JP7111808B2 - トルク発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気粘性流体を用いて回転抵抗を変化させることができるトルク発生装置に関する。

特許文献１に記載の触覚インタフェースは、ユーザと相互作用する要素と、この要素が回転するように固定される回転シャフトと、磁気粘性タイプの流体と相互作用し、上記回転シャフトに回転するように固定される要素と、上記流体中に磁界を生成するためのシステムとを備える。上記流体と相互作用する要素は、開口部が形成され、及び／又は、レリーフの及び／又は凹型のパターンが形成され、縦軸を有する、少なくとも１つの円筒状の壁を有する。この構成において、磁界が印加された場合には、磁気粘性流体内に含まれる磁気粒子鎖が、レリーフに位置して、レリーフの変位に対する障害物を形成し、相互作用要素によって粒子鎖にせん断力が加わり、これによって、小さな体積で増大した制動力を提供する。

特許文献２に記載のブレーキ力伝達装置は、回転軸に固定された磁性体のディスクと、このディスクの上下に敷かれたＭＲ流体層と、コイルとを備え、コイルと軸方向に並ぶ位置に１枚配置されたディスクにおいて、コイルの端面をディスクに投影した領域に、空隙と磁性体のブリッジとが設けられている。この構成によって、応答性が良く、かつ、コンパクトなＭＲ流体ブレーキやクラッチを提供する。

特許５６０３８５６号公報 特開２０１１－２４７４０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の触覚インタフェースでは、磁気粘性流体内に含まれる磁気粒子鎖が、レリーフの変位に対する障害物を形成することで、増大した制動力を得ることができるものの、密閉チャンバ、ベル形状の要素、永久磁石、コイルなどからなる構成のため、小型化を実現することは難しかった。

特許文献２に記載のブレーキ力伝達装置では、ディスクの内周側の磁界の向きと外周側の磁界の向きとを反転させるために、コイル径に対してディスク径を大きくしているため、小型化が難しかった。

そこで本発明は、磁気粘性流体を用いたトルク発生装置であって、小型化に適し、かつ、大きなせん断力を得ることができるトルク発生装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のトルク発生装置は、回転軸を中心に回転動作可能な磁性ディスクと、回転軸と平行な第１の方向において、磁性ディスクを挟んだ両側にそれぞれ配置された、第１ヨーク及び第２ヨークと、磁性ディスクと第１ヨーク及び第２ヨークとの間に充填された磁気粘性流体と、第１の方向に沿った方向に見たときに磁性ディスクと重なるように配置されたコイルと、少なくとも磁性ディスク及びコイルの外側において、磁性ディスクに近接する領域を有し、第１ヨーク及び第２ヨークとともに、コイルが発生する磁界の磁路を構成する第３ヨークと、を備え、磁性ディスクは、第１ヨークに対向する面と第２ヨークに対向する面との少なくともいずれか一方にトルク増大部を有し、トルク増大部は、磁性ディスクにおいて、第１の方向に垂直な径方向としての第２の方向の外周領域に設けられ、磁気粘性流体のクラスタに対するせん断力を、外周領域よりも内側の内周領域に比べて大きくさせ、第３ヨークは、第１ヨークとの間に磁気ギャップを有し、磁気ギャップは、第１の方向に沿って見たときに、磁性ディスクの外周縁よりも外側、又は、磁性ディスクの外周縁と重なる位置に形成されていることを特徴としている。
これにより、磁性ディスクの外周縁を除く広い範囲において、第１ヨークと第２ヨークとの間を横断する磁界成分を主方向とする磁束を通過させることができ、この磁束の方向に基づいた方向に抵抗力（トルク）を発生させることができるため、装置を大型化することなく、かつ、トルク増大部を設けない構成と比較して大きなせん断力を得ることが可能となる。

本発明のトルク発生装置において、第１ヨークは、コイルと磁性ディスクとの間に、第１の方向に沿って見たときにコイルと磁性ディスクと重なる延在部を備えることが好ましい。
これにより、磁性ディスクにおいて、内周領域だけでなく、トルク増大部を設けた外周領域にも確実に磁力線を通過させることが可能となり、大きなせん断力の生成に資することができる。

本発明のトルク発生装置において、トルク増大部は、磁性ディスクの厚さ方向に貫通させた開口部を有することが好ましい。開口部は、第２の方向を長手方向とする長孔であるとよい。
これにより、第１ヨーク及び第２ヨークとの間に磁性ディスクの開口部を通過する磁束に応じた磁性粒子のクラスタが形成され、大きな抵抗力（トルク）を生じさせることができる。

本発明のトルク発生装置において、トルク増大部は、磁性ディスクの厚さ方向における凹凸として形成されていることが好ましい。トルク増大部は、凹凸が回転軸を中心とした同心円状に設けられた構成を備えるとよい。
これにより、磁性ディスクと第１ヨーク及び第２ヨークとの間の隙間の形状に凹凸ができ、大きな抵抗力（トルク）を生じさせることができる。

本発明のトルク発生装置において、トルク増大部では、磁性ディスクの内周領域に比べて、第１ヨーク及び第２ヨークとの間の隙間が小さいことが好ましい。第１ヨーク及び第２ヨークは、磁性ディスクの内周領域に対向する領域に、磁性ディスクとの隙間を大きくする凹部を有するとよい。
トルク増大部を設けることによって、内周領域における、第１ヨーク及び第２ヨークとの間の隙間を相対的に大きくすることができ、これにより、隙間の小さい外周領域がより一層トルク増大部として大きな抵抗力（トルク）を生じさせることができる。内周領域に対向する領域の凹部によって、初期トルクを小さく抑えることが可能となる。

本発明のトルク発生装置において、回転軸と直交する面内において、磁性ディスクの外周縁と、第３ヨークの外側面との距離が一定ではないことが好ましい。第３ヨークは平面視がほぼ四角形であるとよい。
これにより、第３ヨークの角部に対応する側壁部において広い磁路が確保でき、この磁路に沿って磁界が確実に生成される。

本発明によると、小型化に適し、かつ、大きなせん断力を得ることができるトルク発生装置を提供することができる。

（Ａ）はトルク発生装置の基本形態を上側から見た斜視図、（Ｂ）は図１（Ａ）のトルク発生装置を下側から見た斜視図である。 図１（Ａ）、（Ｂ）に示すトルク発生装置を上側から見た分解斜視図である。 図１（Ａ）、（Ｂ）に示すトルク発生装置を下側から見た分解斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩＶ－ＩＶ’線に沿った断面図であり、（Ｂ）は励磁コイルが発生した磁界を概念的に示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、図１（Ａ）のＶ－Ｖ’線に沿った断面図であり、（Ｂ）は励磁コイルが発生した磁界を概念的に示す図である。 図４（Ａ）の一部拡大図である。 図１（Ａ）、（Ｂ）に示すトルク発生装置の制御系統のブロック図である。 （Ａ）は第１実施形態における磁性ディスクの構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の磁性ディスクの斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ’線における断面図、（Ｄ）は第１実施形態の変形例の構成を示す断面図である。 第１実施形態の実施例１～５に係る磁性ディスクと比較例に係る磁性ディスクを用いた場合において、コイルへの印加電流とトルク発生装置の出力トルクとの関係を示すグラフである。 （Ａ）は第２実施形態における磁性ディスクの構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の磁性ディスクの斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ－Ｘ’線における断面図である。 （Ａ）は第３実施形態における磁性ディスクの構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の磁性ディスクの斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＸＩ－ＸＩ’線における断面図である。 （Ａ）は第４実施形態における磁性ディスクの構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の磁性ディスクの斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＸＩＩ－ＸＩＩ’線における断面図である。

＜基本形態＞
図１～図７を参照しつつ、トルク発生装置の基本形態について説明する。この基本形態においては、磁性ディスク１２０の形状を、上面１２４と下面１２５が平坦な略円板状として説明しているが、各実施形態における具体的な形状は後述する。

図１（Ａ）は基本形態に係るトルク発生装置１０を上側から見た斜視図、（Ｂ）はトルク発生装置１０を下側から見た斜視図である。図２と図３はトルク発生装置１０の分解斜視図である。図２は上側から見た分解斜視図、図３は下側から見た分解斜視図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩＶ－ＩＶ’線に沿った断面図であり、（Ｂ）は励磁コイル５０が発生した磁界を概念的に示す説明図である。図５（Ａ）、（Ｂ）は図１（Ａ）のＶ－Ｖ’線に沿った断面図であり、（Ｂ）は励磁コイルが発生した磁界を概念的に示す図である。図６は図４（Ａ）の一部拡大図である。図７はトルク発生装置１０の制御系統を示すブロック図である。

図１（Ａ）から図６において、説明の便宜上、中心軸１１に沿って上下方向を規定しているが、実際の使用時における方向を制限するものではない。中心軸１１に沿った方向を第１の方向とし、中心軸１１から、中心軸１１に直交する径方向を第２の方向と称する。以下の説明において、中心軸１１に沿って、上側から下側を見た状態を平面視ということがある。また、図２と図３においては、一部のネジや磁気粘性流体の表示を省略している。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、トルク発生装置１０は、保持部２０と、磁気測定部としてのホール素子５２と、操作部１００とを備える。操作部１００は、シャフト部１１０と磁性ディスク１２０とを含み、中心軸１１（回転軸）を中心として両方向に回転動作可能に保持部２０に支持されている。操作部１００は、支持部材１４０とラジアル軸受１５０を介して、回転可能な状態で保持部２０に支持されている（図２）。さらに、図４～図６に示すように、トルク発生装置１０内に設けた隙間８０には、磁気粘性流体１６０が満たされている。

保持部２０は、第１ヨーク３０、第２ヨーク４０、磁界発生部としての励磁コイル５０、環状部材６０、及び、上部ケースとしての第３ヨーク７０を含む。第１ヨーク３０、第２ヨーク４０、第３ヨーク７０は、それぞれ別々に加工されて形成されている。ただし、第１ヨーク３０、第２ヨーク４０、第３ヨーク７０のいずれかが組み合わされて一体に形成されていてもよい。

図２に示すように、第１ヨーク３０は、円環部３１と、円環部３１の上面から円環部３１と同心状に上側へ延びるように一体に設けられた円筒部３２とを備える。円環部３１と円筒部３２は、平面視において、中心軸１１を中心とする円形状をなしており、その外径は、円環部３１よりも円筒部３２の方が小さくされている。円環部３１と円筒部３２の外径の違いにより、円筒部３２の外周面３２ａの外側に段差部３３が形成される。また、第１ヨーク３０は、中心軸１１を中心とした平面視円形状の内周面３４を有する。内周面３４は、中心軸１１に沿って円環部３１と円筒部３２を貫いており、その内径は、上下方向の位置に応じて変化するように設定されている。

図４（Ａ）に示すように、第１ヨーク３０の段差部３３には磁界発生部としての励磁コイル５０が配設される。励磁コイル５０は、内周５０ａが円筒部３２の外周面３２ａに沿うような円環状をなしており、外周５０ｂは径方向において円環部３１の外周面３１ａよりも外側に位置する。よって、励磁コイル５０は、平面視において、延在部としての円環部３１に重なっている。励磁コイル５０は、中心軸１１の周りを回るように巻き付けられた導線を含むコイルである。励磁コイル５０には接続部材５１が電気的に接続され、第３ヨーク７０の上部から露出した接続部材５１の入力部５１ａに対して図示しない経路で電流が供給される。励磁コイル５０に電流が供給されると磁界が発生する。

第１ヨーク３０の円環部３１には、その外周面３１ａに沿って環状部材６０が固定されている。この環状部材６０は円環状をなしており、合成樹脂などの非磁性材料で構成される。第１ヨーク３０に固定された状態の環状部材６０は、平面視において、段差部３３に配設された励磁コイル５０と略同一の外径の円形状を有する。図６に示すように、環状部材６０の下面６１は、第１ヨーク３０の底面３５と略同一面を形成し、この面は、中心軸１１に直交する方向に沿って延びる。環状部材６０の径方向の厚みは、励磁コイル５０が発生した磁界が、環状部材６０を通じて径方向に通じることを妨げることができる厚みとなっている。また、環状部材６０の径方向の厚みは上下で変化してもよい。

図２に示すように、第２ヨーク４０は、円板状をなしており、第１ヨーク３０の下方に配設される。第２ヨーク４０は、中心軸１１に沿った上下方向に直交する上面４１を有する。この上面４１には、中心軸１１を囲んで上方に開口する環状の溝４２が設けられている。溝４２の中央には第２ヨーク４０を上下方向に貫通する孔部４３が形成されている。図６に示すように、孔部４３内には上下方向に延びる支持部材（ピボット支持部材）１４０が挿入されており、この支持部材１４０は第２ヨーク４０の下面４４に固定された保持具１４１によって第２ヨーク４０に固定されている。支持部材１４０は、上側へ開いた凹部としての受け部１４０ａを有し、この受け部１４０ａでシャフト部１１０の先端部を回転自在に受容する。

なお、ヨーク３０、４０の平面形状は必ずしも円形でなくてもよい。また、ヨークの分割は、上述の第１ヨーク３０と第２ヨーク４０のような組み合わせでなくても良く、分割位置によっては矩形状の平面形状とすることもできる。

図６に示すように、第１ヨーク３０の底面３５及び環状部材６０の下面６１と、第２ヨーク４０の上面４１とは、互いに略平行とされており、底面３５と上面４１との間に隙間８０が形成されている。

図３に示すように、第３ヨーク７０は、（１）励磁コイル５０、第１ヨーク３０、及び、環状部材６０と、（２）接続部材５１及びホール素子５２と、（３）ラジアル軸受１５０、シャフト部１１０、及び、磁性ディスク１２０とを内部に収容する空間７２を有する。この空間７２は、内周面７１によって平面視円形状に形成されており、第２ヨーク４０を配置することによって下部が閉じられる。空間７２は、第３ヨーク７０の上壁部７４と側壁部７５によって囲まれている。図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第３ヨーク７０は平面視略四角形である一方、空間７２は上述のように平面視円形状である。このため、側壁部７５の平面視形状、すなわち、第３ヨーク７０の側壁部７５の外側面の平面視形状は、第３ヨーク７０の角部が厚く、辺部が薄くなっている。

第２ヨーク４０は、第３ヨーク７０の側壁部７５を径方向に貫通するネジ（不図示）によって、第３ヨーク７０に固定される。これによって、第２ヨーク４０の外周面４５が第３ヨーク７０の側壁部７５に接触した状態で固定され、第２ヨーク４０と第３ヨーク７０とが互いに磁気的に接続される（図６参照）。なお、第２ヨーク４０と第３ヨーク７０との固定は、ねじ以外の手段、例えば溶接によって行うこともできる。

第１ヨーク３０、第２ヨーク４０、第３ヨーク７０を使用することで励磁コイル５０が発生する磁界を閉ループにする磁路（磁気回路）が形成できる。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第３ヨーク７０と第１ヨーク３０とは、第３ヨーク７０の上壁部７４を上下に貫通する複数のネジ９０で互いに固定されている。これにより、第１ヨーク３０の上部と第３ヨーク７０の上壁部７４とが接触した状態で固定され、この領域において、第１ヨーク３０と第３ヨーク７０が磁気的に接続される。

一方、第１ヨーク３０の円環部３１の外周面３１ａには、非磁性材料からなる環状部材６０が固定されており、この環状部材６０の外周面が第３ヨーク７０の内周面７１に接している。したがって、第１ヨーク３０の円環部３１と第３ヨーク７０の側壁部７５とは、中心軸１１に直交する方向において環状部材６０によって離間されており磁気ギャップＧが形成される。この磁気ギャップＧは、中心軸１１に沿った第１の方向においては、励磁コイル５０の底面から第２ヨーク４０の上面４１まで延びている。

また、径方向としての第２の方向においては、第１ヨーク３０と第２ヨーク４０との隙間８０内に配置された磁性ディスク１２０の外周縁１２６と第３ヨーク７０の内周面７１との隙間に対応している。磁気ギャップＧを設けることによって、励磁コイル５０が発生した磁界の磁束が、第１ヨーク３０の円環部３１から第３ヨーク７０の側壁部７５へ、また、磁性ディスク１２０から第３ヨーク７０の側壁部７５へ、中心軸１１に直交する方向に沿って通過することを規制することができる。第３ヨーク７０は、磁気ギャップＧによって、磁性ディスク１２０と励磁コイル５０の外側において磁性ディスク１２０に近接する領域が形成されている。

以上の構成において、励磁コイル５０に電流を印加すると図４（Ｂ）の矢印で概略的に示す方向の流れを有する磁界が形成される。また、励磁コイル５０に対して逆向きに電流を印加すると、図４（Ｂ）とは逆向きの流れの磁界が形成される。図４（Ｂ）に示す例では、中心軸１１の方向に沿って第１ヨーク３０から第２ヨーク４０側へ磁束が磁性ディスク１２０を横断し、この磁束は第２ヨーク４０では中心軸１１から遠ざかる方向へ進み、第３ヨーク７０の側壁部７５では中心軸１１の方向に沿って下から上へ進む。

さらに、第３ヨーク７０の上壁部７４では中心軸１１へ近づく方向へ進み、励磁コイル５０の内側に対応する領域で、上から下へ、すなわち第１ヨーク３０の円筒部３２側へ進み、励磁コイル５０の内側では下向きに進行し、再び磁性ディスク１２０を横断して第２ヨーク４０に至る。

このような磁路の磁界において、磁気ギャップＧが形成されているために、円環部３１及び磁性ディスク１２０から第３ヨーク７０の側壁部７５に磁束が通過することは規制されている。また、第２ヨーク４０と第３ヨーク７０の側壁部７５が磁気的に接続されているため、第２ヨーク４０から側壁部７５を通る磁路が確保される。さらに、上述のように、側壁部７５の平面視形状は、第３ヨーク７０の角部が厚く、辺部が薄くなっているため、特に角部に対応する側壁部７５において広い磁路が確保でき、この磁路に沿って磁界が確実に生成される（図５（Ｂ）参照）。なお、本実施形態では第３ヨーク７０が平面視略四角形であるが、磁路が確保できれば平面視円形やその他の形状であってもよい。

第３ヨーク７０は、中心軸１１を含む領域に略円柱形の貫通孔７３を有する。貫通孔７３は、第３ヨーク７０を上下方向に貫通している。この貫通孔７３内の空間は、第１ヨーク３０の内周面３４に囲まれた空間と、上下方向に連通している。

次に、操作部１００の構造について説明する。
図２・図３に示すように、操作軸としてのシャフト部１１０は、中心軸１１に沿って上下に延びる棒状材であり、上側の軸部１１１と、軸部１１１よりも下側に設けられた溝部１１２とを有する。溝部１１２は、外周面に中心軸１１を中心とした螺旋状の溝が設けられている。溝部１１２の下面中央に設けた先端部１１３は下に行くほど先細となる形状を有する。

図３に示すように、磁性ディスク１２０は、磁性材料で構成され、上下方向に直交するように配置される円形平面を有する円板状の部材である。磁性ディスク１２０の円形平面の中心には、上下方向に貫通する中央孔部１２１が設けられ、この中央孔部１２１を囲む位置には、磁性ディスク１２０を上下に貫通する複数の貫通孔部１２２が設けられている。磁性ディスク１２０は、下方から貫通孔部１２２内に挿通させたネジ９１の軸部をシャフト部１１０の溝部１１２内に嵌め込むことによって、シャフト部１１０に対して固定される。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シャフト部１１０は、軸部１１１がラジアル軸受１５０によって回転自在に支持され、溝部１１２の下端の先端部１１３が磁性ディスク１２０の中央孔部１２１を通じて支持部材（ピボット支持部材）１４０でピボット支持される。ラジアル軸受１５０は第３ヨーク７０及び第１ヨーク３０によって、上下方向の所定位置で支持される。溝部１１２の溝にはＯリング１１６が装着されている。これにより、シャフト部１１０は、第１ヨーク３０との密着性を維持しつつ、第１ヨーク３０、第２ヨーク４０、及び、第３ヨーク７０に対して、中心軸１１を中心として回転可能に支持される。軸部１１１の上部は第３ヨーク７０の上方に露出されており、軸部１１１の露出部分には、入力操作に必要な部材をシャフト部１１０に結合するための結合孔部１１４、１１５が設けられている。

図４～図６に示すように、磁性ディスク１２０は、第１ヨーク３０と第２ヨーク４０との間の隙間８０において、中心軸１１に直交する方向に延びるように配設されている。よって、磁性ディスク１２０は、中心軸１１に沿った方向において、励磁コイル５０と互いに重複するように位置する。これにより、磁性ディスク１２０は、平面視において、延在部としての円環部３１に重なる。ここで、磁性ディスク１２０と励磁コイル５０は、中心軸１１に沿った方向において、少なくとも一部が重複するように位置していればよい。図６に示すように、磁性ディスク１２０は、中心軸１１に沿った第１の方向に垂直で互いに対向しあう２つの面として、上面１２４と下面１２５を有している。磁性ディスク１２０の上面１２４と第１ヨーク３０の底面３５との間には隙間８１が存在し、また、磁性ディスク１２０の下面１２５と第２ヨーク４０の上面４１との間には隙間８２が存在する。さらに、磁性ディスク１２０の外周縁１２６と第３ヨーク７０の側壁部７５とは、磁気ギャップＧによって離間している。

シャフト部１１０を回転操作することによって磁性ディスク１２０が第１ヨーク３０及び第２ヨーク４０に対して相対的に回転するとき、磁性ディスク１２０の上面１２４と第１ヨーク３０の底面３５との間の上下方向の距離は、略一定に保たれ、磁性ディスク１２０の下面１２５と第２ヨーク４０の上面４１との間の上下方向の距離は略一定に保たれ、さらに、磁性ディスク１２０の外周縁１２６と側壁部７５の内周面７１との径方向の距離も略一定に維持される。

図４～図６に示すように、磁性ディスク１２０の周囲の隙間８０には磁気粘性流体１６０が満たされている。したがって、磁性ディスク１２０の上面１２４と第１ヨーク３０の底面３５とに上下方向を挟まれた隙間８１に磁気粘性流体１６０が存在し、かつ、磁性ディスク１２０の下面１２５と第２ヨーク４０の上面４１とに上下方向を挟まれた隙間８２にも磁気粘性流体１６０が存在する。さらに、磁性ディスク１２０の外周縁１２６と第３ヨーク７０の側壁部７５とに径方向に挟まれた空間（磁気ギャップＧ）にも磁気粘性流体１６０が存在する。磁性ディスク１２０の周囲の隙間８０は、シャフト部１１０、Ｏリング１１６、支持部材１４０、第１ヨーク３０、第２ヨーク４０、第３ヨーク７０、及び環状部材６０等で封止されている。このため、磁気粘性流体１６０は隙間８０内に確実に保持される。

ここで、隙間８０の全てが磁気粘性流体１６０で埋められていなくてもよい。例えば、磁気粘性流体１６０は、上面１２４側と下面１２５側とのいずれか一方のみに存在していてもよい。また、磁気粘性流体１６０は、隙間８０内に注入して充填するほか、磁性ディスク１２０の上面１２４や下面１２５、円環部３１の底面３５、第２ヨーク４０の上面４１、環状部材６０の下面６１、第３ヨーク７０の内周面７１などに塗布することによって隙間８０内に配置しても良い。

磁気粘性流体１６０は、磁界が印加されると粘度が変化する物質であり、例えば、非磁性の液体（溶媒）中に磁性材料からなる粒子（磁性粒子）が分散された流体である。磁気粘性流体１６０に含まれる磁性粒子としては、例えば、カーボンを含有した鉄系の粒子やフェライト粒子が好ましい。カーボンを含有した鉄系の粒子としては、例えば、カーボン含有量が０．１５％以上であることが好ましい。磁性粒子の直径は、例えば０．５μｍ以上が好ましく、さらには１μｍ以上が好ましい。磁気粘性流体１６０は、磁性粒子が重力で沈殿しにくくなるように、溶媒と磁性粒子を選定することが望ましい。さらに、磁気粘性流体１６０は、磁性粒子の沈殿を防ぐカップリング材を含むことが望ましい。

励磁コイル５０に対して電流が印加されると、上述したように図４（Ｂ）に示すような磁界が発生し、磁性ディスク１２０においては上下方向に沿った方向のみの磁束が横断し、磁性ディスク１２０の内部では、径方向に沿った磁束は生じないか生じてもその磁束密度はわずかである。この磁界により、第２ヨーク４０においては径方向に沿った磁力線が生じ、第３ヨーク７０の側壁部７５においては、磁性ディスク１２０における磁力線とは逆方向で上下方向に沿った方向の磁力線が生じる。さらに、第３ヨーク７０の上壁部７４においては、第２ヨーク４０における磁力線とは逆方向であって径方向に沿った方向の磁力線が生じる。

磁気粘性流体１６０においては、励磁コイル５０による磁界が生じていないときには、磁性粒子は溶媒内で分散されている。したがって、操作者がシャフト部１１０を操作すると、保持部２０は、大きな抵抗力を受けずに、操作部１００に対して相対的に回転する。あるいは、励磁コイル５０に通電されていない状態で、ヨーク内に残留磁束があるときは、その残留磁束の密度に応じてシャフト部１１０に抵抗トルクが残留する。

一方、励磁コイル５０に電流を印加して磁界を発生させると、磁気粘性流体１６０には上下方向に沿った磁界が与えられる。この磁界により、磁気粘性流体１６０中で分散していた磁性粒子は磁力線に沿って集まり、上下方向に沿って並んだ磁性粒子が磁気的に互いに連結され、クラスタが形成される。この状態において、中心軸１１を中心とする方向にシャフト部１１０を回転させようとする力を与えると、連結された磁性粒子にせん断力がはたらき、これらの磁性粒子による抵抗力（トルク）が生じる。このため、磁界を発生させていない状態と比べて操作者に抵抗力を感じさせることができる。

以上述べたように、シャフト部１１０から径方向外側に円板状に広がった磁性ディスク１２０を使用しているため、シャフト部１１０だけの場合に比べると広い範囲に磁気粘性流体１６０を配置できる。さらに、磁気粘性流体１６０の抵抗力の大きさは、第１ヨーク３０の底面３５又は第２ヨーク４０の上面４１に上下方向を挟まれた磁気粘性流体１６０の配置範囲の広さに関係する。特に、シャフト部１１０の操作によって磁性ディスク１２０を回転させたときの磁気粘性流体１６０による抵抗力の大きさは、その回転方向に直交する面の磁気粘性流体１６０の面積に関係する。よって、磁気粘性流体１６０の配置範囲が広くなるほど、抵抗力（トルク）の制御幅を広くすることができる。

図７は、トルク発生装置１０の制御系統のブロック図である。トルク発生装置１０は、上述の励磁コイル５０とホール素子５２のほかに制御部１３０をさらに備える。

図４（Ｂ）に示すように、磁気測定部としてのホール素子５２は、励磁コイル５０に電流を印加することによって発生する磁界の磁路に配置されている。より具体的には、ホール素子５２は、第３ヨーク７０の上壁部７４の内部のうち、励磁コイル５０の上方に配置されている。この位置への配置は、上壁部７４に設けた凹部内へホール素子５２を挿入することによって行い、接着によって固定する。このように、励磁コイル５０が発生する磁界の磁路にホール素子５２を配置することによって、この磁界による磁気を正確に測定することができ、また、励磁コイル５０への電流の印加を停止した後の残留磁場も正確に測定できる。なお、ホール素子５２は、励磁コイル５０へ電流を印加して磁性ディスク１２０周辺へ磁束を導いているときの磁束の変化に比例した値を検出できる場所に配置することが好ましく、例えば、第３ヨーク７０の四隅の肉厚部周辺がよい。

なお、ホール素子５２は、励磁コイル５０が発生する磁界の磁路上であればほかの位置に配置することもできる。また、磁気測定部としては、ホール素子に限定されず、例えば磁気抵抗効果素子を用いることもできる。

制御部１３０は、ホール素子５２によって測定される磁界の大きさに応じて、励磁コイル５０に印加する電流の大きさを制御し、これによって励磁コイル５０が発生する磁界の大きさを制御する。制御部１３０は、例えば、中央演算処理装置と記憶装置とを含み、記憶装置に記憶されたプログラムを中央演算処理装置で実行することにより制御を実行する。ホール素子５２によって測定された磁界と励磁コイル５０に印加する電流との関係は、計算によって逐次算出してもよいし、予め作成した対応テーブルに基づいて指定してもよく、また、これ以外の方法によって指定しても良い。このような制御によって、残留磁場をほぼゼロとすることができ、操作者に対して安定した操作感触を与えることができる。

また、残留磁場をほぼゼロとする制御に代えて、残留磁場が略一定値となるように制御することもできる。これによっても、操作者に対して安定した操作感触を与えることが可能となる。この制御においては、残留磁束密度を一定値、例えば３ｍＴ以上に保つようにすると、励磁コイル５０への電流の印加を長い時間にわたって行わなかったときに重力によって磁気粘性流体１６０中の磁性粒子が沈殿し、操作者が受ける感触が変化してしまうことを防ぐことができる。

ここで、ホール素子５２に加えて、機械的、電磁的、光学的又はその他の方法によって、保持部２０と操作部１００との相対的な位置を検出する検出部を設けても良い。この検出部は、例えばロータリーエンコーダーである。また、磁気測定部を設けない構成も可能である。

＜第１実施形態＞
図８（Ａ）は第１実施形態における磁性ディスク１７０の構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の磁性ディスク１７０の斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ’線における断面図であって、周囲の円環部３１、第２ヨーク４０、及び、環状部材６０も同時に示している。図８（Ｄ）は第１実施形態の変形例の構成を示す断面図であって、図８（Ｃ）に対応する位置の断面図である。図９は、第１実施形態の実施例１～５に係る磁性ディスクと比較例に係る磁性ディスクを用いた場合において、コイルへの印加電流（単位アンペア）とトルク発生装置の出力トルク（単位ｍＮｍ）との関係を示すグラフである。図９において、比較例は白抜きの四角印で示し、各実施例は黒の丸印で示している。

図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、磁性ディスク１７０は、上述の磁性ディスク１２０と同様に、磁性材料で構成され、全体として、上下方向（図８（Ａ）の紙面に垂直な方向）に直交するように配置される円形平面（上面１７４、下面１７５）を有する円板状の部材である。さらに、磁性ディスク１２０と同様に、円形平面の中心には、上下方向に貫通する中央孔部１７１が設けられ、この中央孔部１７１を囲む位置には、磁性ディスク１７０を上下に貫通する複数の貫通孔部１７２が設けられている。

さらに、磁性ディスク１７０は、その円形平面の中心から外周縁１７６へ向かう径方向に沿って設けられた、６つの切り欠き部１７３を備えている。これらの切り欠き部１７３は、トルク増大部として、径方向としての第２の方向の外周領域において、上記円形平面の中心に関して等角度間隔に配置されており、上下方向（磁性ディスク１７０の厚み方向）に貫通するように設けられている。これにより、切り欠き部１７３は、第２の方向を長手方向とする長孔状の開口部とされている。

切り欠き部１７３の形成は、磁性ディスク１７０の円板状部材の製造と同時に行ってもよいが、円板状部材の製造の後に、レーザー加工、エッチングその他の手段によって行っても良い。また、６つの切り欠き部１７３は、円形平面の径方向の長さ、及び、周方向の幅が互いに同一となるように形成されている。ここで、上記外周領域とは、磁性ディスクにおいて、径方向（第２の方向）の外側を含む領域であり、中心軸１１の方向において励磁コイル５０を投映した領域が含まれる。

なお、上記切り欠き部１７３は磁性ディスク１７０を上下に貫通するように設けたが、磁性ディスク１７０を貫通させることなく有底の凹部として設けても良い。この場合の凹部は、磁性ディスク１７０の上面１７４と下面１７５のいずれか一方に設けても良いし、両方に設けても良い。

また、図８（Ｄ）に示すように、第１ヨーク３０の円環部３１と第２ヨーク４０において、磁性ディスク１７０の内周領域、すなわち切り欠き部１７３が設けられていない領域に対向する領域に、凹部３０ａ、４０ａをそれぞれ設けるとよい。この凹部３０ａ、４０ａは、円環部３１と磁性ディスク１７０との隙間、及び、第２ヨーク４０と磁性ディスク１７０との隙間を大きくするように、上下に凹設されている。このような凹部３０ａ、４０ａを設けることにより、次の効果（１）、（２）を得ることができる。
（１）磁性ディスク１７０において、外周領域に選択的又は集中的に磁束を流しやすくなるため、磁界強度を上昇させたときにトルクを増加させやすくなる。
（２）円環部３１と磁性ディスク１７０との隙間、及び、第２ヨーク４０と磁性ディスク１７０との隙間が大きくなることから、磁気粘性流体に起因する粘性抵抗を低下させることができる。
なお、これらの凹部は、円環部３１と第２ヨーク４０の一方のみに設けても良い。

（実施例）
図９に示す実施例１～５と比較例における切り欠き部の構成は次のとおりである。ここで、実施例１～５と比較例で用いた磁性ディスクの円形平面の外径（外周縁の直径）は４５ｍｍで共通である。また、実施例１～５の切り欠き部は、図８（Ａ）～（Ｃ）に示す切り欠き部１７３と同様に、磁性ディスクの径方向において、外周縁から始まり、略半分の位置まで延びている点で共通している。さらにまた、実施例２、４、５は、図８（Ａ）～（Ｃ）に示す切り欠き部１７３と同様に、６つの切り欠き部が等角度間隔に設けられている。

実施例１：磁性ディスクを上下に貫通する切り欠き部を、磁性ディスクの円形平面の中心に関して等角度間隔に４つ設けた。切り欠き部の幅（磁性ディスクの周方向の幅、以下同様）は２ｍｍとした。
実施例２：磁性ディスクを上下に貫通する切り欠き部を、磁性ディスクの円形平面の中心に関して等角度間隔に６つ設けた。切り欠き部の幅は２ｍｍとした。
実施例３：磁性ディスクを上下に貫通する切り欠き部を、磁性ディスクの円形平面の中心に関して等角度間隔に８つ設けた。切り欠き部の幅は２ｍｍとした。

実施例４：磁性ディスクを上下に貫通する切り欠き部を、磁性ディスクの円形平面の中心に関して等角度間隔に６つ設けた。切り欠き部の幅は１ｍｍとした。
実施例５：磁性ディスクを上下に貫通する切り欠き部を、磁性ディスクの円形平面の中心に関して等角度間隔に６つ設けた。切り欠き部の幅は４ｍｍとした。
比較例：磁性ディスクを上下に貫通する切り欠き部は設けなかった。

図９において、実施例１～５は、互いに同程度とみなせる特性を示しており、また、比較例と比べて、同じ印加電流に対して大きな出力トルクが得られたことが分かる。したがって、切り欠き部を設けることにより、設けない場合（比較例）に比べて大きな抵抗力（トルク）を生じさせることができ、ブレーキトルク性能が向上することが分かった。これは、切り欠き部１７３を設けることで円環部３１と第２ヨーク４０の間の隙間の形状に凹凸が生じたことにより、例えば、（１）中心軸１１を中心として磁性ディスク１７０を回転させたときに生じるせん断力が、磁性ディスク１７０の周方向において一様でなくなり、全体としてせん断力が大きくなること、（２）切り欠き部１７３のある部分とない部分とで磁性粒子のクラスタの長さや密度が異なること、（３）切り欠き部１７３のある部分とない部分とで磁力線の方向や密度が異なること、（４）切り欠き部１７３が磁性ディスク１７０の厚さ方向に貫通している場合は、切り欠き部１７３を通過する磁束に応じた磁性粒子のクラスタが形成され、磁性ディスク１７０を回転させたときにクラスタが切断されることなどに起因すると考えられる。

＜第２実施形態＞
図１０（Ａ）は第２実施形態における磁性ディスク１８０の構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の磁性ディスク１８０の斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ－Ｘ’線における断面図であって、周囲の円環部３１、第２ヨーク４０、及び、環状部材６０も同時に示している。

図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、磁性ディスク１８０は、上述の磁性ディスク１２０、１７０と同様に、磁性材料で構成され、全体として、上下方向（図１０（Ａ）の紙面に垂直な方向）に直交するように配置される円形平面（上面１８４、下面１８５）を有する円板状の部材である。さらに、磁性ディスク１２０、１７０と同様に、円形平面の中心には、上下方向に貫通する中央孔部１８１が設けられ、この中央孔部１８１を囲む位置には、磁性ディスク１８０を上下に貫通する複数の貫通孔部１８２が設けられている。

さらに、磁性ディスク１８０は、その円形平面の周方向に沿って同心円状に設けられた、３つの溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃを備えている。これらの溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃは、トルク増大部として、径方向としての第２の方向の外周領域に設けられ、第２の方向において等間隔に等幅で形成されている。溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃは、第２の方向において、外周縁１８６から内側へ順に配置されており、それぞれが、上面１８４側からと、下面１８５側とから有底溝状に設けられている。これにより、図１０（Ｃ）に示すように、トルク増大部は、上面１８４及び下面１８５に対して複数の凹凸として形成される。溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃの形成は、磁性ディスク１８０の円板状部材の製造と同時に行ってもよいが、円板状部材の製造の後に、レーザー加工、エッチングその他の手段によって行っても良い。

なお、上記溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃは磁性ディスク１８０を上面１８４と下面１８５の両方から内側へそれぞれ凹設していたが、上面１８４と下面１８５のいずれか一方のみから凹設する構成でもよい。また、溝部の本数や幅は図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す例に限定されない。

また、第１実施形態と同様に、第１ヨーク３０の円環部３１と第２ヨーク４０において、磁性ディスク１７０の内周領域に対向する領域に凹部をそれぞれ設けると、励磁コイル５０に電流を供給していない状態における抵抗力（初期トルク）を小さくすることができる。

さらにまた、第１実施形態の切り欠き部１７３も併せて設けることも好ましい。これにより、円環部３１と第２ヨーク４０の間の隙間の形状にさらに凹凸を設けることができる。

第２実施形態の構成の磁性ディスク１８０と、溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃを設けていない磁性ディスクとについて、図９と同様に、コイルへの印加電流に対するトルク発生装置の出力トルクを測定したところ、磁性ディスク１８０の方が、同じ印加電流に対して大きな出力トルクが得られたことが分かった。したがって、溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃを設けることにより、設けない場合に比べて大きな抵抗力（トルク）を生じさせることができ、ブレーキトルク性能が向上することが分かった。これは、溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃを設けることで円環部３１と第２ヨーク４０の間の隙間の形状に凹凸が生じたことにより、例えば、（１）中心軸１１を中心として磁性ディスク１８０を回転させたときに生じるせん断力が、磁性ディスク１８０の径方向において一様でなくなり、全体としてせん断力が大きくなったこと、（２）溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃのある部分とない部分とで磁性粒子のクラスタの長さや密度が異なること、（３）溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃのある部分とない部分とで磁力線の方向や密度が異なることなどに起因すると考えられる。

＜第３実施形態＞
図１１（Ａ）は第３実施形態における磁性ディスク１９０の構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の磁性ディスク１９０の斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＸＩ－ＸＩ’線における断面図であって、周囲の円環部３１、第２ヨーク４０、及び、環状部材６０も同時に示している。

図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、磁性ディスク１９０は、上述の磁性ディスク１２０、１７０、１８０と同様に、磁性材料で構成され、全体として、上下方向（図１１（Ａ）の紙面に垂直な方向）に直交するように配置される円形平面（上面１９４、下面１９５）を有する円板状の部材である。さらに、磁性ディスク１２０、１７０、１８０と同様に、円形平面の中心には、上下方向に貫通する中央孔部１９１が設けられている。

さらに、磁性ディスク１９０は、その円形平面の径方向内側に設けられた凹部１９３を備えている。この凹部１９３は、径方向としての第２の方向（中心から外周縁１９６へ向かう方向）の内周領域において、上面１９４及び下面１９５から上下方向内側へ有底状に凹設されている。ここで、図１１（Ａ）、（Ｂ）においては、凹部１９３が設けられていない外周領域の上面１９４に斜線を付して示している。これにより、図１１（Ｃ）に示すように、磁性ディスク１９０は、外周領域と内周領域とで凹凸が形成され、凹部１９３よりも厚い外側領域がトルク増大部として機能する。凹部１９３の形成は、磁性ディスク１９０の円板状部材の製造と同時に行ってもよいが、円板状部材の製造の後に、レーザー加工、エッチングその他の手段によって行っても良い。

なお、上記凹部１９３は磁性ディスク１９０を上面１９４と下面１９５の両方から内側へそれぞれ凹設していたが、上面１９４と下面１９５のいずれか一方のみから凹設する構成でもよい。また、径方向における溝部のサイズは図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す例に限定されない。

また、第１実施形態と同様に、第１ヨーク３０の円環部３１と第２ヨーク４０において、磁性ディスク１９０の内周領域に対向する領域に凹部をそれぞれ設けると、励磁コイル５０に電流を供給していない状態における抵抗力（初期トルク）を小さくすることができる。

さらにまた、第１実施形態の切り欠き部１７３を併せて設けることも好ましい。これにより、円環部３１と第２ヨーク４０の間の隙間の形状にさらに凹凸を設けることができる。

第３実施形態の構成の磁性ディスク１９０と、凹部１９３を設けていない磁性ディスクとについて、図９と同様に、コイルへの印加電流に対するトルク発生装置の出力トルクを測定したところ、磁性ディスク１９０の方が、同じ印加電流に対して大きな出力トルクが得られたことが分かった。したがって、凹部１９３を設けることにより、設けない場合に比べて大きな抵抗力（トルク）を生じさせることができ、ブレーキトルク性能が向上することが分かった。これは、第１実施形態と同様の理由のほか、内周領域における第１ヨーク３０及び第２ヨーク４０との隙間を相対的に大きくすることができ、これにより、凹部１９３を設けておらず、隙間の小さい外周領域（磁界集中部（図１１（Ａ）、（Ｂ）における斜線部分））において磁束密度が高まることも起因していると考えられる。

さらに、磁性ディスク１９０と、凹部１９３を設けていない磁性ディスクとを比較すると、凹部１９３を設けた領域において磁性ディスク１９０が薄くなっており、磁性ディスク１９０の方が初期トルクを小さくできることが分かった。

＜第４実施形態＞
図１２（Ａ）は第４実施形態における磁性ディスク２００の構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の磁性ディスク２００の斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＸＩＩ－ＸＩＩ’線における断面図であって、周囲の円環部３１、第２ヨーク４０、及び、環状部材６０も同時に示している。

第４実施形態の磁性ディスク２００においては、第３実施形態の凹部１９３と同様に、径方向（第２の方向）の内周領域に凹部２０３ｄを設けるとともに、第２実施形態の溝部１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃと同様に、トルク増大部として、径方向（第２の方向）の外周領域に３つの有底の溝部２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃを等間隔に設けている。

ここで、磁性ディスク２００は、上述の磁性ディスク１２０、１７０、１８０と同様に、磁性材料で構成され、全体として、上下方向（図１２（Ａ）の紙面に垂直な方向）に直交するように配置される円形平面（上面２０４、下面２０５）を有する円板状の部材である。この円形平面の中心には、上下方向に貫通する中央孔部２０１が設けられ、この中央孔部２０１を囲む位置には、磁性ディスク２００を上下に貫通する複数の貫通孔部２０２が設けられている。

このような構成により、溝部２０３ａ～２０３ｃを設けることで、設けない場合に比べて大きな抵抗力（トルク）を生じさせることができ、ブレーキトルク性能が向上する。さらに、凹部２０３ｄを設けることで初期トルクを小さくできる。すなわち、上記の構成を備えることにより、電流を印加していない状態ではトルクが小さく、電流を印加したときには印加電流に対する応答性が高く効率的なトルク発生装置となる。

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的又は本発明の思想の範囲内において改良又は変更が可能である。例えば、上記の実施例ではディスク外径は４５ｍｍであったが、これに限定されず、トルク装置のディスク外径はメータサイズであってもよい。ディスク外径が大きくなってもトルク発生装置を相対的に小型化できるため、本発明に係るトルク発生装置では、装置の体積当たりのブレーキトルクを大きくすることができる。

以上のように、本発明に係るトルク発生装置は、小型化に適し、かつ、大きなせん断力を得ることができる点で有用である。

１０ トルク発生装置
１１ 中心軸
２０ 保持部
３０ 第１ヨーク
３０ａ 凹部
３１ 円環部
３２ 円筒部
３３ 段差部
３４ 内周面
３５ 底面
４０ 第２ヨーク
４０ａ 凹部
４１ 上面
４２ 溝
４３ 孔部
５０ 励磁コイル（磁界発生部）
５１ 接続部材
５２ ホール素子（磁気測定部）
６０ 環状部材
７０ 第３ヨーク
７１ 内周面
７２ 空間
７３ 貫通孔
７４ 上壁部
７５ 側壁部
８０、８１、８２ 隙間
１００ 操作部
１１０ シャフト部（操作軸）
１１１ 軸部（操作軸）
１１２ 溝部
１１３ 先端部
１１４、１１５ 結合孔部
１２０ 磁性ディスク
１２１ 中央孔部
１２２ 貫通孔部
１２４ 上面
１２５ 下面
１２６ 外周縁
１３０ 制御部
１４０ 支持部材
１５０ ラジアル軸受
１６０ 磁気粘性流体
１７０ 磁性ディスク
１７１ 中央孔部
１７２ 貫通孔部
１７３ 切り欠き部（開口部）
１７４ 上面
１７５ 下面
１７６ 外周縁
１８０ 磁性ディスク
１８１ 中央孔部
１８２ 貫通孔部
１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃ 溝部
１８４ 上面
１８５ 下面
１８６ 外周縁
１９０ 磁性ディスク
１９１ 中央孔部
１９３ 凹部
１９４ 上面
１９５ 下面
１９６ 外周縁
２００ 磁性ディスク
２０１ 中央孔部
２０２ 貫通孔部
２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ 溝部
２０３ｄ 凹部
２０４ 上面
２０５ 下面
２０６ 外周縁
Ｇ 磁気ギャップ

Claims (10)

1. 回転軸を中心に回転動作可能な磁性ディスクと、
   前記回転軸と平行な第１の方向において、前記磁性ディスクを挟んだ両側にそれぞれ配置された、第１ヨーク及び第２ヨークと、
   前記磁性ディスクと前記第１ヨーク及び前記第２ヨークとの間に充填された磁気粘性流体と、
   前記第１の方向に沿った方向に見たときに前記磁性ディスクと重なるように配置されたコイルと、
   少なくとも前記磁性ディスク及び前記コイルの外側において、前記磁性ディスクに近接する領域を有し、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークとともに、前記コイルが発生する磁界の磁路を構成する第３ヨークと、
   非磁性材料で構成され、前記第１ヨークの外周面に沿って固定された環状部材と、を備え、
   前記磁性ディスクは、前記第１ヨークに対向する面と前記第２ヨークに対向する面との少なくともいずれか一方にトルク増大部を有し、
   前記トルク増大部は、前記磁性ディスクにおいて、前記第１の方向に垂直な径方向としての第２の方向の外周領域に設けられ、前記磁気粘性流体のクラスタに対するせん断力を、前記外周領域よりも内側の内周領域に比べて大きくさせ、
   前記第３ヨークは、前記第１ヨークとの間に磁気ギャップを有し、
   前記磁気ギャップは、前記第１の方向に沿って見たときに、前記磁性ディスクの外周縁よりも外側、又は、前記磁性ディスクの外周縁と重なる位置に形成されており、
   前記第２ヨークの外周面が前記第３ヨークの側壁部に接触し、
   前記第１ヨークの上部と前記第３ヨークの上壁部とが接触し、
   前記環状部材の外周面は前記第３ヨークの内周面に接していることを特徴とするトルク発生装置。
2. 前記第１ヨークは、前記コイルと前記磁性ディスクとの間に、前記第１の方向に沿って見たときに前記コイルと前記磁性ディスクと重なる円環部と、前記円環部の上面から前記円環部と同心状に上側へ延びるように一体に設けられた円筒部とを有し、
   前記円環部の外径より、前記円筒部の外径が小さく、
   前記コイルの内周が前記円筒部の外周面に沿っている請求項１に記載のトルク発生装置。
3. 前記磁気ギャップは、中心軸に沿った第１の方向においては、前記コイルの底面から前記第２ヨークの上面まで延びている請求項１又は請求項２に記載のトルク発生装置。
4. 前記環状部材は前記円環部の外周面に沿って固定され、
   前記環状部材は、平面視において、前記コイルと同一の外径の円形状を有し、
   前記環状部材の下面は、前記第１ヨークの底面と同一面を形成する請求項２に記載のトルク発生装置。
5. 前記トルク増大部は、前記磁性ディスクの厚さ方向に貫通させた開口部を有し、
   前記開口部は、前記第２の方向を長手方向とする長孔である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のトルク発生装置。
6. 前記トルク増大部は、前記磁性ディスクの厚さ方向における凹凸として形成され、前記凹凸が前記回転軸を中心とした同心円状に設けられた構成を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のトルク発生装置。
7. 前記トルク増大部においては、前記磁性ディスクの内周領域に比べて、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークとの間の隙間が小さい請求項１又は請求項２に記載のトルク発生装置。
8. 前記第１ヨーク及び前記第２ヨークは、前記磁性ディスクの前記内周領域に対向する領域に、前記磁性ディスクとの隙間を大きくする凹部を有する請求項７に記載のトルク発生装置。
9. 前記回転軸と直交する面内において、前記磁性ディスクの外周縁と、前記第３ヨークの外側面との距離が一定ではない請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のトルク発生装置。
10. 前記第３ヨークは平面視がほぼ四角形である請求項９に記載のトルク発生装置。

Images