JP2019080418A - Magnetic deformation member - Google Patents

Magnetic deformation member Download PDF

Info

Publication number
JP2019080418A
JP2019080418A JP2017204933A JP2017204933A JP2019080418A JP 2019080418 A JP2019080418 A JP 2019080418A JP 2017204933 A JP2017204933 A JP 2017204933A JP 2017204933 A JP2017204933 A JP 2017204933A JP 2019080418 A JP2019080418 A JP 2019080418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
gel
flexible sheet
sensor
back plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017204933A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6936481B2 (en
Inventor
泰佳 渡部
Yasuyoshi Watabe
泰佳 渡部
裕美 須田
Hiromi Suda
裕美 須田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Polymatech Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Polymatech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Polymatech Co Ltd filed Critical Sekisui Polymatech Co Ltd
Priority to JP2017204933A priority Critical patent/JP6936481B2/en
Publication of JP2019080418A publication Critical patent/JP2019080418A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6936481B2 publication Critical patent/JP6936481B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

To provide a magnetic deformation member that deforms, when magnetism is applied, has a surface that protrudes to an opposite side of a placed magnet, and gives a change of tactile and visual characteristics to humans by giving a soft touch by the surface.SOLUTION: A magnetic deformation member 10 includes a gel 13 that is filled inside of a lamination of a flexible sheet 11 and a back plate 12 made of a hard material, and a magnetic member 14 which is annular in a plan view in a perpendicular direction to the surface of the flexible sheet 11 and has a length in the perpendicular direction is fixed to the flexible sheet 11 and is disposed in the gel 13. When a magnet 15 is placed on the outside of the back plate 12 and a magnetic field is applied, the magnetic member 14 is pulled by the magnetic field, and a convex portion is formed on the surface of the flexible sheet 11 by displacing the inside of the gel 13.SELECTED DRAWING: Figure 3

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.

特開2012−125136号公報JP 2012-125136 A 国際公開第2014/134962号International Publication No. 2014/134962 特開2015−179544号公報JP, 2015-179544, A 特表2013−543184号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-543184

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.

第1実施形態の磁気変形部材の平面図である。It is a top view of the magnetic deformation member of a 1st embodiment. 図1のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 第1実施形態の磁気変形部材の磁場をかけた状態の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional drawing of the state which applied the magnetic field of the magnetic deformation member of 1st Embodiment. 第1実施形態の磁気変形部材における内部ゲルと外部ゲルの位置関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the positional relationship of the internal gel in the magnetic deformation member of 1st Embodiment, and an external gel. 第1実施形態の変形例1である磁気変形部材の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional drawing of the magnetic deformation member which is the modification 1 of 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例2である磁気変形部材の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional view of the magnetic deformation member which is the modification 2 of 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例2である磁気変形部材の磁場をかけた状態の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional drawing of the state which applied the magnetic field of the magnetic deformation member which is the modification 2 of 1st Embodiment. 第2実施形態の磁気変形部材の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional drawing of the magnetic deformation member of 2nd Embodiment. 第2実施形態の磁気変形部材の磁場をかけた状態の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional drawing of the state which applied the magnetic field of the magnetic deformation member of 2nd Embodiment. 第3実施形態の磁気変形部材の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional drawing of the magnetic deformation member of 3rd Embodiment. 第4実施形態の磁気変形部材の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional drawing of the magnetic deformation member of 4th Embodiment. 第4実施形態の変形例1である磁気変形部材の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional drawing of the magnetic deformation member which is the modification 1 of 4th Embodiment. 第5実施形態の磁気変形部材の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional drawing of the magnetic deformation member of 5th Embodiment. 第5実施形態の磁気変形部材の磁場をかけた状態の図2相当断面図である。It is the FIG. 2 equivalent sectional drawing of the state which applied the magnetic field of the magnetic deformation member of 5th Embodiment. その他の変形例である磁気変形部材の正面図である。It is a front view of the magnetic deformation member which is the other modification.

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 magnetic deformation members 10a, 10b and 10c will be sequentially described as the magnetic deformation member 10 of the first embodiment. First, as shown in the plan view of FIG. 1 and the cross-sectional view of FIG. 2, the magnetic deformation member 10a is filled with gel 13 inside the laminated flexible sheet 11 and back plate 12 made of a hard material. A magnetic member 14 which is annular in a plan view perpendicular to the surface 11 a of the flexible sheet 11 and has a length in the vertical direction is provided. The magnetic member 14 is disposed in the gel 13 so as to be fixed to the flexible sheet 11 and separated from the back plate 12. Moreover, the magnet 15 as a "magnetic force generation member" is provided in the outer side of the back plate 12. As shown in FIG. Then, when a magnetic field is applied to the magnetic deformation member 10a by the magnet 15, as shown in FIG. 3, the boundary portion 11b where the magnetic member 14 adheres to the flexible sheet 11 and the peripheral portion 11c outside thereof. It is a member in which the convex part which the surrounding part 11d which becomes inner than the boundary part 11b swells is formed. Each part which comprises such a magnetic deformation member 10a is demonstrated in detail below.

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 magnetic member 14 having an annular outer shape is made of a material that can be attracted to the magnet 15 when a magnetic field is generated by the magnet 15, and has an annular shape in a plan view perpendicular to the surface of the flexible sheet. It is formed in a cylindrical shape extending in the direction.

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 magnetic member 14 may be any ferromagnetic material, and may be, for example, a ferromagnetic metal or a metal oxide itself, or may be a gel-like member in which such ferromagnetic powder is dispersed in a binder. The magnetic member 14 may be a hard material, but is preferably a deformable gel-like member. First, when the magnetic member 14 is fixed to the flexible sheet 11, the step of the fixed portion is easily exposed on the surface of the flexible sheet 11, and in addition to the fact that the appearance is not good, it is partially hard. It is because there is a possibility that it may feel. Second, although the magnetic member 14 is displaced, or displaced and deformed in a magnetic field, if the magnetic member 14 is made of a hard material at this time, although it is displaced, it becomes difficult to deform. On the other hand, by using a gel-like member, it is easily deformed in addition to the displacement. For example, when a small magnet is used as the magnet 15, the magnetic member 14 is drawn and deformed in the direction in which the diameter of the ring is reduced. As a result of such deformation, the protrusion of the flexible sheet 11 can be made more pronounced.

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 magnetic member 14 is a rigid body, the magnetic force can be increased more than the magnetic member in which the ferromagnetic powder is dispersed in the binder. Therefore, for example, when trying to form equivalent protrusions on the surface 11 a of the flexible sheet 11 by applying equal stress to the gel 13, the hard magnetic member 14 is a magnetic member 14 made of a soft elastic member. It can be a smaller magnet.

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 magnetic member 14 may be 95% or less of the thickness of the gel 13 corresponding to the distance between the flexible member 11 and the back plate 12 It is preferable to make it 85% or less. If the length of the magnetic member 14 exceeds 85%, the volume of the gel 13 located below the magnetic member 14 compressed by the magnetic member 14 becomes small, and there is a possibility that large swelling can not be formed, and it exceeds 95%. And that fear is greater. On the other hand, the lower limit of the length in the vertical direction of the magnetic member 14 is preferably 0.5 mm or more when the magnetic member 14 is a gel-like member in which a powder of a ferromagnetic material is dispersed in a binder. If it is less than 0.5 mm, the attracting force between the magnet 15 and the magnetic member 14 becomes weak, and the stress for forming the bulge (convex part) in the surrounding part 11 d is not sufficient, and there is a possibility that a large bulge can not be formed. When the magnetic member 14 is formed of a hard material such as a ferromagnetic material, the length in the vertical direction is preferably 0.1 mm or more. When using the ferromagnetic substance itself as compared with the case where the powder of the ferromagnetic substance is dispersed in the binder, it is possible to generate a stress that forms a bulge (convex part) in the surrounding part 11 d by about 0.1 mm. It is for.

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 gel 13 will be described. The gel 13 is a member that occupies most of the inside of the magnetic deformation member 10 a and provides the magnetic deformation member 10 a with a soft touch. More specifically, the flexible sheet 11 is laminated on one side of the gel 13 and the back plate 12 is laminated on the other side. Also, a magnetic member 14 is disposed inside. Then, as shown in FIG. 4, the gel 13 inside the annularly enclosed magnetic member 14 is referred to as an internal gel Gi, and the remaining part is referred to as an external gel Go. The gel 13 may be constituted entirely by a single member, but the inner gel Gi and the outer gel Go may be constituted by combining other members.

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 gel 13 include highly flexible polymer gel, rubber, thermoplastic elastomer and the like. 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 form an extremely soft gel. These polymeric materials may be used alone or in combination of two or more.

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 gel 13 is 50 or less by the value (following "E hardness") measured by the hardness meter of JIS E of JIS K 6253 which is a Japanese Industrial Standard. If the hardness exceeds E50, the change in shape upon application of a magnetic field may be small. Further, the reason why the lower limit of the E hardness is not limited is that it is within the preferable range even if it is not more than the measurement limit (E0 or less). If this E0 or less is considered in another degree of penetration, it can be preferably used in the range of about 100 to about 320, and can be used up to 340. However, if it becomes softer than this and the penetration degree exceeds 340, there is a possibility that it may be deformed by its own weight and the shape as the magnetic deformation member 10a can not be maintained. The penetration is the result of measurement on the surface of a test piece under the following test conditions using an apparatus described in JIS K 2220. That is, the weight of the needle and the entire needle fixing tool (that is, the weight applied to the test piece) is a value when it is 50 g using a needle having a shape defined in JIS K 2207.

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 gel 13 may be the same as or different from the hardness of the magnetic member 14. If the hardness of the gel 13 and the magnetic member 14 is made the same, when the magnetic field is not applied, there is no sense of difference in hardness between the magnetic member 14 and the gel 13, and the magnetically deformable member 10a having a sense of unity without knowing the boundary. can do. On the other hand, when the magnetic field is applied, the external gel Go is laminated below the magnetic member 14, so that the magnetic member 14 is hard and the external gel Go located below can be deformed. Flexibility can be demonstrated. In such a meaning, although the hardness of the magnetic member 14 can use various things, it can be said that it is especially preferable to use a soft material for the gel 13.

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 gel 13 preferably has a property not to be magnetized at all in a magnetic field, but does not exclude the inclusion of a small amount of a filler having a small amount of magnetism that does not increase the magnetism, and the degree of magnetization in comparison with the magnetic member 14 Is small and substantially nonmagnetic.

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 flexible sheet 11 is a member whose one surface is exposed to the outside to be the surface 11 a of the magnetic deformation member 10 a. The exposed surface 11 a is also a contact surface that a human touches, and is also a surface on which a convex portion is formed by the influence of a magnetic field. The other surface faces the inside of the magnetic deformation member 10a, and is in contact with the magnetic member 14, the internal gel Gi, and the external gel Go.

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 flexible sheet 11 is not limited, it is preferable to use a relatively thin sheet, and specifically, it is preferable to use a resin sheet of about 10 to 1000 μm. If it is less than 10 μm, there is a possibility that the durability as the contact surface may be concerned. Also, if it exceeds 1000 μm, it is difficult to be easily deformed and there is a risk of inhibiting the formation of the convex portion, or when it is easily deformable while having a thickness of more than 1000 μm, the material is excessively flexible. This raises concerns about durability.

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 back plate 12 is a member to be a core of the magnetic deformation member 10 a and has a role of maintaining the shape as a part. It is also a member which is disposed between the magnet 15 and the magnetic member 14 and which suppresses the gel 13 from being deformed downward by the influence of the magnetic member 14. For this reason, the back plate 12 is preferably made of a rigid material. For example, rubber, thermoplastic elastomer, thermoplastic resin, thermosetting resin, and inorganic materials such as metal and ceramic, which are harder than the gel 13 and the flexible sheet 11 can be mentioned. However, among these materials, the use of magnetic materials that adversely affect the magnetism of the magnet 15 is limited. Specifically, if a magnetic material is used on the entire surface, it acts as a magnetic shield and there is a possibility that the action of the magnet 15 on the magnetic member 14 may be extremely weak or not at all. Therefore, the magnetic material can not be used on the entire surface. On the other hand, in order to provide a place where the magnetic field is concentrated in the back plate 12, it is possible to use a magnetic material partially at a position corresponding to the lower center of the magnetic member 14 forming the convex portion.

「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 magnet 15 as a “magnetic force generation member” is disposed outside the back plate 12. The magnet 15 may be integrated as one element of the magnetic deformation member 10a, or may be separate. In the case of the magnetically deformable member 10a not provided with the magnet 15, the same function can be exhibited by providing the magnet 15 on the device to which the magnetically deformable member 10a is attached. A permanent magnet can be used as the type of the magnet 15, and an electromagnet using a coil can also be used. When an electromagnet is used, the magnet 15 can be fixed to the back surface of the back plate 12 because the magnetic force can be controlled by turning on / off the current. When a permanent magnet is used, the magnetic field may be controlled by moving the magnet 15 or providing a yoke serving as a magnetic path between the magnet 15 and the back plate 12 and moving the yoke. good.

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 magnet 15 is not limited, but can be approximately the same size as the outer shape of the magnetic member 14 in a plan view. In such a configuration, the magnetic member 14 is attracted perpendicularly to the magnet 15. Therefore, the internal gel Gi is stressed by the deformation of the gel 13 mainly located below the magnetic member 14, and a bulge (convex portion) is formed in the surrounding portion 11 d of the flexible sheet 11.

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 magnetic deformation member 11a can be any size, but the following embodiment can be adopted as an example. The magnetic member 14 can be formed in a cylindrical shape having an inner diameter (diameter) of 10 mm, an outer diameter of 16 mm, and a length (height) of 2 mm. This is because if the inner diameter of the magnetic member 14 is made the same size as the fingertip, it is easy to show the change in tactile sensation when operating with the finger. The gel 13 covering the periphery of the magnetic member 14 has a thickness of 3 mm, which is the distance between the flexible sheet 11 and the back plate 12 in the longitudinal direction of the magnetic deformation member 11 a (perpendicular to the surface 11 a of the flexible sheet 11). , Its perimeter can be 30 mm. The flexible sheet 11 can have a thickness of 300 μm and a circumferential length of 40 mm. The back plate 12 can have a thickness of 1 mm and a circumferential length of 40 mm.

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 magnetic deformation member 10a will be described.
Referring again to FIGS. 2 and 3, FIG. 2 shows a state in which no magnetic field is applied to the magnet 15 using an electromagnet, and FIG. 3 shows a state in which a magnetic field is applied. When no magnetic field is applied, as shown in FIG. 2, the surface 11a of the magnetic deformation member 10a is flat. When a magnetic field is applied from this state, the surface 11a is deformed as shown in FIG. More specifically, when such a structural change is described, the magnetic member 14 is attracted to the magnet 15 by applying a magnetic field, and the magnetic member 14 is displaced toward the back plate 12 (downward). At this time, the inner gel Gi inside the magnetic member 14 and the outer gel Go outside are subjected to shear stress. On the other hand, the lower external gel Go overlapping the ring of the magnetic member 14 receives a compressive stress.

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 back plate 12 near the center, but since the back plate 12 is difficult to deform, the stress can not be relaxed downward. Further, in the side, the relaxation of the stress is suppressed by the magnetic member 14. Therefore, the stress is released upward, the flexible sheet 11 is pressed by the stress, and a convex portion is formed on the surface 11 a of the flexible sheet 11. At this time, the boundary 11 b of the flexible sheet 11 can not be pulled upward by the magnetic member 14, so a bulge is formed in which the surrounding portion 11 d largely protrudes.

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 peripheral portion 11c outside the boundary portion 11b also slightly protrudes due to the stress of the external gel Go. However, with regard to the outer periphery of the magnetic member 14, stress can be relieved also in the side direction, so that the protrusion of the peripheral portion 11 c is formed a little lower, and it is possible to stand up the convex portion formed relatively at the center. Since the convex part of the magnetic deformation member 10a configured in this way has the gel 13 inside, it is possible to maintain a soft touch while making the surface largely project. In addition, while the magnet 15 is disposed below, a convex portion that protrudes in the opposite direction to the direction in which the magnet 15 is present can be formed.

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 magnetic member 14 and the distance between the flexible sheet 11 and the back plate 12, and the longer the magnetic member 14, the greater the force from the magnetic field. On the other hand, if the magnetic member 14 is too long, it strikes the back plate 12 and displacement of the magnetic member 14 is difficult to occur even with the soft magnetic member 14.

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 magnetic deformation member 10b of the present embodiment, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the magnetic member 14 is in contact with the back plate 12 without applying a magnetic field, and the space between the magnetic member 14 and the back plate 12 is It differs from the magnetic deformation member 10a shown in the previous embodiment in that it is not separated. Further, in the magnetic deformation member 10b, the magnetic member 14 needs to be flexible and have a softness that can be deformed when a magnetic field is applied.

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 magnetic member 14 is a deformable elastic member, the magnetic member is compressed when a magnetic field is applied to the magnetic member, and the magnetic member 14 is disposed in contact with the back plate 12 to form an annular magnetic member. The gel in the ring can be made difficult to escape out of the ring, and the stress of the gel in the ring to be compressed can be made easy to act on the flexible sheet surface.

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 magnetic deformation member 10 c of the present embodiment is different in size of the magnet 15 and has a similar shape smaller than the outer shape of the magnetic member 14 in plan view. In the magnetic deformation member 10c, when a magnetic field is applied, as shown in FIG. 7, the magnetic member 14 is attracted perpendicularly to the magnet 15, and is also attracted in the inner diameter decreasing direction. Therefore, in addition to the deformation of the gel 13 located below the magnetic member 14, a stress is generated that directly compresses the internal gel Gi present inside the annular shape of the magnetic member 14. As a result, the protrusion is large in the surrounding portion 11 d As a result, the protrusion of the peripheral portion 11c is suppressed. Therefore, the protrusion of the surrounding portion 11d is more prominent, and the visual change due to the ON / OFF of the magnetic field to the magnetic deformation member 10c can be made large.

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 magnetic deformation member 20 of the present embodiment is provided with an outer wall 26 on the outer periphery thereof as shown in the cross-sectional view of FIG. 8. The other configuration is the same as that of the magnetic deformation member 10 a of the first embodiment.

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 outer wall 26 can be the same as that of the back plate 12. The outer wall 26 may be integrated with the back plate 12 so as to stand up from the outer periphery thereof, or may be formed of a member different from the back plate 12. By providing such an outer wall 26, when applying a magnetic field to the magnetic deformation member 20, it is possible to suppress the deformation of the external gel Go to the side surface. In this case, the stress received by the outer gel Go is also directed upward, and the stress that escapes from the inner gel Gi to the outer gel Go can also be relaxed. Therefore, the total stress can be directed upward, and as shown in FIG. 9, the bulge appearing on the surface 11a of the flexible sheet 11 can be made larger.

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 outer wall 26, the flexible sheet 11, the back plate 12, and the outer wall 26 can form a sealed space that completely seals the gel 13. Since the gel 13 has relatively weak physical properties, the durability of the magnetic deformation member 20 can be enhanced by holding the gel 13 in the sealed space.

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 magnetic deformation member 20 of the present embodiment, as in the magnetic deformation member 10 of the first embodiment, the configuration in which the magnetic member 14 contacts the back plate 12 and the outer shape of the magnet 15 in plan view It is also possible to adopt a configuration that makes it smaller.

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 deformable member 30 described as the third embodiment has a flexible sheet 38 provided with a sensor 38 b in a flexible base sheet 38 a instead of the flexible sheet 11 used in the magnetically deformable member described above. It is used. The sensor 38 b is connected to a control IC or the like by a wire not shown.

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 sensor 38b as long as the sensor does not lose the function of forming a bulge in the surrounding part 11d when a magnetic field is applied, in other words, a sensor having flexibility not inhibiting the swelling of the surrounding part 11d be able to. As such a sensor 38b, for example, a stretchable sensor having an electrode made of an elastic conductive material, or a sensor that can be stretched as a whole by combining a portion with low stretchability and a portion with high stretchability can be mentioned. . Moreover, a pressure sensitive sensor and an electrostatic capacitance sensor can be mentioned as a system of a sensor. In addition, as the flexible base sheet 38a, the material described as the flexible sheet 11 in the first embodiment can be used.

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 magnetic deformation member 30 including the sensor 38b on the flexible sheet 38 can increase the sensor sensitivity as compared to the magnetic deformation member including a sensor on the back plate described later. Therefore, the magnetic deformation member 30 can be used as a touch sensor with excellent sensitivity.

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 sensor 38b is provided in the flexible sheet 38. Further, the sensor 38b is provided on the surface of the flexible sheet 11 described in the previous embodiment, and the flexible protective layer 48a is further provided thereon. You may cover it. The sensor 38 b is connected to a control IC or the like by a wire not shown.

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 magnetic deformation members 40a and 40b will be sequentially described as the magnetic deformation member 40 of the fourth embodiment. First, as shown in the cross-sectional view of FIG. 11, the magnetically deformable member 40a is provided with the sensor 48b on the magnet 15 side (lower side) of the back plate 12 used in the magnetically deformable member described above. A protective layer 48a is provided on the surface of the back plate 12 on the side where the sensor 48b is provided, and the sensor 48b is connected to a control IC or the like by a wire not shown. Although a sensor that does not impair the function of the back plate 49 can be used as the sensor 48b, it does not particularly require flexibility as in the sensor described in the third embodiment, and various pressure-sensitive sensors and electrostatics can be used. A capacitive sensor can be used.

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 magnetic deformation member 40a, it is preferable that at least one of the magnetic member 14 and the internal gel Gi have conductivity. When the distance from the flexible sheet 11 to the back plate 12 widens and the thickness of the gel 13 increases, the distance from the surface 11a of the flexible sheet 11 to the sensor 48b becomes longer. Therefore, when a capacitance sensor is adopted, its sensitivity Is concerned that will be worse. However, by providing conductivity to these portions, it is possible to suppress the decrease in sensitivity. Furthermore, in view of the distance between the lowermost portion of the magnetic member 14 or gel 13 and the sensor 48 b and the overlapping area of the magnetic member 14 or gel 13 and the sensor 48 b, it is more preferable to make the gel 13 conductive. .

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 magnetic member 14 is to be conductive, a magnetic conductive gel may be used, and when the internal gel Gi is to be conductive, a conductive gel not exhibiting ferromagnetism may be used. In addition, the entire gel 13 including the external gel Go may be made conductive. Such a conductive gel can be obtained by a method in which a conductive filler such as carbon or metal particles is added to a non-conductive binder, or a method using a conductive polymer. The use of a fibrous conductor as the conductive filler is preferable in that the conductivity can be imparted without significantly impairing the flexibility of the binder. The conductivity is preferably a volume resistivity of 100 Ω · cm or less.

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 magnetic deformation member 40a, the flexible sheet 11 is also preferably made of a conductive material. When a capacitance sensor is adopted as a sensor, if the thickness of the flexible sheet 11 is increased, the sensitivity may be reduced. However, if the conductivity is conductivity, the reduction of the sensitivity can be suppressed. As the conductive flexible sheet 11, for example, a conductive film is formed on the front and back, and a resin film in which the conductive layers are electrically conducted through holes, a conductive film made of a resin to which a conductive filler is added, etc. Can be used.

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 deformable member 40 including the sensor 48 b on the back plate 12 may be free from the concern of deformation or wear of the sensor as compared to the magnetically deformable member 30 including the sensor 38 b on the flexible sheet 38. Therefore, the magnetically deformable member 40 can be made excellent in durability.

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 flexible sheet 11 and at least one of the magnetic member 14 and the gel 13 are made conductive to allow the surface 11 a of the flexible sheet 11 to pass through the back plate 12. Since the surface is electrically conducted, when the surface 11 a of the flexible sheet 11 is touched, a change in capacitance between the front and back surfaces of the back plate 12 can be detected. Therefore, it is hard to be influenced by the thickness of the flexible sheet 11 or the gel 13, and even when they are thick, it is possible to suppress the decrease in sensitivity.

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 deformable member 40b of this embodiment is a magnet 15 of the back plate 12 in that the sensor 48b is provided on the gel 13 side (upper side) of the back plate 12 as shown in the sectional view of FIG. This is different from the case where the sensor 48b is provided on the side (lower side).

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 magnetic member 14 and the internal gel Gi of a conductive gel as in the magnetic deformation member 40 a. On the other hand, the flexible sheet 11 is an insulating sheet. With such a configuration, when at least one of the magnetic member 14 and the gel 13 and the sensor 48b are electrically conducted, when the surface 11a of the flexible sheet 11 is touched, the static space between the front and back sides of the flexible sheet 11 is obtained. It is possible to detect a change in capacitance. Therefore, even when the distance between the flexible sheet 11 and the back plate 12 is wide and thick, the decrease in sensitivity can be reduced. If the flexible sheet 11 having a thickness of 300 μm or less is used, there is almost no adverse effect on the sensitivity of the capacitance sensor. Also in the present embodiment, focusing on the distance and overlap between the top of the magnetic member 14 or gel 13 and the fingertip, the gel 13 is used to increase the sensitivity when touching the surrounding portion 11 d of the flexible sheet 11. Making it conductive is a preferred embodiment.

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 deformable member 50 according to the present embodiment does not contact the magnetic member 14 and the flexible sheet 11, and is provided with a buffer portion 59 in which the gel 13 is inserted. . In each of the above embodiments, the magnetic member 14 and the flexible sheet 11 are fixed, but there is a possibility that the shape of the boundary portion 11 b fixed to the magnetic member 14 may be exposed on the surface 11 a of the flexible sheet 11 However, when the buffer portion 59 is provided, the displacement of the boundary portion 11 b in the flexible sheet 11 can be relaxed to form a smooth boundary portion 11 b.

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 magnetic member 14 is attracted to the magnet 15 by applying a magnetic field, and the magnetic member 14 is displaced toward the back plate 12 (downward). At this time, the inner gel Gi inside the magnetic member 14 and the outer gel Go outside are subjected to shear stress as in the first embodiment. At this time, the magnetic member 14 displaces the flexible sheet 11 downward according to the displacement, but when the buffer portion 59 intervenes at this time, the buffer portion 59 can extend especially in the vicinity of the boundary where stress concentrates. It becomes the boundary part 11b. At this time, if the buffer portion 59 is too thick, the buffer force becomes too large to displace the boundary portion 11 b of the flexible sheet 11 downward, and as a result, the convex portion can not be made conspicuous. From such a viewpoint, the vertical length (length in the depth direction in plan view) of the buffer portion 59 is 1 to 10% of the thickness of the gel 13 corresponding to the distance between the flexible member 11 and the back plate 12 It is preferable to set the range of When such a buffer portion 59 is applied, as shown in FIG. 14, when the magnetic field is applied, the presence of the magnetic member 14 is not noticeable, and the magnetic deformation member 50 excellent in appearance can be obtained.

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 magnetic member 14 is an example of an annular shape in a plan view, and in the above embodiment, the closed ring has been described as an endless annular shape as shown in FIG. 1, but the example of the annular shape is not limited thereto. . For example, as shown in FIG. 15, a ring-opened ring may be used. Also, the shape is not limited to a circular shape, and may be an annular shape having a polygonal shape or any other shape.

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 magnetic member 14 can be formed by arranging a plurality of rigid magnetic pieces in an annular shape. If the magnetic pieces are arranged in an annular shape even if they are formed as a rigid body, deformation in the diameter reduction direction becomes possible as a whole of the magnetic pieces when the outer shape of the magnet 15 is reduced. Because the ring is not closed, the stress of the internal gel Gi is relieved from the gap between the magnetic pieces, but the effect of increasing the stress on the surrounding portion 11 d of the flexible sheet 11 is larger than the effect of such relaxation. Therefore, the effect of making the convex part appear is exhibited. Therefore, it is preferable to use one magnetic member 14 simply made of a rigid body instead of a plurality, as compared with the case where deformation in the diameter reduction direction does not occur when the outer shape of the magnet 15 is reduced.

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 portion 11 d with a swelling equivalent to the case where the ferromagnetic powder is dispersed in the binder with a smaller magnet (or a magnet having a smaller magnetic force). Alternatively, the magnetic member 14 can be made smaller in order to obtain an equivalent bulge, which is effective in miniaturizing the magnetic deformation member.

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)
Reference Signs List 11 flexible sheet 11a surface 11b boundary portion 11c peripheral portion 11d surrounding portion 12 back plate 13 gel Gi internal gel Go external gel 14 magnetic member 15 magnet 20 magnetic deformation member (second embodiment)
26 outer wall 30 magnetic deformation member (third embodiment)
38 Flexible Sheet 38a Base Sheet 38b Sensor 40, 10a, 40b Magnetic Deformation Member (Fourth Embodiment)
48a Protective Layer 48b Sensor 50 Magnetic Deformation Member (Fifth Embodiment)
59 Buffer

Claims (13)

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。
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.
前記磁性部材が、無端環状である請求項1記載の磁気変形部材。
The magnetic deformation member according to claim 1, wherein the magnetic member has an endless annular shape.
前記磁性部材が、複数の磁性片が環状に配列したものである請求項1または請求項2記載の磁気変形部材。
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.
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請求項1〜請求項3何れか1項記載の磁気変形部材。
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.
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請求項1〜請求項4何れか1項記載の磁気変形部材。
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.
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請求項1〜請求項5何れか1項記載の磁気変形部材。
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.
前記可撓性シートに、接触を感知するセンサを備える請求項1〜請求項6何れか1項記載の磁気変形部材。
The magnetic deformation member according to any one of claims 1 to 6, further comprising a sensor that senses contact on the flexible sheet.
前記バックプレートに、接触を感知するセンサを備える請求項1〜請求項7何れか1項記載の磁気変形部材。
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.
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請求項7または請求項8記載の磁気変形部材。
The magnetic deformation member according to claim 7 or 8, wherein the sensor is a capacitive sensor, and the gel is a conductive gel.
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請求項7〜請求項9何れか1項記載の磁気変形部材。
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.
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請求項9または請求項10記載の磁気変形部材。
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.
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請求項9または請求項10記載の磁気変形部材。
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.
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請求項1〜請求項12何れか1項記載の磁気変形部材。 The magnetic deformation member according to any one of claims 1 to 12, further comprising a frame-shaped outer wall made of a hard material connecting the flexible sheet and the back plate outside the magnetic member.
JP2017204933A 2017-10-24 2017-10-24 Magnetic deformation member Active JP6936481B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017204933A JP6936481B2 (en) 2017-10-24 2017-10-24 Magnetic deformation member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017204933A JP6936481B2 (en) 2017-10-24 2017-10-24 Magnetic deformation member

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019080418A true JP2019080418A (en) 2019-05-23
JP6936481B2 JP6936481B2 (en) 2021-09-15

Family

ID=66628228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017204933A Active JP6936481B2 (en) 2017-10-24 2017-10-24 Magnetic deformation member

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6936481B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020067373A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 富士フイルム株式会社 Original plate for printing, laminate of original plate for printing, method for platemaking printing plate, and printing method
WO2023070697A1 (en) * 2021-10-27 2023-05-04 香港城市大学深圳福田研究院 Bistable magnetostrictive driver and manufacturing method therefor, fatigue test device, and submersible vehicle
CN117621133A (en) * 2023-12-29 2024-03-01 求之科技(无锡)有限公司 Multi-finger visual touch track clamping jaw and control method thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59231279A (en) * 1983-06-14 1984-12-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Variable orifice using magnetic fluid
JPH06121563A (en) * 1992-10-01 1994-04-28 Toshiba Corp Magnetic fluid actuator
JP2004508506A (en) * 2000-06-21 2004-03-18 コミツサリア タ レネルジー アトミーク Element with bulging-type unevenness
JP2005055489A (en) * 2003-08-05 2005-03-03 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Tactile display and direct action mechanism
JP2012125136A (en) * 2010-11-18 2012-06-28 Panasonic Corp Magnetic response type actuator
JP2014232264A (en) * 2013-05-30 2014-12-11 凸版印刷株式会社 Inclination correction apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59231279A (en) * 1983-06-14 1984-12-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Variable orifice using magnetic fluid
JPH06121563A (en) * 1992-10-01 1994-04-28 Toshiba Corp Magnetic fluid actuator
JP2004508506A (en) * 2000-06-21 2004-03-18 コミツサリア タ レネルジー アトミーク Element with bulging-type unevenness
JP2005055489A (en) * 2003-08-05 2005-03-03 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Tactile display and direct action mechanism
JP2012125136A (en) * 2010-11-18 2012-06-28 Panasonic Corp Magnetic response type actuator
JP2014232264A (en) * 2013-05-30 2014-12-11 凸版印刷株式会社 Inclination correction apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020067373A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 富士フイルム株式会社 Original plate for printing, laminate of original plate for printing, method for platemaking printing plate, and printing method
WO2023070697A1 (en) * 2021-10-27 2023-05-04 香港城市大学深圳福田研究院 Bistable magnetostrictive driver and manufacturing method therefor, fatigue test device, and submersible vehicle
CN117621133A (en) * 2023-12-29 2024-03-01 求之科技(无锡)有限公司 Multi-finger visual touch track clamping jaw and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP6936481B2 (en) 2021-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6936481B2 (en) Magnetic deformation member
EP3203353B1 (en) Magnetic apparatus for providing tactile sensation
US20190041991A1 (en) Feedback responsive input arrangements
US9639158B2 (en) Systems and methods for generating friction and vibrotactile effects
US10572021B2 (en) Elastomer suspension with actuation functionality or sensing functionality
US20120126959A1 (en) Electroactive polymer transducers for tactile feedback devices
JP2011504634A (en) Electroactive polymer transducers for tactile feedback devices
US20160054800A1 (en) Integrated haptic feedback simulating device using kinesthesia providing module including magnetorheological fluid and thin-film-type tactile sensation providing module
KR101524906B1 (en) Apparatus for generating tactile sensation, dielectricpolymer high-perpormance driver, actuator, interfacing apparatus, apparatus for providing tactile feedback using the same
JP2019067409A (en) Tactile actuator having smart material working component and electromagnetic working component
KR20090082714A (en) Display device and method for sensing input point using magnetic fluid
Chen et al. Skin-integrated stretchable actuators toward skin-compatible haptic feedback and closed-loop human-machine interactions
US20210398403A1 (en) Portable Electronic Device Having a Haptic Button Assembly
CN109844888B (en) Magnetic sensor alignment with lift-off
US20190079583A1 (en) Haptic Actuation Systems for a Touch Surface
JP6574968B2 (en) Magnetic deformation member
US11385714B2 (en) Magnetic deformable member
KR20190142207A (en) Piezoelectric displacement amplification apparatus
TWI615873B (en) Magnetic type keyboard and magnetic type key
KR102052657B1 (en) Deformation haptic device
KR101032306B1 (en) Haptic feedback providing device and method therewith
US20200194660A1 (en) Magnetic deformable member
KR101888981B1 (en) Protective case for smart phone
US11036297B2 (en) Tactile feedback device
US12125637B2 (en) Shape-transformable switch apparatus based on magnetorheological elastomer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200919

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210714

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210803

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210820

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6936481

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250