特許 6483573 動力伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6483573

(24)【登録日】2019年2月22日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】動力伝達装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 37/02 20060101AFI20190304BHJP

【ＦＩ】

   F16D37/02 E

【請求項の数】13

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-165383(P2015-165383)

(22)【出願日】2015年8月25日

(65)【公開番号】特開2016-80165(P2016-80165A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年11月20日

(31)【優先権主張番号】特願2014-213389(P2014-213389)

(32)【優先日】2014年10月20日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2014-213386(P2014-213386)

(32)【優先日】2014年10月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(73)【特許権者】

【識別番号】504171134

【氏名又は名称】国立大学法人 筑波大学

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】鷲野 誠一郎

(72)【発明者】

【氏名】井上 哲

(72)【発明者】

【氏名】岡田 弘

(72)【発明者】

【氏名】桑山 明規

(72)【発明者】

【氏名】濱口 哲也

(72)【発明者】

【氏名】高木 周

(72)【発明者】

【氏名】長藤 圭介

(72)【発明者】

【氏名】大島 拓也

(72)【発明者】

【氏名】松島 亘志

【審査官】 中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１２０１２１２８（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−０３６８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭３８−００１４０６（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開２０１０−１０１４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０５２６２９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ２５／００−３９／００

Ｆ１６Ｄ ４８／００−４８／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性体で設けられた筺体（３０７）と、
磁性体で前記筺体と相対回転可能に設けられ、前記筺体との間に流体室（８）を形成するロータ（４０７）と、
前記流体室に充填され、基液（９０）中の磁性粒子（Ｍ）が前記筺体と前記ロータとの間で回転動力が伝達される方向である動力伝達方向に連なるように磁場が作用したとき、前記筺体と前記ロータとの締結力を増加させる磁性流体（９）と、
通電により前記磁性粒子に作用する磁場を発生させる磁場発生手段（５）と、
を備え、前記磁場発生手段への通電の切り替えにより、前記ロータと前記筺体との間で回転動力を伝達する動力伝達状態、及び、回転動力を遮断する動力遮断状態を切り替える動力伝達装置（２０７）であって、
前記筐体および前記ロータの回転方向に対し断続的に設けられ、前記筺体及び前記ロータが前記動力伝達方向に沿って対向している対向面（３１７／４１７）のうち前記筺体又は前記ロータの少なくとも一方の前記対向面に、前記動力伝達状態において前記磁性粒子が前記動力伝達方向に連なるように磁力線（φａ）を前記動力伝達方向に集中させる集中部（３３）、及び、前記動力遮断状態において前記磁性粒子が前記動力伝達方向に連なることを抑制するように前記磁性粒子を格納する格納部（３４）が形成されていることを特徴とする動力伝達装置。

【請求項2】

前記集中部（３３）は、前記筺体又は前記ロータの一方の前記対向面から他方の前記対向面に向かって突起した凸状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。

【請求項3】

前記格納部（３４）は、前記筺体又は前記ロータの前記対向面に対して凹み、複数の前記磁性粒子を格納可能な大きさの凹状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。

【請求項4】

前記動力伝達方向は、前記筐体および前記ロータの回転軸に対して径方向であり、前記流体室に対して径方向外側に位置する前記筐体及び前記ロータの前記対向面に前記格納部が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。

【請求項5】

前記ロータは、円盤部（４２０）、およびその円盤部の外縁から回転軸の一方に延びる筒部（４３０）を有し、
前記筐体の内壁は、前記ロータが有する前記円盤部および前記筒部に沿ってその外側を覆うものであり、
前記磁場発生手段は、前記筐体が前記ロータの前記筒部を覆う箇所に対して径方向内側または径方向外側に設けられることを特徴とする請求項４に記載の動力伝達装置。

【請求項6】

前記動力伝達方向は、軸方向であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。

【請求項7】

前記集中部は、前記筐体および前記ロータの回転方向に対し交差する方向に延びることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の動力伝達装置。

【請求項8】

前記動力伝達方向に対し垂直な方向から見たとき、前記筺体の前記対向面に形成された前記集中部と当該集中部に向き合う前記ロータの前記対向面に形成された前記集中部との間の断面積（α）と、凹状に形成された前記格納部の内側の断面積（β）とは同等の大きさであることを特徴とする請求項３から７のいずれか一項に記載の動力伝達装置。

【請求項9】

前記磁場発生手段は第１磁場発生手段であり、
前記動力遮断状態において、前記対向面に沿う方向の磁力線（φｂ）を生成し前記磁性粒子を前記格納部へ導くように磁場を発生させる第２磁場発生手段（６１）をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。

【請求項10】

前記第２磁場発生手段は永久磁石であり、
前記第１磁場発生手段が前記動力伝達状態において発生させる磁場の強さよりも弱い磁場を発生させることを特徴とする請求項９に記載の動力伝達装置。

【請求項11】

前記第２磁場発生手段は、前記集中部または前記格納部に対して前記動力伝達方向の一方に配置されたコイル（６）により構成され、前記動力遮断状態において、前記動力伝達方向に交差する方向の磁力線を前記格納部に生成することを特徴とする請求項９に記載の動力伝達装置。

【請求項12】

前記第２磁場発生手段を構成するコイルは、複数の前記格納部または複数の前記集中部に跨って設けられることを特徴とする請求項１１に記載の動力伝達装置。

【請求項13】

磁性体で設けられた筺体（３０１、３０３、３０４）と、
磁性体で前記筺体と相対回転可能に設けられ、前記筺体との間に流体室（８）を形成するロータ（４０１、４０３）と、
前記流体室に充填され、基液（９０）中の磁性粒子（Ｍ）が前記筺体と前記ロータとの間で回転動力が伝達される方向である動力伝達方向として軸方向に連なるように磁場が作用したとき、前記筺体と前記ロータとの締結力を増加させる磁性流体（９）と、
軸方向に並んで設けられる２つのコイル（５１／５２）を含んで構成され、通電により前記磁性粒子に作用する磁場を発生させる磁場発生手段と、
を備え、前記磁場発生手段への通電の切り替えにより、前記ロータと前記筺体との間で回転動力を伝達する動力伝達状態、及び、回転動力を遮断する動力遮断状態を切り替える動力伝達装置（２０１、２０３、２０４）であって、
前記筺体及び前記ロータが前記動力伝達方向に沿って対向している対向面（３１１／４１１、３１３／４１３）のうち前記筺体又は前記ロータの少なくとも一方の前記対向面に、前記動力伝達状態において前記磁性粒子が前記動力伝達方向に連なるように磁力線（φａ）を前記動力伝達方向に集中させる集中部（３３、３７、４３）、及び、前記動力遮断状態において前記磁性粒子が前記動力伝達方向に連なることを抑制するように前記磁性粒子を格納する格納部（３４、３８、４４）が形成されており、
前記２つのコイルは、
前記動力伝達状態では、磁力線の向きが互いに同方向となるように通電されることで前記動力伝達方向である軸方向に磁力線を生成し、
前記動力遮断状態では、磁力線の向きが互いに逆方向となるように通電されることで、前記動力伝達方向と直交する前記対向面に沿う方向であって、前記筺体及び前記ロータを径方向に周回するように磁力線を生成することを特徴とする動力伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２つの部材間で磁性流体を介して動力の伝達を行う動力伝達装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、磁場が作用すると粘性が増大する磁性流体（磁気粘性流体、ＭＲ流体）を用い、２つの部材間で回転動力の伝達を行う動力伝達装置が知られている。磁性流体を用いた動力伝達装置は、印加磁場に対しトルクが線形である、応答速度が速い、小型化が可能であるといった利点があり、クラッチ装置やブレーキ装置等の様々な用途に利用されている。しかし、ヒステリシスクラッチ、摩擦クラッチ等の他の動力伝達手段に比べ、最大伝達トルクが小さいという課題があった。

【0003】

これに対し、ロータ（回転体）の表面に凹凸を設け、流体が発生する抵抗を大きくして最大伝達トルクを大きくする方法が検討されてきた。しかしこの方法では、凹凸を大きくし過ぎると、磁場を印加しない動力遮断状態における抵抗が増大するという背反がある。
そこで特許文献１に開示された動力伝達装置では、対向面の凹凸部の表面に基液をはじく撥液層を形成している。これにより、基液を排出し易くして、磁場を印加しない動力遮断状態における引きずり損を低減している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１０１４１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１の動力伝達装置では、磁性流体を介在させる隙間の表面に撥液性を付与し、磁性流体との間の摩擦抵抗を低下させているとはいえ、動力遮断状態における引きずり損を大幅に低減することは困難である。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、動力伝達状態における最大伝達トルクを増大させ、かつ、動力遮断状態における引きずり損を低減する動力伝達装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の動力伝達装置は、磁性体で設けられた筺体と、磁性体で筺体と相対回転可能に設けられ、筺体との間に流体室を形成するロータと、磁性流体と、磁場発生手段とを備えている。
磁性流体は、流体室に充填され、基液中の磁性粒子が筺体とロータとの間で回転動力が伝達される方向である「動力伝達方向」に連なるように磁場が作用したとき、筺体とロータとの締結力を増加させる。
磁場発生手段は、通電により磁性粒子に作用する磁場を発生させる。
この動力伝達装置は、磁場発生手段への通電の切り替えにより、ロータと筺体との間で回転動力を伝達する「動力伝達状態」、及び、回転動力を遮断する「動力遮断状態」を切り替える。

【0007】

そして、この動力伝達装置は、筺体及びロータが動力伝達方向に沿って対向している対向面のうち筺体又はロータの少なくとも一方の対向面に、動力伝達状態において磁性粒子が動力伝達方向に連なるように磁力線を動力伝達方向に集中させる「集中部」、及び、動力遮断状態において磁性粒子が動力伝達方向に連なることを抑制するように磁性粒子を格納する「格納部」が形成されていることを特徴とする。本発明の第一の態様では、集中部は、筐体及びロータの回転方向に対し断続的に設けられる。これにより、集中部のエッジの数を増やすことが可能である。したがって、この動力伝達装置は、動力伝達状態における最大伝達トルクを増大することが可能である。

【0008】

この動力伝達装置は、筺体及びロータの少なくとも一方の対向面に磁力線を集中させる集中部を形成したことにより、動力伝達状態においてその集中部から磁性粒子が動力伝達方向に連なるので、最大伝達トルクを増大することが可能である。また、動力伝達装置は、その対向面に磁性粒子を格納する格納部を形成したことにより、動力遮断状態において磁性粒子が格納部に格納されるので、引きずり損を低減することが可能である。

【0009】

好ましくは、集中部は、筺体又はロータの一方の対向面から他方の対向面に向かって突起した凸状に形成されている。これにより、対向面同士の距離が最短となる集中部に磁力線が集中するため、磁性粒子が動力伝達方向に連なって粒子クラスタを形成し、最大伝達トルクを増大させることができる。
なお、集中部は、凸状に形成される以外に、例えば対向面に比較的強い磁性体を局所的に配置し、その周囲に比較的弱い磁性体又は非磁性体を配置することによって形成されてもよい。

【0010】

好ましくは、格納部は、筺体又はロータの対向面に対して凹み、複数の磁性粒子を格納可能な大きさの凹状に形成されている。これにより、動力伝達装置は、動力遮断状態において、格納部に複数の磁性粒子を格納することで、流体室の磁性流体に含まれる磁性粒子の密度を低下させることが可能である。なお、格納部は、その断面視において磁性流子を数百個程度（数十列×数十段）以上格納可能な大きさとすることが好ましい。これにより、格納部は、動力遮断状態における引きずり損を好適に低減することができる。
また、この動力伝達装置は、筺体又はロータの少なくとも一方の対向面に、集中部と格納部とが交互に隣接していることにより、磁性粒子が集中部から連なる状態と、その磁性粒子が格納部に格納される状態との切り替えの応答性を高めることが可能である。
なお、格納部は、凹状に形成される以外に、例えば対向面の表面に磁性粒子が貼り付くように保持される態様では、対向面の表面そのものを格納部と見なしてもよい。

【0011】

好ましくは、動力伝達方向は、筐体およびロータの回転軸に対し径方向であることが例示される。この場合、流体室に対して径方向外側に位置する筐体及びロータの対向面に格納部が形成される。これにより、動力遮断状態において、筺体又はロータと共に流体室の磁性流体が回転すると、その遠心力により磁性粒子は格納部に格納される。したがって、動力伝達装置は、磁性粒子を格納部に格納するための磁場発生手段等を別途設けることなく、動力遮断状態とすることが可能である。

【0012】

好ましくは、ロータは、円盤部、およびその円盤部の外縁から回転軸の一方に延びる筒部を有する。筐体の内壁は、ロータが有する円盤部および筒部に沿ってその外側を覆うものである。磁場発生手段は、筐体がロータの筒部を覆う箇所に対して径方向内側または径方向外側に設けられる。
筺体又はロータと共に流体室の磁性流体が回転すると、その遠心力によりロータの筒部とその筒部を覆う筐体との間の流体室の磁性粒子の密度が高くなり、円盤部とその円盤部の外側を覆う筐体との間の流体室の磁性粒子の密度が低くなる場合が考えられる。その場合、円盤部とその円盤部の外側を覆う筐体との間の流体室を磁束が流れに難くなる。そこで、この動力伝達装置は、筐体がロータの筒部を覆う箇所に対して径方向内側または径方向外側に磁場発生手段を設けている。この磁場発生手段が発生する磁力線は、ロータの筒部とその筒部を覆う筐体とその間の流体室を主に通過する。そのため、動力伝達装置は、円盤部とその円盤部の外側を覆う筐体との間の流体室の磁性粒子の密度の低下に関わらず、動力伝達状態における最大伝達トルクを増大させることが可能である。

【0013】

好ましくは、動力伝達方向は、軸方向であることが例示される。これにより、ロータの形状を円盤状に形成し、筐体の形状をロータを覆う中空の円盤状に形成することが可能である。したがって、動力伝達装置は、ロータおよび筐体の体格を小型化することができる。

【0014】

好ましくは、集中部は、筐体及びロータの回転方向に対し交差する方向に延びるものである。これにより、個々の集中部のエッジが筐体及びロータの回転方向に対し交差する方向に延びる構成となる。この集中部のエッジに磁力線が集中し磁性粒子が連なると考えられる。そのため、この動力伝達装置は、動力伝達状態における最大伝達トルクを増大することが可能である。

【0016】

好ましくは、動力伝達方向に対し垂直な方向から見たとき、筺体の対向面に形成された集中部とその集中部に向き合うロータの対向面に形成された集中部との間の断面積と、凹状に形成された格納部の内側の断面積とは同等の大きさである。これにより、動力伝達状態の際に筺体の集中部とその集中部に向き合うロータの集中部との間で粒子クラスタを形成する複数の磁性粒子について、動力遮断状態の際にそのほぼ全ての磁性粒子を格納部に格納することが可能である。そのため、格納部が形成される対向面は、動力遮断状態において平坦な状態となる。したがって、この動力伝達装置は、動力遮断状態における引きずり損を低減することができる。

【0017】

ここで、上述した磁場発生手段を第１磁場発生手段と称する。動力伝達装置は、動力遮断状態において、対向面に沿う方向の磁力線を生成し磁性粒子を格納部へ導くように磁場を発生させる第２磁場発生手段をさらに備えることが好ましい。これにより、第１磁場発生手段への通電を停止した動力遮断状態で、第２磁場発生手段が発生する磁場により磁気粒子を格納部へ格納することで、磁性粒子による摩擦抵抗を低減し、動力遮断状態における引きずり損を低減することができる。
具体的には、第２磁場発生手段は永久磁石であり、第１磁場発生手段が動力伝達状態において発生させる磁場の強さよりも弱い磁場を発生させる。

【0018】

このように、動力遮断状態で第２磁場発生手段が発生する磁場を利用することで、磁性流体中の磁性粒子を格納部に効率的に格納することができる。したがって、引きずり損の低減を確保しつつ、対向面の凹凸を比較的大きく形成することができる。すなわち、集中部を高く形成することで、動力伝達状態における最大伝達トルク増大の課題と、動力遮断状態における引きずり損低減の課題とを両立して解決することができる。

【0019】

好ましくは、第２磁場発生手段は、集中部または格納部に対して動力伝達方向の一方に配置されたコイルにより構成される。このコイルは、動力遮断状態において、動力伝達方向に交差する方向の磁力線を格納部に生成する。これにより、動力遮断状態のときに第２磁場発生手段としてのコイルに通電することで、磁性流体中の磁性粒子を格納部に格納することができる。また、動力伝達状態のときに第２磁場発生手段としてのコイルへの通電をオフすることで、第１磁場発生手段が発生する磁場を抑制することが無い。

【0020】

好ましくは、第２磁場発生手段を構成するコイルは、複数の格納部または複数の集中部に跨って設けられる。これにより、第２磁場発生手段としてのコイルの数を少なくすることが可能である。また、第２磁場発生手段としてのコイルに通電することで、凹状に形成された格納部の内側に、動力伝達方向に対して直交する方向に磁力線を生成することが可能である。

【0021】

本発明の第二の態様では、磁場発生手段（第１磁場発生手段）は、軸方向に並んで設けられる２つのコイルを含んで構成される。その２つのコイルの通電方向は、動力伝達状態では、動力伝達方向に磁力線を生成するように通電される。動力遮断状態では、動力伝達方向と直交する対向面に沿う方向に磁力線を生成するように通電される。
磁場発生手段が２つのコイルを含んで構成される場合、次に示すように、動力伝達方向が軸方向の態様と、動力伝達方向が径方向の態様とでは、２つのコイルの通電方向が異なるものとなる。

【0022】

本発明の第二の態様では、動力伝達方向は軸方向である。この場合、２つのコイルは、動力伝達状態では、磁力線の向きが互いに同方向となるように通電されることで軸方向に磁力線を生成する。動力遮断状態では、磁力線の向きが互いに逆方向となるように通電されることで、筺体及びロータを径方向に周回するように磁力線を生成する。

【0023】

なお、参考形態として動力伝達方向が径方向の場合、２つのコイルは、動力伝達状態では、磁力線の向きが互いに逆方向となるように通電されることで径方向に磁力線を生成する。動力遮断状態では、磁力線の向きが互いに同方向となるように通電されることで、筺体及びロータを軸方向に周回するように磁力線を生成する。

【0024】

このように、２つのコイルのうち一方への通電方向を、動力伝達状態と動力遮断状態とで反転させることで、動力伝達状態では動力伝達方向に磁力線を生成する。このとき、対向面同士の距離が最短となる集中部に磁力線が集中するため、磁性粒子が動力伝達方向に連なって粒子クラスタを形成し、最大伝達トルクを増大させることができる。
また、動力遮断状態では、動力伝達方向と直交する対向面に沿う方向に磁力線を生成することにより、磁性粒子は、格納部の溝壁に引き寄せられて格納部に格納される。したがって、磁性粒子による引きずり損を好適に低減することができる。

【0025】

このように、動力遮断状態で、２つのコイルのうち一方の通電方向を反転させたときに発生する磁場を利用することで、磁性流体中の磁性粒子を格納部に効率的に格納することができる。したがって、引きずり損の低減を確保しつつ、対向面の凹凸を比較的大きく形成することができる。すなわち、集中部を高く形成することで、動力伝達状態における最大伝達トルク増大の課題と、動力遮断状態における引きずり損低減の課題とを両立して解決することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１実施形態による動力伝達装置の動力伝達状態の軸方向断面図。

【図2】図１の流体動力伝達装置の動力遮断状態の軸方向断面図。

【図3】図１、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線（径方向）断面図。

【図4】（ａ）図１のＩＶａ部拡大断面図、（ａ）図２のＩＶｂ部拡大断面図。

【図5】本発明の第２実施形態による動力伝達装置の動力伝達状態の軸方向断面図。

【図6】図５の流体動力伝達装置の動力遮断状態の軸方向断面図。

【図7】本発明の第３実施形態による動力伝達装置の軸方向断面図。

【図8】本発明の第４実施形態による動力伝達装置の径方向断面図。

【図9】本発明の第５実施形態による動力伝達装置の動力伝達状態の軸方向断面図。

【図10】図９の流体動力伝達装置の動力遮断状態の軸方向断面図。

【図11】図９、図１０のＸＩ−ＸＩ線（径方向）断面図。

【図12】（ａ）図９のＸＩＩａ部拡大断面図、（ａ）図１０のＸＩＩｂ部拡大断面図。

【図13】本発明の第６実施形態による動力伝達装置の動力伝達状態の軸方向断面図。

【図14】図１３の流体動力伝達装置の動力遮断状態の軸方向断面図。

【図15】本発明の第７実施形態による動力伝達装置の軸方向断面図。

【図16】本発明の第８実施形態による動力伝達装置の径方向断面図。

【図17】本発明の第９実施形態による動力伝達装置の軸方向断面図。

【図18】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線（径方向）断面図。

【図19】図１８のＸＩＸ部拡大断面図における動力伝達状態の説明図。

【図20】図１８の動力伝達装置の動力伝達状態から遮断状態への切替時の説明図。

【図21】図１８の動力伝達装置の動力遮断状態の説明図。

【図22】本発明の第１０実施形態による動力伝達装置の動力伝達状態の軸方向断面図。

【図23】本発明の第１１実施形態による動力伝達装置の動力伝達状態の軸方向断面図。

【図24】図２３の動力遮断装置の動力遮断状態の軸方向断面図。

【図25】図２３のＸＸＶ−ＸＸＶ線（径方向）断面図。

【図26】図２５のＸＸＶＩ―ＸＸＶＩ線断面図における動力伝達状態の説明図。

【図27】本発明の第１２実施形態による動力伝達装置の動力遮断状態の軸方向断面図。

【図28】本発明の他の実施形態による（ａ）集中部、（ｂ）格納部を有する動力伝達装置の拡大断面図。

【図29】本発明の他の実施形態による動力伝達装置の動力遮断状態の軸方向断面図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の複数の実施形態による動力伝達装置を図面に基づいて説明する。ここで用いる図は、本発明の特徴を理解しやすくするための模式的な図である。そのため、部材表面の凹凸形状や粒子の大きさを誇張して表しており、実際の製品における寸法比率や繰り返しの数を正確に反映したものではない。また、外部電源からコイルへの配線等、本発明の特徴的な構成以外の部分については図示を省略し、或いは簡略化して示している。
１つの図中に実質的に同一の部材が複数存在するとき、複数のうち一部のみに符号を付す場合がある。また、複数の実施形態において実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

【0028】

以下の実施形態のうち、少なくとも第１１実施形態の特徴を含む形態、又は、第５、第７、第８実施形態が「特許請求の範囲に記載の発明を実施するための形態」に相当する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による動力伝達装置を図１〜図４に示す。
動力伝達装置１０１は、互いに相対回転可能に設けられた筺体とロータとの間で、回転動力を伝達する動力伝達（係合）状態、及び、回転動力を遮断する動力遮断（解放）状態を切り替えるクラッチ装置として用いられる。

【0029】

動力伝達装置１０１は、筺体３０１、ロータ４０１、コイル５、永久磁石６１、６２、シャフト７、及び磁性流体９等を備えている。
筺体３０１とロータ４０１とは、共通の回転軸Ｏに対して同軸に配置されている。なお、本明細書で「軸方向」とは、この回転軸Ｏに平行な方向をいう。筺体３０１は、例えば鉄等の磁性体で、内部にロータ４０１を収容可能な有底円筒状に形成されている。ロータ４０１は、例えば鉄等の磁性体で円板状に形成されており、筺体３０１の内部に収容されている。また、筺体３０１の筒状部には、「磁場発生手段」または「第１磁場発生手段」としてのコイル５が設けられている。

【0030】

シャフト７は、一端が筺体３０１の開口部３９を挿通し、ロータ４０１の中心に形成された軸孔４９に圧入等によって固定されている。これにより、ロータ４０１は、シャフト７と一体に回転する。シャフト７は、動力源からの入力側に設けられてもよく、負荷への出力側に設けられてもよい。
シャフト７の外壁と筺体３０１の開口部３９の内壁との間には、環状のシール軸受７５が設けられている。シール軸受７５は、筺体３０１の外部と内部との間を液密にシールしつつ、シャフト７を回転可能に支持している。

【0031】

筺体３０１とロータ４０１との間に形成された流体室８には磁性流体９が充填される。
磁性流体９は、いわゆる「機能性流体」の一つである磁気粘性流体（ＭＲ流体）であり、水や油等の基液９０中に、カルボニル鉄、マグネタイト、マンガン亜鉛フェライト等の強磁性を有する磁性粒子Ｍが分散した流体である。本実施形態では、磁性粒子Ｍとして直径５μｍ程度の粒子を想定する。磁性粒子Ｍは、その表面に吸着された界面活性剤と基液との親和力、及び、界面活性剤同士の反発力により、基液９０中で凝集したり沈降したりすることなく、安定した分散状態が保たれている。

【0032】

磁性流体９は、コイル５に通電することによって発生する磁場が作用したとき、磁力線に沿って磁性粒子Ｍが連なることにより、粒子クラスタＰＣ（図４参照）が形成される。その結果、磁性流体９は、疑似的に粘度が増大した状態になり、筺体３０１とロータ４０１との締結力を増加させる。流体室８に粒子クラスタＰＣが形成された状態で筺体３０１又はロータ４０１の一方が回転すると、粒子クラスタＰＣに引きずられるようにして他方が回転し、筺体３０１とロータ４０１との間で回転動力（トルク）が伝達される。
以下、コイル５に通電して磁性粒子Ｍが連なった粒子クラスタＰＣを形成し、回転動力を伝達する状態を「動力伝達状態」、コイル５への通電を停止して磁性粒子Ｍを基液９０中に分散させ、回転動力を遮断する状態を「動力遮断状態」という。

【0033】

ここで、筺体３０１とロータ４０１とは軸方向及び径方向のいずれにも対向している。ただし第１実施形態では、軸方向で動力が伝達されることを想定し、軸方向を「動力伝達方向」とする。そして、動力伝達方向に直交する筺体３０１の両側の内底面を対向面３１１とし、同じくロータ４０１の両端面を対向面４１１とする。すなわち、「対向面」という用語は、「その実施形態における動力伝達方向に沿って対向している面」を意味する。

【0034】

第１実施形態の動力伝達装置１０１は、筺体３０１の対向面３１１に凸状の集中部３３及び凹状の格納部３４が形成されること、並びに、集中部３３及び格納部３４が形成される領域の径方向外側及び内側に「第２磁場発生手段」としての永久磁石６１、６２を備えることを特徴とする。

【0035】

集中部３３は、筺体３０１の対向面３１１からロータ４０１の対向面４１１に向かって軸方向に突起しており、集中部３３にて対向面３１１、４１１同士の距離が最短となる。
格納部３４は、隣接する集中部３３同士の間で凹状に形成されている。特に本実施形態では、図３に示すように、集中部３３及び格納部３４は同心円の条溝として形成されている。

【0036】

図４（ａ）に示すように、溝の深さをＤ、溝の幅をＷとすると、Ｄ及びＷは数百μｍであり、比（Ｄ／Ｗ）は１〜３程度に設定されることが好ましい。磁性粒子Ｍの直径が約５μｍであるので、一つの格納部３４の溝内に、磁性粒子Ｍを「数十列×数十段」格納することが可能である。これにより、格納部３４の溝の断面視において数百個以上の磁性粒子Ｍが格納されたとき、流体室８の磁性流体９に含まれる磁性粒子Ｍの密度を好適に低下させることが可能である。したがって、格納部３４は、動力遮断状態における引きずり損を好適に低減することができる。

【0037】

永久磁石６１、６２は、筺体３０１の対向面３１１における径方向外側及び内側に環状に設けられている。外側に設けられる永久磁石６１の内側の磁極（例えばＮ極）と、内側に設けられる永久磁石６２の外側の磁極（例えばＳ極）とは極性が反対であるため、永久磁石６１、６２間には径方向の磁力線φｂが常時生成される。
また、永久磁石６１、６２が発生する磁場の強さは、コイル５が通電時に発生する磁場の強さよりも弱くなるように設定されている。

【0038】

続いて、動力伝達装置１０１の作用効果について説明する。
図１、図４（ａ）に示すように、動力伝達状態では、コイル５に通電されることにより、コイル５を中心とする磁力線φａが生成される。この磁力線φａは、筺体３０１とロータ４０１との対向面３１１、４１１の間を軸方向に通過する。このとき、集中部３３は、磁性粒子Ｍが動力伝達方向に連なるように磁力線φａを動力伝達方向に集中させる。そのため、粒子クラスタＰＣが形成され、筺体３０１とロータ４０１との締結力が増加する。よって、最大伝達トルクを増大させることができる。
なお、永久磁石６１、６２間には径方向の磁力線φｂが常時通過しているが、永久磁石６１、６２による磁場は相対的に弱いため、動力伝達状態での作用には影響しない。

【0039】

一方、図２、図４（ｂ）に示すように、動力遮断状態では、コイル５への通電が停止されて磁力線φａが消滅し、永久磁石６１、６２による磁力線φｂのみが残る。この磁力線φｂは、格納部３４の溝壁を横切るように対向面３１１に沿って径方向に通過する。これにより、磁性流体９中の磁性粒子Ｍは、溝壁に引き寄せられるように格納部３４に効率的に格納される。つまり、格納部３４は、磁性粒子Ｍが動力伝達方向に連なることを抑制するように磁性粒子Ｍを格納する。よって、磁性粒子Ｍによる摩擦抵抗を低減し、動力遮断状態における引きずり損を低減することができる。

【0040】

このように本実施形態では、動力遮断状態で、「第２磁場発生手段」としての永久磁石６１、６２が発生する磁場を利用することで、磁性流体９中の磁性粒子Ｍを格納部３４に効率的に格納することができる。したがって、引きずり損の低減を確保しつつ、対向面３１１の凹凸を比較的大きく形成することができる。すなわち、集中部３３を高く形成することで、動力伝達状態における最大伝達トルク増大の課題と、動力遮断状態における引きずり損低減の課題とを両立して解決することができる。

【0041】

特に本実施形態では、凸形状により集中部３３を構成しているため、後述する他の実施形態（図２８（ａ）参照）のように対向面３１１の材質を局所的に変えることなく、形状加工のみで容易に集中部３３を構成することができる。また、格納部３４を凹状に形成することで格納効果を高めることができる。
さらに本実施形態では、集中部３３及び格納部３４を同心円の条溝として形成しているため、対向面３１１、４１１の間の締結力特性を周方向で均一にすることができる。

【0042】

また、特許文献１に記載された構成では、凹部の溝幅を磁性体の直径以下としている。特許文献１には磁性体の直径について具体的な数値は示されていないものの、本実施形態で想定している５μｍ相当とすると、数μｍのオーダーの溝を加工により形成することは現実的でない。それに対し、本実施形態では、溝の深さＤ、幅Ｗを数百μｍのオーダーで設定しているため、通常の加工方法により現実に形成可能である。

【0043】

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による動力伝達装置を図５、図６に示す。第２実施形態は、第１実施形態に対し、動力伝達方向を径方向とする点が異なる。
図５、図６に示すように、第２実施形態の動力伝達装置１０２は、筺体３０２の内周の対向面３２と、ロータ４０２の外周の対向面４２とが対向する径方向が動力伝達方向となる。筺体３０２の内周の対向面３２は、凸状の集中部３３及び凹状の格納部３４が形成されている。詳しくは、格納部３４が全周方向に溝状に形成されている。

【0044】

筺体３０２の筒状部には、「磁場発生手段」または「第１磁場発生手段」としての２つのコイル５３、５４が軸方向に並んで設けられている。２つのコイル５３、５４は、電磁気的特性が同等であることが好ましい。
筺体３０２の対向面３２の軸方向における集中部３３及び格納部３４の一方（反シャフト７側）及び他方（シャフト７側）には、「第２磁場発生手段」としての環状の永久磁石６３、６４が設けられている。ロータ４０２の軸方向の対称面をＶとすると、反シャフト７側に設けられる永久磁石６３の対称面Ｖ側の磁極（例えばＮ極）と、シャフト７側に設けられる永久磁石６４の対称面Ｖ側の磁極（例えばＳ極）とは極性が反対であるため、永久磁石６３、６４間には軸方向の磁力線φｂが常時生成される。
また、永久磁石６３、６４が発生する磁場の強さは、コイル５３、５４が通電時に発生する磁場の強さよりも弱くなるように設定されている。

【0045】

図５に示す動力伝達状態では、コイル５３、５４に互いに逆方向に通電する。例えば図５の下側において、コイル５３には紙面の向こう側から手前側へ向かうように電流を流して反時計回りの磁力線φａを生成し、コイル５４には紙面の手前側から向こう側へ向かうように電流を流して時計回りの磁力線φａを生成する。磁力線φａは、対称面Ｖに沿って動力伝達方向である径方向に通過する。このとき、磁力線φａが集中部３３に集中することで磁性粒子Ｍが動力伝達方向に連なり、最大伝達トルクを増大させることができる。
なお、永久磁石６３、６４間には軸方向の磁力線φｂが常時通過しているが、永久磁石６３、６４による磁場は相対的に弱いため、動力伝達状態での作用には影響しない。

【0046】

図６に示す動力遮断状態では、コイル５３、５４への通電が停止されて磁力線φａが消滅し、永久磁石６３、６４による磁力線φｂのみが残る。この磁力線φｂは、格納部３４の溝壁を横切るように対向面３２に沿って軸方向に通過する。これにより、磁性流体９中の磁性粒子Ｍは、第１実施形態と同様に格納部３４に効率的に格納される。よって、動力遮断状態における引きずり損を低減することができる。

【0047】

（第３実施形態）
図７に示すように、本発明の第３実施形態の動力伝達装置１０３は、第１実施形態に対し、筺体３０３の対向面３１３でなくロータ４０３の対向面４１３に集中部４３及び格納部４４が形成されている。
図７では、回転軸Ｏに対して図の上側に動力伝達状態、図の下側に動力遮断状態の磁力線を図示する。動力伝達状態では、第１実施形態の図１と同様に、コイル５が発生する磁場によって生成される磁力線φａが集中部４３に集中し、集中部４３から筺体３０３の対向面３１３に向かって磁性粒子Ｍが動力伝達方向に連なる。

【0048】

ロータ４０３の径方向における集中部４３及び格納部４４の外側及び内側には、「第２磁場発生手段」としての環状の永久磁石６５、６６が設けられている。外側に設けられる永久磁石６５の内側の磁極（例えばＮ極）と、内側に設けられる永久磁石６６の外側の磁極（例えばＳ極）とは極性が反対であるため、永久磁石６５、６６間には径方向の磁力線φｂが常時生成される。
また、永久磁石６５、６６が発生する磁場の強さは、コイル５が通電時に発生する磁場の強さよりも弱くなるように設定されている。

【0049】

第３実施形態の作用効果は、第１実施形態と同様である。
本発明の動力伝達装置は、さらに第１実施形態と第３実施形態とを複合し、筐体及びロータの双方に集中部及び格納部を形成するようにしてもよい。

【0050】

（第４実施形態）
図８に示すように、本発明の第４実施形態の動力伝達装置１０４は、第１実施形態（図３の径方向断面図参照）に対し、環溝状ではなく穴状の格納部３８が同心円上に離散して形成されている。また、穴状の格納部３８以外の部分全体が集中部３７を構成している。このような形態でも第１実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、格納部３８の穴形状は、円形に限らず、どのような形状としてもよい。

【0051】

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による動力伝達装置を図９〜図１２に示す。
動力伝達装置２０１は、筺体３０１、ロータ４０１、コイル５１、５２、シャフト７、及び磁性流体９等を備えている。
筺体３０１の筒状部には、「磁場発生手段」としての２つのコイル５１、５２が軸方向に並んで設けられている。２つのコイル５１、５２は、電磁気的特性が同等であることが好ましい。

【0052】

磁性流体９は、２つのコイル５１、５２に対し所定の通電方向に通電することによって発生する磁場が作用したとき、磁力線に沿って磁性粒子Ｍが連なることにより、粒子クラスタＰＣ（図１２参照）が形成される。その結果、磁性流体９は、疑似的に粘度が増大した状態になり、筺体３０１とロータ４０１との締結力を増加させる。流体室８に粒子クラスタＰＣが形成された状態で筺体３０１又はロータ４０１の一方が回転すると、粒子クラスタＰＣに引きずられるようにして他方が回転し、筺体３０１とロータ４０１との間で回転動力（トルク）が伝達される。
以下、２つのコイル５１、５２に対し所定の通電方向に通電して磁性粒子Ｍが連なった粒子クラスタＰＣを形成し、回転動力を伝達する状態を「動力伝達状態」、２つのコイル５１、５２への通電方向を変更して磁性粒子Ｍを基液９０中に分散させ、回転動力を遮断する状態を「動力遮断状態」という。

【0053】

第５実施形態の動力伝達装置２０１は、筺体３０１の対向面３１１に凸状の集中部３３及び凹状の格納部３４が形成されること、並びに、２つのコイル５１、５２のうち一方への通電方向を、動力伝達状態と動力遮断状態とで反転させることを特徴とする。
２つのコイル５１、５２は、動力伝達状態では、磁力線φａの向きが互いに同方向となるように通電されることで軸方向に磁力線φａを生成する。動力遮断状態では、磁力線φｂの向きが互いに逆方向となるように通電されることで、筺体３０１及びロータ４０１を径方向に周回するように磁力線φｂを生成する。

【0054】

集中部３３は、筺体３０１の対向面３１１からロータ４０１の対向面４１１に向かって軸方向に突起しており、集中部３３にて対向面３１１、４１１同士の距離が最短となる。
格納部３４は、隣接する集中部３３同士の間で凹状に形成されている。特に本実施形態では、図１１に示すように、集中部３３及び格納部３４は同心円の条溝として形成されている。

【0055】

図１２（ａ）に示すように、溝の深さをＤ、溝の幅をＷとすると、Ｄ及びＷは数百μｍであり、比（Ｄ／Ｗ）は１〜３程度に設定されることが好ましい。磁性粒子Ｍの直径が約５μｍであるので、一つの格納部３４の溝内に、磁性粒子Ｍを「数十列×数十段」格納することが可能である。

【0056】

続いて、動力伝達装置２０１の作用効果について説明する。
図９、図１２（ａ）に示すように、動力伝達状態では、コイル５１、５２に同方向に通電することにより、コイル５１、５２を中心とする互いに同方向の磁力線φａを生成する。この磁力線φａは、筺体３０１とロータ４０１との対向面３１１、４１１の間を軸方向に通過する。このとき集中部３３は、磁性粒子Ｍが動力伝達方向に連なるように磁力線φａを動力伝達方向に集中させる。そのため、粒子クラスタＰＣが形成され、筺体３０１とロータ４０１との締結力が増加する。よって、最大伝達トルクを増大させることができる。

【0057】

一方、図１０、図１２（ｂ）に示すように、動力遮断状態では、コイル５１への通電方向を動力伝達状態と反転させ、コイル５２への通電方向を動力伝達状態と同じとする。また、動力伝達状態に比べ、コイル５１、５２に流す電流を小さくする。これにより、コイル５１、５２により発生する磁力線φｂは互いに逆方向となり、また、対向面３１１、４１１の間を飛びにくくなるため、筺体３０１及びロータ４０１を径方向に周回する。

【0058】

この磁力線φｂは、格納部３４の溝壁を横切るように対向面３１１に沿って径方向に通過する。これにより、磁性流体９中の磁性粒子Ｍは、溝壁に引き寄せられるように格納部３４に効率的に格納される。つまり、格納部３４は、磁性粒子Ｍが動力伝達方向に連なることを抑制するように磁性粒子Ｍを格納する。よって、磁性粒子Ｍによる摩擦抵抗を低減し、動力遮断状態における引きずり損を低減することができる。

【0059】

このように本実施形態では、動力遮断状態で、２つのコイル５１、５２のうち一方の通電方向を反転させたときに発生する磁場を利用することで、磁性流体９中の磁性粒子Ｍを格納部３４に効率的に格納することができる。したがって、引きずり損の低減を確保しつつ、対向面３１１の凹凸を比較的大きく形成することができる。すなわち、集中部３３を高く形成することで、動力伝達状態における最大伝達トルク増大の課題と、動力遮断状態における引きずり損低減の課題とを両立して解決することができる。

【0060】

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による動力伝達装置を図１３、図１４に示す。第６実施形態は、第５実施形態に対し、動力伝達方向を径方向とする点が異なる。
図１３、図１４に示すように、第６実施形態の動力伝達装置２０２は、筺体３０２の内周の対向面３２と、ロータ４０２の外周の対向面４２とが対向する径方向が動力伝達方向となる。筺体３０２の内周の対向面３２は、凸状の集中部３３及び凹状の格納部３４が形成されている。詳しくは、格納部３４が全周方向に溝状に形成されている。

【0061】

筺体３０２の筒状部には、第５実施形態と同様に、２つのコイル５３、５４が軸方向に並んで設けられている。２つのコイル５３、５４は、電磁気的特性が同等であることが好ましい。
第６実施形態は、第５実施形態に対し、「径方向」と「軸方向」との関係が逆転する。つまり、２つのコイル５３、５４は、動力伝達状態では、磁力線φａの向きが互いに逆方向となるように通電されることで径方向に磁力線φａを生成する。動力遮断状態では、磁力線φｂの向きが互いに同方向となるように通電されることで、筺体３０２及びロータ４０２を軸方向に周回するように磁力線φｂを生成する。

【0062】

図１３に示す動力伝達状態では、コイル５３、５４に逆方向に通電することにより、コイル５３、５４を中心とする互いに逆方向の磁力線φａを生成する。例えば図１３の下側において、コイル５３には紙面の向こう側から手前側へ向かうように電流を流して反時計回りの磁力線φａを生成し、コイル５４には紙面の手前側から向こう側へ向かうように電流を流して時計回りの磁力線φａを生成する。磁力線φａは、ロータ４０２の軸方向の対称面Ｖに沿って動力伝達方向である径方向に通過する。このとき、磁力線φａが集中部３３に集中することで磁性粒子Ｍが動力伝達方向に連なり、最大伝達トルクを増大させることができる。

【0063】

図１４に示す動力遮断状態では、コイル５３への通電方向を動力伝達状態と反転させ、コイル５４への通電方向を動力伝達状態と同じとする。これにより、コイル５３、５４により発生する磁力線φｂは互いに同方向となり、筺体３０２及びロータ４０２を軸方向に周回する。この磁力線φｂは、格納部３４の溝壁を横切るように対向面３２に沿って軸方向に通過する。これにより、磁性流体９中の磁性粒子Ｍは、第５実施形態と同様に格納部３４に効率的に格納される。よって、動力遮断状態における引きずり損を低減することができる。

【0064】

（第７実施形態）
図１５に示すように、本発明の第７実施形態の動力伝達装置２０３は、第５実施形態に対し、筺体３０３の対向面３１３でなくロータ４０３の対向面４１３に集中部４３及び格納部４４が形成されている。
図１５では、回転軸Ｏに対して図の上側に動力伝達状態、図の下側に動力遮断状態の磁力線を図示する。動力伝達状態では、第５実施形態の図９と同様に、コイル５１、５２によって互いに同方向に生成される磁力線φａが集中部４３に集中し、集中部４３から筺体３０３の対向面３１３に向かって磁性粒子Ｍが動力伝達方向に連なる。

【0065】

動力遮断状態では、２つのコイル５１、５２のうち一方への通電方向を、動力伝達状態と反転させることで、筺体３０３及びロータ４０３を径方向に周回するように磁力線φｂを生成する。

【0066】

第７実施形態の作用効果は、第５実施形態と同様である。
本発明の動力伝達装置は、さらに第５実施形態と第７実施形態とを複合し、筐体及びロータの双方に集中部及び格納部を形成するようにしてもよい。

【0067】

（第８実施形態）
図１６に示すように、本発明の第８実施形態の動力伝達装置２０４は、第５実施形態（図１１の径方向断面図参照）に対し、環溝状ではなく穴状の格納部３８が同心円上に離散して形成されている。また、穴状の格納部３８以外の部分全体が集中部３７を構成している。このような形態でも第５実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、格納部３８の穴形状は、円形に限らず、どのような形状としてもよい。

【0068】

（第９実施形態）
図１７に示すように、第９実施形態の動力伝達装置２０５が備えるロータ４０５は、円盤部４２０と、その円盤部４２０の外縁から回転軸の一方に延びる筒部４３０とを有する。ロータ４０５の円盤部４２０と筒部４３０との間には、円環状の非磁性体８０が設けられている。筐体３０５は、ロータ４０５が有する円盤部４２０および筒部４３０の外側を覆う中空形状に形成されている。
筐体３０５において、ロータ４０５の筒部４３０の軸方向に位置する箇所には、「磁場発生手段」または「第１磁場発生手段」としてのコイル５が設けられている。筐体３０５には、コイル５の軸方向に位置する箇所に、非磁性体８１，８２が設けられている。これにより、コイル５への通電によりコイル５を中心として筐体３０５、ロータ４０５および流体室８を通過する磁力線φａを生成可能な磁気回路が形成される。

【0069】

第９実施形態では、筐体３０５とロータ４０５との間でトルクが伝達される動力伝達方向は、筐体３０５およびロータ４０５の回転軸に対して径方向である。したがって、筐体３０５及びロータ４０５が径方向に対向している箇所が対向面３１５，４１５であり、その対向面３１５，４１５に集中部３３，４３および格納部３４，４４として機能する凹凸が形成されている。集中部３３，４３および格納部３４，４４は、ロータ４０５の筒部４３０の外壁と、その筒部４３０の外側を覆う筐体３０５の内壁に形成されている。即ち、集中部３３，４３および格納部３４，４４は、流体室８に対して径方向外側に位置する筐体３０５およびロータ４０５の対向面３１５，４１５に形成されている。なお、図１８では、対向面３１５，４１５に設けられた凸状の集中部３３，４３の先端を実線Ａで示し、凹状の格納部３４，４４の底を破線Ｂで示している。

【0070】

図１９に示すように、集中部３３，４３および格納部３４，４４は、筐体３０５およびロータ４０５の回転方向に対し交差する方向に延びている。具体的に、集中部３３，４３および格納部３４，４４は、軸方向に延びている。これにより、集中部３３，４３は、ロータ４０５の回転方向に対し断続的に設けられる。そのため、個々の集中部３３，４３のエッジＥが、ロータ４０５の回転方向に対し交差する方向に延びる構成となる。図１９に示す動力伝達状態において、コイル５に通電すると、集中部３３，４３のエッジＥに磁力線が集中し、そこに磁性粒子Ｍが連なった粒子クラスタＰＣを形成されると考えられる。したがって、この動力伝達装置２０５は、粒子クラスタＰＣの列が、ロータ４０５の回転方向に対し交差する方向に断続的に形成されるので、筐体３０５とロータ４０５との締結力が増加し、動力伝達状態における最大伝達トルクを増大することが可能である。

【0071】

図２０に示すように、コイル５への通電が停止されると、磁性粒子Ｍは基液９０中で分散した状態となる。
ここで、図２０に示したように、軸方向から見たとき、筐体３０５の対向面３１５に形成された集中部３３とその集中部３３に向き合うロータ４０５の対向面４１５に形成された集中部４３との間の断面積（図２０に斜線部分αで示す）と、凹状に形成された格納部３４の内側の断面積（図２０に斜線部分βで示す）とは同等の大きさに形成されている。

【0072】

図２１に示すように、動力遮断状態では、コイル５への通電が停止された状態で、筐体３０５又はロータ４０５と共に流体室８の磁性流体９が回転すると、遠心力により磁性流体９に含まれる磁性粒子Ｍは流体室８に対して径方向外側に位置する格納部３４，４４に格納される。このとき、格納部３４，４４は、図１９で示した動力伝達状態の際に粒子クラスタＰＣを形成した複数の磁性粒子Ｍについて、図２１で示した動力遮断状態の際にそのほぼ全ての磁性粒子Ｍを格納部３４，４４に格納することが可能である。そのため、動力遮断状態の際に、格納部３４，４４が形成されている対向面３１５，４１５は、ほぼ平坦な状態となる。したがって、この動力伝達装置２０５は、動力遮断状態における引きずり損を低減することが可能である。

【0073】

第９実施形態では、動力伝達方向が、ロータ４０５の回転軸に対して径方向である。これにより、動力遮断状態において、筐体３０５又はロータ４０５と共に流体室８の磁性流体９が回転すると、その遠心力により磁性粒子Ｍは格納部３４，４４に格納される。したがって、動力伝達装置２０５は、磁性粒子Ｍを格納部３４，４４に格納するための磁場発生手段等を別途設けることなく、コイル５への通電を停止するのみで、動力遮断状態とすることが可能である。

【0074】

（第１０実施形態）
図２２に示すように、第１０実施形態の動力伝達装置２０６では、筐体３０６において、ロータ４０６の筒部４３０の径方向内側に位置する箇所に「磁場発生手段」または「第１磁場発生手段」としてのコイル５が設けられている。
ロータ４０６の筒部４３０には、コイル５の径方向外側に位置する箇所に非磁性体８３が設けられている。また、ロータ４０６の円盤部４２０と筒部４３０との接続箇所の近傍にも、非磁性体８４が設けられている。
筐体３０６には、コイル５の径方向外側に位置する箇所に、非磁性体８５が設けられている。また、筐体３０６において、ロータ４０６の筒部４３０の軸方向に位置する箇所にも、非磁性体８６が設けられている。これにより、コイル５への通電によりコイル５を中心とする磁力線φａを生成可能な磁気回路が形成される。この磁気回路による磁力線φａは、ロータ４０６の筒部４３０、その筒部４３０の外側を覆う筐体３０６、及び、筒部４３０と筐体３０６との間の流体室８を主に通過する。

【0075】

ところで、遠心力により流体室８内を磁性粒子Ｍが移動し、ロータ４０６の円盤部４２０とその円盤部４２０の外側を覆う筐体３０６との間の流体室８の磁性粒子Ｍの密度が低くなると、その箇所の流体室８の基液９０が磁気抵抗となることが考えられる。この場合でも、第１０実施形態の動力伝達装置２０６は、その磁気抵抗となる箇所を除いて磁気回路が形成されているので、動力伝達状態における最大伝達トルクを増大させることが可能である。

【0076】

（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態による動力伝達装置を図２３〜図２６に示す。第１１実施形態の動力伝達装置２０７は、第１実施形態と同じく、軸方向を「動力伝達方向」とする。但し、第１１実施形態は、第１実施形態が第２磁場発生手段として備えていた永久磁石６１，６２を廃止し、その代わりに第２磁場発生手段として複数のコイル６を備えている点が第１実施形態の構成と異なる。複数のコイル６は、筺体３０１及びロータ４０１の回転軸Ｏを中心とした同心円状に設けられている。
以下の説明において、第２磁場発生手段として複数のコイル６を「第２磁場コイル６」と称し、第１磁場発生手段としてコイル５を「第１磁場コイル５」と称することとする。
複数の第２磁場コイル６は、集中部３３または格納部３４に対して動力伝達方向の一方に配置される。具体的に、第１１実施形態では、集中部３３が形成される領域に対し軸方向における流体室８とは反対側に、第２磁場コイル６が配置されている。

【0077】

図２３に示すように、動力伝達状態において、第１磁場コイル５に通電されると、その第１磁場コイル５を中心とする磁力線φａが生成される。このとき、複数の第２磁場コイル６への通電は停止されている。そのため、第１磁場コイル５による磁力線φａの強度が抑制されることが無い。これにより、集中部３３に磁力線φａが集中し、磁性粒子Ｍが動力伝達方向に連なって粒子クラスタＰＣを形成し、最大伝達トルクを増大させることができる。

【0078】

図２４に示すように、動力遮断状態において、複数の第２磁場コイル６に通電されると、凹状の格納部３４の内側に、動力伝達方向に交差する方向の磁力線φｂが生成される。具体的に、この磁力線φｂは、格納部３４の底と壁との間を通過する。これにより、磁性流体９の中の磁性粒子Ｍは、格納部３４の底と壁に引き寄せられ、格納部３４に格納される。なお、図２４では、磁性粒子Ｍが格納部３４に格納された領域を、符号Ｃで示した斜線部分に模式的にあらわしている。これにより、動力伝達装置２０７は、磁性粒子Ｍによる摩擦抵抗を低減し、動力遮断状態における引きずり損を低減することができる。

【0079】

さらに、図２５に示すように、第１１実施形態の動力伝達装置２０７は、第１実施形態に対し、集中部３３が筐体３０７およびロータ４０７の回転方向に対し断続的に設けられる。これにより、集中部３３のエッジＥの数を増やすことが可能である。
図２６に示すように、動力伝達状態において、第１磁場コイル５に通電されると、集中部３３のエッジＥに磁力線が集中し、そこに磁性粒子Ｍが連なった粒子クラスタＰＣが形成されると考えられる。したがって、この動力伝達装置２０７は、粒子クラスタＰＣの列が、筐体３０７およびロータ４０７の回転方向に対し交差する方向に断続的に形成されるので、筐体３０７とロータ４０７との締結力が増加し、動力伝達状態における最大伝達トルクを増大することが可能である。

【0080】

（第１２実施形態）
図２７に示すように、第１２実施形態の動力伝達装置２０８では、第２磁場コイル６が、複数の格納部３４または複数の集中部３３に跨って設けられている。なお、第１２実施形態においても、第１１実施形態と同様に、第２磁場コイル６は、筺体３０１及びロータ４０１の回転軸Ｏを中心とした同心円状に設けられている。第１２実施形態では、第１１実施形態と比べて、第２磁場コイル６の数を少なくすることが可能である。

【0081】

動力遮断状態において、複数の第２磁場コイル６に通電されると、凹状の格納部３４の内側に、動力伝達方向に交差する方向の磁力線φｂが生成される。具体的に、この磁力線φｂは、格納部３４の底と壁との間を通過することに加え、格納部３４の両壁の間を径方向に通過するものも含まれる。これにより、磁性流体９の中の磁性粒子Ｍは、格納部３４に確実に格納される。なお、図２７では、磁性粒子Ｍが格納部３４に格納された領域を、符号Ｃで示した斜線部分に模式的にあらわしている。これにより、動力伝達装置２０８は、磁性粒子Ｍによる摩擦抵抗を低減し、動力遮断状態における引きずり損を低減することができる。

【0082】

（他の実施形態）
（ア）図２８（ａ）に示す動力伝達装置１０５では、筺体３０５の対向面３１１に比較的強い磁性体で形成された集中部３５が局所的に配置され、集中部３５の周囲に比較的弱い磁性体又は非磁性体で形成された非集中部３５Ｎが配置されている。そのため、動力伝達状態で生成された磁力線φａは、図４（ａ）と同様に集中部３５に集中し、磁性粒子Ｍが動力伝達方向に連なることにより、最大伝達トルクを増大させることができる。このように、本発明の「集中部」は、凸状に形成されるものに限らない。

【0083】

（イ）図２８（ｂ）に示す動力伝達装置１０６では、筐体３０６を通過する磁力線φｂによって磁性粒子Ｍが対向面３１１に引き寄せられ、貼り付くように保持される。言い換えれば、動力伝達方向に連なることが抑制される。このような態様では、対向面３１１の表面そのものを「格納部」と見なしてもよい。つまり、本発明の「格納部」は、凹状に形成されるものに限らない。

【0084】

（ウ）第１実施形態の動力伝達装置１０１では、筺体３０１の対向面３１１における径方向外側及び内側に、２つの永久磁石６１、６２が環状に設けられている。これに対し、図２９に示す動力伝達装置１０７のように、外側の永久磁石６１と内側の永久磁石６２との間に、さらに中間の永久磁石６１５を配置してもよい。各永久磁石６１、６１５、６２の磁極の向きは、径方向に対向する磁極同士の極性が反対となるように設定される。これにより、動力遮断状態における磁力線φｂがより安定して格納部３４の溝壁を横切るようにすることができる。もちろん径方向に４つ以上の永久磁石を設けてもよい。また、他の実施形態についても、磁力線φｂの向きに永久磁石を増設してもよい。

【0085】

（エ）永久磁石の磁極の配置や、コイル又は永久磁石による磁力線の向きは、言うまでもなく、各図面で図示した方向と逆であってもよい。
（オ）第５実施形態において、２つのコイルによる磁力線の向きは、それらが互いに同方向であるか逆方向であるかという関係を変更しない限り、各図面で図示した方向と逆であってもよい。
（カ）本発明の要部以外の構成に関しては、上記実施形態に対し形状、配置、数量等、適宜変更してよい。例えば、シャフトとロータとの接続、シャフトの軸受け、流体室の形状、筐体におけるコイルの設置や配線等については、どのように構成してもよい。

【0086】

（キ）本発明の動力伝達装置として、上記実施形態では、シャフト及びロータの回転動力を、同軸に設けられた筐体に伝達可能なクラッチ装置を例示した。この他、本発明の動力伝達装置は、ロータの回転を制動するブレーキ装置等に適用されてもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

【符号の説明】

【0087】

１０１−１０７，２０１−２０８・・・動力伝達装置、
３０１−３０８ ・・・筺体、
３１１、３１３、３２、３１５・・・（筺体の）対向面、
３３、３５、３７ ・・・（筺体の）集中部、
３４、３６、３８ ・・・（筺体の）格納部、
４０１−４０３ ・・・ロータ、
４１１、４１３、４２、４１５・・・（ロータの）対向面、
４３ ・・・（ロータの）集中部、
４４ ・・・（ロータの）格納部、
５、５１、５２、５３、５４ ・・・コイル（磁場発生手段、第１磁場発生手段）、
６１、６１５、６２、６３、６４、６５、６６・・・永久磁石（第２磁場発生手段）、
６ ・・・コイル（第２磁場発生手段）、
８ ・・・流体室、
９ ・・・磁性流体、 ９０・・・基液、 Ｍ ・・・磁性粒子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】