CN108700908A - 操作装置 - Google Patents

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Abstract

操作装置(100)的特征在于，具备通过操作者的操作在操作方向上进行动作的操作体(11)、将操作体(11)的动作支承得自如的支承体(3)、以及对操作体(11)给与负载的可动负载给与机构(F5)，可动负载给与机构(F5)具有与操作体(11)的可动轴(11j)卡合的可动构件(55)、具有产生磁场的线圈(35)和以围着线圈(35)的方式设置的第1磁轭(15)的磁性产生机构(FM5)、以及根据磁场的强度而粘性变化的磁粘滞性流体，在第1磁轭(15)与可动构件(55)的间隙(5g)即第1间隙填充有磁粘滞性流体，在间隙(5g)中，在第1磁轭(15)与可动构件(55)的各自的对置面之内的至少一方具备硬度比可动构件(55)低的第1缓冲层。

Description

操作装置
技术领域
本发明涉及操作装置，能够在操作者进行了操作时，对操作者赋予操作感。
背景技术
近年，提出各种带力反馈功能的操作装置，在操作者对操作构件进行了操作时，通过给与和该操作构件的操作量、操作方向对应的反作用力、推力等外力(力感)，由此使操作感觉良好，能够可靠地进行所希望的操作。尤其是，在空气调节器、音响或者导航等车载用控制设备的操作中，并不是边视觉辨认边操作，大多是盲操作的情况，对操作构件(操作旋钮)给与力感从安全性的方面来看也是有效的。
使用这样的操作装置的汽车用的手动输入装置800被专利文献1(以往例1)提出。图10是说明以往例1的手动输入装置800的图，是表示其基本构成的主要部分的纵剖视图。
图10所示的手动输入装置800构成为具备被操作员(操作者)手动操作且进行旋转的旋钮880(操作构件)、具有与旋钮880一体设置的轴承轴851的行星齿轮机构、始终固定行星齿轮机构的齿圈862的圆筒状的齿圈壳体860(固定构件)、具有与行星齿轮机构的太阳轮832卡合的输出轴811的马达810、对马达810的输出轴811的旋转进行检测的编码器830(检测单元)、以及根据编码器830的检测结果对马达810的旋转进行控制的控制单元。而且，手动输入装置800设置成以规定的定时使马达810旋转，将该旋转力经由行星齿轮机构传递到旋钮880，将规定的操作感赋予操作者。
然而，该手动输入装置800虽然能够赋予良好的操作感，但是，由于使用马达810，所以，难以对应更小型化的需求。于是，摸索出不使用马达810而给与和操作构件的操作量、操作方向对应的反作用力、推力等外力(力感)的方法。
在专利文献2(以往例2)中，提出使用自身的流动性受磁场发生单元影响的磁场响应材料(磁粘滞性流体)的手动制动器911。图11是说明以往例2的手动制动器911的图，是长度方向剖视图。
图11所示的手动制动器911构成为具备具有第一外壳室915以及第二外壳室917的外壳913、将外壳913的开放端侧闭塞的闭合板919、贯通第二外壳室917且延伸设置到第一外壳室915的轴923、与轴923的端部一体设置且在第一外壳室内并排设置的转子921、设置于第一外壳室915内并位于转子921的外周边部旁边的磁场产生器929、设置于第一外壳室915并以包围转子921的方式填充的磁场响应材料941、以及设置于第二外壳室917且控制以及监视制动器动作的控制单元925。另外，磁场产生器929具备线圈931、以及以围着线圈931的三侧的方式配设的极片933(磁轭)。
而且，当对线圈931进行通电时，产生在图11中以虚线表示的磁通J37，伴随着该磁通J37的产生，磁场响应材料941中的软磁性或者可磁化颗粒沿着磁通J37排列。因此，相对切断该排列的方向，也就是说进行旋转动作的转子921的旋转方向，通过磁场响应材料941赋予到转子921的阻力增大。由此，由此，手动制动器911具有使用该磁场响应材料941和转子921，停止轴923的旋转动作的制动器作用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003－50639号公报
专利文献2：日本特表2005－507061号公报
发明内容
发明所要解决的问题
考虑有通过利用上述的磁场响应材料941(磁粘滞性流体)的作用，由此，不使用马达而给与和操作构件的操作量、操作方向对应的反作用力、推力等外力(力感)的方法。然而，在以往例2的构成中，通过转子921的旋转，转子921与线圈931、极片933(磁轭)抵接，可能会产生接触音、滑动音等。因此，具有对操作者赋予不适感等，操作感变差的问题。另一方面，虽然为了转子921与线圈931、极片933不抵接，考了增大转子921与线圈931以及极片933的间隙，但是，为了使填充到已变大的间隙中的磁粘滞性流体的粘性，需要较大的磁场。还具有必须增大对产生该磁场的线圈、磁场进行感应的磁轭，违背小型化目的这样的问题。
本发明解决上述的问题，所以，其目的在于提供使用磁粘滞性流体而得到良好的操作感的操作装置。
用于解决问题的手段
为了解决该课题，本发明的操作装置的特征在于，具备：操作构件，具有通过操作者的操作在操作方向上进行动作的操作体；支承体，将该操作体的动作支承得自如；以及可动负载给与机构，对上述操作体给与可动负载，在上述操作体具有能够使上述操作体进行上述动作的可动轴，上述可动负载给与机构具备：可动构件，与该可动轴卡合并进行上述动作；磁性产生机构，与该可动构件隔着间隙对置；以及磁粘滞性流体，存在于该间隙的至少一部分且根据磁场的强度而粘性变化，上述磁性产生机构具备：线圈，通过通电而产生磁场；以及第1磁轭，以围着该线圈的方式设置，配置于上述可动构件的一侧，在该第1磁轭与上述可动构件的上述间隙即第1间隙填充有上述磁粘滞性流体，在上述间隙中，在上述第1磁轭与上述可动构件的各自的对置面之内的至少一方具备硬度比上述可动构件低的第1缓冲层。
由此，本发明的操作装置中，通过向线圈的通电而产生磁场，磁路从第1磁轭向可动构件侧扩展而形成，磁粘滞性流体中的磁性颗粒沿着磁通对齐。因此，相对将到第1磁轭与可动构件以及可动构件与第1磁轭形成的磁通横切的方向上进行动作的可动构件，通过磁粘滞性流体施加负载，经由可动构件以及可动轴对操作体施加负载。而且，在可动构件进行动作时，即使可动构件与第1磁轭抵接，也会减少抵接音、滑动音等。由此，能够针对操作者的操作，将良好的操作感赋予给操作者。
另外，本发明的操作装置的特征在于，上述可动构件由软磁性体构成。
由此，从第1磁轭向可动构件、从可动构件到第1磁轭可靠地形成磁路，磁粘滞性流体中的磁性颗粒在相互对置的对置面方向上对齐。因此，针对在将磁性颗粒对齐的对置面方向横切的方向上进行动作的可动构件，施加更强的负载。由此，经由可动构件以及旋转轴对操作体施加更强的负载，能够将更加良好的操作感赋予给操作者。
另外，本发明的操作装置的特征在于，上述磁性产生机构具有在上述可动构件的另一侧与上述可动构件对置配设的第2磁轭。
由此，从第1磁轭向第2磁轭、从第2磁轭到第1磁轭可靠地形成磁路。因此，能够使磁性颗粒向与可动构件进行动作的方向垂直的方向对齐，能够施加更强的负载。由此，能够经由可动构件以及可动轴将更强的负载施加到操作体。
另外，本发明的操作装置的特征在于，在上述可动构件与上述第2磁轭的上述间隙即第2间隙填充有上述磁粘滞性流体。
由此，在第2磁轭与可动构件的第2间隙填充有磁粘滞性流体，所以，能够对在横切磁通的方向上进行动作的可动构件给与进一步的负载。由此，即使是相等的磁场，也能够将更大的操作感赋予给操作者。
另外，本发明的操作装置的特征在于，上述第1缓冲层由磁片构成。
由此，能够从第1磁轭向可动构件侧感应由线圈产生的磁通。由此，能够对在横切磁通的方向上进行动作的可动构件给与进一步的负载。
另外，本发明的操作装置的特征在于，上述第1缓冲层是含有磁粉的合成树脂片。
由此，能够从第1磁轭向可动构件侧感应由线圈产生的磁通，能够对在横切磁通的方向上进行动作的可动构件给与进一步的负载。而且，第1缓冲层的基体由硬度更低的合成树脂件构成，所以，抵接音、滑动音等进一步减少。由此，能够针对操作者的操作，将更加良好的操作感赋予给操作者。
另外，本发明的操作装置的特征在于，在上述第2磁轭与上述可动构件的至少一方具备硬度比上述可动构件低的第2缓冲层。
由此，在第2磁轭与可动构件的至少一方具备硬度比可动构件低的第2缓冲层，所以，在可动构件可动时，即使可动构件与第2磁轭抵接，也会减少抵接音、滑动音等。由此，能够针对操作者的操作，将良好的操作感赋予给操作者。
另外，本发明的操作装置的特征在于，上述第2缓冲层由磁片构成。
由此，能够从第1磁轭向第2磁轭侧感应由线圈产生的磁通。由此，能够对在横切磁通的方向上进行动作的可动构件给与进一步的负载。
另外，本发明的操作装置的特征在于，上述第2缓冲层是含有磁粉的合成树脂片。
由此，能够从第1磁轭向第2磁轭侧感应由线圈产生的磁通，能够对在横切磁通的方向上进行动作的可动构件给与进一步的负载。而且，第2缓冲层的基体由硬度更低的合成树脂件构成，所以，抵接音、滑动音等进一步减少。由此，能够针对操作者的操作，将更加良好的操作感赋予给操作者。
发明效果
本发明的操作装置中，通过向线圈的通电而产生磁场，磁路从第1磁轭向可动构件侧扩展而形成，磁粘滞性流体中的磁性颗粒沿着磁通对齐。因此，相对将到第1磁轭与可动构件以及可动构件与第1磁轭形成的磁通横切的方向上进行动作的可动构件，通过磁粘滞性流体来施加负载，经由可动构件以及可动轴对操作体施加负载。而且，在可动构件进行动作时，即使可动构件与第1磁轭抵接，也会减少抵接音、滑动音等。由此，能够针对操作者的操作，将良好的操作感赋予给操作者。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式涉及的操作装置的上方立体图。
图2是本发明的第1实施方式涉及的操作装置的分解立体图。
图3是说明本发明的第1实施方式的操作装置的图，图3(a)是从图1所示的Z1侧观察的顶视图，图3(b)是从图1所示的Y2侧观察的主视图。
图4是说明本发明的第1实施方式的操作装置的图，是图3(a)所示的IV－IV线的剖视图。
图5是说明本发明的第1实施方式涉及的操作装置的可动负载给与机构的图，是图4所示的P部分的放大剖视图。
图6是说明本发明的第1实施方式涉及的操作装置的可动负载给与机构的图，图6(a)是可动负载给与机构的上方立体图，图6(b)是从图6(a)所示的Y2侧观察的主视图。
图7是说明本发明的第1实施方式涉及的操作装置的可动负载给与机构的图，图7(a)是省略了图6所示的第2磁轭的下方立体图，图7(b)是进一步省略了图7(a)所示的可动构件的下方立体图。
图8是对于本发明的第1实施方式涉及的操作装置的磁粘滞性流体进行说明的模式图，图8(a)是没有施加磁场的状态的磁粘滞性流体的图，图8(b)是施加有磁场的状态的磁粘滞性流体的图。
图9是说明本发明的第1实施方式涉及的操作装置的可动负载给与机构的图，是表示在磁性产生机构流动的电流与操作体涉及的转矩的关系的一个例子的图表。
图10是说明以往例1的手动输入装置的图，是表示其基本构成的主要部分的纵剖视图。
图11是说明以往例2的手动制动器的图，是长度方向剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
[第1实施方式]
图1是本发明的第1实施方式涉及的操作装置100的上方立体图。图2是操作装置100的分解立体图。图3(a)是从图1所示的Z1侧观察的顶视图，图3(b)是从图1所示的Y2侧观察的主视图。图4是图3(a)所示的IV－IV线的剖视图。
本发明的第1实施方式的操作装置100呈现如图1以及图3所示那样的外观，如图2所示，主要构成为具备：具有通过操作者的操作而向操作方向动作的操作体11的操作构件1；将操作体11的动作支承得自如的支承体3；对操作体11给与负载的可动负载给与机构F5；以及用于使操作感提高的第1缓冲层K16及第2缓冲层K26。另外，在本发明的第1实施方式的操作装置100中，是能够以操作体11的可动轴11j(参照图2)为旋转中心向转动方向(旋转方向)进行操作的旋转型的操作装置。
另外，在第1实施方式的操作装置100中，除了上述的构成要素以外，还具有构成主体的侧壁的一部分的侧壁衬垫S17(参照图2)、以及在可动负载给与机构F5之中配设的狭缝衬垫S57(参照图4)。而且，该旋转型的操作装置100中，没有图示的操作构件1的操作部(操作旋钮、操作按钮等)与操作体11的一端侧卡合，由操作者把持操作部进行操作，操作体11在两个方向上进行旋转动作。
另外，当在该操作装置100具备对操作体11的旋转动作进行检测例如对操作体11的旋转角度进行检测的旋转检测单元(未被图示)时，操作装置100能够作为能够输入旋转角度的旋转型的输入装置来使用。而且，例如，作为该旋转检测单元，当使用由形成有电阻器图案的基板和对电阻器图案滑动接触的滑动件构成的所谓旋转型可变阻力器时，通过使该旋转型可变阻力器与操作体11卡合，从而，能够容易地检测操作体11的旋转动作。另外，作为旋转检测单元，不限于旋转型可变阻力器。例如，还可以是使用永久磁铁和磁性检测传感器的磁性式的角度旋转检测装置。
首先，对操作装置100的操作构件1进行说明。操作构件1具有由操作者把持的操作部(未被图示)、以及卡合有操作部并伴随操作部的旋转操作进行动作的操作体11。
操作构件1的操作部是由操作者把持并操作的操作旋钮、操作按钮等构件，与操作体11的一端侧卡合而使用。另外，其形状考虑容易操作那样的形状等，通过所应用的产品任意决定。
操作构件1的操作体11使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT，poly butyleneterephtalate)等合成树脂，如图2所示，具有圆柱形状的柱部11c、贯通柱部11c的中心并以旋转中心为中心的可动轴11j、以及在操作体11的另一端侧设置且尺寸比柱部11c大一圈的环部11r，一体地被注塑成型而制造。而且，如图4所示，O环R7被柱部11c插通，配设于柱部11c与环部11r的连接点部分。在此装配的O环R7还具有封闭对可动构件55进行收纳的收纳空间的功能。由此，防止填充到该收纳空间的磁粘滞性流体75从收纳空间漏出。
随后，对操作装置100的支承体3进行说明。支承体3如图4所示，主要由抵接设置操作体11的可动轴11j的端部的轴承部3j、被操作体11的柱部11c插通并引导柱部11c的轴支承部3s、以及用于按压轴支承部3s使其稳定的盖部3u构成。而且，该支承体3以操作体11的可动(旋转)自如的方式支承操作体11(操作构件1)。
另外，如图4所示，支承体3的轴承部3j的与操作体11的可动轴11j对置一侧成为凹形状。而且，轴承部3j在操作装置100被组装时，在该轴承部3j的凹形状部分抵接旋转轴11j的端部，允许操作体11的动作容易地进行。
另外，支承体3的轴支承部3s设为在中央部具有贯通孔的环形状(参照图2)，如图4所示，被收纳于在可动负载给与机构F5(后述的磁性产生机构FM5的第1磁轭15的上磁轭15A)的中央的上部设置的凹部(参照后述的图6(a))。而且，操作体11的柱部11c插通于轴支承部3s的贯通孔，轴支承部3s将柱部11c(操作体11)支承为能够旋转。
另外，支承体3的盖部3u设为平板状且在中央部具有贯通孔的圆形形状(参照图2)，如图3(a)所示，被载置于可动负载给与机构F5(上磁轭15A)。而且，与轴支承部3s相同地，操作体11的柱部11c插通于盖部3u的贯通孔。另外，轴承部3j、轴支承部3s以及盖部3u与操作体11相同地，使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)等合成树脂进行注塑成型且制造。
随后，对操作装置100的可动负载给与机构F5进行说明。图5是图4所示的P部分的放大剖视图。图6(a)是可动负载给与机构F5的上方立体图，图6(b)是从图6(a)所示的Y2侧观察的主视图。图7(a)是省略了图6所示的第2磁轭25的下方立体图，图7(b)是进一步省略了图7(a)所示的可动构件55的下方立体图。
可动负载给与机构F5构成为具备如图4所示与可动轴11j卡合且进行动作的可动构件55、如图5所示与可动构件55隔着间隙5g且在一侧对置的磁性产生机构FM5、以及在该间隙5g存在的磁粘滞性流体75。进而，可动负载给与机构F5的磁性产生机构FM5呈现如图6(a)所示那样的圆柱形状，如图5所示，构成为具有通过通电而产生磁场的线圈35、设置为围着线圈35的第1磁轭15、与可动构件55隔着间隙5g且在另一侧对置的第2磁轭25、以及控制向线圈35的通电的操作控制部(未被图示)。而且，可动负载给与机构F5构成为，接受由操作者进行的旋转操作，对操作体11赋予来自可动负载给与机构F5的负载，由此，针对操作者向操作构件1的操作部(操作旋钮、操作按钮等)给与旋转负载。
首先，对可动负载给与机构F5的磁性产生机构FM5进行说明。磁性产生机构FM5的线圈35由金属线材缠绕成环状而形成，如图4所示，配设于可动构件55的一侧(图4所示的Z1侧)。而且，通过对该线圈35通电，由此，在线圈35的周围产生磁场。另外，线圈35成为金属线材缠绕捆绑的形状，但是，在图2中，简化且使表面平坦地表示。
随后，磁性产生机构FM5的第1磁轭15如图4所示，设置成围着线圈35，构成为具有覆盖线圈35的一侧(图4所示的Z1侧)和线圈35的内侧侧壁(环状形状的中心侧的侧壁)的上磁轭15A、覆盖线圈35的外侧侧壁和线圈35的另一侧(图4所示的Z2侧)的一部分的横磁轭15B、以及覆盖线圈35的另一侧的一部分的下磁轭15C。而且，第1磁轭15如图5所示，配设于可动构件55的一侧，横磁轭15B的一部以及下磁轭15C与可动构件55隔着间隙5g(第1间隙5ga，参照图5)对置。通过该第1磁轭15，将从线圈35产生的磁通封闭，有效地对可动构件55侧作用磁场。
另外，第1磁轭15如图4以及图7(b)所示，在与可动构件55对置一侧，具有由横磁轭15B和下磁轭15C形成的狭缝15s(磁轭狭缝)，成为第1磁轭15的与可动构件55对置一侧被分割的形状。在此，将与可动构件55对置的横磁轭15B的部分设为第1磁轭15的第1对置部TB5，将与可动构件55对置的下磁轭15C的部分设为第2对置部TC5。
另外，如图4以及图5所示，该狭缝15s宽度比第1磁轭15与可动构件55的间隙5g(第1间隙5ga窄。由此，通过向线圈35的通电而产生磁场，形成为例如从第1磁轭15的第1对置部TB5到第2对置部TC5，磁路向可动构件55侧扩展。
另外，在本发明的第1实施方式中，在第1磁轭15的狭缝15s的部分，如图7(b)所示，收纳有环形状的狭缝衬垫S57(参照图2)。该狭缝衬垫S57使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)等合成树脂来形成，在磁路中也分割第1磁轭15(横磁轭15B)的第1对置部TB5和第1磁轭15(下磁轭15C)的第2对置部TC5。另外，在本发明的第1实施方式中，第1磁轭15由上磁轭15A、横磁轭15B以及下磁轭15C这3个部件构成，但不限于此，还可以由2个部件或4个以上部件构成。另外，虽然是对第1磁轭15优选使用了狭缝15s的构成，但是，还可以是没有狭缝15s的构成。
随后，磁性产生机构FM5的第2磁轭25以图2所示那样的圆盘形状形成，如图4、图5以及图6(b)所示，配设于可动构件55的另一侧，与可动构件55隔着间隙5g(第2间隙5gb，参照图5)对置。由此，从线圈35产生的磁通从第1磁轭15的第1对置部TB5向第2磁轭25、从第2磁轭25到第1磁轭15的第2对置部TC5可靠地贯通。因此，与可动构件55进行动作的方向(横切图6(a)所示的X－Y平面的方向)垂直的方向(与图6(b)所示的X－Y平面垂直的Z方向)上可靠地形成磁路。
另外，在第1磁轭15(横磁轭15B)的外周侧与第2磁轭25的外周侧之间设有构成主体的侧壁的一部分的侧壁衬垫S17。该侧壁衬垫S17也使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)等合成树脂来形成，在磁路分割第1磁轭15(横磁轭15B)和第2磁轭25。
另外，如图4所示，用第1磁轭15、第2磁轭25以及侧壁衬垫S17，在与沿着操作体11的可动轴11j的方向(图4所示的Z方向)正交的方向(X－Y平面的方向)上形成狭窄的收纳空间。在该狭窄的收纳空间配设有旋转负载给与机构F5的可动构件55。
随后，磁性产生机构FM5的操作控制部使用集成电路(IC，integrated circuit)，控制向线圈35的通电量、通电的定时等。具体地讲，例如，在通过操作者的操作进行旋转操作时，接受来自对操作体11的操作位置进行检测的位置检测单元P6的检测信号，操作控制部使位于线圈35的一定量的电流流动，或根据操作体11的操作位置使电流量变化。
另外，操作控制部搭载于未被图示电路基板，与线圈35电连接。另外，操作控制部以及电路基板优选配设于磁性产生机构FM5的附近，但不限于此。例如，操作控制部还可以在挠性印制基板(FPC，Flexible printed circuits)等与线圈35连接，搭载于所应用的产品的母基板(主板)。
随后，对可动负载给与机构F5的可动构件55进行说明。可动构件55由铁等软磁性体形成，如图2所示，由以旋转轴11j的旋转中心为中心的具有贯通孔的基部55d、以及与基部55d一体形成且以旋转中心为中心的圆盘形状的圆盘部55e构成。
可动构件55的基部55d如图4所示，在操作体11的环部11r的下部侧与操作体11的旋转轴11j卡合。由此，伴随操作体11的向两个方向的旋转动作，可动构件55的圆盘部55e向两个方向进行旋转移动。
可动构件55的圆盘部55e在输入装置100被组装时，如图4所示，被收纳于上述的狭窄的收纳空间。由此，从线圈35产生的磁通从第1磁轭15的第1对置部TB5向可动构件55、从可动构件55向第2磁轭25、从第2磁轭25向可动构件55、从可动构件55到第1磁轭15的第2对置部TC5可靠地贯通。因此，与可动构件55进行动作的方向垂直的方向可靠地形成磁路。
另外，在圆盘部55e，如图2以及图7(a)所示，形成有将以可动轴11j的旋转中心为中心的假想的环形状分割成4个而成的圆弧形状的可动部狭缝55s。该可动部狭缝55s如图4以及图5所示，设置于与在第1磁轭15设置的狭缝15s对置的位置。由此，从线圈35产生的磁通不会通过可动构件55被封闭，能够经由第1磁轭15以及可动构件55向第2磁轭25、从第2磁轭25经由可动构件55向第1磁轭15可靠地贯通。由此，能够减少以从第1磁轭15到第2磁轭25没有感应且仅通过上侧的磁粘滞性流体75、可动构件55的方式简捷而向第1磁轭15(从横磁轭15B不经由第2磁轭25而向下磁轭15C)引导的磁通。
而且，如图5所示，可动部狭缝55s的宽度比第1磁轭15的狭缝15s的宽度小，所以，能够以可动构件55捕捉来自第1磁轭15的磁通的扩展，能够引导到第2磁轭25。另外，更优选地是，可动部狭缝55s的宽度的中心位置和狭缝15s的宽度的中心位置一致。
随后，对操作装置100的第1缓冲层K16以及第2缓冲层K26进行说明。首先，操作装置100的第1缓冲层K16由含有磁粉的合成树脂片构成，如图2所示，设为平板状且在中央具有贯通孔16h的圆形形状。
另外，第1缓冲层K16与位于可动构件55的对置面侧的第1磁轭15(横磁轭15B的一部分和下磁轭15C)重叠地配设。因此，能够从第1磁轭15向可动构件55侧有效地感应由线圈35产生的磁通。
另外，第1缓冲层K16使用硬度比由铁、硅钢、坡莫合金、铁素体等软磁性材料构成的可动构件55低的材质。由此，在可动构件55进行动作时，即使可动构件55与第1磁轭15抵接，也会减少抵接音、滑动音等。而且，在本发明的第1实施方式中，第1缓冲层K16的基体由硬度更低的合成树脂件构成，所以，进一步减少抵接音、滑动音等。由此，能够针对操作者的操作，将更加良好的操作感赋予给操作者。
随后，操作装置100的第2缓冲层K26与第1缓冲层K16相同地由含有磁粉的合成树脂片构成，如图2所示，设为平板状且在中央具有贯通孔26h的圆形形状。
另外，第2缓冲层K26与位于可动构件55的对置面侧的第2磁轭25重叠配设。因此，能够向动构件55侧有效地感应由线圈35产生的磁通。
另外，第2缓冲层K26使用硬度比由铁、硅钢、坡莫合金、铁素体等软磁性材料构成的可动构件55低的材质。由此，在可动构件55进行动作时，即使可动构件55与第2磁轭25抵接，也会减少抵接音、滑动音等。而且，在本发明的第1实施方式中，第2缓冲层K26的基体由硬度更低的合成树脂件构成，所以，进一步减少抵接音、滑动音等。由此，能够针对操作者的操作，讲更加良好的操作感赋予给操作者。另外，第1缓冲层K16向第1磁轭15的配设以及第2缓冲层K26向第2磁轭25的配设通过使用粘接剂等粘贴，从而，能够容易地进行。
最后，对可动负载给与机构F5的磁粘滞性流体75进行说明。图8是对磁粘滞性流体75进行说明的模式图，图8(a)是没有施加磁场的状态的磁粘滞性流体75的图，图8(b)是施加有磁场的状态的磁粘滞性流体75的图。另外，在图8(b)中，为了容易理解说明，用双点划线来表示磁场(磁通)的流动。
磁粘滞性流体75如图8(a)所示，是在有机溶剂等的溶质SV中，铁、铁素体等具有磁性的微细的磁性颗粒JR进行分布后的物质，一般称呼为MR流体(Magneto RheologicalFluid)。该磁粘滞性流体75具有根据磁场的强度而粘性变化的特性，与相同的磁性流体(Magnetic Fluid)区别。两者的形态的较大不同粉体的粒径，MR流体是1μm～1mm程度，磁性流体是10nm～1μm程度，MR流体中的粒径比磁性流体中的粒径大100～1000倍程度。
在此，对该磁粘滞性流体75中的“根据磁场的强度而粘性变化”的内容简单说明。
首先，在没有对磁粘滞性流体75施加磁场的情况下，如图8(a)所示，磁性颗粒JR不规则地分布于溶质SV中。此时，当例如可动构件55进行动作(相对图8(a)所示的Z方向垂直的面(X－Y平面)上的旋转)时，受到较低的反作用力且可动构件55容易进行动作。
随后，当在磁性产生机构FM5的线圈35中流动电流且产生磁场时，如图8(b)所示，沿着对磁粘滞性流体75作用的磁场(在图8(b)中沿着Z方向)，磁性颗粒JR以直链状规则地对齐。另外，该规则性的程度根据磁场的强度而变化。也就是说，对磁粘滞性流体75作用的磁场变得越强，规则性的程度变得越强。而且，相对使该以直链状对齐的磁性颗粒JR的规则性崩溃的方向，更强的剪力进行作用，结果是，相对该方向的粘性变强。尤其是，在相对进行作用的磁场正交的方向(在图8(b)中X－Y平面方向)最强的剪力进行作用。
而且，在这样的通电状态(图8(b)所示的状态)下，当可动构件55进行动作时，相对可动构件55产生反作用力，该反作用力(旋转负载)向与可动构件55卡合的操作体11传递。由此，可动负载给与机构F5能够对操作者给与旋转操作的旋转负载(由旋转造成的负载)。此时，通过操作控制部来控制向线圈35的通电量、通电的定时等，所以，能够对操作者以任意的定时自由地赋予任意的负载。
对该“根据磁场的强度而反作用力(旋转负载)变强”进行检证后的结果由图9表示。图9是磁性产生机构FM5的线圈35中流动的电流和对操作体11施加的转矩的关系的一个例子进行表示的图表。横轴是电流(A)，纵轴是转矩(Nm)。该转矩相当于对操作体11施加的反作用力(旋转负载)。
如图9所示，当增大磁性产生机构FM5的线圈35中流动的电流时，伴随产生的磁场变强，伴随该磁场的强度，转矩也就是说对操作体11施加的反作用力(旋转负载)增大。由此，利用磁粘滞性流体75中的“根据磁场的强度，粘性变化，反作用力变强”这点，能够对操作体11(操作构件1)施加可变的负载。
在本发明的第1实施方式中，优选使用具有上述特性的磁粘滞性流体75。而且，磁粘滞性流体75如图4所示，配设于第1磁轭15与可动构件55的间隙5g(第1间隙5ga，参照图5)，尤其是，如图5所示，被填充于第1磁轭15的第1对置部TB5以及第2对置部TC5与可动构件55的间隙5g(第1间隙5ga)。由此，相对将到第1磁轭15(第1对置部TB5)与可动构件55以及可动构件55与第1磁轭15(第2对置部TC5)形成的磁通横切的方向上进行动作的可动构件55，通过磁粘滞性流体75施加旋转负载。由此，经由可动构件55以及可动轴11j对操作体11施加旋转负载。由此，能够提供能得到良好的操作感的操作装置100。
而且，在本发明的第1实施方式中，图7(b)所示的第1对置部TB5中面对磁粘滞性流体75的第1对置面15r的面积和第2对置部TC5中面对磁粘滞性流体75的第2对置面15t的面积相同。由此，在磁通的入口和出口，磁通密度相等，能够使从线圈35产生的磁通有效地作用于磁粘滞性流体75的粘性的控制。由此，能够对可动构件55均等地给与负载(旋转负载)，能够将更加良好的操作感赋予给操作者。
进而，在本发明的第1实施方式中，在可动构件55与第2磁轭25的间隙5g(第2间隙5gb)也填充有磁粘滞性流体75。在此填充的磁粘滞性流体75也作用有从第1磁轭15(第1对置部TB5)经由可动构件55向第2磁轭25、从第2磁轭25经由可动构件55到第1磁轭15(第2对置部TC5)形成的磁通。因此，能够使磁性颗粒JR向与可动构件55进行动作的方向垂直的方向对齐，能够施加更强的旋转负载。由此，能够给与进一步的旋转负载，即使是相等的磁场，也能够将更大的操作感赋予给操作者。
另外，在本发明的第1实施方式中，在第1磁轭15与可动构件55的间隙5g(第1间隙5ga)具有第1缓冲层K16，所以，可动构件55进行动作时对抵接音、滑动音等的顾虑减少。因此，能够使该间隙5g(第1间隙5ga)更小，越缩小该间隙5g(第1间隙5ga)，越能够施加更强的旋转负载。由此，即使是相等的磁场，也能够对应缩小间隙5g(第1间隙5ga)量，将更大的操作感赋予给操作者。
进而，在本发明的第1实施方式中，还在第2磁轭25与可动构件55的间隙5g(第2间隙5gb)有第2缓冲层K26，可动构件55进行动作时对抵接音、滑动音等的顾虑减少。因此，也能够使该间隙5g(第2间隙5gb)更小，越缩小该间隙5g(第2间隙5gb)，越能够施加更强的旋转负载。由此，即使是相等的磁场，也能够对应缩小间隙5g(第2间隙5gb)的量，将更大的操作感赋予给操作者。
以上那样构成的本发明的第1实施方式的操作装置100中，作为给与与操作构件1的操作量、操作方向对应的反作用力、推力等外力(力感)的方法，没有使用以往例1那样的马达810，所以，能够实现小型化，同时能够减少消耗电力。而且，也不会产生外力(力感)被给与时的声音。
最后，对本发明的第1实施方式的操作装置100的效果，以下集中说明。
本发明的第1实施方式的操作装置100构成为具备与操作体11的可动轴11j卡合并进行动作的可动构件55、在可动构件55的一侧配设的磁性产生机构FM5的线圈35以及第1磁轭15、以及在与可动构件55的间隙5g(第1间隙5ga)填充的磁粘滞性流体75。由此，通过向线圈35的通电而产生磁场，磁路从第1磁轭15向可动构件55侧扩展而形成，磁粘滞性流体75中的磁性颗粒JR沿着磁通对齐。因此，相对将到第1磁轭15与可动构件55以及可动构件55与第1磁轭15形成的磁通横切的方向上进行动作的可动构件55，通过磁粘滞性流体75施加旋转负载。由此，经由可动构件55以及可动轴11j对操作体11施加旋转负载。而且，在可动构件55进行动作时，即使可动构件55与第1磁轭15抵接，但由于在第1磁轭15与可动构件55的至少一方具备硬度比可动构件55低的第1缓冲层K16，所以，抵接音、滑动音等被减少。由此，能够针对操作者的操作，将良好的操作感赋予给操作者。
另外，可动构件55由软磁性体构成，所以，从第1磁轭15(第1对置部TB5)向可动构件55、从可动构件55到第1磁轭15(第2对置部TC5)可靠地形成磁路，磁粘滞性流体75中的磁性颗粒JR向第1磁轭15与可动构件55相互对置的对置面方向(图4所示的Z方向)对齐。因此，相对将磁性颗粒JR对齐的对置面方向横切的方向上进行动作的可动构件55，施加更强的旋转负载。由此，经由可动构件55以及可动轴11j对操作体11施加更强的旋转负载，能够将更加良好的操作感赋予给操作者。
另外，磁性产生机构FM5具有与可动构件55的另一侧对置配设的第2磁轭25，所以，从第1磁轭15(第1对置部TB5)向第2磁轭25、从第2磁轭25到第1磁轭15(第2对置部TC5)可靠地形成磁路。因此，能够使磁性颗粒JR向与可动构件55进行动作的方向垂直的方向对齐，能够施加更强的负载(旋转负载)。由此，能够经由可动构件55以及可动轴11j将更强的旋转负载施加到操作体11。
另外，由于在可动构件55与第2磁轭25的间隙5g(第2间隙5gb)填充有磁粘滞性流体75，所以，相对在横切磁通的方向进行动作的可动构件55，能够给与进一步的旋转负载。由此，即使是相等的磁场，也能够将更大的操作感赋予给操作者。
另外，第1缓冲层K16由含有磁粉的合成树脂片构成，所以，能够从第1磁轭15向可动构件55侧感应由线圈35产生的磁通，相对横切磁通的方向上进行动作的可动构件55，能够给与进一步的负载。而且，第1缓冲层K16的基体由硬度更低的合成树脂件构成，所以，抵接音、滑动音等进一步减少。由此，能够针对操作者的操作，将更加良好的操作感赋予给操作者。
另外，在第2磁轭25与可动构件55的至少一方具备硬度比可动构件55更低的第2缓冲层K26，所以，在可动构件55进行动作时，即使可动构件55与第2磁轭25抵接，也会减少抵接音、滑动音等。由此，能够针对操作者的操作，将良好的操作感赋予给操作者。
另外，第2缓冲层K26由含有磁粉的合成树脂片构成，所以，能够从第1磁轭15向第2磁轭25侧感应由线圈35产生的磁通，能够相对在横切磁通的方向上进行动作的可动构件55，给与进一步的负载。而且，由于第2缓冲层K26的基体由硬度更低的合成树脂件构成，所以，抵接音、滑动音等进一步减少。由此，能够针对操作者的操作，将更加良好的操作感赋予给操作者。
另外，本发明不限定于上述实施方式，例如能够如随后那样进行变形且实施，这些实施方式也属于本发明的技术的范围。
＜变形例1＞
在上述第1实施方式中，以充满收纳有可动构件55的收纳空间(由第1磁轭15和第2磁轭25和侧壁衬垫S17形成的收纳空间)的方式填充磁粘滞性流体75，但不限于此，只要磁粘滞性流体75存在于间隙5g的至少一部分中即可。
＜变形例2＞＜变形例3＞＜变形例4＞
在上述第1实施方式中，构成为第1缓冲层K16配设于第1磁轭15，但是，只要设置于第1磁轭15与可动构件55的至少一方即可，还可以是例如在可动构件55侧设置第1缓冲层K16的构成{变形例2}。相同地，对于第2缓冲层K26配设于第2磁轭25的构成，只要设置于第2磁轭25与可动构件55的至少一方即可，所以，还可以是例如在可动构件55侧设置第2缓冲层K26的构成{变形例3}。另外，还可以是将它们组合后的构成{变形例4}。
＜变形例5＞
在上述第1实施方式中，可动构件55优选地由软磁性体形成，但不限于此，还可以是合成树脂等非磁性体。
＜变形例6＞＜变形例7＞
在上述第1实施方式中，作为第1缓冲层K16优选使用含有磁粉的合成树脂片，但不限于此，还可以使用硬度比使用的可动构件55低的磁片{变形例6}。由此，能够从第1磁轭15向可动构件55侧感应由线圈35产生的磁通。相同地，代替作为第2缓冲层K26优选使用含有磁粉的合成树脂片的情况，还可以使用硬度比使用的可动构件55低的磁片{变形例7}。由此，能够从第1磁轭15向第2磁轭25侧感应由线圈35产生的磁通。
＜变形例8＞＜变形例9＞
在上述第1实施方式中，作为第1缓冲层K16优选使用含有磁粉的合成树脂片，但不限于此，还可以是硬度比使用的可动构件55低的合成树脂片{变形例8}。相同地，代替作为第2缓冲层K26优选使用含有磁粉的合成树脂片的情况，还可以使用硬度比使用的可动构件55低的合成树脂片{变形例9}。作为此时的合成树脂的材料，例如列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET，Polyethylene terephthalate)、聚酰亚胺树脂(PI，Polyimide)、聚酰胺树脂(PA，Polyamide)、聚醚醚酮树脂(PEEK，Poly ether ether ketone)、聚四氟乙烯树脂(PTFE，Polytetrafluoroethylene)、聚乙烯树脂(PE，polyethylene)、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂(PEN，Polyethylene naphthalate)、聚苯硫醚树脂(PPS，Poly phenylene sulfide)等。
＜变形例10＞＜变形例11＞
在上述第1实施方式中，作为第1缓冲层K16以及第2缓冲层K26优选使用含有磁粉的合成树脂片，但不限于此，还可以是硬度比使用的可动构件55低的合成橡胶材料{变形例10}。或，还可以是硬度比使用的可动构件55低的锡等镀膜{变形例11}。
＜变形例12＞
在上述第1实施方式中，用第1磁轭15的横磁轭15B和下磁轭15C构成了第1对置部TB5以及第2对置部TC5，但是，还可以是仅下磁轭15C与可动构件55对置，不设置第1对置部TB5以及第2对置部TC5的构成。
＜变形例13＞
在上述第1实施方式中，可动构件55构成为具有圆盘形状，但不限于此，例如还可以是矩形状、多边形形状。
＜变形例14＞
在上述第1实施方式中，构成为在由软磁性体构成的可动构件55设置可动部狭缝55s，但是，还可以是没有设置可动部狭缝55s的构成。此时，将可动构件55设为非磁性体是优选的。
＜变形例15＞＜变形例16＞
在上述第1实施方式中，是可动构件55进行旋转动作的类型的旋转型的操作装置，但不限于该旋转动作。例如，还可以是可动构件在相对支承体的延伸方向交叉的方向上进行滑动动作的滑动型的操作装置{变形例15}。另外，例如，还可以是在支承体的延伸方向进行按压动作的按压型的操作装置{变形例16}。在该按压型的操作装置的情况下，设为可动构件与第1磁轭(以及第2磁轭)在相对按压动作方向交叉的方向(优选是正交方向)进行对置，构成为在可动构件与第1磁轭(以及第2磁轭)的间隙填充磁粘滞性流体时能够适当赋予负载。
本发明不限定于上述实施方式，只要不脱离本发明的主旨，能够进行适当变更。
符号说明
1 操作构件
11 操作体
11j 可动轴
3 支承体
F5 可动负载给与机构
5g 间隙
5ga 第1间隙
5gb 第2间隙
FM5 磁性产生机构
15 第1磁轭
25 第2磁轭
35 线圈
55 可动构件
75 磁粘滞性流体
K16 第1缓冲层
K26 第2缓冲层
100 操作装置

Claims (9)

1.一种操作装置，其特征在于，具备：
操作构件，具有通过操作者的操作在操作方向上进行动作的操作体；
支承体，将该操作体的动作支承得自如；以及
可动负载给与机构，对上述操作体给与可动负载，
在上述操作体具有能够使上述操作体进行上述动作的可动轴，
上述可动负载给与机构具备：
可动构件，与该可动轴卡合并进行上述动作；
磁性产生机构，与该可动构件隔着间隙对置；以及
磁粘滞性流体，存在于该间隙的至少一部分且根据磁场的强度而粘性变化，
上述磁性产生机构具备：
线圈，通过通电而产生磁场；以及
第1磁轭，以围着该线圈的方式设置，配置于上述可动构件的一侧，
在该第1磁轭与上述可动构件的上述间隙即第1间隙填充有上述磁粘滞性流体，
在上述间隙中，在上述第1磁轭与上述可动构件的各自的对置面之内的至少一方具备硬度比上述可动构件低的第1缓冲层。
2.如权利要求1所述的操作装置，其特征在于，
上述可动构件由软磁性体构成。
3.如权利要求1或权利要求2所述的操作装置，其特征在于，
上述磁性产生机构具有在上述可动构件的另一侧与上述可动构件对置配设的第2磁轭。
4.如权利要求3所述的操作装置，其特征在于，
在上述可动构件与上述第2磁轭的上述间隙即第2间隙填充有上述磁粘滞性流体。
5.如权利要求1～权利要求4中任一项所述的操作装置，其特征在于，
上述第1缓冲层由磁片构成。
6.如权利要求1～权利要求4中任一项所述的操作装置，其特征在于，
上述第1缓冲层是含有磁粉的合成树脂片。
7.如权利要求3或权利要求4所述的操作装置，其特征在于，
在上述第2磁轭与上述可动构件的至少一方具备硬度比上述可动构件低的第2缓冲层。
8.如权利要求7所述的操作装置，其特征在于，
上述第2缓冲层由磁片构成。
9.如权利要求7所述的操作装置，其特征在于，
上述第2缓冲层是含有磁粉的合成树脂片。
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