JP2016048090A - トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦熱を逃げ易くして耐久性向上を可能とし且つ特性の変動を抑制するトルク伝達装置を提供する。
【解決手段】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両部材間のトルク伝達を制御可能なクラッチ部７を備え、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、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仕切り部材である受け皿セット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。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

しかし、特許文献１のトルク伝達装置は、固定プレート及び回転プレートと摩擦摺動材とが複数軸方向に直接連接され、特許文献２の動力伝達装置も、同様にアウター・クラッチ板及びインナー・クラッチ板と摩擦摺動材とが複数軸方向に直接連接された構造となっている。

このため、特許文献１では回転プレートと摩擦摺動材との摺動による摩擦熱がケース外に逃げにくく、特許文献２ではインナー・クラッチ板と摩擦摺動材との摺動による摩擦熱がハウジング外に逃げにくく、耐久性が損なわれるというおそれがあった。

また、特許文献１のトルク伝達装置及び特許文献２の動力伝達装置では、固定プレート及び回転プレート或はアウター・クラッチ板及びインナー・クラッチ板が連接される軸方向を水平にしたときと垂直にしたときとで特性に差が生じるおそれもある。例えば、軸方向を垂直にして用いる場合は、下にいくに従いプレート又はクラッチ板の重量が積算されて、摩擦面に掛かる面圧が軸方向を水平にして用いる場合よりも高くなってしまう。

特開２０１３−１７７９０７号公報 特開２０１２−１２７３９７号公報

解決しようとする問題点は、摩擦熱が逃げにくく耐久性が損なわれるおそれがあると共に特性に変動が生じやすかった点である。

本発明は、摩擦熱を逃げ易くして耐久性向上を可能とし且つ特性の変動を抑制するため、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の組み合わせの単位クラッチセットを軸方向で複数備え、前記クラッチ部を収容する空間部を前記軸方向に複数設けられた仕切り部材により複数の収容空間に分離し、前記複数の単位クラッチセットを前記複数の収容空間に振り分けて収容することを特徴とする。

本発明は、上記構成であるから、複数の単位クラッチセットのアウター・プレート及びインナー・プレートの何れかと機能性材との摩擦熱を、軸方向の複数個所において仕切り部材を介して放熱させることができ、摩擦熱による温度上昇を抑制し、耐久性を向上させることができる。

また、本発明では、収容空間に収容された単位クラッチセットを他の収容空間に収容された単位クラッチセットから分離させることができ、例えば軸方向の一側を他側に対して鉛直方向の上方に配置しても、収容空間の単位クラッチセットに他の収容空間の単位クラッチセット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。

トルク伝達装置の断面図である。（実施例１） 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１０のクラッチ部の皿ばねの正面図である。（実施例１） 図１５の皿ばねの側面図である。（実施例１） 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）

摩擦熱を逃げ易くして耐久性向上を可能とし且つ特性の変動を抑制するという目的を、アウター・プレート及びインナー・プレートの間に機能性材を介設した単位クラッチセットを軸方向で複数備え、軸方向に複数設けられた仕切り部材による複数の収容空間に複数の単位クラッチセットを振り分けて収容することで実現した。

各仕切り部材の外周部は、単位クラッチセットの外周部よりも外周側に突出させてもよい。

各仕切り部材は、プレート状の受け皿と該受け皿に対向して単位クラッチセットを収容するための一定の間隔の収容空間を受け皿に対して軸方向に形成するスペーサーとを有してもよい。

この場合、受け皿は、外周に周壁部を有するドーナツ盤状とし、スペーサーは、ドーナツ盤状に形成され、受け皿の周壁部がスぺーサーに当接して収容空間を形成してもよい。スペーサーは、隣接する一対の仕切り部材で共有することも可能である。

各収容空間には、一対の前記単位クラッチセットが前記インナー・プレートの背中を合わせるように配置してもよい。

この場合は、背中合わせのインナー・プレート間に、皿ばねを介設してもよい。

［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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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両部材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。

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。

そして、本実施例では、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仕切り部材である受け皿セット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、本実施例では、複数の単位クラッチセット６０の固定プレート５５及び回転プレート５７の何れか（本実施例では回転プレート５７）と吸着シート５９との摩擦熱を、軸方向の複数個所において受け皿セット６１を介して放熱させることができ、摩擦熱による温度上昇を抑制し、耐久性を向上させることができる。

また、本実施例では、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、軸方向の一側を他側に対して鉛直方向の上方に配置しても、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。

各受け皿セット６１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しているので、回転プレート５７と吸着シート５９との摩擦熱は、受け皿セット６１（受け皿６５又はスペーサー６７）に伝達されて受け皿セット６１（受け皿６５又はスペーサー６７）の外周部から効果的に放熱することができる。また、摩擦熱は、受け皿セット６１の突出によって確保可能な吸着シート５９の外周側の空間部を介して効果的に放熱される。このため、摩擦熱が生じる部分に対して径方向にずれた外周部分において確実に放熱がなされ、摩擦熱による温度上昇を抑制し、耐久性を向上させることができる。

本実施例では、各受け皿セット６１がプレート状の受け皿６１及びスペーサー６７を有し、それら受け皿６１及びスペーサー６７が軸方向に対向して単位クラッチセット６０を収容するための収容空間Ｓを形成する。

このため、本実施例では、各受け皿セット６１内において確実に収容空間Ｓを形成することができる。加えて、各受け皿セット６１内では、単位クラッチセット６０と受け皿６５及びスペーサー６７との関係において、受け皿６５及びスペーサー６７の単位クラッチセット６０に対する外周側への突出を容易に設定することができる。さらに、単位クラッチセット６０を収容した受け皿セット６１により、単位クラッチセット６０及び受け皿セット６１の取り扱いが容易となり、組み付け性も向上することができる。

受け皿セット６１は、受け皿６５が外周に周壁部６５ｂを有するドーナツ盤状に形成され、スペーサー６７がドーナツ盤状に形成され、受け皿６５の周壁部６５ｂがスペーサー６７に当接して一定の間隔を形成する。

このため、単位クラッチセット６０を受け皿６５及びスペーサー６７間の一定間隔の収容空間Ｓ内に確実に収容させることができる。

また、本実施例では、受け皿６５及びスペーサー６７間に、単位クラッチセット６０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た。

このため、一対の単位クラッチセット６０を一纏めにして収容空間Ｓに収容することができながら、各単位クラッチセット６０において固定プレート５５及び回転プレート５７と吸着シート５９とのトルク伝達特性を１：１の関係で設定することができ、特性の設定を容易且つ正確に行わせることができる。しかも、受け皿セット６１間で単位クラッチセット６０の一対が独立しているため、設定をより容易に行わせることができる。

このような構成でも、一対の単位クラッチセット６０であれば、トルク伝達装置１を軸方向の一側を他側に対して上方に配置した際も、同一の収容空間Ｓ内で一方の単位クラッチセット６０によって他方の単位クラッチセット６０に積算される重量が少なく、特性の変動を抑制することができる。

また、本実施例では、背中合わせの固定プレート５５及び回転プレート５７間に皿ばね６３を介設したので、固定プレート５５及び回転プレート５７と吸着シート５９との間に適度な与圧を付与して、安定したトルク伝達を行うことがができる。

また、本実施例では、スペーサー６７が隣接する受け皿セット６１の一対で共有されるので、各受け皿セット６１により単位クラッチセット６０を収容しながら、軸方向の寸法増大を抑制することができる。しかも、隣接する受け皿セット６１を組みとして、取り扱いを、より容易にすることができる。

ケース３は、受け皿セット６１を貫通する固定プレート案内ピン１６を備え、クラッチ部７の固定プレート５５が、固定プレート案内ピン１６に係合する。

このため、ケース３に対する受け皿セット６１の係合を固定プレート５５が係合する固定プレート案内ピン１６を利用し、構造を簡単にすることができる。

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
１６ 固定プレート案内ピン（ピン）
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 ラバー・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）
６０ 単位クラッチセット
６１ 受け皿セット（仕切り部材）
６３ 皿ばね
６５ 受け皿（仕切り部材）
６７ スペーサー（仕切り部材）
７１ 接続部
Ｓ 収容空間

Claims (8)

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の組み合わせの単位クラッチセットを軸方向で複数備え、
   前記クラッチ部を収容する空間部を前記軸方向に複数設けられた仕切り部材により複数の収容空間に分離し、前記複数の単位クラッチセットを前記複数の収容空間に振り分けて収容する、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
2. 請求項１記載のトルク伝達装置であって、
   各仕切り部材の外周部を、前記単位クラッチセットの外周部よりも外周側に突出させた、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
3. 請求項１又は２記載のトルク伝達装置であって、
   各仕切り部材は、プレート状の受け皿と該受け皿に対向して前記単位クラッチセットを収容するための一定の間隔の収容空間を前記受け皿に対して軸方向に形成するスペーサーとを有する、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
4. 請求項３記載のトルク伝達装置であって、
   前記受け皿は、外周に周壁部を有するドーナツ盤状であり、前記スペーサーは、ドーナツ盤状に形成され、前記受け皿の周壁部が前記スぺーサーに当接して前記収容空間を形成する、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
5. 請求項２〜４の何れか一項に記載のトルク伝達装置であって、
   前記スペーサーは、隣接する一対の前記仕切り部材で共有される、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のトルク伝達装置であって、
   各収容空間に、一対の前記単位クラッチセットが前記インナー・プレートの背中を合わせるように配置された、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
7. 請求項６記載のトルク伝達装置であって、
   前記背中合わせのインナー・プレート間に、皿ばねを介設した、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のトルク伝達装置であって、
   前記外側部材は、前記仕切り部材を貫通するピンを備え、
   前記クラッチ部のアウター・プレートが、前記ピンに係合する、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。

Images