(57)【要約】【課題】触覚を提示する部分となる磁気粘性流体を収容した収容体が、ある程度離れたヨークの両端部の間に挟まれて設置されていても、電力の消費を抑制しながら、効率よく、所望の触覚を提示できるようにする。【解決手段】内部に磁気粘性流体３を収容し、押圧されることで変形する収容体２と、対向した両端部４ａ，４ｂを有するヨーク４と、ヨーク４に巻かれたコイル５と、を備える。収容体２は、ヨーク４の両端部４ａ，４ｂの間に挟まれて設置され、ヨーク４は、コイル５が巻かれた部分と端部４ａ，４ｂとの間に、コイル５側から端部４ａ，４ｂ側に向かって断面積が漸次減少する断面積減少部４ｃを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に磁気粘性流体を収容し、押圧されることで変形する収容体と、
対向した両端部を有するヨークと、
前記ヨークに巻かれたコイルと、
を備える触覚提示装置であって、
前記収容体は、前記ヨークの両端部の間に挟まれて設置され、
前記ヨークは、前記コイルが巻かれた部分と前記端部との間に、前記コイル側から前記端部側に向かって断面積が漸次減少する断面積減少部を有する、
ことを特徴とする触覚提示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の触覚提示装置において、
前記断面積減少部は、前記ヨークの端部に至るまで断面積が漸次減少するものである、ことを特徴とする触覚提示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の触覚提示装置において、
前記収容体は、その一部のみが前記ヨークの両端部の間に介在している、ことを特徴とする触覚提示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の表面を押すときに得られる触覚を提示する触覚提示装置に関し、特に、磁気粘性流体を用いて所望の触覚を提示する触覚提示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示された触覚提示装置は、磁気粘性流体を収容した収容体と電磁石とを備え、電磁石によって磁気粘性流体に磁場を印加して所望の触覚を提示する。電磁石のヨーク（同文献では「主ヨーク」と称している。）は、両端部が大きく離れた位置で対向しており、その間に触覚を提示する部分となる収容体が設置されている。
【０００３】
同文献に開示された触覚提示装置では、ヨークの両端部の間に磁性体（同文献では「中継ヨーク」と称している。）が設けられているため、ヨークの両端部が大きく離れていても、磁気粘性流体に十分な強さの磁場を印加でき、所望の触覚を提示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１７３７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のヨークの両端部ほど大きく離れている訳ではないが、ある程度離れたヨークの両端部の間に、磁性体を介在させることなく、磁気粘性流体の収容体を設置して、所望の触覚を提示したいという要望がある。しかし、この場合、電磁石による起磁力を相当に高めることが必要であり、多量の電力を消費してしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、磁気粘性流体を収容した収容体が、ある程度離れたヨークの両端部の間に挟まれて設置された触覚提示装置であっても、電力の消費を抑制しながら、効率よく、所望の触覚を提示できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る触覚提示装置は、内部に磁気粘性流体を収容し、押圧されることで変形する収容体と、対向した両端部を有するヨークと、前記ヨークに巻かれたコイルと、を備えるものを前提とし、前記収容体は、前記ヨークの両端部の間に挟まれて設置され、前記ヨークは、前記コイルが巻かれた部分と前記端部との間に、前記コイル側から前記端部側に向かって断面積が漸次減少する断面積減少部を有する、ことを特徴とする。
【０００８】
かかる構成を備える触覚提示装置によれば、断面積減少部において磁束密度が高められることにより、効率良く、磁気粘性流体を貫通する磁路を形成することができる。すなわち、磁気粘性流体を収容した収容体が、ある程度離れたヨークの両端部の間に挟まれて設置された触覚提示装置であっても、電力の消費を抑制しながら、効率よく、所望の触覚を提示できる可能性が高まる。
【０００９】
前記構成を備える触覚提示装置において、断面積減少部は、前記ヨークの端部に至るまで断面積が漸次減少するものであってもよい。
【００１０】
前記構成を備える触覚提示装置において、前記収容体は、その一部のみが前記ヨークの両端部の間に介在してもよい。
【００１１】
かかる構成を備える触覚提示装置によれば、ヨークの両端部の間に収容体の一部のみが介在することで、所望の触覚を収容体全体に亘って提示させることができる。
【００１２】
また、本発明の他の一態様に係る触覚提示装置は、内部に磁気粘性流体を収容し、押圧されることで変形する収容体と、対向した両端部を有するヨークと、前記ヨークに巻かれたコイルと、を備えるものを前提とし、前記収容体は、前記ヨークの両端部の間に挟まれて設置され、かつ、前記収容体の一部のみが前記ヨークの両端部の間に介在していることを特徴としている。
【００１３】
かかる構成を備える触覚提示装置によれば、ヨークの両端部の間に収容体の一部のみが介在することで、所望の触覚を収容体全体に亘って提示させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る触覚提示装置によれば、収容体が、ある程度離れたヨークの両端部の間に挟まれて設置されていても、電力の消費を抑制しながら、効率よく、所望の触覚を提示できる可能性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る触覚提示装置を示す平面図である。
【図２】本実施形態に係る触覚提示装置を示す正面図である。
【図３】本実施形態に係る触覚提示装置を示す右側面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】ヨークの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る触覚提示装置について図面を参照しながら説明する。図１〜図５に示すように、触覚提示装置１は、収容体２、磁気粘性流体３、ヨーク４、コイル５、給電装置６等を備えている。なお、図２〜図５では給電装置の図示を省略している。
【００１７】
収容体２は、内部に磁気粘性流体３を収容しており、後述するヨーク４の両端部４ａ，４ｂの間に挟まれて設置されている。収容体２は、ユーザの手、指等によって押圧されることで変形する。本実施形態では、収容体２は、薄いゴム製の材料を使用して構成されており、収容体２の形状は、押圧されていない状態で略直方体である。
【００１８】
ヨーク４は、両端部４ａ，４ｂが対向しており、両端部４ａ，４ｂの間に収容体２の一部（中央部）が介在している。本実施形態では、図１および図６に示すように、ヨークの両端部４ａ，４ｂは、互いに平行な平坦面を形成している。また、図５および図６に示すように、ヨーク４は、縦断面形状が略コ字状ないし略Ｃ字状となっている。なお、収容部２の全体に対する上記収容部２の一部の割合は、特定の数値に限定されないものの、例えば、５０％以下、３０％以下又は１０％以下とすることができる。
【００１９】
ヨーク４の中間部にはボビン７を介してコイル５が巻かれている。ヨーク４のコイル５が巻かれた部分とヨーク４の両端部４ａ，４ｂとの間には、断面積減少部４ｃ（図１および図６で灰色に塗り潰した部分）が形成されている。この断面積減少部４ｃでは、コイル側から端部４ａ，４ｂ側に向かって断面積が漸次減少している。本実施形態では、図１に示すように、断面積減少部４ｃは、ヨーク４の途中部から端部４ａ，４ｂに至るまで形成されている。図面に例示する断面積減少部４ｃは、ヨークの端部４ａ，４ｂに向かって幅方向寸法のみがテーパ状に漸次減少し、厚さ方向寸法は一定になっている。
【００２０】
給電装置６は、コイル５に供給する電流値を制御する機能を有する。本実施形態では、給電装置６は、コイル５に対して一定の電流値、または変動する電流値の何れをも供給することができる。変動する電流値としては、電流値の時間変化が矩形波となるものが一例として挙げられる。
【００２１】
磁気粘性流体３は、磁性粒子を分散媒に分散させてなる液体であり、特にその磁性粒子がナノサイズの金属粒子（金属ナノ粒子）からなるものが使用できる。磁性粒子は磁化可能な金属材料からなり、金属材料に特に制限はないが軟磁性材料が好ましい。軟磁性材料としては、例えば鉄、コバルト、ニッケル及びパーマロイ等の合金が挙げられる。分散媒は、特に限定されるものではないが、一例として疎水性のシリコーンオイルを挙げることができる。磁気粘性流体における磁性粒子の配合量は、例えば３〜４０ｖｏｌ％とすればよい。磁気粘性流体にはまた、所望の各種特性を得るために、各種の添加剤を添加することも可能である。
【００２２】
以上の構成を備える触覚提示装置１において、給電装置６がコイル５に電流を供給すると、図５に示すように、矢印Ｐが示す方向に沿って磁路が形成される。これにより、ヨーク４の両端部４ａ，４ｂの間に介在する収容体２内の磁気粘性流体３に磁場が印加される。このとき、ヨーク４の断面積減少部４ｃにおいて磁束密度が高まるため、効率良く、磁気粘性流体３を貫通する磁路が形成される。すなわち、起磁力を大きくすることなく、磁気粘性流体３を貫通する磁路を形成することができ、消費電力を抑制することができる。
【００２３】
また、本実施形態では、収容体２の中央部のみがヨーク４の両端部４ａ，４ｂの間に介在しているが、磁気粘性流体３に磁場を印加したときの触覚の変化は収容体２全体に亘って生じる。すなわち、収容体２の中央部内の磁気粘性流体に磁場が印加されると、磁気粘性流体３内の磁性粒子の作用により、磁場が磁気粘性流体３の全体に伝播し、磁気粘性流体３の全体に亘ってクラスターが形成される。その結果、収容体２全体に亘って磁場の強さに応じた触覚を発現する。
【００２４】
＜他の実施形態＞
既述した実施形態においては、ヨーク４の両端部４ａ，４ｂの間に収容体２の中央部が介在していたが、ヨーク４の両端部４ａ，４ｂの間に、収容体２の中央部から片側にずれた部分を介在させるようにすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、例えば、物体の表面を押すときに得られる触覚を提示する触覚提示装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１    触覚提示装置
２    収容体
３    磁気粘性流体
４    ヨーク
４ａ，４ｂ  端部
４ｃ  断面積減少部
５    コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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