KR102438526B1 - 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브 - Google Patents

자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브 Download PDF

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김상연
윤인호
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브에 관한 것으로 보다 상세하게는, 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되는 솔레노이드코일; 상기 솔레노이드코일의 내주면에 구비되되, 상부 중앙에 회전축이 구비되고, 상기 회전축의 하부에 제1디스크가 구비되며, 상기 제1디스크의 하부에 일정간격 이격되는 제2디스크가 구비되는 샤프트; 상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 사이에 구비되되, 상기 회전축과 결합되는 미들플레이트; 상기 솔레노이드코일의 내주면과, 상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 외주면의 사이에 구비되되, 상기 미들플레이트의 외주면을 고정하는 코일프로텍터; 중앙에 관통홀이 형성되어 상기 회전축이 관통되어 삽입되고, 상기 하우징의 상부를 감싸며 결합되는 커버;를 포함하되, 상기 하우징의 내부와 상기 커버의 내부 사이에 자기유변유체가 충진되는 것을 특징으로 한다.

Description

자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브{Dual-disc type vehicle haptic control knob using magnetorheological fluid}
본 발명은 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 듀얼 디스크를 통해 저항력을 향상시켜 컨트롤노브의 회전 시 전단모드를 구현함으로서 컨트롤노브의 다양한 회전감각을 사용자에게 제공하기 위한 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브에 관한 것이다.
일반적으로, 스위치 장치는 차량, 공작 기계, 단말기, 멀티미디어 기기 및 게임기 등의 장치들에 선택 및 조작을 위한 장치로서 사용되고 있다. 하지만, 장치들의 다양한 기능적 선택을 위하여 스위치 장치도 다양한 연구 및 개발이 진행되고 있다.
단순한 푸시 스위치 타입의 버튼 스위치 이외에도 축방향 회동을 가능하게 하는 로터 리 스위치들도 있고, 다양한 변화된 구조에 대하여도 다양한 연구 및 생산이 이루어지고 있다.
한편, 스위치 장치에 의하여 조작되는 대상이 복잡하고 다양한 기능을 요구되므로, 스위치 장치에도 복합적인 계층적 작동 기능을 선택하기 위한 기능이 요구된다.
하지만, 종래 기술에 따른 스위치 장치의 경우 단계적인 동작을 통하여 계층적 작동 기능이 가능하나, 종래 기술에 따른 스위치 장치의 스위치 노브에 배치되는 아이콘에 조명빛을 조사하기 위한 광원이 배치되는 구성을 취할 뿐, 다양한 작동 모드에 대응하는 능동적 표시 기능을 수행하지 못하여 사용자가 별도의 디스플레이를 응시하여야 하는 번거로움이 있었다.
즉, 스위치 장치를 조작하기 위하여 스위치 장치의 스위치 노브와 디스플레이를 동시에 주시하여야 하므로 조작이 번거롭거나 또는 차량 등에 장착되는 스위치 장치의 경우 전방 주의력이 분산되어 차량 주행 안전성을 약화시키는 문제점이 수반되었다.
또한, 종래 기술의 스위치 장치의 또 다른 유형의 경우 정전 용량 타입의 스위치 구조를 취하여 디스플레이와 스위치 장치를 일체화시키는 구성을 취하기도 하였으나, 터치 스위치의 경우 조작 응답성이 약하고 사용자로 하여금 직접적인 조작감을 느끼지 못한 문제점이 발생되었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0836173호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 듀얼 디스크를 통해 저항력을 향상시켜 컨트롤노브의 회전 시 전단모드를 구현함으로서 컨트롤노브의 다양한 회전감각을 사용자에게 제공하기 위한 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 자기유변유체에 전류를 인가하여 전단모드 발생을 통해 컨트롤노브의 다양한 회전감각을 사용자에게 제공하기 위한 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 본 발명은 하우징;
상기 하우징의 내부에 구비되는 솔레노이드코일;
상기 솔레노이드코일의 내주면에 구비되되, 상부 중앙에 회전축이 구비되고, 상기 회전축의 하부에 제1디스크가 구비되며, 상기 제1디스크의 하부에 일정간격 이격되는 제2디스크가 구비되는 샤프트;
상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 사이에 구비되되, 상기 회전축과 결합되는 미들플레이트;
상기 솔레노이드코일의 내주면과, 상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 외주면의 사이에 구비되되, 상기 미들플레이트의 외주면을 고정하는 코일프로텍터;
중앙에 관통홀이 형성되어 상기 회전축이 관통되어 삽입되고, 상기 하우징의 상부를 감싸며 결합되는 커버;
를 포함하되,
상기 하우징의 내부와 상기 커버의 내부 사이에 자기유변유체가 충진되는 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 관통홀의 내주면과 상기 회전축의 외주면 사이에 베어링이 구비되는 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 미들플레이트의 중앙에서 외측방향으로 일정길이 절개되는 절개부가 형성되어 상기 회전축의 외주면을 따라 삽입되는 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 미들플레이트의 외주면에 단차진 결합돌기가 형성되고, 상기 코일프로텍터의 내주면에 상기 결합돌기와 결합을 위한 결합홈이 형성되어 상호 결합되는 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 코일프로텍터는 분리형으로 구비되어 결합수단에 의해 상호 결합되는 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브가 제공될 수 있다.
본 발명의 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브에 따르면, 듀얼 디스크를 통해 저항력을 향상시켜 컨트롤노브의 회전 시 전단모드를 구현함으로서 컨트롤노브의 다양한 회전감각을 사용자에게 제공하는 효과가 있다.
또한, 자기유변유체에 전류를 인가하여 전단모드 발생을 통해 컨트롤노브의 다양한 회전감각을 사용자에게 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브를 도시한 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브의 단면을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브의 동작원리를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브의 자기패스 시뮬레이션을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브의 회전감각을 전압과 주파수 제어에 의해 변화되는 상태를 도시한 도면이다.
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브의 단면을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브의 동작원리를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브의 자기패스 시뮬레이션을 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브의 회전감각을 전압과 주파수 제어에 의해 변화되는 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명인 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브는 크게, 하우징(100)과, 솔레노이드코일(200)과, 샤프트(300)와, 미들플레이트(400)와, 코일프로텍터(500)와, 커버(600) 및 자기유변유체(M)를 포함하는 구성이다.
먼저, 상기 하우징(100)은, 원통형으로 구비되고, 내부에 이하 설명될 솔레노이드코일(200)과, 샤프트(300)와, 미들플레이트(400)와, 코일프로텍터(500)와, 자기유변유체(M)를 수용하는 수용공간을 구비하게 되고, 이하 설명될 커버(600)와의 결합을 위해 상부 끝단 둘레에 단차가 형성되어 상기 커버(600)와 결합될 수 있다.
이러한, 상기 하우징(100)은 자기패스의 차폐 및 상기 자기유변유체(M)의 차폐를 수행하게 된다.
여기서, 상기 하우징(100)의 내부와 이하 설명될 커버(600)의 내부 사이에 상기 자기유변유체(M)가 충진되는데, 더욱 상세하게는, 상기 자기유변유체(M)는 이하 설명될 제1, 2디스크(320, 330)의 각각의 상부면과 하부면 사이에 충분하게 충진하게 된다.
한편, 상기 자기유변유체(M)는, 실리콘 오일과 미세한 자기 입자들로 구성되어 있으며, 자기장이 인가되지 않은 초기상태일 때에는 실리콘 오일에 자기 입자들이 자유롭게 떠다니며 점성의 액체로 존재하게 된다.
또한, 상기 자기유변유체(M)에 이하 설명될 솔레노이드코일(200)에 의한 자기장이 인가된 구동상태일 때에는 자속선을 따라 자기 입자들이 나열하여 자기 체인을 형성하게 되고, 이에 따라 점성이 변하며 고체로 상태로 변하는 자기장의 변화가 발생하게 된다.
따라서, 상기 자기유변유체(M)는 이하 설명될 솔레노이드코일(200)을 통해 인가되는 주파수의 변화에 따라 강성을 다양하게 변화시킬 수 있고, 이를 통해 사용자가 본 발명인 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브를 파지하여 컨트롤 함으로서 다양한 촉감을 감지할 수 있다.
또한, 상기 하우징(100)은 절연소재로 제작되어 외부로 부터 전달되는 전자파 및 노이즈를 차단시킴으로서 상기 자기유변유체(M)가 전자파 및 노이즈에 의해 변형되어 오작동되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 자기유변유체(M)가 자기장에만 반응되어야 하는 바, 상기 하우징(100)은 외부에서 발생되어 전달되는 전자파 등을 차단하는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
일 실시예로, 상기 하우징(100)의 외주면을 감싸도록 구비되는 고정몰딩(미도시)이 설치되어 외부에서 발생되는 전자파 및 노이즈를 차폐시킬 수 있다.
여기서, 상기 고정몰딩(미도시)은 이방 전도성 입자를 포함하는 재질로 구비될 수 있다.
상기 이방 전도성 입자는 이방성 전도 가능한 재질로 이루어지며 절연 접착제 내에 도전성 입자가 분산되어 있는 구조이며, 전기 접속 시 전극 방향으로만 통전이 되도록 하고, 전극과 전극 사이에는 절연 기능을 갖는 이방성의 전기전도 특성을 갖는 물질이다.
보다 구체적으로 설명하면, 이방 전도성 입자는 구형의 절연성 고분자 입자와 절연성 고분자 입자의 외면에 형성된 전도성 금속층을 포함할 수 있다. 절연성 고분자 입자는 폴리머로 이루어질 수 있으며, 폴리스티렌(Polystyrene), 벤조구아나민(Benzoguanamine), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 또는 아크릴릭 코폴리머(Acrylic copolymer)로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 전도성 금속층은 니켈(Ni) 및 니켈 상에 형성된 금(Au)으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 솔레노이드코일(200)은, 상기 하우징(100)의 내부에 구비되는 구성이다.
이러한, 상기 솔레노이드코일(200)은 상기 자기유변유체(M)의 점성변화 즉, 상기 자기유변유체(M)를 자화시켜 자속선을 따라 재 배열함으로서 점성이 있는 액체 상태에서 고체 상태로 변화를 위한 자기장을 생성하게 된다.
또한, 상기 솔레노이드코일(200)은 상기 자기유변유체(M)의 강성을 제어하기 위하여 별도의 전원공급장치(미도시)에 의해 자기 에너지를 제공할 수 있고, 상기 전원공급장치(미도시)의 온오프(on/off)에 따라 상기 솔레노이드코일(200)이 상기 자기유변유체(M)에 주기적인 자기장의 변화 즉, 주파수의 변화에 따라 상기 자기유변유체(M)를 자기체인 형태로 배열과 동시에, 수축과 팽창 등을 반복할 수 있다.
상기 샤프트(300)는, 상기 솔레노이드코일(200)의 내주면에 구비되되, 상부 중앙에 회전축(310)이 형성되고, 상기 회전축(310)의 하부에 제1디스크(320)가 구비되며, 상기 제1디스크(320)의 하부에 일정간격 이격되는 제2디스크(330)가 구비되는 구성이다.
상기 회전축(310)의 길이방향 끝단에는 키이(Key)가 형성되고, 버튼(미도시)을 삽입하여 고정하고 사용자가 상기 버튼(미도시)을 파지한 후 일측과 타측방향으로 회전할 수 있다.
이러한, 상기 샤프트(300)의 하부 중앙은 원추돌기(311)가 형성되고, 상기 하우징(100)의 내부 중앙은 상기 원추돌기(311)와 맞닿도록 구비되는 원추홈(101)이 형성될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 원추돌기(311)는 상기 원추홈(101)과 맞닿도록 구비되는데, 상기 샤프트(300)의 회전시 상기 원추돌기(311)가 상기 원추홈(101)에 삽입되어 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 상기 제1, 2디스크(320, 330)와 상기 하우징(100) 간에 마찰에 의한 손상 및 파손을 방지할 수 있다.
이러한, 상기 샤프트(300)에는 상술된 바와 같이, 상기 회전축(310)의 하부에 제1디스크(320)가 구비되고, 상기 제1디스크(320)의 하부에 일정간격 이격되는 제2디스크(330)가 구비되는데, 듀얼디스크 형태로 구비되는 구성이다.
여기서, 상기 샤프트(300)는 상기 제1디스크(320)와 상기 제2디스크(330)에 국한되지 않고 적어도 2개 이상의 디스크가 상기 회전축(310)의 길이방향으로 일정간격 이격되어 구비될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 미들플레이트(400)는, 상기 제1디스크(320)와 상기 제2디스크(330)의 사이에 구비되되, 상기 회전축(310)과 결합되는 구성이다.
이러한, 상기 미들플레이트(400)는 상기 제1디스크(320)와 상기 제2디스크(330)의 사이에 삽입되어 자기패스의 흐름을 유도할 수 있고, 상기 미들플레이트(400)의 상부와 하부에서 전단모드를 발생시키기 위한 구성이다.
여기서, 상기 미들플레이트(400)의 중앙에서 외측방향으로 일정길이 절개되는 절개부(410)가 형성되어 상기 회전축(310)의 외주면을 따라 삽입된다.
즉, 상기 미들플레이트(400)의 일측이 절개된 상기 절개부(410)를 통해 상기 미들플레이트(400)가 상기 회전축(310)에 손쉽게 탈착 가능함과 동시에, 유지보수가 용이한 효과가 있는 것이다.
또한, 상기 미들플레이트(400)의 외주면에 단차진 결합돌기(420)가 형성되고, 이하 설명될 상기 코일프로텍터(500)의 내주면에 상기 결합돌기(420)와 결합을 위한 결합홈(510)이 형성되어 상호 결합될 수 있다.
이때, 결합홈(510)의 두께는 상기 결합돌기(420)의 두께보다 좁게 형성되어 상기 결합홈(510)에 상기 결합돌기(420)가 삽입될 경우 억지끼움 방식으로 상호 결합되어 상기 미들플레이트(400)의 유동을 방지할 수 있고, 특히, 상기 샤프트(300)의 회전시 발생되는 유동을 방지할 수 있다.
한편, 상기 미들플레이트(400)의 상부면은 상기 제1디스크(320)의 하부면과 일정간격 이격되고 상기 제1디스크(320)의 상부면은 이하 설명될 커버(600)의 내측 하부면과 일정간격 이격되어 상기 자기유변유체(M)가 충진되고, 상기 미들플레이트(400)의 하부면은 상기 제2디스크(330)의 상부면과 일정간격 이격되고 상기 제2디스크(330)의 하부면은 상기 하우징(100)의 내측 상부면과 일정간격 이격되어 상기 자기유변유체(M)가 일정량 충진하게 되는데, 상기 미들플레이트(400)의 상하부면을 기준으로 상기 자기유변유체(M)가 구획되는 것이다.
여기서, 상기 샤프트(300)가 회전하게 되면, 상기 미들플레이트(400)의 상부면과 상기 제1디스크(320)의 하부면 사이와, 상기 제1디스크(320)의 상부면과 커버(600)의 내측 하부면의 사이에서 상기 자기유변유체(M) 간에 저항력이 발생되어 1차 전단모드를 생성하게 되는 것이다.
또한, 상기 미들플레이트(400)의 하부면과 상기 제2디스크(330)의 상부면 사이와, 상기 제2디스크(330)의 하부면과 상기 하우징(100)의 내측 상부면의 사이에서 상기 자기유변유체(M) 간에 저항력이 발생되어 2차 전단모드를 생성하게 되는 것이다.
결과적으로, 상기 솔레노이드코일(200)에 전원이 인가되면 상기 자기유변유체(M)가 액체상태에서 고체상태로 전환이 되는데, 상기 제1디스크(320)와 상기 제2디스크(330)와, 상기 커버(600)와, 상기 하우징의 단면 사이에 형성되는 자속선을 따라 자기 입자들이 나열하여 자기체인을 형성하게 되고, 이에 따라 점성이 변하며 고체상태로 전환되고, 상기 솔레노이드코일(200)의 주파수를 단계별로 변환하고 상기 샤프트(300)를 회전하게 되면 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 대리석을 만지는 촉감을 느낄 수 있고, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 자갈밭을 만지는 촉감을 느낄 수 있으며, 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 진흙을 만지는 촉감을 느낄 수 있는 것이다.
상기 코일프로텍터(500)는, 상기 솔레노이드코일(200)의 내주면과, 상기 제1디스크(320)와 상기 제2디스크(330)의 외주면의 사이에 구비되되, 상기 미들플레이트(400)의 외주면을 고정하는 구성이다.
이러한, 상기 코일프로텍터(500)는 상기 솔레노이드코일(200)의 내주면과 상기 제1디스크(320)와 상기 제2디스크(330)의 외주면 사이에서 상술된 상기 샤프트(300)의 회전에 의해 상기 솔레노이드코일(200)이 손상되거나 파손되는 것을 방지하는 것을 사전에 방지할 수 있고, 상기 미들플레이트(400)의 외주면을 고정하여 상기 샤프트(300)의 회전시 발생되는 상기 미들플레이트(400)의 유동을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 커버(600)는, 중앙에 관통홀(610)이 형성되어 상기 회전축(310)이 관통되어 삽입되고, 상기 하우징(100)의 상부를 감싸며 결합되는 구성이다.
이러한, 상기 커버(600)는 원통형으로 구비되고, 상기 하우징(100)과 결합을 위해 끝단 둘레에 단차가 형성되어 상기 하우징(100)과 결합될 수 있다.
이러한, 상기 커버(600)는 자기패스의 차폐 및 상기 자기유변유체(M)의 차폐를 수행하게 된다.
더욱 상세하게는, 상기 커버(600)는 상기 하우징(100)과 동일하게 절연소재로 제작되어 외부로 부터 전달되는 전자파 및 노이즈를 차단시킴으로서 상기 자기유변유체(M)가 전자파 및 노이즈에 의해 변형되어 오작동되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 자기유변유체(M)가 자기장에만 반응되어야 하는 바, 상기 커버(600)는 외부에서 발생되어 전달되는 전자파 등을 차단하는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
일 실시예로, 상기 커버(600)의 외주면을 감싸도록 구비되는 고정몰딩(미도시)이 설치되어 외부에서 발생되는 전자파 및 노이즈를 차폐시킬 수 있다.
여기서, 상기 고정몰딩(미도시)은 이방 전도성 입자를 포함하는 재질로 구비될 수 있다.
상기 이방 전도성 입자는 이방성 전도 가능한 재질로 이루어지며 절연 접착제 내에 도전성 입자가 분산되어 있는 구조이며, 전기 접속 시 전극 방향으로만 통전이 되도록 하고, 전극과 전극 사이에는 절연 기능을 갖는 이방성의 전기전도 특성을 갖는 물질이다.
보다 구체적으로 설명하면, 이방 전도성 입자는 구형의 절연성 고분자 입자와 절연성 고분자 입자의 외면에 형성된 전도성 금속층을 포함할 수 있다. 절연성 고분자 입자는 폴리머로 이루어질 수 있으며, 폴리스티렌(Polystyrene), 벤조구아나민(Benzoguanamine), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 또는 아크릴릭 코폴리머(Acrylic copolymer)로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 전도성 금속층은 니켈(Ni) 및 니켈 상에 형성된 금(Au)으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
아울러, 상기 관통홀(610)의 내주면과 상기 회전축(310)의 외주면 사이에는 베어링(620)이 구비된다.
상기 베어링(620)은, 상기 자기유변유체(M)의 누수를 방지하기 위한 고무실링 베어링이 바람직하다.
즉, 상기 베어링(620)은 상기 샤프트(300) 즉, 상기 회전축(310)이 회전하며 편심되지 않도록 지지할 수 있고, 상기 회전축(310)을 스무스하게 회전할 수 있도록 도모할 수 있다.
따라서, 본 발명의 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브에 따르면, 듀얼 디스크를 통해 저항력을 향상시켜 컨트롤노브의 회전 시 전단모드를 구현함으로서 컨트롤노브의 다양한 회전감각을 사용자에게 제공하는 효과가 있다.
또한, 자기유변유체에 전류를 인가하여 전단모드 발생을 통해 컨트롤노브의 다양한 회전감각을 사용자에게 제공하는 효과가 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100 : 하우징 101 : 원추홈
200 : 솔레노이드코일 300 : 샤프트
310 : 회전축 311 : 원추돌기
320 : 제1디스크 330 : 제2디스크
400 : 미들플레이트 410 : 절개부
420 : 결합돌기 500 : 코일프로텍터
510 : 결합홈 520 : 결합수단
600 : 커버 610 : 관통홀
620 : 베어링 M : 자기유변유체

Claims (5)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내부에 구비되는 솔레노이드코일;
    상기 솔레노이드코일의 내주면에 구비되되, 상부 중앙에 회전축이 구비되고, 상기 회전축의 하부에 제1디스크가 구비되며, 상기 제1디스크의 하부에 일정간격 이격되는 제2디스크가 구비되는 샤프트;
    상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 사이에 구비되되, 상기 회전축과 결합되는 미들플레이트;
    상기 솔레노이드코일의 내주면과, 상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 외주면의 사이에 구비되되, 상기 미들플레이트의 외주면을 고정하는 코일프로텍터;
    중앙에 관통홀이 형성되어 상기 회전축이 관통되어 삽입되고, 상기 하우징의 상부를 감싸며 결합되는 커버;
    를 포함하되,
    상기 하우징의 내부와 상기 커버의 내부 사이에 자기유변유체가 충진되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통홀의 내주면과 상기 회전축의 외주면 사이에 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 미들플레이트의 중앙에서 외측방향으로 일정길이 절개되는 절개부가 형성되어 상기 회전축의 외주면을 따라 삽입되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 미들플레이트의 외주면에 단차진 결합돌기가 형성되고, 상기 코일프로텍터의 내주면에 상기 결합돌기와 결합을 위한 결합홈이 형성되어 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 코일프로텍터는 분리형으로 구비되어 결합수단에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 듀얼 디스크 타입의 차량용 햅틱 컨트롤노브.
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