JP2019080418A - Magnetic deformation member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒトに対する触覚性や視覚性が変化する表面を備える磁気変形部材に関する。 The present invention relates to a magnetically deformable member provided with a surface that changes tactile and visual properties to a human.
従来、柔軟性のある弾性体に磁性体を含ませた磁性弾性体に対して磁場を印加するとその形状が変化するという性質を利用して、磁性弾性体をアクチュエータに用いることが知られている。例えば、特開2012−125136号公報(特許文献1)には、磁場の強さに応じて伸長または収縮する磁気応答型アクチュエータに関する技術が記載され、磁性弾性体の具体的な利用例としてマッサージ機が挙げられており、磁場と磁性弾性体の変形との関係が詳細に説明されている。 Conventionally, it is known to use a magnetic elastic body for an actuator by utilizing the property that the shape changes when a magnetic field is applied to a magnetic elastic body containing a magnetic body in a flexible elastic body. . For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-125136 (Patent Document 1) describes a technology related to a magnetically responsive actuator that expands or contracts according to the strength of a magnetic field, and a massage machine as a specific example of use of a magnetic elastic body The relationship between the magnetic field and the deformation of the magnetic elastic body is described in detail.
また、磁場によって形状が変化するものの例として、国際公開第2014/134962号(特許文献2)には、可撓性のタッチスクリーンの裏面にアーマチュア部が積層したフィードバック機能を有する装置が記載されており、特開2015−179544号公報(特許文献3)には、磁力によって変形する磁気流動流体を使用した装置が記載されている。さらに特表2013−543184号公報(特許文献4)には流体が流体口を通って触覚面へ移動することにより、表面の外形が変形する技術が記載されている。 In addition, as an example of the one whose shape is changed by the magnetic field, WO 2014/134962 (Patent Document 2) describes a device having a feedback function in which an armature unit is laminated on the back surface of a flexible touch screen. JP-A-2015-179544 (Patent Document 3) describes an apparatus using a magnetorheological fluid that is deformed by magnetic force. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-543184 (patent document 4) describes a technique in which the outer shape of the surface is deformed by the movement of fluid through the fluid port to the tactile surface.
しかしながら、特開2012−125136号公報(特許文献1)に記載の技術に代表されるように、ヒトが触る部品として磁性弾性体の変形を利用しようとしたとき、接触面に磁石を配置できないことから、必然的に接触面とは反対側に磁石を配置する必要性が生じる。こうした配置とした場合に、磁性弾性体の変形について見ると、磁場を印加したときに磁性弾性体が磁石に引き付けられることから、凹む方向への変形は容易なものの、大きく突出させることは困難であった。また、磁性弾性体は、磁場を印加すると硬くなる性質を有していることから、変形した箇所の柔軟性を保つことが難しかった。 However, as typified by the technology described in JP 2012-125136 A (Patent Document 1), when it is intended to utilize the deformation of the magnetic elastic body as a component that a human touches, the magnet can not be disposed on the contact surface Therefore, the necessity of arranging a magnet on the opposite side to the contact surface inevitably arises. In the case of such an arrangement, in view of the deformation of the magnetic elastic body, the magnetic elastic body is attracted to the magnet when the magnetic field is applied. there were. Moreover, since the magnetic elastic body has the property of becoming hard when a magnetic field is applied, it has been difficult to maintain the flexibility of the deformed portion.
国際公開第2014/134962号(特許文献2)に記載の技術であってもアーマチュア部は永久磁石等の硬質なものであったため、アーマチュア部が積層したタッチスクリーンの表面もまた柔軟な触感ではなかった。磁気流動流体を利用した場合であっても、特開2015−179544号公報(特許文献3)に記載の技術のように、磁場を印加したときに磁気流動流体が磁場に引き付けられることから、凹む方向への変形は容易なものの、大きく突出させることは困難であった。また、磁気流動流体は、磁場が消失した後には重力や容器自体が元の形状に戻ろうとするものの、磁気流動流体自体は初期形状に戻る性質のものではないため、磁場で変形した外形は、磁場の印加を無くしたときに完全に元の平坦な状態に戻らない問題があった。特表2013−543184号公報(特許文献4)に記載の技術では、移動のための流体を溜めておく構造や、流体の移動のためのポンプが必要であり、機構が複雑になるという問題があった。 Even with the technology described in WO 2014/134962 (patent document 2), the armature portion is hard such as a permanent magnet, so the surface of the touch screen laminated with the armature portion is also not a soft touch. The Even in the case of using a magnetorheological fluid, as in the technique described in JP-A-2015-179544 (patent document 3), the magnetorheological fluid is attracted to the magnetic field when a magnetic field is applied, and therefore, it is recessed. Although it was easy to deform in the direction, it was difficult to make it project greatly. In addition, although the magnetorheological fluid tries to return the gravity and the container itself to the original shape after the magnetic field disappears, the external shape deformed by the magnetic field is because the magnetorheological fluid itself does not return to the initial shape, There is a problem that the original flat state is not completely returned when the application of the magnetic field is removed. The technology described in JP-A-2013-543184 (Patent Document 4) requires a structure for storing fluid for movement, a pump for movement of fluid, and the problem that the mechanism becomes complicated. there were.
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、磁気が印加されると変形する磁気変形部材について、置かれた磁石とは反対側に突出する表面を有し、その表面が柔軟な触感を与えることで、ヒトに対する触覚性や視覚性の変化を与える磁気変形部材を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems. That is, the magnetic deformation member that deforms when magnetism is applied has a surface that protrudes to the side opposite to the placed magnet, and the surface gives a soft touch, thereby providing tactile and visual sense to humans. An object of the present invention is to provide a magnetically deformable member that gives a change.
上記目的を達成するため本発明の磁気変形部材は以下のとおり構成される。即ち、本発明は、可撓性シートと硬質材でなるバックプレートとが積層した内側にゲルが充填されており、当該可撓性シートの表面に対する垂直方向となる平面視で環状であり当該垂直方向に長さを有する磁性部材が前記可撓性シートに固着して前記ゲル中に配置される磁気変形部材により構成される。 In order to achieve the above object, the magnetic deformation member of the present invention is configured as follows. That is, according to the present invention, the gel is filled in the inner side where the flexible sheet and the back plate made of hard material are laminated, and it is annular in a plan view perpendicular to the surface of the flexible sheet. A magnetic member having a length in a direction is constituted by a magnetically deformable member fixed to the flexible sheet and disposed in the gel.
本発明は、可撓性シートと硬質材でなるバックプレートとが積層した内側にゲルが充填されており、当該可撓性シートの表面に対する垂直方向となる平面視で環状であり当該垂直方向に長さを有する磁性部材が前記可撓性シートに固着して前記ゲル中に配置される構成としたため、環状の磁性部材と固着した可撓性シートの前記環内部分に膨らみを生じさせることができる。また、この膨らみを柔らかく触感に優れた凸部とすることができる。 In the present invention, the gel is filled in the inner side where the flexible sheet and the back plate made of hard material are laminated, and it is annular in a plan view which is perpendicular to the surface of the flexible sheet, Since a magnetic member having a length is fixed to the flexible sheet and disposed in the gel, swelling is caused in the inner ring portion of the flexible sheet fixed to the annular magnetic member. it can. In addition, the bulge can be soft and have a convex portion with excellent touch.
即ち、バックプレートの外側に、例えば磁石を配置して磁場を印加すると、磁性部材が磁場に引っ張られ、ゲル内を磁性部材が変位する。そうした一方で環状の磁性部材内のゲルは磁場による影響を受けないため、磁性部材がバックプレート側に変位すると、この環状の内側のゲルは、磁性部材に対して相対的に可撓性部材側に変位することになる。そのため、可撓性シートは磁性部材と固着した部分では磁性部材によってバックプレート側に引っ張られる一方で、環状の内側ではゲルによってバックプレートとは反対側に持ち上げられるため、この環状の内側が盛り上がって凸部が可撓性シートの表面に形成される。こうした凸部は、表面が柔らかな可撓性シートであり、その内部はゲルであるため、柔軟な触感を与えることができる。換言すれば、可撓性部材の表面に対する垂直方向となる平面視で磁性部材を環状としたため、環の内側に配置されるゲルが内部ゲルを構成し、磁性部材の変形により内部ゲルが受けた応力が効率良く可撓性シートに作用し、その表面を突出させる。 That is, for example, when a magnet is disposed outside the back plate and a magnetic field is applied, the magnetic member is pulled by the magnetic field, and the magnetic member is displaced in the gel. On the other hand, since the gel in the annular magnetic member is not affected by the magnetic field, when the magnetic member is displaced to the back plate side, this annular inner gel is relatively flexible with respect to the magnetic member. Will be displaced. Therefore, while the flexible sheet is pulled toward the back plate by the magnetic member at the portion fixed to the magnetic member, the gel is lifted by the gel on the opposite side to the back plate by the gel, so the annular inner side is raised. The protrusions are formed on the surface of the flexible sheet. Such a convex portion is a flexible sheet having a soft surface, and the inside thereof is a gel, so that a soft touch can be provided. In other words, since the magnetic member is annular in plan view perpendicular to the surface of the flexible member, the gel disposed inside the ring constitutes the internal gel, and the internal gel is received by the deformation of the magnetic member. The stress efficiently acts on the flexible sheet to cause its surface to project.
前記磁性部材は、無端環状として構成できる。磁性部材が、無端環状であるため、有端環状である場合と比較して、環の内側に位置するゲルの圧縮効果を高めることができ、可撓性シート表面の膨らみ程度を大きくすることができる。 The magnetic member can be configured as an endless ring. Since the magnetic member has an endless annular shape, the compression effect of the gel located on the inner side of the ring can be enhanced as compared with the case of an endless annular shape, and the degree of swelling of the surface of the flexible sheet can be increased. it can.
前記磁性部材は、複数の磁性片が環状に配列したものとして構成できる。前記磁性部材が、複数の磁性片が環状に配列したものとしたため、一つの大きな磁石とする必要がなく、複数の磁性片に分割できる。また、複数の磁性片どうしの間に間隔を取ることができるため、個々の磁性片が剛体であっても環が小さくなる縮環が可能となる。これにより、環内のゲルを圧縮する効果が高まり、可撓性シート表面の膨らみ程度を大きくすることができる。 The magnetic member can be configured as a plurality of magnetic pieces arranged in a ring. The plurality of magnetic pieces are arranged in a ring shape, so that the magnetic member does not have to be one large magnet, and can be divided into a plurality of magnetic pieces. In addition, since it is possible to take a space between a plurality of magnetic pieces, even if each magnetic piece is a rigid body, it is possible to reduce the ring size. As a result, the effect of compressing the gel in the ring is enhanced, and the degree of swelling of the flexible sheet surface can be increased.
前記本発明は、前記磁性部材が、変形可能な弾性部材でなり前記バックプレートに接触して配置されるように構成できる。前記磁性部材が、変形可能な弾性部材でなり前記バックプレートに接触して配置されたため、環状の磁性部材の環内にあるゲルをその外に逃がし難くすることができ、圧縮される環内のゲルの応力を可撓性シート表面に作用させ易くすることができる。また、磁性部材が変形可能な弾性部材であるため、この磁性部材に磁場が印加されると磁性部材が圧縮される。これにより、磁性部材に固着する可撓性シートの部分はその周囲に対して相対的に磁石側に変位することができる。 The present invention can be configured such that the magnetic member is a deformable elastic member and is disposed in contact with the back plate. Since the magnetic member is a deformable elastic member and disposed in contact with the back plate, it is possible to make it difficult for the gel in the ring of the annular magnetic member to escape from the outside, and the inside of the ring to be compressed is The stress of the gel can be made easy to act on the flexible sheet surface. Further, since the magnetic member is a deformable elastic member, the magnetic member is compressed when a magnetic field is applied to the magnetic member. Thereby, the portion of the flexible sheet fixed to the magnetic member can be displaced relatively to the magnet with respect to its periphery.
前記本発明は、前記バックプレートの外側に磁力によって前記磁性部材を引き寄せる磁力発生部材を備えるように構成できる。前記バックプレートの外側に磁力発生部材を備える構成としたため、バックプレートの外側に配置した磁力発生部材の磁力によって、磁性部材を磁力発生部材側に引き寄せて変位させ、また磁性部材の形状を変形させることができる。これにより、磁力発生部材を配置した側とは反対側、即ち、可撓性シートの表面において磁性部材のある部分がバックプレート側に沈み込み、磁性部材のない部分が相対的に膨出するように、可撓性シート表面の外形を変形させることができる。前記磁力発生部材としては、例えば、永久磁石や電気的に磁力の発生をオンオフ可能な電磁石により構成することができる。 The present invention can be configured to include a magnetic force generation member for attracting the magnetic member by magnetic force to the outside of the back plate. Since the magnetic force generating member is provided outside the back plate, the magnetic member is drawn toward the magnetic force generating member by the magnetic force of the magnetic force generating member disposed outside the back plate, and the shape of the magnetic member is deformed. be able to. Thereby, the side opposite to the side where the magnetic force generating member is disposed, that is, the portion with the magnetic member on the surface of the flexible sheet sinks to the back plate side, and the portion without the magnetic member relatively bulges out. In addition, the outer shape of the flexible sheet surface can be deformed. The magnetic force generating member may be, for example, a permanent magnet or an electromagnet which can electrically turn on / off the generation of the magnetic force.
前記本発明は、前記平面視で、前記磁力発生部材の外形が前記磁性部材の外形より小さいものとして構成できる。前記平面視で、前記磁力発生部材の外形が前記磁性部材の外形より小さい構成としたため、外形の小さい磁力発生部材で磁性部材を引き付けると、磁性部材は単に下方に引っ張られるだけでなく、縮径方向に変位させることができる。それにより、第1に内部ゲルの圧縮量をより大きくすることができ、可撓性シートの表面に大きな凸部を形成することができる。第2に磁性部材の環状の外側のゲルに対する圧縮応力を低減することができ、磁性部材と固着する箇所よりも外側の可撓性シートの変形量を小さくすることができる。 The present invention can be configured such that the outer shape of the magnetic force generation member is smaller than the outer shape of the magnetic member in the plan view. Since the outer shape of the magnetic force generation member is smaller than the outer shape of the magnetic member in the plan view, when the magnetic member is drawn by the small magnetic force generation member, the magnetic member is not only pulled downward but also reduced in diameter. It can be displaced in the direction. As a result, first, the amount of compression of the internal gel can be increased, and a large convex portion can be formed on the surface of the flexible sheet. Second, it is possible to reduce the compressive stress on the gel outside the annular member of the magnetic member, and to reduce the amount of deformation of the flexible sheet outside the portion where it adheres to the magnetic member.
前記本発明は、前記可撓性シートに、接触を感知するセンサを備えるものとして構成できる。前記可撓性シートに、接触を感知するセンサを備える構成としたため、感度の優れたタッチセンサとして利用することができる。 The above-mentioned present invention can be constituted as what equips the above-mentioned flexible sheet with a sensor which detects contact. Since the flexible sheet is configured to include a sensor that detects contact, it can be used as a touch sensor with excellent sensitivity.
前記本発明は、前記バックプレートに、接触を感知するセンサを備えるものとして構成できる。前記バックプレートに、接触を感知するセンサを備える構成としたため、可撓性シートや磁性部材、ゲルによってセンサを保護することができ、センサの耐久性を高めたタッチセンサとして利用できる。また、可撓性シートとバックプレートの両方にセンサを備える態様とすれば、閾値を調整することで、2段階の検出が可能となる。 The present invention can be configured such that the back plate is provided with a sensor that senses a touch. Since the back plate is configured to include a sensor that senses contact, the sensor can be protected by a flexible sheet, a magnetic member, or gel, and the sensor can be used as a touch sensor with improved durability. Moreover, if it is set as an aspect equipped with a sensor in both a flexible sheet | seat and a backplate, two steps of detection will become possible by adjusting a threshold value.
前記本発明は、前記センサが静電容量式センサであり、前記ゲルが導電ゲルであるように構成できる。前記センサが静電容量式センサであり、前記ゲルを導電ゲルで形成したため、バックプレートに静電容量センサを備える磁気変形部材について、ゲルを通して静電容量の変化を伝えやすくなるため、センサの感度を高めることができる。 The present invention can be configured such that the sensor is a capacitance type sensor, and the gel is a conductive gel. Since the sensor is a capacitance type sensor and the gel is formed of a conductive gel, it is easy to transmit a change in capacitance through the gel for a magnetically deformable member provided with a capacitance sensor on the back plate, so the sensitivity of the sensor Can be enhanced.
前記本発明は、前記センサが静電容量式センサであり、前記磁性部材が導電ゲルであるように構成できる。前記センサが静電容量式センサであり、前記磁性部材を導電ゲルで形成したため、バックプレートに静電容量センサを備える磁気変形部材について、磁性部材を通して静電容量の変化を伝え易くできセンサの感度を高めることができる。 In the present invention, the sensor may be a capacitance type sensor, and the magnetic member may be a conductive gel. Since the sensor is a capacitance type sensor and the magnetic member is formed of a conductive gel, a change in capacitance can be easily transmitted through the magnetic member for a magnetically deformable member provided with a capacitance sensor on the back plate, and the sensitivity of the sensor Can be enhanced.
前記本発明は、前記可撓性シートが導電性シートでなり、前記センサを前記導電ゲルと電気的に絶縁状態で備えるように構成できる。前記可撓性シートが導電性シートでなり、前記センサを前記導電ゲルと電気的に絶縁状態で備えるため、可撓性シートを触ったとき、センサの近傍まで可撓性シートおよび導電ゲルを通じて静電容量の変化を直接伝えることができる。したがって、磁気変形部材の厚さによらず、センサの感度を高めることができる。 The present invention can be configured such that the flexible sheet is a conductive sheet, and the sensor is electrically insulated from the conductive gel. Since the flexible sheet is a conductive sheet and the sensor is electrically insulated from the conductive gel, when the flexible sheet is touched, the area close to the sensor may be static through the flexible sheet and the conductive gel. The change in capacitance can be directly transmitted. Therefore, the sensitivity of the sensor can be enhanced regardless of the thickness of the magnetic deformation member.
前記本発明は、前記可撓性シートが絶縁層でなり、前記センサを、前記導電ゲルと電気的に接続されて備えるように構成できる。前記可撓性シートが絶縁層でなり、前記センサを、前記導電ゲルと電気的に接続されて備えるため、導電ゲルを通じて可撓性シートの裏面までセンサからの導電性を拡張することができる。したがって、ゲルの厚さによらずセンサの感度を高めることができる。 The present invention can be configured such that the flexible sheet is an insulating layer, and the sensor is electrically connected to the conductive gel. Since the flexible sheet is an insulating layer and the sensor is electrically connected to the conductive gel, the conductivity from the sensor can be extended to the back surface of the flexible sheet through the conductive gel. Therefore, the sensitivity of the sensor can be enhanced regardless of the thickness of the gel.
前記本発明は、前記磁性部材の外側に、前記可撓性シートと前記バックプレートとを繋ぐ硬質材でなる枠状の外壁を備えるように構成できる。前記磁性部材の外側に、前記可撓性シートと前記バックプレートとを繋ぐ硬質材でなる枠状の外壁を備えるため、磁場を印加して磁性部材の変形によってゲルに応力がかかる際に、ゲルの側方への膨出を抑制できる。即ち、ゲルは側方を外壁で、下方をバックプレートで抑えられるため、ゲルにかかる応力を効率良く可撓性シートへ向けることができ、可撓性シートに形成される凸部を大きくすることができる。 The present invention can be configured such that a frame-shaped outer wall made of a hard material connecting the flexible sheet and the back plate is provided outside the magnetic member. Since a frame-like outer wall made of a hard material connecting the flexible sheet and the back plate is provided on the outside of the magnetic member, gel is applied when stress is applied to the gel by deformation of the magnetic member by applying a magnetic field. It can control the bulging to the side. That is, since the gel can be restrained by the outer wall on the side and the back plate at the lower side, the stress applied to the gel can be efficiently directed to the flexible sheet, and the convex portion formed on the flexible sheet can be enlarged. Can.
本発明の磁気変形部材によれば、磁場の印加により柔軟な触感で突出した表面を表出させることができる。 According to the magnetic deformation member of the present invention, it is possible to expose the protruding surface with soft touch by application of a magnetic field.
本発明の磁気変形部材について実施形態に基づいて詳しく説明する。各実施形態において重複する材料、材質、大きさ、製造方法、作用効果、機能等については重複説明を省略する。 The magnetic deformation member of the present invention will be described in detail based on the embodiment. Duplicate descriptions of materials, materials, sizes, manufacturing methods, effects, functions, and the like that overlap in each embodiment will be omitted.
第1実施形態:[図1〜図4] First embodiment: [FIGS. 1 to 4]
第1実施形態の磁気変形部材10として、次の3種類の磁気変形部材10a,10b,10cについて順次説明する。まず、磁気変形部材10aは、図1の平面図や図2の断面図で示すように、可撓性シート11と硬質材でなるバックプレート12とが積層した内側に、ゲル13が充填されており、当該可撓性シート11の表面11aに対する垂直方向となる平面視で環状であり当該垂直方向に長さを有する磁性部材14が設けられている。この磁性部材14は、前記可撓性シート11に固着する一方で前記バックプレート12からは隔てられて前記ゲル13中に配置されている。また、バックプレート12の外側には、「磁力発生部材」としての磁石15を備えている。そして、磁石15により磁気変形部材10aに磁場が印加されると、図3で示すように、磁性部材14が可撓性シート11と固着する境界部11bとその外側となる周辺部11cに対して境界部11bより内側となる囲繞部11dが盛り上がった凸部が形成される部材である。こうした磁気変形部材10aを構成する各部位について以下に詳細に説明する。
The following three types of
環状の外形を有する磁性部材14は、磁石15による磁場を生じさせたとき、磁石15に引き付けられる材質でなり、可撓性シートの表面に対する垂直方向となる平面視で環状を為し、その垂直方向に延びた円柱状に形成されている。
The
磁性部材14は、強磁性体であれば良く、例えば強磁性体金属や金属酸化物そのものとすることもできる他、こうした強磁性体の粉末をバインダーに分散したゲル状部材とすることができる。この磁性部材14は、硬質材としても良いが変形可能なゲル状部材とすることが好ましい。第1に、磁性部材14を可撓性シート11に固着させるとき、可撓性シート11の表面に固着部位の段差が表出しやすく、美観に優れなくなるおそれがあることに加え、部分的に硬い触感となるおそれがあるからである。第2には、磁性部材14は磁場中で変位、または変位および変形するが、このとき磁性部材14が硬質材でなる場合には、変位はするものの変形し難くなる。一方、ゲル状部材で構成することで、変位に加えて容易に変形する。例えば、磁石15として小さい磁石を用いると、磁性部材14は環が縮径する方向に引き寄せられ変形する。こうした変形の結果、可撓性シート11の突出をより際立たせることができる。
The
そうした一方で、磁性部材14を剛体とすれば、強磁性体粉末をバインダーに分散した磁性部材よりも磁力を高めることができる。したがって、例えばゲル13に対して同等の応力を与え同等の凸部を可撓性シート11の表面11aに形成しようとした際に、硬質の磁性部材14は、柔らかな弾性部材でなる磁性部材14よりも小さな磁石とすることができる。
On the other hand, if the
強磁性体としては、具体的には、鉄、ニッケル及びコバルトなどの金属軟磁性体や、鉄珪素合金やパーマロイ、センダスト、パーメンジュールなどの軟磁性合金、ソフトフェライトなどの磁性粉を用いることができる。バインダーは高分子材料からなり、柔軟性の高い高分子ゲル、ゴム及び熱可塑性エラストマーなどを用いることができる。高分子ゲルとして、シリコーンゲル、及びポリウレタンゲルなどが挙げられる。また、ゴムとして、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリイソブチレンゴム、及びアクリルゴムなどが挙げられる。また、熱可塑性エラストマーとして、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、及びポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、磁性体を高充填でき、硬化して柔軟なゲルを形成することができるシリコーンゲルを用いることが好ましい。なお、これらの高分子材料は、単独で用いず、二種以上を組合せて用いてもよい。 Specifically, as the ferromagnetic substance, metal soft magnetic substances such as iron, nickel and cobalt, soft magnetic alloys such as iron silicon alloy, permalloy, sendust and permendur, and magnetic powders such as soft ferrite may be used. Can. The binder is made of a polymer material, and highly flexible polymer gel, rubber, thermoplastic elastomer and the like can be used. As the polymer gel, silicone gel, polyurethane gel and the like can be mentioned. Also, as the rubber, natural rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, chlorinated polyethylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, And butyl rubber, halogenated butyl rubber, fluoro rubber, urethane rubber, silicone rubber, polyisobutylene rubber, and acrylic rubber. Further, as thermoplastic elastomers, styrene-based thermoplastic elastomers, olefin-based thermoplastic elastomers, polyester-based thermoplastic elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers and the like can be mentioned. Among these, it is preferable to use a silicone gel which can be highly filled with a magnetic substance and can be cured to form a soft gel. These polymeric materials may be used alone or in combination of two or more.
強磁性体をバインダーに分散する場合は、磁性体やバインダー以外にもその機能を損なわない範囲で種々の添加剤を含ませることができる。例えば、可塑剤、分散剤、カップリング剤、粘着剤などの有機成分を含んでも良い。またその他の成分として難燃剤、酸化防止剤、着色剤などを適宜添加してもよい。 When a ferromagnetic material is dispersed in a binder, various additives can be contained in addition to the magnetic material and the binder as long as the function thereof is not impaired. For example, organic components such as a plasticizer, a dispersant, a coupling agent, and an adhesive may be included. Moreover, you may add a flame retardant, antioxidant, a coloring agent etc. suitably as another component.
磁性部材14の上下方向長さ(平面視での奥行き方向の長さ)は、可撓性部材11とバックプレート12との間隔に相当するゲル13の厚みに対して95%以下とすることができ、85%以下とすることが好ましい。磁性部材14の長さが85%を超えると、磁性部材14によって圧縮される、磁性部材14の下方に位置するゲル13の容積が小さくなり、大きな膨らみを形成できないおそれが生じ、95%を超えるとそのおそれが大きくなる。一方、磁性部材14の上下方向長さの下限は、磁性部材14が強磁性体の粉末をバインダーに分散したゲル状部材でなる場合には、0.5mm以上とすることが好ましい。0.5mm未満では、磁石15と磁性部材14の引き付け合う力が弱くなり、囲繞部11dに膨らみ(凸部)を形成する応力が充分でなく、大きな膨らみを形成できないおそれがある。また、強磁性体等の硬質材で磁性部材14を形成した場合には、上下方向長さを0.1mm以上とすることが好ましい。強磁性体の粉末をバインダーに分散した場合と比較して強磁性体そのものを用いる場合には、0.1mm程度で、囲繞部11dに膨らみ(凸部)を形成する応力を生じさせることができるためである。
The length in the vertical direction (the length in the depth direction in plan view) of the
続いてゲル13について説明する。ゲル13は磁気変形部材10aの内部の大部分を占め、磁気変形部材10aに柔軟な触感を与える部材である。より具体的には、ゲル13の一方側に可撓性シート11が積層し、他方側にバックプレート12が積層している。また内部に磁性部材14が配置されている。そして、図4で示すように、この磁性部材14の環状に囲まれる内部にあるゲル13を内部ゲルGiとし、残余の部分を外部ゲルGoと呼ぶものとする。ゲル13は全体として単一の部材で構成しても良いが、内部ゲルGiと外部ゲルGoを別の部材を組合せて構成することもできる。
Subsequently, the
ゲル13の材質には、柔軟性の高い高分子ゲル、ゴム及び熱可塑性エラストマーなどを挙げることができる。高分子ゲルとして、シリコーンゲル、及びポリウレタンゲルなどが挙げられる。また、ゴムとして、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリイソブチレンゴム、及びアクリルゴムなどが挙げられる。また、熱可塑性エラストマーとして、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、及びポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、極めて柔軟なゲルを形成することができるシリコーンゲルを用いることが好ましい。なお、これらの高分子材料は、単独で用いず、二種以上を組合せて用いてもよい。
Examples of the material of the
上記ゲル13の材質は、日本工業規格であるJIS K 6253のタイプEの硬度計によって測定される値(以下「E硬度」)で50以下であることが好ましい。硬さがE50を超えると、磁場を印加したときの形状の変化が小さくなるおそれがある。また、E硬度の下限を限定しないのは、測定限界以下(E0以下)であっても好ましい範囲に含まれるからである。このE0以下を別の尺度である針入度でみると、針入度が概ね100から320程度の範囲で好ましく用いることができ、340までは利用可能である。但し、これよりも柔らかくなり、針入度が340を超えると、自重で変形して磁気変形部材10aとしての形状を維持できないおそれがある。この針入度は、JIS K 2220記載の装置を用いて、以下の試験条件で試験片の表面に対して測定した結果である。即ち、JIS K 2207に規定される形状の針を用い、針と針固定具全体の重さ(すなわち試験片にかかる重さ)は50gとしたときの値である。
It is preferable that the material of the said
ゲル13の硬さは、磁性部材14の硬さと同じとすることも異なるものとすることもできる。ゲル13と磁性部材14の硬さを同じにすれば、磁場を印加しないときには、磁性部材14とゲル13の硬さの違いを感じることがなくその境界がわからない一体感のある磁気変形部材10aとすることができる。そうした一方で磁場を印加すれば、磁性部材14の下方には外部ゲルGoが積層していることから、磁性部材14が硬い場合であって、下方にある外部ゲルGoが変形できるため、ある程度の柔軟性を発揮することができる。そうした意味では、磁性部材14の硬さは種々のものを用いることができるが、ゲル13には、柔軟な材料を用いることが特に好ましいといえる。
The hardness of the
ゲル13は、磁場中でまったく磁化しない性質であることが好ましいが、磁性が大きくならない程度の少量の磁性を有する充填材の含有を除外するものではなく、磁性部材14との比較で磁化の程度が小さく実質的に非磁性であればよい。
The
可撓性シート11は、一方面が外部に露出して磁気変形部材10aの表面11aとなる部材である。この露出している表面11aは、ヒトが触る接触面でもあり、磁場の影響で凸部が形成される面でもある。また、他方面は、磁気変形部材10aの内部に向いており、磁性部材14、内部ゲルGi、外部ゲルGoと接している。
The
可撓性シート11の形状は限定されないが、比較的薄いシート状のものを用いることが好ましく、具体的には、10〜1000μm程度の樹脂シートを用いることが好ましい。10μm未満の場合には、接触面としての耐久性に懸念が生じるおそれがある。また、1000μmを超える場合には、容易に変形しにくくなり凸部の形成を阻害するおそれがあるか、または1000μmを超える厚みでありながら容易に変形可能な場合には、材質が過度に柔軟なため耐久性の点で懸念が生じる。
Although the shape of the
こうした可撓性シートの材質としては、ある程度の柔軟性と耐久性を合せ持つ材質が好ましい。具体的には、ゴム及び熱可塑性エラストマーなどを用いることができる。ゴムとして、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリイソブチレンゴム、及びアクリルゴムなどが挙げられる。また、熱可塑性エラストマーとして、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、及びポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、柔軟でありながら、耐久性の高いブチルゴム、ウレタンゴム、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。なお、これらの高分子材料は、単独で用いず、二種以上を組合せて用いてもよい。 As a material of such a flexible sheet, a material having a certain degree of flexibility and durability is preferable. Specifically, rubber, thermoplastic elastomer and the like can be used. As the rubber, natural rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, chlorinated polyethylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, butyl rubber, Halogenated butyl rubber, fluoro rubber, urethane rubber, silicone rubber, polyisobutylene rubber, acrylic rubber and the like can be mentioned. Further, as thermoplastic elastomers, styrene-based thermoplastic elastomers, olefin-based thermoplastic elastomers, polyester-based thermoplastic elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers and the like can be mentioned. Among these, it is preferable to use butyl rubber, urethane rubber, and polyurethane thermoplastic elastomer that are flexible and have high durability. These polymeric materials may be used alone or in combination of two or more.
バックプレート12は、磁気変形部材10aの芯となる部材であり、部品としての形状を保つ役割を持つ。また、磁石15と磁性部材14の間に配置され、磁性部材14の影響でゲル13が下方へ変形することを抑制する部材でもある。このため、バックプレート12は剛性のある材質とすることが好ましい。例えば、ゲル13や可撓性シート11よりも硬いゴムや熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、金属やセラミック等の無機材料を挙げることができる。ただし、こうした材質の中で、磁石15の磁気に悪影響のある磁性材料の使用は制限される。具体的には、全面に磁性材料を用いると、磁気シールドとなり磁石15による磁性部材14への作用が極めて弱くなるか、全く無くなるおそれがあるため、全面に磁性材料を使用することはできない。一方、バックプレート12中に磁場の集中する箇所を設けるために、凸部を形成する磁性部材14の中心下方に相当する位置に部分的に磁性材料を用いる等とすることはできる。
The
「磁力発生部材」としての磁石15は、バックプレート12の外側に配置される。磁石15は、磁気変形部材10aの1要素として一体化してもよいし、別体としても良い。磁石15を備えない磁気変形部材10aとする場合には、磁気変形部材10aを取り付ける機器に磁石15を備え付けておくことで、同様の機能を発現できる。磁石15の種類としては、永久磁石を用いることができ、またコイルを使った電磁石を用いることもできる。電磁石を用いる場合には、電流のON/OFFで磁力を制御できるため、磁石15はバックプレート12の裏面に固定して備えることができる。また、永久磁石を用いる場合には、磁石15を移動する方法や、磁石15とバックプレート12の間に磁路となるヨークを設け、このヨークを移動させることで磁場を制御するようにしても良い。
The
磁石15の外形は限定されないが、平面視で磁性部材14の外形と略同じ大きさとすることができる。こうした構成とした場合は、磁性部材14は、磁石15に向かって垂直に引き付けられる。したがって、主に磁性部材14の下方に位置するゲル13の変形によって、内部ゲルGiが応力を受け、可撓性シート11の囲繞部11dに膨らみ(凸部)が形成されることになる。
The outer shape of the
磁気変形部材11aを構成する上記各部材の大きさは任意の大きさとすることができるが、一例として以下の態様を採用することができる。磁性部材14は、内径(直径)が10mm、外径が16mm、長さ(高さ)が2mmの円柱状とすることができる。磁性部材14の内径を指先と同程度の大きさにすれば、指で操作するときの触感の変化を示し易いためである。磁性部材14の周囲を覆うゲル13は、磁気変形部材11aの長さ方向(可撓性シート11の表面11aに対する垂直方向)で、可撓性シート11とバックプレート12の間隔となる3mm厚とし、その周囲長さを30mmとすることができる。可撓性シート11は厚みを300μm、その周囲長さを40mmとすることができる。バックプレート12は厚みを1mm、その周囲長さを40mmとすることができる。
The size of each of the members constituting the
続いて、磁気変形部材10aへ磁場を印加したときの作用について説明する。
改めて図2および図3を参照して説明すると、図2は、磁石15に電磁石を用いて磁場を印加していない状態を示し、図3は磁場を印加した状態を示す。磁場を印加しないときは、図2で示すように、磁気変形部材10aの表面11aは平坦面となっている。この状態から磁場を印加すると、図3で示すように表面11aが変形する。より具体的にこうした構造変化を説明すると、磁場を印加することで、磁性部材14が磁石15に引き付けられ、磁性部材14がバックプレート12側(下方)へ変位する。このとき、磁性部材14の内側の内部ゲルGiと外側の外部ゲルGoはせん断応力を受ける。一方、磁性部材14の円環と重なる下方の外部ゲルGoは、圧縮応力を受ける。
Subsequently, an operation when a magnetic field is applied to the
Referring again to FIGS. 2 and 3, FIG. 2 shows a state in which no magnetic field is applied to the
こうした応力により内部ゲルGiは中央付近のバックプレート12を押圧する方向の応力を生じさせると考えられるが、バックプレート12が変形し難いため、応力を下方へ緩和することができない。また、側方は磁性部材14によって応力の緩和が抑制されている。したがって、前記応力は上方へ逃されることとなり、この応力により可撓性シート11が押圧され、可撓性シート11の表面11aに凸部が形成される。このとき、可撓性シート11の境界部11bは、磁性部材14に引っ張られ上方に変形することができないため、囲繞部11dが大きく突出した膨らみが形成される。
It is thought that such a stress causes the internal gel Gi to generate a stress in the direction of pressing the
一方、境界部11bの外側となる周辺部11cも、外部ゲルGoの応力によってやや突出する。しかし、磁性部材14の外周については、側面方向へも応力が緩和できるため、周辺部11cの突出は、やや低く形成され、相対的に中央に形成される凸部を際立せることができる。こうして構成される磁気変形部材10aの凸部は、内部にゲル13を有するため、表面を大きく突出させながらも、柔軟な触感を維持することができる。また、下方に磁石15を配置しながら、磁石15のある方向とは反対方向となる上方に突出した凸部を形成することができる。
On the other hand, the
なお、この膨らみの形成については、磁性部材14の長さや可撓性シート11とバックプレート12との間隔の影響を受け、磁性部材14の長さが長い方が、磁場から大きな力を受ける。一方で、磁性部材14が長すぎるとバックプレート12に突き当たり、柔らかな磁性部材14であっても、磁性部材14の変位は起こし難い。
The formation of the bulge is affected by the length of the
第1実施形態の変形例1:[図5] Modification 1 of the First Embodiment: [FIG. 5]
本実施形態の磁気変形部材10bは、図5の断面図で示すように、磁場をかけない状態で磁性部材14がバックプレート12に接触しており、磁性部材14とバックプレート12との間が隔てられていない点で先の実施形態で示す磁気変形部材10aと異なる。また、磁気変形部材10bでは、磁性部材14が柔軟で磁場が印加された際に変形可能な柔らかさを有するものである必要がある。
In the
磁性部材14が、変形可能な弾性部材であるため、この磁性部材に磁場が印加されると磁性部材が圧縮され、また、バックプレート12に接触して配置されることで、環状の磁性部材の環内にあるゲルをその外に逃がし難くすることができ、圧縮される環内のゲルの応力を可撓性シート表面に作用させ易くすることができる。
Since the
第1実施形態の変形例2:[図6,図7] Modification 2 of the first embodiment: [FIG. 6, FIG. 7]
本実施形態の磁気変形部材10cは、図6の断面図で示すように、磁石15の大きさが異なり、平面視で磁性部材14の外形よりも小さい相似形としている。磁気変形部材10cでは、磁場が印加されると図7で示すように、磁性部材14は、磁石15に向かって垂直に引き付けられると共に、内側である縮径方向にも引き付けられる。したがって、磁性部材14の下方に位置するゲル13の変形に加えて、磁性部材14の環状の内側に在る内部ゲルGiを直接圧縮する応力が生じ、その結果、囲繞部11dに凸部が大きく形成されることになり、周辺部11cの突出は抑制されるようになる。したがって、囲繞部11dの突出がより際立ち、磁気変形部材10cに対する磁場のON/OFFによる視覚的変化を大きなものとすることができる。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 6, the
第2実施形態:[図8,図9] Second embodiment: [FIGS. 8 and 9]
本実施形態の磁気変形部材20は、図8の断面図で示すように、その外周に外壁26を備える。その他の構成は、第1実施形態の磁気変形部材10aと同じである。
The
外壁26の材質は、バックプレート12と同様とすることができる。また、外壁26は、バックプレート12と一体にして、その外周から立ち上がるように構成しても良いし、バックプレート12とは別の部材で構成してもよい。こうした外壁26を備えることで、磁気変形部材20に磁場を印加としとき、外部ゲルGoの側面への変形を抑制することができる。そうすると、外部ゲルGoが受ける応力も上方へ向く他、内部ゲルGiから外部ゲルGoへ逃げる応力も緩和できる。したがって、全応力を上方へ向けることができ、図9で示すように、可撓性シート11の表面11aに表れる膨らみをより大きなものとすることができる。
The material of the
また、外壁26を備えることで、可撓性シート11、バックプレート12、そして外壁26によって、ゲル13を完全に密封する密閉空間を形成することができる。ゲル13は、相対的に物性が弱いため、密閉空間内に保持することで、磁気変形部材20の耐久性を高めることができる。
Also, by providing the
本実施形態の磁気変形部材20においても、第1実施形態の磁気変形部材10と同様に、磁性部材14がバックプレート12に接触する構成や、平面視での磁石15の外形を磁性部材14よりも小さくする構成を採用することができる。
Also in the
第3実施形態:[図10] Third embodiment: [FIG. 10]
上記実施形態で示した各磁気変形部材には、接触や押圧を感知するセンサを備えるものとすることができる。第3実施形態として説明する磁気変形部材30は、これまで説明した磁気変形部材で用いた可撓性シート11の代わりに、柔軟なベースシート38a中にセンサ38bを設けた可撓性シート38を用いたものである。センサ38bは、図示しない配線によって制御IC等に接続している。
Each of the magnetically deformable members shown in the above embodiments can be provided with a sensor that senses contact or pressure. The magnetically
センサ38bとしては、磁場がかけられたときに囲繞部11dに膨らみが形成される機能を損なわないセンサであればよく、換言すれば、囲繞部11dの膨らみを阻害しない柔軟性を有するセンサを用いることができる。こうしたセンサ38bとしては、例えば弾性導電材料でなる電極を備える伸張可能なセンサや、伸張性の低い部分と伸張性の高い部分とを組合せることで全体として伸張可能としたセンサを挙げることができる。また、センサの方式としては感圧センサや静電容量センサを挙げることができる。なお、柔軟なベースシート38aとしては、第1実施形態で可撓性シート11として説明した材質を用いることができる。
Any sensor may be used as the
可撓性シート38にセンサ38bを備える磁気変形部材30は、後述するバックプレートにセンサを備える磁気変形部材と比べて、センサ感度を高めることができる。したがって、磁気変形部材30は、感度の優れたタッチセンサとして利用できる。
The
センサ38bは、可撓性シート38内に設ける他、先の実施形態で説明した可撓性シート11の表面にセンサ38bを設け、さらにその上に柔軟性のある保護層48aを設けてセンサ38bを覆うようにしても良い。なお、センサ38bは図示しない配線によって制御IC等に接続している。
The
第4実施形態:[図11] Fourth embodiment: [FIG. 11]
第4実施形態の磁気変形部材40として、次の2種類の磁気変形部材40a,40bについて順次説明する。まず、磁気変形部材40aは、図11の断面図で示すように、これまで説明した磁気変形部材で用いたバックプレート12の磁石15側(下側)にセンサ48bを設けたものである。そして、センサ48bを設けた側のバックプレート12の表面には保護層48aを設けるとともに、図示しない配線によってセンサ48bは制御IC等に接続している。センサ48bとしては、バックプレート49の機能を損なわないセンサを用いることができるが、第3実施形態で説明したセンサのように柔軟性を特に要求するものでもなく、種々の感圧センサや静電容量センサを用いることができる。
The following two types of
磁気変形部材40aでは、磁性部材14または内部ゲルGiの少なくとも何れか一方に導電性を持たせることが好ましい。可撓性シート11からバックプレート12までの間隔が広がりゲル13が厚くなると、可撓性シート11の表面11aからセンサ48bまでの距離が長くなるため、静電容量センサを採用したときはその感度が悪くなることが懸念される。しかしながら、これらの部位に導電性を持たせることで感度の低下を抑えることができるからである。さらに磁性部材14またはゲル13の最下部と、センサ48bまでの間の距離および磁性部材14またはゲル13と、センサ48bとの重なり面積に着目すると、ゲル13に導電性を持たせることがより好ましい。
In the
磁性部材14に導電性を持たせる場合には磁性導電ゲルを用い、内部ゲルGiに導電性を持たせる場合には、強磁性を示さない導電ゲルを用いることができる。また、外部ゲルGoを含めたゲル13全体を導電性としても良い。こうした導電ゲルは、導電性を有しないバインダーにカーボンや金属粒子等の導電性フィラーを添加する方法や、導電性高分子を用いる方法で得ることができる。導電性フィラーとして繊維状導電体を用いるとバインダーの柔軟性を大きく損なわずに導電性を付与できる点で好ましい。導電性は、100Ω・cm以下の体積抵抗率であることが好ましい。
When the
磁気変形部材40aでは、可撓性シート11についても導電性の材料とすることが好ましい。センサとして静電容量センサを採用するときに可撓性シート11の厚みが厚くなると感度の低下が懸念されるが、導電性であれば感度の低下を抑えることができるからである。導電性の可撓性シート11としては、例えば、表裏に導電層を形成して、それらをスルーホールで電気的に導通させた樹脂フィルムや、導電性フィラーを添加した樹脂でなる導電性フィルム等を用いることができる。
In the
バックプレート12にセンサ48bを備える磁気変形部材40は、可撓性シート38にセンサ38bを備える磁気変形部材30と比べて、センサの変形や摩耗の懸念がないものとすることができる。したがって、耐久性に優れた磁気変形部材40とすることができる。
The magnetically
センサとして静電容量センサを採用する場合には、可撓性シート11と、磁性部材14とゲル13の少なくとも一方を導電性とすることにより、可撓性シート11の表面11aからバックプレート12の表面までが電気的に導通しているため、可撓性シート11の表面11aを触ったときにバックプレート12の表裏両面間の静電容量の変化を検知することができる。したがって、可撓性シート11やゲル13の厚みの影響を受け難く、それらが厚い場合でもあっても、感度の低下を抑えることができる。
When a capacitance sensor is employed as a sensor, the
第4実施形態の変形例1:[図12] Modification 1 of the fourth embodiment: [FIG. 12]
本実施形態の磁気変形部材40bは、図12の断面図で示すように、バックプレート12のゲル13側(上側)にセンサ48bを設けた点で、磁気変形部材40aがバックプレート12の磁石15側(下側)にセンサ48bを設けたのと異なる。
The magnetically
センサとして静電容量センサを採用する場合には、磁性部材14および内部ゲルGiの少なくとも何れか一方を導電ゲルで形成することが好ましい点は磁気変形部材40aと同じである。そうした一方で可撓性シート11については絶縁性のシートとする。こうした構成とすれば、磁性部材14とゲル13の少なくとも一方とセンサ48bが電気的に導通するため、可撓性シート11の表面11aを触ったとき、可撓性シート11の表裏両面間の静電容量の変化を検知することができる。したがって、ゲル13の厚みの影響を受け難く、可撓性シート11からバックプレート12までの間隔が広く厚い場合でもあっても、感度の低下を少なくすることができる。なお、厚みが300μm以下の可撓性シート11を用いれば静電容量センサの感度への悪影響はほとんどない。本実施形態でも磁性部材14またはゲル13の最上部と、指先との間の距離および重なりに着目すると、可撓性シート11の囲繞部11dを触ったときの感度を高めるために、ゲル13を導電性とすることは好ましい態様である。
When a capacitance sensor is employed as a sensor, it is preferable to form at least one of the
第5実施形態:[図13,図14] Fifth embodiment: [FIG. 13, FIG. 14]
本実施形態の磁気変形部材50は、図13で示すように、磁性部材14と可撓性シート11が接しておらず、その間にゲル13が入り込んだ緩衝部59が設けられている点である。上記各実施形態では、磁性部材14と可撓性シート11とが固着していたが、磁性部材14と固着する境界部11bの形状が可撓性シート11の表面11aに表出するおそれがあったが、緩衝部59を有すると、可撓性シート11における境界部11bの変位を緩和して、なだらかな境界部11bとすることができる。
As shown in FIG. 13, the magnetically
より具体的にこうした構造変化を説明すると、磁場を印加することで、磁性部材14が磁石15に引き付けられ、磁性部材14がバックプレート12側(下方)へ変位する。このとき、磁性部材14の内側の内部ゲルGiと外側の外部ゲルGoはせん断応力を受けることは第1実施形態と同様である。このとき磁性部材14は変位に伴って可撓性シート11を下方に変位させるが、このとき緩衝部59が介在すると、特に応力が集中する境界付近において緩衝部59が伸びることができ、なだらかな境界部11bとなるのである。このとき緩衝部59が厚すぎると、緩衝力が大きくなりすぎて可撓性シート11の境界部11bを下方に変位させることができなくなり、結果として凸部を目立たせることができなくなってしまう。こうした観点から緩衝部59の上下方向長さ(平面視での奥行き方向の長さ)は、可撓性部材11とバックプレート12との間隔に相当するゲル13の厚みに対して1〜10%の範囲とすることが好ましい。こうした緩衝部59を適用すれば、磁場を印加した際に、図14で示すように、磁性部材14の存在を目立たせず、美観に優れた磁気変形部材50とすることができる。
More specifically, when such a structural change is described, the
その他の変形例:[図15] Other variations: [Fig. 15]
磁性部材14の形状は、平面視で環状である例として先の実施形態では図1で示したような無端環状である閉環した円環状を挙げていたが、環状の例としてはこれに限定されない。例えば、図15で示すように、開環した環状でも良い。また、円形に限らず、多角形状や、その他の任意形状の環状であっても良い。
The shape of the
さらに磁性部材14は、剛体でなる複数の磁性片を環状に配列したものとすることができる。剛体で形成しても複数の磁性片を環状に配列すると、磁石15の外形を小さくした場合に、磁性片の全体として縮径方向の変形が可能となる。閉環されてないため、内部ゲルGiの応力は、磁性片どうしの隙間から緩和されるが、そうした緩和の影響よりも、可撓性シート11の囲繞部11dに対する応力を大きくする効果の方が大きいため、凸部の現出させる効果を奏する。したがって、複数とせずに、単純に剛体でなる一つの磁性部材14とした場合に、磁石15の外形を小さくした際に縮径方向の変形が生じないのと比べて好ましい。
Further, the
また、剛体でなる複数の磁性片を使うメリットとして、バインダーに強磁性体粉末を分散した構成よりも同一材質のみで構成することから磁性を飛躍的に高めることができる点がある。したがって、より小さな磁石(あるいは磁力の小さな磁石)でバインダーに強磁性体粉末を分散した場合と同等の膨らみを囲繞部11dにもたらすことができる。あるいは、同等の膨らみを得るために磁性部材14を小さくすることができ、磁気変形部材の小型化に効果的である。
Further, as a merit of using a plurality of magnetic pieces made of a rigid body, there is a point that the magnetism can be dramatically improved by using only the same material as the constitution in which the ferromagnetic powder is dispersed in the binder. Therefore, it is possible to provide the surrounding
上記実施形態は本発明の例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施形態の変更または公知技術の付加や、組合せ等を行い得るものであり、それらの技術もまた本発明の範囲に含まれるものである。 The above embodiment is an exemplification of the present invention, and modifications of the embodiment or addition of known techniques, combinations and the like can be made without departing from the spirit of the present invention, and these techniques are also within the scope of the present invention. It is included in
10,10a,10b,10c 磁気変形部材(第1実施形態)
11 可撓性シート
11a 表面
11b 境界部
11c 周辺部
11d 囲繞部
12 バックプレート
13 ゲル
Gi 内部ゲル
Go 外部ゲル
14 磁性部材
15 磁石
20 磁気変形部材(第2実施形態)
26 外壁
30 磁気変形部材(第3実施形態)
38 可撓性シート
38a ベースシート
38b センサ
40,10a,40b 磁気変形部材(第4実施形態)
48a 保護層
48b センサ
50 磁気変形部材(第5実施形態)
59 緩衝部
10, 10a, 10b, 10c Magnetic deformation member (first embodiment)
26
38
59 Buffer
Claims (13)
The gel is filled in the inside where the flexible sheet and the back plate made of hard material are laminated, and it is annular in plan view in the direction perpendicular to the surface of the flexible sheet, and has a length in the vertical direction A magnetically deformable member wherein a magnetic member is secured to the flexible sheet and disposed in the gel.
The magnetic deformation member according to claim 1, wherein the magnetic member has an endless annular shape.
The magnetic deformation member according to claim 1 or 2, wherein the magnetic member is a plurality of magnetic pieces arranged in a ring shape.
The magnetic deformation member according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic member is a deformable elastic member and disposed in contact with the back plate.
The magnetic deformation member according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a magnetic force generation member for attracting the magnetic member by a magnetic force to the outside of the back plate.
The magnetic deformation member according to any one of claims 1 to 5, wherein the outer shape of the magnetic force generation member is smaller than the outer shape of the magnetic member in the plan view.
The magnetic deformation member according to any one of claims 1 to 6, further comprising a sensor that senses contact on the flexible sheet.
The magnetic deformation member according to any one of claims 1 to 7, further comprising: a sensor that senses a touch on the back plate.
The magnetic deformation member according to claim 7 or 8, wherein the sensor is a capacitive sensor, and the gel is a conductive gel.
The magnetic deformation member according to any one of claims 7 to 9, wherein the sensor is a capacitance type sensor, and the magnetic member is a conductive gel.
11. The magnetically deformable member according to claim 9, wherein the flexible sheet is a conductive sheet, and the sensor is electrically insulated from the conductive gel.
The magnetic deformation member according to claim 9 or 10, wherein the flexible sheet is an insulating layer, and the sensor is electrically connected to the conductive gel.
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