JP2017146843A - Operation device - Google Patents

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    • G05G1/08Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation device capable of obtaining a good operation feeling by using a magnetic viscous fluid.SOLUTION: An operation device 100 includes: an operation body 11 acting in an operation direction; a support body 3 freely supporting an action of the operation body 11; and a movable load application mechanism F5. The movable load application mechanism F5 includes: a movable member 55 engaged with a movable shaft 11 of the operation body 11; a magnetism generation mechanism FM5 having a coil 35 for generating a magnetic field and a first yoke 15 provided so as to surround the coil 35; and a magnetic viscous fluid 75 for changing viscous according to the strength of the magnetic field filled into a first gap 5 ga between the first yoke 15 and the movable member 55. The first yoke 15 and the coil 35 are disposed at the outside of the movable member 55 with the movable shaft 11 as a center viewed from a cross-section side in an initial stage, and at least a part of the movable member 55 and the first yoke 15 include an arc-shaped portion so as to form the first gap 5 ga.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、操作者が操作した際に、操作者に対して操作感触を与えることができる操作装置に関する。   The present invention relates to an operation device that can give an operation feeling to an operator when the operator operates.

近年、操作者が操作部材を操作した際に、この操作部材の操作量や操作方向に応じた抵抗力や推力等の外力(力覚)を付与することにより、操作フィーリングを良好にして所望の操作が確実に行えるようにしたフォースフィードバック機能付きの操作装置が種々提案されている。特に、エアコンやオーディオあるいはナビゲーション等の車載用制御機器の操作においては、視認しながら操作するのではなく、ブラインド操作する場合が多く、操作部材(操作ノブ)に対して力覚を付与することは、安全性の面からも有効であった。   In recent years, when an operator operates an operation member, an external force (force sense) such as a resistance force or a thrust according to the operation amount or operation direction of the operation member is applied to improve the operation feeling. Various operation devices with a force feedback function have been proposed so that the operation can be reliably performed. In particular, when operating an in-vehicle control device such as an air conditioner, audio, or navigation, it is often the case that a blind operation is performed rather than an operation while visually recognizing, and a force sense is given to an operation member (operation knob). It was also effective in terms of safety.

このような操作装置を用いた自動車用の手動入力装置800が特許文献1(従来例1)に提案されている。図15は、従来例1の手動入力装置800を説明する図であって、その基本構成の要部を示す縦断面図である。   A manual input device 800 for an automobile using such an operation device is proposed in Patent Document 1 (conventional example 1). FIG. 15 is a view for explaining the manual input device 800 of the conventional example 1, and is a longitudinal sectional view showing the main part of the basic configuration.

図15に示す手動入力装置800は、運転者(操作者)により手動操作され回転するノブ880(操作部材)と、ノブ880と一体的に設けられたキャリア軸851を有する遊星歯車機構と、遊星歯車機構のリングギア862を常に固定する円筒状のリングギアケース860(固定部材)と、遊星歯車機構のサンギア832と係合した出力軸811を有するモータ810と、モータ810の出力軸811の回転を検出するエンコーダ830(検出手段)と、エンコーダ830の検出結果に応じてモータ810の回転を制御する制御手段と、を備えて構成されている。そして、手動入力装置800は、所定のタイミングでモータ810を回転させ、この回転力を遊星歯車機構を介してノブ880に伝達し、所定の操作感触を操作者に与えるようにしている。   A manual input device 800 shown in FIG. 15 includes a knob 880 (operation member) that is manually operated and rotated by a driver (operator), a planetary gear mechanism having a carrier shaft 851 provided integrally with the knob 880, and a planetary gear. A cylindrical ring gear case 860 (fixing member) that always fixes the ring gear 862 of the gear mechanism, a motor 810 having an output shaft 811 engaged with the sun gear 832 of the planetary gear mechanism, and rotation of the output shaft 811 of the motor 810 Encoder 830 (detection means) for detecting the rotation of the motor 810 according to the detection result of the encoder 830. The manual input device 800 rotates the motor 810 at a predetermined timing and transmits this rotational force to the knob 880 via the planetary gear mechanism so as to give a predetermined operation feeling to the operator.

しかしながら、この手動入力装置800は、良好な操作感触を与えることができるが、モータ810を用いているので、更なる小型化の要望に対して対応が難しいものであった。そこで、モータ810を用いないで、操作部材の操作量や操作方向に応じた抵抗力や推力等の外力(力覚)を付与する方法が模索されてきた。   However, although this manual input device 800 can give a good operation feeling, since the motor 810 is used, it is difficult to respond to a demand for further miniaturization. Therefore, a method for applying an external force (force sense) such as a resistance force or a thrust according to the operation amount or operation direction of the operation member without using the motor 810 has been sought.

特許文献2(従来例2)では、自身の流動性が磁場発生手段により影響を受ける磁界応答材料(磁気粘性流体)を用いた手動ブレーキ911が提案されている。図16は、従来例2の手動ブレーキ911を説明する図であって、長手方向断面図である。   Patent Document 2 (conventional example 2) proposes a manual brake 911 using a magnetic field responsive material (magnetorheological fluid) whose fluidity is influenced by the magnetic field generating means. FIG. 16 is a view for explaining a manual brake 911 of Conventional Example 2 and is a longitudinal sectional view.

図16に示す手動ブレーキ911は、第1のハウジング室915及び第2のハウジング室917を有するハウジング913と、ハウジング913の開放端側を塞ぐ閉じ板919と、第2のハウジング室917を貫通して第1のハウジング室915に延設しているシャフト923と、シャフト923の端部に一体に設けられ第1のハウジング室内に並設されたロータ921と、第1のハウジング室915内に設けられロータ921の外周辺部のすぐそばにある磁界発生器929と、第1のハウジング室915に設けられロータ921を取り囲むように充填された磁界応答材料941と、第2のハウジング室917に設けられブレーキ動作を制御及び監視する制御手段925と、を備えて構成されている。また、磁界発生器929は、コイル931と、コイル931の三方を囲むようにして配設された極片933と、を備えている。   A manual brake 911 shown in FIG. 16 passes through a housing 913 having a first housing chamber 915 and a second housing chamber 917, a closing plate 919 that closes the open end side of the housing 913, and the second housing chamber 917. A shaft 923 extending to the first housing chamber 915, a rotor 921 provided integrally with the end of the shaft 923 and arranged in parallel in the first housing chamber, and provided in the first housing chamber 915. A magnetic field generator 929 immediately adjacent to the outer periphery of the rotor 921, a magnetic field responsive material 941 provided in the first housing chamber 915 and filled to surround the rotor 921, and a second housing chamber 917. And control means 925 for controlling and monitoring the brake operation. The magnetic field generator 929 includes a coil 931 and a pole piece 933 arranged so as to surround three sides of the coil 931.

そして、コイル931に通電を行うと、図16に破線で示す磁束J37が発生し、この磁束J37の発生に伴って、磁界応答材料941中の軟磁性または磁化可能な粒子が磁束J37に沿って配列するようになる。このため、この配列を切断する方向、つまり回転動作するロータ921の回転方向に対して、磁界応答材料941によりロータ921に与える抵抗が増大するようになる。従って、手動ブレーキ911は、この磁界応答材料941とロータ921とを用いて、シャフト923の回転動作を止めるブレーキ作用を有することとなる。   When the coil 931 is energized, a magnetic flux J37 indicated by a broken line in FIG. 16 is generated. With the generation of the magnetic flux J37, soft magnetic or magnetizable particles in the magnetic field responsive material 941 move along the magnetic flux J37. Will be arranged. For this reason, the resistance given to the rotor 921 by the magnetic field response material 941 increases with respect to the direction of cutting this arrangement, that is, the rotational direction of the rotating rotor 921. Therefore, the manual brake 911 has a braking action that stops the rotation operation of the shaft 923 using the magnetic field response material 941 and the rotor 921.

特開2003−50639号公報JP 2003-50639 A 特表2005−507061号公報JP 2005-507061 gazette

上述した磁界応答材料941(磁気粘性流体)の作用を利用することにより、モータを用いないで、操作部材の操作量や操作方向に応じた抵抗力や推力等の外力(力覚)を付与する方法が考えられる。しかしながら、従来例2の構成では、磁界応答材料941がロータ921の回転動作する方向に特に抵抗を増大させるようになっているので、回転操作以外の押圧操作や傾倒操作等の操作に対して、負荷を与えられないという課題があった。   By using the action of the magnetic field response material 941 (magnetoviscous fluid) described above, an external force (force sense) such as a resistance force or a thrust according to the operation amount or operation direction of the operation member is applied without using a motor. A method is conceivable. However, in the configuration of Conventional Example 2, since the magnetic field response material 941 increases the resistance particularly in the direction in which the rotor 921 rotates, for operations such as pressing operation and tilting operation other than the rotation operation, There was a problem that the load could not be given.

本発明は、上述した課題を解決するもので、磁気粘性流体を用いて良好な操作感触が得られる操作装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an operation device that can obtain a good operation feeling using a magnetorheological fluid.

この課題を解決するために、本発明の操作装置は、操作者の操作により操作方向へ動作する操作体を有した操作部材と、該操作体の動作を自在に支持する支持体と、前記操作体の動作に対して負荷を付与する可動負荷付与機構と、を備えた操作装置であって、前記操作体には前記動作を可能にする可動軸を有し、前記可動負荷付与機構が、該可動軸と係合して前記動作をする可動部材と、該可動部材と隙間を挟んで対向する磁気発生機構と、該隙間の少なくとも一部に存在し磁界の強さに応じて粘性が変化する磁気粘性流体と、を備え、前記磁気発生機構が、通電により磁界を発生させるコイルと、該コイルを囲むように設けられ前記可動部材の一方側に配設された第1ヨークと、を備え、該第1ヨークと前記可動部材との前記隙間である第1隙間に前記磁気粘性流体が充填されており、前記動作をしていない初期状態において、前記可動軸の軸中心が垂直に貫く仮想断面で、前記可動軸を中心にして、前記可動部材よりも前記第1ヨーク及び前記コイルが外側に配設されているとともに、前記可動部材と前記第1ヨークの少なくとも一部が前記軸中心を中心とした円弧形状を有して前記第1隙間を形成していることを特徴としている。   In order to solve this problem, an operating device of the present invention includes an operating member having an operating body that moves in an operating direction by an operation of an operator, a support that freely supports the operation of the operating body, and the operation A movable load applying mechanism that applies a load to the motion of the body, the operating body having a movable shaft that enables the operation, the movable load applying mechanism, The movable member that engages with the movable shaft and performs the above-described operation, the magnetism generating mechanism that faces the movable member across the gap, and the viscosity changes according to the strength of the magnetic field that exists in at least a part of the gap. A magnetorheological fluid, and the magnetism generating mechanism includes a coil that generates a magnetic field by energization, and a first yoke that is provided to surround the coil and disposed on one side of the movable member, A first gap that is the gap between the first yoke and the movable member. In an initial state in which the gap is filled with the magnetorheological fluid and the operation is not performed, the center of the movable shaft is a virtual cross section that penetrates vertically, and the movable shaft is centered on the movable shaft and the movable member is more than the movable member. The first yoke and the coil are disposed outside, and at least a part of the movable member and the first yoke has an arc shape centered on the shaft center to form the first gap. It is characterized by being.

これによれば、本発明の操作装置は、コイルへの通電により磁界が発生し、磁路が第1ヨークから可動部材側に広がって形成されて、磁気粘性流体における磁性粒子が仮想断面方向の磁束に沿って揃うこととなる。このため、第1ヨークと可動部材、及び可動部材と第1ヨークにかけて形成された磁束を横切る方向、例えば可動軸の軸中心を中心とした回転方向や軸中心に沿った押圧方向等に動作する可動部材に対して、磁気粘性流体により負荷がかかるようになる。このことにより、可動部材及び可動軸を介して操作体に負荷がかかるようになり、回転操作や押圧操作等の操作に対して、良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   According to this, the operating device of the present invention generates a magnetic field by energizing the coil, the magnetic path is formed to extend from the first yoke to the movable member side, and the magnetic particles in the magnetorheological fluid are in the virtual cross-sectional direction. It will be aligned along the magnetic flux. For this reason, the first yoke and the movable member, and the direction crossing the magnetic flux formed between the movable member and the first yoke, for example, the rotation direction around the axis center of the movable shaft, the pressing direction along the axis center, etc. A load is applied to the movable member by the magnetorheological fluid. As a result, a load is applied to the operating body via the movable member and the movable shaft, and a favorable operational feeling can be given to the operator with respect to operations such as a rotation operation and a pressing operation.

また、本発明の操作装置は、前記仮想断面において、前記可動部材、前記第1ヨーク及び前記コイルが、前記軸中心を中心として、回転対称となるように形成されていることを特徴としている。   The operating device of the present invention is characterized in that, in the virtual cross section, the movable member, the first yoke, and the coil are formed so as to be rotationally symmetric about the axis center.

これによれば、磁気粘性流体に対して磁束密度の偏りがない磁路を形成でき、磁気発生機構が発生させた磁界を効率的に粘性の制御に作用させることができる。このことにより、可動部材に対して均等にしかも効率的に負荷を付与することができ、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   According to this, it is possible to form a magnetic path having no magnetic flux density bias with respect to the magnetorheological fluid, and the magnetic field generated by the magnetism generating mechanism can be efficiently applied to the viscosity control. As a result, a load can be uniformly and efficiently applied to the movable member, and a better operational feel can be given to the operator.

また、本発明の操作装置は、前記可動部材が軟磁性体からなることを特徴としている。   In the operating device of the present invention, the movable member is made of a soft magnetic material.

これによれば、第1ヨークから可動部材に、可動部材から第1ヨークにかけて磁路が確実に形成されて、磁気粘性流体における磁性粒子が第1ヨークと可動部材と互いに対向する対向面方向に揃うこととなる。このため、磁性粒子が揃った対向面方向を横切る方向に動作(回転動作及びスライド動作)する可動部材に対して、より強い負荷がかかるようになる。このことにより、可動部材及び可動軸を介して操作体により強い負荷がかかるようになり、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   According to this, the magnetic path is surely formed from the first yoke to the movable member and from the movable member to the first yoke, and the magnetic particles in the magnetorheological fluid are directed in the direction of the opposing surfaces facing the first yoke and the movable member. Will be aligned. For this reason, a stronger load is applied to the movable member that moves (rotates and slides) in the direction across the opposing surface direction in which the magnetic particles are aligned. As a result, a stronger load is applied to the operating body via the movable member and the movable shaft, and a better operational feeling can be given to the operator.

また、本発明の操作装置は、前記可動部材が前記軸中心を中心とした円筒形状であり、前記第1ヨークが、前記可動部材と対向する側において、互いに分割された第1対向部と第2対向部を有し、該第1対向部及び該第2対向部が、前記可動軸に沿った押圧方向に配設され、前記可動部材の外周面と対向していることを特徴としている。   In the operating device according to the present invention, the movable member has a cylindrical shape centered on the axial center, and the first yoke has a first opposed portion and a first opposed portion separated from each other on a side facing the movable member. There are two opposing portions, and the first opposing portion and the second opposing portion are arranged in a pressing direction along the movable shaft, and are opposed to the outer peripheral surface of the movable member.

これによれば、第1ヨークの第1対向部から可動部材側にかけて磁路が確実に形成されるとともに、可動部材側から第1ヨークの第2対向部にかけて磁路が確実に形成されるようになり、磁気粘性流体における磁性粒子が仮想断面方向の磁束に沿って揃うこととなる。このため、仮想断面方向に対して交差する方向(回転方向や押圧方向)に動作する可動部材に対して、確実にしかもより強い負荷を付与することができる。このことにより、回転操作や押圧操作に対して、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   According to this, the magnetic path is surely formed from the first facing portion of the first yoke to the movable member side, and the magnetic path is surely formed from the movable member side to the second facing portion of the first yoke. Thus, the magnetic particles in the magnetorheological fluid are aligned along the magnetic flux in the virtual cross-sectional direction. For this reason, it is possible to reliably apply a stronger load to the movable member that operates in a direction (rotation direction or pressing direction) intersecting the virtual cross-sectional direction. Thereby, it is possible to give a better operational feeling to the operator with respect to the rotation operation and the pressing operation.

また、本発明の操作装置は、前記磁気発生機構が前記可動部材の前記円筒形状における内周面と対向する第2ヨークを有し、該第2ヨークと前記可動部材の前記内周面との第2隙間に前記磁気粘性流体が充填されていることを特徴としている。   In the operating device of the present invention, the magnetism generating mechanism has a second yoke facing the inner peripheral surface of the movable member in the cylindrical shape, and the second yoke and the inner peripheral surface of the movable member The second gap is filled with the magnetorheological fluid.

これによれば、磁束を横切る方向に回転動作及びスライド動作(押圧方向への動作)する可動部材に対して、更なる負荷(回転負荷や押圧負荷)を付与することができる。このことにより、同等の磁界であっても、更に大きな操作感触を操作者に対して与えることができる。   According to this, it is possible to apply a further load (rotational load or pressing load) to the movable member that rotates and slides (moves in the pressing direction) in the direction across the magnetic flux. As a result, even with an equivalent magnetic field, a greater operational feel can be given to the operator.

また、本発明の操作装置は、前記第1対向部における前記磁気粘性流体に臨む第1対向面の面積と前記第2対向部における前記磁気粘性流体に臨む第2対向面の面積とが同じであることを特徴としている。   In the operating device of the present invention, the area of the first facing surface facing the magnetorheological fluid in the first facing portion is the same as the area of the second facing surface facing the magnetorheological fluid in the second facing portion. It is characterized by being.

これによれば、磁束の入口と出口とで磁束密度が同等になり、コイルから発生した磁束を磁気粘性流体の粘性の制御に効率的に作用させることができる。このことにより、回転動作する可動部材に対して均等に負荷を付与することができ、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   According to this, the magnetic flux density becomes equal at the entrance and the exit of the magnetic flux, and the magnetic flux generated from the coil can be efficiently applied to control the viscosity of the magnetorheological fluid. Thereby, a load can be equally applied to the rotating movable member, and a better operational feeling can be given to the operator.

また、本発明の操作装置は、前記可動部材が前記軸中心上に球中心を有した球形状であり、前記操作体が該球中心を中心として傾倒可能に支持されており、前記第1ヨークが、前記軸中心に沿った方向において、互いに分割された第3対向部と第4対向部を有し、該第3対向部及び該第4対向部が前記可動部材の球形状の外周面に沿った凹形状であり、前記第3対向部及び前記第4対向部と前記可動部材の前記外周面との第3隙間に前記磁気粘性流体が充填されていることを特徴としている。   In the operating device of the present invention, the movable member has a spherical shape having a spherical center on the axial center, and the operating body is supported so as to be tiltable about the spherical center, and the first yoke Has a third facing portion and a fourth facing portion that are divided from each other in the direction along the axis center, and the third facing portion and the fourth facing portion are formed on the spherical outer peripheral surface of the movable member. And a third gap between the third and fourth opposing portions and the outer peripheral surface of the movable member is filled with the magnetorheological fluid.

これによれば、第1ヨークの第3対向部から可動部材にかけて磁路が確実に形成されるとともに、可動部材から第1ヨークの第4対向部にかけて磁路が確実に形成されるようになり、磁気粘性流体における磁性粒子が可動部材の球形状の放射方向に形成された磁束に沿って揃うこととなる。このため、放射方向に対して直交する接線方向に動作する可動部材に対して、確実にしかもより強い負荷を付与することができる。このことにより、傾倒操作に対して、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   According to this, the magnetic path is surely formed from the third facing portion of the first yoke to the movable member, and the magnetic path is surely formed from the movable member to the fourth facing portion of the first yoke. The magnetic particles in the magnetorheological fluid are aligned along the magnetic flux formed in the spherical radial direction of the movable member. For this reason, it is possible to reliably apply a stronger load to the movable member that operates in the tangential direction orthogonal to the radial direction. Thereby, it is possible to give a better operational feeling to the operator with respect to the tilting operation.

また、本発明の操作装置は、前記可動部材が軟磁性体からなることを特徴としている。   In the operating device of the present invention, the movable member is made of a soft magnetic material.

これによれば、第1ヨークの第3対向部から可動部材に、可動部材から第1ヨークの第4対向部にかけて磁路が確実に形成されて、磁気粘性流体における磁性粒子が第1ヨークと可動部材と互いに対向する対向面方向に揃うこととなる。このため、磁性粒子が揃った対向面方向を横切る方向に動作(回転動作)する可動部材に対して、より強い負荷がかかるようになる。このことにより、可動部材及び可動軸を介して操作体により強い負荷がかかるようになり、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   According to this, a magnetic path is reliably formed from the third facing portion of the first yoke to the movable member and from the movable member to the fourth facing portion of the first yoke, and the magnetic particles in the magnetorheological fluid are separated from the first yoke. The movable member and the movable member are aligned in the facing direction facing each other. For this reason, a stronger load is applied to the movable member that operates (rotates) in a direction crossing the opposing surface direction in which the magnetic particles are aligned. As a result, a stronger load is applied to the operating body via the movable member and the movable shaft, and a better operational feeling can be given to the operator.

また、本発明の操作装置は、前記第3対向部における前記磁気粘性流体に臨む第3対向面の面積と前記第4対向部における前記磁気粘性流体に臨む第4対向面の面積とが同じであることを特徴としている。   In the operating device of the present invention, the area of the third facing surface facing the magnetorheological fluid in the third facing portion is the same as the area of the fourth facing surface facing the magnetorheological fluid in the fourth facing portion. It is characterized by being.

これによれば、磁束の入口と出口とで磁束密度が同等になり、コイルから発生した磁束を磁気粘性流体の粘性の制御に効率的に作用させることができる。このことにより、可動部材に対して均等にしかも効率的に負荷を付与することができ、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   According to this, the magnetic flux density becomes equal at the entrance and the exit of the magnetic flux, and the magnetic flux generated from the coil can be efficiently applied to control the viscosity of the magnetorheological fluid. As a result, a load can be uniformly and efficiently applied to the movable member, and a better operational feel can be given to the operator.

本発明の操作装置は、コイルへの通電により磁界が発生し、磁路が第1ヨークから可動部材側に広がって形成されて、磁気粘性流体における磁性粒子が仮想断面方向の磁束に沿って揃うこととなる。このため、第1ヨークと可動部材、及び可動部材と第1ヨークにかけて形成された磁束を横切る方向、例えば可動軸の軸中心を中心とした回転方向や軸中心に沿った押圧方向等に動作する可動部材に対して、磁気粘性流体により負荷がかかるようになる。このことにより、可動部材及び可動軸を介して操作体に負荷がかかるようになり、回転操作や押圧操作等の操作に対して、良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   In the operating device of the present invention, a magnetic field is generated by energizing the coil, the magnetic path is formed to extend from the first yoke toward the movable member, and the magnetic particles in the magnetorheological fluid are aligned along the magnetic flux in the virtual cross-sectional direction. It will be. For this reason, the first yoke and the movable member, and the direction crossing the magnetic flux formed between the movable member and the first yoke, for example, the rotation direction around the axis center of the movable shaft, the pressing direction along the axis center, etc. A load is applied to the movable member by the magnetorheological fluid. As a result, a load is applied to the operating body via the movable member and the movable shaft, and a favorable operational feeling can be given to the operator with respect to operations such as a rotation operation and a pressing operation.

本発明の第1実施形態に係わる操作装置の上方斜視図である。It is an upper perspective view of the operating device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係わる操作装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the operating device concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係わる操作装置を説明する図であって、図3(a)は、図1に示すZ1側から見た上面図であり、図3(b)は、図1に示すY2側から見た正面図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the operating device according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a top view seen from the Z1 side shown in FIG. 1, and FIG. It is the front view seen from the Y2 side shown. 本発明の第1実施形態に係わる操作装置を説明する図であって、図3(a)に示すIV−IV線における断面図である。It is a figure explaining the operating device concerning 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing in the IV-IV line | wire shown to Fig.3 (a). 本発明の第1実施形態に係わる操作装置の可動負荷付与機構を説明する図であって、図4に示すP部分の拡大断面図である。It is a figure explaining the movable load provision mechanism of the operating device concerning 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is an expanded sectional view of the P section shown in FIG. 本発明の第1実施形態に係わる操作装置の可動負荷付与機構を説明する図であって、図6(a)は、可動負荷付与機構の上方斜視図であり、図6(b)は、図6(a)に示すZ2側から見た底面図である。FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating a movable load applying mechanism of the operating device according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is an upper perspective view of the movable load applying mechanism, and FIG. It is the bottom view seen from the Z2 side shown to 6 (a). 本発明の第1実施形態に係わる操作装置の磁気発生機構を説明する図であって、図7(a)は、図6(a)に示す第1ヨークの上部側を省略した上方斜視図であり、図7(b)は、図6(a)に示す第1ヨークの下部側を省略した下方斜視図である。It is a figure explaining the magnetism generating mechanism of the operating device concerning a 1st embodiment of the present invention, and Drawing 7 (a) is an upper perspective view which omitted the upper part side of the 1st yoke shown in Drawing 6 (a). FIG. 7B is a lower perspective view in which the lower side of the first yoke shown in FIG. 6A is omitted. 本発明の第1実施形態に係わる操作装置の磁気発生機構を説明する図であって、図8(a)は、図7(a)をZ1側から見た上面図であり、図8(b)は、図7(b)をZ2側から見た底面図である。It is a figure explaining the magnetic generation mechanism of the operating device concerning 1st Embodiment of this invention, Comprising: Fig.8 (a) is the top view which looked at Fig.7 (a) from the Z1 side, FIG.8 (b) ) Is a bottom view of FIG. 7B viewed from the Z2 side. 本発明の第1実施形態に係わる操作装置の磁気発生機構を説明する図であって、図9(a)は、図6(a)に示す第1ヨークの上部側をZ2側から見た下方斜視図であり、図9(b)は、図6(a)に示す第1ヨークの下部側をZ1側から見た上方斜視図である。FIG. 9A is a diagram for explaining a magnetic generation mechanism of the operating device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9A is a lower view of the upper side of the first yoke shown in FIG. FIG. 9B is a top perspective view of the lower side of the first yoke shown in FIG. 6A as viewed from the Z1 side. 本発明の第1実施形態に係わる操作装置の磁気粘性流体について説明する模式図であって、図10(a)は、磁界が印加されていない状態の磁気粘性流体の図であり、図10(b)は、磁界が印加されている状態の磁気粘性流体の図である。FIG. 10A is a schematic diagram for explaining the magnetorheological fluid of the operating device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 10A is a diagram of the magnetorheological fluid in a state where no magnetic field is applied, and FIG. b) is a diagram of a magnetorheological fluid in a state where a magnetic field is applied. 本発明の第1実施形態に係わる操作装置の可動負荷付与機構を説明する図であって、磁気発生機構に流す電流と操作体にかかるトルクとの関係の一例を表したグラフである。It is a figure explaining the movable load provision mechanism of the operating device concerning 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is the graph showing an example of the relationship between the electric current sent through a magnetism generation mechanism, and the torque concerning an operation body. 本発明の第2実施形態に係わる操作装置の上方斜視図である。It is an upper perspective view of the operating device concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係わる操作装置を説明する図であって、図13(a)は、図12に示すZ1側から見た上面図であり、図13(b)は、図12に示すY2側から見た正面図である。FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating an operating device according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 13A is a top view seen from the Z1 side shown in FIG. 12, and FIG. It is the front view seen from the Y2 side shown. 本発明の第2実施形態に係わる操作装置を説明する図であって、図13(a)に示すXIV−XIV線における断面図である。It is a figure explaining the operating device concerning 2nd Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing in the XIV-XIV line | wire shown to Fig.13 (a). 従来例1の手動入力装置を説明する図であって、その基本構成の要部を示す縦断面図である。It is a figure explaining the manual input device of the prior art example 1, Comprising: It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the basic composition. 従来例2の手動ブレーキを説明する図であって、長手方向断面図である。It is a figure explaining the manual brake of the prior art example 2, Comprising: It is longitudinal direction sectional drawing.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係わる操作装置100の上方斜視図である。図2は、操作装置100の分解斜視図である。図3(a)は、図1に示すZ1側から見た操作装置100の上面図であり、図3(b)は、図1に示すY2側から見た操作装置100の正面図である。図4は、図3(a)に示すIV−IV線における操作装置100の断面図である。図5は、図4に示すP部分の拡大断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a top perspective view of an operating device 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the operating device 100. 3A is a top view of the operating device 100 viewed from the Z1 side shown in FIG. 1, and FIG. 3B is a front view of the operating device 100 viewed from the Y2 side shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the operating device 100 taken along the line IV-IV shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion P shown in FIG.

本発明の第1実施形態の操作装置100は、図1及び図3に示すような外観を呈し、図2に示すように、操作者の操作によりその操作方向へ動作する操作体11を有した操作部材1と、操作体11の可動を自在に支持する支持体3と、操作体11に対して負荷を付与する可動負荷付与機構F5と、を備えて主に構成されている。また、可動負荷付与機構F5は、図4及び図5に示すように、操作体11と係合して動作する可動部材55と、可動部材55と隙間5gを挟んで対向する磁気発生機構FM5と、この隙間5gに存在する磁気粘性流体75と、を備えて構成されている。   The operating device 100 according to the first embodiment of the present invention has an appearance as shown in FIGS. 1 and 3 and has an operating body 11 that moves in the operating direction by an operator's operation as shown in FIG. The operation member 1 is mainly configured to include a support body 3 that freely supports the operation body 11 and a movable load applying mechanism F5 that applies a load to the operation body 11. 4 and 5, the movable load applying mechanism F5 includes a movable member 55 that operates by engaging with the operating body 11, and a magnetic generation mechanism FM5 that faces the movable member 55 with a gap 5g therebetween. And a magnetorheological fluid 75 present in the gap 5g.

また、第1実施形態の操作装置100では、上述の構成要素に加え、磁気発生機構FM5を固定する固定部材6(図2を参照)と、可動負荷付与機構F5の中に配設されるスリットスペーサS57と(図4及び図5を参照)、を有している。そして、この操作装置100は、操作部材1の操作部51(操作ノブ)が操作体11の一端側に係合され、操作者により操作部51が把持されて操作され、操作体11が両方向に回転動作するとともに、上下方向(図1に示すZ方向)にスライド動作するようになっている。   In addition, in the operating device 100 of the first embodiment, in addition to the above-described components, a fixing member 6 (see FIG. 2) for fixing the magnetic generation mechanism FM5 and a slit disposed in the movable load applying mechanism F5. And a spacer S57 (see FIGS. 4 and 5). In the operation device 100, the operation unit 51 (operation knob) of the operation member 1 is engaged with one end side of the operation body 11, the operation unit 51 is gripped and operated by the operator, and the operation body 11 is moved in both directions. While rotating, it slides in the vertical direction (Z direction shown in FIG. 1).

また、この際に、操作体11の回転動作を検出する回転検出手段(図示していない)を備えると、この操作装置100は、回転操作型の入力装置として用いることができる。例えば、この回転検出手段として、抵抗体パターンが形成された基板と抵抗体パターンを摺接する摺動子とから構成された、所謂、回転型可変抵抗器を用いると、この回転型可変抵抗器を操作体11に係合させることで、容易に操作体11の回転動作を検出することができる。なお、回転検出手段として、回転型可変抵抗器に限るものではない。例えば、永久磁石と磁気検出センサを用いた磁気式の角度回転検出装置であっても良い。   At this time, if a rotation detection means (not shown) for detecting the rotation operation of the operation body 11 is provided, the operation device 100 can be used as a rotation operation type input device. For example, when the so-called rotary variable resistor composed of a substrate on which a resistor pattern is formed and a slider that slidably contacts the resistor pattern is used as the rotation detecting means, By engaging with the operating body 11, the rotational motion of the operating body 11 can be easily detected. Note that the rotation detecting means is not limited to the rotary variable resistor. For example, a magnetic angular rotation detection device using a permanent magnet and a magnetic detection sensor may be used.

同様にして、操作体11のスライド動作を検出するスライド検出手段を備えると、この操作装置100は、押圧操作型の入力装置として用いることができる。例えば、このスライド検出手段として、箱状ケースに埋設された固定接点と固定接点と接離可能な可動接点とから構成された、所謂、プッシュスイッチを用いると、このプッシュスイッチを操作体11と連動する可動部材55の下方(図1に示すZ2方向)側に配設することで、容易に操作体11の押圧操作のON/OFF(スライド動作の一形態)を検出することができる。なお、スライド検出手段として、プッシュスイッチに限るものではなく、例えば、スライド型可変抵抗器を用いても良い。   Similarly, when a slide detecting means for detecting the sliding motion of the operating body 11 is provided, the operating device 100 can be used as a pressing operation type input device. For example, when the so-called push switch composed of a fixed contact embedded in a box-like case and a movable contact that can be moved toward and away from the fixed contact is used as the slide detection means, the push switch is interlocked with the operating body 11. By disposing the movable member 55 below (Z2 direction shown in FIG. 1), it is possible to easily detect ON / OFF of the pressing operation of the operating body 11 (one form of sliding operation). The slide detection means is not limited to a push switch, and for example, a slide type variable resistor may be used.

先ず、操作装置100の操作部材1について説明する。操作部材1は、図2に示すように、操作者が把持する操作部51と、操作部51が一端側に係合された可動軸11jを有する操作体11と、を有している。そして、操作者により操作部51が把持されて操作されると、操作体11が両方向(図3(a)に示すX−Y平面の方向)に回転動作するとともに、上下方向(図3(b)に示すZ方向)にスライド移動するようになっている。   First, the operation member 1 of the operation device 100 will be described. As shown in FIG. 2, the operation member 1 includes an operation unit 51 held by an operator and an operation body 11 having a movable shaft 11 j with which the operation unit 51 is engaged with one end side. When the operation unit 51 is gripped and operated by the operator, the operating body 11 rotates in both directions (the direction of the XY plane shown in FIG. 3A) and the vertical direction (FIG. 3B). It slides in the Z direction).

操作部材1の操作体11は、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT、poly butylene terephtalate)等の合成樹脂を用い、図2に示すように、円柱形状で回転中心である軸中心ACを中心とした可動軸11jと、可動軸11jの他端側に設けられ可動軸11jより一回り大きいサイズの係合部11rと、を有して、一体に射出成形されて作製されている。そして、図4及び図5に示すように、操作体11の係合部11rが可動負荷付与機構F5の可動部材55の上端部と係合している。   The operation member 11 of the operation member 1 uses a synthetic resin such as polybutylene terephthalate (PBT), and has a cylindrical shape and a movable shaft centered on an axial center AC that is a center of rotation as shown in FIG. 11j and an engaging portion 11r which is provided on the other end side of the movable shaft 11j and is slightly larger than the movable shaft 11j, and is integrally injection-molded. 4 and 5, the engaging portion 11r of the operating body 11 is engaged with the upper end portion of the movable member 55 of the movable load applying mechanism F5.

操作部材1の操作部51は、操作体11と同様に、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)等の合成樹脂を用い、図2に示すように、円柱形状で射出成形されて作製されている。また、操作部51の中心部分には、図4に示すように、2つの凹形状の穴部を有しており、可動軸11jの一端側が深い穴部(第1穴部51h)に挿通されて係合されているとともに、後述するばね部材33の一部が浅い穴部(第2穴部51k)に収容されている。   As with the operation body 11, the operation portion 51 of the operation member 1 is made of a synthetic resin such as polybutylene terephthalate resin (PBT) and is injection-molded in a cylindrical shape as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 4, the central portion of the operation portion 51 has two concave holes, and one end side of the movable shaft 11j is inserted into a deep hole (first hole 51h). And a part of a spring member 33 to be described later is accommodated in the shallow hole (second hole 51k).

次に、操作装置100の支持体3について説明する。支持体3は、図4に示すように、操作体11の可動軸11jが挿通される貫通孔13kを有するケース13と、可動軸11jが挿通され操作部51とケース13との間に配設されたばね部材33と、可動軸11jが挿通されケース13の上板部13Bの内側に配設された軸支持部53と、から主に構成されている。そして、この支持体3は、操作体11の可動(回転動作及びスライド動作)が自在になるように、操作部材1を支持している。   Next, the support 3 of the operating device 100 will be described. As shown in FIG. 4, the support 3 is disposed between the case 13 having a through hole 13 k through which the movable shaft 11 j of the operation body 11 is inserted, and the operation unit 51 and the case 13 through which the movable shaft 11 j is inserted. The spring member 33 and the shaft support portion 53 that is inserted inside the upper plate portion 13B of the case 13 through which the movable shaft 11j is inserted are mainly configured. And this support body 3 is supporting the operation member 1 so that the operation body 11 can move freely (rotation operation and slide operation).

支持体3のケース13は、操作部材1と同様に、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)等の合成樹脂を用い、図2に示すように、円筒形状の側壁部13Aと、側壁部13Aの片側の開口を覆う上板部13Bと、で、箱状に射出成形されて作製されている。また、ケース13の上板部13Bには、前述したように、操作体11の可動軸11jが挿通される貫通孔13kが設けられている。そして、ケース13には、図4に示すように、可動負荷付与機構F5が収容されている。   As in the operation member 1, the case 13 of the support 3 uses a synthetic resin such as polybutylene terephthalate resin (PBT), and as shown in FIG. 2, a cylindrical side wall portion 13A and one side of the side wall portion 13A. The upper plate portion 13B that covers the opening is manufactured by being injection-molded into a box shape. Further, as described above, the upper plate portion 13B of the case 13 is provided with the through hole 13k through which the movable shaft 11j of the operating body 11 is inserted. And as shown in FIG. 4, the movable load provision mechanism F5 is accommodated in the case 13. As shown in FIG.

支持体3のばね部材33は、一般的なコイルばねを用いており、図4に示すように、一端側が操作部51の第2穴部51kに収容されているとともに、他端側がケース13の上板部13Bと当接されて、操作部51とケース13の間に配設されている。これにより、ばね部材33は、操作部51を上方(図4に示すZ1方向)に付勢することとなる。このため、例えば、操作者により操作部51が下方(図4に示すZ2方向)に操作されて(押圧されて)、操作体11及び操作部51が初期状態から下方にスライド移動した後に、押圧操作が中止された際に、このばね部材33により操作体11及び操作部51を初期状態に自動復帰させることができる。   The spring member 33 of the support 3 uses a general coil spring. As shown in FIG. 4, one end side is accommodated in the second hole 51 k of the operation portion 51 and the other end side is the case 13. It is in contact with the upper plate part 13 </ b> B and is disposed between the operation part 51 and the case 13. Thereby, the spring member 33 will urge the operation part 51 upward (Z1 direction shown in FIG. 4). For this reason, for example, after the operation unit 51 is operated (pressed) downward (Z2 direction shown in FIG. 4) by the operator and the operation body 11 and the operation unit 51 slide downward from the initial state, When the operation is stopped, the operating member 11 and the operation unit 51 can be automatically returned to the initial state by the spring member 33.

支持体3の軸支持部53は、中央部に孔を有したリング形状をしており(図2を参照)、図4に示すように、操作体11の可動軸11jが挿通されて、ケース13の上板部13Bの内側に配設されている。また、軸支持部53は、後述する磁気発生機構FM5の第1ヨーク15の中央部分に設けられた開口部15kに収容されている。そして、軸支持部53は、操作体11の係合部11rの上面側と当接して、操作体11がケース13から外れるのを防止している。また、軸支持部53は、第1ヨーク15の開口部15kの内壁と当接することにより、軸中心ACに対する第1ヨーク15の位置決めを行っている。なお、軸支持部53は、亜鉛(Zn)等の非鉄金属をダイキャストして作製されている。   The shaft support 53 of the support 3 has a ring shape with a hole in the center (see FIG. 2), and as shown in FIG. 4, the movable shaft 11j of the operating body 11 is inserted through the case. 13 is disposed inside the upper plate portion 13B. Further, the shaft support portion 53 is accommodated in an opening portion 15k provided in the center portion of the first yoke 15 of the magnetism generating mechanism FM5 described later. The shaft support portion 53 is in contact with the upper surface side of the engaging portion 11r of the operating body 11 to prevent the operating body 11 from being detached from the case 13. Further, the shaft support portion 53 contacts the inner wall of the opening portion 15k of the first yoke 15, thereby positioning the first yoke 15 with respect to the shaft center AC. The shaft support portion 53 is produced by die-casting a non-ferrous metal such as zinc (Zn).

次に、操作装置100の可動負荷付与機構F5について説明する。図6は、可動負荷付与機構F5について説明する図であって、図6(a)は、可動負荷付与機構F5の上方斜視図であり、図6(b)は、図6(a)に示すZ2側から見た可動負荷付与機構F5の底面図である。   Next, the movable load applying mechanism F5 of the operating device 100 will be described. 6A and 6B are diagrams illustrating the movable load applying mechanism F5. FIG. 6A is an upper perspective view of the movable load applying mechanism F5, and FIG. 6B is illustrated in FIG. It is a bottom view of movable load provision mechanism F5 seen from the Z2 side.

可動負荷付与機構F5は、図4に示すように、可動軸11j(係合部11r)と係合して動作する可動部材55と、可動部材55と隙間5gを挟んで対向する磁気発生機構FM5と、この隙間5gに存在する磁気粘性流体75と、を備えて構成されている。更に、可動負荷付与機構F5の磁気発生機構FM5は、図6(a)に示すような円柱形状を呈し、図4及び図6(b)に示すように、通電により磁界を発生させるコイル35と、コイル35を囲むように設けられた第1ヨーク15と、可動部材55との隙間5gである第2隙間5gbを挟んで対向する第2ヨーク25と、コイル35への通電を制御する操作制御部(図示していない)と、を有して構成されている。そして、可動負荷付与機構F5は、操作者による回転操作を受けて、操作体11に可動負荷付与機構F5からの負荷を与えることにより、操作者に対して操作部材1の操作部51へ負荷を付与するように構成されている。   As shown in FIG. 4, the movable load applying mechanism F5 includes a movable member 55 that operates by engaging with the movable shaft 11j (engaging portion 11r), and a magnetic generation mechanism FM5 that faces the movable member 55 with a gap 5g interposed therebetween. And a magnetorheological fluid 75 present in the gap 5g. Furthermore, the magnetic generation mechanism FM5 of the movable load applying mechanism F5 has a cylindrical shape as shown in FIG. 6A, and as shown in FIGS. 4 and 6B, a coil 35 that generates a magnetic field by energization, The first yoke 15 provided so as to surround the coil 35, the second yoke 25 facing the second gap 5gb, which is the gap 5g between the movable member 55, and the operation control for controlling the energization to the coil 35. Part (not shown). The movable load applying mechanism F5 receives a rotation operation by the operator and applies a load from the movable load applying mechanism F5 to the operating body 11, thereby applying a load to the operation unit 51 of the operation member 1 to the operator. It is configured to grant.

先ず、可動負荷付与機構F5の磁気発生機構FM5について説明する。図7は、磁気発生機構FM5を説明する図であって、図7(a)は、図6(a)に示す第1ヨーク15の上ヨーク15Aを省略した上方斜視図であり、図7(b)は、図6(a)に示す第1ヨーク15の下ヨーク15Cを省略した下方斜視図である。図8は、磁気発生機構FM5を説明する図であって、図8(a)は、図7(a)をZ1側から見た上面図であり、図8(b)は、図7(b)をZ2側から見た底面図である。図9は、磁気発生機構FM5を説明する図であって、図9(a)は、図6(a)に示す第1ヨーク15の上ヨーク15AをZ2側から見た下方斜視図であり、図9(b)は、図6(a)に示す第1ヨーク15の下ヨーク15CをZ1側から見た上方斜視図である。   First, the magnetic generation mechanism FM5 of the movable load applying mechanism F5 will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining the magnetic generation mechanism FM5. FIG. 7A is an upper perspective view in which the upper yoke 15A of the first yoke 15 shown in FIG. 6A is omitted, and FIG. FIG. 6B is a lower perspective view in which the lower yoke 15C of the first yoke 15 shown in FIG. 8A and 8B are diagrams for explaining the magnetic generation mechanism FM5. FIG. 8A is a top view of FIG. 7A viewed from the Z1 side, and FIG. 8B is a plan view of FIG. ) Is a bottom view seen from the Z2 side. FIG. 9 is a diagram for explaining the magnetic generation mechanism FM5. FIG. 9A is a lower perspective view of the upper yoke 15A of the first yoke 15 shown in FIG. FIG. 9B is an upper perspective view of the lower yoke 15C of the first yoke 15 shown in FIG. 6A as viewed from the Z1 side.

磁気発生機構FM5のコイル35は、金属線材が環状に巻回されて形成されており、図7及び図8に示すように、軸中心ACが垂直に貫く仮想の横断面(仮想断面)において(図8を参照)、可動部材55よりもコイル35が外側に配設されている。また、コイル35は、仮想断面において、軸中心ACを中心として、回転対称となるように円形のリング形状に形成されている。そして、このコイル35に通電することにより、コイル35の周囲に磁界が発生するようになる。なお、コイル35は、金属線材が巻回されて束ねられた形状となっているが、図2、図7及び図8では、簡略化して、表面を平坦にして示している。   The coil 35 of the magnetic generation mechanism FM5 is formed by winding a metal wire in an annular shape, and, as shown in FIGS. 7 and 8, in a virtual cross section (virtual cross section) in which the axial center AC penetrates vertically (virtual cross section) ( 8), the coil 35 is disposed outside the movable member 55. Further, the coil 35 is formed in a circular ring shape so as to be rotationally symmetric about the axial center AC in the virtual cross section. When the coil 35 is energized, a magnetic field is generated around the coil 35. The coil 35 has a shape in which a metal wire is wound and bundled, but in FIGS. 2, 7 and 8, the surface is shown to be simplified and flat.

次に、磁気発生機構FM5の第1ヨーク15は、図4に示すように、コイル35を囲むようにして設けられ、コイル35の上方側(図4に示すZ1側)を覆う上ヨーク15Aと、コイル35の下方側(図4に示すZ2側)を覆う下ヨーク15Cと、を有して構成されている。なお、詳細な図示はしていないが、上ヨーク15Aがケース13に固定されているとともに、下ヨーク15Cが固定部材6(後述するカバー36)に固定されている。   Next, as shown in FIG. 4, the first yoke 15 of the magnetic generation mechanism FM5 is provided so as to surround the coil 35, and an upper yoke 15A that covers the upper side (Z1 side shown in FIG. 4) of the coil 35, and the coil 35 and a lower yoke 15C that covers the lower side of Z (the Z2 side shown in FIG. 4). Although not shown in detail, the upper yoke 15A is fixed to the case 13, and the lower yoke 15C is fixed to the fixing member 6 (a cover 36 described later).

また、第1ヨーク15は、図8に示すように、コイル35と同様に、軸中心ACが垂直に貫く仮想断面において、可動部材55よりも第1ヨーク15が外側に配設されている。そして、この第1ヨーク15により、コイル35から発生する磁束が閉じ込められ、効率的に可動部材55側に磁界が作用することとなる。   Further, as shown in FIG. 8, the first yoke 15 has the first yoke 15 disposed outside the movable member 55 in a virtual cross section in which the axial center AC penetrates vertically, like the coil 35. Then, the magnetic flux generated from the coil 35 is confined by the first yoke 15, and the magnetic field efficiently acts on the movable member 55 side.

また、第1ヨーク15(上ヨーク15A及び下ヨーク15C)は、図9に示すように、外形が円形形状の箱状に形成されており、円筒形状の外側壁15eと、外側壁15eに連続した上壁15a(上ヨーク15A)或いは底壁15c(下ヨーク15C)と、上壁15a或いは底壁15cの中央部分に設けられた開口部15kと、開口部15kから連続して延設された円筒形状の内側壁15fと、を有して構成されている。また、第1ヨーク15(上ヨーク15A及び下ヨーク15C)は、図8に示すように、仮想断面において、軸中心ACを中心として、回転対称となるように形成されている。   Further, as shown in FIG. 9, the first yoke 15 (the upper yoke 15A and the lower yoke 15C) is formed in a box shape having a circular outer shape, and is continuous with the cylindrical outer wall 15e and the outer wall 15e. The upper wall 15a (upper yoke 15A) or the bottom wall 15c (lower yoke 15C), the opening 15k provided in the central portion of the upper wall 15a or the bottom wall 15c, and the opening 15k are continuously extended. A cylindrical inner wall 15f. Further, as shown in FIG. 8, the first yoke 15 (the upper yoke 15A and the lower yoke 15C) is formed so as to be rotationally symmetric about the axis center AC in the virtual cross section.

また、上ヨーク15A及び下ヨーク15Cは、重ね合わされて、図6(a)に示すような円筒形状の第1ヨーク15を形成している。その際には、上ヨーク15A及び下ヨーク15Cのそれぞれの外側壁15eに設けられた係合穴部15hに、図2に示す2つの固定ピンRP4が挿入されて(図7を参照)、上ヨーク15Aと下ヨーク15Cとが係合されるとともに、位置決めがされている(図4を参照)。   Further, the upper yoke 15A and the lower yoke 15C are overlapped to form a cylindrical first yoke 15 as shown in FIG. At that time, the two fixing pins RP4 shown in FIG. 2 are inserted into the engaging holes 15h provided in the outer walls 15e of the upper yoke 15A and the lower yoke 15C (see FIG. 7), and the upper The yoke 15A and the lower yoke 15C are engaged and positioned (see FIG. 4).

そして、第1ヨーク15の円筒形状において、開口部15kと内側壁15fの内面(軸中心AC側の面)とで形成された円柱形状の収容空間には、可動部材55が収容されている(図6及び図7を参照)。また、図4に示すように、第1ヨーク15の外側壁15eと内側壁15fとの間のリング形状の収容空間に環状のコイル35が収容されている。   In the cylindrical shape of the first yoke 15, the movable member 55 is accommodated in a cylindrical accommodation space formed by the opening 15k and the inner surface of the inner wall 15f (the surface on the axial center AC side) ( (See FIGS. 6 and 7). Further, as shown in FIG. 4, an annular coil 35 is accommodated in a ring-shaped accommodation space between the outer wall 15 e and the inner wall 15 f of the first yoke 15.

また、第1ヨーク15は、図4及び図5に示すように、可動部材55の一方側(外側)に配設されて、上ヨーク15A及び下ヨーク15Cの内側壁15fが可動部材55との隙間5gである第1隙間5gaを挟んで対向している。   4 and 5, the first yoke 15 is disposed on one side (outside) of the movable member 55, and the inner wall 15f of the upper yoke 15A and the lower yoke 15C is connected to the movable member 55. It is opposed across the first gap 5ga which is the gap 5g.

また、第1ヨーク15は、図4及び図5に示すように、可動部材55の外周面55pと対向する側、つまり第1ヨーク15の内側壁15f側において、上ヨーク15Aと下ヨーク15Cとで形成されたスリット(ヨークスリット)を有しており、第1ヨーク15の可動部材55と対向する側が分割された形状となっている。ここで、可動部材55と対向している上ヨーク15Aの部分を、第1ヨーク15の第1対向部TA5とし、可動部材55と対向している下ヨーク15Cの部分を、第2対向部TC5としている。この第1対向部TA5及び第2対向部TC5は、図4に示すように、可動軸11jに沿った押圧方向(図4に示すZ方向)に配設されている。   4 and 5, the first yoke 15 has an upper yoke 15A and a lower yoke 15C on the side facing the outer peripheral surface 55p of the movable member 55, that is, on the inner wall 15f side of the first yoke 15. And the side of the first yoke 15 facing the movable member 55 is divided. Here, the portion of the upper yoke 15A facing the movable member 55 is the first facing portion TA5 of the first yoke 15, and the portion of the lower yoke 15C facing the movable member 55 is the second facing portion TC5. It is said. As shown in FIG. 4, the first opposing portion TA5 and the second opposing portion TC5 are disposed in the pressing direction (Z direction shown in FIG. 4) along the movable shaft 11j.

更に、図4及び図5に示すように、第1対向部TA5と第2対向部TC5との間のスリット(ヨークスリット)の幅は、第1ヨーク15と可動部材55との隙間5g(第1隙間5ga)より狭くなっている。これにより、コイル35への通電により磁界が発生し、例えば第1ヨーク15の第1対向部TA5から可動部材55側にかけて磁路が確実に形成されるとともに、可動部材55側から第1ヨーク15の第2対向部TC5にかけて磁路が確実に形成されるようになる。   Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the width of the slit (yoke slit) between the first facing portion TA5 and the second facing portion TC5 is 5g (the first gap) between the first yoke 15 and the movable member 55. 1 gap 5ga) is narrower. As a result, a magnetic field is generated by energizing the coil 35 and, for example, a magnetic path is reliably formed from the first facing portion TA5 of the first yoke 15 to the movable member 55 side, and the first yoke 15 is formed from the movable member 55 side. The magnetic path is surely formed over the second facing portion TC5.

また、本発明の第1実施形態では、第1ヨーク15のスリット(ヨークスリット)の部分には、図4及び図5に示すように、リング形状のスリットスペーサS57(図2を参照)が収納されている。このスリットスペーサS57は、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)等の合成樹脂を用いて形成されており、第1ヨーク15(上ヨーク15A)の第1対向部TA5と第1ヨーク15(下ヨーク15C)の第2対向部TC5とを磁気回路においても分割している。なお、本発明の第1実施形態では、第1ヨーク15が、上ヨーク15A及び下ヨーク15Cの2つの部品で構成されているが、これに限るものではなく、3つ以上の部品で構成されていても良い。   In the first embodiment of the present invention, a ring-shaped slit spacer S57 (see FIG. 2) is accommodated in the slit (yoke slit) portion of the first yoke 15 as shown in FIGS. Has been. The slit spacer S57 is formed using a synthetic resin such as polybutylene terephthalate resin (PBT), and the first opposing portion TA5 of the first yoke 15 (upper yoke 15A) and the first yoke 15 (lower yoke 15C). The second facing portion TC5 is also divided in the magnetic circuit. In the first embodiment of the present invention, the first yoke 15 is composed of two parts, ie, the upper yoke 15A and the lower yoke 15C. However, the present invention is not limited to this, and the first yoke 15 is composed of three or more parts. May be.

次に、磁気発生機構FM5の第2ヨーク25は、図2に示すような円柱形状で形成されており、図4、図5、図6(b)及び図7(b)に示すように、可動部材55の他方側(内側)、つまり可動部材55の円筒形状における内周面55q側に配設され、可動部材55との隙間5gである第2隙間5gbを挟んで可動部材55の内周面55qと対向している。これにより、コイル35から発生した磁束が、第1ヨーク15の第1対向部TA5から第2ヨーク25に、第2ヨーク25から第1ヨーク15の第2対向部TC5にかけて確実に貫くこととなる。このため、可動部材55の動作する回転方向(図6(b)に示すX−Y平面を横切る方向)及び押圧方向(図4に示すZ方向)のそれぞれと垂直な方向、つまり仮想断面方向(図4に示すX平面に沿った方向)に確実に磁路が形成される。   Next, the second yoke 25 of the magnetic generation mechanism FM5 is formed in a cylindrical shape as shown in FIG. 2, and as shown in FIGS. 4, 5, 6B, and 7B, The movable member 55 is disposed on the other side (inner side), that is, on the inner circumferential surface 55q side of the movable member 55 in the cylindrical shape, and the inner circumference of the movable member 55 with a second gap 5gb that is a gap 5g with the movable member 55 interposed therebetween. It faces the surface 55q. Thereby, the magnetic flux generated from the coil 35 surely penetrates from the first opposing portion TA5 of the first yoke 15 to the second yoke 25 and from the second yoke 25 to the second opposing portion TC5 of the first yoke 15. . For this reason, the direction perpendicular to each of the rotating direction (the direction crossing the XY plane shown in FIG. 6B) and the pressing direction (the Z direction shown in FIG. 4) in which the movable member 55 operates, that is, the virtual sectional direction ( A magnetic path is reliably formed in the direction along the X plane shown in FIG.

また、第2ヨーク25の中心部分には、図6(b)、図7(b)及び図8(b)に示すように、下方に開放した係合穴25kが設けられており、後述する固定部材6の固定体16の係合軸16jが挿通されるようになる(図4を参照)。   Further, as shown in FIG. 6B, FIG. 7B and FIG. 8B, an engagement hole 25k opened downward is provided in the center portion of the second yoke 25, which will be described later. The engaging shaft 16j of the fixed body 16 of the fixing member 6 is inserted (see FIG. 4).

次に、磁気発生機構FM5の操作制御部は、集積回路(IC、integrated circuit)を用いており、コイル35への通電量、通電のタイミング等を制御している。具体的には、例えば、操作者の操作により押圧操作がされた際に、操作体11のスライド動作を検出するスライド検出手段からの検出信号を受けて、操作制御部は、コイル35にある一定量の電流を流したり、操作体11の操作位置に応じて電流量を変化させたりしている。   Next, the operation control unit of the magnetism generation mechanism FM5 uses an integrated circuit (IC), and controls the energization amount to the coil 35, the energization timing, and the like. Specifically, for example, when a pressing operation is performed by an operator's operation, the operation control unit receives a detection signal from a slide detection unit that detects a sliding motion of the operating body 11, and the operation control unit is in a certain coil 35. An amount of current is passed, or the amount of current is changed according to the operation position of the operating body 11.

また、操作制御部は、図示していない回路基板に搭載されて、コイル35と電気的に接続されている。なお、操作制御部及び回路基板は、磁気発生機構FM5の近傍に好適に配設されているが、これに限るものではない。例えば、操作制御部は、フレキシブルプリント基板(FPC、Flexible printed circuits)等でコイル35と接続され、適用される製品の母基板(マザーボード)に搭載されていても良い。   The operation control unit is mounted on a circuit board (not shown) and is electrically connected to the coil 35. The operation control unit and the circuit board are preferably disposed in the vicinity of the magnetic generation mechanism FM5, but are not limited thereto. For example, the operation control unit may be connected to the coil 35 by a flexible printed circuit board (FPC, Flexible printed circuits) or the like and mounted on a mother board (mother board) of a product to be applied.

次に、可動負荷付与機構F5の可動部材55について説明する。可動部材55は、鉄等の軟磁性体から形成されており、図2に示すように、軸中心ACを中心とした円筒形状に形成されている。そして、可動部材55の上端部は、図4に示すように、操作体11の係合部11rと係合されて、操作体11の可動軸11jと一体化している。これにより、操作体11の両方向への回転動作に伴って、可動部材55が両方向へ回転移動するとともに、操作体11の押圧方向へのスライド動作に伴って、可動部材55が押圧方向へスライド移動することとなる。   Next, the movable member 55 of the movable load applying mechanism F5 will be described. The movable member 55 is made of a soft magnetic material such as iron, and is formed in a cylindrical shape centered on the axial center AC as shown in FIG. And the upper end part of the movable member 55 is engaged with the engaging part 11r of the operation body 11, and is integrated with the movable shaft 11j of the operation body 11, as shown in FIG. As a result, the movable member 55 rotates in both directions as the operating body 11 rotates in both directions, and the movable member 55 slides in the pressing direction as the operating body 11 slides in the pressing direction. Will be.

また、操作装置100が組み立てられた際には、図4に示すように、可動部材55は、前述したように、円筒形状の第1ヨーク15における内側の収容空間に配設され、可動部材55の外周面55pが第1ヨーク15の内側壁15f(第1対向部TA5及び第2対向部TC5)と対向するようになる。その際に、図8に示すように、軸中心ACを中心にして、可動部材55よりも第1ヨーク15及びコイル35が外側に配設されているとともに、可動部材55と第1ヨーク15が円弧形状を有して第1隙間5gaを形成している。なお、本発明の第1実施形態では、第1ヨーク15の内側壁15fが軸中心ACを中心とした円筒形状で形成され、可動部材55が軸中心ACを中心とした円筒形状に形成されているので、全周にわたって円弧形状で対向した第1隙間5gaを形成しているが、これに限るものではなく、可動部材55と第1ヨーク15の少なくとも一部が円弧形状を有して第1隙間5gaを形成していても良い。   When the operating device 100 is assembled, as shown in FIG. 4, the movable member 55 is disposed in the inner accommodation space of the cylindrical first yoke 15 as described above, and the movable member 55 is arranged. The outer peripheral surface 55p of the first yoke 15 opposes the inner wall 15f (first opposing portion TA5 and second opposing portion TC5) of the first yoke 15. At that time, as shown in FIG. 8, the first yoke 15 and the coil 35 are disposed outside the movable member 55 around the axial center AC, and the movable member 55 and the first yoke 15 are disposed. The first gap 5ga has an arc shape. In the first embodiment of the present invention, the inner wall 15f of the first yoke 15 is formed in a cylindrical shape centered on the axial center AC, and the movable member 55 is formed in a cylindrical shape centered on the axial center AC. Therefore, the first gap 5ga opposed in an arc shape over the entire circumference is formed. However, the present invention is not limited to this, and at least a part of the movable member 55 and the first yoke 15 has an arc shape and has a first arc shape. A gap 5ga may be formed.

また、可動部材55は、図8に示すように、仮想断面において、軸中心ACを中心として、回転対称となるように形成されている。これにより、可動部材55、第1ヨーク15及びコイル35が回転対称となるように形成されているので、第1隙間5gaに対して磁束密度の偏りがない磁路を形成でき、磁気発生機構FM5が発生させた磁界を効率的に作用させることができる。   Further, as shown in FIG. 8, the movable member 55 is formed to be rotationally symmetric about the axis center AC in the virtual cross section. Thereby, since the movable member 55, the first yoke 15 and the coil 35 are formed so as to be rotationally symmetric, a magnetic path having no magnetic flux density deviation can be formed with respect to the first gap 5ga, and the magnetic generation mechanism FM5. The magnetic field generated by can be efficiently applied.

また、円筒形状の可動部材55の内側には、前述したように、第2ヨーク25が配設され、その内周面55qが第2ヨーク25の外周と対向するようになる。これにより、コイル35から発生した磁束が、第1ヨーク15の第1対向部TA5から可動部材55に、可動部材55から第2ヨーク25に、第2ヨーク25から可動部材55に、可動部材55から第1ヨーク15の第2対向部TC5にかけて、確実に貫くこととなる。このため、可動部材55の動作する方向(回転方向や押圧方向)と垂直な方向(仮想断面方向)により確実に磁路が形成される。   Further, as described above, the second yoke 25 is disposed inside the cylindrical movable member 55, and the inner peripheral surface 55 q faces the outer periphery of the second yoke 25. Thereby, the magnetic flux generated from the coil 35 is transferred from the first facing portion TA5 of the first yoke 15 to the movable member 55, from the movable member 55 to the second yoke 25, from the second yoke 25 to the movable member 55, and to the movable member 55. To the second opposing portion TC5 of the first yoke 15 with certainty. For this reason, a magnetic path is reliably formed by the direction (virtual cross-sectional direction) perpendicular to the direction (rotation direction or pressing direction) in which the movable member 55 operates.

しかも、本発明の第1実施形態では、可動部材55が軟磁性体からなるので、第1ヨーク15の第1対向部TA5から可動部材55を介して第2ヨーク25に、第2ヨーク25から可動部材55を介して第1ヨーク15の第2対向部TC5にかけて磁路が確実に形成されることとなる。なお、第2ヨーク25が軸中心ACを中心とした円柱形状で形成され、可動部材55が軸中心ACを中心とした円筒形状に形成されているので、第2ヨーク25及び可動部材55においても、全周にわたって円弧形状で対向した第2隙間5gbを形成している。   Moreover, in the first embodiment of the present invention, since the movable member 55 is made of a soft magnetic material, from the first opposing portion TA5 of the first yoke 15 to the second yoke 25 via the movable member 55, from the second yoke 25. A magnetic path is reliably formed through the movable member 55 to the second facing portion TC5 of the first yoke 15. Since the second yoke 25 is formed in a columnar shape centered on the axial center AC and the movable member 55 is formed in a cylindrical shape centered on the axial center AC, the second yoke 25 and the movable member 55 are also formed. The second gap 5gb opposed in an arc shape over the entire circumference is formed.

更に、本発明の第1実施形態では、第2ヨーク25も、図8に示すように、仮想断面において、軸中心ACを中心として、回転対称となるように形成されている。これにより、第1ヨーク15及びコイル35、可動部材55及び第2ヨーク25が回転対称となるように形成されているので、第2隙間5gbに対して磁束密度の偏りがない磁路を形成でき、磁気発生機構FM5が発生させた磁界を効率的に作用させることができる。   Furthermore, in the first embodiment of the present invention, the second yoke 25 is also formed to be rotationally symmetric about the axis center AC in the virtual cross section, as shown in FIG. As a result, the first yoke 15, the coil 35, the movable member 55, and the second yoke 25 are formed so as to be rotationally symmetric, so that a magnetic path having no magnetic flux density deviation can be formed with respect to the second gap 5gb. The magnetic field generated by the magnetic generation mechanism FM5 can be efficiently applied.

次に、可動負荷付与機構F5の磁気粘性流体75について説明する。図10は、磁気粘性流体75について説明する模式図であって、図10(a)は、磁界が印加されていない状態の磁気粘性流体75の図であり、図10(b)は、磁界が印加されている状態の磁気粘性流体75の図である。なお、図10(b)には、説明を分かり易くするために磁界(磁束)の流れを2点鎖線で示している。   Next, the magnetorheological fluid 75 of the movable load applying mechanism F5 will be described. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the magnetorheological fluid 75. FIG. 10A is a diagram of the magnetorheological fluid 75 in a state in which no magnetic field is applied, and FIG. It is a figure of the magnetorheological fluid 75 in the state of being applied. In FIG. 10B, the flow of a magnetic field (magnetic flux) is indicated by a two-dot chain line for easy understanding.

磁気粘性流体75は、図10(a)に示すように、有機溶剤等の溶質SV中に、鉄やフェライト等の磁性を有した微細な磁性粒子JRが分散した物質であって、一般的にMR流体(Magneto Rheological Fluid)と呼称されている。この磁気粘性流体75は、磁界の強さに応じて粘性が変化する特性を有しており、同じような磁性流体(Magnetic Fluid)とは区別されている。両者の形態の大きな違いは粉体の粒子径であり、MR流体の方が1μm〜1mm程度で、磁性流体の方が10nm〜1μm程度で、MR流体の方が磁性流体と比べて粒子径が100〜1000倍程度、大きくなっている。   As shown in FIG. 10A, the magnetorheological fluid 75 is a substance in which fine magnetic particles JR having magnetism such as iron or ferrite are dispersed in a solute SV such as an organic solvent. It is called MR fluid (Magneto Rheological Fluid). The magnetorheological fluid 75 has a characteristic that the viscosity changes according to the strength of the magnetic field, and is distinguished from a similar magnetorheological fluid (Magnetic Fluid). The major difference between the two forms is the particle size of the powder. The MR fluid is about 1 μm to 1 mm, the magnetic fluid is about 10 nm to 1 μm, and the MR fluid has a particle size compared to the magnetic fluid. It is about 100 to 1000 times larger.

ここで、この磁気粘性流体75における“磁界の強さに応じて粘性が変化する”ことについて簡単に説明する。先ず、磁気粘性流体75に磁界がかかっていない場合、図10(a)に示すように、磁性粒子JRが不規則に溶質SV中に分散している。この際に、例えば可動部材55が動作する(図10(a)に示すX方向に対して垂直なZ方向にスライド移動)と、比較的低い抵抗力を受けながら可動部材55が容易に動作する。   Here, the fact that “viscosity changes according to the strength of the magnetic field” in the magnetorheological fluid 75 will be briefly described. First, when no magnetic field is applied to the magnetorheological fluid 75, as shown in FIG. 10A, the magnetic particles JR are irregularly dispersed in the solute SV. At this time, for example, when the movable member 55 operates (sliding in the Z direction perpendicular to the X direction shown in FIG. 10A), the movable member 55 easily operates while receiving a relatively low resistance force. .

次に、磁気発生機構FM5のコイル35に電流が流されて磁界が発生すると、図10(b)に示すように、磁気粘性流体75に対して作用する磁界に沿って(図10(b)ではX方向に沿って)、磁性粒子JRが直鎖状に規則的に揃うようになる。なお、この規則性の度合いは、磁界の強さに応じて変化している。つまり、磁気粘性流体75に対して作用する磁界が強くなればなる程、規則性の度合いが強くなる。そして、この直鎖状に揃った磁性粒子JRの規則性を崩す方向に対して、より強いせん断力が働き、結果として、この方向に対しての粘性が強くなってくる。特に、作用した磁界に対して直交する方向(図10(b)ではX方向に対して直交するZ方向)に最も高いせん断力が働いている。   Next, when a current is applied to the coil 35 of the magnetic generation mechanism FM5 to generate a magnetic field, as shown in FIG. 10B, along the magnetic field acting on the magnetorheological fluid 75 (FIG. 10B). Then, along the X direction), the magnetic particles JR are regularly arranged in a straight chain. The degree of regularity changes according to the strength of the magnetic field. That is, as the magnetic field acting on the magnetorheological fluid 75 becomes stronger, the degree of regularity becomes stronger. A stronger shearing force acts on the direction of breaking the regularity of the linearly aligned magnetic particles JR, and as a result, the viscosity in this direction becomes stronger. In particular, the highest shearing force is acting in the direction orthogonal to the applied magnetic field (Z direction orthogonal to the X direction in FIG. 10B).

そして、このような通電状態(図10(b)に示す状態)で、可動部材55が動作すると、可動部材55に対して抵抗力が生じ、可動部材55に係合した操作体11に、この抵抗力(負荷)が伝達するようになる。これにより、可動負荷付与機構F5は、操作者に対して可動操作(回転操作やスライド操作等)の負荷を付与することができる。その際に、操作制御部によりコイル35への通電量や通電のタイミング等を制御しているので、操作者に対して任意のタイミングで任意の負荷を自由に与えることができる。   When the movable member 55 operates in such an energized state (the state shown in FIG. 10B), a resistance force is generated on the movable member 55, and the operating body 11 engaged with the movable member 55 is Resistance (load) is transmitted. Thereby, the movable load applying mechanism F5 can apply a load of a movable operation (such as a rotation operation and a slide operation) to the operator. At that time, since the amount of energization to the coil 35 and the timing of energization are controlled by the operation control unit, an arbitrary load can be freely given to the operator at an arbitrary timing.

この“磁界の強さに応じて抵抗力(負荷)が強くなる”ことを検証した結果を図11に示す。図11は、磁気発生機構FM5のコイル35に流す電流と操作体11にかかるトルクとの関係の一例を表したグラフである。横軸は電流(A)で縦軸がトルク(Nm)である。このトルクは、操作体11にかかる抵抗力(負荷)に相当する。図11に示すように、磁気発生機構FM5のコイル35に流す電流を大きくすると、それに伴って発生する磁界が強くなり、この磁界の強さに伴ってトルク、つまり操作体11にかかる抵抗力(負荷)が増大するようになる。   FIG. 11 shows the result of verifying that “the resistance (load) increases according to the strength of the magnetic field”. FIG. 11 is a graph showing an example of the relationship between the current flowing through the coil 35 of the magnetic generation mechanism FM5 and the torque applied to the operating body 11. The horizontal axis is current (A), and the vertical axis is torque (Nm). This torque corresponds to a resistance force (load) applied to the operating body 11. As shown in FIG. 11, when the current flowing through the coil 35 of the magnetic generation mechanism FM5 is increased, the magnetic field generated is increased, and the torque, that is, the resistance force applied to the operating body 11 ( Load) increases.

本発明の第1実施形態では、上述した特性を有した磁気粘性流体75を好適に用いている。つまり、図4及び図5に示すように、磁気粘性流体75が第1ヨーク15と可動部材55との隙間5gである第1隙間5gaに配設され、特に、図5に示すように、第1ヨーク15の第1対向部TA5及び第2対向部TC5と可動部材55との第1隙間5gaに充填されている。これにより、第1ヨーク15(第1対向部TA5)から可動部材55、可動部材55から第1ヨーク15(第2対向部TC5)にかけて形成された磁束を横切る方向(回転方向や押圧方向)に動作する可動部材55に対して、磁気粘性流体75により負荷がかかるようになる。このことにより、可動部材55及び可動軸11jを介して操作体11に負荷がかかるようになる。従って、良好な操作感触が得られる操作装置100を提供することができる。   In the first embodiment of the present invention, the magnetorheological fluid 75 having the above-described characteristics is suitably used. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the magnetorheological fluid 75 is disposed in the first gap 5ga, which is the gap 5g between the first yoke 15 and the movable member 55. In particular, as shown in FIG. A first gap 5ga between the first facing portion TA5 and the second facing portion TC5 of the one yoke 15 and the movable member 55 is filled. Thereby, in the direction (rotation direction or pressing direction) across the magnetic flux formed from the first yoke 15 (first opposing portion TA5) to the movable member 55 and from the movable member 55 to the first yoke 15 (second opposing portion TC5). A load is applied to the moving movable member 55 by the magnetorheological fluid 75. As a result, a load is applied to the operating body 11 via the movable member 55 and the movable shaft 11j. Therefore, it is possible to provide the operation device 100 that can provide a good operation feeling.

しかも、本発明の第1実施形態では、初期状態において、図4に示す第1対向部TA5における磁気粘性流体75に臨む第1対向面の面積と第2対向部TC5における磁気粘性流体75に臨む第2対向面の面積とが同じである。これにより、磁束の入口と出口とで磁束密度が同等になり、コイル35から発生した磁束を磁気粘性流体75の粘性の制御に効率的に作用させることができる。このことにより、回転動作する可動部材55に対して均等に負荷(回転負荷)を付与することができ、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   Moreover, in the first embodiment of the present invention, in the initial state, the area of the first opposing surface facing the magnetorheological fluid 75 in the first opposing portion TA5 shown in FIG. 4 and the magnetorheological fluid 75 in the second opposing portion TC5 are faced. The area of the second facing surface is the same. Thereby, the magnetic flux density becomes equal at the entrance and exit of the magnetic flux, and the magnetic flux generated from the coil 35 can be efficiently applied to the control of the viscosity of the magnetorheological fluid 75. As a result, a load (rotational load) can be evenly applied to the movable member 55 that rotates, and a better operational feel can be given to the operator.

更に、本発明の第1実施形態では、図4及び図5に示すように、可動部材55と第2ヨーク25との隙間5gである第2隙間5gbにも磁気粘性流体75が充填されている。ここに充填された磁気粘性流体75にも、第1ヨーク15(第1対向部TA5)から可動部材55を介して第2ヨーク25に、第2ヨーク25から可動部材55を介して第1ヨーク15(第2対向部TC5)にかけて形成された磁束が作用することとなる。このため、可動部材55の動作する方向(回転方向や押圧方向)と垂直な方向(仮想断面方向)に磁性粒子JRを揃えることができ、より強い負荷をかけることができる。このことにより、更なる負荷を付与することができ、同等の磁界であっても、更に大きな操作感触を操作者に対して与えることができる。   Furthermore, in the first embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5, the second gap 5 gb that is the gap 5 g between the movable member 55 and the second yoke 25 is also filled with the magnetorheological fluid 75. . The magnetorheological fluid 75 filled therein is also supplied from the first yoke 15 (first opposing portion TA5) to the second yoke 25 via the movable member 55, and from the second yoke 25 via the movable member 55 to the first yoke. The magnetic flux formed over 15 (second facing portion TC5) acts. For this reason, the magnetic particles JR can be aligned in a direction (virtual cross-sectional direction) perpendicular to the direction (rotation direction or pressing direction) in which the movable member 55 operates, and a stronger load can be applied. As a result, a further load can be applied, and an even greater operational feel can be given to the operator even with an equivalent magnetic field.

最後に、操作装置100の固定部材6について説明する。固定部材6は、図2に示すように、磁気発生機構FM5の第2ヨーク25を固定する固定体16と、中央部分に貫通穴36kを有しケース13の上板部13Bと対向する側の開口を覆うカバー36と、カバー36を挟んで固定体16と係合する係止体56と、を備えて構成されている。   Finally, the fixing member 6 of the operating device 100 will be described. As shown in FIG. 2, the fixing member 6 includes a fixing body 16 that fixes the second yoke 25 of the magnetism generation mechanism FM5, and a through hole 36k in the center portion on the side facing the upper plate portion 13B of the case 13. A cover 36 that covers the opening and a locking body 56 that engages with the fixed body 16 across the cover 36 are provided.

先ず、固定部材6の固定体16は、鉄等の金属材料からなり、図2に示すように、第2ヨーク25の係合穴25kに挿通される係合軸16jと、カバー36の貫通穴36kに挿通されて係止体56と係合する被係止部16nと、係合軸16jと被係止部16nとの間に設けられた鍔部16vと、から主に構成されている。なお、詳細な図示はしていないが、係合軸16jと被係止部16nには雄ネジが切られている。   First, the fixed body 16 of the fixing member 6 is made of a metal material such as iron. As shown in FIG. 2, the engagement shaft 16 j inserted through the engagement hole 25 k of the second yoke 25 and the through hole of the cover 36. It is mainly comprised from the to-be-latched part 16n penetrated by 36k and engaged with the latching body 56, and the collar part 16v provided between the engaging shaft 16j and the to-be-latched part 16n. Although not shown in detail, the engagement shaft 16j and the locked portion 16n are externally threaded.

そして、第2ヨーク25が係合軸16jと係合(ネジ止め)されるとともに、鍔部16vと係止体56(本発明の第1実施形態ではナット)とでカバー36を挟持して固定体16がカバー36に固定される。これにより、磁気発生機構FM5の第2ヨーク25が固定部材6(カバー36)に固定されることとなる。   The second yoke 25 is engaged (screwed) with the engagement shaft 16j, and the cover 36 is sandwiched and fixed by the flange portion 16v and the locking body 56 (nut in the first embodiment of the present invention). The body 16 is fixed to the cover 36. As a result, the second yoke 25 of the magnetic generation mechanism FM5 is fixed to the fixing member 6 (cover 36).

次に、固定部材6のカバー36は、支持体3のケース13と同様に、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)等の合成樹脂を用い、図2に示すように、円盤形状に射出成形されて作製されている。また、前述したように、カバー36の中央部分には、被係止部16nが挿通される貫通穴36kを有している。また、円盤形状の外周端部に4つの穴と、貫通穴36kの周縁部の近傍に2つの穴を有している。   Next, the cover 36 of the fixing member 6 is produced by using a synthetic resin such as polybutylene terephthalate resin (PBT), like the case 13 of the support 3, and injection-molded into a disk shape as shown in FIG. Has been. As described above, the cover 36 has a through hole 36k in the central portion thereof, through which the locked portion 16n is inserted. Moreover, it has four holes in the outer peripheral edge part of a disk shape, and two holes in the vicinity of the peripheral part of the through-hole 36k.

そして、詳細な図示はしていないが、カバー36は、4つの穴を用いて、ケース13にネジ止めされて固定されているとともに、2つの穴を用いて、第1ヨーク15の下ヨーク15Cを固定している。   Although not shown in detail, the cover 36 is fixed by being screwed to the case 13 using four holes, and the lower yoke 15C of the first yoke 15 using two holes. Is fixed.

次に、固定部材6の係止体56は、所謂ナットを用いており、固定体16の被係止部16nにネジ止めされている。   Next, the locking body 56 of the fixing member 6 uses a so-called nut, and is screwed to the locked portion 16 n of the fixing body 16.

以上のように構成された本発明の第1実施形態の操作装置100は、操作部材1の操作量や操作方向に応じた抵抗力や推力等の外力(力覚)を付与する方法として、従来例1のようにモータ810を用いていないので、小型化が図れるとともに、消費電力を低減することができる。   The operation device 100 according to the first embodiment of the present invention configured as described above is a conventional method for applying an external force (force sense) such as resistance force or thrust according to the operation amount or operation direction of the operation member 1. Since the motor 810 is not used as in Example 1, the size can be reduced and the power consumption can be reduced.

最後に、本発明の第1実施形態の操作装置100における、効果について、以下に纏めて説明する。   Finally, effects of the operation device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described below.

本発明の第1実施形態の操作装置100は、動作されない初期状態において、操作体11の可動軸11jの軸中心ACが垂直に貫く仮想断面において、可動軸11jを中心にして、可動軸11jと係合した可動部材55と、可動部材55との隙間5gである第1隙間5gaを挟んで対向する第1ヨーク15と、通電により磁界を発生させるコイル35と、を備え、可動部材55よりも第1ヨーク15及びコイル35が外側に配設されているとともに、可動部材55と第1ヨーク15の少なくとも一部が円弧形状を有して第1隙間5gaを形成している構成とした。これにより、コイル35への通電により磁界が発生し、磁路が第1ヨーク15から可動部材55側に広がって形成されて、磁気粘性流体75における磁性粒子JRが仮想断面方向の磁束に沿って揃うこととなる。このため、第1ヨーク15と可動部材55、及び可動部材55と第1ヨーク15にかけて形成された磁束を横切る方向、例えば可動軸11jの軸中心ACを中心とした回転方向や軸中心ACに沿った押圧方向等に動作する可動部材55に対して、磁気粘性流体75により負荷がかかるようになる。このことにより、可動部材55及び可動軸11jを介して操作体11に負荷がかかるようになり、回転操作や押圧操作等の操作に対して、良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   In the initial state in which the operating device 100 according to the first embodiment of the present invention is not operated, in the virtual cross section in which the axial center AC of the movable shaft 11j of the operating body 11 penetrates vertically, the movable shaft 11j is centered on the movable shaft 11j. The engaged movable member 55, the first yoke 15 facing the first gap 5 ga that is the gap 5 g between the movable member 55, and the coil 35 that generates a magnetic field by energization are provided. The first yoke 15 and the coil 35 are disposed outside, and at least a part of the movable member 55 and the first yoke 15 has an arc shape to form the first gap 5ga. As a result, a magnetic field is generated by energizing the coil 35, a magnetic path is formed extending from the first yoke 15 toward the movable member 55, and the magnetic particles JR in the magnetorheological fluid 75 follow the magnetic flux in the virtual cross-sectional direction. Will be aligned. Therefore, the first yoke 15 and the movable member 55, and the direction crossing the magnetic flux formed between the movable member 55 and the first yoke 15, for example, the rotational direction around the axial center AC of the movable shaft 11j and the axial center AC. The movable member 55 operating in the pressing direction or the like is loaded by the magnetorheological fluid 75. As a result, a load is applied to the operating body 11 via the movable member 55 and the movable shaft 11j, and a good operation feeling can be given to the operator with respect to operations such as a rotation operation and a pressing operation. it can.

また、仮想断面において、可動部材55、第1ヨーク15及びコイル35が、軸中心ACを中心として、回転対称となるように形成されているので、磁気粘性流体75に対して磁束密度の偏りがない磁路を形成でき、磁気発生機構FM5が発生させた磁界を効率的に粘性の制御に作用させることができる。このことにより、可動部材55に対して均等にしかも効率的に負荷を付与することができ、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   In addition, since the movable member 55, the first yoke 15, and the coil 35 are formed to be rotationally symmetric about the axial center AC in the virtual cross section, the magnetic flux density is biased with respect to the magnetorheological fluid 75. The magnetic field generated by the magnetic generation mechanism FM5 can be efficiently applied to the viscosity control. As a result, a load can be uniformly and efficiently applied to the movable member 55, and a better operational feeling can be given to the operator.

また、可動部材55が軟磁性体からなるので、第1ヨーク15から可動部材55に、可動部材55から第1ヨーク15にかけて磁路が確実に形成されて、磁気粘性流体75における磁性粒子JRが第1ヨーク15と可動部材55と互いに対向する対向面方向に揃うこととなる。このため、磁性粒子JRが揃った対向面方向を横切る方向に動作(回転動作及びスライド動作)する可動部材55に対して、より強い負荷がかかるようになる。このことにより、可動部材55及び可動軸11jを介して操作体11により強い負荷がかかるようになり、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   Further, since the movable member 55 is made of a soft magnetic material, a magnetic path is surely formed from the first yoke 15 to the movable member 55 and from the movable member 55 to the first yoke 15, and the magnetic particles JR in the magnetorheological fluid 75 are formed. The first yoke 15 and the movable member 55 are aligned in the opposing surface direction facing each other. For this reason, a stronger load is applied to the movable member 55 that operates (rotating operation and sliding operation) in a direction crossing the opposing surface direction in which the magnetic particles JR are aligned. As a result, a stronger load is applied to the operating body 11 via the movable member 55 and the movable shaft 11j, and a better operational feeling can be given to the operator.

また、第1ヨーク15の第1対向部TA5及び第2対向部TC5が可動軸11jに沿った押圧方向に配設され、円筒形状の可動部材55の外周面55pと対向しているので、第1ヨーク15の第1対向部TA5から可動部材55側にかけて磁路が確実に形成されるとともに、可動部材55側から第1ヨーク15の第2対向部TC5にかけて磁路が確実に形成されるようになり、磁気粘性流体75における磁性粒子JRが仮想断面方向の磁束に沿って揃うこととなる。このため、仮想断面方向に対して交差(略直交)する方向(回転方向や押圧方向)に動作する可動部材55に対して、確実にしかもより強い負荷を付与することができる。このことにより、回転操作や押圧操作に対して、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   In addition, since the first facing portion TA5 and the second facing portion TC5 of the first yoke 15 are disposed in the pressing direction along the movable shaft 11j and face the outer peripheral surface 55p of the cylindrical movable member 55, A magnetic path is surely formed from the first facing portion TA5 of the first yoke 15 to the movable member 55 side, and a magnetic path is surely formed from the movable member 55 side to the second facing portion TC5 of the first yoke 15. Thus, the magnetic particles JR in the magnetorheological fluid 75 are aligned along the magnetic flux in the virtual cross-sectional direction. For this reason, it is possible to reliably apply a stronger load to the movable member 55 that operates in a direction (rotating direction or pressing direction) that intersects (substantially orthogonally) the virtual sectional direction. Thereby, it is possible to give a better operational feeling to the operator with respect to the rotation operation and the pressing operation.

また、磁気発生機構FM5の第2ヨーク25と可動部材55の内周面55qとの第2隙間5gbに磁気粘性流体75が充填されているので、磁束を横切る方向に回転動作及びスライド動作(押圧方向への動作)する可動部材55に対して、更なる負荷(回転負荷や押圧負荷)を付与することができる。このことにより、同等の磁界であっても、更に大きな操作感触を操作者に対して与えることができる。   Further, since the magnetorheological fluid 75 is filled in the second gap 5gb between the second yoke 25 of the magnetism generation mechanism FM5 and the inner peripheral surface 55q of the movable member 55, the rotating operation and the sliding operation (pressing force) in the direction crossing the magnetic flux. A further load (rotational load or pressing load) can be applied to the movable member 55 that moves in the direction. As a result, even with an equivalent magnetic field, a greater operational feel can be given to the operator.

また、第1対向部TA5の第1対向面の面積と第2対向部TC5の第2対向面の面積とが同じであるので、磁束の入口と出口とで磁束密度が同等になり、コイル35から発生した磁束を磁気粘性流体75の粘性の制御に効率的に作用させることができる。このことにより、回転動作する可動部材55に対して均等に負荷(回転負荷)を付与することができ、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   Moreover, since the area of the 1st opposing surface of 1st opposing part TA5 and the area of the 2nd opposing surface of 2nd opposing part TC5 are the same, magnetic flux density becomes equivalent by the entrance and exit of magnetic flux, and coil 35 The magnetic flux generated from the magnetic fluid can be efficiently applied to control the viscosity of the magnetorheological fluid 75. As a result, a load (rotational load) can be evenly applied to the movable member 55 that rotates, and a better operational feel can be given to the operator.

[第2実施形態]
図12は、本発明の第2実施形態に係わる操作装置200の上方斜視図である。図13(a)は、図12に示すZ1側から見た操作装置200の上面図であり、図13(b)は、図12に示すY2側から見た操作装置200の正面図である。なお、図13では、説明を分かり易くするため、図12に示す操作部51を省略している。図14は、図13(a)に示すXIV−XIV線における操作装置200の断面図である。また、第2実施形態の操作装置200は、第1実施形態に対し、第1ヨーク215及び可動部材255の構成が主に異なる。なお、第1実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 12 is an upper perspective view of the operating device 200 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 13A is a top view of the operating device 200 viewed from the Z1 side shown in FIG. 12, and FIG. 13B is a front view of the operating device 200 viewed from the Y2 side shown in FIG. In FIG. 13, the operation unit 51 shown in FIG. 12 is omitted for easy understanding. FIG. 14 is a cross-sectional view of the operating device 200 taken along line XIV-XIV shown in FIG. The operation device 200 of the second embodiment is mainly different from the first embodiment in the configuration of the first yoke 215 and the movable member 255. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

本発明の第2実施形態の操作装置200は、図12及び図13に示すような外観を呈し、図14に示すように、操作者の操作によりその操作方向へ動作する操作体11を有した操作部材1と、操作体11の可動を自在に支持する支持体S3と、操作体11に対して負荷を付与する可動負荷付与機構F25と、を備えて主に構成されている。また、可動負荷付与機構F25は、図14に示すように、操作体11と係合して動作する可動部材255と、可動部材255と隙間5gを挟んで対向する磁気発生機構FN5と、この隙間5gに存在する磁気粘性流体75と、を備えて構成されている。   The operating device 200 according to the second embodiment of the present invention has an appearance as shown in FIGS. 12 and 13, and has an operating body 11 that moves in the operating direction by the operation of the operator as shown in FIG. The operation member 1 is mainly configured to include a support S3 that freely supports the movement of the operation body 11, and a movable load applying mechanism F25 that applies a load to the operation body 11. Further, as shown in FIG. 14, the movable load applying mechanism F25 includes a movable member 255 that operates by engaging with the operating body 11, a magnetic generation mechanism FN5 that faces the movable member 255 across the gap 5g, and the gap And 5 g of magnetorheological fluid 75 present.

また、第2実施形態の操作装置200では、上述の構成要素に加え、図14に示すように、磁気発生機構FN5を固定する固定部材6と、可動部材255の下方側に配設されたスペーサS77と、を有している。そして、この操作装置200は、操作部材1の操作部51(操作ノブ)が操作体11の一端側に係合され、操作者により操作部51が把持されて操作され、操作体11が全方向に傾倒動作するようになっている。   Further, in the operating device 200 of the second embodiment, in addition to the above-described components, as shown in FIG. 14, a fixed member 6 that fixes the magnetic generation mechanism FN5, and a spacer that is disposed below the movable member 255 S77. In the operation device 200, the operation unit 51 (operation knob) of the operation member 1 is engaged with one end of the operation body 11, the operator 51 is gripped and operated by the operator, and the operation body 11 is omnidirectional. It is designed to tilt.

先ず、操作装置200の操作部材1について簡単に説明する。操作部材1は、図12に示すように、操作者が把持する操作部51と、操作者の傾倒操作に伴って傾倒動作する操作体11と、を有している。そして、操作部材1の操作体11には、円柱形状で回転中心である軸中心ACを中心とした可動軸11jを有しており、可動軸11jの一端側には操作部51が係合されているとともに、可動軸11jの他端側には可動負荷付与機構F25の可動部材255が係合されている。   First, the operation member 1 of the operation device 200 will be briefly described. As illustrated in FIG. 12, the operation member 1 includes an operation unit 51 that is held by the operator and an operation body 11 that tilts in accordance with the tilting operation of the operator. The operating body 11 of the operating member 1 has a movable shaft 11j that is cylindrical and centered on the shaft center AC that is the center of rotation. The operating portion 51 is engaged with one end of the movable shaft 11j. In addition, the movable member 255 of the movable load applying mechanism F25 is engaged with the other end of the movable shaft 11j.

次に、操作装置200の支持体S3について簡単に説明する。支持体S3は、図14に示すように、可動軸11jと係合された軸支持部253と、可動部材255と磁気発生機構FN5(後述する第1ヨーク215)との間に配設されたリング体63と、から主に構成されている。そして、この支持体S3は、操作体11の可動(傾倒動作)が自在になるように、操作部材1を支持している。   Next, the support S3 of the operating device 200 will be briefly described. As shown in FIG. 14, the support S3 is disposed between the shaft support portion 253 engaged with the movable shaft 11j, the movable member 255, and the magnetic generation mechanism FN5 (first yoke 215 described later). The ring body 63 is mainly composed of. The support S3 supports the operation member 1 so that the operation body 11 can be freely moved (tilted).

支持体S3の軸支持部253は、弾性変形が可能なゴム材料を用いており、一端側が操作体11の可動軸11jを取り囲むようにして係合されているとともに、他端側が磁気発生機構FN5(後述する第1ヨーク215)と係合されている。そして、軸支持部253は、中間部分がシート状に形成されており、操作体11(可動軸11j)を支持しているとともに、操作体11の全方向への傾倒動作を可能にしている。   The shaft support portion 253 of the support S3 is made of a rubber material that can be elastically deformed. One end of the shaft support 253 is engaged so as to surround the movable shaft 11j of the operating body 11, and the other end is magnetized by the magnetic generation mechanism FN5. (A first yoke 215 described later) is engaged. The shaft support portion 253 is formed in a sheet shape at the intermediate portion, supports the operating body 11 (movable shaft 11j), and allows the operating body 11 to tilt in all directions.

支持体S3のリング体63は、ポリアセタール(POM、polyoxymethylene)等の合成樹脂を用い、リング形状に射出成形されて作製されている。そしてリング体63は、図14に示すように、可動部材255の上方側と下方側にそれぞれ1つずつ配設されている。このリング体63は、可動部材255を回転可能に支持しており、ひいては操作体11の全方向への傾倒動作を支持している。なお、ここに装着されているリング体63は、可動部材255と磁気発生機構FN5との隙間5gの両端側を閉じる機能も有しており、この隙間5gに充填された磁気粘性流体75が漏れ出すのを防止している。   The ring body 63 of the support S3 is manufactured by injection molding into a ring shape using a synthetic resin such as polyacetal (POM, polyoxymethylene). As shown in FIG. 14, one ring body 63 is provided on each of the upper side and the lower side of the movable member 255. The ring body 63 supports the movable member 255 in a rotatable manner, and thus supports the tilting operation of the operation body 11 in all directions. The ring body 63 attached here also has a function of closing both ends of the gap 5g between the movable member 255 and the magnetism generating mechanism FN5, and the magnetorheological fluid 75 filled in the gap 5g leaks. It prevents it from coming out.

次に、操作装置200の可動負荷付与機構F25について説明する。可動負荷付与機構F25は、前述したように、図14に示すように、可動軸11jと係合して動作する可動部材255と、可動部材255と隙間5gを挟んで対向する磁気発生機構FN5と、この隙間5gに存在する磁気粘性流体75と、を備えて構成されている。更に、可動負荷付与機構F25の磁気発生機構FN5は、通電により磁界を発生させるコイル235と、コイル235を囲むように設けられた第1ヨーク215と、コイル235への通電を制御する操作制御部(図示していない)と、を有して構成されている。そして、可動負荷付与機構F25は、操作者による傾倒操作を受けて、操作体11に可動負荷付与機構F25からの負荷(傾倒負荷)を与えることにより、操作者に対して操作部材1の操作部51へ負荷を付与するように構成されている。   Next, the movable load applying mechanism F25 of the operating device 200 will be described. As described above, as shown in FIG. 14, the movable load applying mechanism F25 includes a movable member 255 that operates by engaging with the movable shaft 11j, and a magnetic generation mechanism FN5 that faces the movable member 255 across the gap 5g. And a magnetorheological fluid 75 present in the gap 5g. Furthermore, the magnetic generation mechanism FN5 of the movable load applying mechanism F25 includes a coil 235 that generates a magnetic field by energization, a first yoke 215 provided so as to surround the coil 235, and an operation control unit that controls energization to the coil 235. (Not shown). The movable load applying mechanism F25 receives a tilting operation by the operator, and applies a load (tilting load) from the movable load applying mechanism F25 to the operating body 11, whereby the operating portion of the operating member 1 is provided to the operator. 51 is configured to apply a load.

先ず、可動負荷付与機構F25の磁気発生機構FN5について説明する。磁気発生機構FN5のコイル235は、金属線材が環状に巻回されて形成されており、第1実施形態と同様に、軸中心ACが垂直に貫く仮想の横断面(仮想断面)において、可動部材255よりもコイル235が外側に配設されている。また、コイル235は、仮想断面において、軸中心ACを中心として、回転対称となるように円形のリング形状に形成されている。そして、このコイル235に通電することにより、コイル235の周囲に磁界が発生するようになる。   First, the magnetic generation mechanism FN5 of the movable load applying mechanism F25 will be described. The coil 235 of the magnetic generation mechanism FN5 is formed by winding a metal wire in an annular shape, and in the same manner as in the first embodiment, the movable member has a virtual cross section (virtual cross section) in which the axial center AC penetrates vertically. The coil 235 is disposed outside the H.255. Further, the coil 235 is formed in a circular ring shape so as to be rotationally symmetric about the axial center AC in the virtual cross section. Then, when the coil 235 is energized, a magnetic field is generated around the coil 235.

次に、磁気発生機構FN5の第1ヨーク215は、図14に示すように、コイル235を囲むようにして設けられ、コイル235の上方側(図14に示すZ1側)を覆う上ヨーク15Eと、コイル235の下方側(図14に示すZ2側)を覆う下ヨーク15Fと、を有して構成されている。なお、詳細な図示はしていないが、上ヨーク15Eが固定部材6(後述する筐体76)に固定されているとともに、下ヨーク15Fが固定部材6(後述する蓋体96)に固定されている。   Next, as shown in FIG. 14, the first yoke 215 of the magnetic generation mechanism FN5 is provided so as to surround the coil 235, and the upper yoke 15E that covers the upper side (Z1 side shown in FIG. 14) of the coil 235 and the coil And a lower yoke 15F that covers the lower side of 235 (the Z2 side shown in FIG. 14). Although not shown in detail, the upper yoke 15E is fixed to the fixing member 6 (a casing 76 described later), and the lower yoke 15F is fixed to the fixing member 6 (a lid body 96 described later). Yes.

また、第1ヨーク215は、第1実施形態と同様に、軸中心ACが垂直に貫く仮想断面において、可動部材255よりも外側に配設されている。また、第1ヨーク215(上ヨーク15E及び下ヨーク15F)は、仮想断面において、軸中心ACを中心として、回転対称となるように形成されている。そして、この第1ヨーク215により、コイル235から発生する磁束が閉じ込められ、効率的に可動部材255側に磁界が作用することとなる。   In addition, the first yoke 215 is disposed outside the movable member 255 in a virtual cross section in which the axial center AC penetrates vertically as in the first embodiment. The first yoke 215 (the upper yoke 15E and the lower yoke 15F) is formed so as to be rotationally symmetric about the axis center AC in the virtual cross section. Then, the magnetic flux generated from the coil 235 is confined by the first yoke 215, and the magnetic field acts efficiently on the movable member 255 side.

また、上ヨーク15E及び下ヨーク15Fは、第1実施形態と同様に、重ね合わされて、円筒形状の第1ヨーク215を形成している。その際には、上ヨーク15E及び下ヨーク15Fが図示していない2つのピンで係合されるとともに、位置決めがされている。そして、第1ヨーク215の上ヨーク15E及び下ヨーク15Fのそれぞれは、図14に示すように、可動部材255と対向する内側部分が凹形状となっており、この第1ヨーク215の中央の内部に形成された球形状の収容空間には、可動部材255が収容されている。また、第1ヨーク215の外側部分の内部に形成されたリング形状の収容空間には、環状のコイル235が収容されている。   Further, the upper yoke 15E and the lower yoke 15F are overlapped to form a cylindrical first yoke 215, as in the first embodiment. At that time, the upper yoke 15E and the lower yoke 15F are engaged with two pins (not shown) and positioned. Each of the upper yoke 15E and the lower yoke 15F of the first yoke 215 has a concave shape on the inner side facing the movable member 255, as shown in FIG. A movable member 255 is housed in the spherical housing space formed in the above. An annular coil 235 is accommodated in a ring-shaped accommodation space formed inside the outer portion of the first yoke 215.

また、第1ヨーク215は、図14に示すように、可動部材255の一方側(外側)に配設されて、上ヨーク15E及び下ヨーク15Fの内側が可動部材255との隙間5gである第3隙間5gcを挟んで対向している。ここで、可動部材255と対向している上ヨーク15Eの部分を、第1ヨーク215の第3対向部TE5とし、可動部材255と対向している下ヨーク15Fの部分を、第4対向部TF5としている。この第3対向部TE5及び第4対向部TF5は、図14に示すように、軸中心ACに沿った方向(図14に示すZ方向)に配設されている。   As shown in FIG. 14, the first yoke 215 is disposed on one side (outer side) of the movable member 255, and the inner side of the upper yoke 15E and the lower yoke 15F is a gap 5g between the movable member 255 and the first yoke 215. The three gaps 5gc are opposed to each other. Here, the portion of the upper yoke 15E facing the movable member 255 is the third facing portion TE5 of the first yoke 215, and the portion of the lower yoke 15F facing the movable member 255 is the fourth facing portion TF5. It is said. As shown in FIG. 14, the third facing portion TE5 and the fourth facing portion TF5 are arranged in a direction along the axial center AC (Z direction shown in FIG. 14).

更に、図14に示すように、第3対向部TE5と第4対向部TF5との間のスリット(ヨークスリット)の幅は、第1ヨーク215と可動部材255との隙間5g(第3隙間5gc)より狭くなっている。これにより、コイル235への通電により磁界が発生し、例えば第1ヨーク215の第3対向部TE5から可動部材255側にかけて磁路が確実に形成されるとともに、可動部材255側から第1ヨーク215の第4対向部TF5にかけて磁路が確実に形成されるようになる。なお、本発明の第2実施形態では、第1ヨーク215が、上ヨーク15E及び下ヨーク15Fの2つの部品で構成されているが、これに限るものではなく、3つ以上の部品で構成されていても良い。   Further, as shown in FIG. 14, the width of the slit (yoke slit) between the third facing portion TE5 and the fourth facing portion TF5 is set such that the gap 5g between the first yoke 215 and the movable member 255 (third gap 5gc). ) It is narrower. Thereby, a magnetic field is generated by energizing the coil 235, and for example, a magnetic path is reliably formed from the third facing portion TE5 of the first yoke 215 to the movable member 255 side, and the first yoke 215 is formed from the movable member 255 side. The magnetic path is surely formed over the fourth facing portion TF5. In the second embodiment of the present invention, the first yoke 215 is composed of two parts, ie, the upper yoke 15E and the lower yoke 15F. However, the present invention is not limited to this, and is composed of three or more parts. May be.

次に、可動負荷付与機構F25の可動部材255について説明する。可動部材255は、鉄等の軟磁性体から形成されており、軸中心AC上に球中心SCを有した球形状に形成されている。そして、可動部材255の上端部には、図14に示すように、操作体11の可動軸11jと係合されて一体化している。これにより、操作体11の全方向への傾倒動作に伴って、可動部材255が球中心SCを中心として全方向へ回転動作することとなる。なお、可動部材255の球中心SCを中心として操作体11の傾倒を可能にしているのは、前述した2つのリング体63による可動部材255の支持によるものである。   Next, the movable member 255 of the movable load applying mechanism F25 will be described. The movable member 255 is made of a soft magnetic material such as iron, and is formed in a spherical shape having a sphere center SC on the axis center AC. Then, as shown in FIG. 14, the upper end portion of the movable member 255 is engaged with and integrated with the movable shaft 11 j of the operating body 11. Thereby, with the tilting operation of the operating body 11 in all directions, the movable member 255 rotates in all directions around the spherical center SC. The operation body 11 can be tilted around the spherical center SC of the movable member 255 because the movable member 255 is supported by the two ring bodies 63 described above.

また、操作装置200が組み立てられた際には、図14に示すように、可動部材255は、前述したように、第1ヨーク215における中央の内部に形成された球形状の収容空間に配設され、可動部材255の外周面255pが第1ヨーク215の第3対向部TE5及び第4対向部TF5と対向するようになる。その際に、図14に示すように、可動部材255の球中心SCを中心にして、可動部材255よりも第1ヨーク215及びコイル235が外側に配設されているとともに、第1ヨーク215及び可動部材255の一部が円弧形状を有して第3隙間5gcを形成している。この第3隙間5gcには、可動負荷付与機構F25の磁気粘性流体75が充填されている。   Further, when the operating device 200 is assembled, as shown in FIG. 14, the movable member 255 is disposed in the spherical storage space formed in the center of the first yoke 215 as described above. Thus, the outer peripheral surface 255p of the movable member 255 is opposed to the third opposing portion TE5 and the fourth opposing portion TF5 of the first yoke 215. At this time, as shown in FIG. 14, the first yoke 215 and the coil 235 are disposed outside the movable member 255 around the spherical center SC of the movable member 255, and the first yoke 215 and A part of the movable member 255 has an arc shape to form the third gap 5gc. The third gap 5gc is filled with the magnetorheological fluid 75 of the movable load applying mechanism F25.

また、可動部材255は、仮想断面において、軸中心ACを中心として、回転対称となるように形成されている。これにより、可動部材255、第1ヨーク215及びコイル235が回転対称となるように形成されているので、第3隙間5gcに対して磁束密度の偏りがない磁路を形成でき、磁気発生機構FN5が発生させた磁界を効率的に磁気粘性流体75に作用させることができる。このことにより、効率的に粘性の制御を行うことができ、可動部材255に対して効率的に負荷を付与することができ、   In addition, the movable member 255 is formed so as to be rotationally symmetric about the axial center AC in the virtual cross section. Accordingly, since the movable member 255, the first yoke 215, and the coil 235 are formed so as to be rotationally symmetric, a magnetic path having no magnetic flux density deviation can be formed with respect to the third gap 5gc, and the magnetic generation mechanism FN5 The magnetic viscous fluid 75 can be efficiently applied to the magnetic viscous fluid 75. As a result, the viscosity can be controlled efficiently, and a load can be efficiently applied to the movable member 255.

しかも、本発明の第2実施形態では、可動部材255が軟磁性体からなるので、第1ヨーク215の第3対向部TE5から可動部材255に、可動部材255から第1ヨーク215の第4対向部TF5にかけて磁路が確実に形成されることとなる。このため、磁気粘性流体75における磁性粒子JRが揃った対向面方向を横切る方向に動作(回転動作)する可動部材255に対して、より強い負荷(回転負荷)がかかるようになる。   Moreover, in the second embodiment of the present invention, since the movable member 255 is made of a soft magnetic material, the third facing portion TE5 of the first yoke 215 is moved to the movable member 255, and the movable member 255 is moved to the fourth facing of the first yoke 215. A magnetic path is surely formed over the portion TF5. For this reason, a stronger load (rotational load) is applied to the movable member 255 that operates (rotates) in a direction crossing the opposing surface direction in which the magnetic particles JR in the magnetorheological fluid 75 are aligned.

次に、可動負荷付与機構F25の磁気粘性流体75について説明する。磁気粘性流体75は、第1実施形態と同様に、有機溶剤等の溶質SV中に、鉄やフェライト等の磁性を有した微細な磁性粒子JRが分散した物質であって(図10を参照)、一般的にMR流体(Magneto Rheological Fluid)と呼称されている。この磁気粘性流体75は、磁界の強さに応じて粘性が変化する特性を有しており、同じような磁性流体(Magnetic Fluid)とは区別されている。   Next, the magnetorheological fluid 75 of the movable load applying mechanism F25 will be described. As in the first embodiment, the magnetorheological fluid 75 is a substance in which fine magnetic particles JR having magnetism such as iron or ferrite are dispersed in a solute SV such as an organic solvent (see FIG. 10). Generally, it is called MR fluid (Magneto Rheological Fluid). The magnetorheological fluid 75 has a characteristic that the viscosity changes according to the strength of the magnetic field, and is distinguished from a similar magnetorheological fluid (Magnetic Fluid).

本発明の第2実施形態においても、第1実施形態で記述した特性を有した磁気粘性流体75を好適に用いている。つまり、操作装置200には、図14に示すように、磁気粘性流体75が第1ヨーク215と可動部材255との隙間5gである第3隙間5gcに配設されて充填されている。これにより、第1ヨーク215(第3対向部TE5)と可動部材255、可動部材255と第1ヨーク215(第4対向部TF5)にかけて形成された磁束を横切る方向(回転方向)に動作する可動部材255に対して、磁気粘性流体75により負荷がかかるようになる。このことにより、可動部材255及び可動軸11jを介して操作体11に揺動負荷がかかるようになる。従って、良好な操作感触が得られる操作装置200を提供することができる。   Also in the second embodiment of the present invention, the magnetorheological fluid 75 having the characteristics described in the first embodiment is preferably used. That is, as shown in FIG. 14, the operating device 200 is filled with the magnetorheological fluid 75 disposed in the third gap 5gc, which is the gap 5g between the first yoke 215 and the movable member 255. Accordingly, the first yoke 215 (third counter portion TE5) and the movable member 255, and the movable member that operates in a direction (rotation direction) across the magnetic flux formed between the movable member 255 and the first yoke 215 (fourth counter portion TF5). A load is applied to the member 255 by the magnetorheological fluid 75. As a result, a swing load is applied to the operating body 11 via the movable member 255 and the movable shaft 11j. Therefore, it is possible to provide the operation device 200 that can provide a good operation feeling.

しかも、本発明の第2実施形態では、初期状態において、図14に示す第3対向部TE5における磁気粘性流体75に臨む第1対向面の面積と第4対向部TF5における磁気粘性流体75に臨む第2対向面の面積とが同じである。これにより、磁束の入口と出口とで磁束密度が同等になり、コイル235から発生した磁束を磁気粘性流体75の粘性の制御に効率的に作用させることができる。このことにより、回転動作する可動部材255に対して均等に負荷(回転負荷)を付与することができ、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   Moreover, in the second embodiment of the present invention, in the initial state, the area of the first opposing surface facing the magnetorheological fluid 75 in the third opposing portion TE5 and the magnetorheological fluid 75 in the fourth opposing portion TF5 shown in FIG. The area of the second facing surface is the same. Thereby, the magnetic flux density becomes equal at the entrance and exit of the magnetic flux, and the magnetic flux generated from the coil 235 can be efficiently applied to control the viscosity of the magnetorheological fluid 75. As a result, a load (rotational load) can be equally applied to the movable member 255 that rotates, and a better operational feel can be given to the operator.

最後に、操作装置200の固定部材6について説明する。固定部材6は、図12に示すように、操作体11の可動軸11jが挿通される貫通穴76kを有する筐体76と、筐体76の一方側(下方側、図12に示すZ2方向側)の開口を覆う蓋体96と、備えて構成されている。そして、前述したように、固定部材6の筐体76が磁気発生機構FN5(第1ヨーク215)の上ヨーク15Eを固定しているとともに、固定部材6の蓋体96が磁気発生機構FN5(第1ヨーク215)の下ヨーク15Fを固定している。   Finally, the fixing member 6 of the operating device 200 will be described. As shown in FIG. 12, the fixing member 6 includes a housing 76 having a through hole 76k through which the movable shaft 11j of the operating body 11 is inserted, and one side of the housing 76 (downward side, Z2 direction side shown in FIG. ) And a cover body 96 that covers the opening. As described above, the casing 76 of the fixing member 6 fixes the upper yoke 15E of the magnetic generation mechanism FN5 (first yoke 215), and the lid 96 of the fixing member 6 includes the magnetic generation mechanism FN5 (first The lower yoke 15F of the one yoke 215) is fixed.

固定部材6の筐体76は、操作部材1と同様に、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)等の合成樹脂を用い、図12に示すように、略立方体の箱状に射出成形されて作製されている。また、筐体76の天板部には、前述したように、操作体11の可動軸11jが挿通される貫通穴76kが設けられている。   As with the operation member 1, the casing 76 of the fixing member 6 is made of a synthetic resin such as polybutylene terephthalate resin (PBT) and is injection-molded into a substantially cubic box shape as shown in FIG. Yes. Further, as described above, the top plate portion of the casing 76 is provided with the through hole 76k through which the movable shaft 11j of the operating body 11 is inserted.

次に、固定部材6の蓋体96は、筐体76と同様に、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)等の合成樹脂を用い、図12に示すように、板状の矩形状に射出成形されて作製されている。そして、詳細な図示はしていないが、蓋体96は、筐体76にネジ止めされて固定されている。   Next, the cover 96 of the fixing member 6 is injection-molded into a plate-like rectangular shape as shown in FIG. 12, using a synthetic resin such as polybutylene terephthalate resin (PBT), as in the case 76. Have been made. Although not shown in detail, the lid 96 is fixed to the housing 76 by screws.

以上のように構成された本発明の第2実施形態の操作装置200は、操作部材1の操作量や操作方向に応じた抵抗力や推力等の外力(力覚)を付与する方法として、従来例1のようにモータ810を用いていないので、小型化が図れるとともに、消費電力を低減することができる。   The operation device 200 according to the second embodiment of the present invention configured as described above is a conventional method for applying an external force (force sense) such as resistance force or thrust according to the operation amount or operation direction of the operation member 1. Since the motor 810 is not used as in Example 1, the size can be reduced and the power consumption can be reduced.

最後に、本発明の第2実施形態の操作装置200における、効果について、以下に纏めて説明する。   Finally, effects of the operation device 200 according to the second embodiment of the present invention will be described below.

本発明の第2実施形態の操作装置200は、動作されない初期状態において、操作体11の可動軸11jの軸中心ACが垂直に貫く仮想断面において、可動軸11jを中心にして、可動軸11jと係合した可動部材255と、可動部材255との隙間5gである第3隙間5gcを挟んで対向する第1ヨーク215と、通電により磁界を発生させるコイル235と、を備え、可動部材255よりも第1ヨーク215及びコイル235が外側に配設されているとともに、可動部材255と第1ヨーク215の少なくとも一部が円弧形状を有して第3隙間5gcを形成している構成とした。これにより、コイル235への通電により磁界が発生し、磁路が第1ヨーク215から可動部材255側に広がって形成されて、磁気粘性流体75における磁性粒子JRが仮想断面方向の磁束に沿って揃うこととなる。このため、第1ヨーク215と可動部材255、可動部材255と第1ヨーク215にかけて形成された磁束を横切る方向、例えば可動部材255の球中心SCを中心とした回転方向等に動作する可動部材255に対して、磁気粘性流体75により負荷がかかるようになる。このことにより、可動部材255及び可動軸11jを介して操作体11に負荷がかかるようになり、傾倒操作等の操作に対して、良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   In the initial state in which the operating device 200 according to the second embodiment of the present invention is not operated, in the virtual cross section in which the axial center AC of the movable shaft 11j of the operating body 11 penetrates vertically, the movable shaft 11j is centered on the movable shaft 11j. An engaged movable member 255; a first yoke 215 opposed across a third gap 5gc that is a gap 5g between the movable member 255; and a coil 235 that generates a magnetic field by energization. The first yoke 215 and the coil 235 are disposed outside, and at least a part of the movable member 255 and the first yoke 215 has an arc shape to form the third gap 5gc. Thereby, a magnetic field is generated by energizing the coil 235, a magnetic path is formed to extend from the first yoke 215 to the movable member 255 side, and the magnetic particles JR in the magnetorheological fluid 75 follow the magnetic flux in the virtual sectional direction. Will be aligned. For this reason, the movable member 255 that operates in a direction crossing the magnetic flux formed between the first yoke 215 and the movable member 255, for example, the movable member 255 and the first yoke 215, such as a rotational direction around the spherical center SC of the movable member 255, and the like. On the other hand, a load is applied by the magnetorheological fluid 75. As a result, a load is applied to the operating body 11 via the movable member 255 and the movable shaft 11j, and a favorable operational feeling can be given to the operator with respect to operations such as tilting operations.

また、仮想断面において、可動部材255、第1ヨーク215及びコイル235が、軸中心ACを中心として、回転対称となるように形成されているので、磁気粘性流体75に対して磁束密度の偏りがない磁路を形成でき、磁気発生機構FN5が発生させた磁界を効率的に粘性の制御に作用させることができる。このことにより、可動部材255に対して均等にしかも効率的に負荷を付与することができ、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   Further, since the movable member 255, the first yoke 215, and the coil 235 are formed so as to be rotationally symmetric about the axial center AC in the virtual cross section, the magnetic flux density is biased with respect to the magnetorheological fluid 75. The magnetic field generated by the magnetic generation mechanism FN5 can be efficiently applied to the viscosity control. As a result, a load can be uniformly and efficiently applied to the movable member 255, and a better operational feel can be given to the operator.

また、第1ヨーク215の第3対向部TE5及び第4対向部TF5が軸中心ACに沿った方向に配設され、球形状の可動部材255の外周面255pと対向しているので、第1ヨーク215の第3対向部TE5から可動部材255側にかけて磁路が確実に形成されるとともに、可動部材255側から第1ヨーク215の第4対向部TF5にかけて磁路が確実に形成されるようになり、磁気粘性流体75における磁性粒子JRが可動部材255の球形状の放射方向に形成された磁束に沿って揃うこととなる。このため、放射方向に対して直交する接線方向(回転方向)に動作する可動部材255に対して、確実にしかもより強い負荷を付与することができる。このことにより、傾倒操作に対して、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   Further, the third opposing portion TE5 and the fourth opposing portion TF5 of the first yoke 215 are disposed in the direction along the axial center AC and are opposed to the outer peripheral surface 255p of the spherical movable member 255. A magnetic path is reliably formed from the third facing portion TE5 of the yoke 215 to the movable member 255 side, and a magnetic path is reliably formed from the movable member 255 side to the fourth facing portion TF5 of the first yoke 215. Thus, the magnetic particles JR in the magnetorheological fluid 75 are aligned along the magnetic flux formed in the spherical radial direction of the movable member 255. For this reason, it is possible to reliably apply a stronger load to the movable member 255 that operates in a tangential direction (rotational direction) orthogonal to the radial direction. Thereby, it is possible to give a better operational feeling to the operator with respect to the tilting operation.

また、可動部材255が軟磁性体からなるので、第1ヨーク215の第3対向部TE5から可動部材255に、可動部材255から第1ヨーク215の第4対向部TF5にかけて磁路が確実に形成されて、磁気粘性流体75における磁性粒子JRが第1ヨーク215と可動部材255と互いに対向する対向面方向に揃うこととなる。このため、磁性粒子JRが揃った対向面方向を横切る方向に動作(回転動作)する可動部材255に対して、より強い負荷がかかるようになる。このことにより、可動部材255及び可動軸11jを介して操作体11により強い負荷(傾倒負荷)がかかるようになり、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   Further, since the movable member 255 is made of a soft magnetic material, a magnetic path is reliably formed from the third facing portion TE5 of the first yoke 215 to the movable member 255 and from the movable member 255 to the fourth facing portion TF5 of the first yoke 215. As a result, the magnetic particles JR in the magnetorheological fluid 75 are aligned with the first yoke 215 and the movable member 255 facing each other. For this reason, a stronger load is applied to the movable member 255 that operates (rotates) in a direction crossing the opposing surface direction in which the magnetic particles JR are aligned. As a result, a stronger load (tilting load) is applied to the operating body 11 via the movable member 255 and the movable shaft 11j, and a better operational feeling can be given to the operator.

また、第3対向部TE5の第1対向面の面積と第4対向部TF5の第2対向面の面積とが同じであるので、磁束の入口と出口とで磁束密度が同等になり、コイル235から発生した磁束を磁気粘性流体75の粘性の制御に効率的に作用させることができる。このことにより、回転動作する可動部材255に対して均等に負荷(回転負荷)を付与することができ、より良好な操作感触を操作者に対して与えることができる。   Moreover, since the area of the 1st opposing surface of 3rd opposing part TE5 and the area of the 2nd opposing surface of 4th opposing part TF5 are the same, magnetic flux density becomes equivalent by the entrance and exit of magnetic flux, and coil 235 The magnetic flux generated from the magnetic fluid can be efficiently applied to control the viscosity of the magnetorheological fluid 75. As a result, a load (rotational load) can be equally applied to the movable member 255 that rotates, and a better operational feel can be given to the operator.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it can deform | transform and implement as follows, These embodiments also belong to the technical scope of this invention.

<変形例1>
上記第1実施形態では、可動部材55が収容される収容空間(第1ヨーク15と第2ヨーク25と軸支持部53と固定体16とで形成した収容空間)を満たすように磁気粘性流体75が充填されていたが、これに限るものではなく、磁気粘性流体75が隙間5gの少なくとも一部に存在していれば良い。
<Modification 1>
In the first embodiment, the magnetorheological fluid 75 is filled so as to fill the accommodation space in which the movable member 55 is accommodated (the accommodation space formed by the first yoke 15, the second yoke 25, the shaft support portion 53, and the fixed body 16). However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the magnetorheological fluid 75 exists in at least a part of the gap 5g.

<変形例2>
上記第1実施形態では、第1ヨーク15の上ヨーク15A及び下ヨーク15Cとで、第1対向部TA5及び第2対向部TC5を構成したが、上ヨーク15A或いは下ヨーク15Cのみで内側壁15fを形成し、この内側壁15fが可動部材55と対向するようにして、第1対向部TA5及び第2対向部TC5を設けない構成でも良い。
<Modification 2>
In the first embodiment, the first opposing portion TA5 and the second opposing portion TC5 are configured by the upper yoke 15A and the lower yoke 15C of the first yoke 15. However, the inner wall 15f is formed only by the upper yoke 15A or the lower yoke 15C. The inner wall 15f may be opposed to the movable member 55 so that the first facing portion TA5 and the second facing portion TC5 are not provided.

<変形例3>
上記第1実施形態では、好適に第2ヨーク25を設ける構成としたが、第1ヨーク15のみ設けた構成でも良い。
<Modification 3>
In the first embodiment, the second yoke 25 is preferably provided. However, only the first yoke 15 may be provided.

<変形例4>
上記第2実施形態では、可動部材255と磁気発生機構FN5(第1ヨーク215)との隙間5gの内、2つのリング体63に挟まれた一部の隙間5g(第3隙間5gc)に磁気粘性流体75を充填した構成であったが、これに限るものではない。例えば、隙間5gの全てに磁気粘性流体75が存在していても良い。
<Modification 4>
In the second embodiment, a part of the gap 5g (third gap 5gc) sandwiched between the two ring bodies 63 among the gap 5g between the movable member 255 and the magnetism generating mechanism FN5 (first yoke 215) is magnetic. Although it was the structure filled with the viscous fluid 75, it is not restricted to this. For example, the magnetorheological fluid 75 may exist in all the gaps 5g.

<変形例5>
上記実施形態では、可動部材55及び可動部材255が好適に軟磁性体から形成されていたが、これに限るものではなく、合成樹脂等の非磁性体であっても良い。
<Modification 5>
In the above embodiment, the movable member 55 and the movable member 255 are preferably formed of a soft magnetic material, but the present invention is not limited to this, and may be a nonmagnetic material such as a synthetic resin.

本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

1 操作部材
11 操作体
11j 可動軸
3、S3 支持体
F5、F25 可動負荷付与機構
FM5、FN5 磁気発生機構
15、215 第1ヨーク
25 第2ヨーク
35、235 コイル
55、255 可動部材
55p、255p 外周面
55q 内周面
75 磁気粘性流体
5g 隙間
5ga 第1隙間
5gb 第2隙間
5gc 第3隙間
TA5 第1対向部
TC5 第2対向部
TE5 第3対向部
TF5 第4対向部
AC 軸中心
SC 球中心
100、200 操作装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation member 11 Operation body 11j Movable shaft 3, S3 Support body F5, F25 Movable load provision mechanism FM5, FN5 Magnetic generation mechanism 15, 215 1st yoke 25 2nd yoke 35, 235 Coil 55, 255 Movable member 55p, 255p Outer periphery Surface 55q Inner circumferential surface 75 Magnetorheological fluid 5g Clearance 5ga First clearance 5gb Second clearance 5gc Third clearance TA5 First opposing portion TC5 Second opposing portion TE5 Third opposing portion TF5 Fourth opposing portion AC Axis center SC Sphere center 100 200 Operating device

Claims (9)

操作者の操作により操作方向へ動作する操作体を有した操作部材と、
該操作体の動作を自在に支持する支持体と、
前記操作体の動作に対して負荷を付与する可動負荷付与機構と、を備えた操作装置であって、
前記操作体には前記動作を可能にする可動軸を有し、
前記可動負荷付与機構は、該可動軸と係合して前記動作をする可動部材と、
該可動部材と隙間を挟んで対向する磁気発生機構と、
該隙間の少なくとも一部に存在し磁界の強さに応じて粘性が変化する磁気粘性流体と、を備え、
前記磁気発生機構は、通電により磁界を発生させるコイルと、
該コイルを囲むように設けられ前記可動部材の一方側に配設された第1ヨークと、
を備え、
該第1ヨークと前記可動部材との前記隙間である第1隙間に前記磁気粘性流体が充填されており、
前記動作をしていない初期状態において、前記可動軸の軸中心が垂直に貫く仮想断面で、
前記可動軸を中心にして、前記可動部材よりも前記第1ヨーク及び前記コイルが外側に配設されているとともに、前記可動部材と前記第1ヨークの少なくとも一部が前記軸中心を中心とした円弧形状を有して前記第1隙間を形成していることを特徴とする操作装置。
An operation member having an operation body that moves in an operation direction by an operation of the operator;
A support that freely supports the operation of the operating body;
A movable load applying mechanism for applying a load to the operation of the operation body,
The operating body has a movable shaft that enables the operation,
The movable load applying mechanism includes a movable member that engages with the movable shaft and performs the operation;
A magnetism generating mechanism facing the movable member across a gap;
A magnetorheological fluid that exists in at least a part of the gap and has a viscosity that changes according to the strength of the magnetic field,
The magnetism generating mechanism includes a coil that generates a magnetic field by energization,
A first yoke provided to surround the coil and disposed on one side of the movable member;
With
A first gap, which is the gap between the first yoke and the movable member, is filled with the magnetorheological fluid;
In an initial state where the operation is not performed, an imaginary cross section in which the axis of the movable shaft penetrates vertically,
The first yoke and the coil are arranged outside the movable member around the movable shaft, and at least a part of the movable member and the first yoke is centered on the shaft center. An operating device having an arc shape and forming the first gap.
前記仮想断面において、前記可動部材、前記第1ヨーク及び前記コイルが、前記軸中心を中心として、回転対称となるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。   2. The operating device according to claim 1, wherein the movable member, the first yoke, and the coil are formed so as to be rotationally symmetric about the axis center in the virtual cross section. 前記可動部材が軟磁性体からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の操作装置。   The operating device according to claim 1, wherein the movable member is made of a soft magnetic material. 前記可動部材は、前記軸中心を中心とした円筒形状であり、
前記第1ヨークは、前記可動部材と対向する側において、互いに分割された第1対向部と第2対向部を有し、
該第1対向部及び該第2対向部は、前記可動軸に沿った押圧方向に配設され、前記可動部材の外周面と対向していることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の操作装置。
The movable member has a cylindrical shape centered on the axis center,
The first yoke has a first facing portion and a second facing portion that are divided from each other on the side facing the movable member,
The first opposing portion and the second opposing portion are disposed in a pressing direction along the movable shaft, and are opposed to an outer peripheral surface of the movable member. The operating device according to any one of the above.
前記磁気発生機構は、前記可動部材の前記円筒形状における内周面と対向する第2ヨークを有し、
該第2ヨークと前記可動部材の前記内周面との第2隙間に前記磁気粘性流体が充填されていることを特徴とする請求項4に記載の操作装置。
The magnetism generating mechanism has a second yoke facing the inner peripheral surface of the movable member in the cylindrical shape,
The operating device according to claim 4, wherein a second gap between the second yoke and the inner peripheral surface of the movable member is filled with the magnetorheological fluid.
前記第1対向部における前記磁気粘性流体に臨む第1対向面の面積と前記第2対向部における前記磁気粘性流体に臨む第2対向面の面積とが同じであることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の操作装置。   5. The area of the first facing surface facing the magnetorheological fluid in the first facing portion is the same as the area of the second facing surface facing the magnetorheological fluid in the second facing portion. Alternatively, the operating device according to claim 5. 前記可動部材は、前記軸中心上に球中心を有した球形状であり、
前記操作体は、該球中心を中心として傾倒可能に支持されており、
前記第1ヨークは、前記軸中心に沿った方向において、互いに分割された第3対向部と第4対向部を有し、
該第3対向部及び該第4対向部は、前記可動部材の球形状の外周面に沿った凹形状であり、
前記第3対向部及び前記第4対向部と前記可動部材の前記外周面との第3隙間に前記磁気粘性流体が充填されていることを特徴とする請求項2に記載の操作装置。
The movable member has a spherical shape having a spherical center on the axis center;
The operating body is supported so as to be tiltable around the center of the sphere,
The first yoke has a third facing portion and a fourth facing portion that are divided from each other in a direction along the axial center;
The third facing portion and the fourth facing portion are concave shapes along the spherical outer peripheral surface of the movable member,
3. The operating device according to claim 2, wherein the magnetorheological fluid is filled in a third gap between the third facing portion and the fourth facing portion and the outer peripheral surface of the movable member.
前記可動部材が軟磁性体からなることを特徴とする請求項7に記載の操作装置。   The operating device according to claim 7, wherein the movable member is made of a soft magnetic material. 前記第3対向部における前記磁気粘性流体に臨む第3対向面の面積と前記第4対向部における前記磁気粘性流体に臨む第4対向面の面積とが同じであることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の操作装置。
8. The area of the third facing surface facing the magnetorheological fluid in the third facing portion is the same as the area of the fourth facing surface facing the magnetorheological fluid in the fourth facing portion. Or the operating device of Claim 8.
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