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公開番号2025100267
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2024003302
出願日2024-01-12
発明の名称磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ
出願人韓國技術教育大學校産學協力團,KOREA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION INDUSTRY-UNIVERSITY COOPERATION FOUNDATION
代理人個人
主分類G06F 3/01 20060101AFI20250626BHJP(計算;計数)
要約【課題】磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータを提供すること。
【解決手段】磁気粘弾性エラストマによって鉄製エラストマと磁気粘性流体を囲む形態を有し、磁気粘弾性エラストマの剛性増加および磁気粘性流体の粘性増加によって、外力に対する運動感覚フィードバックを提供することができ、交流磁場の印加の際に、形状圧縮および復元を繰り返して振動を発生させることによって、振動フィードバックを提供することができる。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
内側に中空部（１１１）が形成された磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）；
前記磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）内に設けられるエラストマ（１２０）；および、
前記中空部（１１１）に充填された磁気粘性流体（１３０）；
を含み、
外部磁場の印加の際に、前記磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）の剛性が増加され、前記磁気粘性流体（１３０）の粘性が増加されることによって、外力に対する抵抗力が上昇し、
外部交流磁場の印加の際に、前記磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）が前記外部磁場の方向に圧縮および復元を繰り返して振動を発生させる
ことを特徴とする磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）は、
内部が中空された円柱状である
請求項１に記載の磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ。
【請求項３】
前記磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）は、
内部が中空され、履物の靴底面積に相応する大きさを有するように形成される
請求項１に記載の磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ。
【請求項４】
履物の靴底面積に相応する大きさを有する磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）の内側中空部（１１０）内には、前記エラストマ（１２０）が複数個設けられる
請求項３に記載の磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ。
【請求項５】
履物の靴底全体領域で複数個に設けられた外部磁場発生装置のうち、特定の外部磁場発生装置から局所的に磁場が発生される場合、
当該磁場が発生される領域と隣接した領域の磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）および磁気粘性流体（１３０）の剛性および粘性が局所的に増加される
請求項４に記載の磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ。
【請求項６】
前記磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）は、
履物の靴底面積に相応するように複数個設けられる
請求項１に記載の磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ。
【請求項７】
前記エラストマ（１２０）は、
上側と下側がそれぞれ前記磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）の内部上側面と下側面に隣接する
請求項１に記載の磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ。
【請求項８】
外部磁場の印加の際に、前記磁気粘性流体（１３０）内の鉄粒子が前記エラストマ（１２０）の間で垂直方向に整列されながら、前記エラストマ（１２０）の圧縮を妨害する
請求項１に記載の磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ。
【請求項９】
外部交流磁場の印加の際に、前記磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）の一部領域が前記外部交流磁場の印加方向に圧縮され、
前記外部交流磁場の印加方向変換時に、前記磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）の形状が前記エラストマ（１２０）の弾性力によって元の形状に復元される過程が繰り返される
請求項１に記載の磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ。
【請求項１０】
前記磁気粘弾性エラストマハウジング（１１０）は、
外部磁場の未印加状態で、上側から下側方向へ外力が加えられる場合、下側方向に圧縮されながら高さが縮小し、側面が外側へ伸びるように形状が変形される
請求項１に記載の磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータに関し、より具体的には、磁気粘弾性エラストマによって鉄製エラストマと磁気粘性流体を囲む形態を有し、磁気粘弾性エラストマの剛性増加および磁気粘性流体の粘性増加によって外力に対する運動感覚フィードバックを提供することができ、交流磁場の印加の際に、形状圧縮および復元を繰り返して振動を発生させることによって、振動フィードバックを提供することができるようにする、磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、磁気粘性流体（ＭＲ流体）は、磁場負荷時に流体の流れ抵抗が増加する効果を有する流体として、ＥＲ効果と類似する現象を見せる。磁気粘性流体は、透磁率（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）の低い溶媒に常磁性（ｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃ）粒子を分散させた流体で、磁場の無負荷時には、粒子が自由に運動するニュートン（Ｎｅｗｔｏｎｉａｎ）流体のような挙動を見せるが、磁場負荷時時には粒子が帯電されてチェーン構造を形成して、降伏応力を有するビンガム（Ｂｉｎｇｈａｍ）流体の挙動を見せる。
【０００３】
このような磁気粘性流体は、多様な応用装置の設計、製作、位置、および振動制御などに活用される。例えば、車両のショックアブソーバ、インパクトダンパ、エンジンマウント、車のサスペンションなどに活用されている。
【０００４】
一方、現在開発されたＭＲダンパの場合、価格が非常に高価で、体積が大きいため、車、鉄道或は土木／建築分野で主に活用されており、触覚履物やＶＲコントローラボタンなどにこれを活用するためには、体積および重量をダウンサイズする必要があり、現在よりも製作コストを顕著に低めて価格競争力を高める必要性があるという点で、これを満足させるための技術開発が必要な実状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
韓国登録特許第１０－２３１１１７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決するために、磁気粘弾性エラストマによって鉄製エラストマと磁気粘性流体を囲む形態を有し、磁気粘弾性エラストマの剛性増加および磁気粘性流体の粘性増加によって外力に対する運動感覚フィードバックを提供することができ、交流磁場の印加の際に、形状圧縮および復元を繰り返して振動を発生させることによって、振動フィードバックを提供することができるようにする、磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態による磁気粘弾性エラストマと磁気粘性流体を用いたハプティックアクチュエータ１００は、内側に中空部１１１が形成された磁気粘弾性エラストマハウジング１１０、前記磁気粘弾性エラストマハウジング１１０内に設けられるエラストマ１２０、および前記中空部１１１に充填された磁気粘性流体１３０を含み、外部磁場の印加の際に、前記磁気粘弾性エラストマハウジング１１０の剛性が増加され、前記磁気粘性流体１３０の粘性が増加されることによって、外力に対する抵抗力が上昇し、外部交流磁場の印加の際に、前記磁気粘弾性エラストマハウジング１１０が前記外部磁場の方向に圧縮および復元を繰り返して、振動を発生させることができる。
【０００８】
一実施形態において、前記磁気粘弾性エラストマハウジング１１０は、内部が中空された円柱状に対応し得る。
【０００９】
一実施形態において、前記磁気粘弾性エラストマハウジング１１０は、内部が中空され、履物の靴底面積に相応する大きさを有するように形成されてもよい。
【００１０】
一実施形態において、履物の靴底面積に相応する大きさを有する磁気粘弾性エラストマハウジング１１０の内側中空部１１０内には、前記エラストマ１２０が複数個設けられてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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