２と一体的に回転するように光起電力素子Ｓが固設されている。この光起電力素子Ｓは、光照射により高電圧を発生する素子であり、複数個の素子或いは円環状に形成された単一の素子を、回転バランスを取って円周上に配置するものである。光起電力素子Ｓと電極を兼ねる一対の入力側クラッチプレート３ａ，３ｂとは、それぞれ電気的に接続されており、光照射により光起電力素子Ｓが電圧を発生すると、その電圧が入力側クラッチプレート３ａ，３ｂと出力側クラッチプレート４との間の電気粘性流体Ｅに印加される。
【００１５】
この場合、入力側クラッチプレート３ａ，３ｂは、必ずしも双方がケース２と電気的に絶縁されていなくとも良く、入力側クラッチプレート３ａ，３ｂの何れか一方をケース２と電気的に絶縁するようにしても良い。
【００１６】
光起電力素子Ｓとしては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）系セラミックスのような焦電性を示すセラミックス或いは結晶体からなる光圧電素子が用いられる。この焦電性を示すセラミックス或いは結晶体からなる光圧電素子は、従来周知の太陽電池やフォトダイオードのように光を受けることで電圧を発生するが、紫外線を照射することで極めて高い電圧を発生することができ、高電圧が必要な電気粘性流体の駆動に最適である。
【００１７】
光起電力素子Ｓに照射する光は、制御装置２０によって発生される。制御装置２０は、光起電力素子Ｓに対向して配置される発光素子２１と、発光素子２１を駆動する駆動部２２と、発光素子２１及び駆動部２２を介してクラッチ１０の締結を制御する制御部２３とを備えて構成されている。
【００１８】
発光素子２１としては、光起電力素子Ｓとしての光圧電素子に照射する紫外線を発生する紫外線レーザー素子を用いるが、紫外線を照射できる光源であれば、紫外線発光ダイオード、水銀ランプ等でも代用は可能である。
【００１９】
以上の構成による動力伝達装置においては、クラッチ１０を締結させる場合、制御部２３からの指令により、駆動部２２が発光素子２１を駆動して光起電力素子Ｓに光を照射する。光を照射された光起電力素子Ｓは、高電圧を発生し、この高電圧が電極を兼ねる入力側クラッチプレート３ａ，３ｂを介して電気粘性流体Ｅに印加される。
【００２０】
電気粘性流体Ｅは、高電圧の印加によって粘度が変化し、入力側クラッチプレート３ａ，３ｂと出力側クラッチプレート４との間で、ほとんど固体となる範囲にまで粘度が高まる。すなわち、電気粘性流体Ｅに高電圧を印加することで、入力側クラッチプレート３ａ，３ｂと出力側クラッチプレート４とを一体化させてクラッチ締結状態とし、入力軸１側から出力軸５側へ駆動力を伝達することができる。
【００２１】
また、電気粘性流体Ｅに印加する電圧を制御することで、入力側クラッチプレート３ａ，３ｂと出力側クラッチプレート４とに及ぼす剪断抵抗の大きさを変えることができ、この剪断抵抗の変化により入力軸１側から出力軸５側への駆動力の伝達量を変化させることができる。
【００２２】
この場合、電気粘性流体Ｅに印加する高電圧を発生する光起電力素子Ｓは、電気粘性流体Ｅが充填・封止されたケース２と相対回転することなく一体回転するため、機械的な摺動接触による導電部を設ける必要がなく、摩耗等による耐久性低下を招くことがない。また、機械的な摺動接触による導電部が無いため、電気粘性流体Ｅに高電圧を印加しても有害な電磁波が発生することもなく、電磁波障害を防止することができる。
【００２３】
しかも、光照射により高電圧を発生させて電気粘性流体Ｅに印加するため、従来のような高電圧発生器が不要となり、装置全体のコスト低減に寄与することができるばかりでなく、取り扱い上の安全性やメンテナンス性を向上することができる。
【００２４】
クラッチ１０の締結を解除するには、発光素子２１の駆動を停止して光起電力素子Ｓへの光照射を止めれば良く、電気粘性流体Ｅの粘度が低下して入力側クラッチプレート３ａ，３ｂと出力側クラッチプレート４との締結が開放され、入力軸１側と出力軸５側との動力伝達が遮断される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】動力伝達装置の構成図
【符号の説明】
【００２６】
１  入力軸
２  ケース
３  入力側クラッチプレート
４  出力側クラッチプレート
５  出力軸
１０  クラッチ
２０  制御装置
２１  発光素子
Ｅ  電気粘性流体
Ｓ  光起電力素子
【図１】
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