CN112567148A - 转矩产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明的转矩产生装置能够在可靠地保持磁粘性流体的同时进行解体，且能够将解体后的构成构件根据装置的规格再利用，该转矩产生装置具备：转子，其能够进行旋转动作；密封构件，其将转子的周围密封而形成密封空间；场产生部，其以能够与密封构件分离的方式配置于密封构件的外侧，并产生通过密封空间的电场或者磁场；控制部，其控制场产生部，而控制通过密封空间的电场或者磁场的大小；以及功能性材料，其以能够流动的方式被封入密封空间内，并与通过密封空间的电场或者磁场的大小相应地使转子的旋转动作的转矩变化，密封构件具备将转子支承为能够进行旋转动作的支承部，并以能够与场产生部分离的方式设置。

Description

转矩产生装置

技术领域

本发明涉及能够使用磁粘性流体及其他功能性材料来使旋转阻力变化的转矩产生装置。

背景技术

专利文献1所记载的旋转制动装置具备旋转轴、由磁性体构成的圆板、对置构件、线圈、磁粘性流体以及由非磁性体构成的球体。上述圆板在其一方的面的中心部连接有旋转轴的端部，另外，相对于另一方的面，由磁性体构成的对置构件隔着微小间隙平行地对置。线圈以在施加电流时形成将上述微小间隙贯通的磁路的方式配设为以旋转轴的轴线为中心的同心圆状，并在微小间隙填充有磁粘性流体。在圆板的上述另一方的面的中心部形成有供上述球体嵌入的凹部，球体相对于凹部嵌入到最深位置，该球体的一部分从圆板的另一方的面向轴线方向突出规定量而与对置面抵接，从而形成有微小间隙。

专利文献2所记载的连结装置具备由非磁性体形成的可动轴、由磁性体形成的可动构件、磁粘性流体、用于对磁粘性流体施加磁场的磁场产生机构以及由磁性体形成的磁轭壳体。可动构件与可动轴结合而与可动轴一体地进行动作，磁粘性流体通过被施加磁场从而粘度变得比施加磁场之前高。而且，磁轭壳体中的与可动构件以将磁粘性流体夹在中间的方式对置的对置部成为向可动构件侧凹陷的凹形状。夹着磁场产生机构的电磁石而铆接固定磁轭壳体，并利用电磁石与磁轭壳体之间的橡胶衬垫进行密封，以使磁粘性流体不向电磁石侧泄漏。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-181778号公报

专利文献2：日本特开2017-172655号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1的旋转制动装置与专利文献2的连结装置中，通过将各构成构件组装为一体，从而在规定的构成构件之间形成能够填充磁粘性流体的区域，在该区域填充有磁粘性流体。这里，在使用磁粘性流体而使旋转阻力变化的转矩产生装置中，需要根据最大转矩、最小转矩、尺寸、所需的功率等规格，而将构成构件再构成。但是，在为了再构成而将上述构成构件解体了的情况下，较多的情况是在规格变更后也能再利用的构成构件较少。而且，在将构成构件解体时，难以将填充于构成构件间的磁粘性流体全部可靠地回收。另外，通常，若转矩产生装置的产品规格不同，则各部件的结构不同，因此在制造成本、设计成本这方面不利。

因此，本发明目的在于提供能够在可靠地保持磁粘性流体的同时进行解体、且能够将解体后的构成构件根据装置的规格再利用的转矩产生装置。本发明的进一步的目的在于提供即使产品规格不同也能够使部件共通的转矩产生装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的转矩产生装置的特征在于，具备：转子，其能够进行旋转动作；密封构件，其将转子的周围密封而形成密封空间；场产生部，其以能够与密封构件分离的方式配置于密封构件的外部，并产生通过密封空间的电场或者磁场；控制部，其控制场产生部，而控制通过密封空间的电场或者磁场的大小；以及功能性材料，其以能够流动的方式被封入密封空间内，并与通过密封空间的电场或者磁场的大小相应地使转子的旋转动作的转矩变化，密封构件具备将转子支承为能够进行旋转动作的支承部，并以能够与场产生部分离的方式设置。

由此，不将场产生部组合就能够在密封空间内封入功能性材料，因此，能够在可靠地保持功能性材料的同时将装置解体，能够将解体后的构成构件根据装置的规格再利用。

在本发明的转矩产生装置中，优选的是，密封构件包括多个构件，这些多个构件中的第一密封构件构成支承部。

由此，能够可靠地保持转子，并且通过支承部兼作第一密封构件从而能够减少构成构件的数量。另外，能够提高生产率，而且，能够使各密封构件分担功能。通过功能的分担，能够实现容易控制磁通向密封空间内的通过性并且可靠地保持转子的结构。

在本发明的转矩产生装置中，优选的是，构成密封构件的多个构件中的第二密封构件位于场产生部与转子之间。

由此，能够控制磁通向密封空间内的透过性而使最佳量的磁通向转子通过。

在本发明的转矩产生装置中，优选的是，功能性材料是磁粘性流体，场产生部是产生通过磁粘性流体的磁场的磁场产生部。

由此，能够以紧凑的结构构成容易控制的装置。

在本发明的转矩产生装置中，优选的是，密封构件的位于场产生部与转子之间的部分是磁透过构件，该磁透过构件具有能够使磁场产生部产生的磁场向密封空间透过的大小的磁阻。优选的是，该磁透过构件由金属的非磁性构件构成，该金属的非磁性构件能够使磁场产生部产生的磁场透过磁粘性流体。

由此，能够控制磁通向密封空间内的透过性而使最佳量的磁通向转子通过。

在本发明的转矩产生装置中，优选的是，磁场产生部在转子的旋转的中心轴延伸的方向上配置于密封空间的上侧。

由此，能够将径向上的尺寸抑制得小。

在本发明的转矩产生装置中，优选的是，磁场产生部在以转子的旋转的中心轴为中心的径向上配置于密封空间的外侧。

由此，能够抑制旋转轴延伸方向上的尺寸。

在本发明的转矩产生装置中，优选的是，该转矩产生装置具有能够调整密封空间的容积的调整部。优选的是，调整部是密封构件所具有的挠性的板状构件，并能够通过板状构件的变形而调整密封空间的容积。优选的是，调整部是密封构件所具有的波纹构造，并能够通过波纹构造的变形而调整密封空间的容积。优选的是，磁场产生部具备与密封构件连接的固定构件，在固定构件设置有凹部，调整部能够通过在凹部的空间内使密封构件变形，而调整密封空间的容积。

由此，能够与密封空间内的压力变动相应地使密封空间内的容积变化，在密封空间的内压上升了的情况下，通过增加密封空间内的容积从而补偿压力，在上升了的内压恢复原状时，调整部的变形被解除而恢复原来的状态。

发明效果

根据本发明，能够提供能够在可靠地保持磁粘性流体的同时进行解体、且能够将解体后的构成构件根据装置的规格再利用的转矩产生装置。另外，通过采取密封构件与场产生部能够相互分离的结构，即使转矩产生装置的产品规格不同也能够使部件共通，因此能够获得由量产带来的成本减少及其他效果。

附图说明

图1是表示第一实施方式的转矩产生装置的结构的分解立体图。

图2的(a)是图1的A-A’线的剖视图，图2的(b)是表示将图2的(a)的转矩产生装置组装后的状态的剖视图。

图3是图2的(b)的局部放大剖视图。

图4是与图2的(a)对应的剖视图，且是概念性示出基于励磁线圈产生的磁场的磁路的说明图。

图5是第一实施方式的转矩产生装置的功能框图。

图6的(a)是表示第二实施方式的转矩产生装置的结构的剖视图，图6的(b)是表示第二实施方式中的罩构件的结构的立体图。

图7的(a)是表示第三实施方式的转矩产生装置的结构的剖视图，图7的(b)是表示第三实施方式的转矩产生装置的结构的分解立体图。

图8是表示第四实施方式的转矩产生装置的结构的剖视图。

图9是图8的局部放大剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的转矩产生装置进行详细说明。

<第一实施方式>

图1是表示第一实施方式的转矩产生装置10的结构的分解立体图。图2的(a)是图1的A-A’线的剖视图，图2的(b)是表示将图2的(a)的转矩产生装置10组装后的状态的剖视图。图3是图2的(b)的局部放大剖视图。图4是与图2的(a)对应的剖视图，且是概念性示出基于励磁线圈50产生的磁场的磁路的说明图。图5是转矩产生装置10的功能框图。

在各图中，为了方便说明，沿着轴体部110(旋转轴)的中心轴11而规定了上下方向，但并不限制实际使用时的方向。将从中心轴11起与中心轴11正交的方向称作径向。在以下的说明中，有时将沿着中心轴11从上侧观察下侧的状态称作俯视。

如图1所示，转矩产生装置10具备分离单元20以及操作单元100。

如图2的(a)、(b)所示，操作单元100包括作为旋转轴的轴体部110以及作为转子的磁性盘状件120，轴体部110与磁性盘状件120成为一体，并以能够以中心轴11为中心向两方向进行旋转动作的方式与分离单元20连接(图2的(b))。而且，在操作单元100中，形成有将磁性盘状件120的周围密封的密封空间60，在该密封空间60内以能够流动的方式封入有作为功能性材料的磁粘性流体140。

<分离单元20>

如图2的(a)、(b)所示，分离单元20具备作为磁场产生部(场产生部)的励磁线圈50以及作为固定构件的第二磁轭70。分离单元20能够与形成密封空间60的密封构件分离，即能够在不破坏密封构件的情况下从密封构件分离。因此，构成分离单元20的励磁线圈50以及第二磁轭70也能够与密封构件分离。

励磁线圈50配置于密封空间60的外部，更具体而言在中心轴11延伸的方向上配置于密封空间60的上侧，且该励磁线圈50是包含第二磁轭70的内部空间71中以绕中心轴11的方式卷绕的导线的线圈。在励磁线圈50电连接有连接构件(未图示)，经由未图示路径而对该连接构件供给电流。当对励磁线圈50通电时产生磁场。

如图1所示，第二磁轭70是呈以中心轴11为中心的中空圆筒状的磁性材料。如图2的(a)、(b)所示，第二磁轭70具备形成其内周面70a的筒状的内壁部72、形成第二磁轭70的外周面70b的筒状的外壁部73、以及圆板状的上壁部74。内壁部72与外壁部73通过位于它们上侧的上壁部74而相互连接。外壁部73的底部73a相比内壁部72的底面72a向下侧突出。

内壁部72与上壁部74是分开形成的磁轭，并通过在内壁部72的上表面上载置、固定上壁部74而形成第二磁轭70。励磁线圈50以沿着未载置上壁部74的状态的内壁部72的外周面的方式配置，之后，载置上壁部74，从而励磁线圈50由第二磁轭70包围。

需要说明的是，外壁部73与上壁部74既可以是一体的磁轭，也可以是分开形成的磁轭。

供励磁线圈50配置的上述内部空间71在径向上设置为内壁部72与外壁部73之间的空间，且上部由上壁部74覆盖。另外，在内部空间71的下部，在径向上，内壁部72与外壁部73相互分离，并形成有间隙70g。

因此，配置于内部空间71内的励磁线圈50在径向上被内部空间71与内壁部72夹着，上方由外壁部73覆盖。通过这种结构，能够形成励磁线圈50所产生的磁场的磁路(磁回路)。

在内壁部72的下部以与内周面70a同心状相连的方式形成有沿着中心轴11越远离内周面70a则内径越大的第一开口部90(凹部)。换句话说，内壁部72的下部具备向外周侧扩展那样的形状，由此，对底面72a的面积进行限定，并在此使磁通集中，从而能够提高磁通密度。

<操作单元100>

如图2的(a)、(b)所示，操作单元100具备作为旋转轴的轴体部110、作为转子的磁性盘状件120、作为第一密封构件的第一磁轭40以及作为第二密封构件的罩构件61。

轴体部110是沿着中心轴11上下延伸的棒状件。在其上部呈同心状固定有磁性盘状件120。磁性盘状件120是由磁性材料构成、且具有以相对于上下方向正交的方式配置的圆形平面的圆板状的构件。在磁性盘状件120的中央设置有沿上下方向(厚度方向)贯通的孔部121，在该孔部121贯穿、固定有轴体部110。由此，轴体部110与磁性盘状件120一体化，并能够以中心轴11为中心进行旋转动作。

第一磁轭40是具有以相对于上下方向正交的方式配置的圆形平面的圆板状的磁性材料，且配置为与轴体部110同心状。第一磁轭40具备将磁性盘状件120支承为能够进行旋转动作的支承部。作为该支承部，在第一磁轭40的中央设置有沿上下方向(厚度方向)贯通的孔部41，经由在该孔部41内配置的轴承以及O形密封圈(均未图示)而以能够以中心轴11为中心进行旋转动作的状态支承轴体部110。

在第一磁轭40上以包围磁性盘状件120的周围的方式配置罩构件61。罩构件61在俯视下呈圆形形状(参照图1)，并位于励磁线圈50(磁场产生部)与磁性盘状件120(转子)之间。由此，利用在磁性盘状件120的下方配置的作为第一密封构件的第一磁轭40、以及作为第二密封构件的罩构件61这两个密封构件而形成密封空间60，利用该密封空间60将磁性盘状件120的整个周围密封。另外，利用上述的O形密封圈而实现密封空间60相对于轴体部110液密的状态。

如图3所示，在密封空间60以能够流动的方式封入有作为功能性材料的磁粘性流体140。磁粘性流体140是当被施加磁场时粘度变化的物质，例如，是在非磁性的液体(溶剂)中分散有由磁性材料构成的颗粒(磁性颗粒)而得到的流体。作为磁粘性流体140所含的磁性颗粒，例如，优选为含有碳的铁系的颗粒、铁氧体颗粒。作为含有碳的铁系的颗粒，例如，优选为碳含有量为0.15％以上。磁性颗粒的直径例如优选为0.5μm以上，进一步优选为1μm以上。磁粘性流体140期望以磁性颗粒难以在重力的作用下沉淀或难以发生凝结的方式选定溶剂与磁性颗粒。而且，磁粘性流体140期望包含防止磁性颗粒的沉淀、凝结的偶联材料。

这里，也可以不是密封空间60全部被磁粘性流体140填充。例如，磁粘性流体140也可以仅存在于磁性盘状件120的上表面侧和下表面侧中的任一方。

在第一开口部90的下部以与其呈同心状相连的方式设置有第二开口部91。如图3所示，第二开口部91的上侧位置由内壁部72的底面72a规定。第二开口部91的径向的外侧位置由在外壁部73中相比内壁部72向下方突出的、外壁部73的底部73a的内周面73ai规定。第二开口部91的内径设定得比第一开口部90的最大内径大。因此，在将分离单元20与操作单元100相互组装时，将磁性盘状件120的周围密封的罩构件61(第二密封构件)的上表面61a的外侧部分与内壁部72的底面72a抵接。另外，罩构件61中的位于比内壁部72的底面72a靠外侧的位置的外缘部61b与外壁部73的底部73a的内周面73ai以及底面73ab分别抵接。这里，罩构件61的上表面61a中的、不与内壁部72的底面72a抵接的内侧的区域61c面向第一开口部90的空间。

作为第二密封构件的罩构件61是具有能够使转矩产生装置10的励磁线圈50(磁场产生部)产生的磁场向密封空间60内透过的大小的磁阻的磁透过构件。作为这种罩构件61，能够列举金属的非磁性构件、磁阻小的金属材料，例如能够选择不锈钢(stainlesssteel)、且磁阻小或者透磁率大的铁氧体系、马氏体系的材料。通过使用这种罩构件61，能够使基于励磁线圈50产生的磁场而得到并经过了由第二磁轭70以及第一磁轭40构成的磁路的磁通透过密封空间60内的磁粘性流体140以及磁性盘状件120。

罩构件61的至少一部分具有挠性，且作为能够调整密封空间60的容积的调整部而发挥功能。而且，在罩构件61中呈板状的上表面61a中的、在与中心轴11正交的方向上比与内壁部72的底面72a抵接的范围靠内侧的区域61c面向第一开口部90。因此，与磁粘性流体140中的压力变动相应地，至少罩构件61中的上述区域61c能够向第一开口部90(凹部)的空间内突出。这里，第一开口部90的空间包含第一开口部90的内部的空间以及第一开口部90与密封空间60之间的空间。因此，能够与密封空间60内的压力变动相应地使密封空间60内的容积变化。例如在密封空间60的内压上升了的情况下，通过使密封空间60内的容积增加从而补偿压力，在上升了的内压恢复原状时调整部的变形被解除而恢复到原来的状态。

这里，上述内侧的区域61c的范围(俯视下的面积)能够根据转矩产生装置10的规格、例如在密封空间60内假想的压力变动量来设定。另外，当伴随着该区域61c的范围的调整而变更第一开口部90的开口径、内壁部72的径向的尺寸时，能够任意地设定励磁线圈50所产生的磁场的磁路。

在以上的结构中，当对励磁线圈50施加电流时，形成具有以图4的箭头概略表示的方向的流动的磁场。另外，当对励磁线圈50向相反朝向施加电流时，形成与图4所示的箭头相反朝向的流动的磁场。在图4所示的例子中，磁通沿着中心轴11的方向从内壁部72向操作单元100的第一磁轭40侧上下横穿磁性盘状件120，该磁通在第一磁轭40中向远离中心轴11的方向行进。这里，通过设置第一开口部90从而内壁部72的下部具备向外周侧扩展那样的形状，因此底面72a的面积被限定。由此，能够使从内壁部72朝向第一磁轭40侧的磁通集中在底面72a。

在第一磁轭40内向远离中心轴11的方向行进的磁通在底部73a与第一磁轭40的外缘部42抵接的外壁部73中、即比励磁线圈50靠外侧的区域中，沿着中心轴11的方向从下向上行进，在上壁部74中向靠近中心轴11的方向行进。而且，该磁通在与励磁线圈50的内侧对应的内壁部72中，从上向下行进，再次横穿磁性盘状件120而到达第一磁轭40。

第一磁轭40的上表面中的、径向外侧的外缘部42配置为与外壁部73的底部73a的底面73ab对置，并经由罩构件61与外壁部73相互固定。由此，外壁部73与第一磁轭40磁连结，励磁线圈50产生的磁场的磁路从分离单元20扩展到操作单元100而形成为闭环状。

在这种磁路的磁场中，在内部空间71的下部形成有作为环状的开口的间隙70g，因此限制了磁通在内壁部72与外壁部73之间通过。另外，与内壁部72的底面72a抵接的罩构件61作为磁透过构件，而具有比间隙70g小的磁阻，因此确保从内壁部72的底面72a起沿着上下通过罩构件61而到达密封空间60内的磁路。

在磁性盘状件120中，仅沿着上下方向的方向的磁通横穿，在磁性盘状件120的内部，不产生沿着径向的磁通，或者即使产生沿着径向的磁通，其磁通密度也微小。通过该磁场，在第一磁轭40中产生沿着径向的磁力线，在第二磁轭70的外壁部73中产生与磁性盘状件120中的磁力线为相反方向且沿着上下方向的方向的磁力线。而且，在第二磁轭70的上壁部74中产生与第一磁轭40中的磁力线为相反方向且沿着径向的方向的磁力线。

在磁粘性流体140中，当对励磁线圈50施加电流而产生磁场时，对磁粘性流体140施加沿着上下方向的磁场。通过该磁场，在磁粘性流体140中分散的磁性颗粒沿着磁力线集聚，沿着上下方向排列的磁性颗粒相互磁连结，形成簇。在该状态下，当施加欲使轴体部110向以中心轴11为中心的方向旋转的力时，在连结了的磁性颗粒作用有剪切力，产生由这些磁性颗粒引起的阻力(由磁性盘状件120引起的旋转动作的转矩)。因此与未产生磁场的状态相比，能够使操作者感受到阻力。

与此相对，在未产生由励磁线圈50引起的磁场时，磁性颗粒未形成簇而分散在溶剂内。因此，当操作者操作轴体部110时，操作单元100不会受到大的阻力而是相对于分离单元20相对地旋转。

作为磁性盘状件120，采用了从轴体部110向径向外侧呈圆板状扩展的形状，因此与仅有轴体部110的情况相比，能够在较广的范围配置磁粘性流体140。通过轴体部110的操作而使磁性盘状件120旋转时的由磁粘性流体140引起的阻力的大小和与其旋转方向正交的面的磁粘性流体140的面积相关。由此，磁粘性流体140的配置范围越广，则越能够扩大阻力(转矩)的控制幅度。

如图5所示，转矩产生装置10具备上述的励磁线圈50以及与励磁线圈50电连接的控制部130。控制部130通过控制对励磁线圈50施加的电流，从而控制励磁线圈50生成的磁通以及与该磁通对应的磁路。由此，在磁粘性流体140以及磁性盘状件120中通过的磁通被控制，通过被控制的磁通的作用，在磁粘性流体140中分散的磁性颗粒沿着磁力线集聚，沿着上下方向排列的磁性颗粒相互磁连结，形成簇。在该状态下，当施加欲使轴体部110向以中心轴11为中心的方向旋转的力时，在连结了的磁性颗粒作用有剪切力，产生由这些磁性颗粒引起的阻力，因此能够控制轴体部110的操作者所感受到的阻力。

分离单元20与操作单元100能够通过粘合、嵌合、螺纹紧固等各种方法相互固定。在转矩产生装置10中，密封空间60成为与分离单元20独立的结构，因此能够在维持密封空间60并且在其内部保持有磁粘性流体140的状态下，将分离单元20与操作单元100相互分离而解体。由于能够如此分离，因此若准备标准化了的、分离单元与操作单元，则能够容易应对多种多样的结构的转矩产生装置。另外，对于分离单元与操作单元，能够将制造工序分离，因此生产线的构建的自由度提高。

以下，对变形例进行说明。

在上述第一实施方式中，使用了作为场产生部的励磁线圈50(磁场产生部)以及作为功能性材料的磁粘性流体140，但场产生部与功能性材料的组合并不限定于此。例如，也能够使用在密封空间60内能够流动的磁性粉。

另外，也可以是，作为场产生部，使用产生电场并且能够控制电场的电场产生部，作为功能性材料，使用电粘性流体。在该情况下，作为密封构件，优选使用具有能够使转矩产生装置10的电场产生部产生的电场向密封空间透过的大小的电阻的电透过材料。

在上述第一实施方式中，利用第一磁轭40与罩构件61这两个密封构件，形成了将磁性盘状件120的周围密封的密封空间60，但密封构件的数量、配置以及构成材料并不限定于此。特别地，若配置于磁路的密封构件是磁透过构件，则除此以外的位置的密封构件也可以由磁透过性低、即磁阻大的材料构成。

在上述第一实施方式中，在第一磁轭40与第二磁轭70中形成有磁路，但构成磁路的磁轭并不限定于此。例如，构成第二磁轭70的多个磁轭的组合并不限定于上述的内壁部72与上壁部74的组合。

若在能够应对密封空间60内的压力变动的范围内能够确保第二开口部91的下部的开口面积，则能够调整内壁部72的底面72a的平面形状。在上述的结构中，将内壁部72的下部向外侧扩展而设置第一开口部90，由此通过限定底面72a的面积使磁通集中从而提高了磁通密度，但也能够将底面72a的面积设定得更大。

<第二实施方式>

图6的(a)是表示第二实施方式的转矩产生装置的结构的剖视图，图6的(b)是表示第二实施方式中的罩构件261的结构的立体图。图6的(a)是与图2的(a)对应的位置的剖视图，图6的(b)是从上侧观察罩构件261而得到的立体图。

在第二实施方式中，代替第一实施方式中的作为第二密封构件以及调整部的罩构件61，而具备罩构件261(第二密封构件以及调整部)，该罩构件261具有波纹部262(波纹构造)。其他结构与第一实施方式相同，且对相同的构件使用相同的附图标记。

罩构件261如图6的(b)所示在俯视下呈圆形形状，且配置于励磁线圈50(磁场产生部)与磁性盘状件120(转子)之间。由此，利用在磁性盘状件120的下方配置的作为第一密封构件的第一磁轭40、以及作为第二密封构件的罩构件261这两个密封构件而形成密封空间260，利用该密封空间260将磁性盘状件120的整个周围密封。在该密封空间260封入有磁粘性流体140。

罩构件261是具有能够使转矩产生装置10的励磁线圈50(磁场产生部)产生的磁场向密封空间260内透过的大小的磁阻的磁透过构件，与第一实施方式的罩构件61同样地，优选为由金属且磁阻小的材料构成。

罩构件261具备作为调整部的波纹部262。波纹部262具有沿着以中心轴11为中心的周向呈环状设置并且沿着以中心轴11为中心的径向上下弯曲的波纹构造。如图6的(a)所示，波纹部262在径向上位于与第一开口部90对应的范围内。波纹部262具有基于其波纹构造的弹力，在密封空间260内的压力上升了的情况下，能够伸长，通过该伸长，罩构件261中的被波纹部262包围的区域263向第一开口部90(凹部)的空间内突出，因此密封空间260内的容积增大。另一方面，当上升了的压力恢复原状时，在波纹部262的弹力的作用下解除伸长而恢复到原来的状态。因此，能够与密封空间260内的压力变动相应地使密封空间260内的容积变化。通过具备波纹部262的结构，能够使密封空间260内的容积的调整量更大。

需要说明的是，其他作用、效果、变形例与第一实施方式相同。

<第三实施方式>

图7的(a)是表示第三实施方式的转矩产生装置的结构的剖视图，图7的(b)是表示第三实施方式的转矩产生装置的结构的分解立体图。图7的(a)是与图2的(a)对应的位置的剖视图，图7的(b)是从上侧观察作为第二密封构件的罩构件361而得到的立体图。

在第三实施方式中，代替第一实施方式中的作为第二密封构件以及调整部的罩构件61，而具备罩构件361(第二密封构件以及调整部)，该罩构件361具有挠性的变形板部362。其他结构与第一实施方式相同，且对相同的构件使用相同的附图标记。

罩构件361如图7的(b)所示在俯视时呈圆形形状，且配置于励磁线圈50(磁场产生部)与磁性盘状件120(转子)之间。由此，利用在磁性盘状件120的下方配置的作为第一密封构件的第一磁轭40、以及作为第二密封构件的罩构件361这两个密封构件而形成密封空间360，利用该密封空间360将磁性盘状件120的整个周围密封。在该密封空间360封入有磁粘性流体140。

罩构件361是具有能够使转矩产生装置10的励磁线圈50(磁场产生部)产生的磁场向密封空间360内透过的大小的磁阻的磁透过构件，与第一实施方式的罩构件61同样地，优选为由金属且磁阻小的材料构成。

罩构件361具备作为调整部的变形板部362。变形板部362是具有挠性的板状构件，且在以中心轴11为中心的径向上设置于罩构件361的中央部分。变形板部362呈以中心轴11为中心的俯视圆形形状，且位于与第一开口部90对应的范围内。变形板部362例如在罩构件361的中央部设置有上下贯通的孔部，并通过以从上侧将该孔部封闭的方式进行贴附而设置于罩构件361。

变形板部362在密封空间360内的压力上升了的情况下向第一开口部90(凹部)的空间内以朝上凸的方式变形，因此密封空间360内的容积增大。另一方面，当上升了的压力恢复原状时，在变形板部362的恢复力的作用下解除变形而恢复到原来的状态。因此，能够与密封空间360内的压力变动相应地使密封空间360内的容积变化。变形板部362能够任意地设定其面积、厚度，因此能够简便地实现与转矩产生装置的规格匹配的最佳调整部。

需要说明的是，其他作用、效果、变形例与第一实施方式相同。

<第四实施方式>

图8是表示第四实施方式的转矩产生装置的结构的剖视图，图9是图8的局部放大剖视图。图8是与图2的(a)对应的位置的剖视图。

在第一实施方式中，在轴体部110延伸的方向(中心轴11延伸的方向)上，作为磁场产生部的励磁线圈50配置于密封空间60的上侧，但只要是密封空间的外侧，则磁场产生部的位置并不限定于此。作为该一例，在第四实施方式中，作为磁场产生部的励磁线圈450配置于密封空间460的外侧，更具体而言，在以中心轴11为中心的径向上，配置于密封空间460的外侧。

另外，在第一实施方式中，作为转子使用了磁性盘状件120，但转子的形态但并不限定于此，例如也能够是如第四实施方式所示那样的圆柱状的转子(磁性圆柱体420)。

第四实施方式的转矩产生装置具备分离单元401以及操作单元400。

分离单元401具备作为磁场产生部(场产生部)的励磁线圈450以及作为固定构件的第二磁轭470。

励磁线圈450在以中心轴11为中心的径向上配置于密封空间460的外侧，且该励磁线圈450是包含第二磁轭470的内部空间471中以绕中心轴11的方式卷绕的导线的线圈。在励磁线圈450电连接有连接构件(未图示)，经由未图示的路径而对该连接构件供给电流。当对励磁线圈450通电时产生磁场。

如图8所示，第二磁轭470是呈以中心轴11为中心的中空圆筒状的磁性材料。第二磁轭470在内部具有供操作单元400贯穿的内周面470a，且第二磁轭470具备呈圆板状的底壁部473和上壁部474、以及被底壁部473和上壁部474上下夹着的筒状的外壁部472。被内周面470a包围的开口部490沿上下方向贯通第二磁轭470。而且，第二磁轭470在沿着中心轴11的方向的上下方向的中央具备以从内周面470a向径向外侧凹陷的方式形成的内部空间471。

外壁部472与上壁部474是分开形成的磁轭，并通过在固定于底壁部473的外壁部472的上表面上载置、固定上壁部474而形成第二磁轭470。励磁线圈450以沿着未载置上壁部474的状态的外壁部472的外周面的方式配置，之后，通过载置上壁部474，从而励磁线圈450由第二磁轭470包围。

需要说明的是，外壁部472与底壁部473既可以是一体的磁轭，也可以是分开形成的磁轭。

在内部空间471内配置励磁线圈450。因此，励磁线圈450在上下方向上由第二磁轭470夹着，且径向外侧也由第二磁轭470包围。通过这种结构，能够形成使励磁线圈450产生的磁场闭环的磁路(磁回路)。

在以上的结构中，通过与第一实施方式的控制部130相同的控制部的控制，从而当对励磁线圈450施加电流时，形成具有以图8的箭头概略表示的方向的流动的磁场。另外，当对励磁线圈450向相反朝向施加电流时，形成与图8所示的箭头相反朝向的流动的磁场。在图8所示的例子中，磁通沿着中心轴11的方向从上向下横穿磁性圆柱体420，该磁通在第二磁轭470的比励磁线圈450靠下侧的部分中，向远离中心轴11的方向行进。而且，该磁通在第二磁轭470的比励磁线圈450靠外侧的部分中从下向上行进，并在比励磁线圈450靠上侧的部分中向靠近中心轴11的方向行进。

操作单元400具备作为旋转轴的轴体部410、作为转子的磁性圆柱体420、作为第一密封构件的第一磁轭440以及作为第二密封构件的罩构件461。

轴体部410是沿着中心轴11上下延伸的棒状件。在其上部呈同心状固定有磁性圆柱体420。磁性圆柱体420是由磁性材料构成、且具有以与上下方向正交的方式配置的圆形平面的圆板状的构件。在磁性圆柱体420的中央设置有沿上下方向(厚度方向)贯通的孔部421，在该孔部421贯穿、固定有轴体部410。由此，轴体部410与磁性圆柱体420一体化，并能够以中心轴11为中心进行旋转动作。

第一磁轭440是具有以与上下方向正交的方式配置的圆形平面的圆板状的磁性材料，且在上下方向上的磁性圆柱体420的下方，配置为与轴体部410同心状。第一磁轭440具备将磁性圆柱体420支承为能够进行旋转动作的支承部。作为该支承部，在第一磁轭440的中央设置有沿着上下方向(厚度方向)贯通的孔部441，经由在该孔部441内配置的轴承以及O形密封圈(均未图示)而以能够以中心轴11为中心进行旋转动作的状态支承轴体部410。

在第一磁轭440上以包围磁性圆柱体420的周围的方式配置罩构件461。罩构件461在俯视下呈圆形形状，在径向上位于励磁线圈450(磁场产生部)与磁性圆柱体420(转子)之间，且上部461a向外部露出。由此，利用在磁性圆柱体420的下方配置的作为第一密封构件的第一磁轭440、以及作为第二密封构件的罩构件461这两个密封构件而形成密封空间460，利用该密封空间460将磁性圆柱体420的整个周围密封。

在密封空间460以能够流动的方式封入有作为功能性材料的、与第一实施方式的磁粘性流体140相同的磁粘性流体480。

作为第二密封构件的罩构件461与第一实施方式的罩构件61同样地，是具有能够使转矩产生装置的励磁线圈450(磁场产生部)产生的磁场向密封空间460内透过的大小的磁阻的磁透过构件。通过使用这种罩构件461，能够使基于励磁线圈450产生的磁场而得到的磁通透过密封空间460内的磁粘性流体480以及磁性圆柱体420。

罩构件461由具有挠性的材料构成，并作为能够调整密封空间460的容积的调整部而发挥功能。而且，罩构件461的上部461a向外部露出，因此能够与密封空间460中的压力变动相应地使作为调整部的上部461a向外侧突出。因此，能够与密封空间460内的压力变动相应地使密封空间460内的容积变化。例如在密封空间460的内压上升了的情况下，通过使密封空间460内的容积增加从而补偿压力，在上升了的内压恢复原状时上部461a的变形被解除而恢复到原来的状态。

在磁粘性流体480中，当对励磁线圈450施加电流而产生磁场时，对磁粘性流体480施加磁场。通过该磁场，在磁粘性流体480中分散的磁性颗粒沿着磁力线集聚，集聚的磁性颗粒相互磁连结，形成簇。在该状态下，当施加欲使轴体部410向以中心轴11为中心的方向旋转的力时，在连结了的磁性颗粒作用有剪切力，产生由这些磁性颗粒引起的阻力(转矩)。因此与未产生磁场的状态相比，能够使操作者感受到阻力。

与此相对，在未产生由励磁线圈450引起的磁场时，磁性颗粒未形成簇而分散在溶剂内。因此，当操作者操作轴体部410时，操作单元400不会受到大的阻力而是相对于分离单元401相对地旋转。或者，在未对励磁线圈450通电的状态下，在磁轭内存在残留磁通时，与该残留磁通的密度相应地在轴体部410残留阻力矩。

如以上所述，将作为磁场产生部的励磁线圈450配置于密封空间460的外侧，即使作为转子使用盘状以外的形态，也能够控制使操作者感受到的阻力。

在第四实施方式中使用了圆柱状的转子，但也可以是，对于与第一实施方式相同的使用了盘状的转子的操作单元，在以中心轴11为中心的径向上，将作为磁场产生部的励磁线圈配置于操作单元的外侧。在该情况下，通过利用上下的磁轭夹着盘状的转子，能够施加沿上下方向(沿着中心轴11的方向)通过盘状的转子的磁场。

需要说明的是，其他作用、效果、变形例与第一实施方式相同。

参照上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在改良的目的下或者本发明的思想的范围内进行改良或者变更。

工业上的可利用性

如以上那样，本发明的转矩产生装置在能够在可靠地保持磁粘性流体的同时进行解体、且能够将解体后的构成构件根据装置的规格再利用这方面是有用的。另外，即使转矩产生装置的产品规格不同也能够使部件共通。

附图标记说明

10 转矩产生装置

11 中心轴

20 分离单元

40 第一磁轭(第一密封构件)

41 孔部(支承部)

42 外缘部

50 励磁线圈(磁场产生部(场产生部))

60 密封空间

61 罩构件(第二密封构件、调整部)

61a 上表面

61b 外缘部

61c 内侧的区域

70 第二磁轭(固定构件)

70a 内周面

70b 外周面

70g 间隙

71 内部空间

72 内壁部

72a 底面

73 外壁部

73a 底部

73ab 底面

73ai 内周面

74 上壁部

90 第一开口部(凹部)

91 第二开口部

100 操作单元

110 轴体部(旋转轴)

120 磁性盘状件(转子)

121 孔部

130 控制部

140 磁粘性流体(功能性材料)

260 密封空间

261 罩构件(第二密封构件、调整部)

262 波纹部(波纹构造、调整部)

360 密封空间

361 罩构件(第二密封构件、调整部)

362 变形板部(调整部)

400 操作单元

401 分离单元

410 轴体部(旋转轴)

420 磁性圆柱体(转子)

440 第一磁轭(第一密封构件)

441 孔部(支承部)

450 励磁线圈(磁场产生部(场产生部))

460 密封空间

461 罩构件(第二密封构件、调整部)

461a 上部(调整部)

470 第二磁轭(固定构件)

470a 内周面

471 内部空间

480 磁粘性流体(功能性材料)

490 开口部。

Claims (12)

1.一种转矩产生装置，其特征在于，

所述转矩产生装置具备：

转子，其能够进行旋转动作；

密封构件，其将所述转子的周围密封而形成密封空间；

场产生部，其以能够与所述密封构件分离的方式配置于所述密封构件的外部，并产生通过所述密封空间的电场或者磁场；

控制部，其控制所述场产生部，而控制通过所述密封空间的电场或者磁场的大小；以及

功能性材料，其以能够流动的方式被封入所述密封空间内，并与通过所述密封空间的电场或者磁场的大小相应地使所述转子的所述旋转动作的转矩变化，

所述密封构件具备将所述转子支承为能够进行旋转动作的支承部，并以能够与所述场产生部分离的方式设置。

2.根据权利要求1所述的转矩产生装置，其中，

所述密封构件包括多个构件，多个所述构件中的第一密封构件具备所述支承部。

3.根据权利要求2所述的转矩产生装置，其中，

多个所述构件中的第二密封构件位于所述场产生部与所述转子之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的转矩产生装置，其中，

所述功能性材料是磁粘性流体，

所述场产生部是产生通过所述磁粘性流体的磁场的磁场产生部。

5.根据权利要求4所述的转矩产生装置，其中，

所述密封构件的位于所述场产生部与所述转子之间的部分是磁透过构件，所述磁透过构件具有能够使所述磁场产生部产生的磁场向所述密封空间透过的大小的磁阻。

6.根据权利要求5所述的转矩产生装置，其中，

所述磁透过构件由金属的非磁性构件构成，所述金属的非磁性构件能够使所述磁场产生部产生的磁场透过所述磁粘性流体。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的转矩产生装置，其中，

所述磁场产生部在所述转子的旋转的中心轴延伸的方向上配置于所述密封空间的上侧。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的转矩产生装置，其中，

所述磁场产生部在以所述转子的旋转的中心轴为中心的径向上配置于所述密封空间的外侧。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的转矩产生装置，其中，

所述转矩产生装置具有能够调整所述密封空间的容积的调整部。

10.根据权利要求9所述的转矩产生装置，其中，

所述调整部是所述密封构件所具有的挠性的板状构件，并能够通过所述板状构件的变形而调整所述密封空间的容积。

11.根据权利要求9所述的转矩产生装置，其中，

所述调整部是所述密封构件所具有的波纹构造，并能够通过所述波纹构造的变形而调整所述密封空间的容积。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的转矩产生装置，其中，

所述磁场产生部具备与所述密封构件连接的固定构件，

在所述固定构件设置有凹部，

所述调整部能够通过在所述凹部的空间内使所述密封构件变形，而调整所述密封空间的容积。

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