JP2017111464A - Ｍｒｆデバイス、ジョイスティック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造でありながら、磁気粘性流体に磁場を印加させた場合に生じる降伏応力抵抗を直接利用して、磁気粘性流体の粘度調整を適切に行うことが可能なＭＲＦデバイス、及びジョイスティック装置を提供する。
【解決手段】磁性体のシリンダ１と、シリンダ１に対して相対移動可能なピストン２とを備えたＭＲＦデバイスＸである。ピストン２として、シャフト２１と、シャフト２１の外径よりも大きい内径を有するコイル２２と、シャフト２１の径方向Ｗにおいてシャフト２１とコイル２２の間に配置され、且つ、シャフト２１の軸方向Ｈにおいてコイル２２を挟む位置に配置されたヨーク２３とを備えたものを適用し、シャフト２１の径方向Ｗにおけるヨーク突出部２３４、２３５の外周面２３４ｂ、２３５ｂとシリンダ１の内周面１ａの隙間Ｓに磁気粘性流体３を配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＭＲＦ（Magneto Rheological Fluid）デバイス、及びＭＲＦデバイスを備えたジョイスティック装置に関するものである。

鉄（Ｆｅ）等の磁性粒子をオイル等の粘性のある分散媒に分散させた流体である磁気粘性流体（Magneto Rheological Fluid：ＭＲＦ）の特性を利用したジョイスティック装置が知られている（例えば特許文献１）。磁気粘性流体は、磁場の作用がない場合には分散媒中に磁性粒子がランダムに浮遊する一方、外部から磁場を印加されると、磁界の方向に沿って磁性粒子が多数のクラスタを形成し、降伏応力が増大するため、電気信号によってレオロジー特性又は力学的な性質を容易に制御できる材料である。

上記特許文献１に開示されているジョイスティック装置は、操作レバーの所定部位に設けた球体状の揺動基部として、揺動基部が嵌め込まれた球面状の受け部内の空間領域を複数に隔てる隔壁と、隔壁を貫通して空間領域同士を連通する連通孔とを有するものを適用し、操作レバーの操作に連動して揺動基部が回動する球面状の受け部内の空間領域に磁気粘性流体が充填され、コイルによって連通孔内に任意の強さの磁場を与えるように構成されたものである。

このようなジョイスティック装置では、コイルに電流を印加しない状態では、連通孔内に磁場が付与されないため、低粘度の磁気粘性流体が比較的多い流量で連通孔を通過することができ、操作レバーを操作する際の操作抵抗は最も小さくなる一方、コイルに電流を印加した状態では、連通孔内に磁場が付与されるため、連通孔を通過しようとする磁気粘性流体の粘度が電流値に応じて高くなり、連通孔を通過する磁気粘性流体の流量は減少し、操作レバーを操作する際の操作抵抗はコイルに印加される電流値に応じて大きくなる。

特開２０１４−１７４７２６号公報

上述のジョイスティック装置は、連通孔内に与える磁場の強さ（コイルに印加する電流値）を調整することにより、連通孔を通過する磁気粘性流体の流量を変化させて、操作レバーの操作抵抗をコントロールすることができるものであるが、高い密閉性が要求される揺動基部及び受け部が球状であるため、高難度の加工精度が要求され、また、磁気粘性流体の通路となる連通孔を各隔壁における所定箇所に高い精度で形成する必要があり、構造の複雑化を招来するとともに、揺動力（外部からの操作力）と磁気粘性流体に対する磁界強さの関係が複雑であり、設計や検証に多大な時間を要するものである。さらにまた、上述のジョイスティック装置のように、連通孔を通過する磁気粘性流体の流量を変化させるオリフィス流量制御を必須とする構成は、制御も煩雑である。

本発明は、構造の単純化を図るとともに、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、簡単な構造でありながら、磁気粘性流体に磁場を印加させた場合に生じる降伏応力抵抗を直接利用して、磁気粘性流体の粘度調整を適切に行うことが可能なＭＲＦデバイス、及びジョイスティック装置を提供することにある。

すなわち本発明に係るＭＲＦデバイスは、磁性体のシリンダと、シリンダに対して相対移動可能なピストンとを備え、ピストンとして、非磁性体のシャフトと、シャフトの周囲に配置され且つシャフトの外径よりも大きい内径を有するリング状のコイルと、ヨークとを備えたものを適用し、さらに、ヨークは、シャフトの径方向においてシャフトとコイルの間に配置されるヨーク本体と、シャフトの軸方向においてコイルを挟む位置に配置されるヨーク突出部とを有するものであり、少なくともヨーク突出部の外周面とシリンダの内周面との隙間に磁気粘性流体を配置していることを特徴としている。

このような本発明に係るＭＲＦデバイスであれば、コイルを通電状態にすると磁気粘性流体に磁場を加えることができ、コイルの周囲に、ヨーク本体、シャフトの軸方向においてコイルを挟む位置に配置されるヨーク突出部のうち一方のヨーク突出部（例えばシャフトの軸方向を上下方向に一致させた場合において、相対的に上側のヨーク突出部）、磁気粘性流体、磁性体のシリンダ、磁気粘性流体、ヨーク突出部のうち他方のヨーク突出部（例えばシャフトの軸方向を上下方向に一致させた場合において、相対的に下側のヨーク突出部）、ヨーク本体、以上の順で周回する磁路が形成され、コイルの通電状態を停止すればその磁路が消えることになる。なお、本発明では、シャフトを非磁性体に設定していることで、上述の磁路が、シャフトを通過しない磁路となるように設定している。

したがって、本発明に係るＭＲＦデバイスによれば、簡単な構造でありながら、コイルの通電ＯＮ・ＯＦＦの切り替えやコイルに流す電流量を変化させることによって、シャフトの径方向においてコイルよりも外側に配置した磁気粘性流体に磁場を印加させた場合に生じる降伏応力抵抗を直接利用して、磁気粘性流体の粘度調整を適切に行うことができ、シリンダに対するピストンの移動抵抗あるいはトルクを適宜の変化幅で容易に調整することができる。このように、本発明に係るＭＲＦデバイスであれば、磁気粘性流体の流量制御が要求されず、制御の容易化を図ることが可能である。

また、本発明に係るＭＲＦデバイスであれば、磁気粘性流体を、ピストンの外周面のうち少なくともヨーク突出部の外周面とシリンダの内周面との隙間に充填して配置しているため、ピストンの外周面とシリンダの内周面との隙間全体に磁気粘性流体を充填して配置する態様と比べて、コストアップに直結する磁気粘性流体の使用量増大化を回避して、コストの削減を図ることが可能である。

本発明において、磁気粘性流体の配置領域は、少なくとも、シャフトの軸方向においてコイルを挟む位置に配置されるヨーク突出部のうち一方のヨーク突出部の外周面とシリンダの内周面の隙間（第１の隙間）と、シャフトの軸方向においてコイルを挟む位置に配置されるヨーク突出部のうち他方のヨーク突出部の外周面とシリンダの内周面の隙間（第２の隙間）、以上の２つの隙間であり、これらの隙間同士を適宜の仕切り部材（例えばゴム等の非磁性体）によってシャフトの軸方向に仕切った構成を採用することが可能である。一方、限られたスペースにおいてシャフトの軸方向に沿った磁気粘性流体の配置領域を可能な限り広く確保して、鉄等の磁性粒子の増量化に伴う移動抵抗あるいはトルクの増大化を図るには、シャフトの軸方向においてヨーク突出部の外周面とシリンダとの隙間（第１の隙間、第２の隙間）に連通する密閉リングの外周面とシリンダの内周面との隙間にも磁気粘性流体を連続的に配置する構成を採用することができる。ここで、密閉リングは、シャフトの軸方向に対峙するヨーク突出部同士の隙間を密閉可能な非磁性体のものである。この場合、ヨーク突出部の外周面は、シャフトの径方向においてコイルの外周面よりもシリンダの内周面側に突出した面である。このような構成においてもシャフト及び密閉リングを何れも非磁性体に設定すれば、上述の磁路が、シャフト及び密閉リングを通過しない磁路となる。

また、本発明に係るＭＲＦデバイスでは、シリンダに対して所定のホームポジションから移動したピストンをホームポジションに復帰させる復帰部を備えた構成にすることができる。このような構成であれば、ホームポジションから移動したピストンを手動でホームポジションに戻す処理が要求されず、作業の効率化を図ることができる。

加えて、本発明に係るＭＲＦデバイスにおいて、少なくともシャフト、コイル、及びヨークを同軸上に配置した構成にすれば、ＭＲＦデバイス全体のコンパクト化と組み付けの容易化を図ることができる。なお、密閉リングを備えた構成であれば、密閉リングも同軸上に配置してもよい。

さらに、本発明に係るＭＲＦデバイスでは、シリンダに対してピストンを、シャフトの軸方向に沿って直線移動可能に構成したり、シャフトの中心軸回りに回転移動可能に構成したり、あるいは、これら直線移動と回転移動の両方を可能に構成することができる。

また、本発明に係るジョイスティック装置は、上述した構成及び作用効果を奏するＭＲＦデバイスと、シリンダに対してピストンを移動させる操作力を付与可能なハンドルとを備えているため、構造の複雑化を招来することなく、磁場の変化によって操作抵抗を容易に変化させることができる。

このように、ジョイスティック装置にＭＲＦデバイスを実装した構成により、外部からの電気信号に応じて、ジョイスティック装置の操作力（ハンドルの操作抵抗）を変化させることができる。

本発明によれば、ピストンのうち軸方向においてコイルを挟む位置に配置されるヨーク突出部の外周面と、シリンダとの所定隙間に磁気粘性流体を封入状態で配置した簡単な構造でありながら、磁気粘性流体に磁場を印加させた場合に生じる降伏応力抵抗を直接利用して、磁気粘性流体の粘度調整を適切に行うことが可能なＭＲＦデバイスを提供することができるとともに、このようなＭＲＦデバイスを備えて操作力（操作抵抗）を容易に変化させることが可能なジョイスティック装置を提供することができる。このようなジョイスティック装置では、特許文献１記載のジョイスティック装置と比較して、磁気粘性流体の封入や制御を容易なものとすることができ、磁気粘性流体に使用量を低減することもできることから、低コストで磁気粘性流体を用いたジョイスティック装置を実現することができる。

本発明の一実施形態に係るＭＲＦデバイスを実装したジョイスティック装置の縦断面図。 同実施形態に係るＭＲＦデバイスを図１から抽出して示す図。 図２におけるＱ領域を拡大して示す図。 同実施形態におけるジョイスティック装置の一部を省略して示す斜視図。 図４に示すジョイスティック装置の平面図。 図５のＢ−Ｂ線断面図。 同実施形態においてハンドルを所定角度まで揺動させたジョイスティック装置の一部を省略して示す斜視図。 図７に示すジョイスティック装置の平面図。 図８のＢ−Ｂ線断面図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係るＭＲＦデバイスＸは、例えば図１に示すジョイスティック装置Ｊの一部を構成するものであり、図２に示すように、シリンダ１と、シリンダ１に対して相対移動可能なピストン２と、シリンダ１の内周面１ａとピストン２の外周面との隙間のうち後述する所定の隙間に充填した磁気粘性流体３（ＭＲＦ３）とを備え、ピストン２の一部を構成するコイル２２に対する通電状態をＯＮ・ＯＦＦの間で切り替えたり、コイル２２に流す電流値を変化させることによって、磁気粘性流体３の粘性を変化させ、シリンダ１に対するピストン２の移動抵抗を調整することが可能なものである。

シリンダ１は、図２に示すように、磁性材料から形成され、中空の内部空間を有する円筒状のものである。本実施形態のデバイスは、シリンダ１の上方開口部を蓋封可能な上蓋１１と、シリンダ１の下方開口部を蓋封可能な下蓋１２とを備えている。上蓋１１及び下蓋１２は、それぞれ後述するピストン２のシャフト２１が挿通可能なシャフト挿通孔を中心部に有するリング状のものである。

ピストン２は、図２に示すように、非磁性体のシャフト２１と、シャフト２１の周囲に配置されたコイル２２と、ヨーク２３とを備えている。

シャフト２１は、円柱状をなすシャフト本体２１１を有するものであり、本実施形態では、シャフト本体２１１の上端部から上方に向かって延伸する上方延伸部２１２の外径、及びシャフト本体２１１の下端部から下方に向かって延伸する下方延伸部２１３の外径を、シャフト本体２１１の外径よりも小さく設定している。本実施形態では、上蓋１１の下向き面に固定した上側軸受１３と、下蓋１２の上向き面に固定した下側軸受１４によって、シャフト２１を回転可能且つ軸方向Ｈ（高さ方向）に進退移動可能に支持している。

コイル２２は、図２及び図３（図３は、図２において一点鎖線で囲むＱ領域の拡大図である）に示すように、コイル本体２２１（コイル巻き線部）と、コイル本体２２１を保持するコイルホルダ２２２（ボビン）とを備え、シャフト２１の外径よりも大きい内径に設定されたリング状の形態を有するものである。

ヨーク２３は、シャフト２１の径方向Ｗにおいてシャフト２１とコイル２２の間に配置されるヨーク本体２３０と、シャフト２１の軸方向Ｈにおいてコイル２２を挟む位置に配置されたヨーク突出部２３４，２３５とを有するものである。ヨーク２３全体の内径は、シャフト２１の外径（具体的にはシャフト本体２１１の外径）よりもごく僅かに大きく設定され、ヨーク２３の内周面２３ａがシャフト２１の外周面２１ｂ（具体的にはシャフト本体２１１の外周面）に略隙間無く接している（図３参照）。本実施形態では、上ヨーク２３１と下ヨーク２３２の２パーツからなるヨーク２３を適用し、これら上ヨーク２３１及び下ヨーク２３２によってコイル２２をシャフト２１の軸方向Ｈに挟むように構成している。また、上ヨーク２３１及び下ヨーク２３２のうち下ヨーク２３２の所定部分２３０が、シャフト２１の径方向Ｗにおいてシャフト２１とコイル２２の間に配置されるように構成している。すなわち、本実施形態では、下ヨーク２３２のうちシャフト２１の径方向Ｗにおいてシャフト２１とコイル２２の間に配置される部分２３０によってヨーク本体２３０を構成している。また、以下の説明では、シャフト２１の軸方向Ｈにおいてコイル２２を挟む位置に配置されたヨーク突出部２３４，２３５のうち、相対的に上側のヨーク突出部２３４を「上ヨーク突出部２３４」とし、相対的に下側のヨーク突出部２３５を「下ヨーク突出部２３５」とする。ヨーク２３は、非磁性体の止めピンＰによってシャフト２１に固定されている。止めピンＰは、図２に示すように、シャフト２１の軸方向Ｈに直交する水平姿勢で配置され、シャフト２１に形成したピン挿通孔と、下ヨーク２３２の所定部分（ヨーク本体２３０）に形成したピン挿通孔に嵌入している。また、本実施形態のＭＲＦデバイスＸは、図２に示すように、コイル２２に電流を流す配線を配置する配線用凹部２３６をヨーク２３に形成するとともに、止めピンＰの一部に、配線用凹部２３６に連通する配線挿通孔を形成し、これら配線用凹部２３６及び配線挿通孔を利用して配線処理を施している。

本実施形態では、ヨーク２３のうち上ヨーク突出部２３４の外周面２３４ｂ及び下ヨーク突出部２３５の外周面２３５ｂを、シャフト２１の径方向Ｗにおいてコイル２２の外周面２２ｂよりも径方向Ｗにおいて外側（シリンダ１の内周面１ａ側）に突出させている（図３参照）。そして、本実施形態のピストン２は、シャフト２１の軸方向Ｈに対峙するヨーク突出部（上ヨーク突出部２３４、下ヨーク突出部２３５）同士の隙間を密閉可能な密閉リング４をさらに備えている（図２及び図３参照）。

密閉リング４は、内径をコイル２２の外径よりも所定寸法大きく設定した非磁性体である。密閉リング４の高さ寸法（シャフト２１の軸方向Ｈに沿った寸法と同義）は、コイル２２の高さ寸法と同じであり、高さ方向に対峙するヨーク突出部（上ヨーク突出部２３４、下ヨーク突出部２３５）同士の隙間の高さ寸法にも一致する。また、本実施形態では、図３に示すように、密閉リング４の外径を、ヨーク２３のうちヨーク突出部（上ヨーク突出部２３４、下ヨーク突出部２３５）の外径と同一または略同一に設定し、密閉リング４の外周面４ｂと、ヨーク２３のうちヨーク突出部（上ヨーク突出部２３４、下ヨーク突出部２３５）の外周面２３４ｂ，２３５ｂが相互に連続する面になるように構成している。本実施形態のＭＲＦデバイスＸでは、ピストン２の外周面のうち、密閉リング４の外周面４ｂ、及びヨーク突出部（上ヨーク突出部２３４、下ヨーク突出部２３５）の外周面２３４ｂ，２３５ｂで構成される面と、シリンダ１の内周面１ａとの間に、所定寸法の隙間Ｓが形成されるように設定している（図３参照）。

本実施形態のＭＲＦデバイスＸは、ヨーク２３のうちヨーク突出部（上ヨーク突出部２３４、下ヨーク突出部２３５）とは異なる部分に、シリンダ１の内周面１ａに密着可能なリング状の密閉シール部（上密閉シール部５１、下密閉シール部５２）が配置可能な凹部２３７を形成している（図２及び図３参照）。本実施形態では、上ヨーク２３１のうち上ヨーク突出部２３４よりも上方の部分と、下ヨーク２３２のうち下ヨーク突出部２３５よりも下方の部分にそれぞれ凹部２３７を形成し、各凹部２３７に、弾性を有する密閉シール部（上密閉シール部５１、下密閉シール部５２）を配置している。そして、各凹部２３７とシリンダの内周面１との隙間に密閉シール部（上密閉シール部５１、下密閉シール部５２）を圧入した状態では、密閉シール部（上密閉シール部５１、下密閉シール部５２）の外向き面５１ｂ，５２ｂがシリンダ１の内周面１ａに密着している（図３参照）。また、相対的に上側の凹部２３６（上ヨーク２３１の凹部２３６）に配置した密閉シール部（上密閉シール部５１）の上向き面が、ヨーク２３の上向き面（具体的には上ヨーク２３１の上向き面）と略面一になるとともに、相対的に下側の凹部２３６（下ヨーク２３２の凹部２３６）に配置した密閉シール部（下密閉シール部５２）の下向き面が、ヨーク２３の下向き面（具体的には下ヨーク２３２の下向き面）と略面一になるように設定している。本実施形態では、上密閉シール部５１及び下密閉シール部５２として、全体形状がリング状をなし、断面形状がＶ字状またはＹ字状のパッキンを適用している。

本実施形態のＭＲＦデバイスＸは、ヨーク２３の上向き面を上方から被覆するリング状の上カバー６１と、ヨーク２３の下向き面を下方から被覆するリング状の下カバー６２を備えている（図２参照）。上カバー６１及び下カバー６２は、何れも非磁性体である。上カバー６１及び下カバー６２の外径は、シリンダ１の内径よりも僅かに小さく設定され、上カバー６１及び下カバー６２の外周面６１ｂ，６２ｂがシリンダ１の内周面１ａに対して僅かな隙間を介して対面するように構成している（図２及び図３参照）。したがって、上カバー６１は、ヨーク２３の上向き面のみならず、上密閉シール部５１の上向き面も上方から被覆し、下カバー６２は、ヨーク２３の下向き面のみならず、下密閉シール部５２の下向き面も下方から被覆している。なお、本実施形態では、図２及び図９に示すように、上カバー６１及び下カバー６２をそれぞれ個別のボルト６３，６４によってヨーク２３に連結している。特に、ヨーク２３を上ヨーク２３１及び下ヨーク２３２の２パーツで構成している本実施形態においては、上カバー６１をヨーク２３に連結するボルト６３によって、上ヨーク２３１及び下ヨーク２３２を連結している（図９参照）。上カバー６１は、上密閉シール部５１及び上ヨーク２３１を上方から押圧する機能を発揮し、下カバー６２は、下密閉シール部５２及び下ヨーク２３２を下方から押圧する機能を発揮する。本実施形態では、上密閉シール部５１及び下密閉シール部５２としてパッキンを適用しており、上カバー６１及び下カバー６２は、パッキン止めとして機能している。

本実施形態のピストン２は、シャフト２１、コイル２２、ヨーク２３（上ヨーク２３１、下ヨーク２３２）、密閉リング４、上密閉シール部５１、下密閉シール部５２、上カバー６１、及び下カバー６２を同軸上に配置している。ピストン２の外周面は、高さ方向に沿って上方から並ぶ以下の各パーツの外周面、つまり、上カバー６１の外周面６１ｂ、上密閉シール部５１の外周面５１ｂ、上ヨーク突出部２３４の外周面２３４ｂ、密閉リング４の外周面４ｂ、下ヨーク突出部２３５の外周面２３５ｂ、下密閉シール部５２の外周面５２ｂ、下カバー６２の外周面６２ｂ、これらの外周面によって形成される。このようなピストン２をシリンダ１の内部空間に収容した状態において、ピストン２の外周面のうち、上密閉シール部５１及び下密閉シール部５２によって形成される外周面は、各密閉シール部（上密閉シール部５１、下密閉シール部５２）の弾性変形によってシリンダ１の内周面１ａに隙間無く密着している。一方、図３に示すように、ピストン２の外周面のうち、シリンダ１に密着している上密閉シール部５１及び下密閉シール部５２同士の間である上ヨーク突出部２３４の外周面２３４ｂ、密閉リング４の外周面４ｂ、及び下ヨーク突出部２３５の外周面２３５ｂは、所定寸法の隙間Ｓを介してシリンダ１の内周面１ａに対面している。

そして、本実施形態に係るＭＲＦデバイスＸは、ピストン２の外周面とシリンダ１の内周面１ａとの隙間であって且つ上密閉シール部５１及び下密閉シール部５２によって高さ方向に仕切られた隙間Ｓに、磁気粘性流体３（ＭＲＦ）を充填している。図３では、磁気粘性流体３の配置領域を所定のパターンを付して示している。なお、図１、図２、図６及び図９では、磁気粘性流体３の配置領域に所定のパターンを付していない。

ここで、磁気粘性流体３は、ナノサイズ以上の強磁性粒子（磁気鉄粉，カルボニル鉄）をキャリア液体（オイル）内で分散させ、磁場の無い状態では粘度が非常に低い流体（ニュートン流体，自由流体）であるが、外部から磁場が加えられると、強磁性粒子が鎖状にクラスタ形成され、磁場の大きさにより剪断応力が変化する粘度の高い流体（ビンガム流体，半固体化した流体）としての性質を有する流体である。このように、磁気粘性流体３は、磁場印加によって自由流体から半固体状態に変化した流体（半固体化した流体）が降伏応力を持つため、磁性流体に比べて剪断力変化幅を格段に大きく取れる特性を有し、印加磁場を変化させることで自由液体から半固体状態まで可逆的に瞬時に変化させることができる機能性流体である。

このような構成を有する本実施形態のＭＲＦデバイスＸでは、コイル２２に電流を流していない状態（通電ＯＦＦ状態）であれば、磁気粘性流体３が粘度の非常に低い流体であることによって、固定台であるシリンダ１に対してピストン２が、シャフト２１の軸方向Ｈ（高さ方向）に沿って進退移動可能であり、且つシャフト２１を軸中心として回転可能である。本実施形態のＭＲＦデバイスＸにおけるシャフト２１は、ピストン２を構成するパーツである。したがって、本実施形態のＭＲＦデバイスＸでは、シャフト２１を含むピストン２全体がシリンダ１に対して相対移動（直動、回転）する。なお、本実施形態のＭＲＦデバイスＸは、弾性変形させた上密閉シール部５１及び下密閉シール部５２をシリンダ１の内周面１ａに密着させているため、通電ＯＦＦ状態においてもシリンダ１に対するピストン２の相対移動時には、シリンダ１の内周面１ａに対する上密閉シール部５１及び下密閉シール部５２の密着部分（摺動面）が摺動抵抗となって作用する。

そして、本実施形態のＭＲＦデバイスＸは、コイル２２に電流を流すと、図２に示すように、コイル２２回りに、上ヨーク２３１及び下ヨーク２３２（ヨーク本体２３０）、下ヨーク突出部２３５、磁気粘性流体３、磁性体のシリンダ１、磁気粘性流体３、上ヨーク突出部２３４、上ヨーク２３１及び下ヨーク２３２（ヨーク本体２３０）、これらをこの順で辿る磁路（同図では相対的に太い点線で磁路を示し、磁力方向を矢印で示す）が形成され、磁気粘性流体３の粘度が大きくなり、シリンダ１に対するピストン２の相対移動時の抵抗を急激に大きくすることが可能である。このように、本実施形態のＭＲＦデバイスＸは、コイル通電ＯＦＦ状態とコイル通電ＯＮ状態との間で切り替えて、磁気粘性流体３に磁場を加えたり、磁場を停止することによって、磁気粘性流体３の粘性を急激に変化させることができるとともに、コイル２２に対する通電量を調整することによって、磁気粘性流体３の粘性を調整することができる。なお、本実施形態では、シャフト２１、止めピンＰ、上密閉シール部５１、下密閉シール部５２、及び密閉リング４を何れも非磁性体に設定し、これらのパーツを辿る磁路が形成されないように構成している。

本実施形態に係るＭＲＦデバイスＸは、図１、図４乃至図６（図４は、ジョイスティック装置Ｊの一部を省略して示す斜視図であり、図５は図４に示すジョイスティック装置Ｊの平面図であり、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である）に示すように、シリンダ１に対して所定のホームポジション（Ｈ）から移動したピストン２をホームポジション（Ｈ）に復帰させる復帰部７（ピストン復帰部７）を備えている。本実施形態では、図１、図２及び図６に示すピストン２の位置をホームポジション（Ｈ）に設定している。ホームポジション（Ｈ）に位置付けたピストン２は、シャフト２１の軸方向Ｈが鉛直方向に一致または略一致し、且つシリンダ１よりも上方に突出しているシャフト２１の長さ（シャフト上方突出量）がシャフト２１の実可動領域として想定している範囲内において最長または略最長となる（図９参照）。

復帰部７は、シャフト２１のうち、ピストン２をホームポジション（Ｈ）に位置付けた状態においてシリンダ１よりも上方に突出している部分の周囲に配置され、且つシャフト２１の軸方向Ｈに伸縮可能な弾性体であるコイルバネ７１を用いて構成したものである。本実施形態では、シリンダ１の上方に上蓋１１を介して有底筒状のカップ８を配置し、カップ８の底壁８１と、シャフト２１の上端（先端）に設けた円盤状のバネストッパ７２との間にコイルバネ７１を配置している。そして、ピストン２全体をホームポジション（Ｈ）よりも下方へ移動させる操作力が付与されると、コイルバネ７１が収縮し（図９参照）、その操作力が解除された場合には、コイルバネ７１が弾性復元力によって伸張し、ピストン２全体が上方へ移動してホームポジション（Ｈ）に復帰する。

本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊは、図１に示すように、上述の構成を有するＭＲＦデバイスＸと、シリンダ１に対してピストン２を移動させる操作力を付与可能なハンドル９とを備えている。

ハンドル９は、オペレータが把持可能なスティック状のハンドル本体９１と、ハンドル本体９１の基端部（下端部）に設けたハンドル基部９２とを備えている。本実施形態では、図６に示すように、ハンドル基部９２として、軸部９２１と、軸部９２１の下端に設けた円盤状の鍔部９２２とを有するものを適用している。本実施形態のジョイスティック装置Ｊは、図４乃至図６に示すように、鍔部９２２に設けた第１傾動軸９２０を中心にハンドル基部９２全体を傾動可能に支持する傾動支持部９２３（ジンバル）と、傾動支持部９２３を、鍔部９２２の傾動中心である第１傾動軸９２０と同一平面上において互いに直角に配置された第２傾動軸９２４の軸回りに傾動可能に支持する上述のカップ８とを備え、このような２軸ジンバル構造によってハンドル９を全方位に傾動（揺動）可能に構成している。すなわち、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊは、ハンドル９（スティック）の傾動に追従する２軸ジンバル機構を備えている。

このような構成により、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊは、図１に示す直立姿勢にあるハンドル９を、基端部（ハンドル基部９２）を中心に全方向に搖動させることが可能である。

カップ８は、図４乃至図６に示すように、ＭＲＦデバイスＸのうち上蓋１１の上向き面に載置され、カップ８の底壁８１と上蓋１１との間に配置した回転支持ボールＲ１によって、シリンダ１に対して鉛直軸回りに回転可能に支持されている。本実施形態のカップ８は、リング状の底壁８１と、底壁８１の外周縁から上方に延伸する周壁８２と、周壁８２の上端から径方向Ｗ外側に突出するフランジ部８３とを備えている（図６参照）。カップ８の底壁８１には、シャフト２１が嵌合可能なシャフト嵌合孔８４を形成している。そして、カップ８全体の回転に伴って、シャフト嵌合孔８４に嵌合したシャフト２１も同一方向に回転（一体回転）するように設定している。したがって、カップ８全体の回転に伴って、シャフト２１を含むピストン２全体が同一方向に回転（一体回転）する。本実施形態では、シャフト２１のうちシャフト嵌合孔８４に嵌合する部分の断面形状及びシャフト嵌合孔８４の開口形状をＤ字状に設定している。また、周壁８２の上端部近傍に、上述の傾動支持部９２３（ジンバル）の傾動軸９２４を傾動可能に支持する傾動支持孔８５を形成している（図６参照）。

本実施形態のジョイスティック装置Ｊは、図４乃至図６に示すように、ＭＲＦデバイスＸ及びカップ８を内部空間に収容可能なケースＣを備えている。ケースＣは、円盤状の底壁Ｃ１と、底壁Ｃ１の外周縁から上方に延伸する周壁Ｃ２と、周壁Ｃ２の上端から径方向Ｗ内側に突出させた内方突出部Ｃ３とを備えている。内方突出部Ｃ３は、カップ８のフランジ部８３を上方から被覆する位置に配置され、内方突出部Ｃ３とフランジ部８３との間に配置した回転支持ボールＲ２によって、ケースＣに対するカップ８の回転移動を可能にしている（図６参照）。

本実施形態のジョイスティック装置Ｊは、図１、図４乃至図９（図７は、ハンドル９をある角度まで揺動させたジョイスティック装置Ｊの一部を省略して示す斜視図であり、図８は図７に示すジョイスティック装置Ｊの平面図であり、図９は図８のＢ−Ｂ線断面図である）に示すように、所定の基準姿勢から傾動したハンドル９のハンドル基部９２を基準姿勢に復帰させるハンドル復帰部Ｄを備えている。ハンドル復帰部Ｄは、ハンドル基部９２の軸部９２１の周囲に配置した渦巻状のバネＤ１（渦巻バネ）を用いて構成したものである。本実施形態では、ハンドル基部９２の軸部９２１にブッシュＤ２を相対回転不能な状態で取り付け、このブッシュＤ２に、渦巻バネＤ１の一端部（渦巻バネＤ１の中心に近い方の端部）を巻き付けて固定している。また、本実施形態のジョイスティック装置Ｊは、ケースＣの上方にバネストッパＤ３を配置し、バネストッパＤ３の周壁Ｄ３１に渦巻バネＤ１の他端部（渦巻バネＤ１の中心から遠い方の端部）及び他端部近傍領域を接触させた状態で固定している（図５及び図８参照）。このバネストッパＤ３は、図６及び図７等に示すように、高さ方向ＨにおいてケースＣの周壁Ｃ２に連続する位置に配置される周壁Ｄ３１と、周壁Ｄ３１の下端から径方向Ｗ内側に突出させた内方突出部Ｄ３２とを備え、内方突出部Ｄ３２をケースＣの内方突出部Ｃ３ｃに重ねた状態で適宜の処理によって固定したものである。本実施形態では、ハンドル基部９２の軸方向Ｈが鉛直方向と一致または略一致する姿勢（直立姿勢）を「基準姿勢」に設定し、ユーザによるハンドル９への操作力が付与されていない状態では、渦巻バネＤ１によってハンドル基部９２を基準姿勢に維持できるように構成している。

ハンドル基部９２（搖動基部）が基準姿勢にある場合におけるハンドル９全体の姿勢を「操作初期姿勢」とすると、操作初期姿勢にあるハンドル９は全体として直立姿勢にある。そして、ユーザがハンドル本体９１を把持した状態でハンドル９に操作力を付与すると、ハンドル９全体が操作初期姿勢から揺動し、直立した基準姿勢にあったハンドル基部９２も搖動する（図７乃至図９参照）。その結果、シャフト２１の上端が連結されているバネストッパ７２がハンドル基部９２の揺動動作に伴って下方に押圧されて、シャフト２１を含むピストン２全体がシリンダ１に対してホームポジション（Ｈ）よりも下方へ移動する。ハンドル基部９２の搖動角度が大きいほどピストン２全体の下方への移動距離は長くなる。ピストン２全体の下方への移動に伴って、バネストッパ７２とシリンダ１の間に配置している復帰部７（コイルバネ７１）が高さ方向Ｈに収縮するように弾性変形し、この復帰部７の復元力（コイルバネ７１の付勢力）がバネストッパ７２、ひいてはハンドル９全体に作用する。また、ハンドル基部９２の軸部９２１の周囲に配置した渦巻バネＤ１は、ハンドル基部９２の揺動・回転に伴って弾性変形し、この渦巻バネＤ１の復元力（付勢力）がハンドル基部９２、ひいてはハンドル９全体に作用する。

そして、本実施形態のジョイスティック装置Ｊは、ハンドル９に対する操作力を停止すると、バネストッパ７２とシリンダ１の間において収縮変形している復帰部７（コイルバネ７１）の弾性復元力によって、ピストン２をホームポジション（Ｈ）に自動復帰させることができるとともに、ハンドル基部９２の軸部９２１の周囲において弾性変形している渦巻バネＤ１の弾性復元力によって、ハンドル基部９２を基準姿勢に自動復帰させることができる。その結果、ハンドル９全体は図１に示す操作初期姿勢に自動復帰する。本実施形態では、図６に示すように、ピストン２がホームポジション（Ｈ）に位置付けられている場合に、ハンドル９のハンドル基部９２は基準姿勢になり、ハンドル基部９２の鍔部９２２の下向き面とバネストッパ７２の上向き面が面接触するように設定している。

また、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊは、図５及び図６に示すように、ハンドル９の揺動角度を検出可能なハンドル揺動角度検出部Ｅと、ハンドル９の回転角度を検出可能なハンドル回転角度検出部Ｆとを備えている。

ハンドル揺動角度検出部Ｅは、ハンドル本体９１の揺動に同期して揺動するハンドル基部９２又は傾動支持部９２３（ジンバル）の傾動角度を検出可能なものである。本実施形態では、互いに直交する方向に配置された２つの位置センサであるＸ軸センサＥ１Ｅ１とＹ軸センサＥ２を用いてハンドル搖動角度検出部Ｅを構成している。本実施形態のジョイスティック装置Ｊは、ハンドル搖動角度検出部Ｅを構成するＸ軸センサＥ１及びＹ軸センサＥ２を、ハンドル基部９２や傾動支持部９２３（ジンバル）またはそれらの周辺パーツの適宜箇所に取り付けている。本実施形態では、Ｘ軸センサＥ１及びＹ軸センサＥ２として接触型センサを適用している。

ハンドル回転角度検出部Ｆは、ハンドル９の回転に同期して回転（一体回転）するカップ８の回転角度を検出可能な回転センサＦ１を用いて構成したものである。本実施形態では、ケースＣのうちカップ８の高さ位置に応じた適宜箇所に、非接触型センサである回転センサＦ１を取り付けている（図６参照）。回転センサＦ１は、ケースＣの周壁Ｃ２の所定箇所に形成した窓孔Ｃ２１を通じてカップ８の回転をセンシング可能な位置に設けられている。

また、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊは、図１に示すように、ＭＲＦデバイスＸを収容したケースＣ全体を内部空間に収容可能な外ケースＧを備え、外ケースＧの内部空間に、ハンドル搖動角度検出部Ｅ及びハンドル回転角度検出部Ｆによる検出結果に応じてコイル２２に流す電流量（電流値、電圧）を制御可能な制御部Ｋ（制御基板）を配置している。

以上の構成を有する本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊは、ハンドル９よりも下方に配置したＭＲＦデバイスＸにより、コイル２２に電流を印加しない状態では、コイル２２回りに磁場が形成されないため、磁気粘性流体３の粘度は極めて低く、ハンドル９を操作する際の操作抵抗は最も小さくなる。一方、コイル２２に電流を印加した状態では、磁気粘性流体３の粘度が電流値に応じて高くなり、ハンドル９を操作する際の操作抵抗はコイル２２に印加される電流値に応じて大きくなる。このように、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊは、磁場の変化によってシリンダ１に対するピストン２の相対移動時の抵抗力を変化させて、ハンドル９に作用するトルク（操作抵抗）を変化させることが可能である。特に、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊは、ハンドル９の全方向における搖動動作の操作力（操作抵抗）を変化させることができる。また、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊは、一定角度範囲内におけるハンドル９の回転動作の操作力（操作抵抗）を変化させることができる。

このような本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊを用いて、例えばガントリークレーンのトロリ（図示省略）を操作する際には、コイル通電ＯＦＦ状態からコイル通電ＯＮ状態に切り替えた状態で、オペレータが、トロリを進行させたい方向にハンドル９を倒す操作力をハンドル９に付与する。すると、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊの制御部Ｋは、ハンドル搖動角度検出部Ｅ及びハンドル回転角度検出部Ｆによって、ハンドル９の搖動角度及び回転角度を検知し、トロリの荷重、トロリの走行速度、外部風速、及びトロリの揺れに応じて、コイル２２に流す電流値（電圧値）を自動で変化させることで、磁気粘性流体３の粘度を変化させ、ハンドル９に作用するトルク（操作抵抗）を変化させる。そして、トロリが所定の搬送目的地に近付くと、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊの制御部Ｋは、搬送目的までの距離に応じて、コイル２２に流す電流値（電圧値）を漸次または急激に大きくすることで、ハンドル９に作用するトルク（操作抵抗）を大きくする。このように操作抵抗力が大きくなることで、ユーザは、トロリが所定の搬送目的地に近付いていることを感覚的に容易に把握することができる。なお、トロリの走行開始時点から搬送目的地に所定距離まで近付くまでの間において変化させるコイル２２に流す電流値（通常電流値）とは別に、搬送目的地に所定距離まで近付いた時点で、それまでの電流値（通常電流値）に加える電流値（一時付加電流値）を予め設定しておくことで、電流制御の容易化を図ることも可能である。

このように、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊに適用したＭＲＦデバイスＸは、磁性体のシリンダ１と、シリンダ１に対して相対移動可能なピストン２とを備え、ピストン２として、非磁性体のシャフト２１と、シャフト２１の周囲に配置され且つシャフト２１の外径よりも大きい内径を有するリング状のコイル２２と、シャフト２１の径方向Ｗにおいてシャフト２１とコイル２２の間に配置され且つシャフト２１の軸方向Ｈにおいてコイル２２を挟む位置に配置されたヨーク２３（上ヨーク２３１、下ヨーク２３２）とを備えたものを適用し、少なくともシャフト２１の径方向Ｗにおけるヨーク突出部（上ヨーク突出部２３４、下ヨーク突出部２３５）の外周面２３４ｂ，２３５ｂとシリンダ１の内周面１ａとの隙間Ｓに磁気粘性流体３を配置した構成である。

このような本実施形態に係るＭＲＦデバイスＸによれば、コイル２２を通電状態にすると磁気粘性流体３に磁場を加えることができ、シャフト２１の軸方向Ｈに沿った断面視においてコイル２２を周回する磁路（上ヨーク２３１及び下ヨーク２３２（ヨーク本体２３０）、下ヨーク突出部２３５、磁気粘性流体３、磁性体のシリンダ１、磁気粘性流体３、上ヨーク突出部２３４、上ヨーク２３１及び下ヨーク２３２（ヨーク本体２３０）、以上の順で巡廻する磁路）が形成され、コイル２２の通電状態を停止すればその磁路が消える。したがって、簡単な構造でありながら、コイル２２の通電ＯＮ・ＯＦＦの切り替えやコイル２２に流す電流量を変化させることによって、シャフト２１の径方向Ｗにおいてコイル２２よりも外側に配置した磁気粘性流体３に磁場を印加させた場合に生じる降伏応力抵抗を直接利用して、磁気粘性流体３の粘度調整を適切に行うことができ、シリンダ１に対するピストン２の移動抵抗（トルク）を、例えば急激に大きくする等、適宜の変化幅で調整することができる。また、本実施形態に係るＭＲＦデバイスＸによれば、磁気粘性流体３を、ピストン２の外周面のうち少なくともヨーク突出部２３４,２３５の外周面２３４ｂ,２３５ｂとシリンダ１の内周面１ａとの隙間Ｓに充填して配置しているため、ピストン２の外周面とシリンダ１の内周面１ａとの隙間全体に磁気粘性流体３を充填して配置する態様と比較して、コストの掛かる磁気粘性流体３の使用量を低減することができ、コストの削減を図ることが可能であるとともに、磁気粘性流体３の流量制御が要求されないため、制御の容易化を図ることもできる。

特に、本実施形態に係るＭＲＦデバイスＸは、ヨーク２３（上ヨーク２３１、下ヨーク２３２）のうち径方向Ｗにおいてコイル２２の外周面２２ｂよりも突出してシャフト２１の軸方向Ｈに対峙するヨーク突出部（上ヨーク突出部２３４、下ヨーク突出部２３５）同士の隙間を密閉可能な非磁性体の密閉リング４を備え、磁気粘性流体３を、シャフト２１の軸方向Ｈにおいてヨーク突出部２３４,２３５とシリンダ１との隙間に連通する密閉リング４の外周面４ｂとシリンダ１の内周面１ａとの隙間にも連続的に配置しているため、限られたスペースの中で軸方向Ｈに沿った磁気粘性流体３の配置領域Ｓを可能な限り広く確保して、鉄等の磁性粒子の増量化に伴う移動抵抗あるいはトルクの増大化を図ることができる。

本実施形態では、シャフト２１の軸方向Ｈに沿った磁気粘性流体３の配置領域Ｓを、シリンダ１の内周面１ａに密着する上密閉シール部５１と下密閉シール部５２とによって規定しているため、磁気粘性流体３の配置領域Ｓにおける磁気粘性流体３の適切な封入状態を維持することが可能である。

また、本実施形態に係るＭＲＦデバイスＸは、シリンダ１に対して所定のホームポジション（Ｈ）から移動したピストン２をホームポジション（Ｈ）に復帰させる復帰部７を備えているため、ホームポジション（Ｈ）から移動したピストン２を手動でホームポジション（Ｈ）に戻す処理が要求されず、使い勝手に優れている。

加えて、本実施形態に係るＭＲＦデバイスＸによれば、シャフト２１、コイル２２、ヨーク２３（上ヨーク２３１、下ヨーク２３２）、及び密閉リング４を同軸上に配置しているため、構造の簡素化及びコンパクト化を図ることができる。

さらに、本実施形態に係るＭＲＦデバイスＸによれば、シリンダ１に対してピストン２がシャフト２１の軸方向Ｈに沿って直線移動したり、シャフト２１回りに回転移動することができるため、汎用性に優れている。

また、本実施形態に係るジョイスティック装置Ｊは、上述した構成及び作用効果を奏するＭＲＦデバイスＸと、シリンダ１に対してピストン２を移動させる操作力を付与可能なハンドル９とを備えているため、構造の複雑化を招来することなく、磁場の変化によって操作抵抗を容易に変化させることができる。

このように、本実施形態に係るＭＲＦデバイスＸ及びジョイスティック装置Ｊは、磁力により磁気粘性流体の粘度を変化させて移動抵抗あるいはトルクを発生させ、発生した移動抵抗あるいはトルクの変化を、ピストン２の一部を構成するコイル２２の電流値（電圧）によって容易にコントロールすることができるとともに、摩擦力ではなく、磁力によって移動抵抗あるいはトルクを発生させる構成であるため、騒音の低減化及び長寿命化をも図ることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態のＭＲＦデバイスＸは、磁気粘性流体３を、シャフト２１の軸方向Ｈに連通する以下の隙間、「上ヨーク突出部２３４の突出端面（外周面２３４ｂ）とシリンダ１の内周面１ａとの隙間」、「密閉リング４の外周面４ｂとシリンダ１の内周面１ａとの隙間」、「下ヨーク突出部２３５の突出端面（外周面２３５ｂ）とシリンダ１の内周面１ａの隙間」、これらの隙間全てに磁気粘性流体３を連続的に配置した構成を例示したが、「上ヨーク突出部２３４の突出端面（外周面２３４ｂ）とシリンダ１の内周面１ａとの隙間（第１の隙間）」、及び「下ヨーク突出部２３５の突出端面（外周面２３５ｂ）との隙間（第２の隙間）」を相互に隔てた空間に設定し、これらの隙間（第１の隙間、第２の隙間）にのみ磁気粘性流体を配置した構成を採用することが可能である。

このようにすれば、コイル通電状態においてコイルを周回する磁路を形成される構成を確保しつつ、磁気粘性流体の使用量を低減して、コストの削減を図ることができる。なお、第１の隙間と第２の隙間を相互に隔離された空間にするためには、別のパーツによって密閉リングの外周面とシリンダの内周面との隙間を埋めるように構成したり、密閉リング自体の外径を上述の実施形態の外径よりも大きく設定して密閉リングの外周面とシリンダの内周面との隙間を埋めるように構成すればよい。
なお、本発明では、密閉リングを備えていない構成を採用することも可能である。この場合、コイルの外周面が密閉リングを介さずにシリンダの内周面に対向する構成になる。そして、コイルの外周面とシリンダの内周面との隙間に磁気粘性流体を配置するか否かは適宜選択することができる。コイルの外周面とシリンダの内周面との隙間に磁気粘性流体を配置した場合であってもコイルの機能的には問題にならない。また、コイルの外周面とシリンダの内周面との隙間に磁気粘性流体を配置しない場合であれば、「上ヨーク突出部２３４の突出端面（外周面２３４ｂ）とシリンダ１の内周面１ａとの隙間（第１の隙間）」、及び「下ヨーク突出部２３５の突出端面（外周面２３５ｂ）との隙間（第２の隙間）」を相互に隔てた空間に設定し、これらの隙間（第１の隙間、第２の隙間）にのみ磁気粘性流体を配置した構成を採用することが可能である。なお、第１の隙間と第２の隙間を相互に隔離された空間にするためには、別のパーツによってコイルの外周面とシリンダの内周面との隙間を埋めるように構成すればよい。

また、上述の実施形態では、ヨークのうち、シャフトの径方向においてシャフトとコイルの間に配置されるヨーク本体を、下ヨークの所定部分のみで形成した態様を例示したが、本発明においては、ヨーク本体を上ヨークの所定部分のみで形成した構成や、ヨーク本体を上ヨークの所定部分及び下ヨークの所定部分で形成した構成を採用することもできる。また、ヨークを上ヨークと下ヨークの２パーツから構成する態様に代えて、ヨークを１パーツで構成した態様や、ヨークを３以上のパーツで構成することも可能である。あるいは、ヨーク本体及びヨーク突出部をそれぞれ別パーツで構成し、これらを相互に一体的に接合したり、組み付けて構成したヨークを採用することもできる。

また、上述の実施形態では、ヨーク突出部の外周面がシャフトの径方向においてコイルの外周面よりもシリンダの内周面側に突出した面となるように、ヨーク突出部の突出寸法を適宜の値（ヨーク突出部の外径が、コイルの外径よりも大きくなる適宜の値）に設定した態様を例示したが、ヨーク突出部は、シャフトの軸方向においてコイルを挟む位置に配置されるという条件を満たせば、上記実施形態の形状に限定されない。すなわち、本発明においては、ヨーク突出部の外周面がシャフトの径方向においてコイルの外周面よりもシャフト側に寄った面となるように、ヨーク突出部の突出寸法を適宜の値（ヨーク突出部の外径をコイルの外径よりも小さい適宜の値）に設定した態様や、ヨーク突出部の外周面がシャフトの軸方向においてコイルの外周面と連続する面となるように、ヨーク突出部の突出寸法を適宜の値（ヨーク突出部の外径をコイルの外径と一致する適宜の値）に設定した態様を採用することができる。なお、ヨーク突出部の外径をコイルの外径よりも小さい適宜の値に設定した態様や、ヨーク突出部の外径をコイルの外径と一致する適宜の値に設定した態様を採用した場合、シャフトの軸方向においてコイルを挟む位置に配置されるヨーク突出部同士の間に、コイル以外のパーツ（例えば上記実施形態における密閉リング）を介在させるスペースは形成されない。

また、シリンダの内周面に密着可能なリング状の密閉シール部（上密閉シール部、下密閉シール部）は、非磁性体であればよく、断面形状や素材は特に限定されない。上述の実施形態では、シリンダの内周面に密着可能なリング状の密閉シール部（上密閉シール部、下密閉シール部）によって、磁気粘性流体の配置領域のうちシャフトの軸方向に沿った寸法を規定し、シャフトの軸方向における磁気粘性流体の封入状態を確保する構成を例示したが、密閉シール部を備えていないＭＲＦデバイスを採用することも可能である。この場合、密閉シール部とシリンダの内周面との摺動部分がなくなる分だけ、シリンダに対するピスンの摺動抵抗（操作抵抗）を小さくすることができる。

本発明では、シリンダに対して所定のホームポジションから移動したピストンをホームポジションに復帰させる復帰部を、コイルバネを用いずに、適宜の手段や機構によって実現することも可能である。

また、復帰部を備えていないＭＲＦデバイスであってもよい。例えば、シリンダに対して所定のホームポジションから移動したピストンがホームポジションに復帰する際の移動方向が、ピストンの自重で落下する方向と同じであれば、復帰部を省略することができる。

本発明のＭＲＦデバイスでは、シャフト、コイル、ヨーク、及び密閉リングを同軸上に配置しない構成を採用することも可能である。

さらにはまた、本発明は、ピストンを、シリンダに対してシャフトの軸方向に沿った直線移動のみ可能に構成したＭＲＦデバイスや、ピストンを、シャフトの中心軸回りの回転移動のみ可能に構成したＭＲＦにすることもできる。

本発明のＭＲＦデバイスは、シャフトの軸方向を鉛直方向以外の方向に一致させた姿勢で使用することも可能である。

また、本発明のＭＲＦデバイスを、ジョイスティック装置以外の適宜の操作部（例えば電動車イスの操作部、三次元測定装置の操作部、ロボットアームの操作部、重機の操作部）等に実装することもできる。

本発明のＭＲＦデバイスを単体で使用することも可能である。例えば、車に設けられるダンパ（例えば車のシートのダンパ、列車のダンパ等）や洗濯機に設けられるダンパを本発明のＭＲＦデバイス単体で構成することができる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…シリンダ
２…ピストン
２２…コイル
２３（２３１、２３２）…ヨーク（上ヨーク、下ヨーク）
２３０…ヨーク本体
２３４、２３５…ヨーク突出部（上ヨーク突出部、下ヨーク突出部）
３…磁気粘性流体
４…密閉リング
７…復帰部（ピストン復帰部）
９…ハンドル
Ｊ…ジョイスティック装置
Ｘ…ＭＲＦデバイス

Claims (6)

1. 磁性体のシリンダと、前記シリンダに対して相対移動可能なピストンとを備え、
   前記ピストンは、非磁性体のシャフトと、前記シャフトの周囲に配置され且つ前記シャフトの外径よりも大きい内径を有するリング状のコイルと、前記シャフトの径方向において前記シャフトと前記コイルの間に配置されるヨーク本体及び前記シャフトの軸方向において前記コイルを挟む位置に配置されるヨーク突出部を有するヨークとを備えたものであり、
   少なくとも前記ヨーク突出部の外周面と前記シリンダの内周面との隙間に磁気粘性流体を配置していることを特徴とするＭＲＦデバイス。
2. 前記ヨーク突出部の外周面は、前記径方向において前記コイルの外周面よりも前記シリンダの内周面側に突出したものであり、
   前記シャフトの軸方向に対峙する前記ヨーク突出部同士の隙間を密閉可能な非磁性体の密閉リングを備え、前記磁気粘性流体を前記密閉リングの外周面と前記シリンダの内周面との隙間にも配置している請求項１に記載のＭＲＦデバイス。
3. 前記シリンダに対して所定のホームポジションから移動した前記ピストンを前記ホームポジションに復帰させる復帰部を備えている請求項１又は２に記載のＭＲＦデバイス。
4. 前記シャフト、前記コイル、及び前記ヨークを同軸上に配置している請求項１乃至３の何れかに記載のＭＲＦデバイス。
5. 前記ピストンを、前記シリンダに対して前記シャフトの軸方向に沿った直線移動又は前記シャフト回りの回転移動の何れか一方または両方の移動可能に構成している請求項１乃至４の何れかに記載のＭＲＦデバイス。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載のＭＲＦデバイスと、前記シリンダに対して前記ピストンを移動させる操作力を付与可能なハンドルとを備えたことを特徴とするジョイスティック装置。

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