JP2021511466A - 磁気粘性制動装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、静止ホルダー（４）と、２つの制動部品（２、３）と、を有する磁気粘性制動装置（１）および方法に関し、第１の制動部品（２）は、連結回転のためにホルダー（４）に接続され、軸線方向（２０）に延在し、第２の制動部品（３）は、第１の制動部品（２）の周りを回転し得る中空スリーブ部分（１３）を含む。第１と第２の制動部品（２、３）との間には、少なくとも１つ以上の回転可能な伝達部品（１１）が配置されている、間隙（５）が形成される。間隙（５）は、磁気粘性媒体（６）で充填されている。第１の制動部品（２）は、軸線方向（２０）に延在し、磁気伝導材料からなるコア（２１）と、電気コイル（２６）の磁場（８）が第１の制動部品（２）を横切って延在するように、軸線方向（２０）にコア（２１）に巻回される電気コイル（２６）と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、固定ホルダーを有し、少なくとも２つの制動部品を有する、磁気粘性（magnetorheological）制動装置に関する。本発明による磁気粘性制動装置は、互いに対する相対運動を制動する、多様な技術分野で使用することができる。本発明による磁気粘性制動装置は、触覚操作装置として使用されてもよく、例えば、車両、航空機、飛行機、船舶、ボート、農業技術（トラクター、コンバイン、収穫機、その他の農業機械）、建設機械および材料処理用の機械（フォークリフトトラックなど）における技術装置の操作に使用されてもよく、または医薬若しくは産業システムに使用されてもよい。本発明はまた、洗濯機、台所機器／家庭用機器および装置、ラジオ、カメラおよびフィルムカメラ、ハイファイシステムおよびテレビシステム、スマートデバイス、スマート家電、ノート型パソコン、ＰＣ、スマートウォッチの操作または入力装置として、腕時計の冠歯車として、またはコンピュータマウス若しくは他の機器の回転車輪として使用されてもよい。

磁気粘性流体は、例として、油中に分散している、例としてカルボニル鉄粉末のような最も微細な強磁性粒子を含む。磁気粘性流体には、直径が製造手順に依存する１μｍから１０μｍの球状粒子が使用され、粒子の大きさおよび形状は均一でない。このような磁気粘性流体が磁場を使用して影響を受ける場合、磁気粘性流体のカルボニル鉄粒子は磁力線に沿って連結し、その結果、磁気粘性流体（ＭＲＦ）の流動学的特性は、磁場の形状および強度に依存してかなり影響を受ける。

特許文献１は、互いに結合され得る２つの部品を備え、前記部品の結合強度に影響を及ぼすことが可能な磁気粘性伝導器具を開示している。ダクトには、結合強度に影響を及ぼすように磁気粘性媒体が設けられている。磁気粘性媒体は磁場を介してダクト内で影響を受ける。回転体はダクト内に設けられ、磁気粘性媒体を含む鋭角領域が前記回転体上に設けられる。ダクトまたは前記ダクトの少なくとも一部は、粒子を選択的に連結し、回転体とくさび止め（chock）するか、または回転体を解放するために、磁場発生装置の磁場を使用して影響を受けてもよい。また、この磁気粘性伝達器具は、技術機器を操作するための回転つまみ上で使用されてもよい。このような磁気粘性伝達器具が動作し、比較的小さな構造でありながら、特に高い力またはトルクの伝達を可能にする。

また、特許文献１は、実際のつまみ（knob）がシャフトを中心にして回転可能に取り付けられている、回転つまみまたは操作つまみを開示している。制動トルクは、電気コイルの磁場を介して制御されてもよい。発生し得るより高い制動トルクが望まれる場合には、したがって、球状回転体の代わりに円筒ローラーが使用されてもよく、その結果、磁場はより長い伸張または、より大きな表面積に作用する。特に、比較的小さな直径を有する回転つまみまたは操作つまみの場合には、ローラー本体の延伸は、必ずしも発生し得る最大制動トルクの増大につながらないことが示されている。この理由は、磁場が中心シャフトによって閉じられているか、または磁場が前記中心シャフトを通なければならないからであることが証明されている。制動手順に必要とされる磁場が（シャフト）材料内で急速に飽和するため、シャフトの小さい直径は発生し得る制動トルクを制限する。磁場が通って流れる材料は、より高い磁束をもはや許容しないため、より強い磁場もまた、ローラーに到達することができない。磁場が磁気回路全体を通って流れる最小の断面は、最大可能磁束を規定し、したがって、制動器具における最大制動トルクを規定する。回転体としてより長いローラーを使用することは、磁場がより長いローラー表面積に分散されるので、発生し得る制動トルクに不利な影響さえも与え得る。より弱い磁場強度が適用される。達成され得る制動効果は、磁場に線形的に依存するのではなく、むしろ、より強い磁場の場合には不釣り合いに増大するという事実のために、達成され得る制動効果は、より弱い磁場の場合には、それに応じて不釣り合いに減少する。

国際公開第２０１２／０３４６９７号公報

したがって、本発明の目的は、特に、小さい直径または、とりわけ小さい直径まで、従来技術の場合よりも高い制動トルク（トルク）、または高い制動トルクを得ることを可能にする、磁気粘性制動装置を提供することである。

この目的は、請求項１の構成を有する磁気粘性制動装置によって達成される。本発明の好ましいさらなる展開は、従属請求項の主題である。磁気粘性制動装置のさらなる利点および構成は、一般的な説明および例示的な実施形態の説明において明らかである。

本発明による磁気粘性制動装置は、固定ホルダーと、少なくとも２つの制動部品と、を備える。第１の制動部品は、ホルダーに回転可能に固定された状態で接続され、軸線方向に延在する。第２の制動部品は、中空として具現化され、第１の制動部品の周りを回転し得るスリーブ部分を含む。第１の制動部品と第２の制動部品との間には、間隙が具現化されている。少なくとも１つ以上の特に回転可能な伝達部品が、間隙内に配置される。間隙は、少なくとも部分的に磁気粘性媒体で充填されている。この場合、磁気粘性媒体は、伝達部品を潤滑する。第１の制動部品は、軸線方向に延在し、磁気伝導材料から具現化されるコアと、電気コイルの磁場が第１の制動部品を通って横方向に延在するよう、コアの周囲に軸線方向に巻回される、（少なくとも）１つの電気コイルと、を備える。

第１の制動部品は、軸線方向を規定する。しかしながら、第１の制動部品は、少なくとも軸線方向に対してある角度の領域で具現化されてもよい。「第１の制動部品のコアが軸線方向に延在する」という表現は、コアもまた、少なくとも実質的に軸線方向に延在するという本発明の意味で理解される。コアは、軸線方向に対してわずかな角度を含む配向を含んでもよい。例として、コアはまた、軸線方向に対して２．５°、５°、１０°または１５°の角度で配向されてもよい。また、電気コイルの巻線も同様に、コアの周りの軸線方向に正確に配向させる必要はない。また、電気コイルは、軸線方向に対して５°、１０°、１５°等の角度でコアの周りに巻回されてもよい。しかしながら、いずれの場合も、コアの配向と軸線方向との間の角度と、軸線方向に対する電気コイルの巻線の角度は、２０°未満、特に１０°未満であることが好ましい。

本発明による磁気粘性制動装置は、多くの利点を有する。本発明による磁気粘性制動装置の１つの顕著な利点は、電気コイルが第１の制動部品上に設けられているという事実にある。１つの特別な利点は、電気コイルが、軸線方向において、コアの少なくともかなりの部分、またはコアの全体の周りを巻回しているという事実に起因する。結果として、電気コイルの磁場は、第１の制動部品の軸線方向（言い換えると、縦軸線に関して半径方向）に対して横方向に延在する。これは特許文献１に開示された従来技術とのかなりの相違であり、特許文献１では電気コイルは外側部品上に設けられ、電気コイルの巻線は軸線方向の周りに同心円状に延在する。結果として、従来技術では、２つの部品の内部を通って軸線方向に延在する磁場が発生する。内側部品は通常、構造に依存して薄い壁であり、従来技術の場合、結果として磁束断面を制限し、したがって、達成されるべき磁束全体の最大値を制限する。逆に、この場合、磁場または磁力線は、それに対して横方向に延在し、結果として、第１の制動部品または内側制動部品を横方向に通る。この場合の第１の制動部品の延伸は、可能な磁束を増大させ、したがって、同じ直径の制動トルクを増大させる。通常は構造的に大きくなる可能性のないコア直径は、結果として、もはや磁束を制限しない。本発明の場合の電気コイルの巻線（複数可）は、好ましくは、軸線方向の中心軸線を含む１つの平面内に、または平面に近接して、（少なくとも実質的に）存在する。対照的に、特許文献１では、中心軸線は、電気コイルの巻線の平面に対して垂直である。

磁気粘性制動装置の場合、伝達部品は、少なくとも部分的に磁気粘性媒体によって囲まれている。全体として、磁気粘性媒体として磁気粘性流体が使用されることが好ましい。

複数の、特に回転可能な伝達部品が、間隙の周囲にわたって分散して配置されることが好ましい。伝達部品は間隙内で回転してもよく、好ましくは、第１と第２の制動部品の回転中に、少なくとも部分的に、互いに相対的に回転してもよい。回転可能な伝達部品の中心部品または全体として回転可能な伝達部品は、特に寸法的に安定しており、回転中に（少なくとも著しく）外形を変化させない。回転可能な伝達部品は、第１の制動部品に対する第２の制動部品の相対的な回転中に、少なくともわずかに回転することが好ましい。

１つの好ましい展開では、少なくとも１つの伝達部品が、ローラー本体として具現化される。本発明の意味における「ローラー本体」という専門用語は、第１または第２の制動部品上の間隙内で転動するのに適する回転体を意味するものと理解される。

少なくとも１つのローラー本体は、円柱形、球形、円形または丸みを帯びた（実質的に寸法安定性のある）断面を含むことが好ましい。特に、ローラー本体は、（細長い）円柱断面を含んでもよい。ローラー本体は、端部が丸みを帯びてもよいし、またはある点まで先細りになるように具現化されてもよいし、または角張っていてもよい。他の断面、特に端部断面もまた可能である。ローラー本体として、円柱ローラーを使用することが特に好ましい。円柱ローラー本体は、ローラー本体が円柱断面の長さにわたって効果を発揮し得るという顕著な利点を有する。結果として、効果が増大する。

本発明の１つの顕著な利点は、例として円柱ローラー本体を延伸することにより、より強い制動トルクが発生し得るという事実にある。ローラー本体の延伸と同時に、電気コイルも（好都合な方法で）延伸されてもよく、前記電気コイルは、第１の制動部品の長手方向に延在する。軸線方向に長く具現化される電気コイルの場合には、磁場に対して、より大きな貫通表面積（磁場が通って流れる断面表面積）が与えられる。本発明の場合には、したがって、第１の制動部品を軸線方向へ延伸することにより、コアの断面もまた拡大する。結果として、第１の制動部品を軸線方向に延伸することにより、より強い制動トルクを達成することが可能となる。

好ましい実施形態では、伝達部品の少なくとも一部は、磁気伝導材料から具現化される。特に、伝達部品の少なくともいくつかは、磁気非伝導材料から具現化される。磁気伝導材料から具現化される伝達部品が使用され、同時に磁気非伝導材料から具現化される伝達部品もまた使用される場合、磁場は、したがって、磁気伝導伝達部品の領域に集中する。これは、磁場の集中および、磁場の領域内での増強（磁力線の集中）につながる。発生し得る制動トルクと磁場の強さとの関係は線形ではなく、発生し得る制動トルクは、磁場が強くなるにつれて不釣り合いに強くなるため、結果として（同じ設置スペース／寸法の場合に）発生し得る制動トルクのかなりの増強を達成することが可能となる。

全ての実施形態において、第１の制動部品の直径を増大させて、発生し得る制動トルクを増大させる必要はない。したがって、多くの使用可能性が制動装置のより大きな外径を許容しないか、またはより大きな外径が重大な競争上の欠点（例えば、腕時計の場合には、過度に大きい側部調整車輪）となるので、これは特に重要である。制動トルクを増強させる／増大させるために、第１の制動部品は、軸線方向により長いものとして具現化されてもよく、これは不利ではないか、または必要とされる設置スペースの点で小さな不利である。

全ての実施形態において、スリーブ部分は回転つまみ上に具現化されることが好ましい。スリーブ部分は、回転つまみと一体に形成されてもよいことが好ましい。このような実施形態の場合には、回転つまみまたはスリーブ部分は、「ポット」の形状で具現化されることが好ましい。スリーブ部分の「蓋（lid）」は、前記スリーブ部分と一体で接続されてもよく、または、前記スリーブ部分に別個に締結されてもよい。

スリーブ部分は、磁気伝導材料から具現化され、磁場の外輪を提供することが好ましい。制動トルクを発生させるために、磁場は、第１の制動部品を通って軸線方向に対して横方向に貫通し、磁気伝導性として具現化されるローラー本体の間隙を貫通する。磁場は、ローラー本体から、外輪またはスリーブ部分へ出ていく。スリーブ部分では、磁力線は、第１の制動部品の他方の側に戻って延在し、磁力線が再び第１の制動部品に入る前に、ローラー本体で再び間隙を（反対側に）貫通する。閉磁路または閉磁力線が結果的に与えられる。

特許文献１に記載されているように、第１の制動部品と第２の制動部品とが互いに対して相対的に回転する場合には、磁場の影響下でローラー本体にくさび止め効果が形成される。本公報の開示は、参照により本出願に完全に組み込まれる。本発明の場合の制動トルクは、伝達部品、ローラー本体または回転体へのくさび止め効果によっても同様に発生する。

スリーブ部分の少なくとも１つの半径方向の壁厚は、間隙の間隙幅および／または伝達部品の直径の、少なくとも半分の厚さであることが好ましい。スリーブ部分の１つ以上の半径方向の壁厚は、間隙の間隙幅および／または伝達部品の直径の３／４よりも大きいことが好ましい。また、スリーブ部分の半径方向の壁厚は、特に、伝動部品の直径よりも大きくてもよい。磁気伝導材料から具現化される、スリーブ部分の充分な壁厚によって、高制動トルクを発生させることができるようにするために、磁場の所望の磁場強度がローラー本体の領域に発生され得ることを確実にすることが可能である。

全ての実施形態において、軸線方向における第１の制動部品の長さは、軸線方向における伝達部品の長さよりも大きいことが好ましい。軸線方向の伝達部品が第１の制動部品よりも短いものとして具現化されている場合、これは、伝達部品またはローラー本体の端部領域における、磁場の３次元的な集中につながる。磁場は、実際には、伝達部品またはローラー本体が配置されている断面の間隙のみを貫通してもよい。

軸線方向における間隙の長さは、軸線方向における伝達部品の長さの少なくとも２倍であることが好ましい。また、２つ以上の伝達部品、および特にローラー本体を、軸線方向に、一方の後方に配置することも可能であり、好ましい。この場合、例えば、磁気伝導伝達部品と磁気非伝導伝達部品とが軸線方向に交互になり、その結果、例として、軸線方向の第２のまたは第３の伝達部品が、磁気非伝導な態様で具現化されることが可能である。結果として、発生し得る最大制動トルクに有利な磁場の集中が生じる。

第１の制動部品は、略円筒形で具現化され、コアとしての円筒基体と、１つ以上の電気コイルと、を備えることが好ましい。また、例として、回転つまみを取り付けるための球体を含むこともでき、前記球体は第１の制動部品と第２の制動部品との間に簡単な軸受機構を提供するために、先端部の中央に配置されてもよい。

電気コイルは、（第１の制動部品の）円筒基体の軸線方向溝および横方向溝に巻回されていることが好ましい。軸線方向溝および横方向溝は、少なくとも部分的に鋳造化合物で充填されていることが好ましい。結果として、磁気粘性媒体または磁気粘性流体が、コイルワイヤーの領域に侵入することが防止される。これは、そうでなければ、流体の分離につながるおそれがある。

好ましい実施形態では、（第１の制動部品の）円筒基体は、円筒基体に固定接続されるスリーブ本体によって囲まれることが可能である。この場合、スリーブ本体の半径方向の厚さは、間隙の半径方向の間隙幅の半分よりもかなり小さいことが好ましい。スリーブ本体の半径方向の厚さは、間隙の半径方向の間隙幅の１／４よりも小さいことが特に好ましい。スリーブ本体の半径方向の厚さは、回転体の直径の１／６、１／８または１／１０未満であることが特に好ましい。特に好ましい実施形態では、スリーブ本体は、磁気伝導材料から具現化される。スリーブ本体は、保護スリーブを提供する。結果として、ローラー本体が回転しているときの鋳造化合物の摩耗が確実に防止される。基本的に、すなわち、鋳造化合物の領域において、間隙を貫通する磁場は全くないか、または極めて少量であり、その結果、鋳造化合物の領域においてローラー本体、ひいては鋳造化合物に大きな力は作用しない。それにもかかわらず、連続操作の場合には、薄いスリーブ本体によって確実に回避される摩耗が生じ得る。薄いスリーブ本体は、磁場のごく一部のみがスリーブ本体を介して短絡されるため、磁気損失を低減する。

ホルダーは、ケーブルブッシュを備えることが好ましい。コイルおよび／またはセンサーケーブル等のための接続ケーブルは、ホルダーによって、またはホルダーのケーブルブッシュによって、さらに誘導されてもよい。結果として、簡単な組み立て手順および費用対効果の高い製造が可能になる。

ホルダーは、第１の制動部品に回転可能に固定される接続の、受入機構を備えることが好ましい。この場合、ホルダーは、第１の制動部品を非正係止方式および／または正係止方式で受け入れてもよい。操作中、第１の制動部品と第２の制動部品との間の制動トルクは、ホルダーを介して伝達される。

ホルダーは、軸受機構の円筒走行表面を含み、ホルダー上でスリーブ部分を回転可能に支持することが好ましい。

シールは、円筒走行表面上に配置されることが好ましく、シールは特に、軸受機構よりも間隙に近い位置に配置されることが好ましい。結果として、軸受機構は磁気粘性媒体から確実に保護される。このような実施形態は、コンパクトな構造および信頼性の高い操作を可能にする。軸受機構は、例えば、滑り軸受または、転がり軸受であってもよい。

円筒走行表面は、硬化され、および／または受入機構の半径方向外面よりも高い表面品質を含むことが好ましい。結果として、製造費用を低減することが可能となる。

有利な実施形態では、円筒走行表面は、ホルダーの受入機構の外径よりも少なくとも３ｍｍ短い外径を含む。

好ましい実施形態では、第１の制動部品は、第２の制動部品に回転可能に固定された状態で接続される、シャフトの貫通部を含む。特に、貫通部は、第１の制動部品の中央に具現化される。このような実施形態は、例えば、角度センサーの一部（例えば、回転エンコーダー）をシャフトに取り付けることを可能にする。次いで、角度センサーのこの一部は、外部環境に対して保護されるように受け入れられる。角度センサーはさらに、例として、磁気粘性制動装置内、例えばホルダー内に配置されてもよい。また、磁気粘性制動装置が締結されるコンソール内にシャフトが延在することも可能である。次いで、角度センサーの一部が、コンソール内に保護されるように受け入れられることが可能である。

ホルダーはコンソールに締結されることが好ましい。角度センサーのさらなる部分は、ホルダーまたはコンソールに締結されることが好ましい。例として、シャフトに磁気エンコーダーを締結し、検出器をホルダーまたはコンソールに締結してもよく、その結果、シャフトの回転運動の場合に対応する回転信号が検出されてもよい。この場合、相対的な位置決め配置を検出することも、または絶対的な位置決め配置を検出することも可能である。回転エンコーダーは、１回転あたり１万パルス（増分）超、特に好ましくは１回転あたり３万パルス（増分）超を発生させることが好ましい。

ユーザーインターフェース、操作パネル、ディスプレイ、触覚フィードバックを伴う若しくは伴わない接触表示、および／または少なくとも１つのセンサーが、ホルダーの反対側にある軸線方向端部に取り付けられることが好ましい。このような実施形態は、操作に加えて、操作中に情報を同時に表示または出力することも可能にする。例として、同時出力表示を有する操作つまみが可能になる。

全ての実施形態において、感圧センサーがホルダーに取り付けられるか、またはこのようなセンサーがホルダーに割り当てられてもよい。例として、感圧センサーがホルダー内に取り付けられてもよい。しかしながら、また、下部などに圧電（piezo）センサーが取り付けられることも可能である。また、ホルダーは、２つの部分で具現化されてもよく、２つの部分の互いの相対的な軸線方向変位を記録するようにしてもよい。この場合、触覚フィードバックが提供されてもよい。

全ての実施形態において、スリーブ部分の内径と第１の制動部品の外径との間の差は、３ｍｍより大きく、５０ｍｍ未満であることが好ましい。同様に、スリーブ部分の外径は、１５ｍｍまたは２０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下であることが好ましい。スリーブ部分の高さは、１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが好ましい。全ての実施形態において、電気コイルを使用して可変制動効果が得られるように具現化される、制御装置が含まれることが好ましい。

全体として、本発明は、伝達部品および特にローラー本体または回転体が、壁に対して特定の距離で前記伝達部品上を転がる、くさび止め機構を提供するという基本原理に従って、特に好適な状況で操作する。くさび止め効果が磁場によって与えられ、その結果、大きな制動トルクが発生し得る。従来技術では、制動部品の軸線の周りに放射状に巻かれたコイルが制動部品の軸線方向に磁場を発生させるところ、従来技術とは対照的に、本発明によれば、磁場は、第１の制動部品（のコア）に対して横方向に発生する。この軸線方向コイルを使用することにより、拡縮性の向上を図ることが可能である。結果として、より長いローラー本体と、軸線方向により長い電気コイルと、によって、拡縮可能でより大きな制動トルクを発生させることが可能である。この場合、コアの表面積（断面表面積）がコアの軸線方向延伸に伴って拡大するため、対応する磁場を伝導するために、第１の制動部品の直径をより大きく選択する必要はない。適用可能な場合には、比較的小さい制動トルクのみが必要とされる場合、軸線方向の長さを短くしてもよい。それに応じて、設置スペースを適合してもよい。

さらなる利点は、大規模製造であっても、電気コイルのための電気接続ケーブルを簡単に導出することが可能であることである。磁気粘性制動装置の密閉と拡縮が、簡単な方法で可能になる。

基本的に、磁気粘性制動装置は、操作長が増大するため、より長いローラー本体にわたって、より大きなトルクを発生させることが可能である。同時に、より大きなコア表面によって、ローラー本体が必ず対応する磁束密度に曝されることが保証される。ローラー本体を「くさび止め（chocking）」するときの磁場強度は、従来技術よりも高いものとして選択されてもよい。十分に強い磁場を導き得る長いローラー本体が使用されてもよい。

特に、電気コイルによって発生した磁場は、コアを通って放射状に通過し、次いで、ローラー本体を通り、スリーブ部分または外筒を介して閉じる。この場合、磁力線は、一方で一度、例えば下半分で一度、他方で一度、例えばスリーブ部分の上半分で一度、接続される。簡単な実施形態では、磁束は結果として本質的に二次元的に走る。この場合、ローラー本体がどのくらいの長さ、または、どのくらいの高さで具現化されているかは問題ではない。結果として、それに応じて磁場伝達表面積が拡大するので、長さを任意に拡縮することが可能となる。第１の制動部品の長手方向に同心円状に巻回される電気コイル（従来技術）の場合、コア内の断面表面積は逆に、常に同じままであり、この点において、直径が変化しない限り、磁場に対してボトルネックを形成する。しかしながら、第１の制動部品の直径を大きくすると、磁気粘性制動装置の設置スペース、設置寸法、および重量に対する要求も変化する。さらに、ローラー本体のトルク間隔および回転速度が変化するため、必ずしも有利ではない。本発明の場合のように、直線延伸の場合、これは逆に変化しない。

より長いローラー本体が使用される場合、長いローラーの制動効果は、同じ全長を含む２つの短いローラーの場合よりも良好であり得る。これは、とりわけ、縁部がより離れているため、距離の点でより多くの流体を変位させなければならないという事実（流体力学的圧力）に起因する。

好ましい実施形態では、磁気粘性制動装置は、約１０ｍｍから４０ｍｍ（＋／−２０％）の間の、好ましい実施形態では約２５ｍｍの、スリーブ部分の直径を含む。

全ての実施形態において、電気コイルは、ローラー本体よりも軸線方向に長いものとして具現化されることが可能である。結果として、ローラー本体への磁場の集中が達成される。

全体として、本発明は、有利な磁気粘性制動装置（「ＭＲＦブレーキ」）を提供する。この場合、ＭＲＦブレーキの外径は、通常、特に触覚用途の場合には予め決定されている。この場合、人間工学的指標がある。したがって、外径（つまみ外径、指の表面積）も増大するため、一般的にコア断面を拡大することは容易ではない。さらに、外径がより増大すると、したがってトルク間隔は拡大するので、より多くの制動トルクが必要とされる（片手では特定の力のみが使用者によって加えられるおそれがあり、作動手順中の物理的な快適性（操作品質）のために、指（指先）で必要な力が重要であるため、指の力、言い換えれば、（１つ以上の）作動指と制動要素または制動要素の外表面積との間の（接線方向の）力は、同一のままでなければならないか、または同一のままであるべきである）。

本発明による解決策の場合、電気コイルは、（従来技術とは対照的に）軸線方向に延在する。コイルによって発生する磁場はコアを通って放射状に通過し、次いで、ローラー本体を通り、外筒を介して（それぞれ、反対側の半分を通って）閉じる。これは、ローラー本体またはＭＲＦブレーキの高さ（または長さ）にかかわらず、常に同じままである。

磁場伝達表面がそれに応じて拡大するので、ＭＲＦブレーキまたは触覚つまみを任意の長さに拡縮し得ることは有利である。放射状電気コイルの場合、コア内の断面表面積は常に同じままであり、直径が変化しない限り、磁場に対してボトルネックを形成するおそれがある。直径を変化させると、それに応じて多くの側面（トルク間隔、ローラの回転速度など）が変化するため、これは必ずしも有利ではない。本発明によるＭＲＦブレーキの直線延伸の場合、これは変化しない。

本発明は、可能な限り簡単でありながら、それにもかかわらず効果的に拡縮可能であり、コンパクトな外径を有する一方で高い制動トルクを有する、ＭＲＦブレーキを得るという目的を達成する。

コアの周りに（軸線方向に）巻回され、鋳造される軸線方向電気コイルは、磁場を発生させる。この磁場は、上述のように、ローラー本体と、外筒を形成するスリーブ部分とを介して閉じる。ＭＲ流体（キャリア流体）がコイルワイヤー間の空き空間に到達しないように（毛細管効果）、電気コイルを鋳造することが有利である。さもなければ、これは分離の発生につながるおそれがある。（円筒形の）コイルワイヤーの代わりに、銅の平板状の材料、または別の適切な材料を使用することも可能である。

コア、ローラー本体および外筒は、表面品質および硬度に高い要求がなく、好ましくは良好な磁気特性を有する単純な鋼（例えばＳ２３５）から製造されてもよい。しかしながら、（複数の積み重ねられた）ローラー本体、球体、または他の何らかの形状をした伝達部品を使用することも可能である。ローラー本体の間には、スペーサー（誘導板）が設けられてもよい。

コアと外筒との間の空間（間隙）が、（ほぼ）完全にローラー本体で充填されていることが絶対に必要というわけではない。磁気非伝導材料から具現化されるスペーサーは、磁気伝導材料から具現化されるローラー本体とともに、ローラー本体または１つ以上のローラー本体の間で使用されてもよい。

コアは、好ましくは、電気コイルおよび鋳造化合物とともに中心合わせされ、「ホルダー」内で固定（非正係止接続または正係止接続）され、反トルクは、このホルダーを介してコンソール（基板、受入板、収納部（housing））に伝達される。ホルダーは、好ましくはケーブルが誘導される穴を有する。密閉要素（例えば、Оリング）は、ホルダーまたは内部に対してケーブルを密閉することが好ましく、その結果、流体はケーブルを介して内部から外部に逃げることができない。また、（コイル）ケーブルに加えて、温度センサーケーブルまたは別のセンサーケーブルを、この開口部を通して誘導することも可能である。先細ホルダーの円筒表面は、好ましくは、前記表面が（より高い表面硬度および低い表面粗さで、塗装され、硬化され、または同様に焼き戻しされる）走行表面特性を有するように設けられる。

また、ホルダーは、コア、ローラー本体または外筒とは異なる材料から製造されてもよい。走行表面上のホルダーの縮径は、密閉要素に対する摩擦半径を小さくし、全体の摩擦が低減されるという利点がある。さらに、結果として設置高さが増大するため、スリーブ部分の内径と同じ軸受外径を含む軸受要素を使用してもよい。これは、製造工程中に凹部を設ける必要がないため、スリーブ部分の製造費を低減する。好ましいローラー本体の高さは３ｍｍから６ｍｍであるが、しかしながら１ｍｍまたは２ｍｍであってもよい。この分野では、ホルダーの内径に追加の設置高さを設けない場合、良好な軸受要素または密閉要素を得ることは困難である。

外筒の上方に装飾的な、または他の伝達要素、例えばゴム引きつまみを取り付けることが可能である。

上方から軸線方向に見た場合、球体、球状または球状に類似する部品（半球体であってもよい）が、好ましくは外筒と鋳造化合物との間にある。これは、２つの部分を互いに相対的に誘導する。

球体は鋳造化合物内に固定され、外筒の内側軸線方向端面は、前記球に相対的に回転することが好ましい。したがって、簡単、低摩擦、および費用対効果の高い軸受機構（軸受位置）が与えられる。また、円錐形状等も可能である。また、しかしながら、このタイプの軸受機構の代わりに、あらゆる他のタイプの軸受機構（例えば、滑り軸受または転がり軸受）を選択することも可能である。

ローラー下部とシールとの間に空間がある。この空間は、特に貯留部（reservoir）として、また温度補償空間として使用される。温度補償要素（例えば、空気で充填されるОリング）も、この空間に収容されてもよい。同様に、閉鎖可能な充填開口部または通気開口部が、スリーブ部分（または外筒）のこの領域に設けられてもよい。

磁場が通って流れる少なくとも１つの部品は、少なくとも一部または全体が材料ＦｅＳｉ３Ｐから具現化されることが好ましい。

少なくとも１つのマイクおよび／または音認識装置および／または声認識装置が含まれるか、または割り当てられることが好ましい。また、コンピュータ装置が含まれていてもよい。音および／または声命令（command）は、局所的におよび／または遠隔的に評価されてもよい。例として、コンピュータユニット（プロセッサー）が、局所的に設けられてもよい。また、処理は遠隔ネットワークで実行されてもよく、結果（言い換えると、実行される命令）のみが返されてもよい。

本発明はまた、手動回転の回転可能な制動部品を有する（適合）制動装置を使用して、機器を操作する方法に関する。この場合、制動装置は、回転可能な制動部品の手動回転に依存して制御され、また、少なくとも音認識によって識別される、少なくとも１つの命令によっても制御される。

様々な声命令および／または音信号および／または拍手信号が、音認識を使用して識別され、区別され得ることが好ましい。異なり区別可能な命令の数は制限されてもよいが、それらが制限されることは必須ではない。

音を受信し、局所的におよび／または遠隔的に処理することが可能であり、好ましい。

少なくとも１つの磁気粘性制動装置は、好ましくは、上述のように制御される。

制御手順には、声制御入力が使用されてもよい。いずれの場合においても、適合制動装置または適合触覚操作装置が、制動装置とともに使用されることが可能であり、好ましい。適合性は、音または例えば声命令によって選択される、操作モードに依存してもよい。

本発明による磁気粘性制動装置の、簡略化された概略三次元図を図示する。 磁気粘性制動装置のローラー本体を通る、簡略化された概略断面図を図示する。 本発明による磁気粘性制動装置を通る、概略断面図を図示する。 図３による磁気粘性制動装置の、９０°回転させた断面図を図示する。 図３および図４による磁気粘性制動装置の、平面図を図示する。 図５のＢ−Ｂ断面図を図示する。 磁気粘性制動装置の平均高さを通る、Ｃ−Ｃ水平断面図を図示する。 印を付けた磁力線を有する、図７と同様のＤ−Ｄ水平断面図を図示する。 図５によるＡ−Ａ断面図を図示する。 本発明による磁気粘性制動装置の、さらなる例示的な実施形態を通る垂直断面図を図示する。 本発明による磁気粘性制動装置の、回転角度にわたる可能なトルク曲線を図示する。 本発明による磁気粘性制動装置の、回転角度にわたる可能なトルク曲線を図示する。 本発明による磁気粘性制動装置の、回転角度にわたる可能なトルク曲線を図示する。

本発明のさらなる利点および構成は、添付の図面を参照して、以下に説明する例示的な実施形態において明らかである。

図１は、この場合には触覚操作つまみ１００として具現化され、コンソール５０に固定されるか、またはこのようなコンソール５０を備える、磁気粘性制動装置１の概略斜視図を図示する。磁気粘性制動装置１は、回転可能に受け入れられるスリーブ部分１３を備える。スリーブ部分１３を回転させるために必要なトルクを調節することが可能である。

磁気粘性制動装置１の上側には、ユーザーインターフェース４３が配置されている。このようなユーザーインターフェース４３は、例として、表示装置として、または接触入力可能（タッチパッド、運動制御およびジェスチャー制御、画像認識など）な装置として具現化されてもよい。

触覚操作つまみ１００は、例として、機械、医療機器を操作するために、または自動車での使用及び自動車に対する使用のために使用されてもよい。また、前記触覚操作つまみを他の機器または他の器具に使用することも可能である。

図２は、２つの制動部品２と３との間の力の伝達に影響を及ぼす、本発明による磁気粘性制動装置１の簡略化された概略断面図を示す。この場合、図２において、２つの制動部品２と３との間に、ローラー本体または回転体１１が設けられている。この場合、ローラー本体１１は、球体１４として具現化されている。しかしながら、同様に、ローラー本体１１を円柱または楕円体、ローラーまたは他の回転可能な回転体として具現化することも可能である。また、例として歯車または特定の表面構造を有する回転体１１のように、本来の意味で回転対称でない回転体をローラー本体として使用することも可能である。ローラー本体１１は、互いに対する軸受機構のために使用されず、むしろトルクを伝達するために使用される。

制動部品２と３との間にはダクト５が設けられており、このダクトは、この場合、媒体６で充填されている。この場合の媒体は磁気粘性流体であり、磁気粘性流体は、例として、強磁性粒子１９が含まれる搬送流体としての油を含む。搬送媒体として、いかなる材料にも限定されず、グリコール、脂肪、水および粘着（viscous）材料もまた使用されてもよい。搬送媒体は気体であってもよく、または搬送媒体を省略（真空）してもよい。この場合、ダクト内には、磁場の影響を受け得る粒子のみが充填されてもよい。

強磁性粒子１９は、好ましくはカルボニル鉄粉末であり、粒子の粒径分布は、特定の適用事例に依存する。具体的には、粒径分布は１μｍから１０μｍであることが好ましいが、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、および５０μｍのより大きな粒子も可能である。また、用途に依存して、粒子径は明らかにより大きく、ミリメートル範囲（粒子球）に進んでもよい。粒子はまた、特定の塗装／ジャケット（チタン塗装、セラミックジャケット、炭素ジャケットなど）を含んでもよく、それにより、前記粒子は、適用事例に依存して生じる高圧負荷に、より良好に耐え得る。磁気粘性粒子は、この適用事例では、カルボニル鉄粉末（純鉄）から製造してもよいだけでなく、例えば、特殊鉄（より硬い鋼）から製造してもよい。

ローラー本体１１は、好ましくは、２つの制動部品２、３の相対運動１７によって、その回転軸線１２を中心として回転するように設定され、制動部品３の表面上を実質的に走行する。ローラー本体１１は、他方の制動部品２の表面上を同時に走行し、その結果、相対速度１８がその位置で与えられる。

実際には、ローラー本体―１１は、制動部品２および／または３の表面と直接接触しておらず、したがって、前記制動部品上を直接には転がらない。ローラー本体１１から制動部品２または３の一方の表面までの自由間隙９は、例えば１４０μｍである。１μｍから１０μｍの間の粒子サイズを有する１つの特定の実施形態では、自由間隙は、特に７５μｍから３００μｍの間、特に好ましくは１００μｍから２００μｍの間である。

自由間隙９は、特に、典型的な平均粒径の少なくとも１０倍の直径である。自由間隙９は、好ましくは、典型的な最大粒子の少なくとも１０倍である。直接接触しない結果、制動部品２および３の互いに対する相対運動の間の、基本的な摩擦／力／トルクのレベルが特に低くなる。

磁気粘性制動装置１が磁場を使用して影響を受ける場合、磁力線は、ローラー本体１１と制動部品２、３との間の距離に依存して形成される。ローラー本体１１は強磁性材料から具現化されており、例えばこの場合には、例えばＳＴ３７（Ｓ２３０５）から具現化される。鋼種ＳＴ３７は、透磁率μｒが約２０００である。磁力線（磁気回路）はローラー本体を通過し、ローラー本体内に集中する。この場合、ローラー本体上では、ダクト５内の磁力線の半径方向の入射表面積および半径方向の出射表面積に高い磁束密度が存在する。前記ダクト内の不均一で強い磁場は、磁気極性粒子１９の局所的かつ強力な連鎖（磁気連結）をもたらす。この効果は、磁気粘性流体中に形成される、くさび止めの方向へのローラー本体１１の回転運動によって激しく増大し、可能な制動トルクまたは結合トルクは、磁気粘性流体中に通常発生し得る量をはるかに超えて、極端に増大される。ローラー本体１１と制動部品２、３とは、少なくとも部分的に強磁性材料から具現化されることが好ましく、このことは、ローラー本体１１と制動部品２、３との間の距離が小さいほど、磁束密度が高くなる理由である。結果として、磁場の勾配が接触部位または最小間隙の領域において鋭角に向かって激しく増大する媒体内に、実質的にくさび形状の領域１６が形成される。

ローラー本体１１と制動部品２、３との間に間隙があるにもかかわらず、互いに対する表面の相対速度によって、ローラー本体１１を回転運動させることができる。回転運動は、活性磁場８なしでも、また活性磁場８を伴っても可能である。

磁気粘性制動装置１が、図２のこの場合には図示されていない電気コイル２６の磁場８に曝されると、磁気粘性流体６の個々の粒子１９は、磁場８の磁力線に沿って連結する。図２で印を付けたベクトルは、ＭＲＦに影響を及ぼすために関連する磁力線の領域を、ほぼ概略的に表しているに過ぎないことに留意されたい。磁力線は、強磁性部品の表面上で実質的に垂直にダクト５内に入り、特に、鋭角範囲１０内においては直線状に延びてはならない。

同時に、磁気粘性流体によって、何らかの材料がローラー本体１１の周囲に回転するように設定され、その結果、制動部品３とローラー本体１１との間に鋭角領域１０が形成される。ローラー本体１１と制動部品２との間の他方の側に、同一の鋭角領域１０が形成される。鋭角領域１０は、例えば、円柱状で具現化されるローラー本体１１の場合には、くさび形状１６を含んでもよい。くさび形状１６の結果としてローラー本体１１のさらなる回転が防止され、その結果、鋭角領域１０に作用する磁場によって、媒体６が前記鋭角領域１０内でより強く一緒に保持されるため、磁気粘性流体に対する磁場の影響が増強される。結果として、磁気粘性流体の効果は、蓄積されたクラスター（流体中の連結および、したがって凝集または粘着）中で増強され、これは回転体１１のさらなる回転または運動を妨げる。

くさび形状１６によって、くさび止め効果なしに剪断（shearing）運動のみを使用する類似の構造で可能である力またはトルクよりも、著しく大きな力またはトルクを伝達することが可能である。

印加される磁場によって直接的に伝達され得る力は、器具によって伝達され得る力のごく一部を表すに過ぎない。磁場により、くさび止めの形成を制御し、結果として、機械的な力の補強を制御することが可能である。磁気粘性効果の機械的補強は、もし粒子がくさび止めされている場合、印加磁場を遮断した後でも力の伝達が可能である限り行われ得る。

鋭角領域１０のくさび止め効果により、特定の強度の磁場８の、かなり大きな効果が得られることが証明された。この場合、その効果を何倍にも増強することが可能である。特定の場合には、磁気粘性流体が、互いに対して運動する２つの表面領域の間に配置され、前記磁気粘性流体が互いに対して運動する表面領域の剪断力に曝される、剪断原理によるＭＲＦカップリングの場合に、２つの制動部品２および３の互いに対する相対速度の影響が、従来技術の場合よりも約１０倍強いことが観察される。くさび止め効果によるこの場合に可能な補強は、様々な要因に依存する。適用可能な場合には、前記補強は、ローラー本体１１のより大きな表面粗さによってさらに増強されてもよい。また、ローラー本体１１の外面に、外方に突出する、さらに強いくさび止め形成をもたらし得る突出部が設けられてもよい。

くさび止め効果は、ローラー本体１１および部品２または３に、平面的に分散される。

図３は、２つの制動部品２と３とを備える磁気粘性制動装置１を通る、垂直断面図を図示する。第１の制動部品２は、この場合、第２の制動部品３の内部に配置され、ホルダー４によって、正係止方式および／または非正係止方式で保持される。ホルダー４は、例として、外付けのコンソールに締結されてもよい。ホルダー４は、回転可能に固定された状態で、規則的に締結される。第２の制動部品３は、第１の制動部品２上に受け入れられ、前記第１の制動部品に対して相対的に回転してもよい。

第２の制動部品３は、星形として具現化され、スリーブ部分１３と、スリーブ部分１３の頂部を閉じるカバーと、を備える。したがって、第２の制動部品３は、この場合、第１の制動部品２がホルダー４を使用して誘導される下端部からのみ接近可能である。第１の制動部品２の下端部の領域には、円筒走行表面３７がホルダー４上に具現化されている。前記領域には、硬化表面、または対応する品質を有する表面が設けられている。この円筒走行表面３７には、第２の制動部品３の回転可能な軸受機構のための軸受機構３０が取り付けられている。シール３８は、軸受機構３０に隣接して、軸線方向２０のさらに内側に設けられている。シール３８は、内部を確実に密閉する。外部に１つのシール３８だけが設けられていることから、遮断される磁場の場合に、第２の制動部品３を回転させるためには低い基本トルクが必要とされる。

第１の制動部品２は、軸線方向溝３１と、横方向溝３２（図７および図４参照）を含む円筒基体３３を備え、電気コイル２６の巻線は、軸線方向溝３１と横方向溝３２とに巻かれ、その結果、電気コイル２６の個々の巻線は、円筒基体３３から外部に突出しない。この場合、例示的な実施形態において、軸線方向溝３１および横方向溝３２は、その後、鋳造化合物によって埋め戻され、その結果、第１の制動部品２の円柱本体全体が与えられる。

球体２２（または半球体）は、第１の制動部品２と第２の制動部品３との間に第２の軸受機構を簡単な方法で提供するために、第１の制動部品２の上端部の中央に配置されるか、または部分的に中央に成形される。

間隙５は、第１の制動部品２の外壁とスリーブ部品１３の内壁との間に半径方向に具現化され、前記間隙は、この場合、実質的に中空円筒間隙として具現化される。間隙内には複数の伝達部品１１が配置されており、この場合、前記伝達部品はローラー本体として具現化される。ローラー本体１１は、この場合、円柱ローラー本体として具現化され、間隙５の間隙幅よりもわずかに小さい外径を含む。この場合、間隙５はさらに、磁気粘性媒体で充填されている。例として、間隙の下部領域に空気または他のガスで充填されるОリング等を配置することが可能であり、前記Оリングは、温度変動の場合に体積補償を提供する。さらに、結果として、操作中に磁気粘性流体または媒体が内部から外部に逃げる場合に使用するために、間隙の下部領域に貯留部が形成される。

ここで、間隙５の（使用可能な）間隙長５ｂは、ローラー本体１１の長さ１１ｂよりも長い。この場合の電気コイルも、ローラー本体１１の長さ１１ｂよりも軸線方向２０に長いものとして具現化されている。

コア２１は、電気コイル２６の内部に見られる。ホルダー４は、第１の制動部品２を回転可能に固定された状態で受け止める、半径方向に拡大される受入機構３６を備える。ケーブル貫通部は、ホルダー４を通って下方に延在している。ケーブル４５は、電気コイル２６および適用可能な場合にはセンサー線に接続するように、この位置に誘導される。制御装置２７は、必要に応じて制御を提供するために、ホルダー４の基部に、または他の適当な位置に設けられてもよい。

図４は、図３による磁気粘性制動装置１を通る９０°ずれた断面図を図示しており、この場合、横方向溝３２には、電気コイル２６が巻回されていることが明らかである。鋳造化合物２８は、それぞれ軸線方向の両端部に設けられている。ケーブル貫通部３５の領域には、例えば、印を付けたＯリング等を介して、別個のシールが設けられている。

また、周囲に分散配置されるローラー本体の個々のローラー本体を、磁気非伝導伝達部品１１ｃとして具現化することも可能である。しかしながら、また、全てのローラー本体を磁気伝導材料から具現化することも可能である。個々のローラー本体が磁気非伝導材料から具現化される場合、これは、したがって磁気伝導ローラー本体上の磁場の集中につながり、その結果、より強い制動トルクを発生させることが可能になる。

スリーブ部分１３または第２の制動部品３の、軸線方向２０における長さまたは高さ１３ｃは、好ましくは１０ｍｍから６０ｍｍの間である。カバー４９を第２の制動部品３の外側に取り付けてもよく、その結果、回転つまみ２３の外観が、実質的にカバー４９の表面によって決まる。

スリーブ部分１３の材料は、磁気伝導であり、磁気回路を閉じるように使用される。スリーブ部分１３の壁厚１３ｄは、好ましくはローラー本体１１の直径１１ａの少なくとも半分の大きさである。

受入機構３６の直径３６ａは、好ましくは、円筒走行表面３７の直径３７ａよりもかなり大きい。結果として、シール３８上の摩擦が低減する。さらに、標準軸受を使用することも可能である。

コア２１を２つの部分として具現化することも可能である。分割は、好ましくは図４に印を付けた中心線に沿って延び、その結果、左側の半体および右側（コア）の半体が与えられる。２つのコア半体は、磁気非伝導要素（例えば、シール）によって互いに離間されてもよい。次いで、鋳造化合物体積２８は、電気コイルに対する分割表面に円周方向の溝を有する半円要素が与えられる結果、１つ以上のコア半体の一部であることが好ましい。さらに好ましくは、受入機構３６もまた、２つの半体に分割される。また、１つの受入半体は、コア半体とともに一体の部分を形成してもよく（単一の部分として具現化されてもよい）、またはコア半体は、単一の部分として完全な受入機構３６とともに具現化されてもよい。

図５は、ローラー本体１１が明らかな、磁気粘性制動装置１の平面図を図示する。電気コイル２６を有する円筒基体は、中央領域において明らかである。

図６は、図５によるＢ-Ｂ断面図を図示する。ローラー本体１１は間隙５内に配置され、この場合、前記ローラー本体は間隙長５ｂよりもかなり短い（比較的短い）長さ１１ｂを含む。図６の下部に図示するように、複数のローラー本体を軸線方向に前後に並べて設けてもよく、また、点線で印を付けたローラー本体１１ｃが図示するように、前記ローラー本体のいくつかも、磁気非伝導である。コイル２６によって囲まれているコア２１は、中心領域に見られる。

図７は磁気粘性制動装置１の平均高さにおける水平断面図を図示しており、軸線方向溝３１には、電気コイル２６の巻線が巻回されているのが明らかである。この溝には、前記溝部を密閉および閉じるために鋳造化合物２８が充填され、その結果、第１の制動部品２の円柱形の実施形態全体が与えられる。

図８は、原理的には図７と同じ図を図示するが、ハッチングが削除されて明瞭性が向上し、この目的のために、磁場８の磁力線に印を付けている。磁場は、コア２１を通って長手方向に対して横方向に延び、この場合、ローラー本体１１を通ってコア２１の外側の両端部からほぼ水平に入り、その後、スリーブ部分１３に入る。図８に示すように、磁力線は、磁力線自身を閉じる。この場合、複数のローラー本体が磁場に曝され、その結果、くさび止め効果がそれぞれ複数の（ただし、すべてではない）ローラー本体で発生する。鋳造化合物の領域内のローラー本体は、実質的に無磁場である。

図９は、図５のＡ−Ａ断面図を図示し、ここで、コイル２６を有するコア２１は、中央領域に見られる。図９は、第１の制動部品２がスリーブ本体３４によって取り囲まれている変形例を、点線で図示している。スリーブ本体３４は、間隙幅５ａまたはローラー本体１１の直径１１ａよりもかなり小さい、半径方向の厚さ３４ａを有する。スリーブ本体３４は、磁気伝導材料から具現化される。結果として、磁場が印加された後に、磁場の（特に小さい）部分が直接短絡される。スリーブ本体３４の壁厚は、特に薄いものとして選択されるため、なおこの場合には縮尺通りに図示されていないが、この（小さい）磁気短絡はそれほど重要ではない。逆に、結果として、第１の制動部品２の全周に金属表面を設けてもよく、その結果、鋳造化合物の領域で起こり得る摩耗を回避することが可能であるという利点がある。適用可能な場合には、このタイプのスリーブ本体３４の使用はまた、鋳造化合物２８による完全な充填手順を省略することにもつながり、これはまた、製造過程中の支出を低減する。次いで、ＭＲＦの侵入を防止するために、内部が密閉されるようにコイルの軸線方向両端部にカバーを設置する。

最後に、図１０は、この場合に、触覚操作つまみ１００として同様に具現化される、磁気粘性制動装置１のさらなる例示的な実施形態を図示する。図１０による磁気粘性制動装置１は、実質的に、上述の例示的な実施形態と同様に機能する。上述の例示的な実施形態に対する一つの相違点は、中央貫通部３９が設けられており、この中央貫通部３９を通して、支持要素４７が包括的な（少なくとも）１つの供給ラインを貫通することである。少なくとも１つの密閉リング４６が、密閉目的のために設けられてもよい。支持要素４７は、例としてコンソール等に固定されてもよく、例えば（接触）表示または入力要素が設けられるユーザーインターフェース４３を支持する。

さらなる相違点は、この場合には中空として具現化されるシャフト４０が設けられることである。シャフト４０は、第２の制動部品３に回転可能に固定された状態で接続されており、その結果、第２の制動部品３が回転する場合には、シャフト４０（中空として具現化されている）もまた回転する。また、前記軸シャフトに回転可能に固定された状態で接続されている角度センサーの一部４１も、シャフト４０の回転に伴って回転する。例えば、前記部分４１を磁気エンコーダー等として具現化することも可能である。前記部分４１は、例として検出器として具現化されてもよい角度センサーの一部４２と協働する。結果として、第２の制動部品３が回転する場合に、センサー４１、４２によって信号が検出される。この場合、相対角度信号または絶対角度信号もまた検出してもよい。シャフト４０を有するこのような実施形態の１つのかなりの利点は、角度センサーがコンソール内で保護される態様で受け入れられるという事実にある。結果として、外部からの汚染物質がセンサーに到達せず、その結果、信頼性の高い操作が保証され得る。また、適用可能な場合には、部分４１および４２をホルダー４の内部に配置することも可能である。

１つの角度センサー４１、４２のみが設けられている場合には、シャフト４０を中空として具現化する必要はなく、表示要素／入力要素のための支持要素４７を貫通して使用する必要はない。シャフト４０はまた、中実として具現化されてもよい。表示は、次いで、別の方法で締結されて供給されるか、または前記表示は省略されなければならない。

ユーザーインターフェース４３はまた、支持要素４７を介して、下方にある（おそらくコンソール５０の下にある）エンコーダー／スイッチに運動を伝達する、圧力要素または張力要素として使用されてもよい。

また、コンソール５０に対して制動ユニット全体を軸線方向および半径方向に相対的に運動（押す／引く）させることも可能であり、コンソールの有無にかかわらず、ユニット全体を半径方向または軸線方向に運動させることも可能である。

逆に、中空シャフトのない貫通部を設けることも可能である。その例は、角度センサーの保護される取付部材が省略される場合、または別の方法で角度位置が検出される場合である。

回転角度に依存して、動的に発生する磁場、または動的に発生する制動トルクを制御するための可能な実施形態が、図１１ａ、１１ｂおよび１１ｃに図示されている。

図１１ａは、この場合、回転つまみが触覚操作補助具として使用される変形例を図示する。回転抵抗は、回転角度にわたって図示されている。制御部２７を使用して、左側端止部２２８と右側端止部２２９とを発生させてもよい。回転つまみ２３をさらに回転させるときに、回転つまみに高磁場または停止トルク２３８が発生し、その結果、回転つまみ２３は回転運動に対して高い抵抗を設定する。使用者は、端止部の触覚フィードバックを得る。

この場合、回転運動の磁気選択を与えてもよく、または発生させてもよい。例として、これは、グラフィックメニューをナビゲートし、メニュー点を選択するために使用してもよい。この場合、左側の端止部２２８に直接隣接して、第１の磁気選択点２２６が与えられ、前記磁気選択点は例えば、操作中の第１のメニュー点に対応する。次のメニュー点を選択する場合、回転つまみ１００を時計回りに回転させる。この目的のために、次の磁気選択点２２６に到達する前に、動的に発生させるより高い磁場または選択トルク２３９またはそれらの摩擦トルクを克服しなければならない。図１１ａでは、磁気選択点２２６においておよび前記磁気選択点間にある領域において、それぞれ特定の角度範囲について、それぞれ一定の磁場が発生し、磁気選択点の間における前記磁場は、前記磁気選択点の間にある領域の磁場よりもかなり小さく、また、端止部２２８、２２９の磁場よりも明らかに小さい。

個々の磁気選択点間の角度距離２３７は、動的に変更されてもよく、利用可能な磁気選択点またはメニュー点の数に適合される。

図１１ｂは、端止部２２８、２２９において、磁場が急激に増大するのではなく、むしろ急峻な曲線を描く変形例を図示する。さらに、両回転側の磁気選択点２２６で磁場のそれぞれのランプ状の増大が与えられ、その結果、対応する回転方向において回転抵抗が増大する。この場合、同じ操作装置１００を使用して、３つの磁気選択点２２６のみが与えられ、その角度距離２３７は、図１１ａによる例よりも大きい。

図１１ｃは、個々の磁気選択点２２６の間に、より低い回転抵抗が与えられ、増大した磁場２３９が個々の磁気選択点２２６内にスナップ嵌めすることを可能にし、同時に、個々の磁気選択点の間にわずかな回転抵抗のみを与えるようにするために、増大した磁場２３９がそれぞれの磁気選択点２２６に直接隣接してのみ発生する変形例を図示する。

基本的に、図１１ａ、１１ｂ、１１ｃの操作モードと磁場曲線との混合も可能である。例えば、異なるサブメニューの場合、それに応じて磁場曲線の異なる設定が与えられてもよい。

いずれの場合においても、例えば、リップル（選択）が発生した場合には、以前のように同じ極性（言い換えれば、＋０.２から＋０.８Ａ=リップル）を有する、より少ない電流強度とより多い電流強度との間で切り替えが実行されるのとは異なり、むしろ極性を変化させた状態で交互に、言い換えれば、＋０.２から＋０.８Ａへ、次いで、−０.２Ａから−０.８Ａへの次のリップル、次いで、＋０.２から＋０.８への次のトルクピーク等の切り替えを行うことも可能である。

また、いずれの場合においても、図１１ａ、１１ｂ、１１ｃの操作モード、または操作モードの混合が、声命令によって選択されてもよい。使用者は声入力（例えば、Ａｌｅｘａ（登録商標）、Amazon（登録商標） Echo、Ｓｉｒｉ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）声入力などを介して局所または遠隔声認識を使用する）によって、機能（体積、送信機の選択など）を選択する。次いで、磁気粘性制動装置は、対応する操作モード（体積＝体積を増大させるための増大制動トルクを有する選択、無線送信機選択＝送信機が見つかるまでの様々な増分およびその間の低い制動トルクを有する選択）を提供する。

低合金鋼は、好ましくは残留磁場を含む。鋼は、好ましくは規則的に、または必要に応じて（特に、特殊な交流磁場によって）消磁される。

磁場が通る部品としては、材料ＦｅＳｉ３Ｐ（珪素鋼）または関連材料が使用されることが好ましい。

いずれの場合においても、声制御手順または音制御手順を実行してもよい。声制御を使用して制動装置を適合的に制御してもよい。

回転ユニットが回転しない場合、言い換えれば角度が一定の場合、電流は、好ましくは時間の経過とともに連続的に低減する。また、電流は、速度（回転ユニットの回転角速度）に依存して変化させてもよい。

１：磁気粘性制動装置
２：制動部品
２ａ：外径
３：制動部品
４：ホルダー
５：間隙、ダクト
５ａ：間隙幅
５ｂ：間隙長、間隙高さ
６：媒体
８：場
９：自由間隙
１０：鋭角領域
１１：伝動部品、ローラー本体、回転体
１１ａ：１１の直径
１１ｂ：１１の長さ
１１ｃ：磁気非伝導伝達部品
１２：回転軸線
１３：スリーブ部分
１３ａ：内径
１３ｂ：外径
１３ｃ：高さ
１３ｄ：壁厚
１４：球体
１５：円筒
１６：くさび形状
１７：相対運動方向
１８：相対運動方向
１９：磁性粒子
２０：軸線方向
２１：コア
２２：３の軸受機構の球体
２３：回転つまみ
２４：外輪
２６：コイル
２７：制御装置
２８：鋳造化合物
３０：軸受機構
３１：軸線方向溝
３２：横方向溝
３３：円筒基体
３４：スリーブ本体
３４ａ：３４の半径方向の厚さ
３５：ケーブル貫通部
３６：受入機構
３６ａ：外径
３７：円筒走行表面
３７ａ：外径
３８：シール
３９：貫通部
４０：シャフト
４１：角度センサーの一部
４２：角度センサーの一部
４３：ユーザーインターフェース
４５：ケーブル
４６：密閉リング
４７：支持要素および供給ライン
４８：滑り誘導部
４９：カバー
５０：コンソール
１００：触覚操作つまみ
２２６：磁気選択点
２２８：端止部
２２９：端止部
２３７：角度距離
２３８：停止トルク
２３９：選択トルク
２４０：基本トルク

Claims (30)

1. 固定ホルダー（４）と、少なくとも２つの制動部品（２、３）とを有する磁気粘性制動装置（１）であって、
   第１の制動部品（２）は、前記ホルダー（４）に回転可能に固定された状態で接続され、軸線方向（２０）に延在し、
   前記第２の制動部品（３）は、中空として具現化され、前記第１の制動部品（２）の周りを回転し得るスリーブ部分（１３）を備え、
   前記第１の制動部品（２）と前記第２の制動部品（３）との間に間隙（５）が具現化され、
   少なくとも１つ又は２つ以上の回転可能な伝達部品（１１）は、磁気粘性媒体（６）で少なくとも部分的に充填される、前記間隙（５）内に配置され、
   前記第１の制動部品（２）は、前記軸線方向（２０）に延在するとともに磁気伝導材料から具現化されるコア（２１）と、前記コア（２１）の周りに前記軸線方向（２０）に巻回される電気コイル（２６）と、
   を備え、
   前記電気コイル（２６）の磁場（８）が前記第１の制動部品（２）を通って横方向に延びることを特徴とする、磁気粘性制動装置（１）。
2. 少なくとも１つの伝達部品（１１）は、ローラー本体として具現化されている、請求項１に記載の磁気粘性制動装置（１）。
3. 少なくとも１つのローラー本体（１１）は、円柱形、球形、円形または丸みを帯びた断面を含む、請求項２に記載の磁気粘性制動装置（１）。
4. 前記伝達部品（１１）の少なくとも一部は、磁気伝導材料から具現化されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
5. 前記伝達部品（１１ｃ）の少なくとも一部は磁気非伝導材料から具現化されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
6. 前記スリーブ部分（１３）は、回転つまみ（２３）上に具現化されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
7. 前記スリーブ部分（１３）は、磁気伝導材料から具現化され、前記磁場に対する外輪（２４）を提供する、請求項１から６のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
8. 前記スリーブ部分（１３）の少なくとも１つの半径方向の壁厚（１３ａ）は、前記間隙（５）の間隙幅（５ａ）および／または伝達部品（１１）の直径（１１ａ）の少なくとも半分の厚さである、請求項７に記載の磁気粘性制動装置（１）。
9. 前記軸線方向（２０）における前記第１の制動部品（２）の長さ（２ａ）は、前記軸線方向（２０）における伝達部品（１１）の長さ（１１ｂ）よりも大きい、請求項１から８のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
10. 前記軸線方向（２０）における前記間隙（５）の長さ（５ｂ）は、前記軸線方向（２０）における伝達部品（１１）の長さ（１１ｂ）の少なくとも２倍である、請求項１から９のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
11. 前記第１の制動部品（２）は、略円筒形で具現化され、コア（２１）としての円筒基体（３３）と、前記電気コイル（２６）と、を備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
12. 前記電気コイル（２６）は、前記円筒基体（３３）の軸線方向溝（３１）および／または横方向溝（３２）に巻回されている、請求項１１に記載の磁気粘性制動装置（１）。
13. 軸線方向溝（３１）および／または横方向溝（３２）は、少なくとも部分的に鋳造化合物（２８）で充填されている、請求項１１または１２に記載の磁気粘性制動装置（１）。
14. 円筒基体（３３）は、前記筒状基体（３３）に固定接続されるスリーブ本体（３４）によって囲まれており、
    前記スリーブ本体（３４）の半径方向の厚さ（３４ａ）は、前記間隙（５）の半径方向の間隙幅（５ａ）の半分よりも小さい、請求項１から１３のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
15. 前記ホルダー（４）は、ケーブル貫通部（３５）を含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
16. 前記ホルダー（４）は、前記第１の制動部品（２）に前記回転可能に固定された接続の受入機構（３６）と、軸受機構（３０）の円筒走行表面（３７）とを含み、前記スリーブ部分（１３）を前記ホルダー（４）上で回転可能に支持する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
17. シール（３８）は、前記間隙（５）を密閉するように前記円筒走行表面（３７）上に、前記軸受機構（３０）よりも前記間隙（５）に近い位置に配置されている、請求項１６に記載の磁気粘性制動装置（１）。
18. 前記円筒走行表面（３７）は、硬化されており、および／または前記受入機構の半径方向外側表面よりも高い表面品質を含む、請求項１６または１７に記載の磁気粘性制動装置（１）。
19. 前記円筒走行表面（３７）は、前記ホルダーの前記受入機構（３６）の外径（３６ａ）よりも、少なくとも３ｍｍ小さい外径（３７ａ）を含む、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
20. 前記第１の制動部品（２）は、前記第２の制動部品（３）に回転可能に固定された状態で接続される、シャフト（４０）の貫通部（３９）を含む、請求項１から１９のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
21. 前記シャフト（４０）に角度センサーの一部（４１）が取り付けられている、請求項２０に記載の磁気粘性制動装置（１）。
22. 前記ホルダー（４）はコンソール（５０）に締結されている、請求項１から２１のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
23. 角度センサーのさらなる部分（４２）が、前記ホルダー（４）または前記コンソール（５０）に締結されている、請求項２２に記載の磁気粘性制動装置（１）。
24. ユーザーインターフェース（４３）、操作パネル、ディスプレイ、触覚フィードバックを伴うまたは伴わない接触表示、および／または少なくとも１つのセンサーが、前記ホルダーの反対側にある軸線方向端部に取り付けられている、請求項１から２３のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
25. 前記磁場が通って流れる少なくとも１つの部品は、少なくとも一部が材料ＦｅＳｉ３Ｐから具現化されている、請求項１から２４のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
26. 少なくとも１つのマイクおよび／または音認識装置および／または声認識装置が含まれるか、または割り当てられている、請求項１から２５のいずれか一項に記載の磁気粘性制動装置（１）。
27. 手動回転の回転可能な制動部品を有する適合制動装置を使用して機器を操作する方法であって、前記制動装置は、前記回転可能な制動部品の前記手動回転に依存して、音認識によって識別される命令によって制御される、方法。
28. 音命令および／または声命令および／または拍手信号が、音認識を使用して識別される、請求項２７に記載の方法。
29. 音は、受信され、局所的におよび／または遠隔的に処理される、請求項２７または２８に記載の方法。
30. 少なくとも１つの磁気粘性制動装置（１）が、請求項１から２６のいずれか一項に記載の制御をされる、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
    

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